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我国城市整体交通运输流发展的时空演化及其空间关联性分析_王绍博

第31卷第2期干旱区资源与环境Vol.31No.2 2017年2月Journal of Arid LandResources and Environment Feb.2017

文章编号:1003-7578(2017)02-043-07doi:10.13448/j.cnki.jalre.2017.042

我国城市整体交通运输流发展的

时空演化及其空间关联性分析*

王绍博,郭建科

(教育部人文社科重点研究基地,辽宁师范大学海洋经济与可持续发展研究中心,大连116029)

提要:运用标准差椭圆和空间自相关分析方法,对我国交通运输流在2005-2013年间发展的时空演化及城市间空间关联性进行了相关测度。结果表明:2005-2013年间,交通运输流发展重心向东移动后持续西

移,发展空间收缩后扩张,发展轴线顺时针偏转后逆时针偏转,南北方向收缩,东西方向扩张,表明国际市场的

萧条影响了交通运输业的发展,国内市场作用开始显现;从发展密集性变化看,2008年密集性增速迅猛,2012

年后明显降低,说明靠投资带动的交通运输业的发展不可持续,这种"假性"提升必定会转入中低速度;我国交

通运输流的发展存在一定的空间正相关性,但是相关性较低,同时各类集聚区规模随着国家投资及地区战略的

实施发生着动态变化。

关键词:交通运输业;标准差椭圆;空间自相关;时空演化;空间关联

中图分类号:F50文献标识码:A

交通运输作为生产分配的联系纽带,在我国经济发展中起着举足轻重的地位。首先,交通运输业是国民经济的重要组成部分,对国民经济产生直接的贡献率;其次,它把社会的生产、分配、交换、消费的各个环节紧密的联系在一起,进而影响着我国产业乃至生产力空间分布的合理布局。因此,通过研究交通运输流发展的动态变化对于揭示经济发展更深层次问题具有重要的意义。关于交通运输业的研究,目前研究内容主要分为以下几个方面:1)分析交通运输业对国民经济发展的影响[1-5]。例如杨秀云、陈敏实证分析了不同交通运输业的发展对陕西省经济增长的贡献性[1];赵坚、杨轶通过新的视角分析了交通运输业和经济增长的关系[2]。2)分析交通运输业与各个产业的发展的相互关系[6-10]。例如李昕、赖平仲等对发展现代交通运输业与发展现代物流的关系进行了研究[6];严春燕、卢爱岗等基于对应分析方法,对入境旅游与交通运输的相关性进行了评价[7]。3)交通发展带来的时空压缩效应对区域之间联系的影响分析[10-15]。例如王娇娥、金凤君等基于景点的交通可达性对中小文化城市的旅游市场潜力进行了相关评价[11]。

但是,从宏观上对交通运输流发展空间格局演化加以呈现的文章较少,只有少量文中基于统计数据简单说明发展现状,缺乏空间视角。鉴于此,文中基于GIS9.3平台,运用标准差椭圆分析方法,将传统统计量和空间视角结合,依托标准差椭圆的重心、展布范围、密集性、方向和形态变化来呈现我国交通运输流在2005-2013年间的空间演化格局,最后运用空间自相关方法对我国城市间交通运输流发展的空间关联进行评价,从而有助于正确认识和评价我国交通运输业发展态势,为制定科学合理的区域发展政策提供理论参考。

1研究方法与数据来源

1.1标准差椭圆方法

文中采用标准差椭圆[16-17]对我国交通运输流发展的空间演化特征加以呈现,标准差椭圆有5大基本

*收稿日期:2016-3-11;修回日期:2016-3-27。

基金项目:国家自然科学基金(41571126,41301079);辽宁省高校杰出青年学者成长计划(WJQ2015020)资助。

作者简介:王绍博(1990-),男,山东东营人,硕士,研究方向为交通经济学与空间网络分析。

通讯作者:郭建科(1980-),男,山西长治人,博士,副教授,主要从事经济地理学的科研与教学工作。

要素:中心点、

长半轴、短半轴和方位角。中心表示地理要素空间分布的相对位置,方位角表示发展的主趋势方向,长轴代表地理要素在主趋势方向上的离散程度的核心边缘结构,短轴代表地理要素在次要方向上

的离散程度[16]。计算公式如下:

SDE 中心。假设一个区域有n 个子区域构成,(x i ,

y i )为第i 个区域的中心坐标,wi 为第i 个子区域的某种属性值和权重,则重心计算公式为:

M (珚X ,珚Y )=|∑n i =1

w i x i ∑n i =1w i ∑n i =1w i y i

∑n i =1w i

|

(1)SDE 长短轴计算公式为:SDEx =∑n i =1

(x i -珚X )2槡n SDEy =∑n i =1(y i -珚Y )2槡n

(2)

式中:x i 与y i 是第i 个子区域坐标,

(X ,Y )为标准差椭圆的重心坐标,n 为子区域的数量。旋转角θ的计算公式为:

tan θ=A +B C

A =∑n i =1珓x i 2-∑n i =1珓y i 2

B =(∑n i =1珓x i 2-∑n i =1珓y i 2)2+4(∑n i =1珓x i 珓y i )槡2

C =2∑n i =1珓x i 珓y i (3)式中:x i ,

y i 坐标为第i 个子区域与重心的偏差[17]。1.2空间自相关方法

空间自相关

[18-20]是研究空间中某位置的观测值与其相邻位置是否存在相关性及相关程度如何的一种空间数据分析方法,常用的空间自相关有两种,全局自相关和局部自相关。

全局空间自相关是对某种地理现象或某一属性在整个区域的空间特征的描述,判断此现象或属性值在空间上是否存在聚集。Moran's I 指数是常用的空间自相关测度指标,公式如下:

I (d )=n ∑n i =1∑n j =1w ij (x i -珋x )(x j -珋x )/∑n i =1(x i -珋x )∑n i =1∑n j =1w ij (4)

式中:n 为研究对象的数目;x i 为观测值;珋x

为x i 的平均数;w ij 为研究对象i 与j 之间的空间连接矩阵,表示空间单元间潜在的相互作用的力量;Moran's I 值介于-1与1之间,I >0表示空间自正相关,空间实

体呈聚合分布,I <0表示空间负相关,空间实体呈离散分布;I =0则表示空间实体是随机分布的,且I 值越

大表示空间分布的相关性越大。

局部自相关是用来度量某一区域与周边地区之间空间差异程度及显著性。一般采用Local Moran's I 统计量来测量,公式如下:

I i =Z i ∑n j =1W ij Z j (5)

式中:Z i 和Z j 分别为空间单元i 和j 上观测值的标准化值;W ij 为空间权重。在给定显著性水平下,

I i >0,表明存在正的局部空间自相关,相似的值发生集聚;I i <0,表明存在负的局部空间自相关,不相似的值发生集聚。

1.3数据来源

以全国287个城市(地级市及以上)为研究对象,选取2005-2013年间各城市的铁路、公路、水路、航

空运输的客运量和货运量作为数据支撑,数据来源于2006-2014年的《中国城市统计年鉴》,研究涉及的

空间数据基于GIS9.3平台获得。城市的客货运量由各交通方式的客货运量加总获得,交通运输业的整体发展指数由客货运量标准化处理后加总获得。

2结果与分析

2.1城市交通运输流发展的时空演化分析

2.1.1发展重心在波动中由东向西移动

2005-2013年我国交通运输重心由东向西移动,

2013年尤为突出。2005-2009年交通运输流整体发展重心出现短暂的东西往返现象,由2005年的安徽的六安市向东北移动到淮南,在2008年继续向东南

·44·干旱区资源与环境第31卷

图12005-2013年交通运输业发展的空间变化

Figure 1The spatial change of the transportation industry development during 2005-2013

·

54·第2期王绍博等我国城市整体交通运输流发展的时空演化及其空间关联性分析

方向移动到合肥,最后又向西返回到六安市。2010-2013年间,

重心持续西移到达安徽阜阳后到达湖北十堰市。就客运重心来看,2005-2012年交通客运重心相对稳定,维持在黄冈的麻城市,在2013年向西

南方向移动到武汉孝感。就货运重心来看,货运重心在2005-2013年间在东西方向上徘徊,但最终还是由安徽阜阳向西移动到河南驻马店。发展重心由东向西移动,说明我国中西部交通运输业发展与东部差距开始减少,同时也表明国内市场对我国经济的拉动作用将越来越大。

2.1.2发展空间收缩后扩张,密集程度持续增加

图2交通发展展布范围变化

Figure 2Changes of the transportation development 图3交通发展密集化变化Figure 3Changes of transportation development intensities 2005-2012年,我国交通运输的标准距离持续减少,

由2005年的853.4km 减少到2012年的767.4km ,在2013年趋势发生逆转,达到885.7km 。说明东部经济聚集式发展带动了中西部地区发展,整体发展更加均衡。就客、货运量标准距离来看,均呈现一定的收缩后的扩张现象。从客、货运量的发展密集性

