河北省城市空間分布的定量研究

河北省城市空間分布的定量研究

1影響區(qū)域的計(jì)算1.1綜合實(shí)力評(píng)價(jià)城市發(fā)展1.1.1確定指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)綜合實(shí)力是一個(gè)復(fù)合指標(biāo)，需要能夠充分反映城市對(duì)該地區(qū)的各種影響。而傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法往往只采用單一指標(biāo)或少數(shù)幾個(gè)指標(biāo),不能全面、客觀、綜合地反映城市的實(shí)力地位。本文采用綜合指標(biāo)體系來分析河北省11個(gè)城市影響區(qū)域系統(tǒng),考慮反映城市影響的主要因素及其現(xiàn)狀影響與潛在影響能力,分別從城市規(guī)模、工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)生產(chǎn)能力、商業(yè)規(guī)模等多方面提出了多種指標(biāo)。然后通過對(duì)指標(biāo)的相關(guān)性和規(guī)模的一致性分析,剔除含義明顯重復(fù)或被替代性大的指標(biāo)。經(jīng)篩選,從中選取了10個(gè)主要指標(biāo),作為刻畫城市綜合實(shí)力的變量,即市區(qū)非農(nóng)業(yè)人口(X1)、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(X2)、人均GDP(X3)、固定資產(chǎn)凈值(X4)、社會(huì)商品零售總額(X5)、地方財(cái)政收入(X6)、全部職工數(shù)(X7)、固定資產(chǎn)利稅率(X8)、城鄉(xiāng)居民儲(chǔ)蓄年末余額(X9)和人均財(cái)政收入(X10)等。1.1.2相關(guān)系數(shù)指標(biāo)的權(quán)系數(shù)因子應(yīng)用主成分分析方法把以上多個(gè)指標(biāo)線性組合,使原始變量減少為有代表意義的少數(shù)幾個(gè)新的變量,以少數(shù)幾個(gè)指標(biāo)來代替多個(gè)指標(biāo),既能更集中更典型地表明研究對(duì)象的特征,也能避免大量重復(fù)的工作。首先,列原始數(shù)據(jù)矩陣,將河北省11個(gè)地級(jí)市的10個(gè)特征參數(shù)值建立一個(gè)11×10的原始矩陣。然后,對(duì)相關(guān)系數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和計(jì)算,用雅可比法求解,輸出相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率(表1)。主因子的提取以計(jì)算得到的各因子特征值及累積貢獻(xiàn)率為依據(jù),特征值越大,貢獻(xiàn)率越大,表明該因子在反映城市綜合實(shí)力能力上越重要,只有特征值大于1的因子才能被選為主因子。按累積貢獻(xiàn)率大于85%的一般原則,從表1可知,前三個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率已達(dá)86.08%,且它們的特征值均大于1,后7個(gè)主成分所包含的百分?jǐn)?shù)很小,說明前三個(gè)主因子所包括的要素信息量可以反映出10個(gè)原始特征參數(shù)的大部分信息。因此選取前三個(gè)主因子來替代10項(xiàng)指標(biāo),這三個(gè)主因子是第一主因子——經(jīng)濟(jì)活動(dòng)規(guī)模因子,第二主因子——投入產(chǎn)出效益因子,第三主因子——經(jīng)濟(jì)效益因子。多指標(biāo)綜合的關(guān)鍵在于形成指標(biāo)的權(quán)系數(shù)因子,權(quán)系數(shù)因子選擇恰當(dāng)與否,直接影響綜合指標(biāo)的客觀性。本文采用權(quán)系數(shù)因子為:Ki=Ai×Cij×100(1)式中Ki為第j變量的權(quán)系數(shù);Ai為第i主因子的貢獻(xiàn)率;Cij為第j變量在第i主因子上的貢獻(xiàn)。1.1.3變異標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,以消除系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)誤差及量綱差異的影響,為避免標(biāo)準(zhǔn)化后指標(biāo)產(chǎn)生負(fù)值,這里采用極差標(biāo)準(zhǔn)化。