云南区域发展水平与交通系统耦合度相关性

孙云凤，龙秀明，冯婧

（1.云南师范大学旅游与地理科学学院，云南昆明 650500；2.云南师范大学美术学院，云南昆明 650500）

交通对一个区域的发展具有导向、 撑持和保障功能，是连结区域与其他区域的重要纽带和桥梁，是促进区域间物质、文化、科学技术信息交流的重要媒介。它主要对区域的产业分布、城市建设的扩展、 空间布局的优化以及城市群、都市圈、经济区、经济带等的发展有影响[1-2]。关于交通系统对区域影响的研究向来是地理学研究的重点[3]。国外的研究者在交通系统的研究过程中主要是对交通的横纵向发展进程与城市扩张、社会空间布局等进行研究。中国的一部分研究者主要对各种交通网络体系在区域可达性上的重要性进行研究[4]；还有部分学者在各种标准下的交通系统通达度和社会空间布局上展现了极大的研究兴趣[5-7]。区域发展状况对交通产生一定的影响，主要表现是交通的便捷程度和空间上交通的变化。关于区域发展水平的研究，国内学者们研究主要集中在区域开发程度与城市效率以及城市群城市效率、 区域开发程度演变分析、 区域经济发展与开发程度匹配研究等。但关于交通与区域发展水平关系的研究较少[8-11]。

云南省是我国西南边陲地区，与黔、桂和蜀为邻，是我国通往南亚、东南亚的陆路通道，战略地位重要。云南属山地高原地形，发育着各种类型的喀斯特地貌[12]。本文主要采用熵值法、区域发展程度测算法和耦合度方法，再联合ArcGIS 软件，对云南省所有州市的区域发展水平与交通系统的空间分布特征和关系进行测算和分析。

1 数据来源与研究方法

1.1 交通系统与区域发展水平相互关系分析

区域的发展水平以交通的发展为保障，交通系统的发展程度对区域发展具有制约或促进效应。区域建设的扩张会对交通提出更高的要求，也有利于交通建设，他们之间有明显的耦合影响关系。其一，区域发展对交通网络建设有助力作用。区域的发展需要大量物质流、信息流和资金流的进入，这样必然会对交通系统的承载能力、安适度、以及通畅度提出更高的需求。同时，区域发展带动区域经济的发展，其能够为交通建设提供充足资金支持，推动交通系统由“线性”升级至“立体网络”状况。其二，交通支持区域建设和开发，起到支撑的作用。交通系统是进行区域开发活动的关键因素，便捷又安全的交通状况可以吸引大量投资商的进入，对区域发展有巨大的激励作用。完备和方便的交通网络能在一定程度上减缓投资者的“风险感”，提升区域的可达性，能够间接的影响投资者的决策历程。同时，其对整合区域资源和优化区域发展的空间结构也具有的重要的推动作用。

1.2 数据来源

数据源于《2017年云南省统计年鉴》、2016年云南省各市州国民经济与社会发展统计公报、云南省各个州市的年鉴，以及云南省各市州政府网站和统计局官方网站。

1.3 研究方法

1.3.1 交通系统评价方法及指标确定

根据交通系统特质与内涵，综合分析各种文献资料，本文将采用频度统计、理论分析法对交通系统的测度指标进行遴选。坚持实事求是的原则，联系云南交通系统发展的具体现状，构建交通系统的测度指标体系（表1）。

表1 交通系统评价指标体系

在设立交通系统指标的前提下，给出原始交通数据矩阵，把它作为交通系统计算的原始样本，完成原始矩阵为：

式中Yij为第j 个州市第i 项，是量度交通发展等级的指标原始数值。另外，由于原始数值单位差异较大，为了不对最终计算结果产生影响，这里要对原始数值进行处理，处理后的矩阵为：

权重设定：熵值赋权法是受主观影响较小的方法相，在对每种指标间的影响力度与各种指标所具有的信息量进行剖析的基础上，去决定指标权重，这种方式在经济研究上早已大范围推广了。本文就是运用此法来决定交通系统的各种指标权重。

