江苏省交通与城市耦合特征

第八章　结论与展望

8.1　主要结论

8.1.1　江苏省城市化过程与格局特征

江苏省作为中国沿海发达省份，是中国经济增长最快、最具活力的省区之一，社会经济事业发展一直处于全国前列。江苏省城市化可分为改革开放前的波动倒退阶段和改革开放后的快速发展阶段。乡镇企业、外资、政策在改革开放后的城市化过程中均起到了重要作用，从三个不同阶段推动了江苏省的城市化进程。

江苏省城市化水平区域差异总体上经历了波动下降和缓慢上升两个阶段，城市化水平呈现苏南、苏中、苏北逐次下降的空间格局。城市化高水平区域大多集中在设区市，并且南北差异仍在逐步拉大。根据江苏省城市化水平高低和空间相关性，将全省65个城市分成扩散型、极化型、落后型和低谷型四种不同类型区。扩散型区域数量不断增多，重心逐步向上海靠近，以苏锡常为核心、紧邻上海形成连片分布格局。苏中、苏北地区城市化水平总体不高，处于极化阶段，各个设区市逐步成为极化型区域。苏北地区经济发展水平较低，城市化动力不足，落后型区域集中连片分布。苏中和苏南城市化水平总体较高，在有长江阻隔的苏中以及远离沪宁线的苏南部分县（市）形成了两个低谷型区域。

江苏省城市综合实力具有首位度下降、城市综合实力差距缩小、城市南北发展差异拉大和苏南城市一体化发展格局显现等特征。

8.1.2　江苏省城市可达性特征

本书基于栅格的可达性分析方法，利用VB编写的AccAVG插件实现了可达性的测算。结果表明，江苏省可达性改善明显。全省可达性改善并不均衡，可达性最小值1996年向南南西方向偏移，2002年向南南东并向北方向偏移，2008年向北偏移，这也从另一侧面反映了江苏交通建设的发展情况，首先是围绕南京为核心的交通建设，其次是改善整个苏南地区的交通，2002年以后，开始逐步改善苏中苏北地区的交通，使全省可达性值改善程度逐步走向均衡，全省交通结构也逐步走向完善。江苏省三大区域可达性改善差异较大，苏南可达性改善最为明显，苏北次之，苏中在整个研究期间均落后于苏南和苏北。通过分析江苏省高速公路路网建设和可达性之间的相关性可得出结论，即交通建设对区域可达性的影响符合边际效用递减原理，即在交通欠发达地区投资的可达性效益要高于交通发达地区。

通过GIS空间分析技术和VB编程语言，对江苏省65个研究单元两两之间的直线距离、1990—2008年的可达性数据进行了挖掘和提取。结果表明，江苏省城市间可达性改善明显，城市间可达性结构由“纺锤形”向“倒金字塔形”转变，城市间可达性总体差距在不断缩小，城市间联系更加紧密。自然条件和区位条件的不同，影响了城市间可达性的改善，使城市间可达性改善并不均衡。距离和阻隔是影响可达性的自然因素，交通建设是影响可达性的社会因素，两者密不可分。交通建设的不均衡发展，导致城市可达性和区位优势的改变。

8.1.3　江苏省城市空间格局特征

（1）江苏省城市空间分形特征

通过集聚维数对江苏省三个中心城市南京、无锡和徐州的研究发现，三个城市集聚维数在4个研究年份当中均为下降，2008年相对1990年，南京、无锡、徐州的集聚维数分别下降了0.036 1、0.013 0和0.003 5，充分反映了江苏省在近20年的交通建设过程中，对三大中心城市交通投资的偏好程度，也验证了基于可达性的向心分形，能够较好地反映中心城市随着交通条件的改变所带来的相应向心性的变化。

基于直线距离的城镇关联维数D值偏大，基于可达性的城镇关联维数在4个研究年度内D值均大于1，并且数值本身比较大，说明不管是基于直线距离，还是基于可达性的城镇空间联系均不紧密，江苏省城市在空间上呈分散分布。通过对基于可达性的关联维数4个年度的比较分析可知，关联维数D值的变化可以较好地表征江苏省交通建设均衡程度的变化情况。

（2）江苏省城市空间联系特征

江苏省城市空间联系格局比基于直线距离的城市联系格局变化更为显著，更加符合客观现实。本书将城市间空间联系分为四个级别，发现高级别城市联系区域差异显著，由南向北高级别联系城市依次减少；高级别城市联系重心由西南向东南移动，南京的优势在弱化，苏锡常的优势在提升；上海对江苏城市发展影响作用显著，特别是对邻近上海的城市发展带动作用非常明显；通过城市空间高级别联系纽带交织而成的网络可发现，苏锡常城市区域一体化格局已经形成。

