江苏省公路交通与经济发展的耦合协调

陈枳宇， 曹卫东,2, 范雅辰， 项希龙， 范大龙

(1.安徽师范大学 地理与旅游学院，安徽 芜湖 241002；2.安徽师范大学 城市与区域规划研究中心，安徽 芜湖 241002)

引 言

区域一体化发展国家战略对江苏省区域经济发展提出了新要求，而交通基础设施的完善与优化则是促进经济高质量发展、推动区域一体化进程的重要因素之一[1]。交通基础设施与经济一般呈正相关，交通基础设施发展越完善，经济发展越好；反之，交通基础设施建设水平的优劣也可能拉大区域内“核心—边缘”模式下城市经济发展的差距，加剧中心城市的极化现象，从而导致城市间出现发展不平衡现象，阻碍部分区域经济的可持续、高质量发展[2]。当前要想适应和引领经济高质量发展的新常态，开拓区域一体化发展的新局面，协调区域内交通与经济发展的耦合关系已刻不容缓。

交通与经济发展的互动关系研究历来是交通、经济地理学界关注的焦点，也是研究的热点之一[3]。早期的交通与经济发展的关系研究多应用定性描述的方法，选取案例进行分析，探讨在有无交通基础设施的情况下，经济会呈现什么样发展趋势，这些研究大多零散杂乱，不成体系[4]，没有深入探究交通与经济之间的相互影响关系和作用机制。随着计算机的快速普及和GIS技术的广泛应用，国外学者开始实证研究交通与经济发展的联系，如：Aschauer运用C-D生产函数对交通基础设施投入与产出的关系进行计量分析，认为交通基础设施是推动经济增长的重要因素之一[5]；Gutiérrez从可达性角度出发，构建加权平均旅行时间、经济潜力等指标，定量分析了高铁对欧洲陆路可达性的影响，认为高铁的完善与发展提高了区域可达性，提高了区域间经济的联系强度[6]。国内研究起步较晚，但成果丰硕，主要采用GIS空间网络分析、空间自相关、投入产出模型、主成分分析等方法，从洲际[7,8]、国家[9,10]、区域[11,12]、省域[13,14]等宏观尺度和市域[15]、县域[16]等微观尺度入手，探讨公路[17]、铁路[18]和航空[19]等多种交通方式的交通优势度[20,21]、交通可达性[22,23]、交通基础设施建设[24,25]、交通网络[26,27]等与经济发展的相互作用联系。

综上来看，交通与经济交互影响研究成果丰富，涉及交通对区域经济发展具有的重要推动和引导作用、交通设施建设水平的不均衡性影响着区域内部城市经济社会发展潜力和发展机遇等内容，但仍存着指标体系构建不完善、且多集中于交通发展对经济发展单向影响分析等问题。与此同时，江苏省作为长三角乃至长江经济带重要的区域发展极，对周边省、市具有较强的带动作用，近年来正大力发展公路、高速铁路等交通基础设施，区域经济效益显著提升，亟需对其交通与经济的耦合协调关系展开探究。鉴于此，本文将公路交通作为切入点，在现有研究基础上进一步丰富和完善评价指标体系，采用熵值法，建构江苏省公路交通与经济发展的耦合协调模型，分析2007至2017年近十年间江苏省公路交通与经济的耦合度与协调度，并通过相对发展度模型探究江苏省公路交通与经济发展的相对关系，以期对江苏省现阶段公路交通设施的建设与完善、区域内城市经济的快速发展提供指导，对未来长三角区域交通设施的布局及社会经济的高质量发展提供科学依据，也为其他地区的相关研究提供参考。

1 指标体系的构建及研究方法

1.1 研究区概况

江苏省下辖13个地级市，总面积约10.72万平方公里，占全国总面积的1.1%。到2018年末，全省公路总里程达16×104公里，其中高速公路里程4710公里。地区生产总值92595.4亿元，占全国生产总值的10.28%，其中苏州、南京和无锡3市地区生产总值超过10000亿，而宿迁和连云港2市却不到3000亿，区域内部经济发展不平衡，南北差距明显。2016年6月，国家发改委颁布《长江三角洲城市群发展规划》，为江苏省社会经济发展战略指引了方向。2018年11月，长江三角洲区域一体化发展上升为国家战略，江苏省社会经济迎来了新一轮的发展契机。至此，江苏省在长三角区域一体化发展中的地位日渐凸显，成为“一带一路”和长江经济带国家战略的双覆盖区域。