1）数据标准化处理后，计算交通系统第i 项指标下第j 个研究样本地区占该指标比重Pij。

2）计算出交通系统指标熵权值Mi。

3）在熵值正向化基础上，计算出交通系统指标信息效用值Ui。

4）计算出交通系统第i 项指标在所有交通系统指标中的权重Wi。

在得到交通系统详细指标权重后，采用线性加权法计算每项指标对交通系统的作用力，得到交通优势度总体情况数值S，计算公式为：

1.3.2 区域发展水平的评价模型

区域开发程度主要表示一个地区内，人类为了自己社会发展的需要而进行的社会活动和因为这些活动而对土地不断利用与开发的不断扩张，主要包括经济开发、社会开发以及土地开发利用与扩展等[10]。为了计算区域发展水平，本文使用“区域开发程度指数”计算区域发展水平的高低，设定其计算公式为：

式中，RRDj为第j年的区域发展水平指数，RPTj表示第j年的区域人口总量，GDPj表示第j年的区域的地区年生产总值，CLAj表示第j年的区域建设用地面积，LAj表示第j年的区域土地总面积，RPTj/LAj、GDPj/LAj和 CLAj/LAj分别表示第j 个子区域的人口密度（人/km2）、经济密度（万元/km2）和土地开发程度（%），考虑到评价指标的属性，选择 α、β 和 γ 分别表示人口密度、 经济密度和土地开发程度的标志值[9]。

在构建模型时首要思量的是指标的主导性和典型性，本文使用人口密度、经济密度和土地开发强度分别表示社会发展、 经济发展及土地使用与扩张的进程和水平，据云南省具体情况本文着重从人口密度、 经济密度以及建设用地比重三方面来测度区域发展水平[11]。通过模型测算不同区域经济发展、 社会发展以及土地利用程度的评价值之和（考虑到各指标间的相关性，各指标对区域发展水平的贡献度按等权重的方式处理），客观、简便的测度并反映区域发展水平。

1.3.3 耦合度模型

“耦合”最早出现在物理学上，本文将交通系统与区域发展水平两个系统通过自身对另一方产生影响的情况，称之为区域发展水平与交通系统耦合[9]。借鉴相关文献资料[13]，再视具体情况后，最终确定表示两者耦合度的公式为：

式中，C 表示耦合度值，S(x)为交通系统指数，R(y)为区域发展水平指数，α、β 为权重系数，α+β=1，鉴于交通系统与区域发展水平是相互关联的系统，故取α=β=0.5，参考前人研究内容，调节系数 θ 设定为 2，k 值为 2[14]；耦合度C∈[0，1]，C 值越大，表明交通系统与区域发展水平之间耦合程度越高，两者关系越协调，反之则相反[15]。

2 结果与分析

利用式(1)～式(7)，借助计算机算数软件，计算云南省16 个州市的交通系统综合得分S；利用式(8)，借助Excel 软件，计算云南省16 个州市的区域发展水平RDD；最后利用式(9)计算云南省16 个州市交通系统和区域开发程度两者的耦合度C（表2），并运用ArcGIS 软件制作出交通发展水平空间分布图（图1）、区域发展水平等级空间分布图（图2）、区域发展水平与交通系统的耦合度空间分布图（图3）。

表2 云南省16 个州市各项评价指标得分

从表2中可以看出，昆明市的交通系统优势度和区域发展水平的数值位居全省各州市的第一位；区域发展水平数值处于末尾的是迪庆，迪庆作为省内仅有的藏族自治地区，是滇、藏、川三省区交界的地区，更是青藏高原延伸部分南北纵向排列横断山脉，地形同样也限制了迪庆发展；交通优势度处于最低数值的是在怒江区域，主要因为怒江位于三江并流区域，特殊的地形起到天然的屏障作用。而在耦合度方面是西双版纳位居首位，文山与曲靖在耦合度上同时位居第二位；怒江区域的耦合度数值是最低的，主要是其交通发展水平与区域发展水平严重不匹配，而形成现在这种局面。

