公路交通可达性视角下山东省区域空间重构

高鹏 许可双 何丹

提 要：《山东半岛蓝色经济区发展规划》、《济南都市圈发展规划》、《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》和《鲁南经济带发展规划》是涉及山东省域范围的四个重要区域规划。四个规划所覆盖的区域范围重叠现象严重，这将导致重叠区域发展方向不明，进而会影响到区域的整体发展。明确区域规划合理范围，统筹协调区域发展成为山东省区域发展亟须解决的问题之一。本文以公路交通可达性和城市综合实力为切入点，计算出了山东省17个地级市的经济腹地，并遵循一定的原则对山东省区域发展进行空间重构，提出了“两核、四区、五轴”的区域空间发展结构。

关键词：区域规划；公路交通可达性；区域空间重构；山东省

中图分类号：F061.5 文献标识码：A

近年来地方主导的区域规划（或发展政策）正以空前的密集度出台，并跃升至国家战略层面[1]。然而，在宏观层面上存在突出的问题是规划缺乏协调，且缺乏实施机制平台；在微观层面表现为规划之间相互重叠，甚至彼此冲突，令地方政府无所适从[2]。究其原因在于主要地区政府合谋争夺区域发展权益，主要手法是将区域内部地方优势资源“整体打包上市”[3]。结果出现了一些规划（政策）区的范围重叠，并且直接导致区域政策的边界模糊[4]，个别城市发展方向不明，公共资源重复利用[5]，进而影响了规划的权威性和实施的效率。

政府行为应该严格限定在正式的公共领域，如公共产品和社会产品的供给、市场的监管者[6]。政府公共产品的供给往往受到政府公共财政收入、城市人口规模、经济总量和资源禀赋等的约束。交通运输系统有着显著的社会经济效应，其作为区域界面上的基础设施，是政府提供的公共产品之一。可达性是衡量从一地到另一地便捷程度的有效指标，与区域经济发展水平有着强烈的空间耦合关系[7]，是空间经济结构再组织的“发生器”[8]。而明确合理的城市腹地范围，是保证一定区域内城市实现功能合理整合的关键[9]。因此，通过基于道路网络交通可达性的测度[10-12]，综合考虑城市经济规模进一步划定城市的腹地范围[13，14]，可以明确区域的空间范围和空间结构，进而探讨区域结构变化的因素和机制[15-17]。

本研究以山东省为案例地区，充分考虑公路交通对山东省区域发展的重要作用，将公路交通可达性作为研究视角，根据经济腹地、发展目标、政区完整等原则对山东省区域发展进行空间重构，以期为山东省未来区域发展战略的制定与调整提供借鉴。

1 研究区域

1.1 山东省区域发展政策的重叠

为了促进山东省的区域发展，国务院相继批准了《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》和《山东半岛蓝色经济区发展规划》，山东省政府批准了《济南都市圈发展规划》和《鲁南经济带发展规划》。四个区域规划所涉及的区域重叠现象严重（图1）。从而造成这些“政策交集”地区的战略定位和发展路径选择的“两难”处境[3]。是否可以基于公路交通可达性重构山东省区域发展空间，正是本文需要探讨的问题。

1.2 山东省公路交通的发展

山东省已形成了主要依托高速公路、国道和省道，以济南市为中心的公路交通网络。2011年山东省公路里程、等级公路里程、二级及二级以上公路里程、高速公路里程和公路密度都远远高于全国平均值（表1）。山东公路客运量承担了山东省93%以上的客运运输，并且公路在客运周转、货运周转中都发挥着主导作用，可以说山东省的公路网承担了绝大多数的客运运输和货运运输（图2）。此外，根据山东省交通运输厅公布的“十二五”交通运输发展规划，到2015年末，公路网总里程将达到24.5万公里，新增1.5万公里，高速公路通车里程突破6000公里，基本建成“五纵四横一环八连”高速公路网（图3）。因此，从公路网角度研究山东省17个城市的可达性具有较强的针对性和可行性。

