天津空港经济区与天津市辖区空间联系及辐射范围研究

张 戈，张艺迪，张 勇

（1.天津城建大学，天津 300384；2.天津市城市规划设计研究总院有限公司，天津 300000）

基于城市发展特征并依托一定优势设立的城市经济区，是城市中发展前景较为广阔，对周边地区影响较大的城市动力区域.而属于城市经济区之一的空港经济区依托航空优势，不断吸引人流、资本、科技等要素在周边集聚，已成为后工业时代全球经济发展的最新引擎. 伴随空港经济区“增长极”作用的不断显现，对其建设发展已逐渐上升为国家战略，具有较大研究价值.纵观我国，关于空港经济区的研究多集中于经济制度与产业发展领域，少量空间相关研究也侧重于内部布局，对于空间联系发展鲜有关注.伴随区域一体化不断推进，区域内部功能空间的紧密联系成为促进区域整体健康发展的前提，探索空港经济区空间联系及辐射特征有利于以其为核心梳理城市空间组织，为城市空间发展战略的研究提供科学支撑.天津空港经济区设立于2002 年，发展至今已成功步入成熟阶段正向综合性城区转型.天津市相关上位规划已明确指出将进一步推动空港经济区由产业区向综合性城市地区转型，并确定空港为副中心统筹区域一体化发展. 基于天津在我国的重要地位及天津空港经济区在天津的独特区位，以天津空港经济区作为研究对象进行空间联系及辐射范围研究具有一定代表性.

引力模型与断裂点公式是城市空间联系及辐射范围研究的常用工具.引力模型为1942 年Zipf 基于赖利法则引入，是对空间联系进行实证研究的主流手段.国内外学者多以宏观尺度入手研究国家、城市群体之间的经济规模[1-2]、贸易投资[3-4]、物流运输[5]、知识创新[6]、旅游需求[7]等关系.已有研究对于引力模型的应用测算多采用单一要素，研究层面始终关注在国家-国家、城市-城市之间的空间联系，对于多要素的综合分析应用较少，特别是对于城市中增长极化地区对城市自身空间的辐射影响研究相对不足.断裂点公式是1946 年P.D.Converse 在引力模型基础上提出的以人口规模来测算城市吸引力与辐射范围的方法.随着国内外学者的深入研究发现，以人口、经济等单一要素来测算具体环境中的复杂情况多有不足，研究结论和观点不够科学严谨，因此将断裂点公式进行调整和改进，从经济规模[8-9]、创新能力[10]、发展质量[11-12]等角度对大城市影响力进行研究.总之，国内外对于空间作用的研究不论是研究尺度还是研究对象的单元层级都较为宏观，从中观角度反映城市自身的空间联系研究较为欠缺.

综上所述，本文将以空港地区为研究对象，以城市行政区为基本研究单元，结合引力模型及断裂点公式共同分析空港对天津各市辖区的多种空间作用，从中观层面反映城市内部发展问题并针对结果提出一定建议.本文研究目的在于：分析天津空港对天津各行政区空间关联以及影响范围规律，为城市空间格局的统筹协调发展战略研究提供科学依据，为空港经济区在城市中的空间研究提供借鉴.

1 研究设计

1.1 研究范围

本文研究天津空港经济区与市域范围内各行政区间的联系.因此，研究范围包括天津空港经济区及天津各个行政区（见图1）.其中，由于红桥区、河北区、河西区、南开区、和平区、河东区六个行政区已形成一体化发展并共同作用于周围地区，因此本文将上述六区合并视作中心城区统一考虑.此外，虽天津空港在行政上隶属于滨海新区，但本文将空港视作独立研究单元，测算时将两者分开独立计算.

图1 研究范围

1.2 数据来源

本文所需数据及其来源如下：一是各区经济社会发展指标数据，来源于天津市、各区统计年鉴及天津市信息资源统一开放平台. 二是交通路网、时间距离等数据，来源于中国电子地图. 三是企业相关数据，来源于天眼查及企查查.四是天津市行政区划地图，来源于自然资源部标准地图服务系统.本文数据真实可靠.

1.3 研究方法

现状对于区域联系的研究多为宏观层面的经济联系，直接使用现有研究模型和数学公式仅能体现区域联系的共性，不能体现空港的特殊性.本文将立足于区域实际，对数学模型和公式进行改进.

