跨区域重大基础设施与空间治理

沪舟甬跨海通道的空间收敛效应评估

  • 陈卓 , 1 ,
  • 金凤君 1, 2
展开
  • 1.中国科学院地理科学与资源研究所区域可持续发展分析与模拟重点实验室,北京 100101
  • 2.中国科学院大学资源与环境学院,北京 100049

陈卓(1991—),男,河南安阳人,助研,主要从事交通运输地理研究。E-mail:

收稿日期: 2022-06-30

  修回日期: 2022-09-25

  网络出版日期: 2023-10-20

基金资助

国家自然科学基金项目(42001129)

国家自然科学基金项目(42271187)

国家社会科学基金项目(20&ZD099)

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版权所有©《地理科学》编辑部 2023

Evaluation of Shanghai-Zhoushan-Ningbo Cross-sea Channel's spatial convergence effects

  • Chen Zhuo , 1 ,
  • Jin Fengjun 1, 2
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  • 1. Key Laboratory of Regional Sustainable Development Modeling, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
  • 2. College of Resources and Environment, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Received date: 2022-06-30

  Revised date: 2022-09-25

  Online published: 2023-10-20

Supported by

National Natural Science Foundation of China(42001129)

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Copyright

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摘要

考虑综合交通网络优化、邻近跨海通道的影响和客货运输差异,利用空间可达性和联系潜力模型,多情景、多维度评估了沪舟甬跨海通道的空间收敛效应。结果显示:① 由于沪甬跨海通道的竞争和替代效应,沪舟甬跨海通道对出行活动的影响较小,主要服务于舟山市的城际出行活动,并具有成为旅游通道的潜力;② 沪舟甬跨海通道增强了浙江洋山深水港在浙江省的竞争优势和宁波舟山港在江苏省的竞争优势,但对洋山深水港的影响显著高于对宁波舟山港的影响;③ 相较于沪甬跨海通道,沪舟甬跨海通道在货运上具有优势,未来对沪舟甬跨海通道的需求预测和科学论证应重点关注其货运功能。

本文引用格式

陈卓 , 金凤君 . 沪舟甬跨海通道的空间收敛效应评估[J]. 地理科学, 2023 , 43(10) : 1701 -1709 . DOI: 10.13249/j.cnki.sgs.2023.10.002

Abstract

Accurate evaluation of the spatial convergence effect of major transportation projects is an important basis for engineering decision-making. The Shanghai-Zhoushan-Ningbo Cross-Sea Channel connects Shanghai, Zhoushan and Ningbo. It is an important part of the coastal transportation channel and a key project of the Yangshan Deepwater Port, and of great significance to the regional integration of the Yangtze River Delta. Considering the optimization of the future regional transportation networks, the impact of adjacent major transportation projects, differences between the passenger and freight transportation, and differences in travel modes, this paper evaluated the spatial convergence effects of the Shanghai-Zhoushan-Ningbo Cross-Sea Channel in multiple scenarios and multiple dimensions. Results show that, firstly, due to the competition and substitution effects of the Shanghai-Ningbo Cross-sea Channel, the Shanghai-Zhoushan-Ningbo Cross-Sea Channel has less impact on travel activities. Moreover, the Shanghai-Zhoushan-Ningbo Cross-sea Channel mainly serves intercity travel activities of Zhoushan, and has the potential to become a tourist channel connected Zhoushan, Shanghai, Suzhou and Nantong. Secondly, the Shanghai-Zhoushan-Ningbo Cross-sea Channel can enhance the competitive advantage of the Yangshan Deepwater Port in Zhejiang Province and the competitive advantage of Ningbo-Zhoushan Port in Jiangsu Province, which is conducive to the further cross-integration of the hinterlands of these two ports. Further, the impact of the Shanghai-Zhoushan-Ningbo Cross-sea Channel on the Yangshan Deepwater Port is significantly higher than that on Ningbo Zhoushan Port. Thirdly, compared with the Shanghai-Ningbo Cross-Sea Channel, the Shanghai-Zhoushan-Ningbo Cross-Sea Channel has advantages in freight transportation. In the future, the transportation demand forecast and scientific demonstration of the Shanghai- Zhoushan-Ningbo Cross-Sea Channel should focus on its freight function.

