河南省城市-区域系统空间发展态势与布局优化

丁志伟，王发曾

(河南大学 环境与规划学院，河南 开封475004)

0 引言

进入21世纪以来，我国的城镇化进程快速推进。然而，由于城镇化进程本身以及其运行机制等方面存在诸多问题［1］，我国的城镇化也就不可避免的带来诸如城市人口密度增加、城市蔓延扩张、交通拥堵、基础设施超负荷运转等负面社会效应。伴随着快速城镇化进程，城市-区域系统的空间结构处于快速、剧烈的变动之中。如何避免形成不合理的城市-区域系统空间结构和引导区域经济、社会等方面的健康发展已成为我国新型城镇化进程要解决的关键问题［2］。所以，整合城市-区域系统的空间结构可有效地调控城镇化与区域发展的关系，实现区域人口、资源、环境与发展的协调，并以此推动区域现代化进程。近年来，国外关于城市-区域系统空间的理论与实践主要集中于城市群的空间结构特征［3-10］、演变特征［11-13］、作用机制［14-15］和区域空间管制［16-17］等方面，其研究经历了由静态到动态、由小尺度到大尺度、由国内到国际研究的过程。国内关于城市-区域系统空间的研究主要关注城市体系空间结构理论，涉及空间结构的特征、演进、机制、模式等方面。近年来，对于如何发挥城市-区域系统的空间组合效益，使城市-区域系统在各城市的博弈与竞争中提升整体竞争力已逐渐成为城市-区域系统研究的热点之一。

城市如同生命体一样处于一种成长发育过程，基于城市本身的发育条件和成长能力，可以预测城市或城市群的发展态势。顾朝林、张敏等从长三角城市群现状特征和存在问题出发，运用经典经济地理学理论指出了长三角城市群的发展方向［18］。季斌、张贤等首次将成长能力引入对都市圈的评价，并建立了相应的评价体系［19-20］，使得对城市群的空间发展态势有了动态认识。之后其他地区［21-22］基于成长能力评价模型也进行了空间发展态势研究。结合以往的相关研究，运用熵权法确定指标权重，在权重确定的基础上通过灰色关联模型计算综合成长能力，最后将结果进行聚类分析。以河南省18个城市成长能力的聚类结果为基础，结合河南省城市空间发展的实际情况划分等级，从而分析河南省的空间布局结构优化模式与策略。

1 研究方法与计算结果

1.1 研究方法

1.1.1 熵权法。信息熵可用于反映指标的变异程度，并可进行综合评价。设有m个城市，n项评价指标，这样就形成了一个原始数据的矩阵(xij)m×n。对于某项指标xj，指标值xij的差距越大，该指标提供的信息量越大，其在综合评价中所起的作用越大，相应的信息熵越小，权重越大;反之，该指标的权重也越小，所起的作用也就越小［23-24］。通过标准化处理、计算第j项指标的熵值eij和偏离度dj之后确定指标的权重。计算熵值权重的公式如下:

式中:dj为偏差度;dij为标准化后的第m个城市的j项的指标值。

1.1.2 灰色关联系数。灰色关联系数可反映各项指标的关联程度，并可与熵权值进行矩阵运算，从而计算城市的成长能力。通过建立增广矩阵X=(xij)(m+1)×n，求绝对差序列和两极最大差Vmax、最小差Vmin，进而计算灰色关联系数［23-24］。灰色关联系数计算公式如下:

式中:ξij为关联系数;k为分辨系数(其值在0.5～1之间，一般取0.5);Vij为绝对差系列。

1.1.3 城市成长能力评价模型。根据灰色关联分析方法，计算出城市成长实力、成长潜力与成长基础的关联系数矩阵，结合熵权计算的指标权重，构建城市成长能力评价模型［23-24］。计算公式为:

式中:Ei为城市成长能力指数;wj为j项指标的权重;ξij为关联系数。

1.1.4 聚类分析。其基本原理是根据样本间的属性关系，用数学方法按照某种相似性(差异性)指标，定量确定样本间的亲疏关系，并根据这种亲疏关系进行聚类［25］。本研究用Spss 17.0软件将城市成长能力的结果进行聚类，分析城市空间发展的态势。

1.2 计算结果

1.2.1 熵权计算结果。根据河南省2010年统计年鉴、河南省统计局官方网站、河南省专利统计网站等数据，利用Excel 2007和Dps 7.05计算出权重结果(表1)。