城市空间隶属度受到多方面因素的影响，包括区位居中性，城市综合实力，该城市周边的城市密度，与高等级城市的可达性距离。因此，仅根据隶属度来判断城市的影响力，困难且说服力较小。而城市空间隶属度的年度变化，则能较好地反映出城市影响力的空间演变过程。根据城市空间联系隶属度的变化情况，将城市分为四种类型，即连续上升型、连续下降型、波动上升型和波动下降型。结果表明，苏南区域的城市，特别是县级城市以连续上升型为主，主要原因是苏南的县级市交通条件和经济发展双轮驱动的结果；上升型城市全部集中在苏南和苏中，苏北的29个城市全部为下降型。这一方面反映了江苏省交通建设的南北差异格局，另一方面反映了江苏省城市经济发展的南北差异格局。

从苏南主要城市南京、常州、无锡（包括苏州）城市隶属度的变化情况分析可知，苏南的高速公路建设边际效应在下降。要想保持苏南城市的核心竞争力，就得继续提升它们的区位优势，拓展区域运输能力，如建设比高速公路更为快捷的高速铁路等。

近距离的城市间可达性的改善幅度要小于远距离城市间可达性的改善幅度，带来总体离散程度的下降，使城市间空间联系更为紧密。

（3）江苏省城市空间范围划分

本书从最大联系强度、最短时间距离和场强模型三个方面对江苏省中心地的腹地范围进行了划分。其中，最大联系强度方法属于“自下而上”的划分方法；最短时间距离和场强模型属于“自上而下”的划分方法。

最大联系强度划分方法充分考虑的是城市之间的隶属关系，属于“自下而上”的划分方法。其基本思想是：根据最大联系强度方向确定区域归属，然后采取逐级归并的方法得到不同层次中心地划分结果，不受中心地等级人为分级的影响，具有较强的操作性和客观性，划分结果能较好地体现区域均衡。同时，这种划分方法不仅考虑了中心地的综合实力，而且考虑到了中心地的区位，具有较高的指示意义。

“自上而下”划分方法包括最短时间距离法和场强模型法。最短时间距离方法划分结果体现了各个区域享受中心城市服务的时间范围和便捷程度。这种划分方法的思想是：先通过一定的科学方法将中心地赋予不同的等级，然后对同一等级的中心地，不管其内部是否还存在差异，均认为其综合吸引力是一致的，这就引出了在区域内，任何一个点在选择中心地服务时，会就近选择交通成本最低的中心地。因此，这种划分结果也具有较高的科学性。但这种划分方法的不足是当某一级中心地数量较多时，高值与低值的差距就会较大，再以相同的综合实力来对待和划分，结果难免会存在较大的误差。正是因为最短时间距离所存在的不足，笔者提出了基于场强模型划分方法。这种划分方法的科学思想是：首先通过科学方法（如聚类方法等）对中心地进行等级划分，得到不同等级的中心地。但对同一等级的中心地并不是采用最短时间距离来划分，而是充分考虑这些中心地的综合实力指数对区域的影响。因此，划分结果既考虑了不同等级中心地的层次性，同时也考虑到了同一等级中心地的差异，结果相对比较精确。

8.1.4　江苏省交通与城市耦合特征

城市交通优势从三个方面得以体现，即区内可达性，它反映了一个区域内中心城市服务于本区域的便捷程度；区外可达性，它是指通过交通干线与区域外部发生联系的方便程度；区位优势度，是指区域接受高级中心城市服务的方便程度。它们三者共同发生作用，构成了区域交通优势度。江苏省交通优势度呈现从苏南向苏中再向苏北逐渐变差，这也在一定程度上反映了江苏省生产力空间布局的特点。

区内可达性受到等级公路密度、服务中心居中性和区域服务范围的影响。江苏省各城市区内可达性［f（x）］与等级公路密度（f1）、服务中心居中性（f2）和区域服务范围（f3）的关系呈现线性相关。其回归模型为f（x）＝13.254－0.018 5f1＋0.004 8f2＋0.003 8f3，R2＝0.599，相关性较为显著。

江苏省区外可达性通过铁路、公路、航空和水运的重要节点的可达性来分析得到，亦称综合交通干线优势度。江苏省综合交通干线优势度，表现出最优在沿江，次优在沿东陇海，第三在沿海，最差在江苏中西部的空间格局。区外可达性对城市综合实力影响最为显著，体现了一个城市或区域在发展过程中，干线交通的重要性。

