长三角空间结构特征及空间一体化发展研究

李培鑫，张学良

一、引 言

改革开放以来，伴随着城镇化的快速推进，我国的城市数量和城市人口都得到了较大的提升，城市之间的联系更加密切，企业和要素的跨城市配置日益明显，由地域上相近的不同规模和功能的多个城市聚合而成的城市群逐渐成为城镇化的主要载体。城市群是工业化和城市化发展到高级阶段的一种空间组织形式，本质上体现了单一城市向城市体系的演进和转变(张学良 等，2014)。城市间的相互关联和相互作用会在空间上呈现出一定的结构体系和分布特征，这种空间结构特征是城市群最基本的属性和最直观的体现，也是决定城市群整体经济绩效的重要因素(Meijers et al.，2010；张浩然 等，2012；李佳洺 等，2014)。长三角地区上海、江苏、浙江、安徽三省一市具有较为完整的城市体系和密集的城市分布，一直以来在支撑全国经济增长、促进区域协调发展中发挥着重要的作用，而长三角区域一体化上升为国家战略，标志着长三角发展进入了一个新的时期，对长三角发展有了更高的要求。实现长三角更高质量一体化，需要以区域内各个城市所形成的空间结构作为支撑。在此背景下，本文重点识别长三角地区的空间结构，进而讨论长三角空间一体化发展。

关于空间结构的研究可以追溯到古典区位理论﹑农业区位论、工业区位论和中心地理论等，最早从产业和企业区位选择的角度阐述区域空间的形成和表现形式。以Henderson(1974)为代表的城市经济理论基于城市发展中的集聚经济和集聚不经济，指出从事不同部门生产的城市会具有不同的最优规模，从而形成一种规模等级结构。通过引入范围经济，Abdel-Rahman 等(1993)进一步论证了专业化城市和多样化城市可能在城市体系中同时存在。新经济地理学理论则在垄断竞争、报酬递增和冰山运输成本的假设下对“中心-外围”空间结构的形成及其向多中心城市体系的演化进行了较为系统的论证，而在此过程中，运输成本的大小起着重要的作用(Krugman，1991； Fujita et al.， 1997)。基于上述理论，在集聚力和分散力的共同作用下，区域内各个城市会通过内在的经济关联而表现出特定的空间结构特征，具体来说，体现在不同城市之间的规模等级分布特征、空间形态分布特征以及联系网络的分布特征等多个方面。

有文献对我国主要城市群的空间结构进行了实证分析，宋吉涛等(2006)引入中心性指数和分形网络维数等方法测度了城市群空间结构的稳定性；曾鹏等(2011)则重点关注空间结构分维数，发现我国城市群整体呈现倒“T”形结构，基本是从中心点出发以交通干线为发展轴向外扩散。此外，一些研究利用首位度、位序-规模系数、Mono指数等度量不同城市群的规模等级结构，蒲英霞等(2009)、张鑫(2016)﹑Liu等(2016)不仅分析了形态上的多中心性，还基于城市间的交通流数据对我国主要城市群的功能多中心性进行了测算和比较。在对城市群的联系强度进行度量方面，引力模型的应用较为普遍，可以运用社会网络分析法对城市群的联系网络结构特征进行识别(李响，2011；张荣天，2017)。唐子来等(2014)、程遥等(2016)则基于企业关联网络的分析方法对城市群的空间联系网络进行了研究。

本文主要从三个方面来丰富已有的研究成果。首先，不同于现有文献多只关注集聚区域空间结构的某个方面，本文从城市规模分布、空间形态分布和联系网络分布多个角度对长三角地区的空间结构进行分析，并在此基础上讨论区域的空间一体化发展，以得到更为全面和整体的结论；其次，相关研究大都将地级市作为分析单元，考虑到长三角具有较高的城市化水平且县域经济较为发达，我们将分析扩展到县级层面，以长三角的地级市市辖区、县级市和县作为基本单元；再次，引力模型虽然较多地运用于对联系网络的分析，但其仍存在一些局限，本文创新性地引入Simini等(2012)构造的辐射模型来度量城市之间的联系，该文论证了辐射模型的估计结果相比引力模型会更加准确。此外我们还根据城市间的高铁和高速公路网络计算了城市间的时间距离，相比地理距离也更加合理。本文的研究对象为长三角地区上海、江苏、浙江、安徽三省一市所有41个城市[注]狭义的长三角城市群包括上海市、江苏省、浙江省、安徽省的26个城市，广义的长三角城市群包括三省一市全部41个地级及以上城市。参见曾刚等《长三角区域一体化发展推进策略研究》，《安徽大学学报(哲学社会科学版)》2019年第1期。，主要的数据来源为对应年份的《中国县域统计年鉴》《中国城市统计年鉴》《上海统计年鉴》《江苏统计年鉴》《浙江统计年鉴》《安徽统计年鉴》以及2000和2010年人口普查的分县数据。