即設(shè)Xij為i城市j變量原始統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),則Mij=(Xij-minXij)/(maxXij-minXij)(2)于是,城市綜合實(shí)力相對(duì)數(shù)為:Fi=Mij×Kj,Fi是一個(gè)相對(duì)量,是相對(duì)具體空間上的城市而言的,則河北省11個(gè)地級(jí)市的綜合實(shí)力數(shù)值由大到小排列(表2)。1.2影響區(qū)域的計(jì)算1.2.1城市地理場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的度量城市作為一定區(qū)域空間結(jié)構(gòu)的核心,具有集聚和擴(kuò)散的功能,影響著周圍的區(qū)域,本文借用物理學(xué)的概念,把城市影響范圍稱之為城市影響力的“力場(chǎng)”,影響力的大小稱為“場(chǎng)強(qiáng)”。現(xiàn)代城市,不僅是區(qū)域發(fā)展的經(jīng)濟(jì)中心,也是區(qū)域政治、文化和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的中心地,更確切地說,它是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和物質(zhì)三位一體的有機(jī)實(shí)體。因此,以城市的綜合實(shí)力F來作為評(píng)價(jià)城市地理場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的綜合變量,則某一城市(吸引中心)與其以外任何一點(diǎn)建立引力模型,計(jì)算公式為:Sik=F/d2ikik2(3)式中Sik為i城市k點(diǎn)上的場(chǎng)強(qiáng);dik為i城市到k點(diǎn)的距離;F為i城市的綜合實(shí)力。1.2.2響應(yīng)所替代本文已經(jīng)計(jì)算出了河北省11個(gè)地級(jí)市的綜合實(shí)力。從公式(3)中可以看出,隨著某點(diǎn)距城市距離的增加,場(chǎng)強(qiáng)越來越小,逐漸被另一城市的影響所代替。通過上式分別計(jì)算S1k和S2k,若S1k>S2k,則k屬于城市1的范圍;若S1k<S2k,則k屬于城市2的范圍;若k是吸引中心1,2的分界點(diǎn),則S1k=S2k,得出斷裂點(diǎn)公式Dr=Drp/(1+Fp/Fr?????√)(4)Dr=Drp/(1+Fp/Fr)(4)式中Dr為斷裂點(diǎn)到r城市間鐵路或公路的距離;Drp為r、p兩城市間的距離;Fr、Fp分別為r、p兩城市的綜合實(shí)力。1.2.3斷裂點(diǎn)處東南角區(qū)域京津冀地區(qū),北京為最大的吸引中心,石家莊為河北省最大的吸引中心。本文選用北京和石家莊斷裂點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)作為確定城市影響范圍所需場(chǎng)強(qiáng)。計(jì)算北京與石家莊之間的距離為283km,設(shè)北京為r城市,石家莊為p城市,則Fr=95.38,Fp=18.05,Drp=283,則Dr=283/(1+18.05/95.38??????????√)=197.21Dr=283/(1+18.05/95.38)=197.21km;Dp=283-197.21=85.79km根據(jù)計(jì)算,兩市斷裂點(diǎn)距北京197.21km,距石家莊85.79km,斷裂點(diǎn)處石家莊市的城市影響力場(chǎng)強(qiáng)為S=18.05/85.792=2.45×10-3,以此場(chǎng)強(qiáng)來確定河北省11個(gè)地級(jí)市弱影響范圍的邊界場(chǎng)強(qiáng)。石家莊市作為河北省最大的中心城市,城市綜合實(shí)力為18.05,其周圍有鹿泉市、正定縣、藁城市、欒城縣和元氏縣,受距離衰退效應(yīng)的影響,石家莊市對(duì)這五縣影響強(qiáng)度大,因此,選五縣鐵路距離石家莊最遠(yuǎn)處作為強(qiáng)影響區(qū)的邊界場(chǎng)強(qiáng),五縣鐵路距離石家莊最遠(yuǎn)處為元氏縣,其與石家莊之間的距離為35km,計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)為:S=18.05/352=14.73×10-3,以此場(chǎng)強(qiáng)作為河北省11個(gè)地級(jí)市強(qiáng)影響范圍的邊界場(chǎng)強(qiáng)。1.2.4城市綜合實(shí)力fiDi=Fi/S????