當前位置︰ 經濟研究所>> 右側>> 科研成果  

天山北坡經濟帶“組團”點—軸城鎮空間結構研究

http://www.xjass.com  2011年12月13日 11:09:35 新疆哲學社會科學網

摘 要︰本文以1990—2007年天山北坡城鎮GDP、土地、人口、交通數據為資料,根據城鎮空間分布“最近鄰點指數”理論,空間相互作用和分形理論原理構,分析了天北城鎮空間分布特征,構建了綠洲城鎮相互作用強度判斷模型,提出並論證了“組團”點—軸空間結構模式優越性。研究發現︰(1)天山北坡經濟帶城鎮人口規模和經濟規模在空間結構呈現“3個城鎮高密集區,2個城鎮稀疏區”特征。(2)傳統綠洲城鎮空間結構下,城鎮接受中心城市輻射差異很大,不利于城鎮整體發展;(3)以“烏魯木齊都市圈”為點的“組團”點—軸空間結構模式,有利于中心組團城鎮對其他城鎮的輻射。(4)以“5組團”為點的點—軸模式有利于組團之間的相互作用,有利于城鎮發展。(5)天北經濟帶向伊犁河谷延伸有利于天北城鎮結構優化,具有的科學性。

關鍵詞︰“組團”點—軸模式;分形理論;天北經濟帶;新疆

1引言

經濟空間結構是指區域內社會經濟各組成部分的相互作用及組合類型的位置關系和反映這種關系的空間集聚規模和集聚程度[1]。陸大道先生認為社會經濟的空間結構是指社會經濟客體在空間中的位置關系、集聚程度及通過線狀基礎設施而發生的相互作用的方向和強度[2]。在不同社會經濟發展水平(階段)下,區域空間結構具有不同的特征,即區域內的社會經濟空間組織具有不同的發展階段、形式和最佳模式[3]。杜能在假設“孤立國”條件下,論述了農業經濟在空間的結構模型;韋伯通過研究運輸、勞力費用和集聚等因素相互作用,利用等費線和等成本線,建立了工業經濟的空間結構模型;克里斯塔勒提出了經濟活動主要載體的之一的城市空間結構模型;廖什指出市場區和市場網的排列是圍繞大城市,按經濟空間分布的等級序列的市場網絡系統;F•佩魯等人提出了“增長極”經濟空間結構模型。約翰 •弗里德曼提出“核心—邊緣”經濟空間結構;劉易斯提出經濟空間“二元”結構模型[4-5]。

我國學者提出了多個經濟空間布局與發展的結構理論[6-7],陸大道提出“點—軸系統”經濟空間結構理論與模型,該模型認為社會經濟客體在區域或空間的範疇總是處于相互作用之中,存在空間集聚和空間擴散的兩種傾向。在國家和區域發展過程中,大部分社會經濟要素在“點”上集聚。並由線狀基礎設施聯系在一起而形成“軸”[8]。由于“點—軸”理論揭示我國區域經濟發展特殊背景、反映我國經濟發展戰略和我國面積廣大,資源分布不均等國情,因此“點—軸”理論在我國的經濟空間構建中起到導航作用。

新疆城鎮分布在自然條件相對良好,面積大小不等的綠洲上,但是綠洲面積僅佔新疆總面積的4.5%,被沙漠所包圍,形成相對封閉的“孤島”,城市間相距遙遠,綠洲邊界構成城市輻射波的天然屏障,城市與城市之間交流僅能沿交通線方向進行[9]。自古以來新疆城市空間結構演變既受綠洲範圍大小的制約,又受綠洲之間的可達性制約。因此干旱區綠洲經濟城鎮結構具有獨特發展規律與演變機制,具有沿河流和交通線路、“大分散、小集聚”的空間分布特征[10,11]。對新疆干旱區獨特的城鎮空間結構研究,張小雷提出了“一帶三圈”城鎮體系結構[12]。杜宏茹從城鎮人口的集聚能力、城鎮經濟實力的集聚能力、城鎮建設速度和城鎮社會生活水平角度研究了新疆城鎮空間的集聚能力。認為新疆城鎮呈現進一步極化的趨勢,中心城市的集聚功能突現,城市經濟區實體開始形成,而處于中心城市集聚陰影區的城鎮集聚能力相對弱化,並且表現出明顯的南北疆地域差異[12]。其他學者對干旱區城鎮空間發展也進行了相關研究[陳懷錄, 馬國霞、方創琳上述研究對城鎮空間結構發展具有重要的理論指導意義。本文根據陸大道“點—軸理論”以及先生進一步提出在西部大開發中“以線串點,以點帶面”的空間結構模式構想[8],以天山北坡經濟帶為研究區域,運用經濟空間相互作用原理,提出“組團”點—軸空間結構模式,進一步深化“點—軸”經濟空間結構理論在干旱區應用。

