南京都市圈交通与经济发展耦合协调关系研究

齐慧峰，朱健

（山东建筑大学建筑城规学院，山东 济南 250101）

0 引言

作为区际联系的基础，交通联系日益成为城市相互作用中的重要影响因素。交通对经济发展起到支撑、保障和引导作用，是联系自然地理空间与城市经济活动的重要纽带，反之，经济发展促进交通基础设施的建设。二者相互作用，彼此耦合。“交通—经济”系统高度耦合、协调能促进区域可持续发展，实现良性循环。

交通优势度是反映区域交通优越程度的集成性指标，是自然地理因素和社会经济因素共同作用的结果。自金凤君等［1］首次提出交通优势度的甄别和评价方式后，相关研究主要集中于交通优势度的空间格局评价、影响因素分析和耦合关系研究［2-4］。有关空间格局评价研究主要是对既有评价体系的直接应用，随着研究的深入，评价方法和指标体系也在不断优化，如黄承锋等［2］结合变异系数、冷热点分析等方法阐明了成渝地区双城经济圈的交通优势度时空演变格局，总结出交通优势度的整体上升趋势和“北高南低”的分布态势；闵敏等［3］考虑到地形因素作用，结合加权地形因子修正了河南省县域交通优势度指标体系，得出河南省县域交通优势度呈现从中心向外围逐渐降低的类圈层结构；宋仁波等［4］基于路网密度、交通干线影响度、区位优势度和地形起伏度建构了评价指标体系和基于地理信息系统的系统工作流程，识别了长江干流县域交通优势度的东西分异格局。以往研究揭示了人口社会结构、经济发展水平、土地利用方式等外部影响因素对交通优势度空间分异的作用机制，如孙宏日等［5］引入最小二乘法与地理加权回归分析了人口密度、地理高程、产业结构、用地强度等因素对东北地区交通优势度的作用机制；刘欢等［6］构建交通优势度和影响因素指标体系，采取地理探测器、地理加权回归等方法探究了国内30个主要省市交通优势度影响因素的空间异质性。空间耦合关系是交通优势度与相关专业领域的结合，研究内容主要为交通优势度与区域经济发展关系，有学者［7-9］分别对安徽省、武陵山区和淮海经济区的交通优势度和经济发展水平展开讨论。近年来，空间耦合关系研究逐渐成为研究热点，研究内容已扩展至土地利用［10］、旅游［11］、物流［12］、扶贫［13］等相关领域。梳理现状研究成果后发现，交通优势度与经济发展空间耦合关系研究比较丰富，针对全国、省域、市域等不同区域尺度均有学者进行讨论，而少有以具有明确规划的都市圈、城市群为研究对象的。因此，文章以南京都市圈为研究对象，结合熵权TOPSIS 法、耦合协调度模型和相对发展度指数实证研究了南京都市圈60 个区县单元的“交通—经济”系统耦合协调关系，通过研究其区县交通与经济发展的空间非均衡性，以期为区域交通和经济发展的良性循环和区域整体提升提供政策建议和理论支撑。

1 研究区域与数据来源

1.1 研究区域

南京都市圈位于长江中下游地区，地跨苏皖两省，衔接长江、淮河两大流域，是我国第一个自主探索、跨省协作的都市圈，在区域经济发展中具有重要传导作用。伴随着城镇化和交通基础设施建设，城市间经济联系增强，南京与周边城市交往日益密切，同城化和一体化发展诉求日趋强烈。根据2021 年南京都市圈发展规划［14］，南京都市圈成员扩大至南京、镇江、扬州、淮安、芜湖、马鞍山、滁州、宣城8市全域及江苏省常州市的金坛区和溧阳市，共计60个区县（含33个市辖区、11个县级市、16个县），总面积达6.6万km2。截至2019 年，南京都市圈常住人口为3 545.96 万人、地区生产总值为39 997.54亿元。

当前，南京都市圈已实现各市高速公路连通，所有区县快速干线公路覆盖；拥有民航空港4个，其中南京禄口国际机场、扬州泰州国际机场、淮安涟水机场均为国家一类航空口岸；港口资源丰富，形成江河海联动的航道网络体系，其中南京港、镇江港为沿海主要港口，芜湖港、马鞍山港为内河主要港口；基本完成“一环十射三纵三横”的客运铁路专线网络格局。南京都市圈主要交通干线及交通基础设施见表1。

