基于基尼系数的青海省公路空间分布格局研究

2016-12-26张文逸

地理空间信息 2016年2期

关键词：公路网基尼系数青海省

张文逸，翁敏

（1.武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉 430079）

基于基尼系数的青海省公路空间分布格局研究

张文逸1，翁敏1

（1.武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉 430079）

公路网空间分布格局与区域经济、人类生活布局不一致，严重制约着区域社会经济协调可持续发展。为了使公路网建设更好地服务于经济发展与人民生活，对公路网空间分布格局进行研究尤为必要。参考经济贫富差距的测定方法，构建表征公路里程相对区域面积、人口数量、各产业产值及经济总产值分布格局的洛仑兹曲线，定量计算衡量青海省国、省道布局与以上诸要素协调程度的基尼系数，反映国、省道建设的公平性与合理性，为未来公路网规划建设的协调有序发展提供基础信息。综合计算结果表明，青海省国、省道里程相对地域面积的分布较为均衡合理，但与人口数量、经济产值的相对布局严重失衡，建议合理规划公路网建设，有效调整产业布局。

基尼系数；洛仑兹曲线；分布格局

随着我国公路运输能力的不断加强，对经济社会发展的促进作用也在不断加大，公路运输能力不仅会通过物流成本等影响地方经济的发展，而且会通过强大的物流、人流以及运输相关业务促进经济增长，从而对地方经济的发展具有重要的促进作用[1,2]。公路网空间分布与区域经济、人类生活布局不一致，已成为制约区域社会经济可持续发展的重要因素。为了使公路网络的发展更好地服务于经济发展与人民生活，对公路资源空间分布格局进行研究尤为必要。公路网的均衡分布是协调社会经济和谐发展，均衡大众交通出行机会，缩小城乡二元结构的重要前提[3]，对公路网的空间分布均衡程度进行定量评价，有助于指导未来公路网规划建设的协调有序发展，也为区域规划和区域产业合理布局提供科学依据。

1 研究现状

目前，国内外学者对公路资源空间分布格局的研究并不是很多。在以英美为代表的发达国家，其主要集中于公路空间分布格局与经济发展差异、收入变化、城市化发展变迁等因素的相互影响方面。在国内，在公路网布局结构评价方面，我国很多专家进行相关研究，但仅仅只是从适应性和技术性角度对公路网进行评价，对于公路网分布格局均衡程度的评价仍然很少。相关学者对公路分布均衡评价进行了研究。袁长伟等建立了基于斯塔克尔伯格博弈模型的路网均衡交通分配方法[4]；范科红等利用ArcGIS的叠加分析和空间分析功能，研究重庆市县域道路密度的空间分布差异[5]；朱辉等从技术、经济、社会3方面对公路网的均衡程度进行纵横向的综合评价[6]；张长生等应用基尼系数对云南省16个地市州公路网的均衡程度进行评价[7]等。由于公路分布的欠均衡现象依然是个严重的社会问题，考虑到促进社会公平、实现服务均等化的交通发展社会要求，本文对我国公路资源的空间分布格局作进一步研究。

2 研究方法

2.1 基尼系数与洛伦兹曲线

1905年，美国统计学家洛伦兹（Max Otto Lorenz，1876～1959）提出了“洛伦兹曲线”，即在一个总体（国家、地区）内，计算“从最贫穷的人口一直到最富有人口”的人口百分比，以及对应各个人口百分比的收入百分比曲线，以此研究国民收入在国民之间的分配问题。1922年，意大利经济学家基尼（Corrado Gini，1884～1965）在洛伦兹曲线的基础上提出基尼系数，用于判断收入分配的公平程度，是国际上用来综合考察居民内部收入分配差异状况的一个重要指标。

如图1所示，横坐标代表从一个国家（地区）最低收入的家庭开始，人口数量占总人口数量的累计比例，一直累计到最高收入的家庭；纵坐标代表与人口数量累计占比相对应的该部分人口的家庭总收入累计占比。表示收入分配均衡程度的洛伦兹曲线与收入分配绝对公平线如图1所示，两条曲线所围图形面积与绝对公平线下方总面积的比例，即为该国家（地区）收入分配的基尼系数。

