哈长城市群空间结构与驱动机制研究

郭嵘， 赵艺维

（哈尔滨工业大学建筑学院，寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实验室，哈尔滨 150006）

0 引言

城市群是国家高质量发展的战略核心，各城市群的联动发展和城市内部的高品质升维已成为新发展格局下的主流趋势［1］。学术上关于城市群空间结构的研究多关注孤立的个体发展，侧重于城市间的竞争关系［2］。在区域一体化加速发展的背景下，城市之间的交通、物流、资金、信息等要素的快速流动促进了城市之间的联系［3］，城市群发展不再局限于孤立个体，城市群内部各节点城市通过交通流、物流、资金流、信息流等方式进行资源交换，形成动态发展的城市流空间［4］，传统的等级体系和规模分布的理论思维已不再适用于城市“流空间”的研究［5］。因此，强调城市动态关联的“流空间”逐步成为研究区域空间结构的热点视角［6］。但目前多数研究存在流要素选取单一化、多集中在交通流研究等问题［7-10］，鲜见基于多元要素流的综合视角研究，仅通过单一流视角的评价结果难以真实全面地反映城市群内的联系情况。哈长城市群是我国稳步建设9大区域性城市群之一，是助力国土空间均衡开发、引领东北地区各方面发展的增长引擎。鉴于此，文中选定哈长城市群作为研究对象，基于“多元流”的发展视角，分析11个城市群空间结构现状特征，以网络爬取的开放大数据与传统静态数据为基础，选取资金流、交通流、物流、信息流等“多元流”要素，分析城市群的“点-线-面”的空间结构特征，得出相关驱动因素和机制，以期为后续合理规划提供参考依据。

1 研究范围与方法

1.1 研究范围

研究选取哈长城市群为对象，共计黑龙江省和吉林省的11个市，包括哈尔滨、大庆、吉林、长春、齐齐哈尔、牡丹江、绥化、松原、辽源、四平、延吉市见图1。

图1 哈长城市群的空间分布图

1.2 数据来源

以2019年的城市各项发展数据为依据，其中，城市资金流数据来源于“五大行”官网；交通流数据来源于12306网站、携程网；物流数据来源于顺丰、中通、圆通国通、申通、百世、EMS、德邦、速尔、天天、韵达、邮政12家物流公司官网；信息流数据则从百度指数官网爬取。因统计年鉴和政府工作报告统计数据来源于前一年缘故，驱动因素指标数据选取2020年《黑龙江统计年鉴》、《吉林统计年鉴》以及各城市的2020年政府工作报告。

1.3 研究方法

1.3.1 总体研究思路

“一优三高”发展理念强调城市交通、资金、信息等要素多方面的协同发展，另外结合《省级国土空间规划编制指南（试行）》中对国土空间开发保护的要求。研究基于“多元流”城市发展视角，对城市群“点-线-面”空间形态特征进行分析，得出空间结构变化的驱动因素，梳理驱动机制。以哈长城市群作为实证研究，得出相应的研究结论，对现有空间结构提出规划建议。

1.3.2 联系度计算方法

（1） 资金流。资金流的强弱体现各城市间的经济联系强弱，主要载体包括经费规划和持续保障金融机构的设置、智慧支付等。文中选取哈长城市群的5家银行企业的5595个网点为研究对象。I为城市中某银行；b为网点的分值高低；Vib为其在该银行系统内的重要性，而该网点在i、j两座城市网络连接度的计算公式如下［11］：

Rij为i和j两城市之间资金流的连接度［11］：

（2） 交通流。交通流是城市群内诸多要素流的载体，一定程度上反映除城市间人口迁移情况，是城市间相互作用的基础因素［12］。参考现有研究方法［13］，选择2019年城市间日均高铁、动车、普通列车和城际大巴的客运班次作为交通流的替代数据［14］。根据长途汽车、普通火车、动车、高铁4种交通工具速度选定权重，高铁权重1，动车权重，普通火车权重，长途汽车权重。其公式如下：

式中，Nij和 Nij分别表示 i市到 j市、j市到i市的交通联系量；Aij、Bij、Cij、Dij分别表示城市 i当天发往城市 j的长途汽车班次数、普通火车班次数、动车班次数和高铁班次数；Tij表示i市与j市二者的交通联系量均值；Ti表示i市的交通流总量。

（3） 物流。选取哈长城市群11个城市的12家物流公司共3754个网点为研究对象。I市中某物流公司a网点的分值Xia表示该网点在整个网络中重要性，a网点在i、j两座城市的网络连接度计算公司。

（4） 信息流。以百度指数为数据基础，来表征哈长城市群各城市的信息流情况。借鉴P.J.Taylor世界城市网络研究方法［15］，构建2019年哈长城市群两两城市之间百度搜索指数矩阵，运用信息流模型来分析城市间的信息联系强度。

