方大春 孫明月

一、引言

2012年12月26日京廣高速鐵路（簡(jiǎn)稱為高鐵）全線貫通，標(biāo)志著中國(guó)“四縱四橫”高鐵網(wǎng)初步成網(wǎng)。京廣高鐵全長(zhǎng)約2260公里，是世界上運(yùn)營(yíng)里程最長(zhǎng)時(shí)速最快的高速線路，它貫通中國(guó)南北，大大縮短了南北城市間的陸上交通時(shí)間，加強(qiáng)了幾大經(jīng)濟(jì)圈之間的物流、人流、信息流和技術(shù)流?？v觀世界城市的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，高鐵是在城市化發(fā)展的高級(jí)階段出現(xiàn)的一種快速便捷的大區(qū)域交通方式，數(shù)百個(gè)被連接的城市將感受到來(lái)自高鐵系統(tǒng)的時(shí)空壓縮效應(yīng)，對(duì)城市的空間形態(tài)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、社會(huì)流動(dòng)、區(qū)域管理等方面帶來(lái)巨大的變革。高鐵具有便捷、快速、大運(yùn)量等鮮明特征，對(duì)區(qū)域的人口分布、產(chǎn)業(yè)布局、城鎮(zhèn)體系乃至空間結(jié)構(gòu)的變化都會(huì)產(chǎn)生重大的影響。它不僅在與其他交通方式的競(jìng)爭(zhēng)中改變交通模式構(gòu)成，帶動(dòng)沿線區(qū)域和城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且導(dǎo)致區(qū)域空間結(jié)構(gòu)重構(gòu)。每一次交通運(yùn)輸方式的突破性變革都會(huì)對(duì)城市的發(fā)展和區(qū)域空間格局的演變產(chǎn)生深刻的影響。

在高鐵的影響下，區(qū)域空間結(jié)構(gòu)會(huì)呈現(xiàn)出一種怎樣的格局？區(qū)域的城市體系會(huì)發(fā)生怎樣的變化？高鐵對(duì)不同規(guī)模的城市又會(huì)帶來(lái)何種影響？這些都成為迫切需要解決的問題。Héctor S.Martínez Sánchez-Mateos，Moshe Givoni（2012）從區(qū)域通達(dá)度角度論證了高速鐵路對(duì)英國(guó)區(qū)域帶來(lái)影響是不確定。隨著中國(guó)高鐵時(shí)代到來(lái)，國(guó)內(nèi)一些學(xué)者開始關(guān)注高鐵對(duì)區(qū)域結(jié)構(gòu)影響。Jing Cao，Xiao yue，Cathy Liu，Yinhai Wang，Qingquan Li（2013）認(rèn)為高鐵不僅僅作為一種快捷交通方式，也能導(dǎo)致人口與經(jīng)濟(jì)重新配置。羅鵬飛，徐逸倫，張楠楠（2004）以滬寧地區(qū)為例，探討了高速鐵路影響下沿線地區(qū)通達(dá)度的變化，得出不僅沿線地區(qū)將產(chǎn)生深刻變化，且臨近區(qū)域也受益匪淺的結(jié)論，從客觀上論證了修建京滬高速鐵路的可行性和重要性。孟德友，陳文峰，陸玉麒（2011）以省會(huì)城市為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，對(duì)建成前后省際通達(dá)度及演變態(tài)勢(shì)進(jìn)行分析，從客觀上論證了高速鐵路建設(shè)的必要性及加強(qiáng)省際經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的重要性，高速鐵路網(wǎng)建設(shè)對(duì)各地區(qū)的空間經(jīng)濟(jì)效應(yīng)還存在很大差異。趙丹，張京祥（2012）認(rèn)為高速鐵路將全面提升長(zhǎng)三角區(qū)域通達(dá)度水平，推動(dòng)長(zhǎng)三角一體化發(fā)展，但對(duì)城市通達(dá)度水平的影響具有明顯的區(qū)域差異。張莉，朱長(zhǎng)寧，曹莉娜（2013）對(duì)滬寧城際高速鐵路開通前后的區(qū)域通達(dá)度進(jìn)行對(duì)比，分析滬寧城際高速鐵路提高了區(qū)域通達(dá)度，中心城市的通達(dá)度提高顯著。