图1 基尼系数示意图

表1 基尼系数对应收入分配均衡程度表

基尼系数的数值在0和1之间，越接近0就表明收入分配越趋向平等，反之，收入分配则越趋向不平等。根据联合国有关组织规定，基尼系数不同区间所代表的收入均衡程度如表1所示，其中，基尼系数在0．4以上表示收入差距较大。

2.2 基尼系数的适用性分析

基尼系数最初用于定量测定收入分配的差异程度。本质上，基尼系数代表着调查对象的分布相对于绝对公平状态的偏离程度，其功能在于研究资源配置的均衡程度。理论上，其测定对象可以推广于各类自然资源与社会资源，并不仅仅局限于居民收入。

事实上，基尼系数的使用早已超越经济学领域，在教育公平性、城乡二元结构、工业区位分布等方面均有广泛应用。例如，在水资源空间分布研究方面，我国学者即通过基尼系数法来计算水资源的空间匹配系数[8,9]；在公路分布均衡程度研究方面，也已有学者对基尼系数的应用作过尝试[10]。因此，基尼系数在公路分布均衡程度研究方面的应用，拥有可靠的理论基础和事实依据。

王江平等[11]指出，公路发展均衡程度主要体现在3个方面，即公路里程在地域面积分布上的均衡程度，人均占有公路里程的均衡程度和单位产出所拥有的公路里程支持上的均衡程度。本文以青海省为研究对象，分别计算国、省道的公路地域基尼系数、公路人口基尼系数和公路经济基尼系数（本次研究将公路经济基尼系数细分为公路第一产业经济基尼系数、公路第二产业经济基尼系数、公路第三产业经济基尼系数、公路经济总值基尼系数，并分别计算），量化测定国、省道与地域面积、人口和经济产出的空间匹配程度，综合评价青海省国、省道的空间分布格局。

3 模型构建与基尼系数的计算

3.1 研究区概况

青海省位于我国西部，青藏高原的东北部，地理位置介于东经89°35'～103°04'、北纬31°9'～39°19'之间，全省东西长1 200多km,南北宽800多km，总面积72．23万km2，辖2个地级市和6个自治州，分别是西宁市、海东市、海北藏族自治州、海西蒙古族藏族自治州、海南藏族自治州、黄南藏族自治州、果洛藏族自治州以及玉树藏族自治州。青海省全省均属青藏高原范围之内，平均海拔3 000 m以上，在总面积中，平地、丘陵和山地分别占到30．1%、18．7%和51．2%；海拔高度在3 000 m以下的面积占26．3%，3 000～5 000 m的面积占67%，5 000 m以上的面积占5%。全省地势总体呈西高东低、南北高中部低的态势。

3.2 数据来源与处理

青海省的政区与境界数据由国家测绘地理信息局提供，通过ArcGIS分别计算出各地级市、自治州的区域面积；国、省道空间数据由国家测绘地理信息局提供，通过ArcGIS分别计算出各地级市、自治州的国、省道里程；各地级市、自治州的人口、经济产值数据来自“青海统计信息网（www．qhtjj．gov．cn）”，从各地州的《2013年国民经济和社会发展统计公报》中查得，如表2所示。

3.3 基尼系数的计算

以公路人口基尼系数为例，首先，计算各地级市、自治州内单位人口拥有的国、省道里程，按从小到大顺序排列；从单位人口拥有国、省道里程最少的地级市或自治州开始，到单位人口拥有国、省道里程最多的地级市或自治州，逐次计算人口占全省总人口的累计百分比，以及相应的国、省道里程占全省总里程的累计百分比；分别以“人口累计百分比”与“国、省道里程累计百分比”为横、纵坐标，制作散点图，连接散点形成洛伦兹曲线；最后，根据上述面积比例，计算得出国、省道人口基尼系数。

