姜麗麗，王士君，劉志虹

(東北師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春130024)

改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)沿海港口及城市的逐步開(kāi)放，港口城市的功能性及其對(duì)區(qū)域的影響作用受到了學(xué)者們的關(guān)注，相關(guān)研究從單一港口城市或者港口的組合角度出發(fā)，涉及諸如對(duì)港口城市腹地[1]、港口城市與區(qū)域相互作用模式[2-4]、港城關(guān)系[5-6]研究等。隨著城市發(fā)展的區(qū)域化和區(qū)域發(fā)展的一體化趨勢(shì)，港口城市組合聯(lián)動(dòng)發(fā)展成為港口城市與區(qū)域發(fā)展的時(shí)代趨勢(shì)。由此，本研究著眼于由港口城市構(gòu)成的地帶性區(qū)域，以遼寧省港口城市地帶為研究對(duì)象，探討其區(qū)域作用格局及內(nèi)部空間組織。

遼寧省港口城市地帶是由位于沿海地區(qū)的丹東、大連、營(yíng)口、盤錦、錦州和葫蘆島6座港口城市沿遼寧省海岸線成“N”字型分布的城市地帶。從經(jīng)濟(jì)地理區(qū)位上看，這一地域地處環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈北部，背倚東北地區(qū)廣大內(nèi)陸腹地，是東北地區(qū)的直接出?？诤蛯?duì)外聯(lián)系的重要窗口。2006年，《遼寧省人民政府關(guān)于鼓勵(lì)沿海重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域擴(kuò)大對(duì)外開(kāi)放的若干政策意見(jiàn)》提出以沿黃、渤海的5個(gè)重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域和一條貫通全省海岸線的濱海公路建設(shè)為核心的“五點(diǎn)一線”新戰(zhàn)略。這一戰(zhàn)略的實(shí)施，在產(chǎn)業(yè)組織及地域空間上將有效鏈接遼寧省的6座港口城市，港口城市的組合聯(lián)動(dòng)發(fā)展格局初步形成。

1 研究方法及模型選擇

1.1 區(qū)域作用力分析方法及模型

式(1)中:Fij為i城市對(duì)j地的作用力;Mi為i城市的綜合實(shí)力水平;Ta

ij為i城市到j(luò)地的最短時(shí)間距離;a為摩擦系數(shù)，這里取一般值2.0[13]。其中:①對(duì)于城市綜合實(shí)力水平的測(cè)度，結(jié)合港口城市特點(diǎn)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用主成分分析法，以綜合主成分得分反映港口城市的綜合實(shí)力水平;②對(duì)于最短時(shí)間距離[14]的測(cè)定，基于Map-Info平臺(tái)，使用2004年版2006年修編的《遼寧省地圖》作為底圖，使用經(jīng)緯度投影，測(cè)算對(duì)象間公路交通距離，根據(jù)中華人民共和國(guó)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)規(guī)定公路設(shè)計(jì)速度及實(shí)際條件，采用高速公路120 km/h，國(guó)家級(jí)道路100 km/h，省級(jí)道路80 km/h，縣級(jí)道路60 km/h，估算最短時(shí)間距離。

城市作為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的中心，具有對(duì)外圍區(qū)域的輻射作用力，這種區(qū)域作用力一般隨著距離的增加而衰減，而一個(gè)地區(qū)受到的不同城市作用力的大小也存在差別。對(duì)于這種空間相互作用的研究，經(jīng)典的研究模型出自牛頓的引力公式及與之相關(guān)的模型改進(jìn)與變形。目前，基于引力公式的場(chǎng)強(qiáng)模型在對(duì)空間相互作用的研究中已日趨成熟[7-12]。本研究引入經(jīng)典的場(chǎng)強(qiáng)模型，以城市綜合實(shí)力水平作為綜合變量考察港口城市對(duì)區(qū)域作用的格局。場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算公式為

