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1、XXX中心城市影响腹地的动态变化研究一、问题的提出1、中心城市腹地范围分析的意义城镇体系所在的区域应当是一个相对完整的区域，这个区域范围应当和中心城市的直接腹地范围大体一致。城镇体系规划几乎全以各级行政地域为单元开展。尽管在几千年漫长岁月中逐步演变而来的省、县级行政区域往往与自然区域、社会经济区域高度一致，但也不能排除有不相一致的部分。这一问题在地级市就特别突出，因为在实行市带县体制时，中国对带县的合理范围没有制订具体的标准与依据。当规划的市域范围与中心城市的实际吸引范围差距很大时，把它当作一个完整的体系来规划，其科学性就值得怀疑（周，1995）。规划开展之初先分析一下中心城市的吸引范围，有利
2、于规划人员对规划的对象有一个正确的认识，在规划中充分考虑到地域范围过大或过小的问题是十分有益的。2、研究地域概况与开展本研究的意义XXX位于XX省南部，属淮北平原。东西长191.5公里，南北长137.5公里，总面积15083平方公里，辖1市9县，192个乡（镇），2905个行政村，1999年底全市人口802万，市区人口31.7万，其中非农业人口20.4万。其东与安徽省阜阳市接壤，西与南阳市相连，北与周口市、平顶山市和漯河市为界，南与信阳市毗邻。京广铁路、京深公路、107国道纵贯南北，洪河、汝河、泌阳河流经其间。XX省南部地区远离XX省省会郑州，历来是XX省城镇化水平比较低、城市经济发展较慢的地
3、区。在XX省城镇体系规划及XX省“十五”社会经济规划都将这一地区列为城镇化重点推进地区。为有效推进豫南地区城镇化进程，有必要培育一地区性中心城市带动全区的发展。为此，包括XXX在内的各个城市都希望自己能成为本地区的中心城市。在进行XXX的城镇体系规划和城市总体规划时，我们就需要研究XXX是否有实力成为其所处地区的区域中心城市？XXX市区的影响辐射力是否能达到城市行政范围以外？要回答这些问题就要求我们对XXX及其周边城市的影响腹地进行深入地研究。二、研究方法与步骤1、研究方法城镇体系中的任何一个城镇都在对外辐射自身的影响力，影响力的大小一般随距离增加而衰减。与此相应，一个地域同时接受复数城镇的辐
4、射，但其中往往有一个城镇的辐射力最大，对该地社会经济发展起主导作用。这里，我们将城镇的影响腹地定义为一个城镇的吸引力和辐射力对城镇周围地区的社会经济联系起着主导作用的地域。换言之，城镇影响腹地的范围形成是区域内同级城镇空间相互作用力量平衡的结果。划分势力圈的方法有经验法和理论法。经验法可通过地区间人流、信息流和资金流的分析确定中心城市势力圈。其特点是比较准确，符合实际，但工作量大，且只能用于现状分析（田边健一，1982）。Green曾用人流、物流等6指标划分过纽约和波士顿的影响边界，隆国强（1988）根据我国的实际提出了金融流、信息流和客流三项指标的划分方法并在山东泰安做过实例研究，笔者也在上
5、虞城镇体系规划中应用信息流对城镇势力圈进行过划分（王德等，1999）。理论法通过实践中抽象出来的模式进行推算，其基础是城镇相互作用的引力模式，由此衍生出康佛斯的断裂点，赖利的阿波罗尼圆和Huff模式的影响概率。陈田（1987）运用断裂点原理分析了我国宏观城市经济影响区，杨吾扬（1997）用几何原理证明过阿波罗尼圆的存在，周一星（1995）曾用Huff概率模式在山东济宁作过多城市势力圈划分研究。由于断裂点原理应用起来比较简便，在近年编制的城镇体系规划中应用较多。但由于断裂点原理是Huff概率模式的一维简单形式，它得出的结论是线上的分界点，而不是面上的分界线，因此是不完全的势力圈划分。Huff概率
6、模式可计算势力圈的边界但计算量庞大、要用来解决多层次多中心势力圈的划分必须借助于计算机技术。笔者（王、赵，2000）已对此问题开始了研究，开发了计算机对城镇势力圈的自动划分的软件HAP2.0。经不断改进，HAP已升级至具有较强实用性的3.0版本。本研究即为应用该软件作具体实证研究的尝试。HAP软件采用Huff模型的概率计算法，并根据择大法判断，具体计算过程如下：平面对象地域内的任意小区j都接受来自域内各城镇的辐射，其强度为：，其中Fij是i城镇对j地的辐射力，mi为i城镇规模，dij是ij间距离，为摩擦系数，通常取标准值2.0。在mi和dij已知的情况下，可对来自各城镇的辐射力分别求出，并根据
