081湖南省省域空间格局演变研究基于县级面板数据的考察

1、湖南省省域空间格局演变研究基于县级面板数据的安爽，摘要：本文通过聚类分析方法分析湖南省近县域面板数据，探究全省空间发展格局及其演变。引入景观生态格局指数方法研究全省空间格局的特征和趋势，并与同时期的空间发展战略并进行。研究显示：“十一五”以来，湖南省的省域空间发展格局呈现出“均衡-分化-极化”的动态发展过程，“十二五”以来极化和均衡的过程在同时发生；不同时期提出的省域空间结构战略基本能够反映当时的空间格局特征，但发展战略的指导空间开发的能力还需要进一步加强。：湖南省，空间发展格局，面板数据区域主体在受到不同要素综的合作现出不同的空间格局，是区域的基本特征之一。基于古典区位论的区域空间结构理论主

2、要不同区域空间格局特征及其演化驱理的规律性分析而提炼具有普适的空间结构模式，从而进一步指导区域开发实践1。近年来针对区域空间格局与空间结构的多项研究深入探讨了其形成机制、相互作用、发展模式与空间重构，有效推进了相关理论的发展2-5。各地方基于本区域的空间格局特征，进行空间结构并据此制定空间战略，以指导提升地方运行效率、地区的发展，是地方宏观政策的重要组成部分。空间发展格局是地区发展内在特征的空间体现，是非直观的、随着内外环境的变化而不断变动的，因此省域空间结展战略制定过程中，如何确定现状空间格局，进而制定符合实际的空间开发政策，是摆在师和政策制定者面前的重要问题。2016 年 4 月，湖南省发

3、布了湖南省和发展十三五纲要（以下简称十三五），着重提五年湖南省将着力构建“一核三极四带多点”的空间发展结构，意在培育省内新的增长极、全面推进区域开发，与前期的空间发展战略具有一定的差异。本研究以此为契机，采用定性与定量结合的方法，研究近年来湖南省空间格局的特征、与同时期空间发展战略的关系及其演变，探究不同阶段省域空间发展战略的施行效果，同时对“十三五”期间省域空间发展战略进行展望，为空间政策制定提供参考。1.湖南省内空间格局发展基础湖南省属于中部省份，南联省、北接省，东西分别为江西省、省，地处我国东南丘陵地带，是传统的农业大省。受到交通条件、地形条件、历史因素等诸多因素影响，湖南省空间呈现出东

4、部较强、西部较弱格局。等对湖南省 1990-2004 年发展进行研究后发现，湖南省的区域空间基本呈现出东部发展水平较高、西部发展水平较低的状态，并呈现出明显的带状分布6；廖良才等研究提出，湖南省应按照各地优势和差异划分为 5 大区7，可以看出湖南省内部存在明显差异性。根据目前级政策覆盖情况，湖南省内可以分为 4块：中部的长沙、株洲、湘潭的长株潭城市群是我国目前达到发育标准的 23 个城市群之一8，2007 年获批两型建设综合配套试验区，是省域层面增长极和战略；衡阳、郴州、永州的湘南地区毗邻省，在产业、投资、劳动力等方面与珠三角较为密切，2011 年 10 月，湘南承接产业转移示范区第 4 个级

5、承接产业转移示范区；邵阳市、怀化市、娄底市、张家界市、湘西土苗族自治州的大湘西地区，交通条件不优、用地条件紧张，发展水平在省内相对落后，但自然环境和相对丰富，其涵盖了武陵山扶贫开发片区区，是扶贫工作的重点片区；由常德市、岳阳市、益阳市的洞庭湖地区，以洞庭湖为、与长江水路交通十分便利，是湖南省融入长江的桥头堡。2014 年洞庭湖区获得，洞庭湖地区成为湖南省对接长江的重点区域。分析可知，湖南省四块的划分，有着深刻的地理和政策因素影响。由于兼顾中部地区、西部地区的特征、对接沿海和长江的特点，四块发展各有其发展思路和策略。随着整体水平的提升和基础设施建设的不断深入，板块间的差异性不断减小9，联动发展需