2 城市腹地研究方法与技术路线

2.1 研究方法

2.1.1场强模型

区域中心城市的影响力触及的地区被称为区域中心城市的腹地。仿照物理学的场强概念，可以用场强模型刻画城市腹地。城市也有力场，且城市场强与距离成反比。即随着距离的增加，场强会减小。为此本文运用场强模型来确定山东省17个城市的场强。公式如下[18]：

Fki=Zk/Dak（1）

式中：Fki为k城市在i点上的场强；Zk为k城市的综合规模；Daki为k城市到i点的距离；a为距离摩擦系数，一般取标准值2.0。根据相关研究成果对该模型进行修正[19]：①采用复合指标法来构建城市综合实力指数；②因空间距离计算城市腹地存在不足，本文采用最短时间距离对区域可达性进行测度。

2.1.2主成分分析法

主成分分析法可以避免信息相关性和确定权重的主观性，这种方法能够很好确定主要影响因子，因此在计量地理学研究中应用很广。本文要测度的城市综合规模指数所选取的原始指标数据较多，且指标间相关性较高，此外也很难确定各指标的权重。因此，本文采用主成分分析法对城市综合实力指标进行运算，以便提取的指标能全面、系统地解释城市综合实力。

2.2 数据来源及处理

主要获取两类数据：①空间数据。省界、地市界、县界、水域数据、地级市政府驻地等信息均来源于国家基础地理信息中心1：100万矢量数据；国道、省道、高速公路和规划的高速公路资料来源于山东省交通运输厅2012年《山东省交通运输图》和相关道路交通规划与建设文件，经矢量化获取；通过Google Earth查找各个高速公路收费站以及规划的和高速公路站点并转入数据库。②属性数据。城市综合实力现状指标数据主要从《山东省统计年鉴》获得，同时为保证数据的完整性，部分数据从17个地级市的统计年鉴中获得。

据（1）式可知，在度量城市场强之前，需对城市综合实力和区域可达性进行测度。然而，是否只是针对区域发展现状进行测度，并以此作为空间重构的唯一依据，在此需作必要的说明：区域规划的核心问题是建立应对变化和不确定性的框架，要以动态发展的观点预测空间演变趋势[20，21]。也就是说，区域规划的制定不能囿于当前的发展状况，应在掌握当地实际的前提下，根据其发展变化趋势，把握区域空间演变的客观规律，从而为有效地组织区域空间提供科学依据。遂本文不仅对山东省2011年的发展现状进行测度，还要同时考查2015年的区域发展状况。本文选取2015年是因为在该年末，有明确具体的“十二五”交通发展规划下的新增高速公路数据，其中新增南北向9条（分别是G2、S7201、S39、S23、S19、S17、G18、G35、S33）、东西向6条（分别是G25、S16、G18、G22、S28、S38）。

2.3 研究技术路线

2.3.1 城市综合实力的测度

结合已有城市综合实力研究与山东省城市发展的实践，并考虑到数据的可获得性，从经济、环境发展、科教、社会和资源与基础设施规模状况五方面选取了12项指标构建山东省中心城市的综合实力评价指标体系（表2）。

为消除各指标量纲不一致所带来的不良影响，使其具有可比性，对评价指标数值进行标准化处理，并借助SPSS17.0软件对标准化后的2011年数据矩阵进行检验。KMO检验值为0.743，X2统计值为0，相关系数的绝对值大于0.5，各项指标通过检验，适合做因子分析。

根据计算结果发现城市综合实力指数Z值较小，为便于比较，按照公式Z'=（Z+1）100进行修正，得到各个城市的综合实力指数Z'（表3）。结果显示山东省17个地级市综合实力差别很大，排名前三位的是青岛、济南、烟台。倒数前三位的分别是菏泽、德州、聊城。其中综合实力最大的是青岛，最小的是菏泽，两城市综合实力相差达17.8倍。

