基于修正引力模型的福建省城市空间联系研究

陈慧娟

(福建师范大学经济学院 福建 福州 350108)

一、引言

福建省地处中南沿海，在区域经济发展中占据重要地位，其东南隔台湾海峡与台湾相望，北部和南部分别与我国两大综合竞争力最强的经济区长江三角洲和珠江三角洲相连。从区位上看，福建省拥有优越的区位优势，以福建省为主体构建的海峡西岸经济区承接统筹东南沿海地区整体协调发展的功能，但以现实情况来看，不仅海西经济区的自身发展与长三角与珠三角相距甚远，福建的整体发展水平也与同处于东南沿海的其他省份存在一定差距，以福建省内部区域发展协调度来看，各地市之间的发展也显露了极其失衡的特征。因此，研究城市空间联系有助于明确城市空间的发展方向，优化区域分工与协作，强化城市间功能联系，从为而提升福建省城市的整体竞争力提供优化和治理依据。

本文基于可达性系数和专业化系数修正的引力模型分析福建省内城市的对外辐射扩散能力及相互作用力，研究福建省各城市间的空间经济联系情况。

二、研究区域概况与数据来源

(一)研究对象

本文的研究对象选取福建省的九个地级市，包括省会福州副和省级城市厦门以及泉州、莆田、漳州、龙岩、三明、南平、宁德九个地级市。截至2018年末，全省高速公路通车里程数5344公里，铁路营业里程数3509.5公里，陆地总面积12.14万平方千米，常住人口3941万人，GDP达35804.04亿元，第一、二、三产业增加值分别为2379.82、17232.36、16191.86亿元，分别占地区生产总值的比重为6.7%，48.1%，45.2%。

(二)数据来源

本文利用《中国城市统计年鉴2018》、《福建统计年鉴2018》、各地市统计年鉴和国民经济与社会发展统计公报。另外，利用中国铁路客运服务中心与高德地图抓取铁路与高速公路相关时间和距离数据。

三、研究方法

(一)引力模型及其修正

引力模型又称重力模型，源于牛顿万有引力公式，最先由捷夫(G K Zipf)开发并将其应用于城市体系空间的相互作用分析和预测，其值既能反映中心对城市对周边地区的辐射能力，又能反映周边地区对中心城市辐射作用的接受程度。城市空间引力的表达式为：

(1)

式中：Tij是城市i与城市j之间的相互作用力强度；Mi、Mj分别为城市i和城市j的综合竞争力；dij为城市i与城市j之间距离；k为引力系数；λ为距离摩擦系数，也称为距离衰减指数。

1.城市综合竞争力指标体系构建

由表达式可知，空间相互作用力的大小取决于城市综合竞争力、城市间距离以及引力系数。因此，本文参考冯兴华[1]、申立敬[2]的研究，根据福建省特点，构建以经济发展、人口发展、社会发展、环境发展四个维度选取了29个指标，构建了城市综合竞争力指标体系(表1)。

表1 城市综合竞争力指标体系

2.引力模型的改进

由空间相互作用理论可知，空间相互作用力产生的前提为区域间交通可达性、区域间互补性和干扰机会，前两者反映了区域间经济联系的可能性以及必要性，后者反映了区域间互补性受其他区域干扰的程度。因此本文通过可达性系数和产业专业化系数修正引力系数。可达性系数公式：

(2)

式中：Ai为i城市与区域内任一城市的行车时间；Di为i城市与区域内任一城市的交通距离；Si为i城市与区域内任一城市的平均行车速度，鉴于2017年福建省内对71个高速公路路段进行限速标志提升改造，大部分路段最高限速从原来的80KM/H提升到100KM/H，部分路段更提升到110KM/H、120KM/H，因此将平均行车速度设定为80KM/H；aij为可达性系数。产业专业化系数公式为：

(3)

式中：rij为区域间产业专业化系数；LQij表示i城市的k行业的区位熵。

福建省公路网与铁路网四通八达，城市间经济联系主要依据交通线路布局展开。由此，本文两城市间距离(dij)选取自中国铁路客运服务中心中一次性通达时间最短的铁路运营里程数(若无直达车，则采用一次中转通达时间总和最短的铁路运营里程数)。城市间交通距离(Dij)选取自高德地图自驾路线通达时间最短的路线距离。距离摩擦指数λ借鉴刘继生的研究成果[3]，设置距离摩擦系数为2。改进的引力模型公式如下：

