高铁开通对长三角和京津冀空间结构变动的影响

胡艳君 张歆悦

（北京联合大学，北京 100101）

一、研究背景

目前，以中心城市和城市群为主体形态的城市空间战略格局逐步形成。其中城市群网络交通建设是合理引导和支撑城市群发展的重要手段。高铁开通对我国城市群的空间结构产生了颠覆性的改变，场所空间逐渐被动态的流空间融合。截至2022 年底，中国高铁运营里程约达到了4.2万公里，“四纵四横”高铁网提前建成，“八纵八横”高铁网加密成型。逐渐成网的高铁将对我国城市群空间结构变动产生重要影响。作为“十三五”规划中国务院提出建设的世界级城市群，也是我国南北区域最有代表性的城市群，本文选取长三角和京津冀城市群作为研究对象，对比分析高铁开通前后对两大城市群网络空间结构变动的影响。

长三角城市群作为我国经济最发达、高铁密度最高的地区之一，长三角城市群网络空间结构的变动以及高铁对其空间结构的影响成为众多学者的研究对象。已有文献主要从长三角城市群空间格局的演变，运用高铁客运班次数据分析城市群空间格局的演化、联系格局及网络结构的变化，运用社会网络分析方法、客流数据分析高铁开通前后长三角城市群空间结构特征演变、高铁网络的演进特征等[1-8]。与长三角城市群较为丰富的研究相比，关于京津冀城市群的空间网络结构及高铁开通对其变动影响的相关研究则比较少。已有文献将GIS 网络分析和社会网络分析相结合，分析京津冀城市群在公路、铁路、高速公路和高速铁路四种不同交通模式下可达性和城市经济相互作用的差异性；运用社会网络分析方法对比分析雄安新区建成前后对京津冀城市群空间结构的影响[9-10]。现有文献更多地聚焦于高铁对于全国层面或某一城市群城市网络空间结构的影响，而且由于高铁出现的时间相对较短，基于高铁流视角下的城市群空间结构研究所用数据时间较短，整体样本量较小，倾向于静态研究。本文将在不同城市群的比较研究和高铁开通前后对城市群空间结构变动的影响方面进行探索。因此，笔者选取长三角和京津冀城市群作为研究对象，选取2007、2020 年的高铁客运数据，运用较为经典的社会网络分析法对其网络空间结构的变动进行比较分析，以期为高铁合理支撑两大城市群发展提供有益参考。

二、研究方法与数据来源

（一）研究方法

1.引力模型

引力模型是测量区域间经济联系强度的一种常用方法，用以反映中心城市对周围城市经济福射的能力、周围城市对中心城市溢出接受的程度以及城市间相互作用的程度。但由于城市间经济引力存在单向性和差异性，即使是经济规模、距离、人口指标均一致的情况下，城市间彼此的引力大小也不尽相同，大质量城市对小质量城市的吸引力通常较大。因此，本文参考方大春（2015）[7]的研究采用各城市城镇人口规模占两城市城镇人口之和的比重对引力模型进行修正：

2.社会网络分析

社会网络分析方法（Social Network Analysis，SNA）是一类刻画网络整体的形态、特性和结构的分析方法。本文主要使用网络密度、中心性以及凝聚子群，在经济联系强度已知的基础上对高铁开通前后长三角和京津冀城市群空间结构演变进行分析。

（二）数据来源

根据2016 年《“十三五”时期京津冀国民经济和社会发展规划》，将北京、天津两大直辖市，河北省的张家口、承德等11个地级市和定州、辛集2个省直管市以及河南省的安阳市，共16 个城市作为样本城市，将修正的引力模型计算出的结果以16×16 的矩阵表示，构建京津冀城市群经济联系强度矩阵和社会网络分析的有向关系数据。根据2019年12月国务院印发的《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》，将上海市、江苏省、浙江省以及安徽省的中心区域城市确定为长三角城市群网络结构研究的27个样本城市。由于舟山市尚未开通铁路站点，因此选取长三角城市群除去舟山的26 个城市作为样本城市，由修正的引力模型计算出的结果构成26×26的矩阵，形成社会网络分析的有向关系数据。

数据来源主要包括《中国统计年鉴》《全国铁路旅客列车时刻表》《石开铁路时刻表》等。考虑到两个城市群最早开通高铁的时间均为2008 年以及数据的可得性，故选取2007年、2020 年的数据进行对比分析高铁开通前后京津冀城市群和长三角城市群的空间联系演化。