3.3.1 公路区域基尼系数计算

如图2所示，红线为国、省道里程在地域面积分布上的绝对平均线，蓝色线条为反映实际分布均衡程度的洛伦兹曲线，拟合方程为y=0.000 1x3-0.011 5x2+ 0.762 3x。

图2 公路区域基尼系数示意图

3.3.2 公路人口基尼系数计算

如图3所示，红线为国、省道里程人均占有的绝对平均线，蓝线为反映实际人均占有均衡程度的洛伦兹曲线，拟合方程为y = 0.000 4x3- 0.046 8x2+ 1.437 2x。

图3 公路人口基尼系数示意图

3.3.3 公路经济基尼系数计算

如图4～7所示，红线分别为国、省道与第一产业产值、第二产业产值、第三产业产值、经济总产值空间匹配的绝对平均线，蓝线分别为反映实际空间匹配均衡程度的洛伦兹曲线，拟合方程分别为y = 0.000 2x3-0.018x2+ 0.688 8x；y = 0.000 4x3- 0.047 1x2+ 1.4553x；y = 0.000 5x3- 0.066 4x2+ 2.131 8x；y = 0.000 3x3- 0.027 3x2+ 0.819 5x。

表2 青海省统计数据表

图4 公路经济（第一产业）基尼系数示意图

图5 公路经济（第二产业）基尼系数示意图

图6 公路经济（第三产业）基尼系数示意图图6 公路经济（第三产业）基尼系数示意图

3.4 结果与讨论

图6 公路经济（第三产业）基尼系数示意图图6 公路经济（第三产业）基尼系数示意图

图7 公路经济（总产值）基尼系数示意图

1）青海省国、省道地域基尼系数为0．311 2，按国际标准属于“相对合理”。据何炜豪等人的《基于基尼系数的公路网分布均衡性评价研究》，近年，温州市二级及以上公路地域基尼系数约为0．402，相较而言，青海省国、省道在地域上的分布较温州市更为均衡。

2）青海省国、省道人口基尼系数为0．682 8，按国际标准属于“差距悬殊”。据王江平等人的《基尼系数与公路发展均衡性分析》，1995年我国公路人口基尼系数为0．24，2003年为0．26，呈稳定增长的态势，直至近年，青海省的公路人口基尼系数仍远大于全国整体数据。究其原因，一方面是青海省的公路建设缺乏统筹规划，只顾及地域公平性，未顾及与人口分布相协调；另一方面，也可能由于生活、生产方式的不同，不同地区对国道、省道的人均需求本就不同，例如，比起公共服务、社会资源相对集中的省会城市，广袤而资源稀缺的山区对国道、省道的人均需求可能较高。

3）青海省国、省道第一产业基尼系数为0．511 2；第二产业基尼系数为0．576 4；第三产业基尼系数为0．699 2；经济总值基尼系数为0．584 0，按国际标准均属于“差距悬殊”，其中第三产业尤甚，说明青海省公路建设与经济发展的协调性较差。而据张亮亮等的《基于经济适应性的公路网均衡发展评价》，中部地区（包括山西、安徽、江西、河南、湖北和湖南）2000、2005、2009年等级公路的经济基尼系数分别为0．102、0．017、0．00，高等级公路的经济基尼系数分别为0．173、0．072、0．72。整体比较，中部地区的公路经济基尼系数较青海省低，公路布局与产业布局的协调性更好，这与2009年国务院常务会议讨论通过的《促进中部地区崛起规划》不无关系。该规划旨在将中部六省作为一个有机整体进行协调发展，确保基本公共服务趋向均等化，青海省未来的公路规划建设可借鉴中部地区的先进经验。