需要指出的是之所以将城市综合实力的测度值取自2011年，主要基于以下两方面的考虑：其一虽然目前预测方法多样，常用的有趋势外推法、回归预测法、投入产出法、神经网络法等，但这些方法大多针对单一指标作短期预测。对于2015年的城市综合实力的预测既是宏观综合预测，又是中长期预测，预测结果带有强烈的主观性和不确定性，可操作性较差，难以胜任2015年城市综合实力预测的需要；其二为了准确反映交通对山东省区域重构的影响，固定城市实力能更好地反映交通对区域空间结构的实际影响情况。

2.3.2区域可达性的测度

本文采用GIS中的成本加权距离法研究山东省17个地级市在2011年和2015年的可达性，以此得出（1）式中的距离参数。

时间成本栅格的创建。首先，参照《中华人民共和国行业标准——公路线路设计规范》和相关研究[14]，对各级道路赋予通行时速，但鉴于实际通车速度会受路况、地形等因素影响，设定各等级公路实际速度按设计时速的80%进行提取，对没有道路通过的陆地设定默认的通行速度为20km/h。然后，设定出行10km所需的平均时间（以min计）为各类空间对象的时间成本，公式为：Cost=60/V，Cost为时间成本，V为各类空间对象的速度。计算结果如表4所示。由于高速公路并非完全开放，只能通过收费站和互通口与周边地区发生联系，参考已有文献[22]处理高速公路的封闭性问题。最后，将各矢量图层栅格化后依次叠加（栅格大小设为0.3km×0.3km），得到综合时间成本栅格。

基于成本加权距离栅格算法的可达性计算。利用得到的综合时间成本栅格图与17个城市的空间数据，采用最短路径法计算每个网格到指定目标城市的最短加权距离，由此获取17个地级市的交通可达性信息。限于篇幅，本文仅以济南市为例具体说明：建立一个表示济南市的点图层，使用GIS中的“Cost Weighted”命令，选定济南市政府驻地点的图层作为“Cost to”选项的值，计算区域各点到济南的成本加权距离，得到2011年和2015年济南市最短可达时间分级图。由图4可知，济南市等时圈大体呈现出连续的同心圆状，且3h以内（通常认为单程3h以内可形成“一日交流圈”）的等时圈面积大于3h以上的面积。此外，相比较而言，济南市1h～2h等时圈变化幅度最大，主要朝南北方向拓展。

2.3.3 基于场强模型的城市腹地划分

将计算得到的山东省17个城市的综合实力指数和最短时间距离代入场强模型，计算各个城市的场强，并将各个城市的场强进行叠加，得到山东省17个城市的场强叠加图（图5）。然后分别用场强叠加图减去各个城市的场强，差为0的区域就是所求城市的腹地。并将求出的各个城市的腹地进行叠加，最终得到17个城市的腹地叠加图（图6）。

图6显示，山东省17个地级市的腹地从2011年到2015年发生了明显的变化。有些城市（例如青岛和烟台等）腹地范围有所增加，而有些城市（济南、日照和莱芜等）腹地范围则受到明显挤压。从形态上来看，可以分为三大类：第一类为全包围型城市，即自身腹地被其他城市腹地包围的城市，如德州、滨州、日照、威海和聊城等；第二类为半包围型城市，即自身腹地被其他城市腹地半包围或者挤压的城市，如泰安、莱芜、菏泽和淄博等；第三类为独立型城市，即自身腹地保持较为完整行政区面积的城市，如临沂、济宁、枣庄和东营等。

目前，山东经济发展中心轴可以归纳为由S24、G15组成的东部发展轴、由G20、S1组成的西部发展轴和G20中部发展轴。而此次山东省中心城市的腹地主要在南北方向拓展，即沿东、西部发展轴扩张。而沿中部轴线则很少扩张。这主要是因为济南和青岛的综合实力强劲，且它们与周边城市的差距较大，而与东西线潍坊和淄博差距较小，因而呈现主要沿南北扩张的态势。为实现协调可持续的区域发展目标，在提升原有中心轴发展质量的基础上，今后应重点培育山东省南部沿G1511发展的轴线和北部沿S12、G18发展的轴线。