自然和人文地理条件优越的湾区有潜力成为带动全球经济发展和技术变革的引擎,如旧金山湾区、东京湾区、环杭州湾大湾区和粤港澳大湾区等[1]。由于海岸线向内陆凹陷,跨海通道成为湾区交通网络的重要组成部分,对促进湾区内部社会经济联系发挥着基础支撑作用,跨海通道的空间效益评估因此成为交通运输和地理学领域关注的热点问题。
在理论研究上,以Matthiessen等人针对费马恩跨海通道提出的空间效益模型[2]和吴旗韬等人在此基础上完善的模型[3]为代表,认为跨海通道能够通过削弱人员和物资流动的自然阻隔,促进两岸区域的加速融合和社会经济空间结构变革。其中,Matthiessen等人提出的空间效益理论模型强调跨海通道连接的外围地区有潜力成长为区域社会经济网络组织的新核心[2];吴旗韬等人从跨海通道连接两岸核心地区的视角,强调跨海通道建设将促进两岸城市群的加速融合,促进更加均衡的区域发展[3]。在实证分析上,相关研究重点从跨海通道导致的运输时间和成本节约切入,评估跨海通道建设引致的空间收敛效应[4-5];在此基础上,从社会经济要素集聚和扩散的视角,考察跨海通道对居民出行行为和运输网络优化[6-7]、产业发展和产业联系[8-9]、土地利用以及城市和区域空间结构的影响等[10-12]。其中,跨海通道的空间收敛效应是科学认知其空间效益的基础。考虑到跨海通道一般具有较长的规划建设周期,并且区域综合交通网络的完善与否,对跨海通道空间收敛效应的释放具有重要影响[13]。因此,跨海通道的空间收敛效应评估应充分考虑所在区域综合交通网络的持续完善与优化。同时,以往研究较少区分客运与货运[14-15],但出行和运输活动所依赖的基础设施类型具有较大差异。尤其是高速铁路和城际铁路作为客运专线,所营造的空间收敛效应并不直接影响货物运输。考虑到跨海通道往往兼具客运和货运功能,有必要分别从客运和货运的视角考察跨海通道的空间效益。
综合以上,本文拟充分考虑未来区域综合交通网络的优化以及邻近跨海通道的竞争和替代效应,多情景、多维度解析沪舟甬跨海通道的空间收敛效应,据此探讨沪舟甬跨海通道的客运与货运功能,以期为完善跨海通道空间效益评估的理论模型提供实证证据,并为后续的效益评估与工程论证提供参考。

1 研究区域与情景设置

1.1 研究区域

研究区域包括上海市、江苏省和浙江省(图1)。作为中国人口和经济规模最大的城市群,长三角城市群在社会主义现代化建设大局中具有举足轻重的战略地位。2018年,长三角一体化发展战略上升为国家重大区域发展战略。随后,中共中央国务院印发的《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》(http://www.gov.cn/zhengce/2019-12/01/content_5457442.htm)和国家发改委和交通运输部印发的《长江三角洲地区交通运输更高质量一体化发展规划》(http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-04/29/content_5507368.htm)等规划出台,谋划了一系列促进长三角一体化的重大交通工程。其中,沪舟甬跨海通道得到广泛关注,被认为是支撑长三角区域一体化发展的关键跨海通道。
图1 研究区域的规划路网与研究对象

Fig. 1 The planned transport network in the study area and the research object

根据公开信息,沪舟甬跨海通道采用公铁统筹的建设方式,包括上海至大洋山、大洋山至浙江岱山、岱山至舟山本岛、舟山本岛至宁波4个路段(http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020/04/29/content_5507368.htm)。其中,上海至大洋山段包括东海大桥与拟建的东海二桥。东海二桥和大洋山至岱山段的公路通道推荐设计时速100 km的双向6车道高速公路;铁路通道推荐双线、客货共线、设计时速200 km的国铁Ⅰ级线路。

1.2 情景设置

1) 交通网络构建。根据目前的区域陆路综合交通网络与国家发改委和交通运输部印发的《长江三角洲地区交通运输更高质量一体化发展规划》(http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-04/29/content_5507368.htm)和《国家公路网规划(2013—2030年)》(http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-07/12/content_5700633.htm)等相关规划,获取2035年研究区域的陆路综合交通网络,在此网络中考察沪舟甬跨海通道的空间收敛效应。
2) 沪甬跨海通道的竞争与替代效应。沪甬跨海通道是上海市和宁波市之间的直连直达通道,自宁波西站,经慈溪市,跨杭州湾在上海市金山区登陆,最终接入上海虹桥站,高速公路和城际铁路合建(http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-04/29/content_5507368.htm)。考虑到2个跨海通道均已被列入中共中央国务院印发的《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》(http://www.gov.cn/zhengce/2019-12/01/content_5457442.htm),设定3个情景(表1),情景2与情景1的差异为沪舟甬跨海通道影响,情景3与1的差异为沪甬跨海通道的影响。
表1 情景设置

Table 1 The scenario settings

情景 沪舟甬跨海通道 沪甬跨海通道
情景1 开通 开通
情景2 不开通 开通
情景3 开通 不开通
3) 客货差异。客运重点考察沪舟甬跨海通道对城际网络可达性和联系潜力的影响,并区分私家车出行与轨道交通2种出行方式。在公路网络中考察私家车出行时间的变化;在包括公路、铁路的陆路综合交通网络中考察沪舟甬跨海通道轨道交通出行时间的变化。在货运上,根据沪舟甬跨海通道促进上海港和宁波舟山港资源整合的核心目标,重点在公路和普通铁路网络中,考察港口-腹地可达性和吸引力的空间格局变化。

