中国中心城市交通联系及其空间格局

摘要

区域空间联系是不同客体之间基于空间法则下的相互作用现象，交通联系是空间联系重要的现实形式之一。研究基于中心地理论、空间相互作用理论，通过区域空间联系理想模型，构建基于内生增长、外生增长及其耦合路径下的区域空间联系模型，对城市间要素流的空间流动与集聚情况进行理论演绎，模拟推演区域空间联系的演化过程，探索要素流动视角下区域空间结构演变的一般性地学规律。通过对全国中心城市空间经济联系的量化研究，分析中国区域经济联系的时空格局与区域差异。依据全国中心城市外向功能联系及其对外服务能力的时空变异，探讨区域空间结构模式的形成与演化过程。结合全国地级以上中心城市间客观详实的航空、铁路及公路等交通联系巨量数据资料，运用基于O-D网络的GIS空间分析方法，深入分析我国中心城航空、铁路及公路交通联系的空间分布、等级体系及网络结构等空间集聚与分布特征，在国家、区域及城市群空间尺度上对全国中心城市交通联系的地理集聚及分布格局进行清晰的空间解构。
　　论文共分成了十章内容:
　　第一章诸论。主要阐述本研究的意义、框架和方法。
　　第二章相关研究进展。梳理国内外相关文献及研究进展。
　　第三章区域空间联系及其地理集聚机理研究。基于中心地理论、空间相互作用理论，通过建立区域空间联系的理想模型。①对城市间要素流的空间流动与集聚情况进行理论演绎，模拟推演区域空间联系的演变过程，探索要素流动视角下区域空间结构演变的一般性地学规律。在开放系统、封闭系统两种路径条件下构建基于要素流动视角的区域空间联系理想模型。②构建基于内生、外生增长及其耦合增长三种路径下的区域空间联系模型，进而阐明其内在地理集聚机理。③由中心城市外向功能联系主导而形成的区域空间结构演化可分为低水平均衡分布、单核心极化-扩散、多核心极化-扩散、高水平均衡阶段。④综合分析要素流的一般性特征，对流空间进行地理学意义上的理论探索和空间解构。
　　第四章中国中心城市空间经济联系格局与变化。借助空间相互作用力模型，综合测度全国中心城市的省域空间经济联系，通过测算各省区中心城市间的经济联系强度，研究各省区经济联系空间分布格局。研究认为:①区域空间结构与其内部空间经济联系的强弱、联系网络的发育程度有着极为密切的关系，随着空间经济联系由弱到强、联系网络由简单到复杂，区域空间结构也随之由极核式单中心结构向多核心、网络式、一体化方向发展。②全国各省区的空间经济联系与全国主要城市群可以进行完美的空间拟合，反映出空间经济联系的强弱与紧密程度表征了城市群的演化阶段与发育状况，城市群形成发展的内在机理是其空间经济联系的不断加强与深化。③我国区域经济发展偏集于沿海的长三角、珠三角与环渤海三地区的三大城市群区域，并且这一不平衡的空间格局仍在持续发展。
　　第五章中国中心城市外向功能联系与空间格局。基于中心城市外向功能联系研究视角，依据全国地级以上中心城市对外服务能力及其近10年的变化情况，探讨区域空间结构模式的形成与演化过程。研究认为:①中心城市依托其外向服务功能，发挥内向集聚和外向扩散功能，形成区域内部复杂的经济流，产生密切的经济联系，从而影响和强化了区域的空间结构。②我国中心城市对外服务能力区域差异明显，长三角、珠三角、环渤海湾地区的省区及城市群对外服务能力较强，使得区域内部空间经济联系密切，区域出现发达的网络状空间结构。中西部地区中心城市的外向服务功能较弱，形成的区域空间经济联系也相对较弱，区域以极核式、点轴式空间结构为主。
　　第六章中国中心城市航空联系及其空间格局。基于全国国内航班运营信息数据，运用基于O-D网络的GIS空间分析法，在大尺度数据空间内刻画每一条运营航线，深入解析全国通航中心城市间航空联系的网络结构，并分运距区段绘制中国城市空间相互作用联系与航空联系的网络结构图谱，进而分析区域间航空联系的网络结构差异，揭示中国航空联系的网络结构及区域结构特征。研究认为:①中国航空联系网络的大城市集聚特征显著，等级分化十分显著。②依据中心城市进出港航班数量，将全国通航中心城市划分为全国性、区域性、省域及地方性中心四个等级，其中北京、上海、广州三城市为全国性航空客运中心。③航空联系距离主要集中在600-2000km范围内，总体上服从空间距离衰减规律。④全国航空客流的区域分布极不平衡，东部航空运输地位极其突出，西部相对较强，中部与东北相对较弱。