4）洛仑兹曲线不仅可用以测算基尼系数，其曲线走势也可进行定性分析。在图3的基础上，进一步计算人口累计占比对应的第一、第二、第三产业经济产值的累计占比，叠加各产业产值相对人口分布的洛仑兹曲线。如图8所示，曲线A表征国、省道相对人口的分布格局，曲线B、C、D分别表征第一产业、第二产业、第三产业产值相对人口的分布格局。观察可见，曲线B与A的走势较为接近（尤其在两条曲线的后半段），说明相比于第二、第三产业，第一产业对国、省道的依赖程度较大，也即国、省道建设对第一产业发展的带动作用较大（尤其在人口较为稀疏的地区）；而曲线C和曲线D的走势较为接近，说明第二产业和第三产业的产业布局相互影响较大，受国、省道布局的影响则不那么明显。结合图5、图6不难发现，在人口相对密集的西宁、海东等地，单位第二、第三产业产值拥有的国、省道支持严重不足，而在人口相对稀疏的玉树、果洛等地，国、省道建设对第二、第三产业的带动作用也并未凸显。如何调整产业布局和公路规划，使公路建设与经济协调发展，是青海未来发展亟待思考的问题。

图8 公路人口基尼系数与经济人口基尼系数示意图

5）综合分析结果，青海省国、省道分布与地域面积的匹配相对合理，但与人口数量、经济产值的匹配均严重失衡。青海省内自然环境复杂多样，高原气候灾害频繁[12]，严重制约了交通运输网的整体规划。青海省未来的公路建设，应严格遵循统筹规划、因地制宜、宏观调控、重点突出的原则[13]，在顾及地域公平性的同时，兼顾与人口分布、经济发展的协调。要深入分析居民出行和经济发展的需求特点，根据需求合理配置交通网络，避免交通网络密度的盲目扩大；同时合理调整产业布局，与公路网的规划建设相适应，从而更好地发挥公路在方便人民出行、带动区域经济发展方面的服务作用。

4 结语

本文参考洛伦兹曲线的构建原理与基尼系数的计算方法，定量测算了2013年度青海省国、省道里程相对地域、人口与经济产值的空间分布格局，反映了国、省道建设的公平性与合理性，为未来公路网规划建设的协调有序发展提供了基础信息。在进一步的研究中，还可以对青海省不同年份、不同等级的公路进行基尼系数的测算，分析青海省公路网分布的发展变化规律和层次特点，为未来公路网规划建设提供更详实、全面的参考。

[1] 任永海，丁仁船．城市道路、经济与人口增长关系的计量分析[J]．科技与交通,2006,38(6):91-93

[2] 徐丽珍．公路运输能力对地方经济影响分析[J]．时代金融，2013,11(3):159

[3] 何祎豪，范炳全，董洁霜．基于基尼系数的公路网分布均衡性评价研究[J]．交通运输系统工程与信息,2010,10(6):163-168

[4] 袁长伟，蔚欣欣，陆化普．基于斯塔克尔伯格博弈的路网均衡交通分配方法[J]．中国公路学报,2009,22(5):89-93

[5] 范科红，李阳兵，冯永丽．基于GIS的重庆市道路密度的空间分异[J]．地理科学,2011,31(3):365-371

[6] 朱辉，李沛才，陈绍莹．公路网现状综合评价[J]．长安大学学报,2005,25(5):79-82

[7] 张长生，马荣国．高原山区公路网均衡性评价及发展对策研究[J]．公路交通科技,2011,28(5):121-127

[8] 王康，钟歆玥，李玉文．甘肃省水资源空间匹配分析[J]．中国农村水利水电,2008(10):21-23

[9] 姜宁，付强．基于基尼系数的黑龙江省水资源空间匹配分析[J]．东北农业大学学报,2010,41(5):56-60

[10] 张亮亮，贾元华，牛中海．基于经济适应性的公路网均衡发展评价[J]．技术与方法,2013(2):221-224

[11] 王江平，李继瑞．基尼系数与公路发展均衡性分析[J]．交通世界,2006(11):66-69

[12] 解家安．青海省交通运输网地域性建设与发展[J]．青海师范大学学报,2005(4):102-104