变化看,2005-2013年间,客、货运量的发展密集性均在持续的增加,但是增加的幅度呈现先减少后增加再减少的趋势。2008年后增加幅度明显高于前几年,这与我国在2008年世界金融危机后投资4万亿来拉动经济发展有很大关系。尤其是大部分交通基础设施建设的投资,使得短时间内各地区交通运输业发展显著提高,但是2012年之后,这种靠投资拉动的不可持续性问题开始显现,导致显著增加的态势发生转变,转入中低程度增加态势。

2.1.3交通发展轴线向东旋转后向西持续偏转

2005-2008年,我国整体交通运输及客、货运量的方位角呈现顺时针偏转,整体交通运输方位角由2005年的29.2度(北偏东)增加到2008年的33.1度(北偏东),客运量方位角由2005年的23.2度(北偏东)增加到2008年的27.6度,货运量方位角由2005年的20.3度(北偏东)增加到2008年的21.3度。说明在2005-2008年间东部交通运输业的发展对我国整个交通运输业的拉动较为明显,而且这段时间影响程度在不断增强。之后,方位角呈现逆时针偏转,尤其在2013年偏转尤为明显。整体交通运输方位角由2009年的28.2度(北偏东)旋转到2013年的138.8度(北偏西),客运量方位角由2009年的27.2度(北

偏东)减少到2013年的14.3度(北偏东),

货运量方位角由2009年的20.4度(北偏东)减少到2013年的13.8度(北偏东)。说明在2009-2013年间内陆交通运输业的发展对我国整个交通运输业的拉动效果越来越明显,内陆经济活力开始显现,我国在扩大内需方面取得的成效显著。

2.1.4南北方向呈现收缩,东西方向上呈现扩张,形状趋于圆化

2005-2013年间整体交通运输业标准差椭圆在南北方向上呈现收缩状态,南北方向上长轴的长度由2005年的978km 减少到2013年的767km ,东西方向上呈现扩张状态,东西方向上短轴的长度由2005年的706km 增加到2013年的993km 。就变化程度来讲,东西方向上的扩张趋势明显高于南北方向的收缩趋势,说明东西方向的交通运输业发展活力明显好于南北方向。交通运输业东西方向的变化主要体现在西部的成都、重庆、包头、银川、西安、宝鸡以及中部的合肥、长沙、郑州等交通枢纽中心城市。就短轴与长轴

的比值来看,2005-2013年间,整体交通、客运量、货运量标准差椭圆的长短轴差距开始减少,空间形态呈

现向圆形变化的趋势。说明东西方向交通运输的发展差异性减少,南北方向上的差异反而呈现变大的趋

势。整体来说,我国交通运输业的发展呈现均衡性发展态势,数据统计发现,

2005年我国城市交通运输业发展的方差为2.56左右,到2013年下降到1.53左右。

2.2城市交通运输流发展的空间自相关分析

2.2.1全局空间自相关分析

·64·干旱区资源与环境第31卷

图4标准差椭圆长短轴变化

Figure 4The changes of the long and short axis of the standard deviation ellipse

将各城市交通运输业的整体得分

作为变量,

然后基于距离权重矩阵,利用Geoda 软件计算我国2005-2013年间交通运输业发展的moran'I 值。发现我国交通运输业发展的moran'I 指数值为正值,并且结果通过显著性水平为0.01的Z 值检验。正的全局Moran'I 指数值表明我国交通运输业发展具有空间正相关性,而且呈现一

定的空间聚集性。同时,moran'I 指数值均在0.1以下,说明我国交通运输业发展的空间正相关程度相对较低,空

表1全局空间分析结果统计Table 1Global spatial analysis results statistics 年份200520062007200820092010201120122013Moran'I 0.060.070.070.080.050.050.080.050.01Z 值4.75.175.16.264.124.164.383.913.79显著性水平0.010.010.010.010.010.010.010.010.01

表2集聚区规模动态变化统计表Table 2Scale dynamic changes in the agglomeration area 年份

200520062007200820092010201120122013高高集聚区规模(个)323332363547454433低低集聚区规模(个)545556555759585758低高集聚区规模(个)807980767765676879高低集聚区规模(个)876753454间集聚效果不明显,在空间分布上呈现一定程度的异质性,需要进行局部自相关分析。