三、实证分析

（一）网络密度分析

如图1所示，将由修改后的引力模型计算得出的两个城市群不同时期的4个经济强度矩阵数据代入到Ucinet6.212中，运用Netdraw软件绘制出京津冀城市群和长三角城市群高铁开通前后的网络结构图。

图1 2007、2020年京津冀、长三角城市群网络密度图

图1 中的每个节点表示城市群中的1个城市，节点之间的连线与箭头分别表示经济联系与作用方向，节点越大说明该城市在城市群中的中心性越强。可以发现高铁开通都显著提高了长三角和京津冀城市群的网络密度。2007年北京是京津冀城市群中唯一可以作为中心城市带动区域经济发展的增长极，且部分城市如承德、定州、辛集表现为游离在城市群外的状态，与其它城市的联系并不密切；2020 年京津冀城市群的经济联通密切程度明显增强，天津、保定、石家庄、唐山逐渐成为新的增长极，整个城市群的空间结构趋于均衡。从长三角的情况看，2007年长三角城市群的网络空间呈现出以上海市为核心，向四周发散的形态，铜陵与池州处在长三角城市群的最边缘；2020 年长三角城市群形成了以上海、南京、苏州、合肥、杭州、无锡等多城市为核心的经济网络结构。表明长三角和京津冀城市群高铁开通后其经济网络空间结构都逐渐趋于均衡。此外，高铁开通较早的城市，如上海、南京、苏州、杭州、北京、天津、石家庄等在城市群中表现出更高的中心地位，与城市群内其他城市的经济联系更加紧密；而尚未开通高铁或开通高铁较晚的城市，如铜陵、池州、承德、辛集、定州等城市的经济联系强度则较弱，呈现出边缘化的态势。

从表1可以发现，高铁开通后两大城市群的网络密度均显著高于高铁开通前。由于安徽省大部分城市在2007年并未纳入长三角城市群，导致网络密度低于京津冀城市群，但这种情况在高铁开通后发生了很大的变化；2020 年，长三角城市群的网络密度超过京津冀城市群达到了0.533 8。由此可见，高铁开通极大加强了城市群内城市之间的经济联系，使得城市群的发展更加协同和均衡。比较两个城市群的情况，长三角城市群的空间网络结构更为紧密。

表1 高铁作用下京津冀城市群和长三角城市群的网络密度

（二）中心性分析

1.度数中心度

城市间经济联系网络具有有向性，每个点的中心度又可以分为点入度和点出度。其中点入度表示该城市受到城市群中其他城市认可的程度，通常是较为中心或地位较高的城市；点出度表示积极获取联系的能力。利用Ucinet6.212分别计算出京津冀城市群和长三角城市群2007年以及2020 年的中心度，可以从不同角度分析城市群中心度的变化情况。

长三角的度数中心度一直高于京津冀城市群，高铁网络中各城市的空间联系强度差异较大，但点出度与点入度的空间格局较为相似，中心城市均呈现出点入度高于点出度的情况。2007年长三角和京津冀城市群城市的度数中心度均值分别为5.115和1.875，2020年其均值分别为13.346和6.375。由此可知，长三角城市群中高铁开通城市的经济联系较强，相互作用和影响辐射的能力较京津冀城市群中的城市更强。

2020 年与2007年相比，京津冀城市群中各城市的点出度和点入度均在不断上升。京津冀高铁网络的建立大大缩小了城市群内城市间的时空距离，城市间相互联系和影响的程度逐渐增强。北京、天津、石家庄、保定的点入度要远远高于其他城市，且点入度明显高于点出度，说明这4 个城市具有较强的资源集聚能力。高铁开通后，京津冀地区的空间结构发展变得更加均衡，一定程度上缓解了京津冀城市群的极化现象。从长三角城市群的情况看，2020 年与2007年相比，各城市的点入度和点出度也都有所提升，特别是安徽的合肥、芜湖等几个城市高铁开通后与其他城市间的联系明显增加；镇江、湖州、铜陵、马鞍山、宣城等城市的点出度远高于点入度，说明这些城市更易于受其他城市的影响。从城市层面看，上海、南京、无锡、常州、苏州、杭州、合肥等城市的点入度明显高于其他城市，说明这些城市已经逐步发展成为长三角城市群的经济核心城市，特别是高铁开通运营对于这些城市进一步集聚资源从而促进经济增长具有重要作用。

