黑龙江省城市体系结构对大豆种植布局影响研究

刘珮瑶，左 鹏，苏 睿，孙熹辰，马 赫

(1.东北农业大学经济管理学院，黑龙江哈尔滨 150030;2.东北农业大学理学院，黑龙江哈尔滨 150030;3.东北农业大学电信学院，黑龙江 哈尔滨 150030)

城市体系是指在一个相对封闭完整的区域内，有不同职能分工、不同等级规模、联系密切、相互依存的城市所组成的集合。城市规模结构作为城市体系中三大重要结构之一倍受重视，其可反映出城市在不同规模等级中的分布情况以及城市人口集中或分散的程度。经大量研究表明，城市的规模分布在特定条件下符合分形特征。不同地区，不同城市化水平下的城市体系符合不同分形特征。随着国家振兴东北老工业基地计划的深化发展，黑龙江省面临着新一轮的发展机遇和挑战。本文以黑龙江省作为研究对象，运用城市首位度，分形等理论方法，对省内地级市等级规模结构和空间结构特征进行研究分析，对制定合理的城市发展体系政策和促进本地区的经济发展及社会进步具有非常重要的意义。

一 黑龙江省城市体系结构分形研究

黑龙江地处中国东北隅，东、北依邻俄罗斯，边界长达三千千米。全省面积46万多平方千米。现辖一地区、十二地级市。城市主要分布在中部地区，北部东部城市较少，城市空间分布差异较大，且城市分布资源性指向明显。目前省内铁路已经形成以哈尔滨为中心，以齐齐哈尔、牡丹江、佳木斯为主要枢纽，连接全省各市的铁路网，并且所有地级市之间都已开通高速公路、国道或者二级以上公路。

1.城市首位度。

表1 黑龙江省城市人口数 (万)

佳木斯 250.8 大兴安岭191.1 53.0鸡西

根据马克·杰斐逊城市首位度原理，结合表1可计算2城市指数、4城市指数、11城市指数分别为:

其中Sn表示按人口规模排在第n位的城市。

根据城市首位率和城市位序－规模原理，标准的城市指数:R2=2 R4=R11=1

可以看出，黑龙江省首位度小于2，城市整体呈分散结构，人口主要分布在3个城市形成区域集中形式，规模结构不尽合理，城市人口分布差异较大，三城市人口占全省人口的55.8%，中小城市发育不足，城市人口在300万至550万之间的中型城市缺失使得城市体系结构出现断层，反映出黑龙江省城市体系正处于发展阶段。

2.空间布局特点。

受自然条件和历史原因的制约，黑龙江省城市分布有以下两种特点:(1)沿江分布，如哈尔滨，齐齐哈尔，佳木斯都由松花江贯穿流经;(2)沿铁路和公路呈带状分布，这种自然因素和历史原因所造成的分布导致各城市之间距离较大，民间联系较少，只能单纯依靠行政关系来维持，不利于整个地区的经济文化发展进步。

3.城市体系分形研究。

分形是指部分以某种方式与整体像是的几何形态，其理论从20世纪70年代创建到现在，分形作为局部观察整体的工具，广泛应用于科学研究的各个领域。确定分维数的方法有很多，最常用的是豪斯道夫维数，其定义为:对于一个体积，用单位体积去度量其大小，测量结果是与r相关的值C(r)，且由城市体系结构的标度不变性应用分形理论可知点对点的关联维数C(r)与区域半径r的幂函数成正比，则有:

两边同取对数得:

令L=lnk则原式化为:lnC(r)=L－Dlnr

其中k为正比例系数，L为常数，D为空间分维值。

建立点对点关联维数C(r)的数学模型:

其中:N为城市数量，r为区域半径，dij为i，j为城市之间距离。

显然上两式表明在以城市i为圆心r为半径的圆形区域内出现城市j的概率。

利用Arcgis软件测量黑龙江省13个地级市两两之间的直线距离，形成一13阶的距离方阵(表2)。

表2 黑龙江省13个地级市中心点间距离矩阵(乌鸦矩阵)Table1 The city distance between the 13 cities in HeiLongjiang(km)

取步长Δr=50公里对其进行筛选，则距离小于标定距离的城市对的个数C(r)随标定距离r的变化而变化，从而得到一组点对［r，C(r)］，见表3。

表3

对C(r)与r进行双对数线性拟合得:得到黑龙江省城市空间分维为D=1.0132→1，故其趋近于地理要素分布主要是沿松花江分布，其主要原因是北方干旱缺水，受水资源约束较大，城市大多沿江河分布。当dij改为两城市之间公路距离时，可计算出黑龙江省交通网络的分维数D＇=1.4073，进而可计算出黑龙江省牛鸦维数比ρ=＇=0.7196＜1，说明省内交通网络欠完善，城市之间通达性较弱。

二 黑龙江省大豆种植布局研究

1.黑龙江省大豆生产现状。

黑龙江省大豆种植较广泛，几乎遍布全省，其主要产地集中于哈尔滨，齐齐哈尔，绥化，佳木斯等地。见图1。

2.大豆产业不足。

近年来，随着市场供求关系的转变和大量进口大豆涌入国内市场，大豆生产种植波动较大，导致豆价低迷，农民普遍种植意愿不强，大豆单产波动异常，见表4。

交通运输瓶颈制约发展，黑龙江省的大豆运输绝大部分依赖于铁路，根据地理信息系统分析，黑龙江省各城市主要沿江河分布，加上黑龙江主要以丘陵山脉为主要地形分布，铁路运输能力严重不足，从而削弱本省大豆在外部的竞争能力。

图1 黑龙江大豆产量示意图

3.应对措施。

(1)提高主产区大豆单产。

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立足于现有条件，加大主产区科技投入，积极引进和推广增产潜力大、抗性强、稳定性好、适用于不同地区不同种植模式的大豆新品种，同时调整品质结构和生产区域布局，尽可能地提高大豆单产。

(2)提高运输能力，增强产品对外竞争力。

首先要充分利用现有铁路运输能力，深度挖掘现有铁路运输潜力，努力提高运输效率;其次协调公路，水路等其他运输方式与铁路运输的合理调配，分散铁路运输压力;加大基础建设投入，扩充交通运输能力才能从根本上突破运输瓶颈问题。

(3)合理调控大豆价格，充分调动农民种植积极性。

国家应制定合理的大豆收购价格，降低农户种植风险，增强农户种植信心，提高农户种植大豆热情;同时应建立一定储备的大豆库存，根据国际豆价波动来采取相应措施调控市场，平抑大豆价格，稳定大豆种植面积。从而控制国内大豆进口数量，降低进口大豆依赖度，维护我国在国际大豆交易中的权益。