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

第３８卷第１期２０１６年１月湖北大学学报（自然科学版）Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｕｂｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）Ｖｏｌ．３８　Ｎｏ．１　Ｊａｎ．，２０１６　收稿日期：２０１５－０４－１７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）资助作者简介：邓婉君（１９８８－），女，助教，Ｅ－ｍａｉｌ：ｉｖｙｉｒｍ＠１６３．ｃｏｍ文章编号：１０００－２３７５（２０１６）０１－００３２－０５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；金字塔结构中图分类号：Ｋ９２８．５ 文献标志码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－２３７５．２０１６．０１．００６Ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｌａｙｏｕｔ　ｏｆ　ｕｒｂａｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ　ｐａｓｓｅｎｇｅｒ　ｒａｉｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ———ｔａｋｅ　ｔｈｅ　ｓｉｘ　ｃｅｎｔｒａｌ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ｆｏｒ　ｉｎｓｔａｎｃｅＤＥＮＧ　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　ｏｆｃｉｔｉｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｉｘ　ｃｅｎｔｒａｌ　ｐｒｏｖｉｎｃｅｓ．Ｔｈｅ　８０ｃｉｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｘ　ｃｅｎｔｒａｌ　ｐｒｏｖｉｎｃｅｓ　ａｒｅ　ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ　ｉｎｔｏ　ｆｏｕｒｇｒａｄｅｓ，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　ｓｉｘｐｒｏｖｉｎｃｅｓ　ｉｎ　ｃｅｎｔｒａｌ　ｃｉｔｙ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｉｔｉａｌｌｙ　ｒｅｖｅａｌｅｄ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｅｎｔｒａｌ　ｃｉｔｉｅｓ’ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｐａｔｔｅｒｎ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒａｉｌｗａｙ　ｎｅｔｗｏｒｋ；ｕｒｂａｎ　ｓｃａｌｅ；ｕｒｂａｎ　ｓｙｓｔｅｍ；ｐｙｒａｍｉｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ０　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第１期邓婉君，等：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３３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城市人口／万始发列车／趟城市人口／万始发列车／趟城市人口／万始发列车／趟武汉５１４．６　１３２信阳１４４．６６　６运城６５．８２　５黄石７１．６６　２合肥２０６．０３　２３晋城３３．９４　１荆门６７．５２　２亳州１５７．５３　２麻城２４．６　３襄樊２２０．６４　１０淮北１０８．７　５赤壁２６　１宜昌１２４．６１　１０蚌埠９２．５１　４利川１２　３恩施２０．１３　１阜阳２０２．６６　１０澧县２５．７５　１十堰４７．８６　７淮南１８０．２９　１韶山３．１７　１长沙２３９．６４　５０六安１８４．６４　４茶陵９　１岳阳８４．４１　３芜湖１０５．２５　４邓州４０　２常德１４０．３９　２池州６５．６３　４淮滨１０　１张家界４９．６８　５安庆７４．１１　４固始４０　１湘西２９．４３　３黄山４３．５７　４宿松１０．５　１益阳１３２．１９　２南昌２２２．７９　５７灵丘４．７　２娄底４４．５４　１九江６２．１２　１５岢岚２．４　２怀化３４．５３　１５景德镇４５．６９　６原平２１．５　２邵阳６６．９３　４上饶３９．２４　１古交１５．５　１衡阳１０３．７　８鹰潭２０．６３　３太谷１１．２　１永州１０９．２７　３萍乡８４．７９　２介休２３．４　１郴州６６．４７　３吉安５３．５　３侯马１３．３　１郑州２８０．８８　６２赣州６４．１７　４永济２６．１　１安阳１０７．１４　５太原２８３　５１沁县４．５　１新乡１０１．０４　１０大同１５３．９１　１５潞城９．６　１商丘１７１．７１　６朔州６３．６５　３玉山１０．５　２三门峡２９．１　１３吕梁２５．２１　２井冈山４．６　５平顶山１０１．２８　１阳泉６８．３９　２瑞金１２．６　２周口５２．３　２临汾８２．７７　８定南４．５　１南阳１８３．７７　５长治６９．６５　３３４　湖北大学学报（自然科学版）第３８卷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城市等级城市数目列车始发数目区间城市名称区域首位城市１［６３，１３２］武汉区域副中心城市４［２４，６２］南昌，郑州，长沙，太原省域中心城市１２［７，２３］合肥，三门峡，怀化，大同，九江，十堰，临汾，衡阳，宜昌，襄樊，阜阳，新乡地方性城市６３［１，６］黄石，荆门，恩施，岳阳，常德，张家界，湘西，益阳，娄底，邵阳，永州，郴州，安阳，商丘，平顶山，周口，南阳，信阳，亳州，淮北，蚌埠，淮南，六安，芜湖，池州，安庆，黄山，景德镇，上饶，鹰潭，萍乡，吉安，赣州，朔州，吕梁，阳泉，长治，运城，晋城，麻城，赤壁，利川，澧县，韶山，茶陵，邓州，淮滨，固始，宿松，灵丘，岢岚，原平，古交，太谷，介休，侯马，永济，沁县，潞城，玉山，井冈山，瑞金，定南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．第１期邓婉君，等：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３５　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　中部城市等级图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５００ｋｍ；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１５０ｋｍ，距上海和杭州的直线距离也都在４００ｋｍ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５００ｋｍ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３６　湖北大学学报（自然科学版）第３８卷首选之地，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．６　参考文献［１］薛俊菲．基于航空网络的中国城市体系等级结构与分布格局［Ｊ］．地理研究，２００８．２７（１）：２３－３２．［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．［４］Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ　Ｈ．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ｕｒｂａｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ａｎｄ　ａｉｒ　ｐａｓｓｅｎｇｅｒ　ａｎｄ　ｃａｒｇｏ　ｆｌｏｗｓ：ｓｏｍｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＡｉｒＴｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，２００４，１０：２３９－２４７．［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．［９］王娇娥，金凤君．中国铁路客运网络组织与空间服务系统优化［Ｊ］．地理学报，２００５，６０（３）：３７１－３７９．［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）。