　　第七章中国中心城市铁路联系及其空间格局。依据全国地级中心城市间完整的交互式铁路客运数据，采用基于O-D网络的GIS空间分析方法，从全国中心城市铁路联系的空间集聚、任意两中心城市之间的铁路联系、细分车次类型的空间分布等多角度解析全国铁路客运联系的空间格局，清晰刻画中心城市之间铁路客运联系的空间集聚、网络结构与分布特征。研究表明:①全国铁路客运联系分布格局呈现向东倾斜的“开”字型结构，即由京沪—沪深线、京广—京哈线“两纵”与陇海—兰新线、沪昆线“两横”相互交汇而成全国铁路联系的骨架。②全国铁路客运联系总体呈现出较规则的三次曲线型距离衰减规律，铁路联系服从类似城市体系的位序—规模分布特征，属于自然状态下集中型的空间最优分布。③随着空间联系距离的逐渐增加，全国铁路客运联系依次表现为城市群或经济区内、省域内、相邻省区、区域乃至大区域间等不同空间尺度的联系。④全国中心城市铁路客运联系总体上依托大的交通轴线以近域核心城市间的联系为主，研究清晰给出了全国主要中心城市细分车次类型的区内外铁路客运联系的主要联系方向。⑤快速列车是我国目前铁路客运的主体，动车组及高铁技术的迅速发展极大地改变着我国铁路客运的总体结构比例。⑥全国动车及高铁联系集中表现为东部三大经济区间的联系，京沪、京广之间联系密切，沪广（深）间受制于两者间高速铁路交通设施建设的滞后，铁路方面的空间联系相对不足。
　　第八章中国中心城市公路联系及其空间格局。依托全国地级以上中心城市间的公路长途客运联系数据，运用基于O-D网络的GIS空间分析方法，对全国尺度内的公路客运联系网络结构及其空间格局进行清晰而详实的空间解构。研究显示:①公路客运与城市的人口、经济规模总量相关性较强，而与经济发展水平没有相关性。②我国东部人口密集、经济发达的区域其公路客运联系密切，并呈现区域性集聚的分布格局。最为密集的区域为东部长三角、珠三角两地，而京津冀、山东省、中部地区的河南省、西部成渝地区的公路客运区域集聚程度相对突出。③总体上，全国公路客运联系以各省区的区域性中心城市为联系中心，以区内其它中心城市为联系对象，在中短途客运距离内形成自成体系的区域性公路交通集聚区。④我国公路长途客运联系的适宜空间距离应该在500 km以内，最佳客运距离为100-300 km左右。我国公路长途客运联系在200 km内是随着距离增大而增加，之后则呈现二次曲线型的距离衰减趋势。⑤我国中心城市公路客运联系的区域空间关联性较强，运距在500 km之内公路客运联系结构与网络特征较好的指示了其为城市群形成演化的内在机制之一，也表明城市群内部交通联系的密切程度可以反映出城市群经济的发展水平及其区域一体化发展程度。⑥不同距离区段内的公路客运联系反映不同空间尺度内的区域交通联系，细分距离区段的公路客运联系可以清晰识别城市群内、省域内、省际间及大区域间等各空间尺度下的区域交通联系结构与网络特征。
　　第九章中国中心城市交通联系空间格局的总体特征。①交通联系在区域中心城市、大城市及特大城市的中心集聚特性突出。②在经济发达与人口密集地区的区域性地理集聚明显。③由综合交通枢纽形成区域性乃至全国性中心城市。④依托大的交通干线形成全国城镇体系空间结构的骨架。⑤由交通联系引导的区域一体化进程加快。⑥交通联系的空间分布地域性差异显著。
　　第十章主要结论、创新和需进一步研究的问题。
　　主要结论有:①通过构建的空间联系理想模型可以深入解析区域空间联系及其地理集聚机理。②区域空间经济联系强弱与网络状况表征了区域及城市群的演化阶段与发育程度。③中心城市对外服务能力是区域空间结构形成演化的主要动力。④基于O-D联系网络的GIS空间分析法能够在大尺度空间内对巨量数据实现精细的空间展现。⑤全国航空客运联系区域分布极不平衡，区域差异与等级分化十分明显。⑥全国铁路客运联系呈现向东倾斜的“开”字型空间分布格局。⑦全国公路客运联系的区域性集聚与中心城市集聚并存。⑧获得了对中国中心城市交通联系空间分布格局特征的总体认识。
　　创新之处在于:①理论层面:构建了要素流动视角下的区域空间联系理想模型，进而深入解析基于内生、外生增长及其耦合路径下的区域空间联系及其地理集聚机理。②方法层面:通过基于O-D网络的GIS空间分析方法，实现了在大尺度空间内对巨量的交通联系数据进行精细的空间解构。③实证层面:基于全国交互式的航空、铁路和公路客运联系巨量数据资料，全面深入分析并清晰刻画出了全国中心城市交通联系的地理集聚及其空间格局。