7、择大原则判断每一小区j的归属。具体计算时将对象地域栅格化，利用计算机可以高速、重复运算的特点，对其中所有栅格作上述计算和判断，确定每一栅格的归属，即可得到各城镇的影响腹地。以可视化编程语言（Visual Basic）作为开发工具，如不考虑网络空间的复杂性，距离计算可采用两点间直线距离。本次研究所采用的HAP3.0 for Windows正是基于上述方法而开发的软件系统，它为计算机完成此项任务提供了强有力的支持。HAP(Hinterland Analysis Package)使用Windows的窗口方式展示各种分析方法的功能，使用对话框展示出各种功能选择项，使系统具有清晰、直观、易学易用的特点，
8、只要掌握一定的Windows操作技能和本系统数据输入格式规定就可以使用本软件。分析结果以图形形式显示，各城镇影响腹地直观清晰，一目了然。可为规划决策人员提供直观、精确、丰富而又简练的信息和决策帮助（王、赵，2000）。2、研究步骤本次研究将划分现状XXX腹地范围，并研究人口规模的变化及城市重心的移动对腹地范围的影响。首先，对XXX及周边城市的现状腹地进行划分，并重点分析现状腹地与行政范围的关系。其次，探讨在周边城市人口规模不变的情况下，XXX市人口规模的增加所带来的腹地变化。分别计算XXX人口规模达到50万、70万和100万人时的腹地范围，并对其变化作比较分析，进一步推测XXX市人口规模应达到
9、多少才能使其腹地覆盖全行政范围。再次，探讨在规模不变的情况下XXX城市重心分别向南、向北移动对腹地消长产生的影响，为合理确定城市发展方向提供参考。最后，探讨区域交通状况的改善对腹地产生的影响。三、数据本次研究中采用的数据来自中国城市统计年鉴(2000)，以各市1999年底的市区非农业人口为指标（表1），各城市的坐标数据从地图上直接量出。表2-1 基础数据市地名称现状市区人口规模(人)经度纬度XXX市204020114.0232.99信阳市366304114.0832.12南阳市477128112.4733.00平顶山市619694113.2833.75漯河市306565114.0233.56周
10、口市189377114.7433.63阜阳市319800115.8132.90数据来源：中国城市统计年鉴(2000)，中国地图册四、结果及分析以各市市区非农业人口作为主要分析指标，以计算机软件HAP3.0作为分析工具，对各市地的影响腹地进行划分。由于有HAP3.0的支撑，划分过程十分简便，计算时间一般仅几十秒，为分析中心城市腹地的动态变化提供了强有力的技术保证。1、现状腹地分析现状腹地的划分结果如图1所示。图1 XXX腹地现状由图可见，XXX现状腹地东至平舆、新蔡县，西至泌阳县，南到确山县，北到西平、上蔡县，覆盖的地域面积经测算仅有6711.30平方公里，不及其行政范围的一半，且有四个县（遂平
11、、上蔡、新蔡、正阳）的大部分地区不在其腹地范围之内。相反，XXX市市域有8371.70平方公里属于其他城市的影响腹地之内。其中，属于信阳的面积达2544.42平方公里，为最多；属于漯河的面积也达1737.94平方公里。从以上分析可知，XXX现在的市区规模明显偏小，集聚与辐射功能薄弱，实际影响范围不能覆盖全部市域，形成小马拉大车的困难局面。实际调查也发现，位于XXX周边地区的县，如西平县上蔡县等的经济联系主要是相邻城市，这与腹地分析的结果是基本一致的。2、规模变化对腹地的影响为了揭示人口规模变化对腹地消长的影响，我们对其他城市人口规模不变而XXX人口发展到50万、70万、100万时的各市腹地进行
