基于引力模型的上海大都市圈聯(lián)系度分析

王國力， 宋 昂

(1.遼寧師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，遼寧 大連 116029；2.東北財(cái)經(jīng)大學(xué) 投資工程管理學(xué)院，遼寧 大連 116025)

在區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展過程中，隨著城市呈輻射性擴(kuò)散的趨勢越來越明顯，與周圍城市的聯(lián)系愈加緊密.在《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014—2020年)》中，強(qiáng)調(diào)了區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展與城市群建設(shè)要以大都市圈為核心，打造都市圈這一個(gè)“強(qiáng)核”.顯然，都市圈在我國新型城鎮(zhèn)格局中占據(jù)承上啟下的關(guān)鍵位置.上海是長三角區(qū)域一體化協(xié)同發(fā)展的核心城市，是國際經(jīng)濟(jì)、金融、貿(mào)易、航運(yùn)、科技創(chuàng)新中心和文化大都市.2016年8月，《上海市城市總體規(guī)劃(2016—2040)草案》發(fā)布，提出以上海市為區(qū)域核心城市，建立上海大都市圈的發(fā)展目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)了上海要主動(dòng)融入長三角區(qū)域協(xié)同發(fā)展，構(gòu)建上海大都市圈，進(jìn)而打造具有全球影響力的世界級(jí)城市群.因此，上海作為核心城市對(duì)都市圈內(nèi)的其他城市在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化和科技等方面具有一定的輻射帶動(dòng)作用.同時(shí),區(qū)域內(nèi)逐步完善的蘇錫常都市圈、杭紹同城發(fā)展等，對(duì)于實(shí)現(xiàn)長三角區(qū)域一體化的發(fā)展目標(biāo)具有重要意義.

城市之間的聯(lián)系程度主要源于單個(gè)城市在經(jīng)濟(jì)、文化、生活與對(duì)外開放等方面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，同時(shí)，城市之間的聯(lián)系度也會(huì)作用于城市的綜合表現(xiàn)，從而影響城市整體的活躍程度[1].近年來，相關(guān)學(xué)者對(duì)城市間聯(lián)系度的分析主要分定性分析與定量分析兩種.定性分析主要源于相關(guān)部門發(fā)布的城市規(guī)劃文本，從城市所處的地理位置入手，對(duì)于各個(gè)影響因素進(jìn)行分析.定量分析的方法主要有兩種，即引力模型與城市流.孟德友和陸玉麒[2]以江蘇為研究對(duì)象，運(yùn)用引力模型結(jié)合 GIS 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)分析功能，測算了江蘇省各地區(qū)聯(lián)系強(qiáng)度.張娟[3]利用空間引力模型，分析了河北省城市間的引力關(guān)系，并以此為依據(jù)選擇城市的增長極.方超等人[4]構(gòu)建城市發(fā)展質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，借助改進(jìn)的引力模型和斷裂點(diǎn)模型，對(duì)皖北6個(gè)地級(jí)市之間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系進(jìn)行測度.對(duì)于城市流分析的方法，數(shù)據(jù)的可獲得性會(huì)存在較大困難，收集過程異常復(fù)雜[5]，綜上可知，運(yùn)用引力模型計(jì)算城市間的聯(lián)系度是較為成熟的方法.

因此，梳理了相關(guān)學(xué)者的研究后，考慮到所選區(qū)域的整體性，選取上海市、蘇州市、杭州市、無錫市、寧波市、南通市、常州市、紹興市、嘉興市、湖州市、舟山市等11個(gè)城市為研究對(duì)象，利用熵權(quán)法結(jié)合改進(jìn)的CRITIC法綜合評(píng)價(jià)都市圈內(nèi)的城市質(zhì)量，綜合改進(jìn)的引力模型對(duì)該都市圈中的城市間聯(lián)系度進(jìn)行研究，結(jié)合中心度公式進(jìn)一步探討中心城市的影響力，從中發(fā)現(xiàn)相關(guān)問題并提出適宜對(duì)策.

1 研究方法

1.1 指標(biāo)體系

根據(jù)《國務(wù)院關(guān)于深入推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的若干意見》和《2019年新型城鎮(zhèn)化建設(shè)重點(diǎn)任務(wù)》等文件，其中均強(qiáng)調(diào)了要建設(shè)新型城市，包括建設(shè)綠色城市、人文城市、智慧城市、創(chuàng)新城市、緊湊城市等新型城市.因此，考慮到上述文件對(duì)新型城市建設(shè)的內(nèi)容要求，構(gòu)建綜合質(zhì)量指標(biāo)體系，全面測算城市質(zhì)量.

