基于因子分析与引力模型的徐州都市圈发展研究

◎ 赵今朝 闫少华

基于因子分析与引力模型的徐州都市圈发展研究

◎ 赵今朝 闫少华

徐州都市圈在江苏省的都市圈规划建设中是非常特殊的一个，其特殊性在于它包括了四个省区的城市，是跨越行政界线最多的都市圈。本文运用SPSS因子分析，并结合引力模型与场强模型研究徐州都市圈内核心城市与外围城市之间的社会经济联系强度，以检验这样特殊的都市圈建设是空谈还是实事求是。结果表明该都市圈的发展有一定的潜力和基础，但是中心城市—徐州的核心地位不是很突出，该都市圈尚处于整体聚集的发展阶段。

徐州都市圈 核心城市 因子分析 引力模型

在经济全球化的时代，都市圈已经成为各国参与国际竞争的基本地理单元。近些年我国也掀起了“都市圈”热，还有“城市群”、“都会区”等等的提法。迫于现实的需求，学者们开始逐渐研究都市圈的形成与发展，以便提出正确的建设都市圈的方法和路径供政府参考。都市圈是城市化发展到一定阶段的产物，以工业化为基础，是社会经济发展到高级阶段的表现，同时都市圈的形成和发展也是区域经济一体化的一个方面。正确地提出都市圈的规划范围有利于都市圈的建设与发展，从而提高都市圈的整体竞争力，而盲目地跟随世界潮流把经济社会联系不紧密的几个城市规划成一个都市圈难免耗材伤力，最终束之高阁。本文认为都市圈的建设要以城市之间紧密的经济社会联系为基础。

对于都市圈的定义，学术界有很大的争议。张伟（2002）综合各方面的研究，认为都市圈应是由一个或多个中心城市和与其有紧密社会、经济联系的临接城镇组成，具有一体化倾向的协调发展区域。是以中心城市为核心、以发达的联系通道为依托，吸引辐射周边城市与区域，并促进城市之间的相互联系与协作，带动周边地区经济社会发展的、可以实施有效管理的区域。构建都市圈的本质在于淡化行政区划，从区域的角度强化城市间的经济联系，形成经济、市场高度一体化的发展态势。都市圈的建设能协调城镇之间的发展关系，推进跨区域基础设施共建共享；保护并合理利用各类资源，改善人居环境和投资环境，促进区域经济、社会与环境的整体可持续发展。从这个定义中可以看出，都市圈一定要有一个或多个强大的中心城市，才能带动和引导都市圈的发展方向。另外，都市圈内部的各个城市之间要有合理的分工与合作的关系，特别是中心城市与周边的其他城市之间以及其他城市之间的经济社会合作。所以，从宏观的角度研究都市圈一定要研究中心城市与周围城市的联系。本文之所以选择徐州都市圈为研究对象，是因为它处于四个省的交界处，是跨越行政界限级别最高、数量最多的都市圈。我们有理由怀疑该都市圈内中心城市与周围城市的经济联系会受到政府的行政干预而表现松散。本文首先用因子分析法分析徐州都市圈中各城市的综合经济实力以检验核心城市的核心地位是否突出，然后运用引力模型和场强模型来测算中心城市与周围城市之间的社会经济联系，以达到宏观地认识徐州都市圈的目的，并为其以后的发展提出建设性的建议。

一、徐州都市圈的概况

徐州都市圈是江苏省重点规划建设的三大都市圈 (其他两个是南京都市圈、苏锡常都市圈 )之一，地处苏、鲁、豫、皖四省交界地带，属于跨省域都市圈。范围包括江苏徐州市、连云港市、宿迁市，安徽宿州市、淮北市，山东枣庄市、济宁市（微山县），河南商丘市，共26个市 (县 )。该区域处于我国东部沿海地带与中部地带、环渤海地区与长三角地区的结合部，京沪铁路沟通南北，陇海铁路连接东西，在全国城镇发展空间格局中具有重要战略地位。由于距离发达的长三角地区、环渤海地区等核心经济区都相对较远，所以具有一定的边缘性，其城市化速度缓慢，经济发展相对滞后。