2.1 交通发展水平及空间态势分析

依据云南省各州市交通的发展的实际现状。本文把云南省交通分为四个等级，即低交通优势度区（0，0.3]、中等交通优势度区（0.3，0.5]、中高交通优势度区（0.5，0.8]、高交通优势度区（0.8，1]，见图1。

图1 云南省交通发展水平空间分布

由图1可知，云南省16 个州市的交通系统发展水平明显不平衡。昆明市地处盆地，地形平坦，地质状况稳定，且昆明市作为云南省的省会所在地，具有优越的经济基础和国家政策的偏向性。昆明交通系统优势度显示出身为省会城市的独家优势，作为高交通优势度，呈现一家独大的状态。大理、曲靖、红河归属于中高交通优势度区。大理作为云南省西部交通枢纽，自古以来维系着滇西、滇北、滇西北的交通通道；大理旅游业的发展，也推动了大理交通系统的发展，大理于2009年完成了大理机场的扩建，沟通滇西南地区的普大高速即是全省大部分地区的高速道路，也是进入南亚地区的陆路方式。大（理）丽（江）高速公路，是杭瑞高速连接广大铁路和大理铁路建成通车的重要支线，这些因素提高了大理的交通优势度。曲靖和红河得益于昆明交通系统的辐射带动作用和昆河国际旅游走廊建设的影响。楚雄、玉溪、普洱和文山属于中等交通优势度区，其要么受到政府资金和政策偏向的制约，要么受到复杂的地形条件的影响。此外，玉溪和楚雄虽然与省会城市昆明相邻近，可是玉溪和楚雄受到省会城市交通系统发展的“溢出效应”的影响不明显。低交通优势度区位于云南省边境地区，位置上属于整个省区的交通发展尾巴，经济基础相对薄弱，还有因特殊复杂的地质和地貌状况而产生屏障的隔离作用，导致怒江、迪庆、丽江、德宏、保山、西双版纳、临沧的交通发展缓慢，成为低交通优势度区。怒江和迪庆位于三江并流区域，在受地形地质条件方面影响的表现尤其明显。

从总体上来看，交通系统优势度处于0.8 以上的区域有且只有昆明市。仅仅只占总数的6.25%，而交通优势度处于0.3 以下的州市的比重则占总州市的43.75%。由此可知，云南省交通发展极度的不均衡，而且在总体水平上都偏向于低值区域，展现了交通发展水平总体偏落后，这样同样也对云南整体的区域开发和建设有制约作用。从空间的视觉观察交通整体发展状况，云南省各州市交通发展等级差异大，主要表现在交通发展等级由省会地区向边境地区逐渐下降和东西方向等级差异明显。

2.2 区域发展水平及空间态势分析

由式(8)，得到了云南省16 个州市的区域发展水平，参照有关研究和云南省具体情况，对其进行划分为低区域发展水平型（0，0.3]、中等区域发展水平型（0.3，0.5]、中高区域发展水平型（0.5，0.8]、高区域发展水平型（0.8，1]四个等级，见图2。

图2 云南省区域发展水平空间分布

由图2可知，云南省16 个州市的区域发展水平差异明显，昆明市地处滇中盆地，地形平坦，地质状况稳定，经济基础优越，昆明市作为云南省的省会所在地，有着优先于其他区域的政策优势的倾向性，区域发展遥遥领先其他州市，成为云南省区域发展的龙头。曲靖得益于昆明市的“涓滴效益”的影响。昭通市位于云、贵、川三地相交的三岔位置，属于金沙江下游，处在由云贵高原向四川盆地下降的缓冲位置[16]。在位置因素和地形状况的双重作用下，昭通和曲靖成为云南省中高区域发展水平型区域。处于滇西部德宏、保山、大理、临沧以及东南部的玉溪几个州市，它们要么受到地形地貌条件和区位条件的制约、要么受到政策偏向的影响导致区域发展水平属于中等。红河、文山两个州市则是云南省面积第二和第三大的行政区，在开发过程中建设用地面积在总面积中的比重偏低，形成中等区域发展水平的状况。大理主要是因为属于云南省的旅游业的重地，致使大理在发展过程会以旅游业作为首要的考虑因素，这在一定程度上制约了大理的土地开发和城市建设的进程。在各种因素的影响下，德宏、保山、大理、临沧、玉溪、红河、文山几个州市成为中等区域发展水平型区域。西双版纳、楚雄、丽江由于区位条件欠佳，经济基础薄弱。其中怒江和迪庆位于三江并流地区，地形条件复杂，还受到特殊复杂的地形地貌条件形成天然屏障的阻隔作用。普洱是云南面积最大的行政区，同样影响了普洱建设用地面积在总面积中的占比，制约了普洱市区域发展水平指数。普洱、西双版纳、楚雄、丽江、迪庆、怒江属于云南省区域发展水平的低值区。