表1 成长能力指标体系结构Tab.1 The index system structure of growth abilities

1.2.2 成长能力计算结果。根据城市成长能力评价模型计算出河南省各城市的成长能力指数(表2)。

1.2.3 聚类结果。用Spss17.0软件对河南省18个省辖市的城市成长能力指数进行聚类分析，在聚类方法中选择中位数法(median clustering)，针对间隔适度数据在相似性测度中选择欧氏距离(Euclidean distance)，得到聚类树图谱(图1)。由图1可知，聚类结果与河南省发展实际情况较吻合。结合城市成长能力指数排名(表2)，可将上述18个城市分为4类:第1类是郑州，其成长能力综合得分最高，为0.894 5，远高于其他地区;第2类是洛阳、焦作和济源，3个市的城市发展实力、城市成长潜力和城市发展基础都较接近;第3类是安阳、新乡、三门峡、鹤壁、平顶山、许昌、南阳，7个市的城市实力、城市潜力和成长基础综合成长能力都比较接近;第4类是开封、濮阳、漯河、信阳、商丘、驻马店和周口，该类城市综合成长能力较为接近，城市发展速度相对缓慢，辐射范围有限，发展潜力不强。

表2 各城市成长能力得分Tab.2 The scores of cities growth abilities of 18 cites

图1 18个城市成长能力得分聚类图Fig.1 The cluster diagram of city abilities score of 18 cities

2 城市-区域系统空间结构优化方式

通过归纳梳理相关研究成果［26-27］，可将城市之间空间结构优化方式分为单核向心增长模式、多核非均衡增长模式和多核平行增长模式3种类型。

2.1 单核向心增长模式

单核向心增长模式是指以一个中心城市为核心，周边形成若干个与中心城市保持密切联系的城市为基础的功能地域模式。一般而言，主要包括2种形式(图2)。(1)圈层式模式:以中心城市为增长核心，并位于整个功能地域的中心地带，其他城市则根据离中心城市的距离、发展阶段不同而形成同心圆或类似同心圆的圈层模式。(2)放射性轴带式:以中心城市为核心，其他城市在中心城市的辐射轴线集中分布，形成与中心城市紧密联系、职能分工不同的城市发展模式。

图2 单核向心增长模式Fig.2 Single core pattern of attractive growth

2.2 多核非均衡增长模式

多核非均衡增长模式是指以1个中心城市为主核，2个或者2个以上的城市为副核共同组成一个复合增长核;以复合增长核为基础，周围形成若干个以复合增长核为支撑的城市发展模式［28］。该模式包括3种形式(图3)。(1)成长三角形模式:以1个中心城市为主核、2个城市为副核，共同组成形如三角的复合增长核且处于不断的成长之中，故称成长三角形模式。其带动关系是主核带动副角、三角发展，成长三角带动整个功能地域发展。(2)成长多边形模式:以1个中心城市为主核、3个或和3个以上的城市为副核，共同组成一个形似多边形的复合增长核，并通过其带动整个功能地域发展的模式。(3)雁行模式:以1个核心城市作为整个功能地域的发展极，其他不同规模、功能的城市作为协调极，借助于发达的载体通道连成网络，形成整体的经济网络与地域生产组织方式。由于其空间结构形如空中飞行的群雁，故称之为雁行模式。

图3 多核非均衡增长模式Fig.3 Multi-core pattern of unbalanced growth

2.3 多核均衡增长模式

多核均衡增长模式就是2个或者2个以上地位、经济实力相当的城市空间组织模式［26-27］，主要以下4种类型。(1)双核模式:2个中心城市的经济实力接近并且在空间距离上临近，自然、经济、文化状况比较接近，形成一体化的发展趋势明显。主核与复核通过建立优势互补的合作关系，并通过复核的超常规发展与主核共同带动整个功能地域的发展。(2)反磁力中心组合模式:在离中心城市一定距离的地方培育或形成一个与中心城市经济实力、功能、地位相当的城市，共同承担整个功能地域的职能并带动区域整体发展的一种增长模式。(3)平行长廊式模式:在中心城市之间通过两边圆切线扩张方式形成平行的发展轴线，形成新的中心城市或组团增长带，这些新兴中心城市或组团增长带与原有的中心城市一起形成走廊城市结构，共同带动城市的整体发展［29-33］。(4)卫星型模式:该模式普遍存在于中小城市密集的地区，若干规模不等、地域临近的中小城市形成具有一定地域分工、彼此间相互协作的城市聚集体，各个城市如同星空中职能明确的星座，形成一种多极协同带动的空间组织形式。

3 城市-区域系统的空间布局优化

3.1 三圈式优化模式与战略

第1个圈层即郑汴都市圈(图4)。该圈层需要注重核心都市区和外围区两方面的建设。核心都市区即郑汴都市区，由于郑汴新区是中原城市群、河南省、中原经济区经济发展的增长极，且该区域内城市距离临近，经济联系密切，因此可充分借助于这一优势，利用郑汴核心增长极的辐射效应与科技、人才、信息、金融等优势条件，迅速提升城市发展的优势产业和主导产业。外围区域即由新密、新郑、巩义、登封等城市组成的区域。该区域可进一步深化第一圈层内各城市之间的联系，走网络型发展模式，明确城市之间的职能分工，完善圈层的管理机制，最终形成以郑州为核心的综合性网络区域。

