淮海经济区城市中心性分析

马晓冬, 黄 彪, 孙 坦

(1.江苏师范大学 区域与城市研究中心,江苏 徐州 221116; 2.江苏师范大学 城市与环境学院,江苏 徐州 221116)

城市中心性的概念最早由德国学者克里斯泰勒在其所著的《德国南部的中心地》中提出[1]．它指的是一个城市为它以外地区提供服务的能力,多用来衡量城市在区域或城市体系中的地位和作用[2]．研究城市的中心性是确定区域中心城市的重要方法[3]．作为区域经济社会发展的核心组织者,中心城市通过其规模效应、集聚效应、外部效应等对周边区域发展产生辐射和带动作用．周一星等系统研究了中国城市中心性的等级体系,并由此划分了我国的城市经济区[4-5];俞勇军等运用多指标分析法测度了我国省会城市的中心性[6];吴艳丽等对山东省的城市中心性进行了实证研究[7];钟柯等利用我国列车运行网络,探讨了我国城市的中心性特征[8];孟延春等引入社会网络分析方法,研究了鲁苏豫皖交界区域的城市中心性结构[9]．总体看来,国内有关城市中心性的研究还是以实证为主,多数研究基于数理统计方法．其实,中心性作为经济地理学的重要概念,具有鲜明的区位指向和空间特质．本文运用空间分析和网络分析的方法,对淮海经济区的城市中心性进行定量研究,并提出对策建议．

1 区域概况与研究方法

1.1 区域概况

淮海经济区由苏鲁豫皖4省接壤地带的20个地级市组成．行政区划上包括江苏北部的徐州、连云港、淮安、盐城、宿迁5市;山东南部的枣庄、济宁、泰安、莱芜、日照、临沂、菏泽7市;河南东部的开封、商丘、周口3市;安徽北部的蚌埠、淮北、宿州、阜阳、亳州5市．2012年区域总面积约18万km2,约占全国国土面积的1.88%;人口约1.3亿,约占全国总人口的10%;共有各类城市115座,乡镇1500多个,属于我国城镇较为密集的地区．该经济区既是我国环渤海经济区和长三角经济区的“中介区”,也是我国东部沿海经济带的“塌陷区”,经济发展相对滞后,城镇化水平较低．

1.2 研究方法

1.2.1 几何中心度

采用某城市到区域几何中心的距离和区域外接圆的半径之比表征区域的几何中心度，计算公式为

(1)

式中L代表城市的几何中心度指数,指数越小反映城市的居中性越好;ri为城市i至区域几何中心的距离,R为区域外接圆的半径．

1.2.2 经济重心

经济重心的概念源于力学．如果把城市经济形象地理解为区域中具有确定点值和位置的散点群,则在平面上全部力矩达到平衡的支点就是经济重心．经济重心的计算可以仿照重力的分解与合成法则进行．将各城市的经济规模数作为权数,加权平均后便可得到区域的平均经济区位．它是既考虑经济规模,又考虑空间距离的一个特征点．区域经济重心的地理坐标(x,y)的计算公式为

(2)

式中x,y为区域经济重心的经纬度坐标,Xi,Yi分别为城市i的经纬度坐标,Pi为城市i的经济总量．

1.2.3 网络中心度和中心势

在网络分析中,网络中心度是根据区域城市网络中的联接数来衡量结点在网络中的中心度．中心度越高,说明该城市结点在区域中越活跃,影响力越大．根据不同城市的联系方向和强度,网络中心度又分为点出度和点入度,点出度是该城市影响其他城市的程度;点入度是该城市受其他城市影响的程度[10-11]．计算公式为

(3)

式中CAD(i)代表城市i的关系数总和,n表示网络中城市结点的总数．CAD(i)在点出度计算中,代表城市i对外关系数量的总和;在点入度的计算中,则代表其他城市对城市i关系数量的总和．

在网络分析中,运用中心势来测度整体网络中心化的程度,表征网络的一致性或整合度．在区域的城市中心性分析中,可以运用中心势指标评价中心城市在区域发展中的首位度和极化效应,解释其“核心-边缘”结构．计算公式为

(4)

(5)