此次江苏省提出了建设徐州都市圈，到底是空中楼阁还是这些边缘地区的发展机遇尚难定论。无论如何，徐州都市圈是一个东部发达省份（江苏、山东）与中部相对落后省份（安徽、河南）之间互动协调发展的一次尝试，其成功与否直接关系到未来我国“东—中—西”区域经济协调发展战略的可行性。所以，为了更清楚地认识徐州都市圈的现状，必须从宏观的角度来研究都市圈内部的经济社会联系，从而有利于该都市圈认清自己所处的发展阶段，为以后的发展提供指导。

都市圈是以发展经济为主要目标，要求有一个功能齐全、经济实力强大、聚集与辐射能力强的核心城市，所以运用一定的方法对徐州都市圈的中心城市进行鉴别是必要的。从名称上来看，徐州都市圈的核心城市是徐州市，但是徐州市到底是具有明显的优势还是略居优势对于该都市圈未来的发展有十分重要的影响，因为“群龙无首”的状态必定会导致一片狼藉。本文运用spss16.0软件进行因子分析来研究徐州都市圈内的各城市的经济发展状况。

二、徐州都市圈内各城市的经济实力研究

根据中国城市经济发展研究中心提出的城市综合经济实力的概念：城市综合经济实力是指城市所拥有的全部实力、潜力及其在国内外经济社会中的地位和影响力。综合经济实力也是该城市目前的发展水平，所以运用该指标也可以看出都市圈内部各城市之间的实力差距。SPSS因子分析法是最为常用的分析方法，该分析还可以初步了解城市的哪些功能强，哪些薄弱。

为了实证分析的需要，并依据科学性、合理性、可比性和可操作性，本文选取了十一个统计指标争取比较全面的反映各城市的综合经济实力。为了指标选取的便利，本文以徐州、连云港、宿迁、淮北、宿州、枣庄、济宁、商丘8个地级市的市区为统计口径，主要因为市区是城市的中心区域，是城市各项功能的集聚地，整体区域划分比较稳定，并具有较好的可比性。人均指标是综合经济实力评价的重要内容之一。由于徐州都市圈内部的各个城市的经济发展外向性不强，并没有吸引众多的外地人口来打工，没有很多的流动人口，所以本文选取市区的人口为基准，进而计算出人均指标。我们选取的指标如下：

X1：人均国内生产总值（万元／人）

表1 2006年徐州都市圈各城市主要经济指标统计数据

X2∶ 人均地方财政预算内收入（万元／人）

X3：人均工业总产值 （亿元）

X4：人均全社会固定资产投资（元）

X5：职工年平均工资 （万元／人）

X6：第三产业占GDP的比重（%）

X7：人均社会消费品零售总额（亿元）

X8：人均实际利用外资额（美元／人）

X9：货运量（万吨）

X10：居民储蓄年木余额（万元）

X11：客运量（万人）

其具体指标数据见表1。

首先对数据进行标准化处理，然后用SPSS16.0进行主因子分析，结果从中提取了3个主因子，其累计贡献率达到87.574%，经过旋转后的主因子载荷矩阵如表2。

从载荷矩阵来看：主因子1的X1、X2、X3、X4、X5、X7、X9、X10、X11的得分比较高，代表了该城市的基础经济实力，是过去若干年积累下来的发展实力，也是其在都市圈内参与分工的基本参考指标；主因子2的X8（人均实际利用外资额）和X9（货运量）的得分最高，代表了该城市与外界的联系，此指标可以看出该城市的活力，代表其参与外界分工与合作的能力；主因子3的X6（第三产业占GDP的比重）得分最高，代表了城市未来发展的潜力，因为未来我国的产业结构逐渐向第三产业调整，加大第三产业的比重，而且第三产业是建立在第二产业基础之上的。为了更好地分析都市圈内各个城市的真实状况，还要参考各个城市的各主因子得分和总得分进行综合分析，见表3。