从数量上来看，高区域发展水平型区域占总州市数量的比重仅有6.25%，而低区域发展水平型区域却占了总州市数量的37.5%。区域发展水平的低值区占比是区域发展水平高值区的几倍。由此可见，云南省区域发展水平的不平衡状态及其明显。从空间上来看，云南省区域发展水平呈现类似“蝴蝶”形状的分布。中高值以上的区域分布在滇中和滇东北地区，其区域发展较为强势。中等区域发展水平型的区域主要在滇东和滇西地区，如同蝴蝶的翅膀。低区域发展水平型的区域则主要集中在滇南和滇西北地区，楚雄连接了滇南和滇西北区域，形成了如同“蝴蝶”的头部、胸部和腹部的形状。

2.3 区域发展水平与交通系统的耦合度及空间态势分析

利用式(9)计算云南省16 个州市的区域发展水平与交通系统的耦合度，依据已求得的云南省各州市的耦合度值。本文参考相关研究与云南省实际情况，将云南省区域发展水平-交通系统的耦合度分为四个等级。在图3中区域发展水平与交通系统的耦合度空间格局（0，0.3]为低耦合型、（0.3，0.5]为中等耦合型、（0.5，0.8]为中高耦合型、（0.8，1]为高耦合型。由图3可知，处于低耦合型的区域只有迪庆和怒江，两者者受制于地形、地质条件和区位条件的影响，至今未有铁路通过，特别是怒江只有公路。此外，两者同样受制于滇中地区发展所造成的“屏蔽效益” 的影响，外加怒江和迪庆地处三江并流地区，使其也具有一定的“自屏蔽效益”，尚未形成高速公路、城际铁路等综合交通网络支撑区域发展进行的情况，交通发展滞后在一定程度上制约着一个区域的发展。德宏虽然有龙（陵）瑞（丽）高速公路途经，但是德宏位于滇西边境，滇中地区发展的辐射带动作用遵循距离衰减规律，导致德宏的区域发展极难受到滇中地区的影响，造成其是唯一的中等耦合型区域。中高耦合型的区域有大理、昭通、普洱三个州市。进一步研究发现，三者区域发展水平与交通系统协同效果高。首先是交通系统的建设与区域发展的力度对应，促进了两者的发展，其中大理尤为突出。由于旅游业发展突出，大理交通系统的发展程度在云南省名列前茅，同时也促进了大理的区域发展的进程。其次是区域面积的大小，也会在一定程度上影响区域发展水平的高低，普洱是云南省最大的行政区，从而制约了普洱区域发展速度。最后昭通受喀斯特地貌的影响，也限制了交通的发展。大理、昭通、普洱三者都有各自的原因使交通与区域发展出现匹配度偏高的情况。临沧、保山、西双版纳、丽江、楚雄、玉溪、红河、昆明、曲靖、文山这10 个州市是高耦合型地区，主要因为以下几点。其一，临沧主要是由于其特殊的地形地质状况决定的，临沧位于横断山系怒山山脉的南部，属于滇西纵谷区。临沧同时也是位于“三江成矿带”南段，境内属于山区高原地貌，有独特的成矿地质条件，其矿产资源丰富[17]。在交通方面临沧是滇西南关键交通点，也是昆明通往缅甸仰光的陆路方式，且拥有3 个国家口岸和17 条通道。这些均是交通发展建设与区域发展的“温床”。其二，昆明是省会所在区，是主要的经济、文化和政治中心，各种基础设施建设比较完善，建设用地面积大。另外，昆明具有完善的立体交通网络，其地铁的建成和营业，完善的交通网络不断推进区域发展向外围区域推进，促进了交通系统和区域发展水平的高度吻合。其三，玉溪、曲靖、楚雄、红河、文山在一定程度上受到昆明“涓滴效益”影响，加速了区域发展水平与交通系统的共同发展。其四，保山虽是滇西政治、经济、文化中心，但保山地处横断山脉南端，地形复杂多样，且几乎是山区，这些限制制保山的建设。交通状况欠佳，主要的交通是航空和公路，这些导致保山交通状况和区域发展双双不高，产生了高度匹配的现象。西双版纳是中国唯一的热带雨林自然保护区，限制了西双版纳的区域建设和开发进程。西双版纳和保山相似，交通欠佳，只有公路和航空可以抵达，形成了交通系统与区域开发成双低而形成的极端协调的现状。丽江旅游业的发展，促进了交通系统与区域的发展，实现了两者的高度匹配。