二、长三角地区城市规模分布特征

首先我们对长三角地区不同城市的规模分布特征进行识别，将区域内所有地级市市辖区、县级市和县按常住人口规模分为500万人以上、300～500万、100～300万、50～100万和50万人以下五类，对不同规模等级城市的数量和人口占比情况进行统计，结果如表1所示。整体来看，长三角地区的城市较为密集，各个规模等级的城市都有分布且城市数量相应较多。通过横向比较，100万人以上大城市的人口占比要高于中小城市，规模分布呈现出一定的在大城市集中的特征，同时也发现，长三角具有较多高规模等级的城市，因此这种分布是一种多中心的集聚。而通过不同年份的纵向比较，大城市的人口比重还在不断提升，规模分布的集聚特征具有日益增强的趋势，尤其是对500万人以上和300～500万人的大城市，城市数量都有显著增加，规模占比也分别从7.38%和1.87%提高到了20.70%和11.19%，相比之下，低规模等级城市的数量和人口占比则是逐渐减少。

表1 长三角地区不同规模等级城市分布基本特征

为进一步识别长三角地区规模分布的特征，我们计算了最大城市首位度、四城市首位度、位序-规模系数、标准赫芬达尔指数以及空间基尼系数等研究城市规模分布常用指标。对于城市首位度指标，将k首位度定义为前k个大城市人口之和与总人口之比，首位度越大表明城市群的规模分布越集中在少数大城市中；位序-规模系数的计算如式(1)所示，R(si)为城市i在城市群中的排名，si为城市i的人口规模，通过对式(1)取对数进行回归分析，β为位序-规模系数，值越小表示城市规模分布越集中；赫芬达尔指数最初是用来测度产业集中度的指数，我们将个体改为城市，并对指数进行标准化处理以衡量城市规模的离散程度，如式(2)所示，式中si是i城市的规模，s为长三角地区总的规模，n是城市数量；基尼系数用来衡量收入分配的主要指标，当研究对象为城市规模时，也可用来表示规模分布的分散程度，即空间基尼系数。标准赫芬达尔指数与空间基尼系数的取值范围都为0到1，越接近1表示城市规模的分布越集中，越接近0表示分布越均匀。

(1)

(2)

利用这些指标测度长三角地区在不同年份的常住人口规模分布情况，结果如表2所示。可以发现，从2000年到2010年再到2017年，首位度、标准赫芬达尔指数、空间基尼系数等指标的值都在逐渐增大，位序-规模系数的值逐渐减小，规模分布变得更加离散，进一步验证了人口向大城市集聚的趋势。分析这种变化的原因，一方面可能是源于更多的人口主动流向大城市，另一方面也可能是由于撤县设区等行政区划调整导致的小城市数量减少和大城市数量增加。对此我们也以2017年的行政区划作为基准对2000年和2010年的数据进行了处理，以剔除行政区划调整带来的影响，此时人口集聚的趋势仍然存在，但变化幅度，特别是2010年到2017年，有所减弱。这种集聚的特征既是由于撤县设区导致的大城市扩张，也能够反映市场规律下大城市集聚经济效应的进一步释放。

表2 长三角地区常住人口规模分布的估计结果

作为对比，我们基于2010年人口普查数据对城镇人口和高技能人口的规模分布进行了考察，表3报告了估计结果。使用城镇人口数据计算的位序-规模系数为0.9414，小于表2中对应的1.0882，其他指标则明显大于基于常住总人口计算的值，一定程度上表明了大城市的非农化水平要高于中小城市。考察拥有大学及以上学历的人口，规模分布的离散程度则要更大，这也验证了高技能人群更加偏好于大城市的群分效应(Combes et al.，2008)。由于具有更多高能级的产业和更好的生活便利性，大城市能够吸引更多的高技能人群在此集聚。在讨论人口规模的基础上，采用2017年数据对长三角地区经济活动的规模分布情况进行了分析，相比总人口，地区生产总值和社会消费品零售总额的规模分布更加集中，大城市的集聚经济效应能够带来生产效率和消费能力上的优势，从而具有更高的人均产出和人均消费。从投资来看，地区间固定资产投资的差距相对较小，中小城市的发展具有较强的投资驱动特征。