表2 主因子载荷矩阵

由表3可以看出，徐州市的主因子1得分高达0.9，这表明徐州市的综合经济实力在徐州都市圈是最强的。但是济宁的得分高达0.86，连云港的得分高达0.81，这两个城市是最能威胁到徐州市核心城市地位的。这里值得说明的是济宁市只有微山县划为该都市圈内，所以微山县还不足以威胁到徐州市的核心地位，从而最有威胁性的是连云港市，但是连云港市是港口城市，其地理位置偏离徐州都市圈内的其他周边城市，所以也不满足担当核心城市的区位条件。因为，连云港处于该都市圈的最东边，如果连云港成为核心城市，那么它与其他城市之间的往来将大大地增加了空间（运输）成本，所以徐州市的区位优势也使得徐州作为核心城市是无可厚非的，随着徐州市核心城市地位的加强，它将扮演着核心枢纽，负责都市圈内的货物、资金的周转与运作。从主因子2和主因子3的得分来看，徐州并不具有领先的优势，主因子2和主因子3都落后于连云港和商丘，因为连云港是一个港口城市而徐州市是一个内陆城市，海运是最廉价的运输方式，所以连云港与外界的联系要多于徐州市。商丘市依托河南省的发展快车，而且近些年也逐渐改善其基础设施环境，大力引进外资，积极拓展与其他城市的经济发展联系，并取得了一定的成效。宿迁、宿州是以农业为支柱产业，其整体经济实力还很薄弱，处于都市圈内最为边缘的城市。淮北、枣庄和济宁是我国重要的煤矿基地，能为徐州都市圈的发展提供源源不断的能源和矿产，而且其自身的经济发展良好，将来有可能同连云港一起成为次级核心城市。徐州的国内生产总值占到圈内总量的39%，但是让它带动占全国1/10人口地区的发展确实难度很大，其产业结构处于“二三一”阶段，而且农业从业人员的比重一直比较大。产业支柱以电力、机械、煤炭、化工等重工业为主，又多为资源开采型，加工型乃至深加工能力较弱，产业空间的协作薄弱，关联度低，技术水平落后，缺乏大企业率先进行改革和创新。从综合得分来看徐州市是最高的（1.126），但是连云港的综合得分（0.952）紧随其后，并没有形成很大的差距，而居于第三位的是济宁市（0.585）。宿迁、淮北、宿州、枣庄、商丘的得分与中心城市相比均是负值（这里的负号只是一种相对的含义，并不是说他们的绝对值是负值），与徐州市相比这些周边城市自身的经济实力相对落后，各项指标都不高。从以上分析来看，徐州市单极独大，但大而不强，徐州都市圈的发展任务艰巨。

根据杨勇、罗守贵、高汝熹（2007）提出的划分都市圈的发展演化阶段，徐州都市圈还处于整体聚集期，内部的竞争与合作不明显，还需要经过很长一段时间的整体集聚。主要是从外部集聚要素和资源：一方面完善核心城市的功能；另一方面促进都市圈的整体发展。徐州市是该都市圈内唯一的特大城市，其在全国的影响力在圈内居于首位，但是周围城市除了连云港的得分很高，其他城市基本上都处于偏低的位置。核心城市还在成长期，其核心地位并不是很突出，兼顾不了带动其他城市的经济发展的能力。徐州市只是有了作为核心城市的雏形，现在还没有能力完全承担都市圈的核心城市的功能，还需要一段时间的集聚来壮大自身的实力，完善功能。

从以上的分析可以看出，徐州都市圈还处于都市圈的初级发展阶段，核心城市的核心地位不突出，自身功能不完善，周围城市的经济实力也不强，徐州都市圈的发展面临严峻的考验。除此之外，另一个值得研究的问题是其核心城市与周围城市之间的经济社会联系是处于一个什么样的状态呢？本文利用引力模型和场强模型继续进行探索。

