吉林省县域交通可达性与经济发展耦合关系研究

李建杰

摘  要：以吉林省县域为例，采用耦合协调度模型探讨交通可达性与经济发展耦合协调状况。结果显示：（1）吉林省县域可达性水平差异较大、交通基础设施发展相对不均衡;可达性优势区集中分布于中部平原地区，劣势区主要为省域东部地区县域;（2）吉林省县域经济协调发展进程缓慢，且具有显著的地域分异特征，地级城市发展水平较高，但辐射能力不强，省域东西部地区县域整体发展水平不足，并出现连片发展趋势;（3）地级城市及中部都市圈县耦合度整体较高，在东、西部大多县域均处于低度耦合状态，其经济发展水平与交通基础设施建设呈现出明显的“错位”现象;县域交通可达性水平-经济发展耦合协调度与城镇等级、地形呈现出显著正相关性。因此，应提升省域东西部地区核心城镇资源集聚能力，合理配置区域交通资源、完善边缘县域交通基础设施，促进区域联动发展。

关键词：交通可达性;经济发展;耦合协调度;吉林省

中图分類号 F323.8文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）04-0154-05

Abstract：Taking Jilin Province as an example，the coupling coordination degree model was applied to explore the coupling coordination degree of traffic accessibility and economic development on the county level.The results show that：（1） The accessibility levels of the counties in Jilin Province were quite different，and the development of traffic infrastructure was relatively uneven;（2） The coordinated development of county economy in Jilin Province was slow and with significant geographical differentiation.The development level of prefecture-level cities was relatively high but the radiation capacity is insufficient.The overall development level of counties in the eastern and western regions of the province was insufficient and there appeared a trend of contiguous development;（3） The coupling degree of the prefecture-level cities and central metropolitan areas was relatively high.Most of the counties in the eastern and western regions were in a low coupling state，and their economic development level and traffic infrastructure construction showed a obvious“dislocation”phenomenon.The coupling coordination degree between the traffic accessibility and economic development on county level showed a significant positive correlation with urban level and terrain.This study proposed the a few measures，such as improving the agglomeration capacity of central urban resources in the east and west of the province，rationally allocating regional transportation resources，improving the traffic infrastructure of the border counties，and promoting regional linkage development.

Key words：Traffic accessibility;Economic development;Coupling coordination degree;Jilin Province

交通基础设施网络与区域经济发展的互动关系始终是交通地理学关注的焦点[1]。学术界普遍认为交通基础设施网络通过压缩时空距离、改善地区可达性水平，进而促进区域社会、经济发展。但交通基础设施作为双刃剑，一方面可加剧中心城市的资源集聚、推动中心城市极核式发展;另一方面，其所具有的“虹吸”效应也会导致核心城市周边地区资源外流，从而阻碍资源流出地的经济发展。因此，随着我国新型城镇化的深入，交通可达性与区域经济发展之间的协调关系逐步成为重要议题。

