文玉釗，鐘業(yè)喜，蔣梅鑫，史焱文

(1.江西師范大學 鄱陽湖濕地與流域研究教育部重點實驗室，南昌330022;2.河南大學環(huán)境與規(guī)劃學院，河南 開封475004)

0 引言

城鎮(zhèn)體系的空間結構是指某一體系內各個城鎮(zhèn)在空間上的分布、聯(lián)系及組合狀態(tài)，其實質是一個國家或一定地域范圍內經(jīng)濟和社會物質實體——城鎮(zhèn)的空間組合形式［1］。合理有序的空間結構可以使區(qū)域內各生產(chǎn)力要素進行最有效的組合，實現(xiàn)區(qū)域空間效益最大化。近年來，城鎮(zhèn)體系空間結構研究成為國內學者廣泛關注的熱點。在鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)城鎮(zhèn)體系研究方面，李傳華采用主成分分析、分形分析、因子分析等研究方法以及城市流強度、斷裂點、交通綜合通達度等模型系統(tǒng)分析了鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)城鎮(zhèn)體系空間組織［2］。王丹從人口、經(jīng)濟、城市空間格局等方面對鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)城市群的空間結構特征進行了分析，并基于多核模型研究了其空間結構演變特征［3］。鐘業(yè)喜等則運用分形方法，從城鎮(zhèn)空間分布的向心性、均衡性和城市要素的相關性3個方面分析了鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)城鎮(zhèn)空間結構的分形特征，并提出了相應的發(fā)展戰(zhàn)略［4］。

本研究借助GIS空間分析技術，采用“自下而上”的城市等級及腹地劃分方法以及社會網(wǎng)絡分析方法，從城市等級、腹地及網(wǎng)絡3個角度對鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)城鎮(zhèn)體系空間結構演變進行研究，以期為城鎮(zhèn)體系優(yōu)化提供參考。

1 研究單元、數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 研究單元

鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)是以鄱陽湖為中心、以鄱陽湖自然地理區(qū)為基礎、由鄱陽湖平原水陸相生態(tài)系統(tǒng)和鄱陽湖網(wǎng)絡型經(jīng)濟地域共同組合成的自然和經(jīng)濟社會相互作用、有機聯(lián)系的生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)［5］。鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)范圍包括38個縣(市、區(qū))，為了方便研究，將各設區(qū)市的市區(qū)合并作為一個縣域單元對待，共形成31個縣域城市作為研究單元?？紤]到研究單元的一致性，未將2010年新成立的共青城市作為單獨縣域單元，將其社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)并入其城區(qū)之前所歸屬的德安縣。

1.2 數(shù)據(jù)來源

鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)2000，2005年的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來源于《江西統(tǒng)計年鑒》(2001，2006)。2011年之后《江西統(tǒng)計年鑒》不再提供各縣域社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，2012年的數(shù)據(jù)來自江西省各縣市的國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報。行政區(qū)劃、交通等基礎數(shù)據(jù)來源于江西省1∶25萬基礎地理數(shù)據(jù)及2000，2005，2012年的江西省交通地圖。

1.3 研究方法

1.3.1 可達性評價。可達性是指利用一定的交通系統(tǒng)從某一給定區(qū)位到達活動地點的便利程度［6］?？蛇_性是反映交通成本的基本指標，也是測定空間距離的一項綜合性指標，已廣泛應用于交通網(wǎng)絡可達性狀況研究［7］、服務業(yè)場所可達性狀況研究［8］、區(qū)域空間結構研究［9］、城市腹地范圍劃分［10］等領域。將江西省交通地圖進行統(tǒng)一矢量化、配準，并提取鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)路網(wǎng)。設定柵格大小為1 km×1 km，將原矢量底圖柵格化，補充完善到交通地理數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)《中華人民共和國公路工程技術標準(JTG B01—2003)》，結合研究區(qū)域路網(wǎng)密度和路網(wǎng)質量，道路運行速度進行以下設定:高速公路100 km/h，國道 60 km/h，省道 40 km/h，縣鄉(xiāng)道 30 km/h，其他15 km/h，得到道路1 km時間成本分別為高速公路0.6 min、國道 1.0 min、省道 1.5 min、縣鄉(xiāng)道 2.0 min、其他4.0 min。通過柵格分析得到一城市至其他各城市的最短時間距離。由于高速公路具有一定的封閉性，只有互通口才能與周邊地區(qū)發(fā)生聯(lián)系，參照朱杰等［10］的做法對高速公路進行技術處理。

