基于ESDA的重慶市城鎮(zhèn)化發(fā)展空間格局分析

胡晨成等

摘要：將區(qū)域城鎮(zhèn)化差異分析方法與探索性空間數(shù)據(jù)分析（ESDA）法相結(jié)合，借助工具性軟件Arcgis9.3和Geoda，對重慶市2004、2008和2012年3個時段的城鎮(zhèn)化相對發(fā)達(dá)指數(shù)水平進(jìn)行了區(qū)域差異分析，通過計算全局空間自相關(guān)指標(biāo)和局部空間自相關(guān)指標(biāo)，探討重慶市城鎮(zhèn)化發(fā)展存在的差異性，并對差異原因進(jìn)行了分析。分析得知重慶市區(qū)域城鎮(zhèn)化水平在空間上表現(xiàn)出較為明顯的局部空間自相關(guān)集聚格局。針對結(jié)果，提出了提高城鎮(zhèn)化水平的建議。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)化發(fā)展；相對城鎮(zhèn)化發(fā)達(dá)指數(shù)；探索性空間數(shù)據(jù)分析；空間相關(guān)性；重慶市

中圖分類號：F207；301 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）18-4647-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.18.064

城鎮(zhèn)化是社會生產(chǎn)力發(fā)展的產(chǎn)物，城鎮(zhèn)化水平的高低已經(jīng)成為衡量地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展水平最重要的標(biāo)志之一。國內(nèi)外學(xué)者針對城鎮(zhèn)化的不同方面進(jìn)行了不同的研究。許彥曦等[1]、李恒義[2]研究了城市擴展模式和資源利用。彭文武[3]、厲以寧[4]、周凱等[5]、王文龍[6]分析了城鎮(zhèn)化的問題，提出了發(fā)展新思路。大多數(shù)研究只是基于經(jīng)濟數(shù)據(jù)如地區(qū)GDP、居民消費水平進(jìn)行傳統(tǒng)的回歸分析，其理論假設(shè)前提是數(shù)據(jù)本身在統(tǒng)計上是獨立的、呈正態(tài)分布[7，8]。然而，不同區(qū)域城鎮(zhèn)化空間數(shù)據(jù)往往具有一定的空間自相關(guān)性，而空間自相關(guān)性中蘊含一些有用的信息，必須采用合適的方法予以解決[9]。本研究以城鎮(zhèn)化相對發(fā)達(dá)指數(shù)為基礎(chǔ)，探討以ESDA為主的空間分析方法在縣域城鎮(zhèn)化空間相關(guān)性研究中的應(yīng)用，為重慶市乃至整個西南山地區(qū)域的城鎮(zhèn)化發(fā)展提供科學(xué)參考依據(jù)。

1 研究區(qū)域

重慶市地勢由南北向長江河谷逐級降低，西北部和中部以丘陵、低山為主，渝東南靠大巴山和武陵山兩座大山脈，幅員面積8.24萬km2，下轄38個行政區(qū)（縣），有19個區(qū)（萬州區(qū)、黔江區(qū)、涪陵區(qū)、渝中區(qū)、大渡口區(qū)、江北區(qū)、沙坪壩區(qū)、九龍坡區(qū)、南岸區(qū)、北碚區(qū)、渝北區(qū)、巴南區(qū)、長壽區(qū)、江津區(qū)、合川區(qū)、永川區(qū)、南川區(qū)、綦江區(qū)、大足區(qū)）；19個縣（潼南縣、銅梁縣、榮昌縣、璧山縣、梁平縣、城口縣、豐都縣、墊江縣、武隆縣、忠縣、開縣、云陽縣、奉節(jié)縣、巫山縣、巫溪縣、石柱土家族自治縣、秀山土家族苗族自治縣、酉陽土家族苗族自治縣、彭水苗族土家族自治縣）。重慶市府所在地習(xí)慣被稱為主城（主城九區(qū)：渝中區(qū)、九龍坡區(qū)、南岸區(qū)、沙坪壩區(qū)、江北區(qū)、巴南區(qū)、北碚區(qū)、渝北區(qū)和大渡口區(qū)），其中市區(qū)所在地渝中區(qū)、九龍坡區(qū)、南岸區(qū)、沙坪壩區(qū)、江北區(qū)和大渡口區(qū)等六區(qū)的城鎮(zhèn)化率接近100%，因此，將渝中區(qū)、九龍坡區(qū)、南岸區(qū)、沙坪壩區(qū)、江北區(qū)和大渡口區(qū)共計六區(qū)作為一個整體，稱為“市區(qū)”，即以市區(qū)和其他32個區(qū)（縣）作為基本研究區(qū)域。

