基于客运铁路网络视角下的城市体系结构与布局研究——以中部六省为例

邓婉君，黄润

(皖西学院资源环境与旅游管理学院，安徽 六安，237012)



基于客运铁路网络视角下的城市体系结构与布局研究——以中部六省为例

邓婉君，黄润

(皖西学院资源环境与旅游管理学院，安徽 六安，237012)

摘要：以每个城市所开行的始发列车数量为衡量指标对中部六省的城市规模进行分析，将中部六省的80个城市划分为4个等级，形成以武汉为首位城市，南昌、长沙、太原和郑州为区域副中心城市的金字塔型城市体系,并运用ArcGIS地图软件绘制中部六省城市分布图，初步揭示中部城市的分布格局特点.

关键词：铁路网络；城市规模；城市体系；金字塔结构

0引言

城市是非农产业和非农业人口聚集形成的聚落，其内外部条件的差异造成了不同的城市规模和城市职能分工.这些城市按照一定的规律构建成为某个区域或国家的城市体系.其中，交通运输是重要的城市功能之一，它不仅反映了城市内外部联系水平的高低，更是城市及城市群发展的物质基础和必要前提[1].一般而言，城市规模越大，城市等级越高，其所发挥的交通运输功能就越强；反之，则越弱.

国外相关研究起于上世纪50—60年代，Taaffe E J对美国的城市分布和航空运输之间的联系做过探究，并基于航空网络划分美国城市等级[2-3]；本世纪以来，各国学者多采用经济地理学理论和区域经济学理论相结合的方法，运用引力模型及其他相关的数理模型做城市规模等级研究，其中最具有代表性的是日本学者Matsumoto在了解了美洲、亚洲和欧洲的国际航空客、货运情况以及世界各大城市通航密度后，对其城市体系进行剖析并划分世界主要城市的等级[4]；Ulman从铁路物流的角度探讨铁路运输对城市体系的影响[5].

国内相关研究始于上世纪末，于涛芳、顾朝林、李志刚从航空流视角分析中国城市体系格局的现状和变迁[6]；钟业喜、陆玉麒从铁路网络的新视角对我国城市的分布特点和等级体系结构进行分析[7]；中国科学院地理研究所的金凤君教授则从动态的角度，对省域之间的客货运联系网络和联系强度进行较为系统的实证研究[8-10].目前国内的研究大多从国家层面对城市等级结构进行剖析，主要以大城市作为研究对象，缺乏对中、小城市的关注，鲜有对国家内部某一特定区域做细致分析.本文中基于客运铁路网络对区域城市等级体系和城市分布的研究，揭示交通网络对城镇分布和城市体系构建的影响.

1研究对象和数据来源

本文中所研究的中部六省(湖北、湖南、安徽、江西、河南和山西)总共辖1个副省级行政单元、81个地级行政单元和491个县级行政单元(不包括地级市驻地所在县级行政单元)，以其中开行始发列车的80个行政单元为研究对象，研究城市始发列车数目和城市规模之间的关系，探讨客运铁路网络对中部城市体系等级结构的构建和城市分布格局的影响.

考虑到数据选取的便利性和有效性，城市规模用城区常住人口表示，数据来源于《2011中国统计年鉴》和中部六省2011年的统计年鉴.列车始发数据取于铁道部2011年10月19日颁布的列车时刻表.

2城市人口与始发列车数量之间相关关系验证

通过查阅相关数据，得到80个城市规模(人口)和始发列车趟数，见表1.

表1　城市人口与始发列车趟数一览表

王成金在研究城际交通流时，阐述场核(铁路节点)规模对客流的影响，并对城市规模与始发站列车数量的相互关系进行验证[11].本文中运用IBM SPSS Statistics 19软件的分析工具对表1中城市人口与始发列车做双变量相关分析和一元线性回归分析，得到回归方程为：Y′=-6.103+0.174x,人口与始发车辆之间相关系数r=0.805，样本自由度为80，查阅检验相关系数ρ=0的临界值{rα}表可知，r>rα=0.05=0.219 7，因此列车始发数量与城市人口数量之间是高度相关的.需要指出的是，在全国范围内来看，列车始发数量、经停列车数量(含始发车)与城市人口数量之间均成正相关，但经停列车数量随淡旺季等变量影响较大，本文中暂不做讨论.

3中部六省城市体系

3.1城市等级体系划分通常衡量一个城市规模的指标为该城区常住人口数量和建成区的用地面积，基于前面阐述的城区常住人口与城市开行始发列车数目之间的相关关系，本文中基于始发列车数目，运用IBM SPSS Statistics 19分类工具中的系统聚类分析对80座城市进行等级划分，见表2.