2 结果与分析

2.1 城市的居中性

区域中心城市对周边地区和其他城市的影响力大小与该城市所处的区域位置有十分重要的关系．城市在区域中的位置,往往会影响城市的空间可达性,进而影响城市间的经济联系和城市对区域的辐射与集聚力．对淮海经济区20个地级市的几何中心度的测算(表1)表明,该经济区的几何中心位于徐州市主城区北侧,铜山区柳新沿湖农场附近,距离徐州城市中心18 km．徐州市的几何中心度指数仅为0.06,即距离区域几何中心的距离最近,由此可以认为徐州是淮海经济区地理意义上的中心城市．以徐州为中心,紧围这一中心的淮北、枣庄、宿州等城市的几何居中性也较好,宿迁、济宁、临沂和亳州的几何居中性处于中等水平,而地处边缘的日照、周口、开封、盐城等城市几何居中性则较差．

表1 淮海经济区各地市的几何中心度指数

2.2 经济中心与人口中心的分布

区域经济重心和人口重心的位置,可以反映其经济和人口要素的分布状态,在一定程度上体现中心城市在区域经济社会发展中的地位．特别是通过对经济重心、人口重心与几何中心在区域中空间分布的比较,可以找出区域资源要素分布和经济发展的区位特征．以淮海经济区20个市的地区生产总值、工业增加值、社会商品零售总额和年末总人口等指标来代表各市的经济社会要素,运用重心加权平均法,求得该经济区的GDP重心、工业重心、商业重心和人口重心的经纬度坐标,见图1．

表2 淮海经济区各城市的网络中心度(2012年)

显然,该经济区的人口重心和经济重心(GDP重心、工业重心、商业重心)的分布与几何中心十分接近,人口重心距几何中心仅20 km,工业重心、商业重心和GDP重心距离几何中心分别为13,20,23 km．导致这一结果的原因有两种可能:一是淮海经济区内各市经济社会发展相对均衡;二是区域居中的核心城市(徐州市)经济社会发展具有较高的指标份额,对人口和经济等要素的集聚效应比较明显．

图1 淮海经济区经济重心与人口重心分布图

此外,由图1可知，5“心”几乎都分布在一条40 km长的东北—西南向直线上,与枣庄—徐州—淮北3市连线走向一致．人口重心在几何中心的西南,其他3个重心则集聚在其东北,说明该经济区的人口分布受到豫东和皖北的集聚牵引,相对于几何中心偏西南移动;而经济发展受到鲁南的牵引,相对于几何中心偏东北方向移动．但是这两个方向的牵引动力都不大,还不足以使经济重心或人口重心呈现出明显的“偏心”结构．

2.3 城市经济联系的中心度和中心势

根据淮海经济区20个城市间的交通距离和经济规模,运用城市引力模型计算两两城市间的经济联系指数,构建反映城市经济联系中心度的数据矩阵,根据网络中心度模型测度20个市的经济联系中心度的点出度和点入度,并按降序排列,见表2．

城市经济联系中心度的点出度和点入度反映了城市在区域经济发展中的辐射能力和集聚能力．由表2可知:徐州的点出度和点入度指标在区域内各城市中均为最高,特别是点出度约为排名第二的济宁市的2倍,反映其在淮海经济区经济发展中处于核心地位,即城市经济发展的综合水平最高,对区域内资源要素的辐射和集聚能力最强,为淮海经济区的经济中心城市．同时,徐州点出度的区域首位水平远高于点入度,说明徐州对该经济区内其他城市的经济辐射力要大于其吸引力和集聚力,但集聚区域资源要素的能力相对偏低．济宁、临沂、商丘等的点出度指标也较大,说明这些城市的区位条件相对较好,经济发展能力较强,在该经济区配置资源要素的能力较强;同时,枣庄、济宁、菏泽等的点入度指标也相对较高,说明这些城市在该经济区中吸纳资源要素的能力也较强．日照、莱芜的网络中心度的点出度相对较小,这两个城市位于淮海经济区的边缘,经济总量偏低,对该经济区内其他城市的经济辐射较小;而宿迁、开封的点入度也明显偏低,这两个城市工业化和城市化进程缓慢,经济发展水平低,产业结构层次不高,导致在该经济区中吸纳资源要素的能力偏弱．另外,从淮海经济区各城市中心度的点出度、点入度与其平均值的比较可以看出,点出度分布比较集中,只有7个城市的点出度高于平均值,且首位度较高;而点入度分布则相对均衡,超过半数城市的点入度高于平均值,显示出这些城市对该经济区内经济辐射能力相对较高,但集聚能力相对偏弱．

