浙江省公路集聚特征与空间格局演化研究

陈国宏,任国岩（浙江万里学院 商学院,浙江 宁波 315100）

浙江省公路集聚特征与空间格局演化研究

陈国宏,任国岩
（浙江万里学院 商学院,浙江 宁波 315100）

交通基础设施对经济和社会发展影响广泛。本文基于空间经济地理的视角,选取浙江省县域2006-2012年的公路里程数为样本,采用空间自相关和局部自相关的研究方法，进分析浙江县域公路集聚与演化特征。结果表明：（1）浙江县域公路里程数差异整体趋向于平稳，在2006、2007年差异较大；（2）浙江县域公路呈现集聚态势，主要集聚在浙江北部和东部；（3）研究还针对浙江县域公路发展状况及其空间集聚特征，给出相关建议。

县域公路；空间自相关；局部自相关；集聚

0 引言

现代经济活动和社会活动是一个需要不断集中，不断扩散的复杂运行系统，必然产生大量人流和物流，因此公路建设对社会经济发展有积极的促进作用。随着产业转移特别是第三产业发展，国内相关城市十分重视交通基础设施建设。浙江地处我国东部沿海，是承接海洋和陆地运输的重要节点，截止2012年底，全省公路里程达113550公里，初步形成了以杭州、宁波为中心、外连相邻省市和衔接国际航线、内接主要乡镇的公路交通网。

关于交通基础设施集聚与演进研究，目前国内外主要集中在：

（1）传统经济理论关于交通基础设施的经济集聚效应研究：汪传旭（1998）运用灰色系统模型，建立了经济交通系统模型，并定量分析了交通运输与经济之间的协调关系[1]；符淼（2009）运用空间计量的方法验证了交通距离是影响经济集聚和技术集聚的重要因素[2]；

（2）区位差异视角下交通基础设施经济集聚效益研究：Cazzavillan（1993）收集欧洲的12个国家1957—1987年的数据，并利用面板数据的固定效应模型进行分析，发现基础设施投资对经济增长的产出弹性为0.25[3]；范九利、白暴力（2004）验证了基础设施资本投入对我国经济增长的产出弹性，其估计结果为基础设施投资的产出弹性为0.695[4]；

（3）空间集聚模式：张学良（2007）结合中国交通基础设施供给状况的区域差异，实证分析了其和经济增长的关系，发现二者具有类似空间集聚的特征[5]。以上研究为探究交通设施和经济增长关系提供了新的思路和视角。但现有研究中单独对基础设施的集聚特征分析研究的较少。

本文通过对浙江各县域公路里程数进行搜集和统计，运用GIS空间分析方法对高速公路进行集聚特征进行分析，揭示其空间集聚和空间自相关规律，试图探索公路发展的空间演变与空间集聚模式。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究区概况

本文研究浙江高速公路网所覆盖全部区域。浙江地处长江三角洲南翼，是水路运输和陆路运输的重要节点，浙江公路运输发展迅速，“十二五”前期公路客运量年平均递增率达8.48%，货运量年均增幅达8.43%。

1.2 研究方法

1.2.1 变异系数

变异系数是用来测量县域公路发展水平相对差异的一个统计量，是标准差与平均值的比值。计算公式如下：

式（1）中：CV表示变异系数，xi表示单个的样本值，n表示样本总数， 表示整个样本的平均值。

1.2.2 空间自相关

（1）全局空间自相关。全局空间自相关主要以全局Moran’s I指数研究其在区域的空间分布特征，反映空间临近、邻接的区域单元属性值的相似程度，计算公式[6]如下：

式（4）中：xi、xj分别为区域i、j中的高速公路里程数观察值；为区域高速公路里程数均值；Wij为空间权重矩阵，用以定义空间关系；n为研究区域单元总数。在计算得到全局Moran’s I指数后通常采用标准化统计量Z对其进行统计检验，验证是否存在空间自相关。全局空间自相关系数的范围是[-1,1],其中正值表示两个区域是正相关，负值表示两个区域是负相关。

（2）局部空间自相关。由于区域内空间自相关变化未必是稳定的，因此，为了更好反映局部区域空间聚集程度，还需要引入局部空间自相关统计量，即局部Moran’s I指数。其计算方法[6]如下：

式（5）中：Zi、Zj分别表示观察值的标准化形式，其余变量含义与公式(3)相同。Ii为正值表示局部空间单元相似值趋于空间聚集；Ii为负值时表示局部空间单元相似值趋于分散分布.当Ii值为正且显著时,表明存在正的空间自相关,也就是说相似的观测值(高值或低值)趋于空间集聚；当Ii值为负且显著时,表明存在负的空间自相关,相似的观测值趋于分散分布；当Ii值为零时,观测值呈独立随机分布。