1.2 指标体系的构建

公路交通运输方式具有大众性、便捷性等特点，构成了江苏省综合交通运输网络的基础，是人口流动、货物运输等社会经济活动的首选之一。近年来，江苏省13个地级市在原有交通设施的基础上，大力完善公路交通网络，区域内高速公路已实现相互连通，以公路为基础的快速交通网络体系缩短了江苏省与相邻省、市的时空距离，进一步深化了江苏省与其他地区的合作与交流。因此，本文从江苏省各城市公路交通着手，选择公路交通规模、结构和功能3个维度共10项指标来表征2007年、2012年和2017年江苏省各城市公路交通综合发展水平。其中，由于各地级市公路基础设施投资数据难以获取，故用交通基础设施投资近似表征。个别地级市相关年份的公路客运、货运周转量数据缺失，故通过差值法补齐。指标的选取要求能科学地反映江苏省公路交通设施的综合发展水平，同时也应充分考虑相关指标数据的易获得性与真实性。

目前，已有学者采用单一或综合指标评价法对城市经济综合发展水平进行测度[28,29]，但对评价指标体系的构建还未达成共识，考虑到城市经济测度指标具有复杂性、多样性等特点，通过借鉴国内外相关学术成果，将江苏省各地级市经济发展系统划分为城市经济规模、结构和效益3个子系统，选取17项具有科学性和参考价值的指标来表征江苏省各地级市经济发展综合实力(表1)。

选取2007年、2012年和2017年3个具有代表性的年份，以江苏省13个地级市为研究对象。数据来源于相关年份的《江苏省统计年鉴》、《江苏省交通统计年鉴》和各个地级市相关年份的统计年鉴、国民经济和社会发展统计公报。

表1 江苏省公路交通与经济发展综合评价指标体系Tab.1 The comprehensive evaluation index system of highway traffic and economic development in Jiangsu Province

1.3 研究方法

1.3.1 熵值法 熵值法相较于常用的层次分析法、主成分分析法等具有更高的可信度和客观性，因此，综合考虑后本文采用熵值法确定公路交通与经济发展两大系统各指标层的权重，具体计算步骤如下。

①分别构建公路交通与经济发展系统的判断矩阵A1=(aij)m×n和A2=(bij)m×n；

②分别对公路交通与经济发展的判断矩阵进行归一化处理，得到矩阵B1和B2；

③分别计算公路交通与经济发展系统各指标的熵值：

(1)

④分别计算江苏省各城市公路交通与经济发展系统各项指标的权重：

(2)

⑤分别计算江苏省各城市公路交通与经济发展评价系统的综合得分：

(3)

1.3.2 耦合度评价模型 耦合度是用来描述多个系统要素之间相互影响、相互作用程度的指标，本文参考相关研究，运用耦合度模型来解释江苏省公路交通与经济发展两大系统之间相互影响、相互作用的强弱关系，公式[30]为

C={(B×S)/[(B+S)(B+S)]}1/2

(4)

式中：B和S分别为通过熵值法测定的公路交通和经济发展得分；C表示公路交通与经济发展的耦合度，取值在0～1之间，C越大表明公路交通与间相互影响越大、相互作用越强。根据实际情况，将江苏省公路交通与经济发展的耦合度划分为4个阶段：0.0～0.2为低水平阶段；0.2～0.5为拮抗阶段；0.5～0.8为磨合阶段；0.8～1.0为高水平阶段。

1.3.3 协调度评价模型 协调度是用来阐述多个系统或其内部各种要素之间互动配合发展程度的指标，在上文耦合度模型的基础上构建江苏省公路交通与经济发展的协调度模型以判别区域内部不同地级市二者相互协调发展的程度，公式[30]为

D=(C×T)1/2,T=αB+βS

(5)

式中：C、B、S同上式；α、β为待定系数，表示公路交通与经济系统的贡献程度，一般均取值0.5；T为公路交通与经济发展水平之间的综合协调指数，值越大表明两个系统协调发展水平越高。根据协调度的大小并参考相关文献[31],将其划分为9个阶段：0.0