三、中心城市与周围城市的经济社会联系

要研究城市之间的社会经济联系，需要引入了物理学的万有引力定律，并经过一定的修正之后来计算两个城市之间的空间相互作用。空间的相互作用除了受距离的影响外，还与地理事物的集聚规模有关，通常有下式来表示两地之间的相互作用：

S为场强，P为人口数，V为国民生产总值，d为空间距离。此即距离城市任意点的场强计算公式。在这里，如果纯粹从空间角度来计算城市之间的引力则会丢失很多的经济信息，不能很好地反映城市的经济辐射能力，所以我们采用高汝熹提出的以经济距离代替空间距离的方法。另外用来代替城市的规模M，从而对模型进一步的修正，以更好的反映我们所需要的信息。从而有经济距离的计算公式如下：

其中，E为经济距离，D为空间距离，a、b为修正权数，a为第一次修正权数（通勤距离修正权数），其取值由城市之间的交通运输状况决定；b为第二次修正权数（经济落差修正权数），其取值由周边城市与核心城市的人均GDP之比决定。具体取值如表4所示：

在确定经济距离后，引力模型和场强模型的公式为：

表4 经济距离修正权数a与b的赋值

其中：I为城市间的引力，S为核心城市的场强，P为城市市区人口，V为城市市区GDP，i为周边的城市，c为核心城市，引力模型的系数被省略是因为它不会影响计算的结果。经过数据收集和计算有如下的结果，见表5：

表5 徐州的引力系数与场强

从与合肥经济圈的总体对比来看，这个跨越四个省级行政区的都市圈内中心城市与周边城市的经济联系稍微逊色，但是并不是刚才所猜想的那种比较松散的状态。因为这种跨越省级行政区的都市圈自然而然的会受到了行政干预的影响，各个城市之间的发展难以协调，但是这阻挡不了徐州都市圈内各城市之间已有的经济社会联系，该都市圈还是有很大的发展潜力。都市圈毕竟是以经济发展为目的的，这就使我们思考经济联系与行政干预两者之间的矛盾与互补的关系，到底是行政辅助经济发展还是干预经济发展，对都市圈的未来发展具有至关重要的作用。

从表5我们可以清晰地认识到，徐州都市圈内各城市中与中心城市的经济距离中最小的是淮北市，淮北市也是地理空间距离徐州最近的城市。虽然连云港的空间距离很远，但是它与徐州之间的经济距离却很近，这说明徐州都市圈的提出是遵循了经济联系原则的，并且其建设是颇有成效的。徐州和连云港的经济联系紧密对于整个都市圈的发展起重要作用，因为徐州都市圈未来的发展要借助连云港的港口和其新欧亚大陆桥桥头堡的优势，积极发展临海工业、重化工业、创汇农业和旅游业等外向型为主导的产业，增强与外部的经济联系，连云港是徐州都市圈走出去的窗口城市。同时，以省级以上经济技术开发区为重点，大力发展高新技术产业，积极促进连云港发展成为徐州都市圈的次级发展中心。淮北是煤矿型能源城市，相对于都市圈内其他城市而言其优势在于区位优势，徐州市和淮北市基本上是连在一起的，淮北将来受到徐州市的经济辐射也最多，淮北市将来既有可能突破行政界限与徐州市融为一体，就像广东省的“广佛一体化”一样，而且徐州和淮北之间存在分工与合作，淮北可以为徐州的发展提供基础能源，大力支持徐州市的发展。淮北市与徐州市的吸引力系数居于第二位，徐州市的场强最强的城市也是淮北市，表明其对淮北的经济辐射能力最强，其次是连云港。在引力系数项目里面最大的是枣庄，枣庄的发展不容忽视，很大可能在以后的发展中与连云港一同成为徐州都市圈的次级中心城市。枣庄与徐州的相互吸引力大于连云港主要还是取决于他们之间的空间距离比较近、产业结构互补性强的缘故。从这三个综合指标来看，枣庄、连云港和淮北是与徐州有比较紧密社会经济联系的三个城市，在徐州都市圈概念提出之前已经具有较强的经济社会联系，在徐州都市圈提出来以后更应该合理地利用这种宝贵的财富进一步加强这几个城市之间的经济联系。