网络中心势可以反映区域发展是否存在核心-边缘结构或极化效应,如星形结构的网络,说明成员之间多围绕着一个中心成员发生联系,而与其他成员之间的联系较少,其网络中心势就会较高．通过分别计算淮海经济区各市2000年、2006年、2012年的网络中心度,并进一步测度其点出度中心势和点入度的中心势(表3),可以发现:该经济区城市经济联系的点出度中心势自2000年以来逐渐增大,而点入度中心势的变化并不大．就总体而言,无论是点出度中心势还是点入度中心势,其测度值都明显偏低,表明虽然淮海经济区各城市的经济辐射作用在逐渐增强,但迄今并没有具有巨大辐射能力、能够带动整个区域协同发展的核心城市或增长极,而且中心城市集聚资源要素的能力还明显不足．

表3 淮海经济区各城市经济联系的网络中心势

3 结论与政策建议

本文运用空间分析和网络分析方法,对淮海经济区的城市中心性进行了定量测度．结果表明:淮海经济区作为苏鲁豫皖4省交界的内陆型经济区,徐州市因其位置的居中性而成为地理区位条件最好的中心城市;由于徐州市经济规模和城市化水平在淮海经济区内具有较高的首位度,徐州也成为该经济区内经济区位条件最优的城市,区域经济重心、人口重心均位于徐州中心城区附近;淮海经济区的城市经济联系一体化程度尚不高,虽然徐州是该经济区内经济辐射与集聚能力最强的中心城市,但其带动整个区域(20个地市)协同发展的“极核”功能仍较缺乏,特别是其集聚资源要素的能力还相对较低．

通过淮海经济区城市中心性的定量分析,在区域和城市发展政策制定和实施中可以得到一些启示:一是要充分发挥徐州在淮海经济区中的区位优势,加快推进徐州作为区域中心城市的功能建设,进一步增强其集聚功能和辐射带动能力,着力打造淮海经济区的产业、交通、商贸物流、教育、医疗、文化、金融、旅游中心;二是要进一步推进区域合作体制机制创新,积极引导和推动淮海经济区各城市之间资源要素的有序流动,促进区域经济形态由行政区经济向城市经济转型;三是加快淮海经济区核心区(徐州、商丘、济宁、连云港、枣庄、宿迁、淮北、宿州)的一体化进程,实现资源整合、产业联动、功能互补和利益共享,构建能够带动整个区域发展的都市圈(城市群)及其核心增长极．

参考文献:

[1] Christaller W.Central places in Southern Germany[M].London:Prentice Hall,1966.

[2] 赵群毅.全球化背景下的城市中心性:概念、测量与应用[J].城市发展研究,2009,16(4):76.

[3] 孙斌栋,胥建华,冯卓琛.辽宁省城市中心性研究与城市发展[J].人文地理,2008,23(2):77.

[4] 周一星,张莉,武悦.城市中心性与我国城市中心性的等级体系[J].地域研究与开发,2001,20(4):1.

[5] 周一星,张莉.改革开放条件下的中国城市经济区[J].地理学报,2003,58(2):271.

[6] 俞勇军,陆玉麟.省会城市中心性研究[J].经济地理,2005,25(5):352.

[7] 吴艳丽,刘兆德.山东省城市中心性及城市发展研究[J].国土与自然资源研究,2010(1):8.

[8] 钟柯,肖昱,许珺,等.基于列车运行网络的中国城市中心性分析[J].地球信息科学学报,2012,14(1):85.

[9] 孟延春,乔小勇,关欣,等.鲁苏豫皖交界区域城市中心性的社会网络研究[J].城市发展研究,2013,20(2):87.

[10] 黄彪,马晓冬,汪炎伟.徐州市域经济联系的网络结构及其演化[J].江苏师范大学学报:自然科学版,2013,31(4):56.

[11] 罗家德.社会网络分析讲义[M].北京:社会科学文献出版社,2012:188-194.