1.3.4 相对发展度评价模型 为了描述系统之间的相对发展状态，体现二者的相互适应性和同步性，借鉴相关文献[32]，运用相对发展度指标来分析江苏省各地级市公路交通与经济二者依赖程度和相对发展情况，公式为

E=B/S

(6)

式中：B、S同上述；E为相对发展度指数，当E的值为1时表示公路交通与经济完全同步发展，当E大于1时表示交通较经济发展超前，当E小于1时表示交通较经济发展滞后。

2 江苏省公路交通与经济发展的耦合协调分析

为了探究江苏省13个地级市公路交通与经济的耦合发展阶段以及协调发展类型，通过公式(4)和公式(5)对13个地级市公路交通与经济二者的耦合度和协调度进行测定，其结果参见表2和表3。

2.1 耦合度分析

由表2可以看出，江苏省13个地级市在2007、2012和2017年3个时间节点的公路交通和经济发展的耦合度的数值跨度为0.2760～0.4998，近10年间一直处于拮抗阶段，为了进一步分析，将江苏省13个地级市公路交通和经济发展的耦合度数值进行排序，并结合实际情况，将其划分为4个阶段：0～0.4属于低耦合阶段；0.4～0.45属于较低耦合阶段；0.45～0.49属于较高耦合阶段；0.49～0.5属于高耦合阶段。这里体现了两个特征：其一，2007、2012和2017年3个时间节点上，江苏省公路交通与经济发展的耦合度整体较高，城市所处耦合阶段以高度和较高度耦合为主；同时，城市耦合程度局部存在波动现象，无锡和扬州等城市由高耦合度阶段变为较高耦合度阶段，再转变为高耦合度阶段；其二，2007—2017年，处于高度耦合阶段的城市由6个增加到8个，南京、常州、南通、镇江、泰州、盐城和宿迁等城市耦合度均有不同程度的提高，且在3个时间节点上，处于低度耦合阶段的城市数量分别始终为1，省内各城市发展状况稳步提升。

表2 江苏省公路交通与经济发展的耦合度排名Tab.2 Coupling degree ranking of highway traffic and economic development in Jiangsu Province

进一步应用ArcGIS10.2软件，对2007、2012和2017年江苏省13个地级市公路交通和经济发展耦合度进行可视化处理，得到图1。从中可以发现，耦合度在区域空间上呈现显著的“南高北低”的分布格局，2007、2012和2017年3个时间节点上，南京、苏州、常州和南通4个城市均处在高度耦合阶段，而连云港和宿迁2个城市则处在较低和低耦合阶段，由此可以发现，江苏省区域内部公路交通与经济的耦合发展相对不平衡，城市差异化明显，处于高度耦合阶段的城市集中分布在江苏南部地区，而处于较低和低耦合阶段的城市则集中分布在江苏北部地区，在空间上呈现出“组团式”分布特征。近10年间，由于南京市、苏州市等中心城市的带动和辐射作用，处于较高耦合度阶段的城市数量在不断减少，泰州、镇江等城市相继转变为高耦合度城市，在空间上表现出由集聚分布向零散分布的转变趋势。同时，由于城市快速发展，江苏北部地区的徐州市相较于其周边城市耦合度较高，在空间上呈现出典型的“中心—外围”分布格局。江苏省未来在公路交通与经济的耦合的发展上，要注重发挥南京、苏州和徐州等中心城市的重要带动作用，由“点”到“面”逐步提升城市整体实力。

图1 2007—2017年江苏省公路交通与经济发展耦合度空间分布格局Figure 1 Spatial distribution pattern of coupling degree of highway traffic and economic development in Jiangsu Province from 2007 to 2017

2.2 协调度分析

由表3可以看出，江苏省13个地级市在2007、2012和2017年3个时间节点的公路交通和经济发展的协调度的数值跨度为0.1153～0.6476，其类型以失调为主，包括中度失调、轻度失调和濒临失调3种，且3种失调类型在各个时间节点上的总占比均为69.2%。这里体现了两个特征：其一，2007、2012和2017年3个时间节点上，江苏省各城市公路交通与经济发展的协调度整体水平较低，内部差异性显著，南京、苏州2市协调度高于0.5，而宿迁、连云港和淮安等城市协调度低于0.3，达到协调阶段的城市数量偏少，除南京、苏州2市一直处于勉强协调和初级协调阶段外，其余城市都处于不同程度的失调状态。其二，2007—2017年，江苏省公路交通与经济发展的协调度总体上呈现显著提升的趋势，除连云港、无锡和南京3市协调度有所下降，其余城市的协调度都有一定程度的提高。近10年间，由于宿迁市经济基础较省内其他城市差距明显，对公路交通设施投资力度小，导致其一直处于严重失调阶段。泰州市虽然公路交通基础设施薄弱，但近年来政府制定相关政策，加大对公路交通设施的投资，突出交通建设的重要性，进一步完善城市交通网络，所以其已由2007年的中度失调状态转变为2017年的轻度失调状态。整体上，江苏省区域交通与经济状况趋于良性发展。