從目前國(guó)內(nèi)研究的相關(guān)領(lǐng)域來(lái)看，主要從通達(dá)度角度，探討高鐵對(duì)區(qū)域影響，對(duì)不同類型城市影響差異。實(shí)際上，高鐵對(duì)區(qū)域影響不僅包括改變區(qū)域城市通達(dá)度，而且對(duì)區(qū)域城市聯(lián)系強(qiáng)度也產(chǎn)生重要影響。另外，京廣高鐵全線貫通不久，其對(duì)沿線城市帶來(lái)什么影響研究還不多。為此，本文以京廣高鐵為例，通過通達(dá)度和城市間引力兩個(gè)角度，探索京廣高鐵對(duì)沿線城市空間格局影響。

二、城市間引力

（一）指標(biāo)設(shè)計(jì)

1.引力模型

城市間的聯(lián)系雖有多種類型，其中經(jīng)濟(jì)聯(lián)系無(wú)疑是眾多聯(lián)系中最為重要的一種形式。城市間空間相互作用模型主要有零售引力法則、斷裂點(diǎn)模型、引力模型、潛力模型等等。其中，引力模型能較好地刻畫區(qū)域內(nèi)部?jī)晒?jié)點(diǎn)城市間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度。本文采用引力模型公式來(lái)確定兩城市引力大小，引力模型公式為。

其中，Tij表示城市i對(duì)城市j的吸引力；Qi和Qj分別表示i城市和j城市的城市質(zhì)量，dij表示i城市到j(luò)城市的距離；k、α、β和λ為常數(shù)，一般情況下，k=1、α=1、β=1、λ=2。

2.時(shí)間距離

在地理研究中，測(cè)量?jī)晒?jié)點(diǎn)之間的距離指標(biāo)甚多，如地理距離、時(shí)間距離、文化距離、政治距離等。鑒于本文研究的是京廣高鐵沿線城市之間的引力變化，采用交通時(shí)間距離代替?zhèn)鹘y(tǒng)地理空間計(jì)量距離更具有科學(xué)性。京廣沿線城市之間交通方式主要有高速公路、普通鐵路、高速鐵路和航空。由于航空交通方式適用于較遠(yuǎn)城市之間，而且受到航班次數(shù)和天氣影響，因此，本研究沒有把航空方式作為城市之間主要交通方式考慮。時(shí)間距離的測(cè)算以公路、普通鐵路和高鐵為基礎(chǔ)，不考慮航空時(shí)間，再利用幾何平均計(jì)算時(shí)間距離，具體公式為：

其中，T1表示高鐵建成前的時(shí)間距離；T2表示高鐵建成后的時(shí)間距離；b、p、g分別表示城市之間高速公路時(shí)間、普通鐵路時(shí)間和高鐵時(shí)間。

城市之間普通鐵路和高鐵的交通時(shí)間來(lái)自于中國(guó)鐵路客戶服務(wù)中心網(wǎng)站列車時(shí)刻表。如果兩個(gè)城市之間有直達(dá)的普通鐵路和高鐵情況下，選擇時(shí)間最短的班次作為城市間交通時(shí)間。如果兩個(gè)城市沒有直達(dá)普通鐵路或高鐵，在此種情況下，先計(jì)算出發(fā)城市距目的城市最近中轉(zhuǎn)城市的直達(dá)鐵路或高鐵時(shí)間，加上中轉(zhuǎn)城市到目的城市的公路時(shí)間，再加上中轉(zhuǎn)時(shí)間（城市內(nèi)鐵路車站到公路車站之間交通時(shí)間），中轉(zhuǎn)時(shí)間定為0.5小時(shí)。由于鐵路路線的上行和下行最短時(shí)間往往存在差異，取上行最短時(shí)間和下行最短時(shí)間的平均值作為城市間普通鐵路和高鐵交通時(shí)間。為了便于計(jì)算，城市間公路時(shí)間由里程除以100km/h時(shí)速所得。

3.城市質(zhì)量

城市質(zhì)量指標(biāo)是指能反映一個(gè)城市綜合實(shí)力的指標(biāo)，或者說(shuō)能反映一個(gè)城市的綜合能量指標(biāo)。本文以地區(qū)國(guó)民生產(chǎn)總值和地區(qū)常住人口數(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行幾何平均，計(jì)算出沿線城市的城市質(zhì)量。具體計(jì)算公式為：

其中，Q表示城市質(zhì)量；G表示地區(qū)生產(chǎn)總值；R表示地區(qū)常住人口。京廣線沿線城市的GDP和常住人口數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)源來(lái)自于2012年各個(gè)市統(tǒng)計(jì)年鑒和統(tǒng)計(jì)公報(bào)。