(4)

四、福建省城市空间经济联系实证分析

(一)城市空间相互作用强度分析

1.空间相互作用强度测算

利用熵值客观赋权法给城市综合竞争力各指标确定权重，在对数据作无量纲处理后，得出福建省各城市的综合竞争力标准值和排名(表2)。通过测算城市可达性系数及产业专业化系数，利用修正引力模型，得出福建省城市间的相互作用强度(表3)。

表2 福建省九地市综合竞争力标准值与排名

表3 福建省九地市间相互作用强度

指标无量纲化。为消除指标量纲差异所造成的影响，将指标分为正负向两类进行无量纲处理，其中：xij=(xij-min(xij))/(max(xij)-min(xij))为正向指标；

xij=(max(xij)-xij)/(max(xij)-min(xij))为负向指标。

2.空间相互作用强度分析

空间相互作用强度的大小能够反映城市间的联系紧密度。利用SPSS21对城市相互作用力作聚类分析，联系强度由高至低分为强联系、较强联系、一般联系、弱联系四个等级(表4)。

表4 福建省九地市间相互联系程度等级

从总体城市相互作用力来看，福建省各城市间相互作用力普遍偏低，差距明显，仅有两对城市间的相互作用力达到较强联系及以上，以厦门为中心呈现放射状，厦门、漳州、泉州三座城市均集中于福建省东南沿海一带，形成了相互联系紧密的厦漳泉大都市区。其余城市间的相互作用均为一般联系和弱联系，可见，福建省内各城市间的相互联系有待加强。

从城市角度进行分析。福州与泉州福建省内其他城市的联系较为紧密，这体现了福建福州作为省会的中心城市的地位，而泉州作为民营经济活跃的地区与其他城市的经济来往密切。其中，福州与泉州的相互作用最强，为231.59，占福州与福建省内其他城市联系强度总和的30.51%，其次是福州与莆田，相互作用力为229.46，比重为30.23%，再是与宁德，相互作用力为132.79，比重为17.5%。福州之所以与这三座城市联系强度高，原因有以下几点，其一，城市地理位置毗邻；其二，城市功能互补性较强，福州市第三产业发展较好，而泉州第二产业，尤其是制造业，如轻工纺织和装备制造业等基础与发展态势良好，城市间形成了功能互补；其三，政策因素，福莆宁同城化规划。另外，不能忽视的一个问题是，厦门的城市综合竞争力虽高居榜首，但其作为副省级城市，其辐射带动力较弱。

综上可知，若要提高福建省城市的整体竞争力，需从以下几个方面作出努力：一方面，增强各城市的主导产业实力，发展具有产业结构互补性的产业，且就某一优势产业进行链式分解，对产业进行全省域的专业化布局，促进各市的经济联系；另一方面，提高副省级城市厦门对省内其它城市的带动作用；最后，注重城市综合竞争力较小城市之间的联系，通过不断增强自身实力，通过增强自身实力提升，从而提升对外作用力的接受能力和辐射能力。

五、结论

基于改进的引力模型可以得出得出结论。首先，在相互作用强度的四个等级中，处于强联系关系和较强联系关系的城市仅有厦门-漳州、漳州-厦门、泉州-厦门、厦门-泉州四对，其余城市间均为一般联系或弱联系。可见，福建省九地市间联系不够紧密且联系程度分布不均。空间联系程度较高的集中于闽东南，呈现以厦门、漳州、泉州三市为中心的大都市区辐射区外其余城市的格局。另外，作为唯一副省级城市的厦门，其与其他城市的空间相互作用力不足，未来应着重提升厦门市对外作用强度，同时重点增强其他城市之间的联系密度、广度与深度。虽然厦漳泉大都市区相较于我国其余城市群发展偏弱，但其在福建省内具有较强的核心带动能力，因此，应着力发展优势产业集群，不断强链补链固链以延伸产业链，通过对产业链上下游在省内各城市的布局，加强福建省城市的经济空间联系，促进核心城市群对全省的带动作用，以此谋求福建省的全面提升与发展。