表3 江苏省公路交通与经济发展的协调度排名Tab.3 Coordination ranking of highway traffic and economic development in Jiangsu Province

进一步应用ArcGIS10.2软件，对2007、2012和2017年江苏省13个地级市公路交通和经济发展的协调度进行可视化处理，得到图2。从中可以发现，以长江为界线，江苏南部区域的协调度明显高于北部区域。苏州和南京2市地处长江沿岸以南，是长三角地区的重要港口城市和沪宁城际铁路上的重要节点城市，水路、铁路等物流运输业发展较好，产业结构较省内其他城市更合理，所以城市公路交通和经济发展的协调度较高。同时，苏州和南京2市在上海市的辐射作用下不断优化产业布局，驱动企业创新发展，吸引大量高技术产业和人才向其集聚，进一步推动地区交通基础设施优化和经济高质量发展，从而公路交通与经济一直处于协调发展阶段。位于江苏北部地区的宿迁、淮安等城市交通基础设施薄弱，与区域内南京、苏州和徐州等中心城市缺乏联系与合作，交通运输需求较小，从而公路等陆路交通设施发展缓慢；同时，城市产业结构老化现象严重，新兴产业发展较慢，高校、科研院所数量较少，高科技人才储备不足，地区企业缺乏进一步发展的创新机制与动力，导致城市科技创新能力落后，无法为经济发展提供新的驱动力，经济一直处于滞后状态。

图2 2007—2017年江苏省公路交通与经济发展协调度空间分布格局Figure 2 Spatial distribution pattern of coordination degree of highway traffic and economic development in Jiangsu Province from 2007 to 2017

3 江苏省城市公路交通与经济相对发展类型识别

上文通过对江苏省13个地级市公路交通与经济耦合度和协调度进行计算，较好地分析出两者在时间序列和空间序列上的内在效应和演化关系，为进一步探究省内各城市的发展类型，引入公路交通与经济的相对发展度来更好地分析不同阶段各城市公路交通设施的发展态势和服务水平是否顺应经济发展的需求。依据相对发展度的含义，只有在公路交通与经济二者相对发展度等于1的情况下才能够实现同步发展，而现实生活中公路交通与经济难以处于完全同步发展的状态，因此，本文参考相关学者的研究成果，以0.8和1.2为分界点，将江苏省各地级市公路交通和经济的相对发展程度划分为三种类型[33]：当E≥1.2时，该城市为交通发展超前型；当0.8

图3 2007—2017年江苏省地级市相对发展类型分布格局演变Figure 3 Evolution of the relative development pattern of prefecture-level cities in Jiangsu Province from 2007 to 2017

交通发展超前型：某一阶段区域或城市交通基础设施的发展超前于经济的发展，对经济快速、高质量发展起到促进作用。2007—2017年江苏省公路交通超前发展的城市整体上分布在北部地区。2007年属于交通发展超前型的城市有南京、徐州、南通、连云港、淮安、盐城和宿迁7市；2012和2017年同为徐州、南通、连云港、淮安、盐城和宿迁6市，下降幅度较小。作为交通发展超前型城市，要在原有交通设施的基础上加强重点交通工程的建设，充分发挥交通运输业对城市经济发展的积极推动作用，避免过度、重复发展交通基础设施，合理布局交通资源，提高交通设施的利用率，努力实现交通合理超前发展。同时也要加大对经济发展的投入，在合理发展交通的前提下，制定相关经济发展政策，积极投入研究经费，投资与建设能带动经济快速发展的科技创新企业，最终实现交通与经济的高质量协调发展。

