基于引力模型的郴州市城镇空间结构动态研究

谢林卫 谷志鹏 谭春华

(1.郴州市规划勘察设计研究院，湖南 郴州 423000； 2.长沙市规划设计院有限责任公司，湖南 长沙 410007)

1 概述

城镇是经济运行的载体，城镇空间布局结构的演变特征直接反映着城镇经济活动的发展态势[1]。在当前不断变化的经济背景下，城镇间的发展更注重区域化、协作化、一体化发展。区域经济联系的产生和发展本质上是劳动地域分工的必然结果[2]。推动区域经济发展，加速城镇化发展进程，科学合理的城镇空间结构布局是关键。在区域经济学研究领域中，定量分析城市间的经济联系强度已然成为近年来研究的重点方向之一。经济联系强度是表示该区域内各城市之间经济联系强弱的指标，其数值大小不仅能反映该区域内中心城市对于周边城市的经济辐射能力，还能反映周边城市对于该区域内中心城市辐射能力的接受度。

2 研究综述

17世纪牛顿提出了著名的万有引力定律，给物理学及许多自然科学学科的发展带来了划时代的推动作用。社会经济学家Tinbergen(1962)和Poyhonen(1963)通过将万有引力定律引入经济学领域进行发展和延伸，提出了一个比较完整且简便的经济学模型——引力模型(Gravity Model)[3]。他们认为两个经济体之间的单项贸易流量与经济体各自的经济规模成正比，与经济体之间的距离成反比[4]。

城市间的经济联系强度可以通过引力模型进行量化分析，近年来，研究者们取得了许多有参考价值和借鉴意义的研究成果。2015年，高兴亮等[2]采用区域间相互作用的引力模型，测算了山东省17个城市的经济联系量和城市间经济联系隶属度。结果表明：山东省各主要城市间的经济联系量绝对量保持增长，中、北部城市间联系紧密，西部和沿海城市之间联系较弱，通过10年的发展已形成了三大经济联系紧密带的格局。2018年，宁启蒙等[5]结合主成分分析法和引力模型，对益沅桃城镇群的经济联系强度及对中心城区的经济隶属度进行了测算，以此来定量分析该城镇群的基本经济情况。结果表明：益阳市区的引力强度最高，在城镇群中处于绝对的经济中心地位，沅江市、桃江县与市区的经济差距较大，市区的经济辐射带动作用有待提高。2020年，王希[6]以京津冀城市群13个构成城市为研究对象，运用引力模型对京津冀城市群的城市规模划分和城市空间联系进行了实证研究。结果表明：近10年来京津冀城市群呈现“中心—外围”的发展格局，空间联系强度差异化明显，支撑京津冀城市群发展核心格局的是京津“双核”，整个城市群之间的经济联系越来越密切。

3 研究区域、研究方法与数据来源

3.1 研究区域

郴州市城镇空间，包含郴州市中心城区(苏仙区、北湖区)、资兴市、桂阳县、永兴县、宜章县、嘉禾县、汝城县、桂东县、安仁县10个市县行政范围构成，总面积1.94万km2，约占全国国土面积的1/500。截至2019年年底，郴州市全市地区生产总值2 410.9亿元，年末全市常住人口475.5万人，全市城镇化率56.0%。

3.2 研究方法

本文基于经典引力模型[7]，利用能够表明城市人口规模的常住人口(P)、表明城市经济规模的GDP总量(G)来测度城市“质量”，选用根据高德地图导航得出的两地政府驻地之间的最短车行距离(D)作为城市间的距离指标。在此基础上，得出的引力模型计算公式：

其中，Fij为城市经济联系强度；Pi,Pj分别为两个城市的常住人口数量；Gi,Gj分别为两个城市的地区生产总值；Dij为两个城市政府驻地之间的最短车行距离；Fi为i城市的经济作用总强度；Ri为i城市的经济隶属度。

本文研究的各项基础数据来源于郴州市统计局官网发布的相应年度的郴州市国民经济和社会发展统计公报和郴州统计年鉴。

4 郴州市城镇空间经济联系分析

4.1 经济联系强度

根据引力模型，分别计算得出2009年、2014年、2019年 郴州市城镇空间中各主要城市间的经济联系强度和经济联系强度总量，分析结果如表1～表4所示。

表1 2009年郴州市各城市间经济联系强度

表2 2014年郴州市各城市间经济联系强度

表3 2019年郴州市各城市间经济联系强度

表4 郴州市各城市经济联系强度总量

2009年、2014年、2019年郴州市城镇空间各城市间的经济联系强度呈现如下特征：

1)从整体上来看，2009年—2019年，随着社会经济的发展，郴州市城镇空间中各个城市之间的常住人口数量都有不同程度的增加，城市间经济联系强度也随着年份增加而逐渐增强。本研究采用ArcGIS软件测算郴州市各个城市间的空间引力数值和经济联系强度总量，并通过该软件绘制出2009年、2014年、2019年城市网络联系强度分布如图1所示。图1中圆点表示该城市的政府驻地的地理位置，圆点大小表示该城市的经济联系强度总量，任意两个城市间连线的粗细程度对应这两个城市间的经济联系强度。

2)在2009年的经济联系强度表中，郴州中心城区位于经济联系强度总量第一阶梯，桂阳、资兴、永兴位于第二阶梯，宜章、嘉禾、临武、安仁、汝城、桂东位于第三阶梯；2014年，郴州中心城区经济联系强度总量依然处于第一阶梯，宜章率先从第三阶梯跨入第二阶梯，城镇空间布局雏形显现；2019年，经济联系强度总量大于10的城市数量已达到6个，嘉禾成为第二阶梯的新成员，城镇空间布局已成形并向外扩散。