交通方式的改变及交通基础设施网络的逐步完善，众多学者纷纷聚焦于交通网络的改变对区域经济发展的影响，例如：姚兆钊等探讨了高铁对泛长三角地区可达性影响，发现无高铁通过城市将被日益边缘化、重组后的“核心-边缘”格局初现高铁对泛长三角地区可达性格局影响[2];初楠臣等通过中俄班列的开通探讨了跨国班列的可达性改善对沿线城市经济联系的影响[3];陶世杰等探讨了高铁网络可达性对经济潜力的影响分析，认为可达性的提升令城市经济潜力增长显著，但两者呈现出不完全契合关系[4]。随着城市周边地带的“贫困圈”、“贫困带”现象的产生，学者开始注意交通与经济发展之间的关系研究。刘传明等通过测度综合可达性并结合经济发展水平对湖北省县域空间差异规律进行探讨，提出了促进县域综合交通可达性全面提升的建议[5];马晓蕾等基于GIS空间分析及IDW空间差值方法对我国地级及以上城市的交通可达性与经济发展水平进行分析，得到交通可达性和经济水平发展较好的城市主要分布在我国沿海地区的京津冀、长三角、珠三角以及内陆的成渝经济区等地[6];陈博文等通过构建二阶空间滞后模型探讨了江苏省可达性变动与区域经济发展的联系认为交通建设并没有促进经济发达城镇带动周边城镇发展，但是对经济持续发展有积极的作用[7];李一曼等通过探讨浙江省城市综合交通可达性与经济社会耦合协调发展关系得到平原城市协调性普遍高于低山丘陵地区城市、地级市辖区协调性普遍高于各县（县级市）的重要结论[8];孟德友建立投影寻踪模型对河南县域交通优势度与区域经济发展水平的耦合协调性分析得到两者耦合作用强度普遍较高并呈明显的增强态势，但多数地区交通与经济的协调发展度还有待提升[9];程钰等对山东省县域交通可达性与经济发展水平进行定量分析，认为经济带、都市圈、铁路沿线地区两者协调较高，而山地丘陵地带耦合水平较低[10];姜策对沈阳经济区各市交通建设与经济发展协调性进行分析，得到交通与经济间的相互作用较强但市域间发展协调性差异明显，两者出现错位现象[11]。综合现有文献来看，交通基础设施与经济发展协调关系呈现出以下2个典型特征：一是研究尺度逐步多样化、精细化，由全国尺度逐步转向省域、市域;二是研究方法的多元化特征，在传统的定量分析方法基础上融入空间分析方法、模型构建逐步成为主要手段之一。

上述研究多聚焦于省、市域，而缺乏对县域尺度下的交通与经济发展关系的探讨;同时，众多研究对可达性测度并未充分考虑地形、土地利用等诸多因素。为此，本研究通过构建土地利用、地形影响因素下的可达性模型对吉林省县域尺度下交通发展水平进行有效测度，并对其与经济发展间的关系进行一定探讨，以期为吉林省“交通-经济”协调发展、区域联动发展提供一定认知和对策建议。

1 研究区概况、数据来源与研究方法

1.1 研究区概况 吉林省位于中国东北中部，北邻黑龙江省，南接辽宁省。下辖8个地级市与1个自治州，共47个市县，位于东经121°38′～131°17′，北纬40°52′～46°18′。截至2015年底，吉林省地區生产总值为14063.13亿元，总人口为2753.32万人。

1.2 数据来源 本研究数据主要有吉林省市（县）经济数据、吉林省交通路网数据、土地利用数据及地形数据。其中，市（县）国内生产总值数据来源于吉林省2015年底统计年鉴;路网数据来源于2015年OSM（https：//www.openstreetmap.org）;土地利用数据选取吉林省2015年分辨率为30m的土地利用数据（www.webmap.cn）;由于吉林省东部是山区丘陵地带，不能忽略地形坡度对于通行速度的影响，地形数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心（http：//www.resdc.cn）。为衡量市县交通可达性水平，分别对路网数据、土地利用数据及地形坡度数据进行预处理：依据《中华人民共和国公路工程技术标准（JTG B01-2014）》规定的道路设计标准，设定各等级道路通行速度，同时，根据生活经验对各种土地利用表面上的通行速度进行赋值[12];坡度数据利用地形数据在ArcGIS平台中的空间分析工具计算得到，最终得到表1。

1.3 研究方法

1.3.1 综合通行速度及可达性测算 表1中的速度值是指在平坦的表面上的速度，道路栅格基本可忽略坡度的影响，而非道路栅格速度一般来说是随着坡度增加而降低，根据下面的公式来计算坡度对于栅格表面上速度的影响[13]。

式中：[vsi]表示栅格[i]表面上的速度，[vi]表示坡度为0时栅格表面的速度，[si]表示用百分比表示的栅格表面坡度。

将得到的考虑到坡度影响的速度栅格，与道路栅格图进行合并，得到研究区综合速度图层，该栅格图层的分辨率为30m。由于该栅格分辨率为30m，根据下面的公式计算单位栅格的时间成本：