1.3.2 城市空間聯(lián)系評價。在牛頓萬有引力模型的基礎上，通過優(yōu)化模型中的相關參數(shù)，得到城市間空間聯(lián)系強度模型:

式中:Tij為i，j城市之間的相互作用強度;Pi，Pj分別為i，j城市的人口指標，這里為城市的非農(nóng)業(yè)人口數(shù);Vi，Vj分別是i，j城市的經(jīng)濟指標，由于縣級城市的經(jīng)濟指標難以獲取，這里采用各縣域的第二、三產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值代表各縣城區(qū)的經(jīng)濟規(guī)模;Dij是i，j城市間的時間距離，這里采用兩兩城市之間的可達性值;b為距離摩擦系數(shù)，這里取值為2;kij為常數(shù)，設定用于城市腹地劃分的空間聯(lián)系量測度時取值為1，用于社會網(wǎng)絡分析的城市聯(lián)系測度時，設定，以突出空間聯(lián)系的方向性。

1.3.3 “自下而上”的城市等級及腹地劃分。鐘業(yè)喜等在對城市等級及腹地范圍劃分的研究中提出了基于空間聯(lián)系的“自下而上”劃分方法［11］，其理論基礎為:在一個完整的區(qū)域中，各城市之間必然發(fā)生或多或少的空間聯(lián)系，但其中空間聯(lián)系最大值只有1個;以最大值所形成的城市對作為互相隸屬關系，則可形成低等級城市及其影響范圍，然后再以低等級城市的最大聯(lián)系強度城市互為隸屬關系，便可形成更高一等級城市及其影響區(qū)范圍［16］。按照這種“自下而上”方法逐級歸并，可形成不同等級的城市及其腹地。該方法是基于完整的行政區(qū)劃理念下實現(xiàn)的，本研究選定縣域作為基礎單元。

通過公式(1)計算獲得各城市間空間聯(lián)系強度數(shù)據(jù)，再通過公式(2)可識別出各節(jié)點城市的最大空間聯(lián)系強度:

式中:Ti，max表示i城市的最大聯(lián)系強度;Tij表示城市i與鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)其他城市的聯(lián)系強度。

1.3.4 社會網(wǎng)絡分析。在社會網(wǎng)絡研究領域，任何一個社會單位或者社會實體都可以看成是網(wǎng)絡中的成員，關系是網(wǎng)絡分析理論的基礎［12］。社會網(wǎng)絡分析方法主要用于描述組織間的關系特征、確定關系類型、分析關系對網(wǎng)絡的影響等，該方法已在城市網(wǎng)絡研究中得到應用［12-13］。點度中心度可以反映各城市的對外交流能力，表征其對外輻射和接受外界輻射的程度，是測度各城市網(wǎng)絡中心性的一項重要指標。根據(jù)不同城市的聯(lián)系方向和強度，點度中心度又分為點出度和點入度，點出度即影響其他城市的程度;點入度指受其他城市聯(lián)系影響的程度［12］。點度中心度測算公式如下:

式中:CD(in)(ni)為點入度;CD(out)(ni)為點出度;Rij為城市間的空間聯(lián)系強度。

2 城鎮(zhèn)等級及腹地的劃分與演變

利用可達性分析技術獲得2000，2005，2012年鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)31個城市間兩兩最短時間距離。在可達性數(shù)據(jù)及社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)的支持下，通過公式(1)測算出3個研究年份31個城市的兩兩空間聯(lián)系強度數(shù)據(jù)。通過公式(2)篩選出各城市的最大聯(lián)系強度，并標出其最大聯(lián)系方向(圖1)。

圖1 鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)城鎮(zhèn)最大空間聯(lián)系Fig.1 The maximum spatial linkage of cities in Poyang Lake Ecological Economic Zone

2.1 城鎮(zhèn)體系等級結構特征

按照“自下而上”城市等級及腹地劃分方法，對發(fā)生最大聯(lián)系的城市進行逐級歸并(圖2)，得到基于城市空間聯(lián)系的鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)城市體系(表1)。城市體系可劃分為四級，一、二、三、四級城市數(shù)量之比由2000年的1∶2∶2∶26 演變至 2012 年的 1∶2∶1∶27。2000 年至2012年一級城市僅有南昌市，表明南昌市已經(jīng)確立了其龍頭城市地位。二級城市的數(shù)量一直在3個以內，多集中在九江、景德鎮(zhèn)和貴溪。三級城市數(shù)量在2個以內，四級城市的數(shù)量則保持在25個以上。