目录

声明

摘要

图表目录

1 绪论

1．1 选题依据

1．1．1 区域经济一体化进程中城市群融合发展速度加快

1．1．2 国家新型城镇化战略成为推动区域协调发展的有力支撑

1．1．3 国家交通基础设施建设尤其是交通联系网络化进程加快

1．2 研究意义

1．2．1 理论意义

1．2．2 实践意义

1．3 研究框架

1．4 主要方法

1．5 主要内容

2 相关研究进展

2．1 内生增长理论与技术进步

2．2 中心地理论与交通原则

2．3 交通地理学与交通联系

2．4 空间相互作用与空间联系

2．5 城镇体系与城市群一体化

2．6 文献启示

3 区域空间联系及其地理集聚机理研究

3．1 要素流动视角下的区域空间联系理想模型

3．2 区域空间联系及其地理集聚机理

3．3 中心城市外向功能联系与区域空间结构演化

3．4 流空间的解构：空间联系网络与区域发展

本章小结

4 中国中心城市空间经济联系格局与变化

4．1 研究方法及数据来源

4．2 全国省域经济联系的空间结构及变化

4．3 中心城市空间经济联系与城市群形成的关系

本章小结

5 中国中心城市外向功能联系与空间格局

5．1 研究方法与数据来源

5．2 中心城市对外服务能力的等级结构

5．3 省区对外服务能力的强度、结构及其变化

5．4 中心城市对外服务能力与城市群的空间拟合

本章小结

6 中国中心城市航空联系及其空间格局

6．1 数据来源与研究方法

6．2 航空联系的网络与等级结构

6．3 航空联系与空间相互作用联系的相关性

6．4 航空联系与空间相互作用联系结构图谱对比

6．5 中国航空联系的区域差异

本章小结

7 中国中心城市铁路联系及其空间格局

7．1 数据来源与研究方法

7．2 中国铁路客运联系的空间格局

7．3 铁路客运中心的规模分布

7．4 铁路客运联系的距离衰减规律

7．5 铁路客运联系的空间集聚

7．6 铁路客运的主要联系方向

7．7 不同空间尺度下的铁路客运空间联系

7．8 铁路客运联系的空间结构图谱

本章小结

8 中国中心城市公路联系及其空间格局

8．1 数据来源与研究方法

8．2 中国公路客运联系的空间格局

8．3 公路客运联系的距离衰减规律

8．4 公路客运联系的空间自相关

8．5 主要城市群的公路客运联系

8．6 不同空间尺度下的公路客运联系

本章小结

9 中国中心城市交通联系空间格局的总体特征

9．1 中国中心城市交通联系空间格局的总体特征

9．2 航空、铁路与公路交通联系空间格局的差异

9．3 交通联系与空间经济联系格局比较

9．4 交通联系与外向功能联系格局比较

9．5 要素流动视角下的交通联系与空间格局研究探讨

10 结论、创新与讨论

10．1 主要结论

10．2 创新之处

10．3 有待进一步研究的问题

参考文献

攻读博士学位期间的主要科研成果

后记