2 浙江省县域公路发展的总体特征

2.1 浙江省县域公路发展趋势

浙江省市、县、区的公路发展存在差异，近年来差异在逐步缩小。本研究通过变异系数来反映浙江省县域公路发展的变化程度，根据公式（1），用相关软件计算出浙江省县域公路发展的变异系数，并画出柱状图，结果如图1。

由图1可知道，2006-2012年浙江省县域公路发展变异系数存在波动，其中2006、2007两年的变异系数分别为0.55219669和0.547684726，这两年的变异系数相对较高，说明这两年浙江省县域公路发展程度相差比较大，发展程度不集中，2008-2012年浙江省县域公路发展变异系数变化不大，基本上趋于一个稳定的水平。这说明各个县域越来越重视公路的建设，公路的角色越来越重要。县域公路的发展水平差异逐渐缩小。

2.2 浙江省县域公路呈现空间集聚态势

为揭示浙江省县域公路发展空间变化趋势，本研究运用全局空间自相关方法，以浙江省69个城市为研究单位，根据公式（2），运用相关分析软件可以得到图2。

根据公式（4），分别计算得到浙江省2006-2012年的全局Moran’s I指数为0.257571、0.245372、0.191866、0.197386、0.159257、0.163972、0.161433，，Moran’s I指数由2006年的0.257571变为2012年的0.161433，下降幅度达到37.3%，表明浙江省县域公路发展在2006-2012年间的空间变化较为明显，由图2可以观察到大致可以将其分为两个个阶段：第一阶段即2006-2008年，2006-2008年间的全局自相关系数呈下降趋势，由2006年的0.257571变为2008年的0.191866，下降幅度为42.5%，下降幅度较大，说明在这年间浙江省县域公路发展的空间格局变化明显；第二阶段即2008-2012年，2010-2012年间全局空间自相关系数呈现上下波动的趋势，最后趋于一个平稳的态势，表明浙江省县域公路空间区域集聚。

3 浙江省县域公路空间格局演化

3.1 县域公路空间格局的演化

本文选用2006、2009、2012三个年份浙江县域公路里程数作指标，运用ArcGIS软件对原始数据进行分析并绘制县域公路发展空间格局图，研究公路发展水平变化，详见图3。

参考曹芳东、黄震方[7]等人的研究观点，本研究按照浙江省县域公路里程数将研究区域分为低水平区、较低水平区、较高水平区和高水平区四类区域。从图3可以看出2006年低水平区有16个，较低水平区有32个，较高水平区有19个，高水平区有2个；2009年低水平区有11个，较低水平区有28个，较高水平区有17个，高水平区有13个；2012年低水平区有10个，较低水平区有24个，较高水平区有19个，高水平区有16个。2006-2012年间，低水平地区一直维持在10-16个，不过有减少的趋势；高水平由2个变为16个，增长速度较快，且公路建设分布不均匀，高水平区一般分布在杭州市辖区和宁波市辖区等副省级城市及周边区域，杭州和宁波公路里程数一直持续稳健增长，浙东北地区公路里程数位于高水平区的数量要多于浙西南地区公路里程数位于高水平区的数量，各个区域间数量的不同表明不同城市间公路里程数的差异较大，也反映出各城市公路建设的不平衡性。

3.2 县域公路发展的LISA集聚图

为进一步分析浙江省县域公路发展的局部空间特性，本研究根据公式（3），运用GeoDa软件绘制2006年，2009年，2012年的LISA集聚图，如图4。LISA值是用来衡量观测区域属性和其周边区域相近或者相依以及其显著水平的一个指标。本研究以Not Significant、Low-Low（LL）、Low-High(LH)、High-Low(HL)、High-High(HH)代表不显著、低值负相关、低值正相关、高值负相关、高值正相关五个区域。

从图4可以看出在2006年低值负相关的有嵊泗县、岱山县、嘉善县、嘉兴市辖区、平湖市5个地域，表明其发展水平较低，同时周边区域公路发展水平较高，两者空间差异较大；高值正相关的有安吉、临安、富阳、诸暨、余姚5个区域，说明这5个区域公路发展集聚性强，周边区域公路发展水平也比较高，辐射带动作用强；其他区域均为不显著区域。2009年高值正相关地域是桐乡、安吉、临安、富阳4个区域，与2006年相比余姚市、诸暨市退出高值正相关区域，进入不显著区；桐乡市由不显著区域进入高值正相关区域，公路发展速度变快；低值负相关地域为苍南、嵊泗、岱山3个区域，与2006年相比嘉善县、嘉兴市辖区、平湖市退出低值负相关区域；苍南县由不显著区域进入低值负相关区域；低值正相关区域为德清县、海宁县，这两个县由不显著区域进入低值正相关区域，表明公路发展较慢，同时周边区域公路发展水平也较低。2012年高值正相关区域有长兴、安吉、临安、富阳、桐乡5个县域，同2009年相比长兴县由原来不显著区域进入高值正相关区域，表明其公路发展较快，周边区域公路也是以较快态势发展；低值负相关区域为平阳、泰顺、苍南、嵊泗、岱山5个地域，与2009年相比泰顺、平阳由原来的不显著区域进入低值负相关区域，表明其公路发展速度变慢，周边发展速度较快；低值正相关的区域为德清、海宁2个县域，和2009年没有变化，表明其公路发展速度一直较慢，周边区域公路发展速度也比较慢。