3 結(jié)果與分析

以重慶市區(qū)和其他32個區(qū)（縣）區(qū)域城鎮(zhèn)化相對發(fā)達(dá)指數(shù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用Arcgis9.3和Geoda095i實現(xiàn)制圖功能和空間探索性分析功能，得到重慶市城鎮(zhèn)化發(fā)達(dá)程度分區(qū)圖、Moran散點圖和LISA聚集圖以及空間自回歸模型分析結(jié)果。

3.1 重慶市區(qū)域城鎮(zhèn)化發(fā)展的空間分布特征

以城鎮(zhèn)化相對發(fā)達(dá)指數(shù)確定的城鎮(zhèn)化發(fā)達(dá)分區(qū)為基礎(chǔ)，對重慶市2004、2008和2012年城鎮(zhèn)化發(fā)展的空間分布特征進(jìn)行了分析（圖1）。

由圖1可知，重慶市城鎮(zhèn)化水平西部地區(qū)明顯發(fā)達(dá)于渝東南和渝東北。在三期城鎮(zhèn)化發(fā)達(dá)分區(qū)圖中，渝東北的萬州區(qū)始終處于城鎮(zhèn)化的發(fā)達(dá)區(qū)，而其周圍城市則處于不發(fā)達(dá)區(qū)或欠發(fā)達(dá)區(qū)，原因是萬州區(qū)擁有重慶市最大的航運碼頭，交通便利，在重慶直轄之前經(jīng)濟發(fā)展就高于周邊地區(qū)；重慶直轄之后，萬州作為重慶第二大城市，得益于其交通區(qū)位優(yōu)勢和經(jīng)濟基礎(chǔ)，城鎮(zhèn)化速度高于周邊區(qū)縣。圖中以市區(qū)為中心的周圍區(qū)（縣）構(gòu)成的都市圈為重慶市城鎮(zhèn)化發(fā)達(dá)地區(qū)和次發(fā)達(dá)地區(qū)，以渝東北和渝東南為城鎮(zhèn)化欠發(fā)達(dá)地區(qū)和不發(fā)達(dá)地區(qū)，這與重慶市的地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平和交通區(qū)位優(yōu)勢相吻合，與重慶市委、市政府規(guī)劃的重慶市“一圈兩翼”“1小時經(jīng)濟圈”包括主城九區(qū)，以及永川區(qū)、江津區(qū)、合川區(qū)、南川區(qū)、涪陵區(qū)、長壽區(qū)、潼南縣、銅梁縣、大足區(qū)、榮昌縣、璧山縣、綦江區(qū)；渝東北翼萬州區(qū)、城口縣、巫溪縣、巫山縣、開縣、云陽縣、奉節(jié)縣、梁平縣、忠縣、墊江縣、豐都縣；渝東南翼黔江區(qū)、秀山縣、酉陽縣、石柱縣、彭水縣、武隆縣的區(qū)域發(fā)展格局相吻合。

3.2 城鎮(zhèn)化發(fā)展區(qū)域差異的空間分析

對重慶市區(qū)（縣）相對城鎮(zhèn)化發(fā)達(dá)指數(shù)進(jìn)行空間自相關(guān)性分析之前，需要建立研究區(qū)內(nèi)各村之間的空間鄰近關(guān)系。根據(jù)各縣（區(qū)）域之間的鄰接拓?fù)潢P(guān)系，采用二進(jìn)制鄰接權(quán)重矩陣。