表2　中部六省基于始发列车数目的城市等级划分表

3.2中部城市体系特点

3.2.1城市首位律表现明显从人口规模来看，武汉是中部地区唯一一个市区人口达到500万的城市，是第二大城市郑州的1.83倍；从列车始发数目来看，二者之比高达2.13∶1，武汉在中部六省的11城市首位指数是0.47，城市规模远远超过其他城市，符合杰佛逊提出的城市首位律，这也从另一个角度印证了国家将武汉定位为中部地区中心城市的合理性.

3.2.2城市体系符合金字塔结构从整个城市体系来看，城市数量随着城市等级的下降而增多的趋势明显：武汉城市规模最大，为中部地区的首位城市，作为第2等级的区域副中心则有4个，省域副中心达到12个，剩余的60多个中小城市则被划分为地方性城市，城市体系符合典型的城市金字塔结构.

3.2.3城市规模等级划分与城市行政等级划分相似城市行政级别越高，始发列车数量越多，城市规模也越大[12].区域首位城市武汉是我国15个副省级城市之一，也是中部地区唯一的副省级城市，行政级别最高；区域副中心一组中的4个城市也分别是所在省份的省会城市；省域中心城一组中，合肥是安徽省省会，其他各市大多都是所在省份极具区域影响力的城市；地方性城市一组则是各省的地级市和具有一定影响力的县(县级市).

3.2.4城市规模等级划分受经济因素影响显著按照列车始发数量划分的中部城市等级，在一定程度上反映各城市的经济发达程度，经济越发达城市规模也越大，反之则规模越小.武汉经济总量居中部之首，郑州等5省会城市次之，省域副中心中除合肥以外，大多是各省经济规模靠前的城市.除此之外，一些依赖向沿海发达地区输出劳动力换取收入的城市，如阜阳、新乡和襄樊等，也会开行一定数量的列车，用来承担繁重的劳务人员输出任务，这也成为影响城市规模等级划分的一个重要的经济因素.

3.2.5旅游资源是影响城市规模等级划分的重要因素中部六省并非均质平原地区，地形的复杂性和地貌的多样性赋予了该地区丰富的旅游资源，因此旅游也成为影响本区域城市等级划分的一个突出因素.著名旅游景点所在城市所开行的始发列车数量往往会超过人口规模更大的城市，如湖北的十堰和湖南的怀化，2市人口规模以及经济总量在各省区并不靠前，但十堰是道教名山武当山的所在地，怀化紧邻湘西州凤凰古城，每年两地都能吸引大量的国内外游客进入，因此都开行了发往北京、上海、深圳、武汉等重要客源地的始发列车，其列车始发数量往往达到或超过周边相同甚至更高行政等级的城市，黄山、恩施、湘西州、景德镇、井冈山、瑞金等地方性城市均属此例.

4中部六省城市分布格局分析

结合前面的聚类分析，运用Arcmap9.3的数量分级工具绘制中部六省城市规模等级图(图1)，可以比较直观地反映中部六省各级城市的分布格局.

图1　中部城市等级

4.1城市分布受地形影响明显，中部城市分布较为均衡，西部城市分布较少中部六省呈近似的直角梯形，我国南北分界线横贯其中，同时中部六省又被第二、三两级阶地分割，特定的地理位置造就了多样的地理单元：区域西部，从北至南依次分布有吕梁山，秦岭，大巴山和武陵山等高大山脉，区域南端为岭南山地；西部山脉以东有华北平原、长江中下游平原、江淮平原和江南丘陵.总体上，中部六省是一个三面环山，一面低山丘陵，四面环抱平原的区域.

地理单元的多样性直接影响城市的分布：西部和南部山地城市数量密度远小于中东部地区，城市规模上也主要以地方性城市为主.在中东部地区，城市数量较多，分布均衡：首位城市武汉位于中部六省的几何中心，辐射周边；三个区域副中心南昌、长沙和郑州以武汉为中心，近似呈三角形分布；另1个区域副中心郑州位于武汉和太原之间；4个区域副中心环绕武汉分布；12个省域副中心基本沿六省边界呈项链状分布，将武汉、郑州、太原、长沙和南昌环抱其中；剩余的地方性城市，则均匀分布在广大的平原和低山丘陵地区.各级城市数目之比为1∶4∶12∶63，与克氏中心地理论中交通原则的各级城市之比(1∶3∶12∶48……)较为接近.

4.2城市规模差异受区位条件影响明显城市规模的扩大离不开区位条件的支撑.中部地区城市规模的差异主要表现在首位城市与区域副中心城市之间.从外部环境来看：太原紧靠北京，二者直线距离不足500 km；郑州位于京汉之间，同时还是武汉、西安、济南3个特大城市构成的三角形的中心；长沙距离武汉仅300余km；合肥紧邻长三角城市群，距南京仅150 km，距上海和杭州的直线距离也都在400 km以内，上述城市的发展受周边特大城市的挤压比较明显，规模增长的空间有限.只有武汉，相对远离特大城市，距最近的南京也约有500 km的直线距离.武汉独居中部之中，腹地广阔，集聚效应较区域副中心城市更为明显.