2 天山北坡經濟帶概況

自1949年新中國成立以後,天山北坡以其優越的區位和豐富的資源成為建設重點區,工業投資主要集中在石油、電力、冶金等部門,重工業投資佔工業基本建設投資的88%。輕工業以區內農畜產品為原料的加工工業,棉毛紡織工業和食品工業的產值佔輕工業產值的80%以上,新疆現代企業如鋼鐵、煤炭、電力、機械、紡織等布局在天北主要城鎮。因為處于天山北坡、準嘎爾盆地的南緣,故稱為天山北坡經濟帶(簡稱天北經濟帶,下同)(圖.1)。

2007年天北經濟總量已達到了1200億元,佔全疆總量的50%,工業產值598.64億元,佔全疆57.2%。新疆大中型企業、中央在疆企業和兵團企業,70%都集中在這里,已經形成以石油和石化、輕紡和食品、煤炭和電力為主導的工業體系。1990年北疆鐵路鋪設到阿拉山口與哈薩克斯坦土西鐵路接軌;以克拉瑪依為中心的準噶爾盆地新的油田勘探和開闢。有力地推動了天北經濟實力的發展與規模的壯大。隨著經濟的發展,其經濟聯系和戰略地位遠遠超越了原定的範圍。天山北坡經濟帶形成了以烏魯木齊市為中心,16個市縣,東西延伸達700公里,在行政上包括烏魯木齊市、昌吉州、石河子市、克拉瑪依市、奎屯市和沙灣縣、烏蘇縣和博爾塔拉蒙古自治州[13]。因此,總面積16.88萬平方公里,佔全疆總面積的10.14%,總人口563.17萬人,佔全疆總人口的28.69%。

3理論、方法與數據

3.1最近鄰點指數城鎮空間分布是經濟空間分布的表象,城鎮空間分布可用“最近鄰點指數R”表示[4],

 

0<R<2.15 之間,當取值0時,說明全部點是高度凝聚的,如該指數非常接近0,表示每個點同最近鄰點之間的距離都很小,分布是凝聚型;取值2.15時,說明全部點是均勻分布在整個區域上,各點同最近鄰點之間的距離大致相等;指數接近1 時,說明分布是隨機的,表示這些點在區域中分布有些較集中,有些較分散。

設L表示城鎮隨機分布在區域里的平均距離︰

 

以L為半徑,得到以每個城鎮為中心,周圍城鎮數目m,定義當︰

 

3.2經濟空間作用強度

空間相互作用原理最早是由美國地理學家E.I.Ullman提出的[14], 基于城鎮空間發展規模與城市人口數量、國土面積及GDP三個方面關系十分密切[15],參考牛頓萬有引力公式,根據前人研究成果[16-18],針對新疆干旱區綠洲城鎮特點,構建城鎮作用強度模型如下︰

 

Qij為城鎮ij 之間的空間作用強度;PiGi SiPjGjSi)分別是城鎮ij)的城鎮規模人口、GDP和土地面積,Rij是城鎮ij之間的效率距離,kij為系數,本文kij=1

由于綠洲城市封閉性強的特點,交通對城市的對外交流非常重要。交通線路和交通方式的變更往往是引起綠洲城鎮興起、發展和衰退的重要因素之一[1920]]。為區別城鎮不同交通線路和線路級別,引入效率距離Rij

                                                            5

公式(5)中,v是城市之間陸路交通線路中最大運輸速度(本文取鐵路、高速公路、普通公路速度為1209060公路/小時),r是實際線路距離。

良好的經濟空間結構利于城鎮之間經濟交流和發展,特別是城鎮接受中心城鎮的輻射。城鎮相互作用強度遵循地理學第一定律︰隨距離增加而遞減,這種相互作用強度具有自仿射(self-affine)特征[18],在一特定的系統範圍內城鎮作用強度等級分布的Pareto公式可表示為

                                 6

式中,Z為區域內市()數目,Q為城鎮間相互作用聯系強度,D為分維數。對式(6)兩邊取對數,整理後可得︰

                                    (7)