表3 其他规模表征指标的估计结果

三、长三角地区空间形态分布特征

上文中我们对长三角地区人口和经济产出的规模分布特征进行了分析，下面我们运用Arcgis软件进一步识别这种规模分布在空间上所呈现出的格局和形态特征。图1显示了人口相关变量的空间分布情况，可以看出，长三角在空间上形成了一定的多层复合“中心-外围”式的分布特征。从整体的空间层面来看，核心大城市主要集中在由“合肥-南京-上海-杭州-宁波”所构成的“之”字形沿线，即上海及与其相近的江苏南部和浙江北部地区构成了城市群整体的中心。随着时间的推进，这种趋势变得愈发明显，“中心”地区的人口增加得更快，而“外围”地区的人口增加较慢甚至出现了城市收缩的现象。相对于总人口，城镇人口和高技能人口在空间上的分布则更加集中，上海、南京、杭州、合肥、苏州、宁波等核心城市及以其为节点的轴线形成的“中心”地区所具有的城镇人口和高技能人口比重更大，“外围”地区的占比则更小。

图1 长三角地区人口的空间形态分布

从图2中显示的经济活动来看，类似的分布形态特征也显著存在。都市圈发展所形成的更小空间尺度上的“中心-外围”结构是长三角地区空间形态呈现出的另外一个重要特征，作为我国经济发展水平最高的区域，长三角的各个城市之间交流较为密切，特别是主要核心城市和与其毗邻的周边县市之间，在空间上逐渐呈现出连片发展的形态，从而形成了多个都市圈，如上海都市圈、南京都市圈、杭州都市圈、合肥都市圈等，这些都市圈相互连接构成了长三角地区的基本发展空间(张学良，2018)。

图2 长三角地区经济活动的空间形态分布

为进一步识别长三角的空间形态分布特征，我们采用 Moran指数对长三角人口和经济产出的空间自相关性进行检验，指数的构造形式如式(3)所示。

(3)

其中n为分析单元的个数，wij为空间权重矩阵中相应的元素，x为反映城市人口和经济规模的相关变量，Moran指数的取值在[-1,1]范围内，大于0表明区域存在空间正相关，小于0表明存在空间负相关，如果等于0，则表明不存在显著的空间相关性，指数的绝对值大小代表了空间相关性的强弱。分别采用邻接空间权重矩阵、地理距离空间权重矩阵和经济距离空间权重矩阵，相关指标的Moran指数值如表4所示。

表4 长三角地区人口和经济空间分布自相关检验结果

对于长三角地区人口分布的空间相关性特征，采用三种不同的空间权重矩阵，Moran指数的值都为正，结果与上文的分析基本一致，长三角的人口在空间上具有一种集中分布的特征，大城市的空间分布总体上较为密集，因此呈现出正向空间相关的关系。但同时长三角地区在较小的空间尺度上也日益呈现出都市圈化的特征，大城市的周边围绕着一定的中小城市，共同构成了都市圈的空间发展形态，从而指数有逐渐减小的趋势，正向相关的显著性也受到了一定的抑制。对经济发展相关变量的空间分布Moran指数进行估计，也仍然都为正值，而且指数的大小和显著性水平要高于人口变量，比较而言，长三角地区的经济活动具有更加明显的空间正相关性。

四、长三角地区联系网络分布特征

除了规模和形态分布上的特征，群内各个城市之间所形成的联系网络也是反映城市群空间结构特征的一个重要方面。我们对长三角地区各个城市间的联系强度进行度量，并在此基础上分析其网络结构特征。引力模型是分析城市间联系强度最为常用的方法，但在估计时也存在一些不足和问题，比如模型参数较多且选择不够严谨、会产生异常值及系统性偏误等。对此，Simini等(2012)构造了辐射模型来度量城市之间的联系特别是人员的通勤和流动，所得结果相比引力模型更加准确。因此本文主要使用辐射模型来进行估计，基本思想主要是从劳动力跨区域流动的区位选择角度出发来衡量城市之间潜在的联系强度，模型的形式如式(4)所示：

(4)