3.2.1 全局空間自相關(guān) 利用公式（1）計算出全局空間自相關(guān)的MoranI指數(shù)和其他相關(guān)指標(biāo)（表1）。從表1可以看出，2004、2008和2012年3個階段的全局MoranI指數(shù)分別為0.533 5、0.586 3和0.636 6，屬于正相關(guān)范圍，且相關(guān)性極為顯著。3個時段均采用正態(tài)分布1%置信區(qū)間雙側(cè)檢驗閾值2.58為上下界限，假設(shè)檢驗Z值分別為6.71、7.18和7.56，均大于2.58，這說明重慶市區(qū)（縣）相對城鎮(zhèn)化發(fā)達(dá)指數(shù)具有空間集聚特征，即高值區(qū)域與高值區(qū)域相鄰接，低值區(qū)域與低值區(qū)域相鄰接。因此，重慶市區(qū)（縣）相對城鎮(zhèn)化發(fā)達(dá)指數(shù)并不是完全隨機分布，其在空間分布上具有較強的正相關(guān)性，存在著空間分布上的顯著集聚模式。即城鎮(zhèn)化發(fā)達(dá)地區(qū)與發(fā)達(dá)地區(qū)相鄰，城鎮(zhèn)化欠發(fā)達(dá)地區(qū)與欠發(fā)達(dá)地區(qū)相鄰，具有顯著地空間關(guān)聯(lián)性。3個時段期間，重慶市區(qū)（縣）相對城鎮(zhèn)化發(fā)達(dá)指數(shù)的空間集聚程度基本上保持在一個相對穩(wěn)定、發(fā)展的狀態(tài)，MoranI指數(shù)由2004年的0.533 5上升到2012年的0.636 6，說明重慶市各區(qū)（縣）的城鎮(zhèn)化水平在不斷提高，集聚程度也在不斷提高。

3.2.2 局部空間自相關(guān) 全局Morans I統(tǒng)計量是一種對空間自相關(guān)的全局評估，僅說明所有區(qū)域與周邊地區(qū)之間空間差異的平均程度，存在忽略了空間過程的局部或小范圍潛在不穩(wěn)定性問題[21，22]，同時也不能指出哪些區(qū)域集聚，集聚的類型是什么。因此，需要通過局部空間自相關(guān)分析集聚的高值或低值所在區(qū)域。局部空間自相關(guān)分析通常采用Local Moran散點圖和Lisa圖來度量。

1）Moran散點圖。在Moran散點圖中，4個象限分別代表了不同的集聚類型。第一象限（HH）代表高值區(qū)域被高值區(qū)域所包圍，稱為擴散效應(yīng)區(qū)；第二象限（LH）表示低值區(qū)域被高值區(qū)域所包圍，稱為過渡區(qū)；第三象限（LL）代表低值區(qū)域被低值區(qū)域所包圍，稱為低速增長區(qū)；第四象限（HL）表示高值區(qū)被低值區(qū)所包圍，稱為極化效應(yīng)區(qū)[23]。第一、三象限表示空間正相關(guān)，與周邊區(qū)（縣）發(fā)展程度相同；第二、四象限表示空間負(fù)相關(guān)，與周邊區(qū)（縣）發(fā)展程度差異較大。在5%的顯著水平下計算出重慶市區(qū)（縣）相對城鎮(zhèn)化發(fā)達(dá)指數(shù)的Moran散點圖（圖2），3個時段的Moran散點圖顯示，大多數(shù)區(qū)（縣）位于第一、三象限，均表現(xiàn)出了正的空間自相關(guān)。其中，低低聚類區(qū)（縣）的數(shù)目略多于高高聚類區(qū)（縣）。Moran散點圖有助于發(fā)現(xiàn)非典型地區(qū)，如高低和低高類型的地區(qū)，即偏離全局正的空間自相關(guān)的地區(qū)[24]。從圖2可知，高低和低高類型區(qū)（縣）較少，如高低類型的區(qū)（縣）始終只有萬州區(qū)，低高類型區(qū)（縣）自始至終是榮昌縣、璧山縣、銅梁縣、潼南縣。高高類型主要分布在市區(qū)周圍，即“1小時經(jīng)濟圈”內(nèi)。低低類型重要分布渝東北和渝東南區(qū)（縣），即“重慶經(jīng)濟兩翼內(nèi)”。這從總體上揭示出重慶市城鎮(zhèn)化發(fā)展水平在空間分布上的不均衡性，即城鎮(zhèn)化發(fā)達(dá)地區(qū)、次發(fā)達(dá)地區(qū)集中在市區(qū)周圍，欠發(fā)達(dá)區(qū)和不發(fā)達(dá)區(qū)分布在距市區(qū)較遠(yuǎn)的渝東北、渝東南的特征。上述結(jié)果反映了重慶市城鎮(zhèn)化發(fā)展水平一直存在著空間自相關(guān)性和異質(zhì)性，揭示出重慶市城鎮(zhèn)化發(fā)展區(qū)域分異的空間格局及演變過程。