表1 主要交通干线及交通基础设施表

由表1可知，南京都市圈已形成相当完善的交通支撑体系，但各区县间交通和经济发展不协调，因而，有必要研究其“交通—经济”系统的耦合协调发展程度。

1.2 数据来源

以2019 年为研究时间节点，以南京都市圈60个区县为基本评价单元，铁路站点类型数据来源于中国铁路地图网站（cnrail.geogv.org／zhcn）；港口类型数据来源于江苏省和安徽省人民政府网站；铁路站点、港口、机场、公路（高速公路、国道、省道、县道）的空间数据来源于开放街道地图网站；社会经济发展数据来源于政府统计局网站公布的江苏［15］、安徽［16］两省及各地市、区、县的统计年鉴（2020年），并以各地方统计公报作为补充。

2 研究方法

2.1 交通优势度评价模型

参考已有研究［2-3，7］，结合实际情况，构建基于交通网络密度、交通可达性、交通干线影响度和区位优势度等指标的交通优势度评价模型，应用熵权TOPSIS法测度南京都市圈不同区县单元的交通优势度。

（1）标准化处理交通网络密度TNDi、交通可达性TAIi、交通干线影响度TIDi及区位优势度LADi等4个指标（交通可达性TAIi采取负向指标标准化法）；（2）求取各项指标的相应权重；（3）根据权重计算得到各评价单元的交通优势度TSCi，其计算式由式（1）表示为

式中TND′i、TAI′i、TID′i、LAD′i分别为标准化处理后评价单元i的交通网络密度、交通可达性、交通干线影响度及区位优势度的无量纲值；α、β、γ、δ分别为4种指标相应的权重值。

2.1.1 交通网络密度

交通网络密度是指各评价单元的交通线路长度与其土地总面积的比值，反映该评价单元交通网络的疏密程度。考虑到铁路和水路具有封闭性，而公路在区域交通中占据主导地位，故直接采取公路网络密度进行比较。其计算式由式（2）表示为

式中Li为单元i的各等级公路总里程，km；Ai为单元i的面积，km2；n为区域评价单元个数。

2.1.2 交通可达性

交通可达性是指各评价单元通过可使用的交通分配方式到达其他单元的平均最短时间成本，即各评价单元所需的加权平均出行时间，反映区域交通联系的通达程度［17］。依据各等级道路不同的设计时速赋予相应时间成本［18］，并利用空间数据地理信息系统ArcGIS10.3 平台网络分析中的起讫点成本矩阵功能获取各单元之间的最短时间成本，最后计算得到平均最短时间成本。TAIi由式（3）表示为

式中TAIij为单元i、j间的最短时间，h。

2.1.3 交通干线影响度

交通干线影响度是指各评价单元与交通干线或其他重要交通基础设施（铁路、港口、机场等）的距离，反映区域交通设施的邻近程度。分类赋值不同等级的交通干线和不同类型的交通基础设施［19-20］，交通干线及交通基础设施影响度权重赋值见表2，并据此评价赋值交通干线影响度。表2 中Lx为相应交通基础设施到各单元行政中心的实际距离，km。TIDi的计算式由式（4）表示为

表2 交通干线及交通基础设施影响度权重赋值表

式中Iik为单元i第k种交通干线及交通基础设施的权重值（即影响程度）；q为区域内交通设施种类。

2.1.4 区位优势度

区位优势度是指各评价单元在区域内的中心度，可以反映评价单元地理位置的优劣，选用引力模型法来表征。其计算式由式（5）表示为

式中Pi、Pj分别为单元i、j的常住人口，万人；Gi、Gj分别为单元i、j的年生产总值，亿元；Disij为两单元间起讫点的最短时间，h。

2.2 经济发展水平评价模型

结合已有的研究和数据［21-22］，从区域经济效益、消费投资环境、人民生活水平等3个方面选取人均第二产业生产总值、人均第三产业生产总值、人均地区生产总值、人均社会消费品零售额、人均一般公共预算收入、人均实际使用外资、人均社会固定资产投资额、城镇居民人均可支配收入、农村居民人均可支配收入、每万人拥有医院床位数、每万人拥有执业医师数等11 项指标进行综合测度，同样采用熵权TOPSIS法分配权重，最终加权计算得出各评价单元的综合评价得分值。经济发展水平测度指标见表3。

表3 经济发展水平测度指标表

2.3 耦合协调发展评价模型

采用耦合度、协调度和相对发展度3项衡量指标验证南京都市圈交通优势度和经济发展水平间的耦合协调关系。

2.3.1 耦合协调度模型

耦合是指两个或两个以上的系统或运动方式之间通过各种相互作用而彼此影响的现象，通常用来描述系统或要素相互影响的程度［23］。因而，可构建区域交通优势度与经济发展水平之间的耦合模型定量描述二者间的相互作用程度。耦合度指数C的计算式由式（6）表示为