网络中心势用以分析城市经济联系的不均衡程度，中心势的值越接近100%，说明网络的集中性越高，区域间城市发展越不均衡。由表2可知，两个城市群的点出度中心势均有一定的上升，而点入度中心势则均呈现下降的趋势，且点入度中心势大于点出度中心势。说明两个城市群的经济联系依旧存在一定的不均衡性，但由于高铁的开通已经有所缓解，而这一空间结构的改变在长三角城市群中的体现更加明显。

表2 高铁作用下京津冀城市群和长三角城市群网络中心势

2.接近中心度

接近中心度可以用来衡量城市之间的流动性。数值越大表明该城市与区域内其他城市间的联系越紧密。点入度越高说明其他城市与该城市发生联系越容易，而点出度越高说明该城市到其他城市更容易。

长三角和京津冀城市群在2007～2020 年间接近中心度均呈现上升态势，表明高铁开通使得两个城市群间的联系更加紧密，流动性增强。长三角城市群的接近中心度在2020 年反超了京津冀城市群，入接近中心度平均值从18.665上升至68.294，出接近中心度平均值从9.300上升至30.078，说明长三角城市群内部城市间的联系更加密切，经济发展较京津冀城市群更快，对区域的辐射力更强。

随着京津冀城市群高铁网络的逐渐完善，2020 年各城市的点入度与点出度均显著上升且差距加大，北京点入度已高达100，天津、石家庄、保定均已经达到88以上，高铁的开通加强了城市间的可达性，但同时也加剧了资源和人口向中心城市集聚，使北京一直保持着区域最高增长点的地位，但同时天津、石家庄、保定等城市在近10 年已经逐渐成为京津冀新的增长点，为京津冀城市群空间结构向均衡转变贡献了力量。长三角城市群的接近中心度在高铁开通后得到了极大的提升。上海、南京、苏州的点入度为100，说明资源可以在这些城市间较为自由地流动，这些城市与其他城市间的联系非常紧密。而铜陵、池州等城市则具有相对较高的点出度和较低的点入度，这主要是由于其纳入长三角城市群的时间较短，开通高铁的时间较晚。苏州、合肥、杭州等城市是继上海、南京等核心城市后新出现的具有较强区域辐射能力的城市，有望成为长三角城市群新的增长点。

3.中介中心度

中介中心度是指一个结点担任其他两个结点之间最短路的桥梁的次数。笔者用该指标进一步考察高铁开通前后节点城市控制流动资源能力大小的变化。

高铁开通后长三角和京津冀城市群的中介中心度都发生了结构性的变化，新的节点城市分担了过去中心城市的压力，同时城市间的直接联系也更加紧密，在一定程度上优化了城市群空间结构。从2020 年的数据来看，长三角城市群的南京、合肥、杭州、芜湖、上海、苏州、常州，京津冀城市群的石家庄、唐山、保定、北京、天津的中介中心度均高于各自城市群高铁网络的中介中心度的均值，起到了为其它城市引流的作用，具有较强的空间传递能力，其他城市则处于相对边缘的位置，对其它城市的中介能力较弱。此外，长三角的中介中心度高于京津冀城市群，主要是由于长三角城市群所涵盖的区域范围更广、跨省情况更多。

北京、天津在高铁开通前后都具有较高的中介中心度，京津冀城市群中各城市的经济交流主要是通过这两个城市进行的。随着高铁的开通，石家庄、保定、唐山异军突起，截至2020年，3座城市充当经济联系载体的次数从0 分别上升至27.467、13.467和17.367次，逐渐成为京津冀城市群中重要的“中间桥梁”，为城市群网络结构向均衡转变贡献了力量。不断完善的高铁网络使得长三角城市群城市间经济联系更加密切，绝大多数城市的中介中心度有所下降，说明长三角城市群城市间的直接联系增强，合肥、杭州等城市分担了南京、上海的联通作用，上海、南京的中介中心度由70.3、106.1下降至64.8、20.4。随着高铁的开通与发展，长三角城市群的经济网络正在向着去中介化发展，逐渐形成均衡紧密的格局。

（三）凝集子群分析

分析城市群形成的凝集子群，可以更好地了解哪些城市间存在相对较强的、直接的、紧密的、积极的经济联系，通常子群的形成会受到其地理位置的影响。由迭代相关收敛法进行聚类分析得到以下结果，如图2所示。