12、了划分。划分结果如图2所示。相应的腹地面积经测算后汇总于表2。图2 人口变化对腹地的影响表2-2 不同人口规模时的影响腹地面积 单位：平方公里现状人口50万时人口70万时人口100万时XXX市市域面积15083150831508315083XXX腹地面积6805.4313753.4617727.3332148.30其中属城市行政范围内的面积XXX市6711.3011590.3712819.1714048.21信阳市0615.321924.916983.59南阳市94.13818.121356.322090.34平顶山市059.09149.18313.28漯河市0000周口市0401.31808
13、.801801.73阜阳市0269.23424.19629.39其他市00244.736279.93XXX市市域内属其他城市腹地的面积8371.703492.632263.831034.79其 中信阳市2544.42894.53646.54334.46南阳市990.94498.12242.5557.56平顶山市1299.87343.55121.206.20漯河市1737.941004.23859.02571.72周口市724.03263.08156.6138.64阜阳市1074.50489.11237.9026.21从图2、表2中可以看出，XXX市区人口规模的变化对腹地的影响非常明显。当XXX
14、市区人口达到50万时，其腹地范围就拓展到东至新蔡县东侧，西至泌阳县西侧，南至正阳县以南，北至西平县南侧，腹地内的县城个数从4个增长到8个，腹地面积为13753.46平方公里，比现状扩大了一倍。而人口发展到70万时，XXX的腹地范围继续向外拓展。此时，XXX的腹地面积已经超过了市域面积，但从图中可以看出，由于漯河和信阳的市区距离XXX市市域边界较近，同时XXX市市域范围东西向距离较大，造成XXX市市域东、西、南、北四个角均处于其他市地的腹地范围之内。当XXX市区的人口达到100万时，虽然其腹地面积已经是市域面积的两倍，但从图上我们可以看到，泌阳县西部的一小块，正阳县南部地区，上蔡县北部地区，以及
15、西平县北部近一半地区（尤其是其县城）仍处于信阳、漯河等市地的腹地范围之内。从以上分析结果推测：当XXX市区人口规模达到55万时，其影响腹地面积与行政区面积基本一致。由于我们的分析是建立在其他市地的市区人口规模不变的假设基础上的，而实际上，所有的城市都是在发展的，XXX实际的影响腹地要比我们得出的影响腹地面积小，因此，我们只能以相对面积来估算XXX腹地面积与行政区面积一致时的人口规模。此时，XXX的人口规模是信阳的1.5倍，南阳的0.9倍，平顶山的0.67倍，漯河的1.8倍，周口的2.9倍，阜阳的1.7倍。也就是说，XXX的人口必须是周边各市平均规模的1.5倍时才能使其腹地面积与行政区面积持平
16、此时XXX的腹地范围并未覆盖到其市域的全部。换言之，腹地范围与行政范围不一致。仔细观察图2的动态变化过程可以发现，腹地随人口规模扩大的拓展在东西和南北两个方向上的速度是不一致的。(1)东西向的拓展快于南北向。这是由于XXX东西两侧的城市与其南北向上的城市相比距离较远，腹地拓展压力较小。(2)向南略快于向北。原因是XXX北部有三个城市，而南部只有信阳市，南部城市密度小于北部。(3)东南、西南方向的拓展潜力最大。原因是这两个方向上没有同等级中心城市竞争，腹地拓展压力最小。表3中列出了XXX市区人口增长时各个方向的拓展距离。表2-3 腹地各方向拓展距离人口现状(20.4万)50万70万100万腹地面
17、积(km2)6805.4313753.4617727.3332148.30腹地扩展距离（km）向东2086向南103.55向西2067向北813.53、城市中心位置的转移给腹地带来的变化为了合理确定城市发展方向，笔者从城市重心转移与影响腹地变化的角度作以下分析。分析的指导思想是：如果城市重心在可能转移范围内转移到使其腹地获得最大限度扩张的位置，那么，从扩大城市中心辐射影响力的角度来看，这一发展方向应是值得推荐的。因此，我们假设现状人口不变的基础上，考察城市中心分别向南、向北移动10公里对城市腹地的影响。之所以选择在南、北两个方向上各移10公里是基于以下原因：XXX现在的发展主要是依托南北向的京
