欠发达地区城市经济区范围划分研究

李快满　石培基

内容提要:文章以兰州经济区为例,对欠发达地区城市经济区范围划分进行研究。在分析欠发达地区城市经济区特性的基础上,将中心城市吸引辐射、区内紧密分工协作和兼顾行政区界完整作为组织欠发达地区城市经济区的主要原则。通过对比分析已有城市经济区范围划分所采用的方法,结合欠发达地区城市经济区的实际情况,在采用城市断裂点法界定兰州经济区范围的基础上,综合考虑兰州市区与周边县区的经济联系强度、通勤率等因素后,最终确定了兰州经济区范围。

关键词:城市经济区范围;划分;兰州经济区

中图分类号:F127.42文献标识码:A文章编号:1003-4161(2009)04-0028-05

1.引言

城市经济区是以大城市为核心,与其紧密相关的广大地区在社会地域分工过程中共同形成的经济上紧密相连、生产上相协作的城市经济综合体。在空间经济的组织形式中,城市经济区不仅能够协调城市及其周围地区的经济发展,充分发挥中心城市作用,而且为整个国民经济发展战略部署提供了科学依据[1]。目前,学术界关于城市经济区范围划分的研究较少,划分的主要方法有Rdl链方法、断裂点方法、场强分析法等[2]。这些划分方法为确定不同等级城市经济区范围提供了相应的理论依据。在实证研究方面,涉及欠发达地区和单个城市经济区范围划分的研究较少,主要集中在东中部地区省内城市经济区范围划分[3-6],其中大多数研究都是通过计算省内不同城市中心性,采用城市断裂点法确定相邻城市经济区的界线,进而划分省内城市经济区范围,并不注重考虑省外大中城市对省内相邻地区的经济辐射和影响,同时采用的划分方法单一、考虑的其他因素较少。

兰州经济区位于青藏高原、黄土高原和西北干旱区的交汇区域,在欠发达地区具有一定的典型性,同时又是黄河上游经济区的核心。随着国家西部大开发战略进入新的阶段,特别是甘肃省将兰州经济区建设纳入十一五规划并作为发展重点[7],为兰州经济区的开发建设提供了更为直接和现实的机遇。但是,学术界关于兰州经济区的研究较少[8-12],且均未涉及与兰州经济区范围划分相关的研究。

基于以上考虑,本文试图用实证的方法,兼顾省内外大中城市对城市经济区范围划分的影响,结合欠发达地区城市经济区实际情况,确定兰州经济区范围。

2.欠发达地区城市经济区特性分析及组织原则

2.1 欠发达地区城市经济区特性分析

基于我国区域经济长期发展不平衡的历史事实,欠发达地区的城市经济区发展还处于初级阶段,与发达地区相比还存在一定差距。根据城市经济区的基本理论,在极化机制和扩散机制的共同作用下,欠发达地区城市和区域的发展表现出单个城市发展由小到大,功能由单一到综合的特点,学者们称之为单中心城市经济区。单中心城市经济区是城市经济区域形成的初级阶段,是城市经济区域发展的低级形态[13]。这种形态的基本特征是:①经济布局受资源环境条件约束严重,城市分布具有明显的资源和交通指向性,中心城市在空间上的扩散具有跨越式的特点;②整个区域内虽然包括多个大中城市、县城和建制镇,但中心城市只有一个,且在经济总量、工业化与城市化水平、人均收入等方面优势明显,在整个区域中处于核心地位;③中心城市综合实力不断增强,区域经济发展的核心组织功能进一步强化,通过极化扩散效应,在加快自身发展的同时,辐射带动周边地区发展;④中心城市与周边地区的经济联系日益密切,中心城市的影响范围超出了行政管辖区域,逐步形成了以大城市为核心的城市经济区。