（二）沿線城市間的引力變化

本文研究對(duì)象為京廣高鐵沿線的24個(gè)城市（地級(jí)市以上），分別是北京、保定、石家莊、邢臺(tái)、邯鄲、安陽(yáng)、鶴壁、新鄉(xiāng)、鄭州、許昌、漯河、駐馬店、信陽(yáng)、孝感、武漢、咸寧、岳陽(yáng)、長(zhǎng)沙、株洲、衡陽(yáng)、郴州、韶關(guān)、清遠(yuǎn)和廣州。根據(jù)公式1、公式2，計(jì)算出高鐵建成前后，城市間的時(shí)間距離。在此僅列出部分城市間交通時(shí)間距離，如表1、表2。本文采用有無(wú)對(duì)比分析方法，考察高鐵建成前后，城市間的時(shí)間距離變化，對(duì)比考察在2012年城市之間高鐵開通與否兩種情況下，城市間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度變化。

表1 高鐵建成前部分城市間的時(shí)間距離 （單位：h）

表2 高鐵建成后部分城市間的時(shí)間距離 （單位：h）

利用公式3，計(jì)算京廣線沿線24座城市質(zhì)量，再利用高鐵開通前后時(shí)間距離計(jì)算城市間引力（單位：億元·萬(wàn)人·h-2）變化情況。

根據(jù)引力模型的公式計(jì)算出來(lái)的結(jié)果經(jīng)過整理如表3所示。從表中可以看出來(lái)，高鐵建設(shè)前的城市引力值和高鐵建設(shè)后的引力值變化較大，建設(shè)前的引力值為146890345.88，建設(shè)后為255256788.1，引力值增加了108366442.24，增加幅度73.77%。由此可以得出結(jié)論，高鐵的建立極大增強(qiáng)沿線城市之間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度，有利于高鐵沿線城市產(chǎn)業(yè)再布局，形成高鐵沿線產(chǎn)業(yè)走廊。高鐵建成前，城市間引力值由大到小前七個(gè)城市依次排序?yàn)楹?、邢臺(tái)、鄭州、武漢、北京、長(zhǎng)沙和石家莊；高鐵建成后，城市間引力值由大到小依次排序?yàn)楹?、鄭州、邢臺(tái)、長(zhǎng)沙、石家莊、北京和武漢。城市排名因高鐵建設(shè)略有變化，但仍舊是這七個(gè)城市，其中五個(gè)就是省會(huì)城市。說(shuō)明大城市的引力要明顯優(yōu)于小城市。從引力變化幅度的角度來(lái)看，郴州、信陽(yáng)、衡陽(yáng)和韶關(guān)的變化幅度都超過100%，而且這四個(gè)城市全為小城市。為此，我們把城市分為兩類，分別是省會(huì)城市和一般城市，計(jì)算出各自的平均引力變化幅度，計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表3 沿線城市引力變化

表4 不同類型城市引力對(duì)比

從表4中可以看出，省會(huì)城市引力平均變化幅度為72.86%，一般城市平均變化幅度為79.01%，而城市平均變化幅度為77.47%。很顯然，省會(huì)城市在總體變化幅度之下，一般城市在總體變化幅度之上，一般城市的變化幅度要大于省會(huì)城市。說(shuō)明高鐵的建成，對(duì)小城市引力的影響要明顯大于大城市。而引力是雙向的，也就是說(shuō)大城市對(duì)小城市的引力隨著高鐵的建成而加強(qiáng)。從區(qū)域經(jīng)濟(jì)學(xué)角度來(lái)看，高鐵開通后，城市之間要素對(duì)流效應(yīng)顯著提高，省會(huì)城市對(duì)中小城市極化效應(yīng)（回流效應(yīng)）大于涓滴效應(yīng)（擴(kuò)散效應(yīng)），高鐵開通對(duì)中心城市更加有利。

三、交通通達(dá)度

（一）交通通達(dá)度指標(biāo)