6、求不断提升。在这一过程中，全省的空间格局的变化与特征、与省域空间战略的衔接，是本文研究的重点。2.湖南省空间格局的演变研究2.1 研究方法聚类分析可以样本的相同与相异情况，通过分析结果在空间的分布情况，可以体现出空间格局的大致形态，是一种相对快捷、行之有效的方法，因此本文采用对县域层面数据进行聚类分析的方法对省域的空间格局进行研究。同时为了分析分类结果中样本的空间分布特征，本研究引入景观格局指数分析方法对分类结果的分布情况进行分析。2.1.1 聚类分析聚类分析是将数据分类到不同的类或簇的过程10，同一簇中的对象有很大的相似性，不同簇中的对象有较大的相异性，属于多变量统计分析的范畴。其特点是可以

7、在没有先验知识的情况下，对对象或变量进行自动分类，从而分类可以从样本数据出发，做到相对客观。系统聚类又被称为递阶聚类11，其基本思路是按照某种方法度量所有样本之间的亲疏程度，并两两归为一小类，新生成的小类再一次度量与其他样本的亲疏程度进而分为新的子类，进行迭代计算直到所有元素聚为一类，本研究即采用系统聚类方法对对象进行聚类分析。同时可以看出，在层析聚类分析方法中，样本之间亲疏程度的方法十分关键12，因此本次研究采用了最为常用的距离法对连续变量的样本间距离进度，采用最短距离法度量样本之间的亲疏程度。最短距离法公式可以表述为：其中表示样本 i 和 j 之间的距离，G1，G2表示类，定义类与类之间距

8、离为两类最近样本距离，用来表示 与 之间的距离。2.1.2 空间分布特征分析景观格局一般指景观的空间格局，即景观中斑块、廊道和基质的空间组合，景观生态格局指数是对景观格局进行定量分析，衡量系统在时空尺度上所表现出的复杂性和变异性14，本研究引入景观格局分析方法，旨在分析分类结果各样本在空间上的分布规律，衡量极化、分散等分布特征。本次选用的景观格局指数分析方法包括：1 各类样本数方差，2 最大拼块占总面积比重，3 斑块数量破碎度，4 香农多样性指数共四种14。1 各类样本数方差是对分类结果中，由各类别的样本个数数列，计算其方差，旨在衡量各类中样本分布的分散程度，方差越大，代表样本分布越不均衡；2

9、 最大拼块占总面积比重是在相邻同类斑块进行融合的前提下，计算最大斑块面积占总面积比重，旨在衡量样本的极化水平，比重越大，说明样本集聚分布情况越明显；3 斑块数量破碎度公式如下：3=其中 m 为斑块总量，位为斑块破碎度指数，为斑块总数量，为斑块总面积。该指标主要衡量斑块数量的分散程度，数值越高，则分散程度越大。4 香农多样性指数公式如下；4其中 m 为斑块总量， 为斑块 i 所占总面积比例。该指标主要衡量区域的景观异质性，特别对景观中各拼块类型非均衡分布状况较为敏感，即强调稀有拼块类型对信息的贡献。指数越大，则拼块分布越不均衡。2.2 研究数据与指标体系为了使分类效果能够较为显著地体现出各类之间

10、的相似与相异性，进而显示省域城镇空间格局，本次研究需要空间单元相对细分、区域完整、统计数据较为全面的单元作为样本，以县域行政区为分析尺度能够较好地达到分析效果15-17。因此本研究以湖南县级发展数据为研究对象，分别选择了 2004 年、2009 年、2014 年湖南省数县级统计数据进行分析18。同时为了保证在较多行政单元下分类结果的显著性，将各市以城市为主要形态的区级行政单元，如长沙市六区等，合并为一个样本进行统计分析，同称为该市市辖区，聚类分析的样本共有 106 个。研究选取了 5 个一级指标、9 个指标进行聚类分析19，分析指标体系见表 1。表 1聚类分析指标体系表序号一级指标指标1234