1.2 內(nèi)部空間組織結(jié)構(gòu)分析方法及模型

網(wǎng)絡(luò)分析方法基于圖論理論，在地理學(xué)相關(guān)研究中將地理現(xiàn)象經(jīng)過(guò)一定的簡(jiǎn)化和抽象，可描述為圖論意義下的地理網(wǎng)絡(luò)，并且可以進(jìn)一步測(cè)度這一網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。城市作為一個(gè)有機(jī)的自組織系統(tǒng)，在城市地域空間上表現(xiàn)為地理節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。本研究從這一角度出發(fā)，將港口城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上級(jí)(包括鄉(xiāng)鎮(zhèn))行政中心地抽象為地理節(jié)點(diǎn)，將公路交通線抽象為聯(lián)系線，構(gòu)建港口城市地帶內(nèi)部空間組織拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過(guò)β指數(shù)、γ指數(shù)和α指數(shù)[15-16]考察港口城市地帶內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。計(jì)算公式為

式中:m為網(wǎng)絡(luò)中連線數(shù)目;n為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)目;β指數(shù)是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的平均連線數(shù)目，反映網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度，取值范圍在區(qū)間[0，3]上，β=0表示無(wú)網(wǎng)絡(luò)存在，β值越大網(wǎng)絡(luò)越復(fù)雜;γ指數(shù)是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)連線的實(shí)際數(shù)目與連線可能存在的最大數(shù)目之間的比率，反映線路的實(shí)際結(jié)合水平，取值范圍在區(qū)間[0，1]上，γ=0表示網(wǎng)絡(luò)內(nèi)無(wú)連線，只有孤立點(diǎn)，γ值越大，結(jié)合水平越好;α指數(shù)是網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際回路數(shù)與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可能存在的最大回路數(shù)之間的比率，反映網(wǎng)絡(luò)的發(fā)達(dá)程度，α值越大網(wǎng)絡(luò)越發(fā)達(dá)。

2 研究過(guò)程與結(jié)果分析

2.1 區(qū)域作用格局

2.1.1 綜合實(shí)力水平測(cè)度。鑒于港口城市功能特征，本研究從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展、科教發(fā)展、資源與基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模、環(huán)境狀況[9]和港口城市特殊性6個(gè)方面選取19項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。應(yīng)用SPSS軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)①數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒2007》和《中國(guó)港口年鑒2007》。進(jìn)行主成分分析，考察6個(gè)港口城市的綜合實(shí)力水平(計(jì)算過(guò)程略)。分析顯示，第一主成分貢獻(xiàn)率達(dá)88.95%，特征值為16.9(其余主成分特征值均小于1)，表現(xiàn)性顯著，同時(shí)根據(jù)碎石圖顯示，只選取第一主成分便可作為反應(yīng)城市綜合實(shí)力的新因子。基于主成分載荷和主成分貢獻(xiàn)率得到綜合主成分得分即為港口城市綜合實(shí)力水平的表現(xiàn)值(表2)。

2.1.2 區(qū)域作用力評(píng)價(jià)?？紤]行政區(qū)劃的壁壘作用，本研究將遼寧省域作為遼寧省港口城市地帶的直接作用區(qū)域，考察港口城市的區(qū)域作用力結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)。

根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)模型(公式(1))，分別測(cè)算出6個(gè)港口城市對(duì)遼寧省內(nèi)除該6市地域以外的8個(gè)地級(jí)市、7個(gè)縣級(jí)市、12個(gè)縣、7個(gè)自治縣共34個(gè)行政中心地的作用力。以各市平均作用力作為參照，結(jié)果顯示(表3):大連對(duì)遼寧省的區(qū)域作用能力最強(qiáng)，除對(duì)臺(tái)安縣、朝陽(yáng)市和朝陽(yáng)縣3個(gè)地區(qū)的作用力低于平均水平之外，對(duì)其他地區(qū)的作用力均高于平均水平，且對(duì)各地區(qū)作用力的差異相對(duì)較小，反映出大連對(duì)區(qū)域作用較好的均衡性與穩(wěn)定性;其次是營(yíng)口、盤錦和錦州，三者區(qū)域作用力高于平均水平的地區(qū)分別占62%、35%、29%，但是三者對(duì)各地的作用力的差異較大，反映出對(duì)區(qū)域作用能力的差異較大，例如營(yíng)口對(duì)海城市的作用力達(dá)29.01，而對(duì)桓仁滿族自治縣的作用力僅為0.67，差異十分明顯;丹東和葫蘆島對(duì)區(qū)域的作用力普遍較弱，二者區(qū)域作用力高于平均水平的地區(qū)分別僅為3個(gè)和5個(gè)。