式中：[Vi]表示综合速度图层中的栅格[i]速度，单位为km/h;[Ti]表示栅格[i]的通行速度，单位为min，进而得到综合时间成本图层。

运用ArcGIS 10.2中的Cost Distance工具，以各行政区的政府所在地作为Source data，以综合时间成本图层作为Input Cost Distance，即可得到城镇中心的可达性时间成本，利用Zonal Statistics工具测算得到每个市县中心值区域内的平均可达性时间成本值，值越高，县域可达性水平越低。

1.3.2 耦合协调度模型 借助物理学中的容量耦合概念及其容量耦合系数模型，推广得到多个系统的相互作用耦合度模型[14]。其计算公式为：

式中：[C]为耦合度;[U1]，为子系统1，2的综合功效。

协调度模型可以更好的评判交通可达性与县域经济发展交互耦合的协调程度。其计算公式为：

式中：D为协调度;C为耦合度，T为综合协调指数，反应整体协同的效应或贡献;α、β为待定权数，由于交通可达性与县域经济发展同样重要，故取α、β=0.5;[U1]，为子系统1，2的综合功效。

2 结果与分析

2.1 吉林省交通可达性空间格局 基于吉林省可达性数据，利用Zonal Statistics工具测算得到每个市县平均可达性时间成本，并对其进行分类及热冷点分析，以探讨城镇可达性空间格局及其集聚特征。

吉林省各城镇的可达性时间成本值域范围为[27，467]min，极值相差超过17倍，其变异系数达到0.75以上;表明吉林省城镇可达性差异较大，交通基础设施发展相对不均衡。从其空间分布来看，时间可达性优势区集中分布于吉林省中部平原地区，该区域不仅具有区位居中性特征，地形相对平坦，为交通基础设施建设提供天然优势，高速铁路及高速公路等路网密度高;同时，地级城市可达性水平普遍较高、时间成本均在80min内，这与城市经济发展、资源集聚紧密相关。省域东部地区成为可达性劣势区，敦化市、安图县、和龙市、长白县等地区主要受山脉（凤凰山、长白山）阻隔，交通基础设施建设难度普遍较高，其可达性水平普遍较低，而汪清县、珲春市受区位（省域边缘地区）及地形（丘陵）双重因素影响，基础设施建设也处于滞后水平，其时间成本值均在220min以上。总体来看，吉林省城镇可达性与地形、城镇等级呈显著相关性，在区内基本形成中部高、东西部低的空间分布格局。对城镇可达性水平进行空间自相关及热冷点分析，结果显示，吉林省城镇可达性全局空间自相关系数为0.5017，其空间分布具有明显的集聚趋势，可达性优势区相对稳固且具有一定的扩散作用。热点区主要位于中部平原地带，受地形平坦、区位居中及毗邻省会城市优势影响，形成可达性优势组团区;次热点区主要以板块状、轴带状分布于省域西部及东部地区;冷点区主要以长白山、凤凰山为中心在东部地区形成带状分布。总体来看，破解地形阻隔效应，加快东部地区交通基础设施建设，提升东部城镇对外联系水平，是未来吉林省实现区域联动发展的重要途径。

2.2 吉林省经济发展空间格局 为探讨城镇经济发展水平，本研究以县域国内生产总值为测度指标，参照世界银行的区域经济分类方法和标准，按平均值的50%、100%、150%，依次将县域划分为低水平发展区、中低水平发展区、中高水平发展区和高水平发展区，并对其进行热冷点分析以探索县域经济发展的空间集聚状况。