式中，Rij为i市与j市的信息联系强度；Vij是城市i对城市j的网络关注度；Vji是城市j对城市i的网络关注度；Ri表示城市i的信息流总量。

（5） 复合流。将四种要素流联系数据组合成复合流联系网络，需要对原始数据归一化处理：

式中，x为原始数据；Max、Min分别表示为矩阵数据的最大值和最小值；X为归一化后的数据。标准化后X位于0～1的范围内，1表示两城市联系最为紧密，0表示两城市最为疏远。对归一化数据进行求和用来表征城市群流的联系强度：

式中，Ri表示i城市的联系流强度；Rij为i城市与j城市的网络连接度。在进行综合流城市群空间结构的研究中，参考刘传明等，将各要素流视为重要程度相同，权重均定为0.25。

1.3.3 空间结构形态分析方法

（1） 中心性分析方法。某个城市为其他城市或地区服务的重要性情况称之为城市中心性，它在一定程度上反映出城市中心所具有的地位，也是可实现量化评价城市发展水平的指标之一［16］。将中心性选定为点度中心性，测度指标是相对出度、相对入度和相对点度中心度。相对出度是节点城市在整个网络中对其他节点辐射强度，相对入度则是整个网络中聚集要素的能力，表示如下［17］：

式中，CD（i）表示中心性的出度/入度的特征；Xij为i城市与j城市的联系程度。

基于资金流、交通流、物流、信息流以及四种流的复合要素流，为哈长城市群11个地级市，采用上述地级市所管辖区县和县级市来构建五种类型的联系矩阵，通过Ucinet软件测度网络中心性，使用ArcGIS中的反距离权重插值进行可视化，以探析各城市节点在网络中作用与地位。

（2） 影响腹地分析方法。场强模型来源于万有引力模型，用“城市质量”研究城市对其周围区域的辐射影响，影响力大小遵循“距离衰减规律”，即距离增加反而减小，其计算公式为：

式中，Fik为城市k对i点的影响力；Zk为城市k的质量；Dik为城市k到i点的距离。选择城市的联系流强度表征城市质量，借用场强模型计算“多元流”视角下城市的影响腹地范围，得到城市流度辐射区，从面域维度对城市群空间结构进行研究。

1.3.4 空间结构驱动因素与互动机制研究方法

参考已有研究［18，19］，将节点城市复合流的相对点度中心性作为因变量，再将制度、经济、社会、市场、基础设施五方面的12项驱动因素指标体系作为自变量，结合已有的计量回归模型，分析各指标与中心性的关系，回归方程为：

式中，Y表示各节点城市复合流的中心度第Xi，j（i，j=1，2，3，4，5）分别对应各解释变量，βi，j（i，j=1，2，3，4，5）表示各要素的贡献度（即标准化系数），在统计学上若要素贡献度的显著度（sig.）小于0.05，则认为该要素具有显著贡献的解释意义。

2 哈长城市群空间结构形态特征分析

2.1 城市群空间节点特征

城市节点是城市群空间结构的点结构要素，对4种要素流视角下哈长城市群的中心性进行分析见图2，各类要素流的中心性空间结构特征大致可以分为两类：一是呈典型“双雄模式”的结构，为信息流和复合流；二是典型的“一家独大”结构，为资金流、交通流和物流。

图2 哈长城市群中心度强度空间特征

“双雄模式”结构的要素流中，信息流整体中心性最强的依次是长春、吉林、哈尔滨、大庆，信息流的外向程度突出，溢出效应显著。其中，吉林省的长春、吉林形成了明显的信息流高值组团，成为城市群内重要的信息“增长极”。由四类要素流等权叠加得到的复合流中，哈尔滨市、长春市在中心性水平上排名前二，呈现“双雄模式”。

“一家独大”的中心性空间结构中资金流、物流均以哈尔滨为增长极，这说明哈尔滨在这两类要素流中，对其他城市影响程度最大，受其他城市影响程度最小。

交通流点度中心性整体排名前三的城市依次为长春、哈尔滨，四平。长春、哈尔滨坐落于哈大铁路线，是群域中节点城市与全国其他城市沟通联系的媒介，同样，四平地处铁路要道。

2.2 城市群轴线联系特征

城市群轴线是城市群空间结构的线结构要素，通过式（1）～式（9），计算出哈长城市群11个地级市2019年的各要素流联系强度矩阵见图3。城市间的紧密程度与线形的粗细呈正相关，结合自然断裂点法进行层级划分。