2）LISA集聚圖。Moran散點圖并沒有指出各個區(qū)（縣）空間自相關(guān)的程度，LISA圖正好彌補了這個缺陷，LISA值是衡量空間單元屬性和周圍單元的相近（正相關(guān)）和相異（負(fù)相關(guān)）程度的指標(biāo)[18]。根據(jù)局部Morans I指數(shù)值，在其5%顯著性條件下，繪制出重慶市區(qū)（縣）相對城鎮(zhèn)化發(fā)達(dá)指數(shù)水平局部空間自相關(guān)集聚類型的LISA集聚圖（圖3）。

城鎮(zhèn)化水平空間差異較小、區(qū)域本身城鎮(zhèn)化水平較高且周圍區(qū)域城鎮(zhèn)化水平較高的城市（高高型）。2004和2008年落入“高高”象限的均為市區(qū)周圍區(qū)縣，2012年在2008年基礎(chǔ)上多了大足區(qū)；然而，圖3顯示，3個時段具有“高高”類型顯著的LISA值始終是市區(qū)（渝中區(qū)、九龍坡區(qū)、南岸區(qū)、沙坪壩區(qū)、江北區(qū)和大渡口區(qū)）、北碚區(qū)、渝北區(qū)、巴南區(qū)和江津區(qū)。反映了這一時期重慶市城鎮(zhèn)化“擴散效應(yīng)”區(qū)（縣）是與市區(qū)、北碚區(qū)、渝北區(qū)、巴南區(qū)和江津區(qū)靠近的綦江區(qū)、南川區(qū)、永川區(qū)、涪陵區(qū)、長壽區(qū)和合川區(qū)，其向外輻射的力度稍嫌不足，輻射范圍始終未能沖出“1小時經(jīng)濟圈”。這些高高型的城市由于本身經(jīng)濟基礎(chǔ)較好，區(qū)域位置特別好，相應(yīng)城鎮(zhèn)化水平也較高。但是平均量卻只有不到30%。

城鎮(zhèn)化水平空間差異較小、區(qū)域本身城鎮(zhèn)化水平較低且周圍區(qū)域城鎮(zhèn)化水平較低的城市（低低型）。2004和2008年落入“低低”象限的均為渝東北區(qū)縣和渝東南，2012年在2004年基礎(chǔ)上多了秀山縣。但是，圖3顯示，2004、2008年兩時段具有“低低”類型顯著的LISA值始終是渝東北的巫溪縣、巫山縣和奉節(jié)縣，渝東南的酉陽縣、黔江區(qū)和彭水縣；2012年在2008年的基礎(chǔ)上又多了渝東南翼的秀山縣。反映了這一時期重慶市城鎮(zhèn)化“低速增長”區(qū)（縣）是與渝東北翼的巫溪縣、巫山縣和奉節(jié)縣，渝東南翼的酉陽縣、黔江區(qū)和彭水縣相鄰的武隆縣、大足區(qū)、豐都縣、墊江縣、石柱縣、忠縣、梁平縣、云陽縣、開縣和城口縣。這些區(qū)（縣）距離重慶市區(qū)較遠(yuǎn)，區(qū)位劣勢明顯，絕大部分為山區(qū)，并且部分區(qū)（縣）位于三峽庫區(qū)，屬于三峽庫區(qū)生態(tài)保護(hù)區(qū)域范圍，區(qū)域內(nèi)多受生態(tài)退耕、環(huán)境保護(hù)的影響，工業(yè)經(jīng)濟不發(fā)達(dá)導(dǎo)致二三產(chǎn)業(yè)吸收農(nóng)村剩余勞動力的能力有限，最終導(dǎo)致城鎮(zhèn)化水平偏低。今后發(fā)展中應(yīng)重點關(guān)注這一區(qū)域，給予政策和其他優(yōu)惠幫助其發(fā)展。

城鎮(zhèn)化水平空間差異較大、區(qū)域本身城鎮(zhèn)化水平較高但周圍區(qū)域城鎮(zhèn)化水平較低的區(qū)（縣）（高低型）。圖3顯示，2004年沒有出現(xiàn)這種類型；2008年只有萬州區(qū)屬于這一類型，主要原因在于其周圍的開縣、云陽縣、梁平縣、忠縣和石柱縣城鎮(zhèn)化水平較萬州區(qū)要低很多；到2012年隨著萬州區(qū)周圍區(qū)（縣）城鎮(zhèn)化水平的快速發(fā)展，這種“高低”類型現(xiàn)象也隨之消失。