2.2 城市腹地劃分與演變

圖2 鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)城市逐級歸并Fig.2 The mergers of cities in Poyang Lake Ecological Economic Zone

2.2.1 南昌市腹地持續(xù)擴張，昌九一體化趨勢明顯。南昌市的腹地范圍均比其他城市大，其腹地擴張勢頭較為明顯。在一級歸并中，2000年南昌市腹地覆蓋15個縣域，面積達28 232 km2，2005年腹地范圍增大了3 074 km2。2012年其腹地擴張至18個縣域，腹地面積達34 654 km2。在二級歸并中，2000年南昌市的腹地覆蓋17個縣域，面積達30 439 km2，2012年其腹地實現(xiàn)了突破性擴張，覆蓋24個縣域，腹地面積高達43 327 km2。2012年，南昌市腹地的擴張主要表現(xiàn)在九江方向上，說明南昌與九江在2000—2012年間均獲得了較快發(fā)展，二者的社會經(jīng)濟聯(lián)系趨向密切，也表明江西省所實施的優(yōu)先發(fā)展昌九工業(yè)走廊的區(qū)域政策加快了南昌與九江的一體化進程，九江受南昌的輻射帶動明顯。

2.2.2 南昌市對東部地區(qū)的輻射力相對薄弱。由一級和二級歸并結果可知，2000年南昌市的腹地主要分布鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)的西南部，2005年，東北方向的鄱陽、東南方向的東鄉(xiāng)及余江均劃入南昌市腹地。2012年九江市附近區(qū)域也劃入南昌市腹地，這表明南昌市的空間影響力擴展到了鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)的大部分地區(qū)。但東北方向的浮梁、樂平始終屬于景德鎮(zhèn)的腹地范圍，東南部的貴溪、鷹潭則一直是貴溪的傳統(tǒng)腹地。這說明南昌市對東北和東南地區(qū)的輻射力相對薄弱，與該地區(qū)的空間聯(lián)系有待加強。

2.2.3 出現(xiàn)中心城市等級與行政級別“錯位耦合”現(xiàn)象。貴溪的腹地由鷹潭市、貴溪市2個縣域單元組成，而鷹潭市作為地市級城市其行政級別卻高過貴溪。由于我國區(qū)域發(fā)展的“行政區(qū)經(jīng)濟”特征突出，高等級行政中心往往對應高等級中心地，這與貴溪、鷹潭二者間的腹地歸屬關系顯然不一致，即行政級別與中心城市等級出現(xiàn)了“錯位耦合”，低等級行政中心地控制了包含高等級行政中心在內的腹地區(qū)域。出現(xiàn)這種特殊現(xiàn)象的原因有二:一是鷹潭市雖然擁有較高的行政級別，但其下轄的行政范圍也僅包含兩縣一區(qū)，其市區(qū)非農(nóng)人口數(shù)量一直在15萬以下，社會經(jīng)濟規(guī)模不大;二是貴溪市雖然行政等級較低，但其非農(nóng)人口數(shù)量與鷹潭市相差不大，同時由于縣域經(jīng)濟發(fā)展水平較高，其經(jīng)濟規(guī)模反而高出了鷹潭市。

表1 基于空間聯(lián)系的鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)城鎮(zhèn)等級體系Tab.1 The urban hierarchy of Poyang Lake Ecological Economic Zone based on space contacts

2.2.4 城市腹地劃分“邊界效應”明顯。2000—2012年新余、撫州兩市的社會經(jīng)濟規(guī)?？偭吭?1個城市中排名均位于前六，但二者在城市等級劃分中僅淪為四級城市。究其原因，一方面在城市等級及腹地劃分中把鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)作為一個封閉的區(qū)域來對待。新余、撫州二市均靠近邊界地帶，致使二者與區(qū)內其他城市之間的交通成本較高，空間聯(lián)系強度受到影響，聯(lián)系方向也較為單一。另一方面，由于二者距離南昌市過近，導致其直接淪為南昌的腹地。因此，盡管新余、撫州二市擁有較大的城市規(guī)模、較高的行政級別，但受城市腹地劃分“邊界效應”的影響，二市被劃入最低城市等級行列，這與現(xiàn)實狀況有一定的差別。