1.3.1 引力模型

引力模型认为区域间的联系与它们各自的规模质量成正比，与距离成反比.因此对区域质量参数与距离参数的设定是影响模型结果的关键.传统研究偏好用区域的人口规模与经济总量来表征区域质量，用两地间的直线距离来表征区域距离，具有一定局限.须知，科技飞速发展压缩区域间的时空距离，人口与经济规模也仅为衡量区域联系的要素之一，空港经济区的特殊区位、交通要素、航空产业等对研究的结论也十分重要.综上，本文将使用综合指标法从不同维度构建指标评价体系反映地区规模，力求从多方面反映出空港对外联系本质.此外考虑到两地间实际距离应为交通距离，两地间的的要素流动主要考虑交通时间，本文以来往两地间的最短用时表示时间距离，以此代替直线距离.改进后的引力模型如下

式中：Ymn为地区m 与地区n 之间的引力；R 为地区发展规模；Tmn则为m、n 两地间的最短时间距离.

1.3.2 断裂点公式

断裂点理论认为城市核心区可对周边地区产生巨大辐射，其辐射能力会随距离的递增而递减直至一个平衡点，其后该作用被其他区域所取代.这一平衡点即为地区间的断裂点，而地区距断裂点的距离即为区域的辐射范围.本文利用断裂点公式在空港对外联系基础上进一步测度空港辐射能力.基于已有研究所指出的断裂点公式局限，本文以式（1）中的地区发展规模代替人口规模测算区域间断裂点.修正后断裂点公式如下

式中：Pm、Pn分别表示地区 m 与地区 n 的断裂点；Dmn为两地间的最短直线距离.

2 研究结果及分析

2.1 地区发展规模评价

1972 年，英国著名地理学家海格尔（P.Haggert）借用物理学热传导的原理将城市空间作用分成了对流、传导、辐射三大类：对流指两地间要素运转，以产品、人在生产地与消费地之间的移动为特征；传导指各种交易过程，以货币交易为特征，表现为经济上的往来；辐射指信息、效应的流动与扩散.其中，对流、传导形容空间联系，辐射形容空间对外作用时产生的效应及影响范围，因此考虑空港与地区联系时主要考虑对流、传导两大作用.两地间的要素流动主要以道路交通为载体进行，本文以各地道路交通规模来测算对流作用.两地间经济往来受各地区经济规模影响，需注意的是，中国民航大学临空经济研究所在对临空经济形成发展进行研究时发现：空港所发展的临空经济本质上是以机场为中心的经济空间形成了航空关联度不同的产业集群[13]，因此空港与周边地区的经济往来主要通过区内航空产业及关联产业间的联系来实现. 传统经济指标仅能反映经济联系共性不能反映空港特殊性，因此本文在传统经济指标基础上另加航空产业指标，共同表示地区经济规模.综上，本文将遵照全面性、独立性、一致性、科学性、可比性原则，结合发展实际及专家意见，借鉴县域经济综合竞争力指标体系[14]以及临空经济发展蓝皮书选取经济指标，借鉴县域综合可达性评价体系[15]选取交通指标，共同建立起地区发展规模评价指标体系（见表1），阐述空港与天津各市辖区的经济联系及道路交通联系.

表1 地区发展规模评价指标体系

利用极值法对所选因子数据进行量纲处理后综合熵值法及层次分析法对各指标赋予权重，进而计算出各区发展规模（见表2）. 由于数据处理后区间为[0，1]，0 值会对熵值计算产生影响，因此本文在计算熵值前将所有处理后数据整体向右平移0.000 1.

由表2 分析可知：天津各地区发展规模差异化明显，中心城区与滨海新区是天津发展的两个增长极，符合天津双城定位，侧面证明了模型的正确性.此外将空港与各行政区规模相比可知，无论是经济还是交通规模，空港都远高于绝大部分行政区，空港已成为有较大带动作用的核心发展区.

表2 各区发展规模

2.2 空港对外联系强度

以空港经济区管委会为起点，各市辖区政府驻地为终点，利用中国电子地图获取空港距各行政区最短时间距离，将距离数据与地区规模数据分别代入式（1），综合测算天津各行政区与空港经济区之间的联系值，结果见表3.

表3 空港对外联系值

利用自然断裂法对空港对外联系度进行等级划分后将数值抽象为直线进行可视化表达，结果如图2所示.