同步发展型：某一阶段区域或城市交通基础设施的发展与经济的发展相一致，能够满足国民社会经济发展的需求，二者相互影响、相互促进。2007—2017年江苏省公路交通与经济同步发展的城市集中分布在南部和中部地区。2007年属于同步发展型的城市有无锡、常州、苏州和扬州4市；2012年仅有南京和苏州2个城市，下降幅度较大；2017年骤增到南京、常州、苏州、扬州和泰州5市，增加幅度较大。作为同步发展型城市，应继续保持公路交通与经济协调发展的良好态势，在此基础上，努力提高二者发展质量和水平，新建快速交通道路，强化交通对经济的积极发展作用，着眼于区域发展的全局性，积极融入长三角，努力实现区域一体化和可持续发展。在一定条件下，合理布局未来交通网络，建设高利用率的交通设施，加大对高产能、低消耗企业的投资，实现经济更快速发展，使城市交通运输与经济能够进一步相互影响、相互作用，达到交通基础设施合理布局、经济高质量发展的要求，并最终保持二者的同步协调发展。

交通发展滞后型：某一阶段区域或城市交通基础设施的发展滞后于经济的发展，无法满足社会经济发展的要求，甚至对经济发展带来负面影响。2007—2017年江苏省公路交通滞后发展的城市整体上集中在南部和中部地区。2007年属于公路交通发展滞后型的城市有镇江和泰州2市；2012年有无锡、常州、扬州、镇江和泰州5市，增加幅度较大；2017年仅有无锡和镇江2个城市，下降幅度较大。作为公路交通发展滞后型城市，公路交通基础设施较为薄弱，交通运输能力不足，产业结构缺乏完整性和合理性，在当前公路交通运输设施的基础上，应加大建设力度，提高建设效率，进一步完善公路交通运输结构，不断加强与其他产业的合作，努力改变交通滞后发展态势，实现交通运输与经济的同步协调发展。

4 结论与讨论

4.1 结论

本文以江苏省为例，综合运用熵值法、耦合协调度模型、公路交通与经济的相对发展度评价模型，计算了江苏省13个地级市的公路交通与经济的耦合度、协调度和相对发展度，并对耦合度、协调度和相对发展度进行类型划分，结合ArcGIS平台揭示了公路交通与经济的动态演化过程和空间差异特征，得到如下结论：

江苏省公路交通与经济的耦合度整体较高，局部存在波动现象，在空间上呈现显著的“南高北低”的分布格局；处于高度耦合阶段的城市集中分布在江苏南部地区，较低和低耦合阶段的城市则集中分布在江苏北部地区，在空间上呈现出“组团式”分布特征。

江苏省公路交通与经济的协调度整体水平较低，内部差异性显著，但近十年间呈现稳步提升的态势，区域整体状况趋于良性发展。以长江为界线，江苏南部区域的协调度明显高于北部区域。

江苏省13个地级市公路交通与经济相对发展状况差异较大，总体以交通发展超前型和同步发展型为主，各地政府应以长江三角洲城市群发展规划和长三角区域一体化发展战略为基础，根据各城市的实际情况合理制定出交通与经济协同发展的策略。

4.2 讨论

通过建立城市公路交通与经济发展的综合指标体系，以江苏省13个地级市为例，全面揭示了2007—2017年江苏省13个地级市公路交通与经济发展的耦合协调关系，为政府进一步科学地制定区域一体化战略和城市高质量发展政策提供依据。但本文仍存在相关有待解决的问题：受到数据收集与获取的限制，仅以公路交通运输方式作为切入点，无法体现各地级市整体交通的发展水平；公路交通发展水平与经济发展水平的评价指标体系有待改善与丰富；本研究只探究了江苏省各地级市公路交通与经济两大系统的协调关系，未对系统内部的协调关系进行研究；研究中未能提出公路交通与经济协调发展的相关措施；此外，由于文章篇幅和个人能力的限制，文章没有将江苏省放在一个更宏观的尺度上进行比较研究，也没有在微观尺度上对江苏省内部各县级市进行研究。

随着交通快速化发展，多式联运的交通体系已经逐渐形成并日渐完善，公路交通如何与高铁、航空等运输方式有机结合，进一步带动江苏省乃至长三角城市经济发展是未来的研究方向。另外利用相关软件爬取城市间人口、货物等流动数据剖析区域交通基础设施网络格局及城市间经济发展联系的内在机理也是今后研究的重要方向。