其中Rij表示城市i向城市j的辐射强度，Ri反映了城市i总的对外联系，其与城市i的规模以及整个区域总的流动人口成正比例，这里我们用每个城市的交通运输量来近似表示，mi和nj分别表示城市i和城市j的规模，sij则表示以城市i为圆心、以i到j的距离为半径所构成的圆内的总人口，考虑到高速铁路的建设大大压缩了城市的时空距离，扩展了人员的活动半径，仅采用地理距离来划定并不完全准确，因此这里我们采用城市间的时间距离作为半径，如果城市间有高铁线路，则选择高铁通行的最短时间，如果没有高铁线路则选择两地间驾车的最短时间，数据来源于12306网站和百度地图。另外，我们也将研究样本扩展到了县级市层面，包含41个地级市市辖区和45个县级市共86个城市样本。

基于辐射模型，我们估计了区内两两城市间的联系强度，图3显示了长三角地区的联系网络，为了避免连线过多影响图形的可视性，这里只绘制了强度在平均水平以上的城市连线。我们计算了每个城市作为节点在城市群联系网络中的中心度，即对外联系的平均值，由于辐射模型是一种有向估计，因此这里将网络中心度分为点出度RO和点入度RI，前者表示一个城市作为地区间经济和人员交流合作的来源地所产生的对外辐射的平均强度，反映了一个城市在联系网络中的影响力和辐射能力，后者则表示一个城市作为经济和人员流动的目的地所接受到其他地区辐射的平均强度，反映了城市的集聚力和潜在发展能力。

图3 基于辐射模型的长三角地区联系网络图

表5和表6分别显示了长三角网络中心度排名前十的城市以及各个地区的情况，从这两张表以及图3中可以看出，上海、南京、杭州、合肥、苏州、宁波、无锡、常州、温州等作为长三角的主要核心城市和次级区域中心城市，在地区的联系网络中起着重要的节点作用，具有较强的资源配置能力，网络中心度较高。其中上海具有最高的点出中心度，长三角地区的发展要通过上海经济中心、金融中心、贸易中心、航运中心和科创中心的建设来发挥带动和引领作用；而在点入中心度方面，杭州逐渐超越上海，具有较大的要素吸引力和发展潜力。分地区来看，上海在长三角联系网络中的核心作用较为明显，江苏和浙江作为长三角的核心区，各个城市间形成了较好的合作基础，联系也较为密切，比较之下安徽目前仍处于相对的外围，网络的中心度较低，与其他城市联系不够紧密。

表5 长三角地区城市联系网络中心度排名

表6 长三角不同地区联系网络中心度

为进一步检验所得结论，在表7中我们分别按高铁开通、行政等级和行政区划等城市特征进行分类，以识别不同类型城市间的联系强度大小。

表7 长三角地区联系网络的分类比较

从图3可以直观地发现，城市联系网络与主要交通干线，特别是高铁线路具有一定的重合性，网络中心度较高的城市大都位于高铁沿线。表7中的结果进一步对此进行了验证，高铁开通城市间的平均联系强度明显高于没有高铁开通城市之间的联系，高速铁路的开通极大地提高了城市的空间可达性，能够在很大程度上改变要素和产品的流动方向和流动强度，从而对城市体系产生一定的重塑(陈建军 等，2014；方大春 等，2015)。从行政级别分类来看，地级市与县级市的联系高于县级市之间的联系，而地级市相互之间则具有更高的联系强度，城市的行政级别是影响长三角地区联系分布特征的重要因素，跨行政级别的合作目前仍存在一定的不足。此外，行政区划对城市联系网络的影响也较为显著，同省份不同城市间的平均联系强度要高于跨省份城市之间。

五、结论与政策建议

(一)主要结论及对长三角空间一体化的启示

推动长三角地区更高质量的发展，在促进产业协同和合作机制建设的同时(张学良 等，2018；2019)，也需要关注其空间结构演进特征，这是集聚区域最基本的属性，也是实现地区一体化的重要支撑。

本文从城市间的规模等级分布、空间形态分布和联系网络分布等多个角度对长三角的空间结构进行了识别，相关结论为长三角的空间一体化发展提供了一定的启示：

1.城市群本质是特定空间内由不同规模等级的城市在分工与协作基础上所形成的具有密切联系的一体化功能区域，作为我国城市化和工业化水平最高的地区，长三角已经形成了较为完整的城市体系，既有多个特大城市和大城市可以作为中心发挥带动和辐射作用，又有充分多的中小城市能够作为发展腹地接受大城市的辐射，形成对大城市的补充，这样的城市体系有利于长三角地区的分工和协调，奠定了区域一体化发展的基础。