表1 港口城市綜合實(shí)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Tab.1 Index system of comprehensive strength for the port city

表2 主成分得分及排序Tab.2 Principal component value and order

按照“取大”原則確定各地所受作用力，并分別將其劃歸相應(yīng)港口城市以作為其比較優(yōu)勢(shì)區(qū)域作用力范圍(表4)?？疾旄鞲劭诔鞘斜容^優(yōu)勢(shì)區(qū)域作用力分布，結(jié)果顯示(圖1):大連對(duì)區(qū)域的作用力范圍最大，主要作用于遼寧中北部地區(qū)，尤其是憑借其較強(qiáng)的綜合實(shí)力，表現(xiàn)出對(duì)遠(yuǎn)域地區(qū)明顯的作用優(yōu)勢(shì);錦州的作用力范圍次于大連位居第二位，主要作用于遼寧西部地區(qū)，且較少受其他港口城市作用力競(jìng)爭(zhēng)影響;營(yíng)口和盤錦的作用力范圍主要在其近域地區(qū)，憑借區(qū)位優(yōu)勢(shì)，在與大連的作

表3 港口城市區(qū)域作用力結(jié)構(gòu)Tab.3 Regional effect structure of the port city

用力競(jìng)爭(zhēng)中形成對(duì)遼中城市群的作用格局;丹東和葫蘆島分別受制于大連和錦州，在競(jìng)爭(zhēng)中喪失了其比較優(yōu)勢(shì)作用力范圍，沒(méi)有比較優(yōu)勢(shì)作用地區(qū)。從各地所受平均作用力層次結(jié)構(gòu)和港口城市首位區(qū)域作用地分布來(lái)看(圖2)，港口城市的區(qū)域作用力強(qiáng)度以海城市—臺(tái)安縣—鞍山市為中心逐漸向外圍減弱，區(qū)域作用方向表現(xiàn)為沿遼中城市群方向和朝陽(yáng)方向。

2.2 內(nèi)部空間組織結(jié)構(gòu)

2.2.1 港口城市功能組合。從港口城市的綜合實(shí)力水平來(lái)看(表2)，大連的城市綜合實(shí)力十分突出，是第二位城市營(yíng)口的5倍，是末位城市葫蘆島的8倍，呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的首位性，奠定了其在港口城市地帶的核心地位;其余5市的綜合實(shí)力規(guī)模差異不大，其中，營(yíng)口和錦州的水平相對(duì)較好，盤錦、丹東和葫蘆島的水平相對(duì)較差。

從港口城市功能結(jié)構(gòu)上看[17](表5)，大連是遼寧省以及東北地區(qū)的主要對(duì)外貿(mào)易商港，初步體現(xiàn)出綜合性的功能;營(yíng)口和錦州基于本地及直接作用區(qū)域豐富的自然資源和良好的工業(yè)基礎(chǔ)，具有連接周邊地區(qū)貿(mào)易的基地功能;盤錦和葫蘆島依據(jù)本身便捷的水陸交通條件和管道運(yùn)輸條件，更多地體現(xiàn)為承接周邊地區(qū)貿(mào)易的運(yùn)輸功能;丹東由于其特殊的地理區(qū)位和城市產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，對(duì)外貿(mào)易是其重要的功能。從總體上看，港口城市功能上的組合體現(xiàn)為以大連為核心，以丹東、營(yíng)口、錦州為三足支撐，以盤錦和葫蘆島為輔助的功能格局(圖3)。另外，作為港口城市的突出特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的外向性水平是港口城市區(qū)域作用力提升的重要指標(biāo)。相關(guān)研究顯示[18]，大連和丹東的經(jīng)濟(jì)外向性水平相對(duì)較好，其次是營(yíng)口，再次為錦州、葫蘆島和盤錦。一方面，這反映出大連對(duì)區(qū)域作用的巨大優(yōu)勢(shì)和丹東對(duì)區(qū)域發(fā)展拉動(dòng)的巨大潛力;另一方面，也反映出其他4座港口城市對(duì)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的拉動(dòng)在城市功能上的弊端。

表4 比較優(yōu)勢(shì)區(qū)域作用力分布Tab.4 Distribution of regional effect with comparative advantage

圖1 比較優(yōu)勢(shì)區(qū)域作用力分布Fig.1 Distribution of regional effect with comparative advantage