区位优势度通过加权可达性来实现，它在一定程度上可以反映该城市区域的发展成本。江苏省区位优势度最低值位于镇江市域，与空间重心坐标偏移距离为100.768km。苏中城市总体加权可达性比苏南略差，但比苏北要强很多，形成了一个加权可达性由苏南向苏北逐步减弱的空间格局。结果表明，江苏省交通发达程度从苏南向苏中再向苏北逐步下降，江苏综合城市化水平从苏南向苏中再向苏北也逐步下降。

根据江苏省城市发展水平与交通优势度耦合指数，江苏省65个城市可分为交通滞后型、协调发展型、交通超前型。耦合指数反映了交通优势支撑城市发展的能力，城市发展水平越高的地区，其经济发展水平相对也较高，运输需求量也越大，需要更为完善的交通运输条件来支撑。同样，城市发展水平低的区域，因为其经济发展水平相对较低，其客流和货物流均较小，对交通支撑条件的要求也相对较低。因此，江苏省呈现出经济越发达地区交通越为滞后的特点。

8.1.5　江苏省城市空间过程预测

结合克氏提供的数据，借助可达性分析方法，对中心地模型的区位势能进行了模拟。结果表明，围绕一级中心地周边，当需求恒定时所需付出的成本最低，并且低成本区形成了一个比较大的范围。本书认为，享受恒定需求服务成本的差异，必然会带来人口转移的差异，从而导致不同区位的中心地其城市发展能力的差异。中心地等级越高，其集聚人口的能力越强。靠近高等级的中心地，比远离高等级中心地的相同级别中心地，其吸引人口的能力更强。也就是说，靠近高等级中心地的城市，更容易形成大城市。根据这个态势发展的结果就是在高等级中心地周边会更容易形成相对较大的城市，这也从理论上解释了高级中心地周围容易形成城市群的内在机理。

本书以上海和江苏为例验证了中心地模型的理论模拟。结果表明，随着城市化的推进，城市空间格局的演变朝着离上海越近，城市综合实力越强、等级越高的方向演变。通过分析认为，根据中心地原理，当中心地开始形成初期，是按照克氏理论形成等级体系，不同等级中心地的分布是相对均衡的，因此，中心地等级与高等级中心地距离的相关性不强，但随着城市化的逐步推进，高等级中心地区位势能的差异导致不同等级中心地因为距离高等级中心地距离的不同，而出现发展成本的差别，接近高等级中心地因为其交通成本较低，对人口和经济的吸引力较强，从而导致人口和经济向高等级中心地集聚。逐步形成城市综合实力与距离高等级中心地（上海）可达性之间负相关关系越来越显著。

为了探讨江苏省城市空间格局的演变趋势，通过不同交通方式在规划实施后对可达性的演变，以及现有中心地等级体系假设的基础上，对江苏省城市发展空间过程进行了分析。结果表明，规划交通建成运行后，苏北地区（特别是沿东陇海一线）可达性改善显著，沿海地区可达性改善明显，有助于苏北和沿海地区发挥后发优势，有效缓解苏北、沿海与苏南的相对差距。苏中地区交通建设仍显滞后，可达性改善并不明显。因此，江苏省呈现“金角、银边、草肚皮”的城市空间格局在规划期内仍将明显存在。根据中心地理论的交通原则，对江苏省城市发展优势区域进行分类。结果表明，江苏省城市发展优势区域的渐变过程是：靠近上海—苏南—苏中—苏北（东陇海一线）—其他区域。对两者进行综合分析，说明苏北沿东陇海一线可达性改善虽然显著，有助于缩小与苏南的差距，但因为现有发展基础差异过大，规划实施后，总体上全省城市发展条件的优势程度仍然呈现苏南向苏北逐渐下降的趋势。

8.2　可能创新点

（1）提出了基于可达性的城市空间结构动态观点。空间结构是指社会经济客体在空间中的相互作用及所形成的空间集聚程度和集聚形态。城市作为空间上的点，其空间位置是固定的，因此，基于直线距离的城市空间拓扑结构是静态的，城市空间结构的演变只能考虑城市本身质量的变化。基于可达性距离的城市空间拓扑结构，则因交通网络的不断建设、城市间的可达性距离的不断改变而发展变化，是动态的。因此，对城市空间结构的研究也就不仅仅讨论城市本身的质量，同时也可从城市空间的拓扑结构来进行。

（2）将分形分析成功应用到城市空间结构的纵向比较研究之中。基于可达性使城市空间结构变成动态的拓扑结构的观点，有效解决了分形分析只能做区域间的横向比较，无法做出区域内的纵向比较的约束，为将分形分析应用到城市空间结构演变的纵向比较，提供了科学基础。本书有效实现了可达性和分形在城市空间结构演变研究中的有效结合。