相较于城镇可达性，县域经济极大值为长春市、高达5530亿元，而极小值为长白县、仅为38.6亿元，两者相差143倍;经济发展变异系数达到1.93;地级城市经济发展水平远高于区内其他城镇，8个地级城市经济发展总量占对全省经济贡献率近70%;总体表明吉林省经济差异十分显著，区域协调发展进程相会滞缓。从其空间分布来看，吉林省县域经济发展具有显著的地域分异特征，地级城市均处于高水平发展阶段;而省域东西部地区县域基本处于低水平发展区，在地域空间内呈现出轴带及环状分布格局;对比经济高低水平发展区得到吉林省地级城市对县域经济发展的辐射能力明显不足，大部分地级市基本处于自身集聚状态，大量的资源受“虹吸”效应影响基本被地级市攫取，县域经济发展滞后现象突出。对县域经济发展状况进行全局空间自相关及热冷点分析，结果显示：吉林省经济发展的全局空间自相关系数仅为0.0678，表明经济发展集聚趋势不足，这与高水平县域散点状分布格局密切相关，高水平县域对省域经济辐射不足。经济发展热点区以长春-吉林为核心形成组团状分布于中部平原地区，在一定程度上表明长吉一体化战略对推动省域中部地区经济联动发展具有一定作用;而省域东、西部地区处于经济发展冷点区及次冷点区，东西部地级城市对各自子区域内的县域发展辐射作用较小;立足区域特色资源（旅游、矿产、农业等），加强东西部地区核心城市建设（如：延吉市、白城市、白山市）、提升其经济规模实力、释放其经济发展活力是带动区内经济发展的重要举措，也是推动吉林省经济协调发展的有效途径之一。

2.3 吉林省交通可达性与经济发展耦合协调分析 基于耦合协调度模型对交通可达性及经济发展进行耦合度（C）及耦合协调度（D）测算，依據结果设定：当[0≤C<0.3]时，属于低度耦合;[0.3≤C<0.5]时，属于中低度耦合;[0.5≤C<0.8]时，属于中高度耦合;[0.8≤C<1]时，属于高度耦合;同时，当[0≤D<0.3]时，为低耦合协调度;当[0.3≤D<0.5]时，为较低耦合协调度;当[0.5≤D<0.8]时，为较高耦合协调度;当[0.8≤D<1]时，为高耦合协调度，制成吉林省县域交通可达性与经济发展耦合度及耦合协调度空间分布图。

从耦合度来看，长春市、吉林市及松原市为吉林省内高度耦合区，分析其原因在长吉一体化影响下，长春市与吉林市经济与交通均在一定程度上实现联动发展，长吉图开发战略及长吉城际铁路的开通，使得2市在经济、交通均实现了较好的协调发展;而松原市为吉林省重要的矿产资源型城市，其经济发展水平较高，而其行政区面积整体偏小的发展现状也为其交通可达性水平奠定了一定优势基础。地级城市及中部都市圈县域基本属于较高度耦合县域，经济发展与可达性水平耦合较好，也是打造长春都市圈的重要地带。而在东、西部大多县域均处于低度耦合状态、并呈面状分布格局，其经济发展水平与交通基础设施建设呈现出明显的“错位”现象。

进一步分析交通可达性与经济发展耦合协调度，发现：长春市成为吉林省内唯一1个高度耦合协调区，说明吉林省县域经济发展及交通可达性存在一家独大现象，两者在发展上基本实现协调与同步发展;地级城市及长春市周边县域处于较高耦合协调区，而区域内较低耦合协调度及低耦合协调度县域个数分别为27个、10个，表明吉林省大部分县域交通可达性水平与经济发展存在失调状态;低耦合协调区主要仅位于东部地区，其失调现象尤为显著。总体来看，吉林省交通可达性水平与经济发展耦合协调度与城镇等级、地形呈现出显著正相关性，即：地级城市、平原地区城镇耦合协调度总体处于较高水平。

3 结论与讨论

本研究从交通基础设施建设与经济发展互动视角，借鉴耦合协调度模型定量测度了吉林省城镇尺度下的耦合协调关系，得到以下结论：

（1）吉林省城镇可达性水平差异较大、交通基础设施发展相对不均衡;可达性优势区集中分布于中部平原地区，劣势区受地形阻隔影响主要分布于省域东部地区;可达性水平空间分布具有明显的集聚趋势、优势区相对稳固且具有一定的扩散作用。

（2）吉林省县域经济差异十分显著，区域协调发展进程相会滞缓;县域经济发展具有显著的地域分异特征，地级城市均处于高水平发展阶段，经济发展集聚趋势不足;而省域东西部地区县域基本处于低水平发展区，在地域空间内呈现出轴带及环状分布格局。

