南阳市城镇交通优势度与城镇化水平的空间耦合

张瑜

摘要：交通优势度近年来成为越发热门的研究问题，其研究的角度涉及到城市地理和区域经济多个方面，但是对中低等级道路相对于高等级道路的影响作用鲜有研究。以南阳市为例，选取市域207个乡镇作为研究对象，通过ArcGIS分析，从公路网密度、可达性、区位关系指数、非干道比例四个方面组成交通优势度的评价指标系统，对交通优势度进行评价，并结合南阳市城镇化发展水平的评价，将交通优势度与城镇化水平的耦合协调程度进行测度，探寻交通优势度与城镇化水平发展的关系，以此引起对于低等级路网的重视。

关键词：交通优势度；城镇化水平；耦合协调

DOI：10.3969/j.issn.1674-7739.2018.06.013

引言

交通优势度是评价区域交通与中心城市的影响程度、交通干线的空间影响程度和内外联系程度的一个集成性指标，用以评价区域交通优势高低。国内的交通优势度的概念最早出现于2007年，由金凤君提出，从“质”“量”“势”三方面反应区域交通优势的水平并且建构了交通优势度评价的空间数理模型。

交通优势度的实质是以定量的手段从相对角度判别该区域交通条件的优劣以及级别的高低。国内研究多聚焦于国家或分省区等大中尺度，对可以细致刻画交通优势度差异的更小一级行政单位，如县、镇等小尺度的研究较为少见。王成新等（2010）以山东省为例，构建区域交通优势度的评价模型，选取交通网络密度（公路网）、交通干线等级、区位优势度作为评价因子，参与评价体系的建立，将山东省139个县（市）区分为5个级别，以之为相关规划的制定提供依据。孙威等（2010）以山西省107个县级行政单元为例，从单一指标和综合性指标出发，研究了该省内交通优势度的空间分布特点和形成原因。黄晓燕等（2011）从交通设施网络密度、邻近度、通达性等指标分析，搭建起评价海南区域交通优势度的模型，分析总结海南省各县市交通优势度及经济发展水平的特点及空间结构性规律。而交通优势度与城镇化水平的耦合关系鲜少涉及，二者之间的相互作用关系没有系统地进行梳理。

一、研究方法、技术与数据

（一）评价指标体系构建

交通优势度是一种比较综合全面评价区域内交通设施网络是否支持该区域经济活动及发展的评价指标，其内涵是通过搭建评价区域为基础的平台，延展至区域外围一定程度，采取定量手段从对比的角度研判区域内各单元交通设施的优劣势和等级高低。[1]

综合已有研究成果，关于指标综合的研究方法，之前的学者多采用等权求和法或者层次分析法，但是二者都不免主观局限。借鉴已有的交通优势度评价指标体系，规避各类评价因子选择赋值的随意性，确定构成交通优势度的评价指标体系包括路网密度、交通可达性、区位关系指数、非干线公路比例四个方面。[2]

1.路网密度

路网密度是评价区域交通基础设施保障水平的重要指标（韩增林等，2000），主要是指该区域交通线路总长度与区域土地面积的绝对比值，反映了交通设施路网的密度，比值越大，密度越高，Di=PiLi/Si式中：Di表示乡、镇域i的公路网络密度，Pi表示各级道路的权重，Li表示乡、镇域i各等级公路（高速、国道、省道、县乡道）的线路里程，Si表示乡、镇域国土面积。

2.交通可达性

可达性指采取某种特定的交通方式从一个区位到达目标区位的便捷程度。从全局的角度出发，这体现了城市、区域某一具体部分的区位相对价值以及在区域中交通的便捷程度。

Ti=Li/Vi式中：Ti表示乡、镇域到达市中心城区的可达性，Li表示乡、镇域i各等级公路（高速、国道、省道、县乡道）的距离中心城区的最短线路里程，Vi表示通行速度。

3.区位关系指数

各乡镇距离中心城区的距离与各乡镇距离县域中心的距离综合来反映各乡镇的区位关系优势。

其中，Qi为乡镇i的区位优势度，Ki为乡镇i与中心城区的最短通行里程，Li为乡镇i与所属县城的最短通行里程，N为所选中心城市的数目，这里取2，Qi越小，则乡镇i越具有交通优势。