在具體指標(biāo)層的選取中，根據(jù)科學(xué)性、合理性、代表性以及可獲得性，從經(jīng)濟(jì)、文化生活、智慧創(chuàng)新、交通運(yùn)輸、綠色生態(tài)與對(duì)外開放等6個(gè)方面，共選取22項(xiàng)指標(biāo)測定上海大都市圈的城市綜合質(zhì)量(表1).

表1 上海大都市圈城市綜合質(zhì)量指標(biāo)體系

1.2 主要方法

1.2.1 熵值法結(jié)合改進(jìn)的CRITIC法

熵值法與CRITIC法均屬于客觀賦權(quán)法，前者能夠說明所選指標(biāo)數(shù)據(jù)含有的信息量大小，后者能夠有效考慮指標(biāo)數(shù)據(jù)之間的對(duì)比強(qiáng)度和相關(guān)性.因此，借鑒宋冬梅等[6]和劉淑茹等[7]學(xué)者的研究方法，考慮到數(shù)據(jù)屬性的離散度、對(duì)比度和相關(guān)度，利用熵值法結(jié)合改進(jìn)的CRITIC法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán).

由于指標(biāo)體系的單位與變異程度存在差異，為消除不同量綱數(shù)據(jù)對(duì)分析的影響，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理.

正向指標(biāo)：

(1)

負(fù)向指標(biāo)：

(2)

其中，Xj為第j項(xiàng)指標(biāo)的值，Xmax和Xmin分別表示該指標(biāo)的最大值和最小值.

第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值:

(3)

計(jì)算指標(biāo)包含的信息量Mj:

(4)

其中，σj為數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后各項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差，|rj×j+1|為指標(biāo)j與j+1的相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值.

確定指標(biāo)權(quán)重Wj:

(5)

計(jì)算各城市的評(píng)價(jià)值:

(6)

1.2.2 引力模型

1687年，物理學(xué)家牛頓提出了萬有引力模型.1858 年，卡利參照牛頓萬有引力定律提出經(jīng)典引力模型.20世紀(jì)20年代末，賴?yán)?Reilly)將萬有引力模型應(yīng)用在經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域.參考相關(guān)學(xué)者的研究，進(jìn)一步改進(jìn)城市引力模型.考慮到研究區(qū)域路網(wǎng)的通達(dá)度以及區(qū)域內(nèi)城市間無通航航班，因此,將經(jīng)典引力模型中兩城市空間距離修正為兩城市的時(shí)間成本距離，改進(jìn)后的城市聯(lián)系度為Fij，公式如下:

(7)

其中,Cij、T′ij與C′ij、Tij分別為公路與鐵路的運(yùn)輸費(fèi)用和時(shí)間，b取常數(shù)2，k為距離衰減系數(shù).查閱《2017年交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》中公路與鐵路的全年旅客運(yùn)送量，確定k=0.802，k′=0.198.

1.2.3 節(jié)點(diǎn)中心度

節(jié)點(diǎn)中心度測定用于判斷節(jié)點(diǎn)城市的等級(jí)高低，將高等級(jí)的中心城市看作該區(qū)域內(nèi)的核心城市，具體公式如下:

(8)

其中，∑Fi表示i城市與其他城市的聯(lián)系度總和，∑Fij表示所有城市之間聯(lián)系度的總和.

1.3 數(shù)據(jù)來源

指標(biāo)體系中的指標(biāo)數(shù)值來源于《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒(2018)》《中國統(tǒng)計(jì)年鑒(2018)》《上海市統(tǒng)計(jì)年鑒(2018)》《江蘇省統(tǒng)計(jì)年鑒(2018)》和《浙江省統(tǒng)計(jì)年鑒(2018)》，個(gè)別缺失數(shù)據(jù)采用插值法補(bǔ)齊.公路與鐵路的運(yùn)行時(shí)間和所需費(fèi)用由高德地圖的搜索結(jié)果整理得出.

2 實(shí)證分析

2.1 上海大都市圈內(nèi)城市質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)值

利用熵值結(jié)合改進(jìn)的CRITIC法，對(duì)上海大都市圈內(nèi)的城市質(zhì)量進(jìn)行測度，得出城市質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)值，如表2所示.