3.3 县域公路发展水平增长格局演化

将研究时期分为2006-2009、2009-2012两个时间段进行研究，运用公式（4）对浙江县域公路发展的NICH指数进行计算，并用ArcGIS软件对计算结果进行处理，最后将整个研究区域划分为低增长区、较低增长区、较高增长区、高增长区四个类型区域，如图5。

从图5表明，在这两个期间，浙江县域公路里程数增长情况有很明显变化。2006-2009年期间，位于低增长区的有19个县域，较低增长区的有21个县域，较高增长区的有16个县域，高增长区的有13个县域,其中NICH指数最高的为桐乡市，数值为0.068573761，与前面分析浙江县域公路发展情况是较为一致的，表明桐乡市公路里程数增长较快，处于低增长区大部分位于东部沿海或中部地区，经过分析可以得到两方面的原因：一是原来公路里程基数就比较大，比如奉化市在2006年数据为1112.37，而2009年为1178.8，变化不大；二是原来公路里程基数就小，比如洞头县，由2006年的134.77变为2009年的135，几乎没有增长。在2009-2012年期间，位于低增长区的有19个县域，较低增长区的有29个县域，较高增长区的有18个县域，较高增长区的有3个县域；其中增长最快的区域为青田县，由2009年的1570.81变为2012年的2132.1，增长幅度达到35.7%，可以看到其公路里程增长速度比较快；其中2006-2009年的低增长区中的慈溪市、绍兴市辖区、绍兴县、上虞市变为2009-2012年的较高增长区，表明这几个县域的增长速度变快，奉化市、宁海县、义乌市加入到较低区域，表明其增长速度较快；2006-2009年较低增长区中的开化县、龙游县变为2009-2012年的较高区域，表明其增长速度在加快，浦江县、磐安县、云和县、永嘉县、泰顺县、德清县降到低增长区，说明这6个县域公路里程数在增加，但增长速度缓慢；其中2006-2009年较高增长区中嘉善县、临海市、丽水市辖区转变为2009-2012年低增长区，海盐县、建德市、衢州市辖区、江山市、金华市辖区、台州市辖区、松阳县、庆元县变为较低增长区。2009-2012年期间高增长区有所减少，从时间上看，06-09年公路增长速度快的县域多于09-12年。从空间上看，远离副省级城市的县域增长速度高于副省级周边县域。说明原来基础好的县域公路里程数增长速度较慢，整体看浙江公路发展水平差异还在持续加大，县域公路发展水平增长速度浙江东北地区要高于浙江西南地区。

4 浙江省县域公路空间格局演化影响因素分析

4.1 地理位置差异

从空间分布看，浙江县域公路空间布局与城市地位有着十分密切关系，地理位置差异是造成浙江县域公路发展差异主要因素之一。从2006-2009年浙江县域公路发展水平空间格局图来看，公路主要分布在浙江东北部，而浙江西南部较少，如区域内公路里程数最多的县域主要分布在杭州、宁波等市，这说明对于公路而言，城市级别与城市的经济总量、财政收入、人口数量、人均可支配收入有着较密切的关联度。

4.2 公路发展基础的差异

公路发展基础差异是导致浙江县域公路差异的又一主要因素，2006-2012年各县域公路里程差异不断增大，2006年公路里程数最多的是杭州，达到4078公里，而最低的嵊泗只有91公里，差值为3987公里；而2012年，杭州公路里程数达到4781.40公里，而最低的洞头只有160.22公里，差值为4621.18公里，可以直观发现其公路里程数差异在发展过程中逐步增大，这主要是因为浙江县域公路里程基数不同。

4.3 公路发展投资政策

浙江各县域公路发展政策不同是影响其差异的短期因素，为了缓解交通运输供给短缺，或出于促进经济增长的目的，在特定的时间段，地方政府出台相关政策来加大交通设施规模快速增长，公路规模增长速度的快慢往往与政府出台的政策有关系。以2012年公路里程数最多的杭州为例，杭州市完成综合交通建设投资280亿元，而最低的洞头县则不到10亿元，因此政策力度也是影响公路发展的重要因素。