4.非干线公路比例

这是本文提出的一个评价标准，相对于干线公路比例，指的是一定区域内除高速公路、国道、省道以外的区内低等级道路所占比例，即县道、乡镇道所占比例。

（二）综合评价方法

本文首先采用熵值法来计算交通系统与城镇化水平各指标权重，采用聚类和定性结合方法，将交通优势度与城镇化发展水平两两组合为10种交通优势度和城镇化发展水平的空间组合类型，分析二者的匹配程度以及相关的空间格局分布特征。进而得到交通优势度与城镇化水平的综合评价值。[3][4]

已知交通与城镇化水平形成一定耦合关系的基础上，本文借鉴物理学中的容量耦合模型，以此建立交通与城镇化发展水平间的耦合度模型，[5]概括为如下两种表达式：

式中：C值大小表示城镇化发展水平与交通优势度之间相互关联程度，Ui为乡镇的城镇化发展水平数值，Ii为乡镇交通优势度数值。

式中：D为交通与城镇化水平的耦合协调度，C为交通与区域经济发展这两个系统的耦合度；T为交通系统与城镇化水平的综合协调指数，反映两个系统的整体效益和水平對协调度的贡献；α，β为待定参数，本文研究时把交通系统和城镇化水平看作具有同等的重要性，所以两个取值都为0.5。

（三）数据说明

人口数据来源于《中国2010年人口普查分乡、镇、街道资料》，建制镇的人口数据按照《2010年第六次全国人口普查数据》及《河南省统计年鉴2010》《南阳市统计年鉴2011）》进行修正。地图数据资源根据国家测绘地理信息局1：400万行政区划地图以及公路交通地图作为基础，将南阳市域行政区划地图和公路交通地图进行扫描处理、数字化输入并且配准而后矢量化，获得南阳市域的完整矢量交通数据。

二、南阳市城镇化发展水平评价

2011年，南阳市的城镇化率为36.6%，滞后于河南省38.82%的同期水平，同时远远落后于全国49.90%的城镇化水平。刚刚初步进入城镇化中期阶段，即将进入快速发展期。该水平仅相当于我国2002年的城镇化水平，可以说，南阳市整体的城镇化发展在进程上滞后于国家平均水平近10年之久。小城镇仍是目前城镇人口分布的主体。从城镇化发展水平来看，南阳市207个乡镇发展水平极不平衡，地域差异明显。高于全市平均城镇化水平的乡镇有83个，占乡镇总数的40%，最高的赊店镇城镇化率为86.64%，是最低的毛塘乡3.53%的24倍，差距悬殊。

南阳市域山地、丘陵面积占60%以上，山区的乡镇其城镇化发展受到一定程度的限制。根据自然断裂点分类，将南阳市城镇化水平分为四类，即低城镇化发展水平、较低城镇化发展水平、较高城镇化发展水平、高城镇化发展水平（图1）。其中：从空间分布上看，城镇化水平呈现出“两极化”的结构，两极指的是中心城区和东西的两个县——西峡县、桐柏县。“亲路”特征明显，沿着高速公路、国道的乡镇的城镇化水平明显高于境内没有干线公路的乡镇，强烈的交通依赖特征形成了以主要道路为依托，轴向生长的轴向星型圈层型跳跃发展的城镇空间布局形式。圈层式分布，围绕中心城区呈向心性分布，城镇化水平逐层递减，靠近中心城区的乡镇，受辐射影响，城镇化水平较高，再向外扩展，辐射能力有限，城镇化率普遍不高，再向外扩展到市域边缘，西北和东南形成两个较为集中高水平的区域。

总体而言，南阳市各乡镇处于较低水平的城镇化阶段，城镇数量多、规模小，市域内部城镇化空间差异明显，呈现出“两极化”特征，形成中心不强、边界不弱的特点，城镇等级规模呈现典型的金字塔型，城镇人口主要集中在小城镇。

三、南阳市城镇交通优势度评价

（一）南阳市交通现状

“十二五”期间，南阳交通基础设施累计投入280亿元，建设高速公路160公里、新改建干线公路1 154公里、农村公路5 067公里，投资增速、建设里程等指标均居全省前列。被列入中原城市群辐射层的“一小时交通圈”，成为中部地区重要的交通枢纽。