18、九铁路和107国道，而在东西向上则没有主要的交通干道，因此城市主体向东、西转移的幅度不会很大；另一方面，XXX现状的市区行政范围南北跨度约20公里，城市主体中心超出该范围的可能性也不大，因此我们取南北位移的最大值10公里。分析结果如表4所示 由于从图中无法辨认出差别，划分结果图此处省略。表2-4 城市中心位移对腹地消长的影响 单位：平方公里现状南移10公里变化率(%)北移10公里变化率(%)XXX市市域面积150831508315083XXX影响腹地6805.436953.532.186484.05-4.72行政范围内的面积其中属城市XXX市6711.306693.97-0.266471.55
19、-3.57信阳市052.3612.50南阳市94.13207.20+120.120-100.00平顶山市000漯河市000周口市000阜阳市000XXX市市域内属其他城市腹地的面积8371.708389.03+0.218611.45+2.86 其 中信阳市2544.422078.51-18.313096.10+21.68南阳市990.94976.45-1.46981.00-1.00平顶山市1299.871334.93+2.701318.57+1.44漯河市1737.942178.57+25.351381.51-20.51周口市724.03762.76+5.35721.76-0.31阜阳市107
20、4.501057.82-1.551112.50+3.54从表4中可以看出，当XXX的市区向南移动时，其影响腹地面积扩大了约150平方公里，增加2.18%，而向北移动的话则会缩小300多平方公里，减少4.72%，揭示了城市向南发展比向北发展有利的有趣现象。但对腹地消长的影响在2%5%左右，并不能说十分明显 一个非常值得注意的现象是：无论XXX的市区向南或是向北移动，其腹地范围中属于XXX市市域范围的面积都会减少，向南移动时所扩大的150平方公里影响腹地主要来源于南阳、信阳两市。城市向南发展腹地扩张、向北发展腹地收缩的现象在可通过XXX与周边城市的相互关系来解释。即XXX以北分布有平顶山、漯河、周
21、口三市，而南部仅信阳一市，向北发展必然与北部三市在腹地上激烈竞争导致腹地的缩小。而向南发展腹地发展的阻力相对较小，从而能够使腹地得到有效的扩张。4、交通条件的改善对腹地的影响为了进一步探讨周边城市对XXX腹地的影响，笔者分析了交通条件的改善给XXX的腹地状况带来的变化。我们以“摩擦系数”来表示交通的可达性，摩擦系数的值越小，交通条件越好。前面所做的分析都是以摩擦系数为2.0进行计算的，假设在XXX及周边城市的人口均保持现状的情况下交通条件有所改善，使摩擦系数下降到了1.5，重新划分的各市腹地如图3-2所示，为方便比较，现状腹地图一并列出 此处图3-1与图1完全相同。图3 交通条件的改善对腹地的
22、影响从图中可以看出，交通条件的改善对XXX是不利的，腹地减少了1606.57平方公里，约占现状腹地的23.6%。而规模较大的平顶山市的腹地则有了明显的扩张，其范围甚至超越了XXX的腹地范围。漯河、信阳两市腹地也有所增加。中心地理论可解释这种现象产生的原因。即：交通条件的改善使得较高等级中心地的辐射半径扩大，从而拉大了各等级之间的差距。从XX省范围来看，由于XXX规模较小，处于中心地体系的较低等级上，因此交通条件的改善削弱了它的腹地范围。 五、结论通过以上分析的到的主要结论如下：4.1 XXX腹地范围覆盖的地域面积仅有6711.30平方公里，不及其行政范围的一半，且有四个县（遂平、上蔡、新蔡、正阳）大部分不在其腹地范围之内。XXX现在的市区规模明显偏小，集聚与辐射功能薄弱。4.2 XXX人口规模的扩大会直接引起腹地范围的扩大，当XXX人口达到55万时，其腹地面积和市域面积基本相同，但两者边界不同。考虑到其他城市的发展，只有当XXX是周边6个城市的人口的1.5倍时，才能保证其腹地面积与市域面积大致相同。4.3 XXX城市重心向南移动对腹地范围造成的影响优于向北，但总体而言影响并不是十分显著。4.4 由于XXX在现状XX省城镇体系中处于相对较低的等级，交通条件的改善会削弱XXX的腹地范围。