3 山东省区域空间重构的原则和结果分析

3.1 区域重构原则

本文将遵循经济腹地范围原则、行政区划完整原则、发展目标一致性等三项原则对山东省区域空间进行重构。具体处理方法如下：以县为重构的基本行政单位，将非核心城市（除济南、青岛、烟台以外的地级市）的腹地形态划分为包围、半包围和独立型三种类型。在确定重叠区域归属时遵循以下原则，完全被包围的城市归属于核心城市；半包围城市腹地中的被包围部分归属于核心城市，其余部分按照行政区划完整原则、发展目标一致性等两个原则确定归属；独立型城市根据城市发展目标一致性原则确定归属。

3.2 区域范围划分

根据上述重构原则，本文主要针对所涉及4个区域规划（发展政策）的重叠部分，基于中心城市腹地范围重新划分其范围（图7）。

山东半岛蓝色经济区——日照大部分被青岛包围，遵循经济腹地原则应将其划入重构后的山东半岛蓝色经济区。威海大部分地区属于烟台的腹地，且两市都将海洋产业作为重点发展产业，故两市均应划入山东半岛蓝色经济区。潍坊基本保住了自己的政区范围，其东部为青岛的腹地。从发展方向来看，潍坊与山东半岛蓝色经济区较为契合，除寿光、昌邑、寒亭区作为黄河三角洲高效生态经济区的生态渔业区、生态畜牧区和绿色果蔬区的重要组成部分外，潍坊的其他地区均应纳入山东半岛蓝色经济区范围。

黄河三角洲高效生态经济区——潍坊的寿光、昌邑、寒亭区，烟台的莱州共同构成了黄河三角洲高效生态区的东翼（高效生态农业板块）。滨州的无棣县、沾化县是东营的腹地，两县都属于黄河三角洲高效生态经济区的生态渔业区、生态畜牧区和绿色果蔬区和循环经济示范区，所以应将无棣县、沾化县划入黄河三角洲高效生态经济区。滨州市辖区及其博兴县作为黄河三角洲高效生态经济区重点依托地区之一，应纳入黄河三角洲高效生态经济区。淄博基本上保住了原有的政区范围，只有高青县的小部分区域成为济南的腹地，而高青县作为黄河三角洲高效生态经济区的重要优质粮棉区、生态畜牧区和绿色果蔬区，对黄河三角洲高效生态经济区具有重要的意义，因此将高青县划入黄河三角洲高效生态经济区。

济南都市圈——德州、聊城大部分的腹地被济南的腹地所包围，应将他们纳入重构后的济南都市圈。泰安的大部分是济南的腹地，且产业发展与济南都市圈的产业发展方向较为一致，故泰安应归入重构后的济南都市圈。莱芜的西北部是济南的腹地，东部则是自己的腹地，随着莱芜北部新城的建设，城市呈现向西北发展的态势，即向济南方向发展。此外，在产业发展方面，莱芜与济南都市圈的发展方向极为一致，因此将莱芜整体划入济南都市圈。滨州除无棣县、沾化县、博兴县和滨州市辖区划入黄河三角洲高效生态经济区外，其余地区为济南的腹地，应按照经济腹地原则划入济南都市圈。淄博市产业发展方向与济南都市圈产业发展方向有很强的一致性，综合考虑应将淄博除高青县外的其他地区纳入济南都市圈。

鲁南经济带——济宁、枣庄和临沂基本保住了自己的政区范围。菏泽的北部小部分地区是济南的腹地，且东部大部分地区是属于济宁的腹地。它们与济宁和临沂的发展战略是一致的，所以应将它们纳入重构后的鲁南经济带。