图4 河南省城市－区域系统的布局结构Fig.4 The layout structure of Henan urban-region system

第2个圈层是中原城市群紧密联系圈层(图4)。该圈层实质上是河南省城市化高度发达区、城镇密集区之所在，紧裹第一圈层，直接接受第一圈层中核心城市的辐射，并承担着承内启外的重要任务。随着中原城市群综合竞争力的进一步提升、产业结构的进一步优化、等级层次结构的调整，城市之间的联系日趋密切，区域网络化模式将成为中原城市群紧密联系圈层的必然选择。在区域网络化发展模式下，以京广、陇海发展轴带为主动脉、以其他等级发展轴带为支脉，以核心城市、区域性中心城市、区域性次级中心城市、地方性区域性中心城市为网络节点，通过导入和整合互补性、异质性的资源要素和促进产业集聚区建设，逐步形成一个层次分明、功能互补、结构合理开放式的现代化城市-区域系统。

第3个圈层是外围辐射圈层(图4)。目前，河南省城市-区域系统外围辐射圈层包括9个地级市——安阳、濮阳、鹤壁、三门峡、南阳、信阳、驻马店、周口、商丘，5个县级市——林州、灵宝、邓州、项城、永城。该圈层城市数目少、城市间距大，但城市的等级高、发展速度快、势头强劲。因此，该圈层的城市发展应该走极点开发与点轴开发相结合的模式，以安阳、濮阳等9个地级市为主要增长极，依靠城市本身的集聚优势带动其腹地的发展;同时以各个地级市所在区域的县级市、带动能力强的县城为次级发展中心，增强各地级市所在区域发展轴的辐射效应。该圈层一方面要接受第一圈层、第二圈层的辐射支持，另一方面可加强与临近省外区域的协作，积极向邻近城市渗透，开展多方面的合作，使之成为河南省城市-区域系统向周边城市开放的前沿地带。

3.2 一廊道优化模式与战略

在河南省构建现代城镇体系和郑汴联体发展背景下，郑州市应充分发挥其生产、服务平台和金融贸易平台，带动开封市和郑汴之间区域的金融、贸易和化工业的发展;开封应提供生产协作支持、市场区和服务支持以促进郑州经济、贸易的更快发展。郑州应通过其先进制造业平台和高新产业平台，引领郑洛产业轴向全国高新产业带发展;洛阳应充分给予郑州资源、技术支持，建立市场信息共享机制，使郑洛工业走廊成为河南省经济社会发展的中坚力量(图5)。按照走廊城市的第一种模式，结合中原城市群网络推进构架，可在郑洛之间构建以巩义市为新极点的走廊城市。在以巩义市为核心城市的辐射带动下，郑洛之间依托现有的工业园区、特色产业集群，形成河南省最具活力的产业发展带，带动郑洛城市廊道的快速发展。在郑汴走廊构建中，经济低谷地带的崛起可按照走廊城市的第2种发展模式，抓住郑汴新区建设的区位机会窗口，促进郑汴之间产业带、物流园区和现代农业示范区的快速成长，发挥官渡、刘集等乡镇的枢纽作用，形成郑汴经济低谷地带共同发展的新局面。

3.3 四轴带优化模式与战略

河南省城市-区域系统中沿主要交通轴带的城镇布局较为集中，这为区域内产业轴带的形成创造了有利条件。立足河南省区域经济发展的实际，综合考虑产业发展的基础条件、空间布局与城镇发展潜力，今后河南省城市-区域系统应重点发展4个产业轴带(图4):陇海复合产业发展轴带、京广复合发展产业轴带、新—焦—济南太行复合产业轴带、洛—平—漯复合产业发展轴带。以上产业发展轴带城镇分布密集，工业基础较好，是河南省产业发展的重点轴带，但以上轴带由于地方政府干预较强，缺乏统一的科学管理与统一的发展规划，产业发展缺乏合理的秩序，规模效益不强，有的地区甚至出现了离散化的趋势。今后河南省城市-区域系统内这些轴带的发展应依托自身的优势条件，整合区域间的资源、资金、技术等要素资源，建立区际的协作发展机制，以集体的力量共同发展、参与区域竞争，提高产业集群在全国市场的竞争力。