2.2.2局部空间自相关分析

从各类集聚空间分布来看,2005-2013年,交通运输业发展水平的高高集聚区主要集中在京津冀、

山东半岛、长三角及东北哈大干线区域,这些区域涉及的城市经济发展活力相对较高,交通枢纽地位又较为显著,进而在空间上呈现强强集聚的分布形态;低低集聚区主要集中在西藏和新疆大部分地区以及云南和广西部分城市,与全国其它地区相比,这些区域的城市发展水平相对有限,交通基础设施发展水平较低,低低邻接的空间分布形态使得这些区域交通空间联系较低,高低集聚区主要集中在我国东北及中东部部分城市,这些城市具有一定的交通区位优势,经济发展水平相对较好,交通运输业发展水平相对较高,最终形成了局部高值的离群空间分布格局,随着经济发展由注重出口向注重内需市场挖掘的转变,这些局部高值区会进一步提高周边区域交通运输业的空间联系。低高集聚区主要集中在重庆、成都、南宁城市区域,随着一带一路战略的有效推进,这些城市将成为西部崛起的重要支撑力量,同时在一带一路线路规划中的交通枢纽地位也会越来越显著。而我国中部大部分区域的交通集聚效果呈现不显著的特点。

从各类集聚区规模的变化来看,2005-2012年,高高集聚区规模出现明显的增加过程,从东部沿海区

域逐步向中部扩张,说明这段时间中部区域的交通运输业发展势头较大,等级逐步提高;低高集聚区和高低集聚区的规模出现了明显降低,这与这段时间相应区域的交通运输业稳步提升也有很大关系,使得很多交通基础设施发展相对不好的城市在国家的投资中受益较大,由较低等级越步到中等级,进而在一定程度上减少了高低和低高集聚区的规模,而低低集聚区的规模变化相对较小,说明这段时期这些区域的交通发展状况并没有发生很大的变化,发展等级与国内其它地区相比还是相对较低。但是2013年后,各集聚区的规模出现明显的逆向转折,高高集聚区规模迅速减少,低低集聚区和低高集聚区规模迅速增加,再一次证明了靠投资拉动的交通运输业的短暂发展是不可持续的,在这种投资刺激呈现疲软状态时,势必导致这种假性提升回归正常状态,进而使相应集聚区规模发生相应的变化。

·

74·第2期王绍博等我国城市整体交通运输流发展的时空演化及其空间关联性分析

图52005-2013年中国交通运输流发展的LISA 图

Figure 5LISA chart of the development of China's transportation industry in 2005-2013

3讨论

交通运输流的动态移动侧面反映了我国区域经济发展的重心转移,

基于运输流时空发展演变特征科学规划区域经济发展战略具有十分重要意义。鉴于文中发现,提出以下建议:

(1)摆脱依靠投资和出口拉动经济的发展现状,转变经济发展方式,注重国内市场的挖掘,充分发挥交通运输业在国内城市间交往的重要作用。不断完善国内城市间交通网络的衔接与优化,提高城市间的经济联系与互动。

(2)加大对安徽、河南、湖北等中部地区的投资力度,充分发挥中部地区靠近国内市场的区位优势,依托交通基础设施的有效对接来提升东、中、西部地区之间联系的紧密性。

(3)注重内生经济的增长,实现沿海-内陆双轮驱动的新发展形势。充分抓住"一带一路"战略实施的关键时期,打造中国经济发展的新模式。依托交通基础设施的不断完善,实现国内市场的一体化发展。4结论

(1)2005-2013年间,交通运输流发展重心向东移动一定时间后呈现持续西移的发展趋势,发展空间收缩后呈现一定的扩张,发展轴线顺时针偏转后出现大幅度的逆时针偏转,南北方向呈现收缩,东西方向上呈现扩张,种种现象表明,世界金融危机导致国际市场的萧条影响了我国交通运输业的发展,国内市场对交通运输业的发展影响将越来越大。

·84·干旱区资源与环境第31卷

(2)从交通运输流发展的密集性变化来看,

2008年我国交通运输业发展的密集性增速迅猛,2012年后增速明显降低,说明靠投资带动交通运输业发展的做法具有明显的不可持续性,这种"假性"提升必定会转入中低速度。

(3)我国交通运输流的发展存在一定的空间正相关性,但是相关性较低,高高集聚区主要集中京津冀、山东半岛、长三角及东北哈大干线区域,低低集聚区主要集中在西藏和新疆大部分地区以及云南和广西部分城市,高低集聚区主要集中在我国东北及东部部分城市,低高集聚区主要集中在重庆、成都、南宁城市区域,各类集聚区的规模随着国家投资及地区战略的设施也在发生着动态变化。