从数量上来看，云南省区域发展水平与交通系统的耦合度处于高耦合型的区域高达10 个，占总州市比重的62.5%，相比之下低耦合型区域占12.5%。由此可以发现，云南省的区域发展水平与交通系统发展水平大体上吻合。

图3 区域发展水平与交通系统的耦合度空间分布

3 结论与讨论

本文对区域发展水平与交通系统之间相互关系进行分析，主要通过建立交通系统的衡量指标，再使用区域开发程度评价的测算方式计算区域发展水平数值，最后利用耦合度模型，进行耦合分析。得到了云南省所有州市区域发展水平与交通系统的整体发展情况数值，同时得到了耦合度数值，并分析得出以下几点。

第一，云南省各州市的交通优势度分为四个等级，即低交通优势度区（0，0.3]、中等交通优势度区（0.3，0.5]、中高交通优势度区（0.5，0.8]、高交通优势度区（0.8，1]。各州市交通系统发展水平极化现象比较明显，州市交通系统发展水平落后，在一定程度上制约了区域的开发建设。云南省各州市交通发展等级差异大，主要表现在交通发展等级由省会地区向边境地区逐渐下降和东西方向等级差异明显。

第二，计算得出云南省16 个州市的区域发展水平数值，参考相关研究和云南省实际发展水平，将云南省区域开发程度划分为低区域发展水平型（0，0.3]、中等区域发展水平型（0.3，0.5]、中高区域发展水平型（0.5，0.8]、 高区域发展水平型（0.8，1]四个等级。占比处在末梢的是高区域发展水平型。占比处于第一位第二位的是中等区域发展水平型和低区域发展水平型占比是81.25%。可以看出，云南省区域发展水平大体偏低，极化态势极度明显。区域发展水平不高的地区主要由受地形地质条件和位置条件的原因造成。从空间上看，云南省区域发展水平呈现类似“蝴蝶”形状的分布，中高值以上的区域分布在滇中和滇东北地区，其区域发展较为强势。中等区域发展水平型的区域主要在滇东和滇西地区，形成了以滇中和滇东北为核心各高区域发展水平中心，由东向西出现递减再递增的现象。

第三，在区域发展水平与交通系统耦合度的测算中，高耦合度的州市高达10 个，数量较大，占比在62%，处于总比的一半以上。这些表明了全省的区域发展与交通的耦合度良好，以及云南省交通系统与区域开发程度关系密切。从空间上看，大体表示是由东向西递减的趋势。

第四，区域发展水平与交通系统是密切相关的两个系统。分析云南省区域发展水平与交通系统两者关系，可以看出，一个区域的交通发展水平与区域发展水平大体是相匹配。可以确定，一个区域交通系统的发展对于一个区域的开发建设至关重要，正所谓“要致富，先修路”，所以同理可以说“要开发，先修路”。但是也存在交通发展速度远超区域开发建设的速度，例如大理的交通发展就远超开发建设的进程，大理主要是旅游业的发展，制约了建设用地扩张速度；而怒江主要是地形地质条件的限制，致使怒江区域发展水平略高于交通系统发展速度等特殊情况的存在。