城鎮(zhèn)化水平差異較大、區(qū)域本身城鎮(zhèn)化水平較低且周圍區(qū)域較高的城市（低高型）。圖3顯示，2004、2008和2012年這種類型的區(qū)（縣）只有一個，即璧山縣，原因在于璧山旁邊緊靠市區(qū)城市帶，城市帶整體城鎮(zhèn)化水平相對較高。其他從集聚圖上看到的空白區(qū)域城鎮(zhèn)化水平與周圍相比沒有明顯的特征，但是符合總體的城鎮(zhèn)化分布特征。隨著“高高”類型的擴散效應(yīng)，這一地區(qū)是未來城鎮(zhèn)化水平快速發(fā)展的潛在區(qū)域。

4 結(jié)論與建議

利用區(qū)域城鎮(zhèn)化差異分析方法完善的ESDA方法，包括MoranⅠ指數(shù)、Moran散點圖和LISA等來有效地分析了2004、2008和2012年3個時段的區(qū)域城鎮(zhèn)化相對發(fā)達(dá)指數(shù)的空間分布特征，揭示空間聯(lián)系的結(jié)構(gòu)，認(rèn)識其內(nèi)在規(guī)律性及其動態(tài)演變過程，并對空間格局成因進(jìn)行了科學(xué)分析。

1）重慶市整體城鎮(zhèn)化水平較低，區(qū)域“二元結(jié)構(gòu)”差異明顯。從Moran散點圖和LISA聚集圖中可以看出，重慶市有42.11%的區(qū)（縣）處于城鎮(zhèn)化發(fā)展低速增長的“低低”區(qū)。經(jīng)過近10年的發(fā)展，這種情況基本沒有變化，著說明重慶市整體城鎮(zhèn)化水平還比較低；在LISA聚集圖中出現(xiàn)兩個顯著區(qū)域，且顯著“低低”區(qū)域范圍進(jìn)一步擴大，區(qū)域城鎮(zhèn)化發(fā)展水平差異明顯。

2）城鎮(zhèn)化水平空間分布與區(qū)（縣）所處的地理位置、資源狀況和經(jīng)濟基礎(chǔ)緊密相連。城鎮(zhèn)化發(fā)展好的區(qū)（縣）多集中在市區(qū)周圍，基本都屬于“重慶一小時經(jīng)濟圈”范疇之內(nèi)，區(qū)內(nèi)交通發(fā)達(dá)，靠近全市政治、經(jīng)濟、文化中心，經(jīng)濟基礎(chǔ)較好；城鎮(zhèn)化發(fā)展緩慢的區(qū)（縣）處于渝東北和渝東南，距重慶市區(qū)較遠(yuǎn)，區(qū)位劣勢明顯，絕大部分為山區(qū)，并且部分區(qū)（縣）位于三峽庫區(qū)，屬于三峽庫區(qū)生態(tài)保護(hù)區(qū)域范圍；城鎮(zhèn)化發(fā)展水平高的（或低的）區(qū)（縣）存在著顯著的空間正相關(guān)性，說明區(qū)（縣）城鎮(zhèn)化發(fā)展是相互影響，但是發(fā)達(dá)地區(qū)的輻射帶動作用始終局限在“1小時經(jīng)濟圈”中，沒有輻射到“渝東南翼”和“渝東北翼”地區(qū)。

3）為實現(xiàn)區(qū)域城鎮(zhèn)化協(xié)調(diào)發(fā)展，各地應(yīng)因地制宜制定符合本區(qū)域的城鎮(zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略。渝東北地區(qū)的三峽庫區(qū)范圍內(nèi)的區(qū)（縣）應(yīng)將城鎮(zhèn)化發(fā)展和三峽庫區(qū)生態(tài)保護(hù)相結(jié)合，大力發(fā)展特色農(nóng)業(yè)就，利用三峽庫區(qū)豐富的旅游資源，發(fā)展“無煙工業(yè)”——旅游業(yè)，來吸收農(nóng)村人口就業(yè)。渝東南應(yīng)將城鎮(zhèn)化發(fā)展和少數(shù)民族特色文化發(fā)戰(zhàn)結(jié)合起來，發(fā)展特色民族文化產(chǎn)業(yè)和旅游業(yè)。

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