通達(dá)性一詞是由Hansen首先提出，他將其定義為交通網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)相互作用的機(jī)會(huì)的大小。雖然不同學(xué)者對(duì)通達(dá)性均給出了不同的定義，一般來(lái)說(shuō)通達(dá)性是指利用一種特定的交通系統(tǒng)從某一給定區(qū)位到達(dá)活動(dòng)地點(diǎn)的便利程度。城市間的空間聯(lián)系強(qiáng)度是指特定區(qū)域內(nèi)各城市相互之間交通聯(lián)系的緊密程度?？臻g聯(lián)系強(qiáng)度是建立在交通通達(dá)性基礎(chǔ)上更進(jìn)一步表明城市之間聯(lián)系緊密性的概念，是通達(dá)性的進(jìn)一步延伸。城市交通通達(dá)性主要強(qiáng)調(diào)了其他城市對(duì)某個(gè)城市的可進(jìn)入性，而空間聯(lián)系強(qiáng)度則更加強(qiáng)調(diào)城市兩兩之間的相互可進(jìn)入性。衡量交通通達(dá)性指標(biāo)有多種，本文運(yùn)用加權(quán)平均旅行時(shí)間為指標(biāo)作為衡量交通通達(dá)度。有利平均旅行時(shí)間是一個(gè)評(píng)價(jià)節(jié)點(diǎn)到各經(jīng)濟(jì)中心的時(shí)間測(cè)度，它由評(píng)價(jià)節(jié)點(diǎn)的空間區(qū)位決定，同時(shí)與經(jīng)濟(jì)中心的實(shí)力以及連接評(píng)價(jià)節(jié)點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)中心的交通設(shè)施質(zhì)量密切相關(guān)。通達(dá)度指標(biāo)的數(shù)值越低，說(shuō)明通達(dá)度愈高；反之，通達(dá)度愈低。有利平均旅行時(shí)間的具體公式為：

其中，Ai表示節(jié)點(diǎn)i的通達(dá)度；Tij表示通過某種交通設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)從節(jié)點(diǎn)i到經(jīng)濟(jì)中心（或活動(dòng)目的地）所花費(fèi)的最短時(shí)間；Mj表示評(píng)價(jià)系統(tǒng)范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)中心或活動(dòng)目的地的綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力以及對(duì)周邊地區(qū)的輻射力和吸引力，一般用GDP或人口總量等指標(biāo)表示，本文用城市質(zhì)量來(lái)表示；n表示除節(jié)點(diǎn)i以外的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

（二）城市交通通達(dá)度變化

根據(jù)通達(dá)度的公式5，我們可以計(jì)算出京廣高鐵沿線24個(gè)城市的通達(dá)度變化，其結(jié)果如表5所示。

表5 沿線城市通達(dá)度變化

從表5中可以看出來(lái)，高鐵的建設(shè)大大縮短了城市之間的交通距離，城市的通達(dá)度都得到明顯的提升。以武漢為例，高鐵建成前通達(dá)度值為7.15，高鐵建成后通達(dá)度值下降到5.20，通達(dá)度水平明顯得到提高，提高幅度為27.25%。高鐵建成前，通達(dá)度最好的前六個(gè)城市依次排序?yàn)轳v馬店、鄭州、漯河、新鄉(xiāng)、許昌和信陽(yáng)；高鐵建成后，通達(dá)度最好的前6個(gè)城市依次排序?yàn)猷嵵?、漯河、駐馬店、信陽(yáng)、許昌和新鄉(xiāng)，這6個(gè)城市都位于高鐵線路的中間地段。鄭州由第2位上升為第1位，成為高鐵建成后通達(dá)度最好的一座城市。同時(shí)，很明顯，這與本研究對(duì)象范圍有關(guān)，而如北京和廣州這些一線城市，雖然城市質(zhì)量很高，但是由于其在高鐵線上的區(qū)位因素，通達(dá)度水平相對(duì)于其他城市而言并不高。由此我們可以得出，區(qū)位對(duì)城市通達(dá)度非常重要。鄭州由于其地理優(yōu)勢(shì)以及較高的城市質(zhì)量，而在高鐵建成后卻成為通達(dá)度最好的一座城市。從全國(guó)高鐵網(wǎng)來(lái)看，位于高鐵交通樞紐城市，其通達(dá)度提升更為明顯。我們也可以很明顯地看出，增長(zhǎng)幅度最快的前七個(gè)城市依次為廣州、信陽(yáng)、武漢、鄭州、孝感、長(zhǎng)沙和石家莊，其中省會(huì)城市就有五個(gè)。高鐵開通后對(duì)不同類型城市影響也可能存在差異，為此對(duì)城市分類對(duì)比，如表6。