（3）受长吉一体化战略影响，长春市与吉林市经济与交通均在一定程度上实现联动发展，处于高度耦合阶段;地级城市及中部都市圈县域基本属于较高度耦合县域，而在东、西部大多县域均处于低度耦合状态，其经济发展水平与交通基础设施建设呈现出明显的“错位”现象;其耦合协调度显示，长春市成为吉林省内唯一一个高度耦合协调区，大部分县域交通可达性水平与经济发展存在失调状态;低耦合协调区主要仅位于东部地区;吉林省交通可达性水平与经济发展耦合协调度与城镇等级、地形呈现出显著正相关性。

通过探讨吉林省交通可达性水平及经济发展之间的协调关系，得到了一些有益于城镇发展的结论，对未来吉林省深入推行新型城镇化具有认知意义。为实现吉林省交通与经济发展的耦合协调及联动发展，本研究认为：提升省域东西部地区核心城镇资源集聚能力，东西部地区分别以延吉-白山市、白城市为核心，提升城镇产业集聚和人口吸纳的承载功能;立足县域资源禀赋状况结合突出重点与特色、提高质量与规模等要求，合理定位省域边缘县域主导产业及功能。吉林省东部县域出现交通滞后发展，应破解地形阻隔效应，合理配置区域交通资源、完善边缘县域交通基础设施，提升省域东部城镇节点对外联系的便利化水平，基本实现基础设施互通、促进区域联动发展。

参考文献

[1]朱媛媛.城镇化进程中的城乡文化整合研究[D].武汉：华中师范大学，2014.

[2]姚兆钊，曹卫东，岳洋，等.高铁对泛长三角地区可达性格局影响[J].长江流域资源与环境，2018，27（10）：2182-2193.

[3]初楠臣，张平宇.基于可达性的中俄跨国班列沿线城市经济联系——以中俄K19/K20班列为例[J].经济地理，2018，38（06）：10-18.

[4]陶世杰，李俊峰.高铁网络可达性测度及经济潜力分析——以安徽省为例[J].长江流域资源与环境，2017，26（09）：1323-1331.

[5]刘传明，曾菊新.县域综合交通可达性测度及其与经济发展水平的关系——对湖北省79个县域的定量分析[J].地理研究，2011，30（12）：2209-2221.

[6]马晓蕾，马延吉.基于GIS的中国地级及以上城市交通可达性与经济发展水平关系分析[J].干旱区资源与环境，2016，30（04）：8-13.

[7]陳博文，陆玉麒，柯文前，等.江苏交通可达性与区域经济发展水平关系测度——基于空间计量视角[J].地理研究，2015，34（12）：2283-2294.

[8]李一曼，修春亮.浙江省陆路交通可达性与经济社会协调性研究[J].长江流域资源与环境，2014，23（06）：751-758.

[9]孟德友，陆玉麒，樊新生，等.基于投影寻踪模型的河南县域交通与经济协调性评价[J].地理研究，2013，32（11）：2092-2106.

[10]程钰，刘雷，任建兰，等.县域综合交通可达性与经济发展水平测度及空间格局研究——对山东省91个县域的定量分析[J].地理科学，2013，33（09）：1058-1065.

[11]姜策.市域交通可达性与区域经济协调发展研究[J].沈阳工业大学学报（社会科学版），2016，9（02）：132-136.

[12]吴旗韬，张虹鸥，孙威，等.基于矢量—栅格集成法的厦深高铁影响空间分布——以广东东部地区为例[J].地理科学进展，2015，34（06）：707-715.

[13]Romero-Calcerrada R，Barrio-Parra F，Millington J D A，et al.Spatial modelling of socioeconomic data to understand patterns of human-caused wildfire ignition risk in the SW of Madrid（central Spain）[J].Ecological Modelling，2010，221（1）：34-45.

[14]汪德根，孙枫.长江经济带陆路交通可达性与城镇化空间耦合协调度[J].地理科学，2018，38（07）：1089-1097.

（责编：张宏民）