（3）提出了“自下而上”的城市腹地范围划分方法。通过最大联系强度确定城市归属，然后逐级归并得到不同等级中心地划分结果。划分结果不仅考虑了中心地的综合实力，而且考虑到了中心地的区位，具有较高的指示意义。

（4）优化了“自上而下”的城市腹地范围划分方法。首先应用科学方法对中心地进行等级划分，得到不同等级的中心地，然后应用场强模型对同一等级的中心地腹地范围进行划分。这种方法划分结果既考虑了不同等级中心地的层次性，同时也考虑到了同一等级中心地的差异，结果相对比较精确。

（5）提出了综合交通优势度的求取方法。在金凤君关于交通优势度表现为“质”、“量”和“势”的提法基础上，对其进行了方法上的改进。一是交通干线影响度用“拥有”指标不太合理，因为有些干线如高速、高铁等如果仅是经过某个区域，但在该区域没有站点，则对该区域的经济发展没有好处，甚至还可能取到反作用。二是重要中心城市或关键节点对区域的影响程度不同，可根据城市综合服务能力给予分类，并赋予不同的权重。改进后，本书提供了两种求取区外优势度的方法，使交通优势度更加接近于现实，具有更好地指示作用。

（6）把ESDA技术应用到类型区划分。从空间关联性角度全面分析了江苏省城镇体系的空间格局，提出了城市化水平扩散型、极化型、落后型和低谷型的划分结果，为深入了解江苏省城镇体系发展格局奠定了基础。

（7）提出并验证了交通建设的边际效应原理。即在交通欠发达地区投资的可达性效益要高于交通发达地区，为交通投资决策提供理论依据和实例支撑。

（8）通过交通与城市实力耦合指数把江苏省划分为交通滞后型、协调发展型、交通超前型三种类型，并得出江苏省呈现出经济越发达地区交通越为滞后的观点，为实现区域发展的分类指导提供决策依据。

（9）提出了中心地模型的区位势能差异会造成区域发展成本差异，从而对城市空间过程造成影响的观点。通过计算机模拟和建模相结合，验证了中心地模型中区位势能差异的存在及其影响，并以上海和江苏为例对其进行了实例验证。在此理论假设和实例验证基础上，对江苏省交通规划实施后的城市空间过程和格局进行了分析。

8.3　不足和展望

本书基于ArcGIS研究平台，应用ESDA技术和相关空间分析方法，对江苏省城市空间过程、格局和演变趋势进行了分析和探讨，得出了一些有益的结论。但由于笔者的知识背景、学术水平、研究视野、数据获取以及时间精力等方面的限制，仍有许多方面存在不尽如人意之处，有待进一步的研究。

（1）可达性研究方面。虽然在研究中考虑了不同路网的出行时间成本，考虑了水域等阻隔因素，但与实际客观的通达度仍存在一定的差距，忽略了影响可达性的一些因素。例如：交通拥挤度、交通组合方式的影响等等，这些因素对可达性的影响还有待今后进一步的深入研究。

（2）空间联系方面。考虑到图形表达等因素，在对65个城市进行空间联系分析时，仅对前52对空间联系进行了等级划分和分析，其他2028对空间联系均归为一类没做分析，在一定程度上影响分析的客观性。

（3）城市腹地方面。对城市腹地范围进行划分时，对城市质量采用的是11个指标综合形成的综合实力来表征，而这些指标主要反映城市发展水平，没有考虑政治等行政因素的作用。因此，在确定城市影响范围时，行政中心的作用如何体现，有待进一步研究。

（4）城市实力与交通耦合方面。因为交通流量数据获取非常困难，本书在研究城市综合实力与交通耦合过程中，采用的是城市综合实力数据，而这种数据对结果划分的指示性比交通流量数据要弱。因此，在可能的情况下，如果能以交通流量数据来代替城市综合实力数据，把江苏省划分为交通协调、超前和滞后三种类型，指示作用会更强。

（5）空间格局演变预测方面。城市空间格局的演变受众多因素的影响，可达性只是其中之一。因此，本书认为基于城市功能等级和交通成本的城市化人口集聚模拟方法，能在一定程度上预测未来城市发展过程，具有较高的应用价值。如何在该方法预测的基础上，结合城市发展其他影响因素进行综合考虑，构建更为合理的指标体系，使预测结果更为合理，有待于进一步深入研究。

（6）本书是一个偏重于方法创新的研究，对于新方法进行了积极尝试和努力探索，也正基于此，有些结论和观点可能是初步的，需要今后更为深入的研究和探讨。