11、56789城镇化水平城镇化水平（%） 当年 GDP当年人均 GDP第一产业占 GDP 比重第二产业占 GDP 比重第三产业占 GDP 比重固定资产投资城镇居民人均可支配收入农村居民人均可支配收入发展水平产业结构产业发展潜力生活2.3 研究平台以 SPSS19.0 为分析平台，对标准化后的数据，采用其中系统聚类分析功能进行分类。湖南省目前有 14 个市州，因此最终保存分类结果为 14 类。将分类结果通过 Arcgis 平台绘制聚类结果分析图。在聚类分析结果的基础上，首先对空间上相邻的同类样本进行融合，然后对三年分类数据进行景观格局指数计算，计算结果绘制柱状图。2.4 结果与分析2.4.1 空间格

12、局特征分析从分类结果上可以看出，2004-2014 年湖南省以长沙市为中心的集聚态势一直未发生变化，但从其他分类的空间分布情况来看，不同时期差异明显。2004 年“带动”。从图 1 可以看出，各类的分布情况较为平均，总体可以看作以长沙市为，其他地区相对较为均质的空间结构，其中湘西地区，包括张家界市、湘西自治州、怀化市西部与省内其他区域差异明显，其他区域发展特征差异不大。除长沙市集聚效应较为明显外，各地级市市辖区发展较为孤立，作为增长极的带动作为不明显。2009 年“一核两带”。图 2 显示，长沙的地位进一步巩固，以岳阳市、常德市、益阳市、株洲市、湘潭市、衡阳市、永州市、郴州市等东部城市已经明显

13、区别于西部城市，且东部片区内部明显，西部片区则主要分宜为怀化-邵阳-娄底片区和张家界-湘西片区；各地级市市辖区带动作用依旧不明显。2014年“多极发展”，从图 3 可以看出，全省空间出现了较为明显的极化态势，“两带”的空间格局发生变化，取而代之的是各县之间差异性的减小，以及在此基础上各地级市中心性极化作用的凸显，地级市市辖区中心性明显提升，全省出现了长沙市、岳阳市、郴州市、吉首市为极点的发展组团；岳阳-长沙的效应明显。图 12004 年数据分类结果图 22009 年数据分类结果图图 32014 年数据分类结果根据分析结果可知，各市市辖区具有趋同的发展趋势，此处对这一现象进行量化分析验证。首先对

14、要素所属类别进行量化，设相邻两类之间距离为 1，则所属第 3 类与第 1 类的要素距离为 2，以此类推。以长沙市市辖区所属类别为基点，通过各市市辖区及湘西州吉首市所属类别与长沙市市辖区所处的第 1 类的距离，并计算方差，各市市辖区之间的差异性变化。通过表 3 可以看出，2004-2014 年市辖区到第 1 类平均距离明显减小，各市市辖区之间的差异不断减小，同质性提升。可以看出随着极化效应的凸显各市市辖区发展情况之间越来越相似。表 2各市市辖区差异分析表张家平株洲湘潭衡阳邵阳岳阳常德益阳永州郴州娄底长沙市界市怀化市湘西州均市市辖区市市辖区市市辖区市市辖区市市辖区市市辖区市市辖区市市辖区市市辖区市

15、市辖区市辖区市辖市辖区吉首市距区离第 4第 4第 8第 10第 8第 2第 7第 5第 6第 8第 3第 10所属类别第 1 类第 8 类2004年类类类类类类类类类类类类6.43与第 1 类距0337971164571279离第 4第 4第 6第 6第 6第 9第 10第 5第 5第 6第 4所属类别第 1 类第 2 类第 5 类2009类类类类类类类类类类类5.6年与第 1 类距40335558944513114离第 4第 4第 3第 7第 3第 5第 11第 10第 10第 6第 3所属类别第 1 类第 2 类第 2 类2014类类类类类类类类类类类4.0年与第 1 类距70332624