2.2 欠发达地区城市经济区组织原则

国内学者普遍认为,城市经济区是以中心城市或城市密集区为依托,在城市与其腹地之间经济联系的基础上形成的,它是具有对内、对外经济联系同向性特征的枢纽区,核心、腹地、经济联系、联系通道是城市经济区构成的四大要素[14]。基于这种考虑,本文的欠发达地区城市经济区按以下原则进行组织[1]:

(1)中心城市吸引辐射原则。城市经济区是由诸多大、中、小城市及其腹地所构成,城市是城市经济区内主要的物质要素。每个城市经济区都有自己的中心城市。这些中心城市按其在区域中的地位和作用一般可分为区域性和地方性两类。地方性中心城市通常为市域或县域的中心,区域性中心城市才是构成一个完整的城市经济区的核心,因为它对整个城市经济区都起到了辐射和带动作用。为此,一定范围内区域性经济中心城市的数量决定了城市经济区的数量。与此同时,划分城市经济区的范围、规模也以所依托的中心城市的经济实力为依据。一般来说,中心城市综合实力越强,对周边地区的吸引力越大,辐射范围越广,城市经济区范围就相对大。

(2)区内紧密分工协作原则。城市经济区不是现状的客观描述,而是对区域和城市发展、预测的地域经济系统综合。既然城市经济区是地域分工的产物,那么,区域专业化生产程度和方向也必然是城市经济区组建的基础和目标。基于此,城市经济区的组建在考虑中心城市吸引辐射范围的同时,还必须考虑城市经济区主体,产业部门在生产工艺、技术和经济上的专业化生产指向,选择最优区位,确定城市经济区组建的范围。更具体地说,城市经济区组建应从有利于发挥地域资源优势和城市经济优势出发,将区域优势变为产业优势,着重发展中心城市的主导产业部门,组织城镇群体的专业化生产,建立各具特色、发挥优势的区域综合经济结构。

(3)兼顾行政区界完整原则。城市经济区与行政区具有不同的功能作用,二者的界线并不完全一致。城市经济区的边界随着区内经济活动的变化而变化,基层行政区界则有其相对的稳定性。在城市经济区组建时,为了有利于发挥行政手段在国民经济管理中的指挥、协调、监督作用,也便于规划管理和利用必要的统计资料,根据我国县级行政区在一定程度上体现了区域经济的内在联系和区域经济整体性特征,应尽可能保持县级行政区界的完整性,因为只有这样,才能有助于基层城市经济区的组建、内部协调和规划实施。但同时也必须认识到,城市经济区的形成与发展是一个自觉的经济过程,以行政手段强行组建的办法往往事倍功半,欲建而不达。只有根据各地区内在的经济社会联系和现实及长远的需要,因势利导,方能收到事半功倍、水到渠成的功效。

3.划分方法

目前划分城市经济区的方法有Rdl链方法、断裂点方法、场强分析法等。其中P.D.Converse提出的城市断裂点理论被广泛用来确定城市空间影响范围和城市经济区的划分[2]。由于该理论仅给出了每两个城市间一个断裂点的计算公式,在实际应用中就出现了多种空间分割方法。近年来,不断有学者将Voronoi图用于城市影响范围划分。王新生等提出以中心强度为权重构建加权Voronoi图界定城市空间影响范围的方法[15-17],学者李圣权在原有理论基础上做出了改进,提出了城市断裂点理论与加权Voronoi图相结合的方法[18],闫卫阳对城市断裂点理论进行论证,将加权Voronoi图应用于城市经济区划分[5]。由此可见,加权Voronoi图在城市经济区划分中具有一定的广泛性和科学合理性。

本文在方法上采用闫卫阳、秦耀辰等界定河南省中心城市吸引范围时所采用的方法,将扩展后的城市断裂点理论和加权Voronoi图相结合划分城市经济区范围[5]。在确定过程中首先应用因子分析法计算出兰州及周边城市的综合实力,然后采用城市断裂点方法计算出中心城市兰州市的影响范围。在此基础上,结合欠发达地区城市经济区所处阶段的特点,综合考虑兰州市区与周边县区的经济联系强度、通勤率后,确定兰州经济区范围。