根據分形理論,D值直接反映了規模等級的分布情況︰當D=1時,作用強度接收量最大的城鎮與最小城鎮的比值為都市圈內市縣總數。此時為約束型位序規模分布[18];當D<1時,作用強度分布差異程度較大,作用強度接收量最大的城鎮接收的作用力輻射量太大,不利于城鎮整體經濟水平的提高︰當D>1時,作用強度分布比較均衡,有利于城鎮向多極化發展和整體經濟水平的提高︰當D→0時,系統範圍內只有一個城鎮接受中心城鎮的擴散輻射;當 D→∞,都市圈內所有市縣接受到中心城鎮的擴散輻射量相同[21]

3.3數據來源

天山北坡經濟帶各縣市的人口、第二產業和第三產業總值、土地面積數據來源于新疆自治區統計局編制的《新疆維吾爾自治區統計年鑒(20062007)》,新疆建設兵團統計局編制的《新疆生產建設兵團統計年鑒(20062007)》,烏魯木齊市統計局編《烏魯木齊市統計年鑒》(20062007)》,昌吉回族自治州統計局編《昌吉統計年鑒(20062007)》、阜康市統計局編《阜康市統計年鑒(20062007)(內部資料),博爾塔拉蒙古自治州統計局編制《博爾塔拉統計年鑒(20062007)》、克拉瑪依市統計局編制《克拉瑪依統計年鑒(20062007)》,《博爾塔拉輝煌五十年》等。天山北坡各城鎮之間距離采用新疆維吾爾自治區交通廳道路運輸局的公路客運線路運營里程和鐵路客運線路運營里程,部分數據用新疆維吾爾自治區測繪局編的《新疆維吾爾自治區地圖冊》公路里程表進行了校對。

4計算結果與分析

4.1天北經濟帶傳統經濟空間結構

獨山子是克拉瑪依市所轄的飛地行政區,本文把獨山子按縣級城市研究。天山北坡縣級城鎮18個,作出城鎮交通距離矩陣。N=20S=16.88萬平方公里,求出︰

R=1.1053

R接近1,天北城鎮空間分布有的分散,有的密集。

求出以公式(2)求出L=45.93千米為半徑,得出以烏魯木齊(m=4,分別為昌吉、米泉、阜康、五家渠)、五家渠(m=4,昌吉、烏魯木齊、阜康、五家渠)、昌吉(m=4,呼圖壁、米泉、烏魯木齊、五家渠)、米泉(m=4,昌吉、烏魯木齊、阜康、五家渠)、阜康(m=3,米泉、五家渠,烏魯木齊)為中心城鎮密集區,合並為烏魯木齊城鎮密集區;以奎屯(m=2烏蘇、獨山子)、烏蘇(m=2,獨山子、奎屯)、獨山子(m=2奎屯、烏蘇),合並為奎—獨—烏城鎮密集區,雙核城鎮為瑪納斯—石河子、阿拉山口岸—精河、吉木薩爾—奇台。

4.2城鎮相互作用強度分析

根據2007年城鎮GDP空間分布,天北經濟帶在空間上形成了以烏魯木齊為中心、克拉瑪依、石河子為次中心的經濟峰值地帶,東西兩端形成經濟規模低谷(圖 2)。

                   2 天山經濟帶城鎮規模與經濟規模分布

   Fig.2 Distribution of urban size and economical size in the Northern slope of Tianshan Mountain

根據城鎮之間的公路和鐵路距離,根據公式(1)得到效益距離。根據2007年新疆統計年鑒和各地州市統計年鑒,得到城市GDP、土地面積與城鎮人口,根據公式(3),求出天北城鎮之間作用強度(由于篇幅所限,效益距離和作用強度三角矩陣不再列出)。

把相關數據帶入公式(2),求出天北經濟帶中心城市烏魯木齊市對天北各城鎮的相互作用(圖3)。

.3 烏魯木齊對天北其他城市的相互作用強度

Fig.3 Intensity of interaction of Urumqi with others urban in the Northern slope of Tianshan Mountain

通過公式(3),求出分形維D

                                                 

天北城鎮與中心城市烏魯木齊之間作用強度遵循距離遞減原則,R2=0.8996,計算結果通過檢驗,天北經濟帶城鎮與烏魯木齊作用強度符合空間分形理論[23],但是由于綠洲特殊的地理結構,經濟空間具有離散化的特點。D1=0.357<1表明城鎮與中心城市的作用強度較弱,中心城市烏魯木齊對天北經濟帶內的城鎮作用強度分布不均,差異程度較大,昌吉市接收到的作用強度輻射量最大,阿拉山口岸最小。由于昌吉接收的輻射量太大,不利于城鎮整體經濟水平的提高。