图3 哈长城市群要素流联系空间特征

在以哈尔滨-长春为主要联系轴线的要素流空间中，资金流联系的空间形态呈现出“A”字型结构，哈尔滨-吉林、长春-吉林等剩余10条轴线为次要轴线。联系紧密的城市主要集中于哈长城市群的中部及西北地带，呈现“西密东疏”的特点，区域资金联系不均衡性较显著。物流联系的空间形态呈现“木”字型结构，哈尔滨-牡丹江、哈尔滨-吉林等剩余6条轴线为次要轴线。整体空间形态与资金流相类似，都呈现出单中心极化的特点，联系紧密的城市（联系强度达到前两个层级标准）主要集中于哈长城市群的北部地带。复合流联系的空间形态呈现“井”字型结构，长春-四平、哈尔滨-齐齐哈尔等剩余8条轴线为次要轴线。整体空间形态与四种要素流相比，基本保留了四种要素流的空间形态，联系紧密的城市主要集中于哈长城市群的北部和南部地带。

不以哈尔滨-长春为主要联系轴线的要素流中，交通流联系的空间形态呈现“工”字型结构，该结构由长春-吉林、长春-四平两条轴线组成主要轴线，哈尔滨-绥化、长春-松原等剩余10条轴线为次要轴线。从空间分布来看，交通流联系强度处于前两层级的城市分布在哈长城市群南部和北部两极，呈现“南北密集、中间稀疏”的特点。信息流联系的空间形态呈现“丰”字型结构，以联系最为紧密的长春-吉林为该主要联系轴线，围绕哈尔滨、长春、吉林呈“三核心”模式发展。其中，吉林省节点城市信息流分布密集程度要高于黑龙江省节点城市。综上所述，哈长城市群各要素流联系强度均偏弱，空间分布有差异。

2.3 城市群影响腹地特征

城市群影响腹地是城市群空间结构的面结构要素，通过式（12）计算，得出哈长城市群各节点城市不同种类要素流影响能力的综合情况见图4。

图4 哈长城市群影响腹地范围特征

哈尔滨影响腹地范围最广，辐射范围跨越吉林、牡丹江等6个地级市；长春第二，跨度达吉林、延边等五城市，二者辐射范围与行政区划差异明显。

其余各地级市呈“团块状”形态，综合实力与哈尔滨、长春、吉林市差距明显。节点城市的跨省影响能力较弱，其中，影响能力最强的哈尔滨和长春，不具跨省影响能力。各城市影响腹地多以地理空间邻近的城市为主。比如齐齐哈尔、大庆、绥化和牡丹江受哈尔滨辐射影响较大，与目前高铁线路开通，省委省政府等强调“打造以哈尔滨为中心的1h、2h经济圈”的战略相符。四平、辽源、松原、绥化等城市仍处于边缘地带，受城市群核心范围内各节点城市辐射不足。同时，城市自身优势稍弱。

3 哈长城市群空间结构驱动因素与机制

3.1 哈长城市群空间结构驱动因素

参考已有研究，选取制度、经济、社会、市场、基础设施5类共计12个指标作为哈长城市群空间结构驱动因素，计算与复合流中心性的相关性大小见表1。

表1 城市群空间结构驱动因素

通过式（12），得出回归方程如下：

式中，U为常数项，从而得到各类因素对因变量贡献度的数值大小，哈长城市群11个城市的空间结构中心度的驱动因素贡献值表2。

表2 城市群空间中心度驱动因素贡献值

各类驱动因素贡献度相差数值可根据大小划分为0.228～0.391，0.7～0.755两类。在哈长城市群空间结构驱动因素中，贡献度排名前四分别为常驻人口数、第三产业产值、医院数、城镇人口数。

3.2 哈长城市群空间结构驱动机制

常驻人口，第三产业产值，医院数，城镇人口数分别是社会因素、经济因素、基础设施因素、制度因素中的重要指标。其中，社会因素的主要作用为协调多方利益，保障社会公平，良好的利益协调机制能驱动城市群空间结构的均衡性。在经济因素中，GDP和第三产业产值分别表征了经济水平发展状况与产业更新升级潜力，较高水平的经济发展，能吸引人才和建设投资，正向驱动城市群空间结构的变化。基础设施因素反应出城市人口生活质量，基础设施的完善程度越高，越能促进要素的集聚。制度因素与节点城市资源差异化配置相关，其中，城镇人口被视作城市群发展的原生动力，城镇人口活动活跃度和城市要素交流频繁度与整体空间结构呈正相关关系。

可将各类因素视为场所空间要素，资金流、交通流、物流、信息流所叠加得到的复合流视为流动空间要素。场所空间中的要素变化影响流空间的要素流变化，进而驱动城市群空间结构的变化如图5所示。

图5 哈长城市群空间结构驱动机制

哈长城市群目前存在区域内增长极城市辐射能力不强、区域节点城市联系程度较低、副中心节点城市支撑缺乏等问题。可通过调整不同因素，来驱动要素流变化，达到优化城市群空间结构的目的。