式中U1、U2分别为综合交通优势度和经济发展水平评价指数。

协调是指两个或两个以上系统或要素之间一种良性的相互关系，是系统之间或系统内要素之间和谐一致、良性循环的关系［24］。由于交通优势度和经济发展水平的关系是一个动态变化过程，在某些情况下耦合度模型对交通优势度与经济发展水平协同效应的描述存在不足，因而可在耦合度模型基础上借助协调度模型评判交通优势度与经济发展水平的协调程度。协调度指数T的计算式由式（7）表示为

式中a、b为待定系数，一般均取0.5［25］。

耦合协调度指数D由式（8）表示为

2.3.2 相对发展度指数

耦合协调度模型虽可测度系统内相互作用和协调发展程度，却难以反映系统间相对发展水平，为弥补这一不足，可进一步引入相对发展度指数R来衡量［26］。R＞1时表示交通比经济发展快，反之，则表示经济发展速度快；R＝1 则说明两者完全同步。其计算式由式（9）表示为

3 结果与分析

根据式（1）～（9）计算得到南京都市圈各评价单元的交通优势度、经济发展水平、耦合协调度和相对发展指数的测度结果。南京都市圈交通优势度与经济发展综合测度见表4。

3.1 交通优势度评价

对南京都市圈交通优势度进行测度后发现交通优势度的差异较大，各评价单元交通优势度为0.01～0.95，其极差为0.94、均值为0.31、中位数为0.26，且平均值大于中位数，存在明显的极化效应。借助自然断点法将各区县单元划分为低、中、较高和高优势度4 类，南京都市圈交通优势度分布如图1所示。可以看出，南京都市圈交通优势度呈现特征有：南京、镇江、扬州、马鞍山、芜湖等沿江城市集路网密度、可达性、重要交通基础设施、区位优势于一体，交通优势度最高，在空间上表现为以南京为核心，镇江、扬州、马鞍山、芜湖等市为次核的交通优势带，并以此交通优势带由高渐低向外扩散。此外，南京与周边镇江、扬州、马鞍山等市之间的交通支撑体系较为完善，在区域协同下呈现融合态势，较大范围的“同城圈”已初具规模。而交通优势度较低的区县则几乎全部位于地理位置相对偏僻的山地丘陵地区，交通网络密度较低，缺少重要交通基础设施的配置，距离沿江城市也较远，其区位优势不明显。

图1 南京都市圈交通优势度图

南京都市圈交通优势度空间格局形成主要源于（1）自然本底条件 地形、地貌、气象、水文、地质等自然本底要素的限制，在一定程度塑造了区域交通基础设施的布局与建设；（2）建设施工技术 沿江城市跨江桥梁的陆续建成，使得长江天堑对交通发展的阻碍日益弱化；（3）江河良港支撑 长江及淮河沿线优良的水运港口条件使沿线城市具有天然的相对优势，早期的积累使其逐渐在区域性交通发展中占据优势地位。

3.2 经济发展水平评价

根据各单元经济发展水平综合得分的指数特征，使用自然断点法划分南京都市圈经济发展水平的类型，共计4类，南京都市圈经济发展水平分布如图2所示。各评价单元经济发展水平综合得分为0.04～0.64，其均值为0.26，整体得分偏低。其中，高发展水平的区县有7 个、较高发展水平的区县有14个、中发展水平的区县为15 个、低发展水平区县为24个，约60%的区县经济发展水平低于整体均值，整体呈金字塔形。60 个区县中，南京市秦淮区经济发展水平最高，其综合得分为0.64；滁州市定远县经济发展水平最低，其综合得分仅为0.04，经济发展水平差距较大。相比之下，各市辖区经济发展水平具有突出优势，在空间上呈现以南京市市辖区为高值主核心，镇江、扬州、淮安、芜湖等市辖区为高值次核心的“多核”圈层结构，低值区域覆盖范围较大，且各市辖区的辐射能力略有不同。

图2 南京都市圈经济发展水平分布图

南京都市圈经济发展态势主要受以下因素影响：（1）区域发展战略 南京都市圈、皖江城市带、南京、镇江、扬州一体化等区域发展战略对南京、镇江、扬州、马鞍山、芜湖等城市经济发展起到了重要的引导和促进作用；（2）地理区位优势 相较之下，长江及淮河沿线城市在航运网络中有着重要地位，在水运时代已获得较高质量的发展，经济发展基础好，具有进一步发展的优势条件；（3）社会经济基础 受地形地貌和区位影响，外围区县接受中心城市辐射带动作用较弱，产业结构较为低端，经济发展整体落后。