（二）路网密度

通过采用ArcGIS分析获得各乡镇各等级公路里程与辖区面积，计算得出南阳市各乡镇域路网密度数据，进而得出各乡镇道路网密度，并采用自然断裂法对路网密度进行分类（图2）。

各乡镇路网经过多年建设，形成中部优于周边、南部优于北部、县城优于一般乡镇，平原乡镇覆盖率较高、山地乡镇覆盖率较低的特点。南阳市中心城区及两翼的公路网长度较大，同时公路网密度也较大，交通服务重合率高，呈现出由中心向周边层级递减的趋势，道路网密集的乡镇从道路带状发展的组团向集聚融合发展的组团转变，尤其以中心城区周边区域以及西峡、桐柏两县为两极。而南高北低的局面也与自然地形条件契合，北部区域山地较多，道路不畅，公路建设较为困难。同时路网密度不高的地区，往往高速、国道乃至省道的里程也相对较短。

从高速公路、国道、省道、县道四个等级进行比较，各等级路网密度区域差异显著，其中高等级路网密度较高的乡镇沿主干公路呈串珠状分布，外围区域以省道和县乡级道路为主，高等级公路将市域空间划分为四个象限，四个象限中出现明显的连片路网密度低值区。

（三）交通可达性

南阳市呈现出以南阳中心城区为核心高值向外围递减的同心圆式空间格局。全市域可达性平均值为126分钟，可达性水平较低的乡镇主要集中在西部市域边界的地区，西峡县、淅川县部分乡镇的可达性值均超过300分钟，可达性以中心城区向外围逐级递减，南北两侧山地可达性最差，且交通干线沿线的可达性较好，随着距交通干线距离的增加，交通干线对周边乡镇的支撑能力越弱，可达性相应衰减。

（四）区位关系指数

最高的区位关系指数主要集中在中心城区周围，呈现向外扩散的圈层分布特点。其中几个县城的区位较好，而市域边缘地带，区位优势匮乏，以西北区域为甚，与中心城区的距离都在150公里以上。这些地区处于边缘地带，偏离中心城区，在某种程度上影响了其与中心城区的互动关系，阻碍了城镇化的发展。

（五）非干线路网比例

基于上述原理，对南阳市各乡镇非干线公路比例进行了分析和计算，得到如下结果：非干线公路比例的空间格局，呈现出北高南低的差异。其中南召县西部及西峡县的部分乡镇作为山地县，受地形条件限制，其非干线公路比例最高，但是非干线公路的比例并非与地形条件呈正相关，可以看到，西峡县西部边界的乡镇，其非干线比例较低。边界地区及中心城市周边地区的非干线公路比例较低。从空间格局上看，北部边界的非干线公路比例低于山地乡镇，南侧与湖北相邻的乡镇其非干线公路比例更低，反映了行政边界对低等级道路设施的限定和抑制作用（图3）。

（六）交通优势度

交通优势度的空间分布格局，主要呈现出以下特征：

（1）交通优势度呈现出明显的“中心—外围”模式，空间地域分布不均衡，即从中心城区、县城中心向外围乡镇呈圈层递减趋势，变化趋势呈同心圆模式。

（2）南阳市域交通优势度差异明显，表现出空间集聚现象和空间自相关性。交通优势度高低两极分布较为集中、圈层分布的态势，大体呈现以中心城区为高值核心向周边乡镇逐渐递减的同心圆状空间格局，西北部是最高级别，东南部次之，西南和正北地区最低。

（3）按照平均值将交通优势度分为四类，即低优势度（高集镇等47个），较低优势度（施庵镇等44个），较高优勢度（张村镇等67个），高优势度（汉冢乡等49个）。

四、交通优势度与城镇化水平的空间耦合

（一）交通优势度与城镇化水平的耦合协调度

通过对各乡镇交通优势度与城镇化水平的耦合协调度测算发现，南阳市各乡镇交通优势度与城镇化发展水平相互作用一般，即有少量的乡镇交通可以促进城镇化的发展，同时城镇化也能够促进交通的发展，二者互为背景，相互影响，相互促进。但是交通优势度与城镇化发展水平的协调度区域差异明显，大多数乡镇的城镇化发展水平高于交通优势度，表明这些地区的交通滞后于城镇化的发展，尚未充分发挥交通对城镇化发展的支撑作用。[6]