3 城鎮(zhèn)空間聯(lián)系演變的社會網(wǎng)絡分析

借助公式(1)，利用各城市社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)及城市之間的時間距離數(shù)據(jù)，計算出2000，2005，2012年基于方向性的各城市與其他城市的空間聯(lián)系量。采用UCINET軟件自動生成鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)城市聯(lián)系網(wǎng)絡結構圖(圖3)。

圖3 鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)城鎮(zhèn)空間聯(lián)系網(wǎng)絡結構演變Fig.3 The evolution of the network structure based on space contacts in Poyang Lake Ecological Economic Zone

3.1 網(wǎng)絡結構分析

由圖3可以看出，2000—2012年鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)城市空間聯(lián)系網(wǎng)絡結構變化明顯，整個網(wǎng)絡的內部聯(lián)系逐步增強，結構趨向復雜化和緊湊化。2000年，網(wǎng)絡結構相對簡單，南昌市成為對外輻射的最強中心，九江市、南昌縣、豐城市、撫州市、新建、進賢、高安、東鄉(xiāng)、景德鎮(zhèn)成為僅次于南昌市的輻射中心，其余城市則起到一般連接性的作用。值得注意的是，浮梁、樂平、武寧、彭澤、萬年游離在網(wǎng)絡結構主體之外，成為典型的“孤島群體”，表明五城市與其他城市之間的空間聯(lián)系不夠緊密，是鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)的“邊緣地帶”。2005年，網(wǎng)絡結構發(fā)生了一定程度的變化。新余、樟樹、景德鎮(zhèn)在網(wǎng)絡中的連接性和重要程度明顯提升，表明三市的社會經(jīng)濟地位處于提升狀態(tài)。游離在網(wǎng)絡結構主體之外的城市數(shù)量下降到3個，表明浮梁和樂平與景德鎮(zhèn)的空間聯(lián)系顯著提升。2012年，網(wǎng)絡結構發(fā)生了較大變化。南昌市作為網(wǎng)絡結構中心城市的地位更加鞏固，九江市區(qū)、新建、進賢、永修、東鄉(xiāng)在網(wǎng)絡中的連接性顯著增強，游離在網(wǎng)絡結構主體之外的城市數(shù)量下降到1個，彭澤、都昌與九江市區(qū)的空間聯(lián)系得以增強。

從網(wǎng)絡內部組合來看，2000年，網(wǎng)絡系統(tǒng)已明顯呈現(xiàn)“南昌+九江”的雙子系統(tǒng)，其中，南昌子系統(tǒng)占據(jù)顯著優(yōu)勢，控制著大多數(shù)城市。2005年開始，網(wǎng)絡系統(tǒng)開始向“南昌+九江+景德鎮(zhèn)”的3個子系統(tǒng)方向發(fā)展。其中南昌子系統(tǒng)仍然具有明顯優(yōu)勢，景德鎮(zhèn)子系統(tǒng)相對弱小，九江子系統(tǒng)則有不斷壯大的趨勢。2000—2012年，鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)城市網(wǎng)絡的“核心-邊緣”結構特征趨向明顯。一方面，南昌市對整個網(wǎng)絡的輻射與集聚能力不斷增強;另一方面，“核心-邊緣”特征逐步表現(xiàn)為3個圈層的有序結構，即南昌市作為核心樞紐，九江、永修、新建、南昌縣、豐城、撫州市、進賢、景德鎮(zhèn)、樂平作為二級樞紐，其余城市則淪為“邊緣”城市。在網(wǎng)絡結構演變中，空間鄰近效應十分明顯，即受南昌市網(wǎng)絡中心地位的影響，南昌市周邊的南昌縣、新建、進賢、豐城、永修5個城市均成為二級樞紐城市，在網(wǎng)絡中具有較好的連接性和較強的控制能力。

3.2 網(wǎng)絡點度中心度分析

借助公式(1)和(3)，計算出鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)城市網(wǎng)絡點度中心度(表2)。

表2 城鎮(zhèn)空間聯(lián)系網(wǎng)絡點度中心度Tab.2 Degree of centrality in space contacts network