圖2 平均作用力層次結(jié)構(gòu)與港口城市首位區(qū)域作用地分布Fig.2 Hierarchy of average regional effect and the first regional effect distribution of port city

表5 港口城市功能特征Tab.5 Function Characteristics of the port city

圖3 港口城市功能格局Fig.3 Function pattern of the port city

2.2.2 港口城市空間聯(lián)系。交通網(wǎng)絡(luò)是城市區(qū)域作用和自組織運(yùn)行的載體，基于近域交通的便捷性和靈活性，采用公路作為網(wǎng)絡(luò)組織線較為合理，同時(shí)考慮到高速公路的封閉性較強(qiáng)，縣鄉(xiāng)道路的對(duì)外聯(lián)系能力較差，因此，本研究選用國(guó)道和省道作為網(wǎng)絡(luò)組織線，連接的設(shè)定本著上級(jí)包含的原則，即省道連接中部分通過(guò)國(guó)道連接則視為可連接。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)選擇鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上級(jí)(包括鄉(xiāng)鎮(zhèn))行政中心地;對(duì)于城市，考慮到區(qū)級(jí)單位和街道級(jí)單位強(qiáng)烈的城市屬性，將其與市區(qū)一同考慮，作為一個(gè)節(jié)點(diǎn);對(duì)于縣、鎮(zhèn)，將縣和鎮(zhèn)行政中心同處一地的地區(qū)作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)考慮。據(jù)此，分別構(gòu)建以國(guó)道和省道為組織線的遼寧省港口城市地帶組織網(wǎng)絡(luò)，考察港口城市地帶內(nèi)部空間聯(lián)系結(jié)構(gòu)。其中，基于國(guó)道的組織網(wǎng)絡(luò)主要反映城市之間的聯(lián)系結(jié)構(gòu)(圖4)，基于省道的組織網(wǎng)絡(luò)主要反映城市內(nèi)部的聯(lián)系結(jié)構(gòu)(圖5)。

圖4 基于國(guó)道的港口城市地帶組織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Fig.4 Organization structure of the zone of port city based on national highway

分別將兩種組織網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)和連線數(shù)代入公式(2)～(4)中，以6市整體水平作為參考，分析結(jié)果顯示(表6):從國(guó)道組織網(wǎng)絡(luò)來(lái)看，在6座港口城市中，丹東的水平最好，其次分別是營(yíng)口和大連，盤錦、葫蘆島和錦州水平較差，低于整體水平，以錦州水平為最差;從省道組織網(wǎng)絡(luò)來(lái)看，盤錦的水平最好，其次分別為錦州和丹東，營(yíng)口、大連和葫蘆島水平較差，除營(yíng)口在網(wǎng)絡(luò)實(shí)際結(jié)合水平上略高于整體水平外，3市各項(xiàng)指標(biāo)均低于整體水平，葫蘆島位于末位，水平最差。

圖5 基于省道的港口城市地帶組織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Fig.5 Organization structure of the zone of port city based on provincial road

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

(1)基于對(duì)遼寧省港口城市地帶區(qū)域作用格局的分析，認(rèn)為遼寧省港口城市區(qū)域作用可劃分為3種類型:①實(shí)力型——大連。大連對(duì)區(qū)域的作用能力普遍較好且能力相對(duì)穩(wěn)定，雖然在區(qū)位上處于遼寧省最南端，距離上距作用區(qū)域最遠(yuǎn)，但是由于其本身極為突出的綜合實(shí)力水平，以及哈大交通干線的端點(diǎn)區(qū)位，可以部分規(guī)避空間距離導(dǎo)致的約束，表現(xiàn)為隨著距離的增加較為緩慢的作用能力下降，在地域上表現(xiàn)為較為廣大的區(qū)域作用范圍。②區(qū)位型——營(yíng)口、盤錦、錦州。區(qū)位是影響這類型港口城市區(qū)域作用能力的關(guān)鍵要素，例如，營(yíng)口和盤錦憑借毗鄰的地理區(qū)位和便捷的交通條件，同大連在對(duì)遼寧省中部城市群的區(qū)域作用競(jìng)爭(zhēng)中謀得一席之地;錦州憑借遼寧自然地理?xiàng)l件對(duì)大連區(qū)域作用力的屏障，同大連在對(duì)遼寧省西部的區(qū)域作用競(jìng)爭(zhēng)中取得了優(yōu)勢(shì)。這類型港口城市在區(qū)域作用力上表現(xiàn)為隨著距離的增加急劇的作用能力下降，受干擾性強(qiáng)，在地域上表現(xiàn)為相對(duì)狹小的區(qū)域作用范圍。③弱勢(shì)型——丹東、葫蘆島。這類港口城市在綜合實(shí)力水平和區(qū)位上均處于劣勢(shì)，對(duì)區(qū)域的作用能力普遍較小，在同其他港口城市的競(jìng)爭(zhēng)中缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，區(qū)域作用范圍狹小。