3)对2009年、2014年、2019年数据进行分析，除中心城区外，其他各城市保留与其经济联系强度最大的连接线，表1～表3中加粗数值为两城市间经济联系强度最大值，经ArcGIS可视化成图如图2所示，图中圆点代表该城市的常住人口。在2009年，郴州中心城区对于资兴的经济吸引力小于永兴对于资兴的经济吸引力，故最大经济联系强度线处于断开阶段；历时10年的发展，郴州中心城区经济辐射能力显著加强，呈现出“一核三轴两线”的经济发展格局，以郴州中心城区向外辐射5条经济联系线，分别为郴州—资兴—永兴—安仁、郴州—桂阳—嘉禾、郴州—宜章—临武、郴州—汝城、郴州—安仁。

郴州市城镇空间中各等级城市的规模分布差距明显，郴州中心城区主导作用一直是支撑整个城镇群发展的核心

格局，城市间经济联系强度分异特征较为明显，地理区位优势赋予经济发展的推动力一览无余。随着郴州市城镇群多年来的发展，桂阳、资兴、永兴依托区位优势脱颖而出，宜章、嘉禾也产生越来越大的影响力。郴州市位于丘陵山区，市域内部城市人口规模相差较大，整个城镇空间的东面、东南面、南面、西南面多为山地，削弱了郴州中心城区的经济辐射能力。桂阳、资兴、永兴位于丘陵地区，条件相对较好，区位优势明显，发展前景较好。总体而言，郴州市城镇空间的发展态势不均衡，以郴州中心城区为主的地理核心区占主导地位，边缘城市间联系和配合不紧密，城市规模格局仍将持续。

4.2 经济隶属度

郴州市10个城市的经济联系时相变化呈现空间分异，如表5所示。其中，对于郴州中心城区经济隶属度较大的城市依次是桂阳、资兴、宜章、永兴，这些城市与中心城区的经济联系较为密切；嘉禾、临武、汝城、安仁、桂东对郴州中心城区的经济联系隶属度依次减小。2014年，嘉禾、桂阳、汝城的比重出现轻微下降趋势；宜章、临武、资兴、桂东、永兴、安仁有小幅提升。2019年，资兴和永兴的经济联系隶属度下降，其他城市相较于上一阶段有一定的提升。从2009年到2019年，桂阳对于郴州中心城区的经济联系隶属度都大于40%，说明桂阳和郴州中心城区互为主要联系方向，两地之间有很强的相互依赖性。资兴、永兴、宜章三地经济隶属度量级相当，累积占比大于40%，为郴州中心城区第二联系方向。嘉禾、临武、汝城、安仁、桂东对郴州中心城区的经济隶属度较低，五地累积占比小于20%，逐年变化情况不显著，为第三联系方向。

表5 各市县对于郴州中心城区的经济隶属度

5 结语

当前郴州市城镇空间结构的格局形成，不仅仅是人口经济、地理区位、交通区位等多重因素作用的结果，更是资源禀赋条件下符合自身比较优势的选择。郴州市城镇空间结构的分异特征较为明显，区域内城市经济发展水平呈阶梯状变化，城市间的经济联系强度有待于提高，山地型组团式中小城镇群发展战略有待于进一步推进。为充分发挥郴州市城镇群的集聚与扩散效应，提升市域城镇空间结构布局的科学合理性，加强市域城镇间的联系与分工协作，带动市域城镇的协调发展，应加强以下工作：

1)增强核心区域竞争力。重点建设郴州中心城区主中心，拓展中心城区发展空间，突出中心城区主体地位，进一步提升其经济辐射和带动能力，打造成湘粤赣省际区域崛起的“领头羊”。发展资兴、桂阳、永兴、宜章次中心，积极推动郴资桂永宜融城发展，壮大次中心发展优势，围绕主次中心发展和带动辐射力强的中小城镇，实现城镇群的协调发展。提高人口城镇化水平，降低城镇准入门槛，争取将郴州打造成为中心城区过百万人口的大城市。

2)构建区域增长极。积极对接北部长株潭城市群，南部粤港澳大湾区，抓住“一带一路”沿线国家的合作与共建机会，打造资兴两型产业、生态经济与旅游产业增长极、桂阳低碳经济与绿色产业增长极、永兴循环经济与环保产业增长极、宜章新型工业与休闲健康产业增长极。发挥城镇群先导作用，引领全域城镇协调发展，统筹配置各类资源和生产要素，改造提升传统产业，积极发展新兴产业与高新技术产业，优化产业结构，推动资源型城市转型发展。

3)完善城镇空间内部交通网络体系。郴州市属于山地型组团式中小城镇群，是湘南地区重要的交通枢纽。应放大节点城市优势，重点建设郴资桂、郴永宜城镇走廊，密切城镇之间的协调发展，通过郴州大道、郴永大道与郴宜城际大道等区域性道路，强化市域城镇间的交通联系。城镇群内部也应完成包括城市快速铁路、高速公路、城际轻轨等现代交通方式的交通网络，为郴州市城镇空间经济社会的发展提供有力保障。

4)打造经济互联廊道。充分发挥城镇群各市县产业特色和资源优势，坚持优势互补，积极开展区域经济合作，谋求城镇群经济与产业整体共赢与发展。依托区域协作机制，合理布局产业集群，以大带小，把大中城市和小城镇联接起来共同发展。在地区产业布局、资源分布和自身经济发展的基础上，采取形式多样的横向经济联合与协作方式建立起区域性经济协作，通过加强经济活动连接度壮大城镇群的发展。统筹城乡发展，以郴资桂、郴永宜城际大道为廊道，协调各城镇设施建设，产业布局，环境治理等，共同推进城镇空间协调发展。