3.3 耦合协调发展类型分析

经计算，南京都市圈88.3%的评价单元耦合度＞0.90，各评价单元交通与经济的耦合度处于较高水平，交通建设与经济发展间的相互作用比较明显，交通建设支撑区域经济发展的同时，经济发展也促进交通建设向前推进。从耦合协调度来看，都市圈整体均值仅为0.50，中低水平协调单元居多，7 个高水平协调单元均位于南京市。各区县单元间发展也不平衡，具体表现为以南京、扬州、淮安、马鞍山、芜湖等市市辖区作为核心区域向外扩散逐渐失调的空间分布特征；江河沿线的区县协调度较高，且越接近区域中心城市，协调度越高。

参阅相关研究中耦合协调阶段和相对发展情况的类型划分标准［27-28］，将耦合协调度指数分为低水平（0≤D≤0.45）、中水平（0.45＜D＜0.65）和高水平（0.65≤D≤1）3 个阶段，相对发展度指数分为交通滞后经济（0≤R≤0.8）、交通同步经济（0.8＜R＜1.2）和交通超前经济（1.2≤R）3种情况。根据耦合协调度和相对发展水平的划分，可进一步将60个评价单元归纳为同步协调型、交通滞后型、经济滞后型和双滞后型4种类型。耦合协调发展类型分布如图3所示，耦合协调发展类型划分见表5。

同步协调型区县共18个，主要集中于区域中心城市、次中心城市核心区，表明正处在发展的上升期，交通条件和经济环境都有一定发展基础，交通建设与经济发展协同效应良好，处于同步发展阶段，二者相互影响，相互促进。应保持现有协调发展态势，发挥交通优势，优化城市产业结构，发挥辐射带动作用，促进区域整体提升。

经济滞后型区县共29个，多数分布在南京都市圈的外围区域，是南京都市圈中的主要类型，表明区域内部仍然缺少有效联动，交通对经济发展的先导作用有待加强。应加强与同步协调型区县的紧密协作，利用当地优越的交通条件，增强城市吸引力，推进产业技术升级，构筑高端产业体系，实现优势互补，提升自身经济发展质量。

交通滞后型区县共有11个，几乎全部位于南京都市圈边缘，缺少重要交通基础设施覆盖，交通可达性较差，区位优势度不高，导致当前交通对经济发展的促进作用不明显。应加快交通基础设施建设，构建城际快速通道，加强与区域中心、次中心城市的联系，通过政府宏观引导，在保持经济高质量发展的前提下改善交通条件。

双滞后型仅有天长市、郎溪市2 个县级市。交通与经济发展的协同效应不明显，相互带动作用较低，可能是相较于周边城市，综合竞争力较弱，较难将交通优势有效转变为经济发展的动力。应加强政企合作，制定惠企政策，鼓励培育在地企业，紧跟区域物流高质量发展机遇，推动交通和经济发展，向高度协调转变。

当前，南京都市圈交通优势度和经济发展具有较好的耦合关系，是实现长期稳定发展的重要前提。（1）应进一步改善整体交通状况，加强与区域中心、次中心城市的联系，重点布局薄弱地区，以南京1 h同城圈为核心，以次中心城市为基点，构建城际快速通道，完善不同层级城市圈的嵌套与布局，发挥经济增长极的扩散效应。（2）应针对不同类型区县制定差异化发展路径，抓住一带一路、长江经济带等发展新机遇，加强区域传导、优势互补，释放城市潜能，推进产业技术升级，培育在地高端产业体系，使交通优势得到有效转化，实现发展质量的整体提升。

4 结论

通过上述研究可知：

（1）南京都市圈交通优势度内部差异较大，介于0.01～0.95间，其极差为0.94，存在明显的极化效应。由于各城市“山水城林”空间格局、工程技术进步和江河良港的影响，形成了较为明显的沿江交通优势带，由高渐低向外扩散。

（2）南京都市圈经济发展水平不平衡，呈金字塔形分化，约60%的区县低于平均水平。在社会经济基础、区域发展机遇和地理区位条件的综合作用下，呈现以南京为主核、镇江、扬州、淮安、芜湖等市为次核的“多核”圈层结构。

（3）南京都市圈交通优势度与经济发展耦合关系整体良好，88.3%的评价单元耦合度＞0.90，相互作用比较明显，但协调度偏低，整体均值仅为0.50，存在发展不平衡现象。从耦合协调发展类型来看，主要表现为同步协调型、经济滞后型、交通滞后型和双滞后型4种类型，应根据自身交通条件、特色资源条件和区域差异分工制定适合的经济发展部署，推动交通优势度和经济发展高水平耦合协调。