表6 不同類型城市通達(dá)度分類對(duì)比

從表6中，可以很清楚地看出，省會(huì)城市的變化幅度要高于一般城市的變化幅度。說(shuō)明，高鐵開通后大城市通達(dá)度的提升要優(yōu)于小城市。

四、結(jié)論與建議

（一）經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度和交通通達(dá)度提高顯著，城市之間存在差異

由以上的分析可知，高鐵建成后，不管是城市之間的引力還是城市通達(dá)度，都得到了明顯的提升，城市間交流的時(shí)間成本隨之降低，從實(shí)證角度證實(shí)了高鐵對(duì)于加強(qiáng)城市之間聯(lián)系的作用。這必然的結(jié)果就是城市間的資源隨著高鐵的建成加速流動(dòng)，資源在沿線城市中重新配置。由于中心城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件較為完善，小城市經(jīng)濟(jì)條件較為薄弱、交通不夠便捷，高鐵建成后，在引力和通達(dá)度方面，小城市和中心城市必然存在差異。

（二）京廣高鐵開通密切南北經(jīng)濟(jì)圈聯(lián)系，促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展

京廣高鐵沿線城市整體經(jīng)濟(jì)吸引力和通達(dá)度顯著提升，極大密切城市之間聯(lián)系，改善城市間要素流動(dòng)條件。京廣高鐵的建成，密切了環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈、中原經(jīng)濟(jì)圈、武漢都市圈和珠三角經(jīng)濟(jì)區(qū)之間的聯(lián)系，有效地降低了社會(huì)時(shí)間成本，給人員流動(dòng)帶來(lái)極大便利，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)南北區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展有著重要的作用。

（三）中小城市抓住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)

高鐵對(duì)于加強(qiáng)城市間聯(lián)系、加速資源流動(dòng)的作用毋庸置疑。而資源的流動(dòng)是雙向的，有可能是外部資源向城市內(nèi)部流動(dòng)，也有可能是城市內(nèi)部資源向外部流動(dòng)。從引力角度來(lái)看，大城市對(duì)小城市的引力隨著高鐵的建成而加強(qiáng)，那么區(qū)域生產(chǎn)要素的在加速流動(dòng)的同時(shí)，必然會(huì)促使資金、人才和技術(shù)等向經(jīng)濟(jì)環(huán)境良好、政策完善的大城市流動(dòng)。因此，高鐵開通對(duì)中小城市來(lái)說(shuō)是一把雙刃劍，機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存。一方面，隨著與大城市的引力和通達(dá)度得到提升，小城市可以加強(qiáng)與大城市的聯(lián)系，積極吸取大城市的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)資金和技術(shù)等，來(lái)促進(jìn)小城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展；另一方面，與大城市聯(lián)系的加強(qiáng)，有可能使中小城市人才、產(chǎn)業(yè)等資源流失，出現(xiàn)“虹吸效應(yīng)”的窘境。

（四）中心城市需要主動(dòng)轉(zhuǎn)移產(chǎn)業(yè)到沿線中小城市布局，促進(jìn)高鐵經(jīng)濟(jì)帶協(xié)同發(fā)展

高鐵開通極大縮短城市之間交通時(shí)間，增加城市間引力。高鐵對(duì)大城市帶來(lái)影響優(yōu)于中小城市，長(zhǎng)期下去，虹吸效應(yīng)導(dǎo)致資源向大城市集中，大城市與中小城市城市經(jīng)濟(jì)質(zhì)量發(fā)生改變，M大→∞，M小→0，由引力模型可知，這種情況城市間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度相對(duì)變小。對(duì)于自身經(jīng)濟(jì)條件較為完善的大城市而言，高鐵無(wú)疑對(duì)其是有利的。而對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)的小城市而言，機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存。所以，在高鐵時(shí)代，小城市要善于抓住機(jī)遇，準(zhǔn)確定位，依托高鐵，向中心城市靠攏，加強(qiáng)與大城市之間的人流、物流、信息流和技術(shù)流。同時(shí)，要選擇與中心城市相錯(cuò)位的產(chǎn)業(yè)，發(fā)揮自身的特色。另一方面，大城市要主動(dòng)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)梯度轉(zhuǎn)移，利用高鐵快速通達(dá)性，在沿線中小城市布局產(chǎn)業(yè)，形成總部與基地產(chǎn)業(yè)布局分工格局，促進(jìn)高鐵沿線小城市與大城市能夠協(xié)同發(fā)展，構(gòu)建高鐵經(jīng)濟(jì)帶。

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