从自身条件来看，京广铁路与长江交汇于此，自古就有“九省通衢”之誉的武汉，又被国家确定为中部地区的交通枢纽城市，随着天河机场扩建工程和京广客专、沪汉蓉客专的陆续建成，武汉的交通优势将更为明显，武汉凭借良好的居中性，雄厚的工业基础和科技创新能力，得天独厚的水陆交通条件，相较于其他几个省会城市都更具优势.因此，众多因素的综合影响决定了武汉的城市规模在中部六省名列前茅.

4.3中小城市的分布向革命老区和风景区倾斜晋西、鄂西、湘西、湘南和鄂豫皖3省交界处及湘赣交界处多山地和丘陵，地质状况不稳定，加之交通设施建设落后，发展条件并不优越，往往不是城市布局的首选之地，但上述地区自然风光秀丽，历史人文气息浓厚，很多还是革命老区所在地，生态旅游和红色旅游资源丰富，目前上述地区多将旅游业作为区域的主导产业.旅游业的发展不仅可以直接吸引大量的外地游客进入，还能带动与旅游相关的产业发展，促使人口的集聚和城市规模的扩张，在此背景之下，诸如怀化、井冈山和瑞金这样的城市，都开行了一定数量的始发列车，城市规模超过同行政等级的其他城市.

5结语

我国基础设施还很不完善，人民生活水平还有待提高，无法效仿美国等发达国家，将客运航空作为国内客流运输的主要手段.同时，我国幅员辽阔，不具备西欧发达国家那样的有利条件来发展国内高速公路网络.因此，在相当长一段时间内，客运列车还将在我国长距离人员运输工作中担当首要责任.

目前客运铁路网络建设已成为我国基础设施建设的重要组成部分，国家对高速客运铁路建设的高度重视，给许多城市的发展带来了新的机遇，我国目前的城市体系和分布格局将随着铁路网络的建设发生深刻变化，一批城市可能会因为远离铁路建设热潮而面临被边缘化的危险，一批城市可能会抓住这次机遇走上繁盛之路，还有一批城市将凭借其在客运铁路网中的重要地位而走上复兴之路.

改革开放以来，中部地区的经济规模已落后于华东和华南地区，发展速度上也逊于西部地区，面临“中部塌陷”的窘境.但中部地区既具有西部缺乏的丰富人力资源，同时还兼有华东与华南地区缺少的各种自然资源，凭借在我国经济版图中的中心地位和铁路网络建设中得天独厚的区位优势，未来有望成为继京津城市群、长三角城市群、珠三角城市群之后的中国经济增长的新动力.

参考文献6

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[2] Taaffe E J.Air transportation United States urban distribution[J].The Geographical Review,1958(2):219-238.

[3] Taaffe E J.The urban hierarchy: an air passenger definition[J].Economic Geography,1962,38:1-14.

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[5] Berry G J L.Essays on commodity flow s and the spatial structure of the Indian economy[J].University of Chicago,Department of Geography,Research Paper,1996(11):334-356.

[6] 于涛芳，顾朝林，李志刚.1995年以来中国城市体系格局与演变——基于航空流视角[J].地理研究,2008,27(6):1407-1408.

[7] 钟业喜，陆玉麒.基于铁路网络的中国城市等级体系与分布格局[J].地理研究,2011,30(5):785-791.

[8] 金凤君，张文尝.省级区域铁路货运联系的系统研究[J].地理科学,1991,11(1):19-29.

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[10] 金凤君.我国空间运输联系的实验研究——以货流为例[J].地理学报,1991,46(1):17-25.

[11] 王成金.城际交通流空间流场的甄别方法及实证——以中国铁路客流为例[J].地理研究,2009,28(6):1464-1475.

[12] 许学强，周一星，宁越敏.城市地理学[M].北京:高等教育出版社,1997.

(责任编辑郭定和)

The constructure and layout of urban system under the influence of passenger rail network——take the six central province for instance

DENG Wanjun,HUANG Run

(College of Resource,Environment and Tourism Management,Wanxi University,Lu’an 237012,China)

Abstract:Take the number of trains originating from each city as yard stick to analyze the scale of cities in the six central provinces.The 80 cities of the six central provinces are classified into four grades,formed as the Pyramid structure that contains the top city of Wuhan,and Nanchang,Changsha,Zhengzhou,Taiyuan as deputy regional center city.And by taking use of ArcGIS to draw a map of six provinces in central city,this paper initially revealed the characteristics of the central cities’ distribution pattern.

Key words:railway network;urban scale;urban system;pyramid structure

中图分类号:K928.5

文献标志码:ADOI:10.3969/j.issn.1000-2375.2016.01.006

文章编号:1000-2375(2016)01-0032-05

作者简介:邓婉君(1988-)，女，助教， E-mail：ivyirm@163.com

基金项目:安徽省高等院校自然科学重点项目(KJ2012A276)和皖西学院自然科学研究项目(0041014013)资助

收稿日期:2015-04-17