5組團點—軸結構模式

根據陸大道點軸理論原理,結合天北經濟帶已形成三個城鎮密集區等客觀事實,以城鎮組團為點,構建組團點—軸模式。又分為以烏魯木齊都市圈為中心的中心組團點—軸模式和以烏魯木齊都市圈、石瑪莎、奎克烏、東三縣、阿拉山地區為點的組團點—軸模式(圖3),研究二種情況下,城鎮之間相互作用狀態。

5.1“烏魯木齊都市圈點—軸模式

由于烏魯木齊、昌吉、米泉、阜康與五家渠在地理空間上分布集中,2004年末起,以烏魯木齊為中心的經濟一體化過程快速實施,在經濟發展中相互滲透、在交通聯系上日益緊密,已經形成一個綠洲型都市圈的雛形,並成為新疆綠洲經濟發展的增長極[張新煥]。以烏魯木齊都市圈作為“中心城市”,擴大中心城市的經濟規模,增強中心城鎮的輻射能力,把相關數據帶入公式(4)和公式(6)︰

                          

                           D2=0.5310

R2=0.8198,通過檢驗,D2D1 證明組建烏魯木齊都市圈,加強了中心城市對各城鎮的輻射能力,降低了各城鎮接收中心城市作用強度輻射差異,有利于天北城鎮整體發展。

5.2“5組團軸結構

根據天北經濟空間三密二疏結構發展現狀,組建城鎮組團,形成天北組團軸經濟空間結構(表2)︰

 

 

 

2 天北經濟帶城鎮組團

                        Tab 2 Urban group in the Northern slope of Tianshan Mountain

組團名稱

包括縣市

中心城鎮

烏魯木齊組團

烏魯木齊、昌吉、米泉、阜康、五家渠、呼圖壁、

烏魯木齊、昌吉

--烏組團

奎屯、克拉瑪依、烏蘇、獨山子

克拉瑪依

--沙組團

沙灣、石河子、瑪納斯

石河子

阿拉山口組團

博樂、精河、溫泉、阿拉山口

博樂

東三縣組團

奇台、木壘、吉木薩爾

奇台

 

以烏魯木齊組團為核心,其他城鎮組團為成員,根據公式(4)和公式(6),求出核心組團與其他組團相互作用強度分形維︰

                     

                      D3=0.4282

R2=0.9127,通過驗證。D3D1表明5組團軸結構比傳統點軸結構有利于組團接受核心組團的輻射。

D2D3均大于D1,城鎮相互作用強度分形維D值隨著結構調整不斷增加,但是與理想值D=1還相差較遠。

5.3拓展的天北城鎮“組團”點—軸結構

伊犁河谷是我國向西開放的窗口2006年,伊犁河谷區域城鎮總人口為239.47萬人,其中城鎮人口為107.18萬人,2006年生產總值196.31億元,隨著精伊霍鐵路在200年建成,天北經濟帶通過鐵路向伊犁河谷延伸,伊犁河谷將成為天北經濟帶重要組成部分。根據公式(2)求出分形維︰

                    

                        D4=0.502

D4> D3>D1,天北經濟空間的拓展加大了城鎮組團接受核心組團的輻射,有利于城鎮體系的健康發展。

5結論與討論

根據綠洲系統經濟空間分布的特點和天北經濟社會發展需求,提出組團點—軸結構模式,通過定量天北經濟帶傳統空間結構模式和組團點—軸結構模式下的中心城鎮(組團)與其他城鎮(組團)的相互作用強度,得出以下結論︰(1組團點—軸結構模式優于傳統點軸結構模式。(2)以烏魯木齊都市圈為點—軸結構加強了中心城市對各城鎮的輻射能力,降低了各城鎮接收中心城市作用強度輻射差異(355組團軸結構比傳統空間結構有利于組團接受核心組團的輻射。(4)天北經濟帶向伊犁河谷拓展加大了城鎮組團接受核心組團的輻射。

下列問題需要進一步探討︰(1)天北經濟空間重組的成本問題,奎—克—烏克拉瑪依是地級市,奎屯屬于切塊設市建制,是伊犁州直轄的縣級市,烏蘇屬于伊犁州塔城地區,三地在行政上互不從屬,改變現狀社會成本很大。(2烏魯木齊都市圈點—軸分維值大于5組團點—軸分維值的機制。

 