2.长三角地区的规模分布存在着向大城市集聚的趋势，特别是对于城镇人口和高技能人口，在大城市的集中分布更加明显，相对于人口，大城市在主要经济指标上的占比则更高。不仅在规模分布上更加偏向于大城市，承载了较多人口和经济活动的高规模等级城市在空间上也存在一定的正相关性，地理上的分布较为集中。总的来说，集聚仍是长三角地区现阶段发展的主要特征和趋势，虽然城市群的形成要伴随着空间扩散的过程，但这是建立在大城市的集聚经济效应得到充分实现和发挥的基础之上，这样再通过辐射作用带动中小城市发展，从而在集聚中走向平衡。

3.从理论上说，城市群的演进会形成多中心的空间体系，不同中心在发展和空间上相互联系、组合，而每个经济中心又都会有与其规模相应的大小不一的外围地区，从而产生若干规模不等的“中心-外围”结构。在上述过程中，经济活动和人口首先会从中心城区向城市郊区及周边毗邻区迁移，使得城市逐渐向都市区演化，若干规模和功能不同但联系紧密并在空间上连绵分布的都市区则构成了城市群。长三角地区目前在空间上初步表现出“中心城区—都市区—城市群”的多层次嵌套型的结构，这符合区域经济空间的演化规律，有利于实现一体化发展。

4.城市不是孤立存在的，而是与周围地区存在着多方面的作用和交流，区域一体化最为核心的特征就是城市间在要素充分流动的基础上形成紧密的经济联系。长三角地区作为我国发展水平最高的地区，城市之间进行交流与合作的意愿要更加强烈，目前基本形成了以中心城市作为主要资源配置节点向外辐射的较为密切的联系网络，特别是高速铁路的发展，提高了城市间的可达性，在降低要素和商品流通时间的同时扩大了其流动空间。但是相比上海、江苏和浙江，安徽与其他地区的联系强度仍然较低，需要更好地融入长三角联系网络。此外，由于行政等级的不一致和行政区经济的存在，城市间的联系也会受到一定的阻碍。

(二)推进长三角空间一体化发展的政策建议

基于本文的研究结论和启示，我们对未来进一步推进长三角地区空间一体化发展有以下几点建议：

第一，尊重劳动力跨区流动的市场规律。城市群更高质量的一体化发展需要以合理的城市规模分布作为基础，从目前长三角地区的发展来看，即使存在户籍制度和土地制度的阻碍，人口和经济活动向大城市集聚的趋势仍然存在。城市群未来的发展要更加尊重劳动力和其他要素在地区间流动的这种客观规律，减小户籍制度和土地制度对城市化进程和城市体系形成所带来的扭曲，逐步弱化城市二元结构，并有条件地推动土地跨区域的占补平衡。

第二，发挥都市圈对城市群的支撑作用。都市圈已成为长三角空间结构的一个重要特征，作为城市群的主要构成单元，都市圈具有小尺度、精准化、跨区域的特点，能够推动核心城市的功能疏解和结构优化，更好地发挥其辐射带动作用，同时在都市圈内城市之间的协调成本更小，也有利于区域协调政策的针对性和有效性。因此，要推动出台相关都市圈的发展规划，完善都市圈的合作和交流机制，以都市圈来带动长三角地区的一体化发展。

第三，完善长三角的交通基础设施网络。高铁和高速公路能够大幅度地提高城市间的可达性，有利于城市融入地区的联系网络。长三角的一体化发展要以更为完善的交通基础设施作为基础，要更加注重建设的空间层次性。在长三角地区的整体层面要逐步增加高铁线路，增大高铁网络覆盖的城市范围，同时有条件地增加主要城市之间的高铁直达班次，而在都市圈层面则要加强城际轨道和郊铁轨道的建设。此外还要注重不同地区的规划对接，切实解决“断头路”问题。

第四，进一步减弱行政壁垒的阻碍作用。虽然长三角具有相对较为完善的区域合作与协调机制，但行政壁垒的影响仍然存在。一方面要加强各地区的认同感，使其主动融入长三角的整体发展，另一方面要通过加强地区间的利益协调来弱化地方保护，如推动建立合作发展基金以及围绕重大议题的专项基金。此外，需加强财税制度的相关创新，通过税收分成和财政转移支付来进行利益协调，重点是建立科学合理的跨省市投资、产业转移、园区共建、科技成果落地等项目的收益分配体制。