图5 核心城市的功能组织图Fig.5 The function organization diagram of core cities

3.4 双核优化模式与战略

河南省城市-区域系统在未来的空间整合方面采取双核型的整合模式也是符合实际发展情况的，原因有2个。一方面，虽然郑州市作为河南省城市-区域系统的核心城市和增长极不可取代，但其发展的历史较短，其城市综合实力、城市规模、城市竞争力等方面与周边省会城市相比不占明显优势，仅依靠郑州市牵引整个河南省的整体发展，力量单薄，需要其他城市进行支持;另一方面，在郑州市的西侧117 km的洛阳市，历史文化积淀丰富，工业基础雄厚，对郑州市的牵引力可以提供强有力的支撑。另外，其经济综合实力、城市规模等方面仅次于郑州，如果以郑州为主核、以洛阳为副核，河南省城市-区域系统的增长极将会得到巨大的动力支持，河南省在中部地域的地位也将有所改观，对中原经济区建设、中部崛起大有裨益。

3.5 多边形组团优化模式与战略

在河南省中部地区许昌、漯河、平顶山3个市组成的“三角形”空间结构中，许昌是京广发展轴的重要节点城市、轻工业制造基地和历史文化名城;漯河是河南省南部重要的商贸物流中心、轻工制造业基地、食品加工制造业基地和高效农业示范基地，具有建设全国层面的食品制造业、高效农业基地的优势;平顶山煤炭资源丰富，是重要的能源基地和原材料基地，同时也是历史文化名城和优秀旅游城市。3个市可按照三角形模式整合形成集聚优势，最终形成省域中部重要的金三角。在河南省中北部地区，城市在空间上彼此临近、功能上有互补效应，且具有共同历史文化积淀，可建设郑州、洛阳、开封、焦作、新乡组团发展模式，形成北部经济发展的增长带。这个组团所在的区域都位于中原文化的核心地带，深厚的历史文化积淀为区域的发展奠定强大的凝聚力与腾飞潜力。另外，安阳、濮阳、鹤壁可以组团形成北部的增长核心区，周口、漯河组团可与许昌、漯河、平顶山组成复合多边形增长区(图4)。

3.6 五片区优化模式与战略

河南省的中心带动战略与城市群发展战略实际上是一种非均衡发展战略和政策差别化的行政手段［34］。然而，差别化政策也在一定条件下约束了中原城市群外围城市的经济活力，同时边缘化了外围城市的发展动力。所以，在中原城市群产业快速发展、经济迅速增长的形势下，也要注重与周边地区城镇的协调发展，使周边城市融入到河南省现代城镇体系的整体之中。以京广复合产业带为中轴，以网络化的交通轴线为依托，以豫西、豫西南两大片区为西翼，发挥矿产资源优势，重点发展重化工业，延长产业链条，推动产业升级，形成一批特色产业集群，进一步加强与成渝、关中-天水等经济区的互动合作。向东以豫东、豫南片区、豫北片区为东翼，发挥农产品和人力资源丰富的优势，在建设好国家粮食生产核心区的同时，积极与环渤海、长三角、海西等经济区对接，主动承接产业转移，集聚生产要素，优化资源配置，加快提高区域经济发展水平。

3.7 中原经济区战略

在河南省提出的“一极、两圈、三层”结构中，中原城市群位于紧密联系层，它对于郑汴核心增长极的辐射带动和外围辐射层的扩散起着至关重要的作用。中原城市群在区域支撑组织中要进一步加强薄弱地带的建设，提升整体道路网、物流联系、通信能力等薄弱环节的强化建设，以提高与协作区的外联度。在《国务院关于支持河南省加快建设中原经济区的指导意见》的背景下，如何形成中原城市群与中原经济区的联动机制，带动主体区与协作区的省际联动是重中之重。在今后的省际联动中，要发挥安阳、濮阳、商丘等市与省外地市的经济合作优势，规划建设郑州至济南、重庆、合肥、太原的四大综合通道，深化经济、社会、文化等交流合作，重点建设6个协作区，即:豫晋陕黄河金三角地区，焦作、晋城、长治地区，安阳、邯郸地区，濮阳、菏泽地区，商丘、周口、阜阳地区，南襄盆地区。探索跨省际协调机制，逐步形成中部地区的联动板块，进而实现中部崛起的整体目标。

4 结语

《国务院关于支持河南省加快建设中原经济区的指导意见》的出台，标志着中原经济区正式上升为国家战略。意见中明确指出:充分发挥中原城市群辐射带动作用，形成大中小城市和小城镇协调发展的城镇化格局，走城乡统筹、社会和谐、生态宜居的新型城镇化道路。所以，对中原经济区空间结构的研究具有重大实践意义。河南省城市-区域系统已形成初级网络格局和“弱极多核式”等空间组合特征，为推动河南省产业、资源等要素在空间上的合理布局和自由流动以实现其整体效益最大化提供了便利。因此，优化河南省城市-区域系统空间结构对于制定中原崛起与河南振兴战略、建立区域层面的协调机制都有着十分重大的现实意义。

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