图2 对外联系图

结合图表分析，从经济联系来看：空港对外联系差异性明显，总体呈“东北弱—西南强”的态势，由于引力主要受规模与距离影响，与其他行政区域联系数值相比，空港与中心城区、滨海新区有着绝对联系，可见空港偏向于与核心区域进行协作，其凝聚力有待提高.由于津南、武清、北辰、静海航空相关企业较为集聚已形成一定规模，因此虽距离较远但仍与空港有一定联系，进一步加强以空港为依托的航空产业体系是这四区与空港关联度提升的重要推动力量. 而蓟州、宝坻、宁河三区无论是经济体量、相关企业还是时间距离都与空港相去甚远，因而空港与其联系几乎为零；从交通联系来看：除中心城区及相邻区域联系较强外，空港对外交通联系薄弱，加强交通建设将会是未来空港发展的重要内容；总体来看：空港对外联系以“中心城区、东丽区、滨海新区”一线为核心，圈层式递减.无论是经济还是交通，中心城区、滨海新区以及东丽区都稳居前三，三区呈三角态势将空港紧密包围，因而三区在承接空港部分效益、功能等方面有着明显的优势.

2.3 空港对外辐射范围

在空港对外联系的基础上进一步测算空港与各行政区之间的断裂点，将各断裂点相连后的范围视作空港辐射范围.根据断裂点公式的特性，两地间无论有无联系都有断裂点，但对于联系较小的两地区其断裂点已不再具有研究意义，因此，本文对每种辐射范围进行研究时将去除引力值最低的分类所对应的行政区.以两地政府间的直线距离表征最短直线距离，并将其余所需数据代入式（2）-（3）中进行计算，所得结果见表4.

表4 空港与各行政区断裂点

根据计算结果将各个断裂点在地图上标出，依此连接各断裂点，直观表达空港辐射范围（见图3）.

图3 天津市空港经济区辐射范围

结合表4 与图3 分析，从断裂点看，空港与中心城区的断裂点位置靠近航空港一侧，表明天津空港反受中心城区辐射.空港与滨海新区断裂点皆位于两地中点，表明空港与滨海新区间尚未形成明显指向性，两地间产业优化发展还有较大融合空间. 空港与武清、西青、静海、北辰、津南、东丽的断裂点均远离空港一侧，表明空港对这五区的指向性更强，可进一步加强区域间的互动关系.从辐射范围看，空港与蓟州、宝坻、宁河三区间引力值极低，对三区暂无明显辐射作用.受发展规模影响，空港对中心城区与滨海新区两大核心区域的辐射作用较小，对东丽、西青、北辰、津南辐射作用明显.空港经济区对周边区域的辐射力总体态势呈“西北、西南强，南北弱”的基本格局.

3 结论与建议

本文基于改进后引力模型与断裂点公式对天津空港经济区与天津市辖区间的空间关系进行研究，结果发现：①天津空港与各市辖区的关联度综合呈以“中心城区、东丽区、滨海新区”一线为核心，圈层式递减”的态势.对不同行政区联系差异较大，有明显的组团趋势.无论哪种联系，空港对东丽、中心城区、滨海新区联系紧密，三区呈三足鼎立之势将空港包围.而空港对宝坻、蓟州、宁河三区联系极低，其极化作用有待加强；②空港对天津各市辖区的交通联系远弱于经济联系，阻碍空港经济效应发挥；③空港整体辐射呈“西北、西南强，南北弱”格局，主要辐射区域为东丽、津南、西青、北辰四区，对宝坻、蓟州、宁河三区无明显辐射作用.基于上述结论，本文提出如下建议：针对空间联系，一方面，空港强联系区应借力航空纽带作用强化联系质量，一般联系区应从政策、空间、产业多方面入手加强现有联系，弱联系区应主动探索可合作领域，共同促进区域一体化发展.另一方面，空港应加强与各行政区的道路交通建设.针对空间辐射，空港应加强与自身强辐射区的合作力度与质量.各强辐射区应深度分工、合理布局、重点突破，共同构成空港高质量腹地.

本文设计研究的空港经济区空间研究体系可为研究空港经济区在城市中的空间关系提供一定参考，进而为空港经济区未来空间发展战略的研究提供依据.由于引力度与辐射范围重点受各地区综合发展质量与距离影响，而本文考虑距离时只考虑了时间并未考虑成本，同时本文的空港辐射范围仅是指空港在天津市内部辐射范围并未考虑其他地区影响，因此测度结果可能会与现实有一定差距.在此后研究中，作者将会积极探索新方法，进一步加强对各因素的考虑，缩小模型与现实差距.