上海作為上海大都市圈的核心城市，在文化生活、智慧創(chuàng)新、交通運(yùn)輸業(yè)、綠色生態(tài)和對(duì)外開放這5個(gè)方面具有絕對(duì)的優(yōu)勢.由于常住人口數(shù)量較大，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)方面的評(píng)價(jià)值略低.杭州與蘇州城市綜合質(zhì)量分別位列第2和第3，在上述5個(gè)方面具有較大優(yōu)勢.由于第三產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，特別是電子商務(wù)行業(yè)與文化娛樂行業(yè)的日新月異，杭州在經(jīng)濟(jì)以及文化生活方面較突出.蘇州逐步發(fā)展的一些戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)以及接納上海轉(zhuǎn)移的某些工業(yè)園區(qū)，在智慧創(chuàng)新方面具有一定優(yōu)勢.其他城市質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)值差距不大.

表2 上海大都市圈城市質(zhì)量評(píng)價(jià)值(Z值)

2.2 上海大都市圈城市聯(lián)系度分析

綜合研究區(qū)域內(nèi)各個(gè)城市質(zhì)量的值，根據(jù)引力模型計(jì)算出各個(gè)城市的聯(lián)系度.為了方便計(jì)算，將聯(lián)系度計(jì)算數(shù)值擴(kuò)大10 000倍，結(jié)果見表3.

由表3可知，上海與蘇州的聯(lián)系度較強(qiáng)，與無錫、杭州、嘉興聯(lián)系度一般，與其余城市的聯(lián)系度較弱.上海作為長三角的核心城市、國家級(jí)金融中心，上海大都市圈內(nèi)城市積極向上海融合，具有政治、經(jīng)濟(jì)、文化等方面的優(yōu)勢.加上交通路網(wǎng)密度較大，縮短了城市之間的時(shí)間與空間距離，與其他城市的聯(lián)系度將會(huì)有進(jìn)一步的提高.

表3 上海大都市圈城市聯(lián)系度

無錫與蘇州和常州的聯(lián)系度較強(qiáng)，與區(qū)域內(nèi)其他城市的聯(lián)系度較弱.3座城市借助鄰近的地理位置優(yōu)勢，產(chǎn)業(yè)間相互合作，積極推動(dòng)輕工業(yè)的發(fā)展.同時(shí)，在國家規(guī)劃的《長江三角洲城市群發(fā)展規(guī)劃》中，要求蘇州、無錫和常州全面強(qiáng)化與上海的功能對(duì)接與互動(dòng).南通沒有與該區(qū)域內(nèi)其他城市互通的高鐵線路，且中轉(zhuǎn)的線路也較少，因此，南通與區(qū)域內(nèi)各個(gè)城市的聯(lián)系度較弱.依托鄰近上海的地理位置優(yōu)勢，南通正完善與上海互通的交通線路，從而加強(qiáng)與上海的聯(lián)系度，集聚和吸引上海的科技創(chuàng)新要素.

杭州與紹興的聯(lián)系度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于杭州與其他城市的聯(lián)系程度.近年來,“杭紹同城”發(fā)展初見成效.其次，杭州與湖州、嘉興的聯(lián)系程度相比之下較高.電子商務(wù)、旅游產(chǎn)業(yè)等行業(yè)的發(fā)展，給杭州帶來較大的吸引潛質(zhì).

嘉興與上海的聯(lián)系程度相比與其他城市的聯(lián)系度位居第二.嘉興提出了“質(zhì)量效益時(shí)代”，引育國家“千人計(jì)劃”項(xiàng)目，開展人才改革試驗(yàn)區(qū)建設(shè)，積極接軌上海.

由于地理位置的限制，舟山市雖處于上海大都市圈中，但與其他城市的聯(lián)系度較弱.依據(jù)港口優(yōu)勢，舟山與杭州、寧波、紹興與上海等城市的聯(lián)系度相比舟山與其他城市的聯(lián)系度較大，舟山成為聯(lián)系上海大都市圈內(nèi)城市與外界的重要門戶港口之一.