4.兰州经济区范围划分

4.1 采用指标的说明

在评价城市综合实力(中心性)时采用如下指标体系[2]:①城市社会经济发展水平指标,包括市区非农业人口、市区国内生产总值、市区工业增加值、市区人均国内生产总值、市区城镇居民可支配收入。②城市流量指标,包括城市客运量、货运量和邮电业务量。③区域发展水平指标,包括区域人均国内生产总值、区域农民人均纯收入,区域城市化水平、区域固定资产投资总额。④通勤率以中心城市与周边城市长途汽车发车频率(发出汽车班次的时间间隔)作为替代指标。

4.2 方法的具体应用

4.2.1 城市断裂点法。首先,采用城市断裂点法界定兰州市与周边其他城市的影响范围分界线。P.D.Converse 1949年提出了断裂点理论,给出了具体的计算方法。该理论将相邻两个城中间的吸引力达到平衡的点定义为断裂点( BreakingPoint)并给出计算公式[19]:

d瑼=D瑼B/(1+P瑽/P瑼)或d瑽=D瑼B/(1+P瑼/P瑽 )(1)

其中d瑼和d瑽分别表示断裂点到两城市的距离,D瑼B为两城市的直线距离,P瑼、P瑽分别为两城市的人口。在实际应用中断裂点理论具有很大的局限性,城市人口无法代表城市的规模和吸引力,应用选取反映城市综合实力的指标体系;公式仅计算出相邻城市的一个断裂点,而两城市间的吸引范围的界限是一条线,在具体界定时就出现了多种方法,具有很大的任意性。为此,本文采用城市中心性反映城市综合实力,在城市吸引范围划分时应用加权的Voronoi图,克服了影响界限划分的任意性。

表1 兰州及周边城市综合实力评价指标体系表

指标城市城市社会经济发展水平指标城市流量指标区域发展水平指标非农业人口数(万人)国内生产总值(亿元)工业增加值(万元)人均国内生产总值(元)城镇居民可支配收入(元)客运量(万人)货运量(万吨)邮电量(亿元)人均GDP(元)农民人均纯收入(元)城市化水平(%)固定资产投资(亿元)