16、10995211离2.4.2 空间分布特征分析图 4 显示，2004 年-2014 年，各类别样本数的方差不断增大，说明各类别样本数分布非均衡特征更加明显，部分要间的差异不断增大，而其他要素差异有所减小，部分样本与其他样本之间的距离不断拉大。结合实际分类结果可以看出，全省一般县城之间的同质性不断增加；由图 5 可以看出，2004 年-2014 年，空间相邻的同类区域面积经历了“较大-减小-增大”的过程，空间上呈现出“相对同质-分化-新的同质”的过程；由图 6、图 7 可以看出，2004 年-2014 年全省斑块数量在不断减少，但斑块分布的不均衡性则由低增高再降低，总体水平降低，全省经历了“均衡

17、-非均衡-新的均衡”的过程，在这一过程同时发展水平同质性不断提升。图 4各类别样本数方差图 5最大拼块占总面积比重图 6斑块数量破碎度图 7香农多样性指数3.空间政策与发展环境分析空间发展战略即区域空间结构的发展指引，其指定应保证空间上的延续性，与地方的空间发展格局相符合、与实际的发展阶段相适应、与未来的发展趋势相一致，才能实现区域开发的最大化。本文结合近年来的湖南省空间战略的制定情况和省域发展的主要影响因素，进一步对全省空间格局演变过程、空间战略实施情况进行探讨。近年来湖南省主要空间发展战略见表 3：表 3湖南省省域空间战略演变一览表十一五战略十二五战略十三五战略（2006-2010 年）（

18、2011-2015 年）（2016-2020 年）构建“一核三极四带多点”的空间格局，推空促进环长株潭城市群率先发展，促进大湘南进四块协调发展。一核三极四带多点即间进一步推进以长株潭为龙头的“一点一线”开放发展，促进大湘西扶持发展，加大对老壮大长株潭增长极，培育岳阳、郴州、战地区率先发展，一点一线即以长株潭为一少边穷库地区政策支持，空间格局可以表述怀化增长极，打造京广、环洞庭湖、沪昆、略点，107 国道、京珠高速、京广铁路沿线的为“带两廊三片区”：一心长株潭城张。依托级新区、级经内岳阳、长株潭、衡阳、郴州为一线市群，一带京广铁路沿线，两廊“长常张”济技术开发区、高新技术开发区、综合保税容和“”

19、走廊。区和特色产业园区，培育若干新增长点。战提出覆盖省域空间的发展战略格局，以“点略强化长株潭的发展，以主要交通廊道为提出板块思路，强调因地，同时增加发-轴”结构带动省域开发，培育多个增长极，意轴带动沿线城市发展展次轴线，带动湘西片区开发弱化板块分割图空间发展战略图“一点一线”战略“带两廊三片区”战略“一核三极四带多点”战略2000 年湖南省快速发展、城镇化推进以来，省域空间格局与空间战略几经变化，发展和基础设施建设对空间结构重构产生了巨大推力。1957 建成通车的京广铁路和 1993 年建成的京高速公路、107 国道，在湖南境内经过岳阳、长沙、株洲、衡阳、郴州等城市，是全省自然条件较好、较为

20、繁荣的东部；在 1995 年制定的制订“九五”计划和 2010 年远景目标中，明确提出战略实施的区域重点为“一点一线”，即长株潭城市群和京广铁路沿线地区，并沿用至“十一五”时期。从 2004 年数据分类结果可以看出，除长株潭区、湘西地区以外，省内空间格局分异不明显。2007 年长株潭城市群获批两型”示范区，2007 年长沙、株洲、湘潭三市 GDP 占全省GDP 总量的 38.74%，中心性已经开始体现。的腾飞、珠三角的崛起、国内的增强，空间发展格局的形成和南北大动脉的带动，促进了京广铁路沿线地区的发展，从图 2 可以看出，可以看出全省“一心两带”的发展态势十分明显，除长株潭城市群地位进一步突出

21、外，京广铁路沿线区域程度较高，与省域西部片区产生了一定差异，“一核两带”空间结构基本形成。从图 2“一核两带”到图 3 体现出“多极发展”的空间格局，这期间发生了两个重要过程：一是长株潭区域、岳阳市、衡阳市、郴州市辖区及周边地区的极化现象越来越突出，二是“两带”区域发展特征的缩小和西部片区发展速度的提升。这些过程可以归结为发展极化效应的大环境、城市创新能力提升和省内基础设施建设水平的快速提升。“十一五”、“十二五”时期湖南省的基础设施建设水平大幅提升，十一五”时期，全省在各类公路建设领域投入较大，这期间全省基础设施建设投资逐年增加，到 2015 全年基础设施投资达 6192.7亿元，是 200

