高铁城市网络的空间嬗变复杂性——地理与高铁系列之七
|
回望十年巨变，我国城市体系格局被高铁重构后，城市和城市间的拓扑空间关系变得更稳定，时间和空间的依存关系更紧密。城市空间网络正从无序复杂转向有序复杂结构，局部地区格局已相对稳定，而全局仍处于变化之中。
有这样一个火车站，站名“吐哈”，建在新疆吐鲁番鄯善县，乘坐D动车组列车可抵兰州和乌鲁木齐，乘坐Z字头列车可直抵济南。还有个叫“平安屯”的火车站，位于黑龙江佳木斯西格木乡平安屯，两年后从这里乘坐动车可直达哈尔滨。广西境内有“平果站”，平果县自2011年以来连续6年入选“中国中小城市综合实力百强县（市）”，县城距南宁和百色的距离都约120公里左右；从该站出发，抵达南宁可选乘17趟D动车，到昆明可选择D动车。今天，在全国范围，从两个县级城市出发能直达北京：G616从永济北站始发到北京西站，G164从苍南始发到北京南站。那些曾被漠视的城市名字，正以特殊方式进驻无数人的头脑。当高速铁路遇上城市，就形成看得见的灯光效应，不同地理空间不同等级、规模的城市被连成一张巨大的网络，无数条高铁线像是电磁感应线，中心城市之间的人口流动强度与车次数量高度相关，铁路车次数量即反映了城市和区域经济联系的强度、城市规模等级和高铁网络结构。
任意两个质点通过连心线方向上的作用力相互吸引，这就是艾萨克·牛顿在1687年提出的万有引力定律。引力大小与两物体质量乘积成正比，与彼此之间距离的平方成反比，但与中介物质无关。到了1858年，卡利提出城市引力模型，城市间的引力与规模成正比，与城市间距离平方成反比。G·K·齐夫于1946年用铁路运输量、电话通话量及相似的社会或经济交流形式数量刻画两个城市间的空间相互作用，发现两者间存在着一种线性关系。康维斯于1949年又用人口数作为城市规模主要衡量指标，借助引力模型设计出“断裂点”公式。事实上，一个城市的人口规模与综合实力有关，两地空间距离并不能反映交通条件改善所带来的时间距离压缩效应。
高铁在联通各大中城市时，也改变了城市发展学理研究的内容和范式。自2014年以来，笔者借助城市之间不同类别的铁路客运车次数（客运人次数），测度单个城市的吸附和城市间的依附指数，分别将其作为城市综合竞争力和吸引力。回归发现，城市网络体系中各城市间的吸引力与距离成反比，与距离的二次方成正比，与距离的三次方成反比。
以城市群为样本的经验分析结果表明，兼顾不同城市的经济总量和人口规模，局部区域内，中心城市与腹地城市的吸引力大小随距离增大而衰减，相隔300公里的城市间吸引力最小，300公里之外的城市和中心城市吸引力又开始增强。考虑城市间吸引力大小与距离两个变量之间存在U形关系，且各城市人口与经济体量大小高度相关，中心城市与中心城市之间吸引力衰减拐点在700至800公里左右，腹地城市与中心城市的关系，形似高铁半径在300公里左右的大都市圈。基于高铁地理重塑了城市的空间联系，不难得出“距离产生美”、“远亲不如近邻”的结论。未来，在近距离城市间的人口流，将左右中心和外围城市“强强联合，强弱共生”关系的演变趋势。
回望十年巨变，我国城市体系格局被高铁重构后，城市和城市间的拓扑空间关系变得更稳定，时间和空间的依存关系更紧密，体系格局时空演化的方向终将受制于内生的、稳定的自发秩序起作用的机制。据笔者统计，截至去年底，我国已开通高铁的城市有322个，包括144个地级城市（直辖市、省会城市、地级市）和178个县级城市（除市辖区之外的县市）。2008年，全国仅10个高铁站投入使用，2012年接近200个，2015年突破400个，今年已有465个高铁站点。未来3年，东北3个省会城市将增开52个城际轨道交通站，腹地延伸至7个地级城市15个县级市。高铁不仅使东中西城市和区域联动成为可能，还增强了中心城市和近邻城市的空间联系。
2013年，长江三角洲城市经济协调会的会员扩充至30个城市，覆盖上海、江苏、浙江全境以并纳入安徽的合肥、芜湖等5个城市；到2020年，腹地范围将扩至40个城市。高铁改变该区域的体系格局表现为两方面，时间维度是“两小时”城市区的扩展，空间维度是上海、南京和杭州等中心城市的腹地范围扩延，但将稳定在300公里左右的半径区域内。笔者的测算结果显示，该区域吸附力指数自2009年以来快速提升，2015年以后开始平稳增长，上海的辐射区域正向南北扩张。
眼下，因高铁编织的城市网络正处于空间嬗变复杂性的十字路口。笔者以去年铁路车次、航空架次为主要数据来源，以36个行政城市单元建立通达性矩阵，输入航空和铁路关系数据，将所有其他城市与对象城市的联系累计加总构建城市网络空间关系矩阵表。结果是，主要城市的航空和铁路网络联系流呈菱形空间结构，四个角分别对应京津（北）、上海（东）、广深（南）和成渝（西）等主要节点城市，对称中心则定位到武汉；菱形区域内外，又形成以郑州、武汉、重庆、南京、杭州、西安等次一级城市为节点的网络，而东北、东南、西南和西北等外围中心城市则通过节点联结，或构成三角形，或构成六边形。城市间双向依附关系随距离递增或递减，与城市引力模型推演的空间格局一致。笔者由此判断，我国城市空间网络正从无序复杂转向有序复杂结构，局部地区格局已相对稳定，而全局仍处于变化之中。
（作者系济南大学中国城市与高铁发展研究院院长，教授）