3.3 区域空间重构后的山东省区域发展框架

通过区域空间范围的重新界定，形成了山东省“两核、四区、五轴”新的区域空间结构。“两核”就是以青岛、济南为核心，充分发挥两市的带动作用。济南应集中力量带动中西部地区的发展，青岛则重点带动东部地区的发展。“四区”即山东半岛蓝色经济区、鲁南经济带、黄河三角洲高效生态经济区和济南都市圈四个部分。山东半岛蓝色经济区包括青岛、烟台（除去莱州）、威海、日照岛和潍坊（除去寿光、昌邑、寒亭区）。济南都市圈则包括济南、泰安、聊城、德州、莱芜、淄博（除去高青县）和滨州（除去无棣县、沾化县、博兴县和滨州市辖区）。黄河三角洲高效生态经济区包括东营市、无棣县、沾化县、博兴县、滨州市辖区、高青县、寿光、昌邑、寒亭区和莱州市。鲁南经济带包括济宁、菏泽、临沂和枣庄。“五轴”就是以G20、S1为中部发展轴线，以G1511为南部发展轴线，以 G15和S24为东部发展轴线，以 G18和S12为北部发展轴线，以G3和S1为西部发展轴线。五条轴线整体上呈“日”字形，应努力将其打造成山东省社会经济发展五个隆起带（图8）。

区域空间重构较之前山东省的东西部区域划分以及有重叠区域的四个区域划分更加合理，能够很好地解决区域重叠问题，明确各个区域的发展重点，引导区域经济要素分散化集聚。此外，山东省之前主要以东、中、西三条发展轴为中心轴线，这三大轴线对山东省整个区域的带动作用有限，重构后的五条轴线能够带动更多的区域，推动经济发展区域一体化。

4 结论与讨论

当前众多区域规划（或发展政策）都存在着范围的重叠，这也引起了学者们的重视。此现象很大程度上是地方和中央的发展政策博弈的结果[23]，也是中国特色政体的反映[24]。相比海西经济区、关中—天水经济区等跨区域的发展政策来说，山东省的4个区域规划都落实到在省域层面，容易获得省级行政资源的执行保证，也相对容易做到省域层面的协调与发展[3]。针对山东省存在多个区域规划（或发展政策）范围重叠严重的状况，本文基于公路交通可达性和城市综合实力，计算出了17个地级市的城市腹地，并且根据区域发展目标和政区完整的原则对山东省区域发展进行空间重构，提出了“两核、四区、五轴”区域空间发展结构。此空间结构较之前有重叠区域的四个区域规划范围的划分更为合理。不仅充分考虑到了规划区域各个地方发展权益、政区的完整性和发展战略的一致性，更兼顾规划区域内各个城市的联系程度，尤其是交通和产业的联系程度。

本研究是对解决规划区重叠问题、引导区域空间结构有序演变的初步探讨，不可避免地存在一些不足：其一是为简化研究仅用单一的交通运输方式即公路交通测度城市可达性，没有考虑公路与铁路、航空的换乘和经济成本，也缺乏省道以下的道路数据；其二是固定城市综合实力，仅以公路可达性为变量来考察城市腹地，与现实世界不完全相符。这些都会对研究结果造成一定的影响，也是下一步研究的改进方向。

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Abstract： Currently， four provincial regional development planning is all involved in Shandong Province， including “Shandong Peninsula Blue Economic Zone Development Planning”， “Jinan Metropolitan Development Planning”， “Yellow River Delta Efficient Ecological Economic Zone Development Planning” and “Lunan Economic Zone Development Planning”. These four planning seriously overlaps each other which will have a significant impact on the regions overall development in the future leading to those overlapped regions unknown developing direction. Therefore， logical division of the scope of regional planning and coordination to balance the benefits of the regions are strongly demanded to be resolved. In such context， taking highway transportation accessibility as an entry point， this paper reconstructs the regional spatial construction of Shandong Province on the principles of hinterlands， the consistency of development goal and the integrity of administrative district. Furthermore， the paper proposes the new developing spatial structure which is 2 cores， 4 districts and 5 axes.

Key words： regional planning； road accessibility； regional spatial reconstruction； Shandong province