2.3 上海大都市圈節(jié)點(diǎn)城市中心度分析

根據(jù)前文對(duì)城市聯(lián)系度的測定，借助中心度公式，計(jì)算出各城市中心度.如表4所示，中心度越高表明該城市對(duì)資源具有較強(qiáng)的吸引力，同時(shí)會(huì)對(duì)周圍其他城市產(chǎn)生重要影響.由表4可知，上海、蘇州、無錫和杭州的城市中心度較高，均遠(yuǎn)高于區(qū)域平均中心度，說明這4座城市在該區(qū)域內(nèi)處于明顯的核心位置，對(duì)于周圍其他城市具有較強(qiáng)的吸引力與聯(lián)系度，比較活躍.隨著上海在全球金融、貿(mào)易和信息服務(wù)中心的逐步確立，對(duì)周邊城市的空間要素作用逐步加強(qiáng)，成為帶動(dòng)上海大都市圈內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)城市發(fā)展的增長極.蘇州逐步承接上海的部分功能，在區(qū)域中的核心地位日益突出，率先提出學(xué)習(xí)上海、依托上海、服務(wù)上海、接軌上海，并將其確定為長期堅(jiān)持的戰(zhàn)略方針.蘇滬關(guān)系合作大于競爭，高水平協(xié)同發(fā)展成為一系列重大舉措的核心指向.其次，蘇州與無錫的產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)，蘇南的碩放機(jī)場成為兩城市的紐帶與橋梁，兩城之間的聯(lián)系緊密.杭州市作為浙江省的省會(huì)，是我國重要的電子商務(wù)中心之一，牢牢把握“互聯(lián)網(wǎng)+”“中國制造2025”等戰(zhàn)略機(jī)遇，特色小鎮(zhèn)等文化產(chǎn)業(yè)方面具有很強(qiáng)的特色.通過對(duì)接區(qū)域內(nèi)的其他核心城市，合理推動(dòng)跨行政界限的資源流動(dòng)配置[8].常州、紹興和湖州3市的中心度略低于平均中心度，可見這些城市較上述4座核心城市吸引力與影響力較低.由于地理位置以及交通路網(wǎng)通達(dá)度等原因，南通與舟山兩座城市的中心度較低，對(duì)于周圍其他城市的吸引力較小.但近年來，交通路網(wǎng)的逐步完善，寧波、舟山等重要港口逐步提高港口能級(jí)，在運(yùn)輸業(yè)、高端制造業(yè)等方面逐步實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的發(fā)展.

表4 上海大都市圈城市中心度

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié) 論

城市間的吸引力與聯(lián)系度在實(shí)質(zhì)上反映了城市間的人口、物質(zhì)與信息的聯(lián)系程度[9].根據(jù)聯(lián)系度與中心度的分析，得出以下結(jié)論.

上海大都市圈內(nèi)，上海與蘇州的聯(lián)系度較強(qiáng)，與無錫、杭州、嘉興聯(lián)系度一般，與其余城市的聯(lián)系度較弱.基本形成了上海、蘇州和杭州3個(gè)核心點(diǎn)城市，聯(lián)系周圍其他城市的上海大都市圈格局.這與《上海大都市圈空間協(xié)同規(guī)劃》《長江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》中提出的建立以上海為核心、蘇杭滬協(xié)同發(fā)展等相關(guān)規(guī)劃內(nèi)容相契合.上海、無錫、杭州與蘇州這4座城市的中心度較高，對(duì)于周圍城市的人才、物質(zhì)和信息等要素的吸引力較大，輻射作用更強(qiáng).

上海大都市圈內(nèi)城市發(fā)展不均衡.目前來看，上海、蘇州和杭州的城市質(zhì)量較高，舟山、湖州與南通的城市質(zhì)量較低，其他城市質(zhì)量處于中間水平.因此，在區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的過程中，應(yīng)統(tǒng)籌兼顧，綜合質(zhì)量高的城市帶動(dòng)綜合質(zhì)量低的城市.通過強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)的集聚與人口的合理分布，使綜合質(zhì)量較低的城市成為具有良好發(fā)展?jié)撡|(zhì)的城市.

3.2 建 議

2019年12月，《長江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》正式發(fā)布，這標(biāo)志著長三角區(qū)域的發(fā)展有了規(guī)劃文本的依據(jù)與支持,上海大都市圈的發(fā)展有了最新的規(guī)劃為藍(lán)本.首先，致力于科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、文化與生態(tài)建設(shè)、公共服務(wù)以及對(duì)外開放，都市圈內(nèi)各城市有重點(diǎn)、有針對(duì)性地交流合作，共同創(chuàng)建合作先行區(qū)與示范區(qū)；其次，完善區(qū)域交通體系，增強(qiáng)城市間路網(wǎng)可達(dá)性，如積極建設(shè)滬蘇湖城際高鐵，蘇州軌道交通與4號(hào)線與上海軌道交通17號(hào)線的對(duì)接等，打破行政區(qū)域的限制，縮小時(shí)空帶來的差距.同時(shí)，要通過人才政策，提高人才樂居品質(zhì)，增強(qiáng)人才的綜合服務(wù)質(zhì)量.最后，要大力推進(jìn)都市圈的生態(tài)保護(hù)一體化進(jìn)程，提高大眾對(duì)生態(tài)環(huán)境的滿意度.