參考文獻︰

[1]       陸大道人文地理學中區域分析的初步探討[J].地理學報,198439(4)397407

[2]       陸大道區域發展及其空間結構[M]北京︰科學出版社,1995

[3]       陸大道.論區域的最佳結構和最佳發展[J].地理學報,200156(2)127135

[4]       王錚,鄧悅,葛昭攀等.理論經濟地理學[M].北京︰科學出版社,2002

[5]       張景秋,楊吾楊.中國臨海地帶空間結構演化及其機制分析[J].經濟地理,200222(5)560563

[6]       葉大年,赫偉,徐文東等.中國城市的對稱分布[J].中國科學,200131(7)608616

[7]       陸玉麒.區域雙核結構模式的形成機理[J].地理學報,200257(1)8595

[8]       陸大道關于點一軸空間結構系統的形成機理分析[J]地理科學,2002221)︰16

[9]       樊自立.天山北麓綠洲的形成和發展[J].地理科學,200222(2)184189

[10]    樊自立.塔里木盆地綠洲形成和演變[J].地理學報,199348(3)421427

[11]    張小雷.新疆城鎮體系規劃的理論與實踐[M].烏魯木齊︰烏魯木齊人民出版社,20031823

[12]    杜宏茹張小雷近年來新疆城鎮空間集聚變化研究[J]地理科學2005253)︰268273

[13]    張豫芳楊德剛等天山北坡城市群地域空間結構時空特征研究[J]中國沙漠,200828(4)795804

[14]    Ullman E LAmerican eonunodity flow[M]SeattleUniversity of Washington Press1957

[15]    孟向京賈紹風.中國大城市發展與區域依賴關系的統計分析[J].中國人口科學200054044

[16]    何劍王良健許抄軍等長株潭城市群規模結構的分形特征研究[J].西南農業大學學報(社會科學版)20042(2)3033

[17]    陳彥光劉繼生.基于引力模型的城市空間互相關和功率譜分析[J]地理研究200221(6)742752

[18]    張雪花郭懷成張宏偉等.區域經濟聯系強度的分形特征及其在我國西部地區的應用[J].北京大學學報(自然科學版)20061(3)15

[19]    雷軍張小雷張敬東新疆區域小城鎮相對資源承載力探析[J]干旱區地理2004273)︰442447

[20]    黃達遠論鐵路與新疆的城鎮發展[J]中國邊疆史地研究,200616(1)8996

[21]    Carroll G RNational City-size Distribution[J]Progress in Human Geography19826(1)143

[22]    喬旭寧,楊德剛,毛漢英等基于經濟聯系強度的烏魯木齊都市圈空間結構研究[J]200726(6)8695

[23]    趙有翼,趙挺剛,岳斌,等.黃土高原丘陵溝壑區城市土地持續利用評價研究[J].中國沙漠,2009296)︰1178-1185.

[24]  張新煥,祁翼,楊德剛,等.基于CA模型的烏魯木齊都市圈城市用地擴展模擬研究[J].中國沙漠,2009295)︰820-827.

[25]  陳懷錄,姚致祥.中國西部生態環境重建與城鎮化關系研究[J].中國沙漠,200625(3)357363

[26]  馬國霞,甘國輝.水資源約束下的張掖綠洲城鎮發展模式初步研究[J].中國沙漠,200626(3)426431

[27]  方創琳,孫心亮.基于水資源約束的西北干旱區城鎮體系形成機制及空間組織一一以河西走廊為例[J].中國沙漠,200620(5)860 868

 

 Grouppole-axis urban spatial structure in the Northern Slope of Tianshan Mountain

 

Abstract: With GDP, land, population and communication data of urban in the northern slope of Tianshan Mountain in 1990-2007, this article built intensity interaction of Oases urban estimation model by space interaction and fractal geometry theory, and put forward Grouppole -axis spatial structure  mode and demonstrated its superiority. Research showed: (1) there are3 high compact district and2 sparsely districtof urban spatial structure in the Northern Slope of Tianshan Mountain. (2) There are large differences on urban receiving the radicalization of core city in the Northern Slope of Tianshan Mountain under traditional Oases town spatial structure, and that are bad to urban system development. 3It is am of great advantage to central urban radiation to others urban that takes Urumqi metropolitan area as the pole ofpole-axisurban spatial structure. (4) 5 group pole-axis mode is advantage to interaction and development of urban. (5) It can bring urban structural optimization that the scope of the northern slope of Tianshan Mountain expands to Yili valley.

Key Words: Grouppole-axis mode; Fractal theory; the Northern Slope of Tianshan Mountain; Xinjiang.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

稿源︰ 新疆哲學社會科學網 作者︰ 地里木拉提 責編︰ 趙東