√(5)Di=Fi/S(5)式中Fi為第i城市的綜合實(shí)力;S為城市影響范圍的邊界場(chǎng)強(qiáng);Di為城市影響范圍即邊界點(diǎn)距城市中心的距離。經(jīng)計(jì)算,得出河北省11個(gè)地級(jí)市的城市影響范圍(表3)。2分析省域城市的空間發(fā)展趨勢(shì)2.1響區(qū)范圍根據(jù)表3中河北省11個(gè)地級(jí)市的強(qiáng)、弱影響區(qū)范圍,即強(qiáng)、弱影響區(qū)的邊界點(diǎn)距中心城市的距離,可知河北省11個(gè)地級(jí)市的強(qiáng)、弱影響區(qū)內(nèi)所包括的縣、市(表4、表5)。2.2河北省各區(qū)域強(qiáng)影響區(qū)的發(fā)展態(tài)勢(shì)城市的強(qiáng)影響區(qū)是接受城市擴(kuò)散效應(yīng)迅速的地區(qū),預(yù)示著近期內(nèi)區(qū)域形態(tài)的發(fā)展方向和空間發(fā)展趨勢(shì)。從表4和上面的分析可知,河北省11個(gè)地級(jí)市的強(qiáng)影響區(qū)均相互獨(dú)立,沒有重疊和毗連現(xiàn)象。說明在近期內(nèi),城市之間的相互作用、相互影響很少,呈現(xiàn)出一種孤立的多中心城市的多核心狀。雖然城市之間的相互作用不是很大,沒有相互重疊和毗連現(xiàn)象,但是從11個(gè)地級(jí)市的強(qiáng)影響區(qū)來看,依然存在3個(gè)城市相對(duì)密集的地區(qū)。1)石保區(qū),包括石家莊市、正定縣、靈壽縣、平山縣、井陘縣、元氏縣、欒城縣、新樂市、鹿泉市、藁城市和保定市、滿城縣、清苑縣、徐水縣等地區(qū)。2)邯邢區(qū),包括邯鄲市、邯鄲縣、磁縣、臨漳縣、成安縣、永年縣、武安市、邢臺(tái)市、邢臺(tái)縣、任縣、南和縣、沙河市等地區(qū)。3)唐山區(qū),包括唐山市、豐潤(rùn)縣、豐南市等地區(qū)。根據(jù)河北省11個(gè)地級(jí)市強(qiáng)影響區(qū)的特點(diǎn),可以看出河北省城市近期的發(fā)展趨勢(shì):1)整體上呈現(xiàn)出孤立的多中心城市的多核心狀。各中心城市均成為一定范圍內(nèi)的集聚中心,極化機(jī)制占主導(dǎo)地位。這些區(qū)域的中心城市近期內(nèi)是河北省交通、通信等各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施的重點(diǎn)設(shè)置區(qū)。2)石家莊市、唐山市、邯鄲市在城市形態(tài)上將有小范圍的擴(kuò)延。在石家莊市、唐山市、邯鄲市這三市的強(qiáng)影響區(qū)范圍內(nèi)存在著比較多的小城市和城鎮(zhèn),在三市的影響下,它們會(huì)很快發(fā)展起來。而且這三個(gè)地級(jí)市也將由孤立的多中心城市階段向城市郊區(qū)化和鄉(xiāng)村城市化階段過渡,在形態(tài)上表現(xiàn)為城市小范圍的擴(kuò)延。這三個(gè)地區(qū)可以說是近期內(nèi)河北省城市化速度最快的地區(qū),也是各種有形設(shè)施的重點(diǎn)投資地區(qū)。2.3城市的弱影響區(qū)城市的弱影響區(qū)是近期內(nèi)接受城市擴(kuò)散效應(yīng)遲緩的地區(qū),但隨著城市綜合實(shí)力的增強(qiáng)其接受城市擴(kuò)散效應(yīng)的速度也會(huì)隨之加速,因此,城市的弱影響區(qū)預(yù)示著區(qū)域在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)的發(fā)展方向。由上述的分析和表5可知,在較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi),河北省城市的發(fā)展可以分為兩種形式的地區(qū)。2.3.1在京山鐵路沿線上存在一些山地和城市間的城市南北軸是指京廣鐵路沿線地區(qū),東西軸指京山鐵路沿線地區(qū)。在這兩軸地帶上共有河北省的6個(gè)地級(jí)市,根據(jù)對(duì)弱影響區(qū)范圍的分析,這6個(gè)城市的弱影響范圍均有重疊現(xiàn)象。而且京津二市斜貫這一軸線,此外,在京津軸帶中間還有我省的廊坊市。城市之間的相互作用、相互影響往往是依賴交通線聯(lián)系在一起的。京廣鐵路沿線有石家莊市、邢臺(tái)市、邯鄲市和保定市,其中石家莊市與邢臺(tái)市在邢臺(tái)市的臨城縣、隆堯縣、內(nèi)丘縣重疊;石家莊市與保定市在保定市的定州市和安國(guó)市重疊;唐山市與秦皇島市在秦皇島市的昌黎縣重疊;邯鄲市與邢臺(tái)市在邢臺(tái)市的邢臺(tái)縣、任縣、南和縣、沙河市、平鄉(xiāng)縣和邯鄲市的永年縣、武安市、曲周縣、雞澤縣重疊。