兰州市170.82503.04676.93294738529254659722.17182962898.0059.00259.59

西安市309.431146.89920.3921509962811323157525.90173193808.0044.91835.10

西宁市91.86164.60106.70161168397334924940.99129092951.0061.64115.63

银川市66.37213.46226.36270108852267937341.26207263800.0023.84201.65

白银市29.9494.51162.32198847928143530422.54198842023.0023.6638.01

天水市57.2486.3263.4670506957154414882.2770311550.0016.1433.64

武威市20.7495.2046.4494156606132328742.5996592802.0021.0416.99

定西市8.1016.366.6335606510153616211.2323941670.009.517.31

陇南市10.4614.221.17264856308129040.9727291353.0014.012.66

临夏市11.189.562.03683545131251250.0328931308.0011.794.80

合作市4.593.881.117618465238290.0538681514.0019.024.40

资料来源:《中国统计年鉴2007》、《甘肃统计年鉴2007》、《甘肃城市统计年鉴2007》。

目前评价城市综合实力的指标体系较多,但主体部分大致相同,本文在分析比较的基础上结合实际选取了反映城市综合实力的3类12个指标(指标及原始数据见表1),包括城市社会经济发展水平指标(5个),城市流量指标(3个),区域发展水平指标(4个)。其中指标分别采用2007年中国城市年鉴、甘肃统计年鉴和甘肃城市年鉴统计数据。运用主成分分析法,对兰州及其周边的西安、银川、西宁、天水、白银、武威等城市的综合实力进行评价。分析结果中主成分按特征值大于1(一般选取特征值大于1的作为主成分),贡献率大于89%进行选取。选取的2个主成分累积贡献率分别为:76.69%,89.49%,足够描述城市综合实力。计算所得的城市综合得分和排名为见表2:西安(1.78)、兰州(0.99)、银川(0.61)、西宁(0.36)、白银(0.14)、武威(-0.22)、天水(-0.44)、定西(-0.71)、陇南(-0.82)、临夏(-0.89)、合作(-0.93)。可以看出有些城市的综合得分为负值,如果直接代入公式(1)计算断裂点位置,必然存在负值开方的运算,显然是不可行的。为此,必须对各中心城市的综合得分进行数据变换。变换时我们采用常用的最小——最大规范化方法。为了便于计算和对比,并保证变换后的数据全部为正值,保证原数据列数值大小次序特征不变,我们运用公式(2)选取在[1,10]闭区间上对各城市的综合得分进行数据变换。计算所得的城市排序结果和相应的中心性强度值是:西安(10)、兰州(7.38)、银川(6.11)、西宁(5.28)、白银(4.55)、武威(3.36)、天水(2.63)、定西(1.73)、陇南(1.37)、临夏(1.13)、合作(1.00)。

j=v-min瑼max瑼-min瑼(new_max瑼-new_min瑼)+new_min瑼(2)

(2)式中min瑼和max瑼分别为属性A的最小值和最大值,将A的值V映射到区间[new_min瑼,new_max瑼]中的j

(x-P瑽x1-P瑼x2P瑽 -P瑼)2 +(y-P瑽y1-P瑼y2P瑽-P瑼) 2=(P瑼P瑽 P瑽-P瑼D瑼B)2 (3)

(3)式为一个圆的方程,x、y表示城市在地图上的坐标值;P瑼、P瑽分别为两城市的综合实力。当两个城市A和B的心性强度值不同时,其吸引范围的分界线是一个圆(或弧),圆心为C(P瑽x1-P瑼x2P瑽-P瑼,P瑽y1-P瑼y2P瑽-P瑼),并且在B或其延长线上,半径P瑼P瑽P瑽-P瑼D瑼B可以验证,经典裂点理论计算的断裂点P0也在这个圆弧上,是这个圆与AB的交点[5]。

表2 兰州市及周边城市综合实力指数

城市P1P2W1W2综合得分

兰州市0.975621.066676.6912.8060.988638

西安市2.36959-1.734471.782339

西宁市0.244711.064930.362075

银川市0.465061.50660.614094

白银市0.019030.879930.142216

天水市-0.42358-0.50746-0.43558

武威市-0.25885-0.01679-0.22421

定西市-0.70761-0.72196-0.70966

陇南市-0.82928-0.73797-0.81621

临夏市-0.95832-0.52744-0.89667

合作市-0.98636-0.57197-0.92706

然后,按照公式(3),将每个城市的中心性强度值作为每个城市点的权重,进而构建兰州与周边城市点集的加权Voronoi图。这里用地图代数方法生成。这个加权Voronoi图实际上就是每个城市在理论上的吸引范围。每个城市的吸引范围不仅包含了经典断裂点理论所计算的断裂点,而且也准确地刻画了每条分界线的轨迹。根据分析结果,兰州市与周边城市生成的加权Voronoi图如图1所示。

图1 基于加权voronoi的兰州经济划分示意图

4.2.2 中心城市兰州与周边县区经济联系强度分析。城市间经济联系强度是表征城市间相互作用力大小的指标,学者们通常采用的计算公式为[20]:

E=P璱V璱t×P/R璱j2 (4)

式中:E为城市间经济联系强度;P璱,P璲分别为某年i和j市的非农业人口;V璱,V璲分别为某年i和j市的国内生产总值;R璱j为两城市直线距离。

为了定量阐释兰州市与周边地区相互联系的动态变化,本文采用2004—2008年《甘肃年鉴》的数据,中心城市以兰州市区数据,周边县区以县域数据为准,运用公式(4)计算了兰州市和周边县区经济联系强度,计算结果如表3所示。