参考文献

[1]杨秀云,陈敏.陕西省交通运输业的发展对地区经济增长的贡献性分析[

J ].统计与信息论坛,2009,24(12):82-88.[2]赵坚,杨轶.交通运输业与经济增长的关系[

J ].交通运输系统与工程,2003,3(2):65-71.[3]尹鹏,段佩利,陈才.中国交通运输碳排放格局及其与经济增长的关系研究[

J ].干旱区资源与环境,2016,30(5):7-12.[4]谢守红,蔡海亚,夏刚祥.中国交通运输业碳排放的测算及影响因素[

J ].干旱区资源与环境,2016,30(5):13-18.[5]雷怀英.基于DEA 的交通运输与经济发展的协调性评价[

J ].统计与信息论坛,2007,22(1):50-53.[6]李昕,赖平仲,徐婧,田春青.发展现代交通运输业与发展现代物流的关系[

J ].物流技术与应用,2011(12):116-119.[7]严春艳,卢爱刚,高锦红.基于对应分析方法的入境旅游与交通运输相关性评价[

J ].铁道运输与经济,2013,35(9):62-66.[8]杨光.交通运输与中国工业集聚之间关系研究[D ]

.南开大学,2011.[9]初克波.交通运输与产业结构的灰色系统关联模式的综合分析[J ].交通运输工程与信息学报,2009,7(3):12-16.

[10]冯旭杰,孙全欣,钱堃,等.区域综合交通运输需求与产业结构的协整关系分析[

J ].交通运输系统工程与信息,2012,12(6):10-16.[11]王娇娥,胡浩,金凤君.基于可达性的中小文化旅游城市旅游潜力分析[

J ].地理科学进展,2012,31(6):808-816.[12]刘海龙,包安明,陈曦,张小雷,张进英.新疆交通可达性对区域经济的影响分析[

J ].地理学报,2008,63(4):428-436.[13]卜伟,陈灿,刘怡娴.广西高速铁路对其经济带内旅游业的影响[

J ].旅游论坛,2013,6(2):63-66.[14]冯长春,丰学兵,刘思君.高速铁路对省际可达性的影响[

J ].地理科学进展,2013,32(8):1187-1194.[15]陈刚,黄翔,刘大均,陆志鑫.湖北省旅游交通可达性及其旅游经济联系空间分析[

J ].旅游论坛,2012,5(6):62-66.[16]张红,姚婷婷,安娜.湖北省县域经济发展时空差异与空间演化研究[

J ].华中师范大学学报(自然科学版),2014,48(6):902-909.[17]龙剑,朱海宁,曹邦宇.基于标准差椭圆模型的贵州省经济密度空间差异分析[

J ].当代经济,2014(18):114-117.[18]杨丽霞,杨桂山,姚士谋,等.基于ESDA -GWR的粮食单产及其驱动因子的空间异质性研究[

J ].经济地理,2012,32(6):120-126.[19]徐国鑫,金晓斌,周寅康.基于DEA 和空间自相关的我国土地市场化程度分析[

J ].地理与地理信息科学,2011,27(5):64-68.[20]孟斌,王劲峰,张文忠,刘旭华.基于空间分析方法的中国区域差异研究[

J ].地理科学,2005,25(4):393-400.Spatial and temporal evolution and spatial correlation analysis of the transpor-tation development in China

WANG Shaobo ,GUO Jianke

(Research Center of Ocean Economy and Sustainable Development ,Liaoning Normal University ,Dalian 116029,China )

Abstract :Standard deviation and spatial autocorrelation analysis method were used to research the spatial and temporal evolution and spatial autocorrelation of China's transportation industry.The results show that during 2005-2013,the focus of the transportation industry developed from the east to the west region ;the development space contracted firstly ,and then expanded.Development axis deflected clockwise firstly ,and then counter-clockwise.North -south direction presented contraction ,and east -west direction presented expansion.These show that the depression of the world financial crisis had affected the development of China's transportation in-dustry.The transportation industry development in the domestic market will be more and more important.From the perspective of transportation industry development intensity ,the China's transportation industry developed fast in 2008,the growth rate was significantly lower in 2012,which shows that the transportation industry devel-opment which rely on the investment is not sustainable.This "false"ascension is bound to be transferred to a low speed.The development of China's transportation industry exist certain spatial correlation ,but the correlation is low ;scales of all kinds of agglomeration districts changed with the dynamic changing of national investment and regional strategy.

Key words :transportation industry ;standard deviation ellipse ;spatial autocorrelation ;temporal and spatial evo-

lution ;spatial correlation ·

94·第2期王绍博等我国城市整体交通运输流发展的时空演化及其空间关联性分析

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