在京山鐵路沿線有河北省的唐山市和秦皇島市,它們?cè)谇鼗蕧u市的昌黎縣重疊,這些重疊的縣、市在未來會(huì)受到兩個(gè)地級(jí)市的影響,所以也是各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施重點(diǎn)投資的地區(qū)。同時(shí),由于這6個(gè)市同在京廣和京山線上,它們之間的相互影響也很大。此外,由于它們分布比較集中,會(huì)形成一個(gè)南北向和一個(gè)東西向的城市帶。在這三軸上共有我省的7個(gè)地級(jí)市,其中京廣線上的四市之間,京山線上的兩市之間影響較強(qiáng),由于京津兩大城市的影響輻射,保定市和唐山市之間雖相距較遠(yuǎn),兩市間的地區(qū)仍是城市影響較強(qiáng)的地區(qū)。這三軸地區(qū)可以說是河北省未來城市、交通和通訊等基礎(chǔ)設(shè)施的密集地區(qū),也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展很快的地區(qū)。2.3.2河北城市化的趨勢(shì)1)冀東南地區(qū),指京津以南,京廣線以東的地區(qū)。該地區(qū)目前有滄州市和衡水市兩個(gè)經(jīng)濟(jì)吸引中心。兩市經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力較弱,影響范圍狹小。該區(qū)未來將以此兩市為中心形成雙核地區(qū)。2)冀西北地區(qū),包括承德市和張家口市及保定市的部分地區(qū)。冀西北地區(qū)地域廣闊,目前只有張家口和承德兩座城市,兩市緊緊相臨,但綜合實(shí)力較弱,是冀西北地區(qū)未來的極化中心。總之,河北城市發(fā)展的趨勢(shì)可概括為:在近期內(nèi),河北省整體上處于孤立的多中心城市階段,少數(shù)地區(qū)將向城市郊區(qū)化和鄉(xiāng)村城市化階段過渡,區(qū)域形態(tài)尚不存在質(zhì)的差異。而在未來,河北省部分地區(qū)將形成軸狀的都市連綿區(qū)狀態(tài),而部分地區(qū)仍處于孤立的多中心城市階段,說明區(qū)域形態(tài)出現(xiàn)了質(zhì)的差異。3河北省各城市發(fā)展的展望(1)近期內(nèi),加強(qiáng)中心城市的建設(shè),尤其要加強(qiáng)省會(huì)城市石家莊的建設(shè),使其成為河北省的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)極河北省城市的強(qiáng)影響范圍沒有重疊,說明近期內(nèi)城市的發(fā)展呈孤立的發(fā)展趨勢(shì),所以要加強(qiáng)各個(gè)地級(jí)市的建設(shè),使其能夠帶動(dòng)整個(gè)區(qū)域的發(fā)展。由于河北省省會(huì)的變動(dòng),到目前為止,河北省還未形成它的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)極?，F(xiàn)在,石家莊與沿海其他省份的省會(huì)相比,經(jīng)濟(jì)實(shí)力,發(fā)展水平仍然比較低。為此,加強(qiáng)石家莊的建設(shè),使它成為河北省的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)極,成為能對(duì)整個(gè)京津以南地區(qū)有較大影響力的城市。(2)加強(qiáng)河北省沿海軸線的發(fā)展以天津?yàn)橹行南蚰媳眱梢硌由斓暮颖笔⊙睾５貛?有唐山、秦皇島、滄州三個(gè)地級(jí)市和黃驊港,同時(shí)唐山和秦皇島還在京山鐵路沿線。唐山市是河北省重要的礦產(chǎn)、能源和重工業(yè)基地,其綜合實(shí)力較強(qiáng),而且瀕臨渤海有京唐港,進(jìn)一步加強(qiáng)其綜合實(shí)力,使其影響范圍與承德市影響范圍毗連,進(jìn)而重疊,促成承德、唐山、秦皇島三核心城市鼎立格局。同時(shí)使其成為河北省北部的經(jīng)濟(jì)中心,與石家莊一起成為河北省南北經(jīng)濟(jì)中心,從而帶動(dòng)整個(gè)河北省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。秦皇島是重要的港口城市,其影響范圍比較大,應(yīng)加快其發(fā)展。處在沿海的滄州的綜合實(shí)力、影響范圍都很小,隨著黃驊港的建設(shè)和神黃鐵路的建成,將給滄州的發(fā)展注入新的活力。這一帶有豐富的資源和優(yōu)良的港口條件,具有良好的發(fā)展前景。(3)進(jìn)一步加強(qiáng)京廣沿線城市的發(fā)展在京廣沿線上的石家莊、保定、邢臺(tái)、邯鄲四個(gè)城市的弱影響范圍相互都有重疊,在未來會(huì)成為河北省的城市密