表6 港口城市地帶內(nèi)部組織網(wǎng)絡(luò)連接指數(shù)Tab.6 Indexes for internal spatial organization of the zone of port city

(2)基于對(duì)遼寧省港口城市地帶內(nèi)部空間組織結(jié)構(gòu)的分析，認(rèn)為丹東的城市空間聯(lián)系能力相對(duì)較好，反映出丹東在遼寧省港口城市地帶中市際及市內(nèi)的聯(lián)通水平相對(duì)較高;大連和營(yíng)口的空間聯(lián)系以國(guó)道為主，二者在市際的聯(lián)通上相對(duì)較好，在市內(nèi)的空間組織上需要進(jìn)一步加強(qiáng);盤錦和錦州的空間聯(lián)系以省道為主，二者在市內(nèi)的組織上相對(duì)較好，在市際的聯(lián)通上需要進(jìn)一步加強(qiáng);葫蘆島在市際和市內(nèi)的空間聯(lián)系能力上均較差，均需要大力的改進(jìn)。

(3)綜合考慮以上兩方面的關(guān)系得出大連在港口城市地帶中處于核心地位，帶動(dòng)6市內(nèi)部協(xié)調(diào)互動(dòng)和對(duì)外作用。在對(duì)區(qū)域的空間作用中，形成以大連為主導(dǎo)，以大連、營(yíng)口、盤錦、錦州為作用力擴(kuò)散極，沿遼中城市群方向和朝陽(yáng)方向的空間作用格局。在港口城市地帶內(nèi)部的組織中，形成以大連為中心，以丹東、營(yíng)口、錦州為三足支撐，以盤錦和葫蘆島為輔助的功能格局;空間聯(lián)系上，丹東、大連、營(yíng)口3市的聯(lián)系相對(duì)緊密，盤錦、錦州、葫蘆島與港口城市地帶的市際聯(lián)系能力不足。

3.2 討論

第一，提升丹東和葫蘆島的區(qū)域作用能力。作為港口城市地帶的兩個(gè)端點(diǎn)，丹東對(duì)遼寧東北部及東北東部地區(qū)具有優(yōu)越的潛在作用優(yōu)勢(shì);葫蘆島對(duì)遼寧西部和西南部的地區(qū)具有潛在作用優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其又處于遼寧及東北地區(qū)南向聯(lián)系的陸路要沖。對(duì)于丹東和葫蘆島的發(fā)展，除需增強(qiáng)城市的自身綜合實(shí)力之外，提高其對(duì)內(nèi)、對(duì)外聯(lián)系的便捷性是增強(qiáng)其區(qū)域作用能力的重要方面，如東北東部鐵路通道的開(kāi)通將會(huì)有效增強(qiáng)丹東對(duì)其潛在作用區(qū)域的作用能力。

第二，增加6座港口城市之間的連通性及各市內(nèi)部的組織能力，如“五點(diǎn)一線”戰(zhàn)略中濱海公路的建成將會(huì)明顯增強(qiáng)6市的市際聯(lián)系。

必須指出的是，城市與區(qū)域具有極為復(fù)雜的相互影響關(guān)系，本研究?jī)H從城市與區(qū)域空間關(guān)系視角，并出于研究的可行性考慮，人為設(shè)定了一些限制條件，致使研究結(jié)果存在一定的片面性，如，忽略了巨型中心城市沈陽(yáng)對(duì)港口城市區(qū)域作用增強(qiáng)和屏蔽效應(yīng)等，這也成為有關(guān)港口城市地帶相關(guān)研究需要進(jìn)一步深化的地方。

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