5 结论与建议

5.1 结论

本研究以浙江69个县域为目标单位，以县域公路里程数作为测量指标，用空间分析方法，从区域间联系、空间集聚及演化方面，分析2006-2012年公路设施的空间集聚及格局演化，得到以下结论：

（1）2006-2012年浙江县域公路发展变异系数存在波动趋势。其中2006、2007两年的变异系数分别为0.55219669和0.547684726，变异系数相对较高，说明期间浙江县域公路发展程度相差比较大，各县域发展程度相差较大；2008-2012年浙江县域公路发展变异系数变化不大，基本上趋于一个稳定的水平。2006年低水平区有16个，较低水平区有32个，较高水平区有19个，高水平区有2个；2012年低水平区有10个，较低水平区有24个，较高水平区有19个，高水平区有16个。2006-2012年间，低水平地区一直维持在10-16个，不过有减少的趋势；高水平由2个变为16个，高水平地区的数量增加的比较多，说明在2006-2012年间浙江县域公路发展较快，各个县域都开始加快公路建设。

（2）浙江县域公路发展水平表现出一定的空间相关性。2006-2012年全局自相关系数虽然不大，但都为正数，全局Moran’s I指数最大的为0.257571，这表明浙江县域公路发展的空间集聚水平较强，各区域之间联系紧密。

（3）通过对局部空间自相关系数的计算并用相关软件绘图可以发现，周边县域的公路发展水平对目标县域公路发展具有较大的影响。在2006-2012年间集聚的核心县域数量即高值正相关区域的数量经历了先下降后上升的过程，在2006年出现高值正相关的区域有5个，到了2009年该区域有4个，最后2012年有5个；研究还发现位于低值负相关、低值正相关、高值负相关、高值正相关这4个区域的地区变动不大，而且表现出集聚态势的县域变动也不大，仅仅是其中的几个县域发生变化，这表明浙江县域公路呈现出一定的空间集聚态势，副省级城市周边地区集聚程度高。

5.2 对策建议

为进一步优化浙江县域公路空间格局，缩小竞争差异，促进浙江县域公路健康可持续发展，本文对未来浙江县域公路的发展提出相关若干建议。

（1）重点推进低值正相关县域及周边地区的公路建设，使之与高值正相关区域（沪杭甬中间地带）的公路有机衔接，逐步形成点面结合的公路网，以此来提升浙江省公路发展的整体水平。杭州市、宁波市一直以来作为浙江省公路发展的高水平区，要起带头作用，要带动周边县域的公路发展，同时也要巩固桐乡市、临安市、富阳市等作为高值正相关区域的带动作用，发展多个公路建设中心。在多个中心的带动下，县域公路发展差异会逐渐减小，县域公路发展空间联系也会逐渐增强。

（2）各级政府应重视公路建设在经济和社会发展中的重要作用，通过明确发展目标、完善管理体制、优化政策机制来加快公路发展，省级财政资金应重点向公路不发达的县域倾斜，各级政府要扩大公路的溢出效应，提高公路建设水平。

（3）科学制定公路网络规划，根据浙江各县域城市化发展大背景，深入分析运输需求趋势，科学制定公路交通网络规划，并根据经济和社会发展需要，适时调整规划。鉴于目前浙江不同地区公路发展水平存在较大的差距，应制定差异化的公路发展政策，处理好规模、资金和速度的关系，建立多元化、多渠道公路交通融资体制，促进公路建设可持续发展。

[1]汪传旭.交通运输与经济协调发展分析模型及其应用[D].上海海事大学学报，1998(04)

[2]符淼.地理距离和技术外溢效应—对技术和经济集聚现象的空间计量学解释[J].经济学季刊，2009(04).

[3]Cazzavillan G.Public Spending,Endogenous Growth and Endogenous Fluctuation [R].Working Paper,University of Venice,1993.

[4]范九利等. 基础设施资本对经济增长的影响——CES生产函数法估计[J].经济论坛，2004(02).

[5]张学良.中国交通基础设施与经济增长的区域比较分析[J].财经研究，2007,33(08):51-63.

[6]张新峰.空间自相关的数据分析方法与应用研究[D].兰州：兰州大学博士学位论文，2009.

[7]曹芳东等.城市旅游竞争潜力时空格局演化及结构合理性评价—以长三角为例[J].地理科学，2012，32(08).

[8]樊桦.我国交通运输网络发展趋势分析[J].综合运输，2012(08).

陈国宏（1989-），河南信阳人，研究生，研究方向：物流工程。

国家自然科学基金项目（71372001）；浙江省社科基金项目（14NDJC240YB）；