在點出度方面，南昌市的點出度遠遠高出其他城市，表明其對外輻射能力占有絕對優(yōu)勢，龍頭城市地位難以被取代。南昌縣、九江市、豐城、新建、撫州、景德鎮(zhèn)等城市一直擁有較大的點出度，表明其具有較強的社會經(jīng)濟實力和對外輻射能力，尤其是九江市，其點出度在2005—2012年間提升了5倍。武寧、彭澤、浮梁一直處于點出度最小的群體，表明其對周邊地區(qū)的輻射影響非常弱小，與其他城市的聯(lián)系有待加強。值得注意的是，新余和樂平的點出度出現(xiàn)了快速攀升，是由于新余的社會經(jīng)濟規(guī)模在2000—2012年間實現(xiàn)了快速發(fā)展，樂平市則是由于景鷹高速與德昌高速的開通極大地提升了其可達性狀況，二者與其他城市的聯(lián)系能力顯著增強。

在點入度方面，南昌縣與新建一直遠遠高出其他城市，主要是因為二者在空間上十分靠近南昌市，二者接受外界的輻射量明顯高于其他城市。至2012年，豐城、進賢、撫州、九江市、樟樹、永修、九江縣、高安、湖口、景德鎮(zhèn)等的點入度都在30 000以上，和南昌縣、新建一起組成了點入度較高的城市群體。不難發(fā)現(xiàn)，點入度較高的城市大多位于南昌市和九江市及其周邊區(qū)域，這表明南昌與九江經(jīng)過多年的重點發(fā)展已經(jīng)成為鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)的2個最重要的增長極，昌九區(qū)域成為接受外來資源和輻射最為顯著的區(qū)域。點出度高于自身點入度的僅有南昌、九江、景德鎮(zhèn)，而這3個城市也是城市聯(lián)系網(wǎng)絡的簇團中心，表明南昌、九江、景德鎮(zhèn)對各自周邊地區(qū)形成了較明顯的輻射效應。

4 結論

借助GIS空間分析技術，采用“自下而上”的城市等級及腹地劃分方法以及社會網(wǎng)絡分析方法，從城市等級、腹地及網(wǎng)絡3個角度對鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)城鎮(zhèn)體系空間結構演變進行研究。

鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)城鎮(zhèn)體系等級結構特征明顯。南昌市已經(jīng)確立了龍頭城市地位，其對周邊區(qū)域的控制力趨向增強，腹地不斷增大。九江、景德鎮(zhèn)、貴溪成為3個次中心城市，三者對生態(tài)經(jīng)濟區(qū)的北部、東北及東南區(qū)域有較強的社會經(jīng)濟影響力。

南昌、九江周邊區(qū)域空間鄰近效應顯著。南昌及九江市經(jīng)過多年的重點發(fā)展，其對周邊區(qū)域已經(jīng)表現(xiàn)出較明顯的輻射能力。受此影響，南昌市及周邊的南昌縣、新建、進賢、豐城、樟樹、高安、撫州、永修，以及九江市及周邊的九江縣、湖口、瑞昌成為城市網(wǎng)絡中對外聯(lián)系能力較強的城市群體。

鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)城市網(wǎng)絡的“核心-邊緣”結構特征趨向明顯?！昂诵?邊緣”特征逐步表現(xiàn)為3個圈層的有序結構，即南昌市作為核心樞紐，九江、永修、新建、南昌縣、豐城、撫州市、進賢、景德鎮(zhèn)、樂平作為二級樞紐，其余城市則淪為“邊緣”城市。

昌九一體化效果趨向明顯，但南昌市對以景德鎮(zhèn)、浮梁、樂平為組團的東北地區(qū)，以及以貴溪、鷹潭為組團的東南地區(qū)的影響力仍然不足。

城市等級及其腹地劃分表明，貴溪、鷹潭的行政級別與城市等級及其腹地出現(xiàn)了“錯位耦合”，即低等級行政中心地貴溪控制了包含高等級行政中心鷹潭在內的腹地區(qū)域。這表明鷹潭在其行政轄區(qū)內呈現(xiàn)了較嚴重的“小馬拉大車”現(xiàn)象，其對周邊區(qū)域的帶動明顯不足。盡快壯大鷹潭市的實力已成為經(jīng)濟區(qū)城鎮(zhèn)體系優(yōu)化的重要一環(huán)。

受“邊界效應”的影響，新余與撫州二市雖擁有較強的經(jīng)濟實力但在本研究中并未獲得較高的城市等級與較大的腹地，這成為研究中的一種“假象”。但充分考慮到區(qū)域的開放性，新余與撫州在現(xiàn)實中仍然擁有較強的空間影響力和較大的腹地范圍。

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