宿迁、宿州、商丘、济宁的徽山县都还是处于都市圈的边缘地带，各种联系都不强。这几个城市均是以农业为主，产业结构具有很强的同构性。虽然与徐州市之间不同，但是他们自身经济实力薄弱，而且这种同构性严重影响了未来发展过程中的分工与合作问题，是徐州都市圈未来发展中需要重点解决的问题，在第三极核心城市中谁会脱颖而出是未来这些城市的发展焦点。徐州都市圈内的交通体系还不完善，圈内的经济和货物流通还不能很通畅，未来需要协调各方建设大范围的物流圈，以更利于该都市圈的发展。

四、总结

通过以上定性和定量分析，对徐州都市圈有了清晰的宏观认识，同时得到以下几个方面的结论：

第一，中心城市徐州的经济实力最强，但是其作为都市圈核心城市的功能还不完善，产业结构需要升级，需要扩大第三产业的比重。其自身尚需要继续发展，不断集聚周围城市的能量才能引领整个都市圈的经济发展，才能很好的承担其作为核心城市的功能。连云港作为综合性港口城市，对都市圈发展的作用不可忽略，连云港与徐州的经济联系也是很紧密的，在连云港和徐州之间的城镇相当密集，有利于进一步的加大两城市之间的联系。然而周围城市的经济实力薄弱，城市的产业结构单一，主要以煤炭资源为主，并没有自己的特色产业，与中心城市的联系强度不大，况且产业结构的趋同会使他们之间形成激烈的竞争关系。

第二，经过引力系数和场强系数的计算，淮北和连云港的得分都比较高，这说明徐州都市圈要首先重点发展徐州与这两个城市的各种经济社会联系，形成一条“淮北—徐州—连云港”的经济发展轴，逐步带动该通道两边的城市的经济发展，这三个城市所连成的发展轴正是徐州都市圈的核心地带。徐州在逐步积累自己的经济实力的同时也要兼顾这条经济发展轴的发展，才能承担自身与都市圈同时发展的职责。

第三，徐州都市圈内部整合协调不够，这也与各个城市自身的经济实力有关，只有各个城市都在不断的壮大，才会有更加密切的经济往来。同时为了变干预为有利力量，需要四省的政府合理构建一个共同发展徐州都市圈的办公室，以协调都市圈内各种经济利益，在四个省政府大力支持的基础上共同繁荣徐州都市圈鉴于各个城市的经济实力不强，还需要进行政策的引导，使得圈内各个城市之间走向共同发展、合理的分工的道路。

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A Research on the Development of Xuzhou Metropolitan Based on Factor Analysis and Gravity Model

Zhao Jinzhao, Yan Shaohua

Xuzhou metropolitan is an exceptional case of metropolitan planning and construction in Jiangsu, for it involves cities from four provinces, making it the most inclusive metropolitan in terms of administrative boundaries. The paper studies the intensity of economic and social ties among the cities in and around Xuzhou metropolitan in order to verify its feasibility of by employing SPSS, factor analysis, model of gravity and field. The results show that this region has its potentials and foundations, but Xuzhou as the core is not prominent enough and the metropolitan is in the development phase of aggregation.

Xuzhou metropolitan; core cities; factor analysis; gravity model

TU984

赵今朝，暨南大学特区港澳经济研究所硕士研究生，研究方向：区域经济，城市经济。闫少华，广东工业大学计算机学院研究生，研究方向：数据挖掘，网络安全。

（责任编辑：卢小文）