4 问题分析及规划建议

4.1 现存问题

文中研究结果表明，哈长城市发展群空间结构受到经济、人口、城市建设水平的影响显著。也在“点”维度上存在等级结构失衡，节点实力偏弱的问题；在“线”维度上存在空间联动零散，城市联系低效的问题；在“面”维度上存在产业同质严重，辐射能力不足的问题。

（1） 等级结构失衡，节点实力偏弱。哈长城市群在空间形态上，第一、二梯队节点实力城市数量明显少于剩余梯度，城市实力断层情况显著；多种要素流呈现极化效应，即哈尔滨、长春两个中心城市实力远远强于剩余城市，无法形成均匀的金字塔型城市实力梯度。另外，各城市发展失衡，节点城市整体实力偏弱，行政壁垒阻碍程度过大。

（2） 空间联动零散，城市联系低效。各要素流空间分布失衡，联系水平较低。哈尔滨与长春作为“首位”联系城市，承担着各项产业职能中心的任务，而次级区域中心匮乏，降低了各城市的协作程度，出现了各要素联系水平和协作水平不佳等情况。形成了仅副省级城市对外联系强度较强，其余等级城市相互之间联系齐低的局面。

（3） 产业同质严重，辐射能力不足。城市群内影响腹地影响“南北分割”明显，具体表征为吉林地区迫于内需不足、出口不振等压力，产业结构配置转化缓慢，第一、二产业占比过高。吉林、辽源、松原等地级城市综合实力明显不足。黑龙江地区总体经济实力偏弱，产业结构呈现出刚性与体制滞后性特点，市场化程度低，深层产业矛盾较突出。比如黑龙江地区的支柱产业仍然为煤、油、粮、木等传统资源型产业。

4.2 规划建议

针对哈长城市群空间结构现有问题，提出了重塑等级结构，提升节点实力；强化基础设施，增进城市联系；优化产业布局，加强辐射能力三方面规划建议。

（1） 重塑等级结构，提升节点实力。将省内其他潜力城市发展为带动周边城市发展的新兴增长点，提升其对先发地区产业溢出和功能转移的承接能力，形成重点培育地区与适度平衡区域的协同发展与良性互动，在群域范围内拓展产业链、空间链的长度与宽度。比如，可加大对吉林、齐齐哈尔、大庆等具有发展潜力的、邻近省会城市的政策扶持度，形成以哈尔滨-长春为“双核”，以吉林-齐齐哈尔-大庆为副中心的新城镇体系，优化资源配置，达到提升全域节点强度的目的。

（2） 强化基础设施，增进城市联系。突出“交通-空间”联动发展，推进乡镇公路多元化多层级的交通体系，打造哈尔滨、长春为核心，大庆、齐齐哈尔、松原、吉林、四平为次级中心高速交通路网，搭建哈尔滨-松原、哈尔滨-吉林、齐齐哈尔-松原、松原-吉林、松原-四平的高速公路，对中心城市与周边县级市的路网进行升级改造，进一步提高运输体系的安全性、效率以及可靠性，实现差异化发展，确保各地区交通贯通。

（3） 优化产业布局，加强辐射能力。以城市的核心职能、优势产业和根植性产业为中心，联系周边欠发达城市，促进相关产业的集聚整合和局域空间的紧密联系，引导其有效融入群域发展轴线和隆起区。打造两类产业协作圈，一是以哈尔滨、长春、吉林为主的第一产业协作圈；二是齐齐哈尔、大庆、松原为主的第二产业协作圈。第一产业协作圈以食品加工、装备制造、生物医药、汽车、冶金、高新技术等为主导；第二产业协作圈以建材加工、石油、农副产品加工等为主。通过产业间的相似性与互补性，形成规模化产业环境，进而带动区域产业空间的升级，实现产业圈为“影响圈”的过渡，实现节点城市影响范围的扩大。

文中在大尺度层面探讨了多元流视角下哈长城市群结构现状特征，并围绕“点、线、面”三个维度所存在的问题提出针对性规划建议。对于中小尺度空间结构未涉及，有待后续研究进行深化和完善。

5 结语

在区域一体化加速发展的背景下，研究基于多元要素流的综合视角研究，通过整合11个城市的交通流、物流、资金流、信息流及复合流等5种要素，对构成城市群空间结构的点、线、面结构特征进行定性与定量相结合的分析，得出哈长城市群在“点”、“线”、“面”维度上分别存在等级结构失衡，节点实力偏弱；空间联动零散，城市联系低效；产业同质严重，辐射能力不足等问题。并针对性的提出了重塑等级结构，提升节点实力；强化基础设施，增进城市联系；优化产业布局，加强辐射能力三方面规划建议，以期为后续哈长城市群合理规划提供参考依据。