图2 2007、2020年京津冀、长三角城市群凝集子群

高铁开通之前，京津冀城市群三级层面可以划分为4 个子群和1个关系对，北京—天津关系对与唐山—保定—廊坊—沧州子群联系密切，秦皇岛—安阳—衡水—张家口子群与邢台—石家庄—邯郸子群互动紧密，承德—定州—辛集子群则与城市群无密切联系；2020 年，京津冀城市群中的凝集子群发生了显著变化，从三级层面划分北京—天津—石家庄—保定子群和沧州—唐山—廊坊在高铁辐射下具有极强的空间联系，邯郸与秦皇岛—辛集关系对、邯郸—安阳关系对形成了较为紧密的协同发展关系，衡水与张家口—承德—定州子群因为地理位置和开通高铁时间限制呈现出与京津冀城市群较弱的联系。从长三角城市群发展情况看，2007年长三角城市群三级层面可以划分为5 个子群和2个关系对，其中湖州—宣城关系对和宁波—台州—金华—温州子群关系密切，上海—杭州—嘉兴—绍兴子群和苏州—无锡—常州、合肥—南京—镇江—扬州—滁州子群的联系频繁且聚合性大，而铜陵—池州关系对则与长三角城市群其他城市呈现脱离的状态。随着高铁开通带来城市通达性上升，空间结构开始出现动态变化，子群形态也随之发生改变。2020 年，长三角城市群三级层面可以划分为4 个子群和4 个关系对，上海—南京—无锡—常州—苏州—杭州—南通—合肥子群的聚集性最高，尽管分跨不同省市，但由于高铁开通时间较早且均为高铁节点城市，因此该子群具有最强的经济联系，其他子群则表现出较强的地区性，距离越短城市间的联系越密切。

四、结论与建议

通过运用社会网络分析方法，对比分析高铁开通对长三角和京津冀城市群网络空间结构变动的影响，主要得出以下结论：

（1）从网络密度来看，高铁开通对京津冀和长三角城市群城市间经济联系强度的提升都具有较强的促进作用。高铁开通之前，京津冀城市群的网络紧密程度高于长三角城市群。高铁开通对长三角城市群内部城市间经济联系的促进作用远大于京津冀城市群，2020 年长三角城市群网络密度已远超京津冀城市群。

（2）长三角城市群的度数中心度始终高于京津冀城市群，但中心城市均呈现出点入度高于点出度的情况，高铁网络中各城市的空间联系强度差异较大，长三角城市群内部城市间经济联系，相互影响的能力较京津冀城市群更强，在空间结构向均衡性转变方面效果也更加显著。

（3）高铁开通后长三角和京津冀城市群的中介中心度都显著降低，表明高铁网络的完善增加了城市间的直接联系，上海、南京、北京、天津等中介中心度高于各自城市群均值的城市具有较强的空间支配权。

（4）高铁开通前后两个城市群的凝集子群变化显著，最明显的变化是出现了较多跨越地理位置因素的子群。2020 年，长三角城市群形成了4个子群和4个关系对，中心城市主要包括上海、南京、苏州、杭州、合肥等，铜陵、池州、宣城等城市与城市群的融入较浅；京津冀城市群形成了3 个子群和2个关系对，高铁辐射能力强的中心城市包括北京、天津、石家庄、保定。

基于以上研究结论，提出以下几点建议：

（1）加速京津冀和长三角城市群的“多中心化”“均衡化”发展。特别是着力减缓京津冀城市群的经济极化现象，缓解北京对产业和人口的集聚效应和虹吸效应，使区域经济发展更加均衡；通过进一步明确城市分工、不断优化产业布局、完善非中心城市基础设施建设、城市综合承载能力、服务能力以及福利保证制度等，促进京津冀城市群的产业结构优化和区域空间结构更加合理。

（2）打造新的城市群经济增长极，减缓中心城市压力，加速新规划城市积极融入城市群。对于京津冀城市群，要重点打造石家庄等城市成为新的增长极，有效承接北京非首都功能疏解，建设河北省内经济增长点，促进资源由中心城市向非中心城市流动，扩大北京—天津关系对的经济辐射效应，促进区域均衡发展；对于长三角城市群来说，着力扩大上海子群的经济辐射效应，带动周边子群以及铜陵、池州等地的联系与发展。

（3）京津冀和长三角城市群都需要进一步完善高铁网络建设与发展，将高铁时代的福利共享，推进交通一体化建设，京张高铁、京承高铁、盐通高铁等线路的开通将进一步提升城市群经济联系强度，促进城市群网络空间结构向着协调、均衡、一体化方向发展。