从表3可以看出,兰州市区与周边县区的经济联系强度逐年加强,与白银区、榆中县、皋兰县、永靖县的经济联系最强,与永登县、红古区、临夏市的经济联系较强,与安定区、临洮县、平川区、东乡县、靖远县、景泰县、广河县、会宁县、陇西县、天祝县、康乐县、临夏县、和政县、渭源县的经济联系紧密,与积石山县、通渭县、岷县和漳县的经济联系较弱。

4.2.3 通勤率。关于通勤率指标的说明,本文参照南京都市圈规划的方法[21],以中心城市与周边城市长途汽车的发车频率(发出汽车班次的时间间隔)作为替代指标,效果非常接近国外的通勤率指标。本文通过分析2007年兰州市区各车站客运调度站统计的发车数据,将中心城市与周边城市之间的联系紧密程度大致分为三个层次:①发车频率在10min左右,是经济区的核心区域,与国外日常都市圈覆盖范围基本一致。②发车频率在20min左右,是经济区的紧密联系区域,该区域是经济区规划的重要选择性区域,将视区域交通规划布局、城市主要联系方向分析确定相关城市在何种程度上参与经济区的功能地域组织。③发车频率在30min以上,基本是中心城市的泛影响区域,不纳入到经济区空间范畴。按照这一标准,结合兰州各车站发往周边各地的发车频率统计,得到兰州与周边地区的交通联系图(见图2)。

图2 兰州市与周边县区发车频率示意图

依据图2,①兰州经济区的核心区域,即发车频率在10min左右的地区,主要包括:红古区、永登县、皋兰县、榆中县、临洮县、临夏市;②经济区的紧密联系区域,即发车频率在20min左右的地区,主要包括白银区、平川区、安定区、永靖县;③中心城市的直接影响区域,即发车频率在30min左右的地区,除上述地区外,主要包括靖远县、会宁县、景泰县、通渭县、渭源县、陇西县、临夏县、康乐县、广河县、和政县、东乡县、天祝县与民和县。

4.3 划分结果

综合上述三种方法的分析结果,考虑到兰州与白银、临夏和定西市在空间上邻近,相互之间的经济联系紧密,将它们各自单独的影响范围也纳入兰州城市经济区范围,为此,本文确定的兰州经济区范围如下:兰州市、白银市、定西市和临夏市的城市影响范围;与兰州市区经济联系紧密;中心城市兰州到该区中心的发车频率在30min以内,主要包括:兰州城区四区、红古区、永登县、皋兰县、榆中县、临洮县、临夏市、白银区、平川区、安定区、永靖县、靖远县、会宁县、景泰县、渭源县、陇西县、临夏县、康乐县、广河县、和政县、东乡县、天祝县。兼顾行政区界完整原则,以及研究成果的现实操作性,在范围界定时暂不跨省界和保持县界的完整性。为此,本文最终确定的兰州经济区范围如图3中阴影部分所示。

图3 兰州经济区范围界定示意图

5.讨论

本文采用城市断裂点法,在此基础上结合兰州市区与周边县区的经济联系强度、通勤率确定了兰州经济区范围,最终确定的兰州经济区范围包括兰州市、白银市、定西市的安定区、临洮县、陇西县与渭源县,临夏州的临夏市、永靖县、靖远县、临夏县、康乐县、广河县、和政县和东乡县,武威市的天祝县。但是,在兰州经济区范围划分过程中未能充分考虑中心城市兰州与周边地区货物流、信息流等流量指标。基于此,本文所涉及的问题有待进一步探讨。

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[作者简介]李快满(1982—),男,甘肃政法学院助教,研究方向:城市与区域发展规划管理。

石培基(1961—) ,男,教授,博士生导师。主要从事城市与区域发展规划和旅游规划研究工作。

[收稿日期]2009-06-29(责编:罗哲;校对:一丁)