（二）耦合协调度空间格局

本文采用熵值法来计算交通系统与城镇化水平各指标权重，采用聚类和定性结合方法，将交通优势度与城镇化发展水平两两组合为10种交通优势度和城镇化发展水平的空间组合类型，分析二者的匹配程度以及相关的空间格局分布特征，进而得到交通优势度与城镇化水平的综合评价值。在两者综合评价值的基础上，借鉴物理学耦合协调度模型对南阳市交通优势度和城镇化水平的耦合协调发展进行了实证分析（图4、图5）：将耦合协调度分为两大类，即“协调”和“失调”两大类，然后根据耦合程度又分为五个层次，以此将南阳市207个乡镇作以标记。数量上，耦合协调度协调的乡镇数量为113个，失调的乡镇数量为94个。空间上，耦合失调区域主要以两个区域为主，即以中心城区为中心形成较大范围的耦合协调度失调区域，乡镇空间连接紧密，以及西部西峡县较为集中的区域；失调区域的分布与干线公路网的线性重合度较高；与地形分布呈反向相关关系，即山地乡镇耦合协调度高，而平原乡镇耦合失调度高。

通过对各乡镇交通优势度和城镇化水平的耦合协调度测算发现：耦合协调度平均值为0.28，绝大多数乡镇的耦合度都在0.28以上，这表明南阳市各乡镇城镇化水平和交通优势度的相互作用强度较高，即交通能够促进城镇化的发展，同时城镇化也能促进交通的发展，两者互为背景，相互影响。但交通优势度与城镇化水平的协调度区域差异明显，仅23个乡镇的协调度在0.43以上，达到中等协调水平。

根据协调度的分类标准，将南阳市217个乡镇分为10种协调类型区。优质协调区有8个，分布在市域边界的区域；良好协调区有15个，分布在西峡县北部乡镇以及唐河县南部乡镇；中级协调区有18个，分布在西峡县北部；勉强级协调类型区主要分布在南部区域。濒临失调类型区呈分散情况分布；严重失调类型区有7个，在市域范围内呈均质分布；极度失调类型区有17个，集中分布中心城区外围部分区域以及其他外围乡镇。总体上，周边区域的协调度高于中心区域，与南阳市城镇化发展的空间分布存在一定差异。

通过对南阳市交通优势度与城镇化发展水平的耦合协调研究发现，交通优势度与城镇化水平空间格局部分吻合，但仍存在一定差异，从交通优势度与城镇化发展水平综合评价值的比值看，绝大多数乡镇交通发展很快，交通对城镇化发展的贡献超过了城镇化对交通的支撑。

五、结论与讨论

以南阳市的乡镇为基本研究单元，通过建立耦合协调度模型对南阳市交通优势度与城镇化水平的耦合作用进行计量分析，运用GIS空间分析技术来度量各乡镇交通优势度、城镇化发展水平和两者的耦合协调度的地域空间演化特征，得出以下结论：

第一，本文的研究方法并不局限于现有交通优势度的评价体系，而是根据案例城市扁平化分布的城镇发展特点，更有效直观地纳入非干线公路这一评价指标。

第二，进一步提高各乡镇交通优势度与城镇化水平“协调型”所占比例是实现南阳市城镇化整体发展的关键，交通设施建设重点应与城镇自身特点匹配，没必要一味追求干线以及高等级公路，应加强毛细血管的密度。

第三，单中心圈层发展的模式易忽视中心城区外围城镇的发展，中心城区周边乡镇因其区位条件，往往容易受中心城区的辐射影响，重大交通设施及交通干线的通过性远远大于其到达性，其与外界的联系多从中心城区中转，然而中心城区由于城市发展的空间规律多将过境交通从城市外部分流，造成中心城区成为交通联系洼地的实际情况。

南阳市区以及各级行政层面的交通发展，应综合分析自身以及相邻地区的交通条件特点，通过对交通网络的优化，减少交通联系的障碍，增加低等级公路的数量，提高低等級公路的质量，优化交通网络的末端来提高整体区域的交通优势度，借此达到“交通便捷、经济提升”的良性协调发展模式，对于提升整体城市的城镇化水平、优化城镇空间布局、精准扶贫、乡村转型也有重要的意义。由于城镇化水平与交通优势度的作用机制及其开发的研究体系尚不成熟，本文对城镇化水平与交通优势度的耦合发展研究是初步的、尝试性的。

参考文献：

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责任编辑：许 丹