22、5 年全年投资的 9.49 倍。全省高速公路通车里程从 2005 年末的 1403 公里增加到 2015 年末的 5652 公里，增加 3 倍，高速铁路增加到 1110 公里，对省内交通条件提升具有推进作用。在交通环境优化、基础设施水平提升的条件下，西部片区得到的动作用较为明显。湖南省“十二五”提出的“带两廊三片区”的空间结构，这一战略在“一点一线”的基础上，增加了“长常张”和“”两条走廊，旨在促进区域的纵深开发，同时根据区域特征，将全省分为 3 个片区。到 2009 年，“一心”长株潭城市群中心地位进一步巩固，“一带”与“三片区”的发展格局均有一定体现，“两廊”开发促进了西部地区的，但廊道在

23、空间上并不明显。“十三五”期间，区域交通情况的和政策的落地还将继续影响省域空间结构。在区域交通层面，目前省内已经建成通车的高速铁路包括京广线、沪昆线、，惠及长沙、岳阳、株洲、娄底、邵阳等多个城市，“十三五”期间襄贵高铁、渝长厦高铁等多个高铁线路将途径湖南省，对城市的极化发展将起到较强的带动作用。目前对全省高铁网络布局的研究显示，在高铁发展中怀化、娄底、岳阳市、郴州市受益最大，市辖区可达性大幅提升，特别是怀化市最显著20。在政策层面，目前已有多个级新区、级技术开发区、高新技术开发区、综合保税区和特色产业园区等重点园区落户湖南，具有极化发展的潜力。在此基础上，湖南省“十三五”提出“一核三极四带多点

24、”的发展战略，提出了构建壮大长株潭增长极，培育岳阳、郴州、怀化增长极，打造京广、环洞庭湖、沪昆、张，依托级新区、级技术开发区、高新技术开发区、综合保税区和特色产业园区，培育若干新增长点的发展战略，覆盖到了长株潭-岳阳区域，以怀化市为增长极带动西部地区发展，较为符合目前的发展格局和本文的分析结果。但这一空间结构对未来全身高铁建设开通的考虑略显不足；强调了板块分离，缺少对四块的融合引导。4.结论与讨论通过聚类分析结果可以看出，湖南省的空间格局发展格局经历了“均质-分化-极化”的发展阶段，省内空间的整合不断推进，形成了水平较高、空间节点发展势头良好的空间互动局面，目前全省极化发展趋势明显。湖南省“十

25、三五”中提出构建“一核三极四带多点”的空间发展格局，顺应了全省极化发展的趋势，强调了“点-轴”式的互动模式，基本符合区域发展特征与趋势的要求，能够起到促进区域秩序重构的作用。在战略全覆盖、快速发展的湖南省，空间格局的变化不仅受到空间开发政策的引导，也受到周边环境和发展趋势的强烈影响，空间开发格局的确定，应积极基于对客观实际的深入研究和深刻剖析，并对未来实现准确把握，才能发挥实效。本文采用聚类分析方法的方法，能够相对便捷地反映出要素在区域中相似和分异的情况，能够反映出整体的空间格局形态，但难以体现出各个类别具体的发展水平和特征，无法对各类的发展水平进行分析、评判和比较。这一问题可以在下一阶段进一步进行深入研究。参考文献12R.J.,等，多变量驱动的江苏县域空间格局演化J，地理学报，2013,68（6）：802-812；主编，等译.人文地理学词典M，商务印书馆，2004；3陆大道，关于“点-轴”空间结构系统的形成机理分析，地理科学，2002，22（1）：1-6；456，区域空间结构重组：理论基础、动力机制及其实现J，地理，2003，23:（4）：445-450；，长吉图区域空间结构重组与研究D，东北师范大学，2012 年；、等，湖南省区域差异及时空格局特