2 研究方法与数据来源

2.1 研究方法

经典的可达性指标包括2类,一类以最短旅行时间为基础,不考虑空间节点的社会经济属性及其所反映的机会分布和空间格局差异,如通达指数;另一类则在模型中纳入空间节点的社会经济属性,如加权旅行时间、引力模型等。采用通达指数模型评估跨海通道建设所导致的旅行时间节约[16],采用引力模型评估跨海通道建设对城际客运联系潜力和港口–腹地吸引力的影响[17-18];采用网络分析法获取最短旅行时间矩阵[19]

2.2 数据来源与处理

采用网络分析法获取最短旅行时间矩阵[19]。首先,基于百度地图和《长江三角洲地区交通运输更高质量一体化发展规划》(http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-04/29/content_5507368.htm)、《国家公路网规划(2013—2030年)》(http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-07/12/content_5700633.htm)等规划,获取包括各级公路、不同类型铁路的陆路综合交通网络;其次,根据《中华人民共和国公路工程技术标准》(https://xxgk.mot.gov.cn/2020/jigou/glj/202006/P020200623696253490740.pdf)设定高速公路、国道、省道和县道的平均行车速度分别为120 km/h、100 km/h、80 km/h和40 km/h,根据《高速铁路设计规范》(http://www.nra.gov.cn/xwzx/xwxx/xwlb/202204/t20220405_279545.shtml)和《城际铁路设计规范》(http://www.nra.gov.cn/xwzx/xwxx/xwlb/202204/t20220405_279545.shtml)设定高铁和城际铁路的时速分别为300 km/h和200 km/h,设定普通铁路的时速为120 km/h;再次,设定连通性准则,公路与铁路只能在车站处通过城市道路连接,城市道路设定时速20 km/h,不同类型的铁路之间只能在车站处连接,不同出行方式之间的换乘时间设定为30 min,暂不考虑换装、换乘时间;最后,根据研究情景,基于ARCGIS平台构建陆路综合交通网络数据集,获取区域内县级以上城市节点之间的最短旅行时间矩阵。

3 空间收敛效应评估

3.1 客运活动

1) 城市网络可达性。城市网络轨道交通可达性呈圈层格局(图2a),环杭州湾和苏南地区各主要城市的通达指数小于270 h;以此为核心向区域外缘通达指数逐渐提高,苏北和浙南地区部分县区的通达指数超过370 h。跨海通道的影响范围局限于端点城市及其周边区域。其中,沪舟甬跨海通道的影响范围包括舟山市和上海市及周边的启东市、太仓市、昆山市、海门市和嘉善县(图2b);岱山县受益程度最高,通达指数降低2.46 h。沪甬跨海通道的影响范围包括上海市、舟山市和宁波市及其周边部分县区,上海市及其周边的太仓市和启东市受益程度较高,通达指数降低超过1 h(图2c)。沪甬跨海通道的影响范围基本覆盖了沪舟甬跨海通道的影响范围,对沪舟甬跨海通道形成了显著的竞争和替代效应,大幅压缩了沪舟甬跨海通道在城际客运中的服务范围。
图2 沪舟甬跨海通道与沪甬跨海通道对轨道交通可达性的影响

Fig. 2 Impact of the Shanghai-Zhoushan-Ningbo Cross-sea Channel and the Shanghai-Ningbo Cross-sea Channel on railway accessibility

城市网络私家车可达性仍呈现以环杭州湾和苏南地区各城市为核心的圈层格局(图3a)。但相较于轨道交通,沪舟甬跨海通道和沪甬跨海通道的影响范围显著扩大,尤其是沪舟甬跨海通道的影响范围基本覆盖了江苏省全域和上海市、舟山市,但不包括除舟山市以外的浙江省其它地区(图3b)。原因在于仅舟山市至上海市和江苏省各城市之间的最短旅行路径经过沪舟甬跨海大桥。根据沪甬跨海通道的影响范围(图3c),沿海城市之间的出行活动将主要依赖沪甬跨海通道。在空间受益格局上,沪舟甬跨海通道建成后,舟山市的受益程度最高,其次是江苏省沿海地区;沪甬跨海通道建成后,端点城市上海市和宁波市的受益程度最高,其次是江苏沿海地区。
图3 沪舟甬跨海通道与沪甬跨海通道对私家车可达性的影响

Fig. 3 Impact of the Shanghai-Zhoushan-Ningbo Cross-sea Channel and the Shanghai-Ningbo Cross-sea Channel on car accessibility

2) 客运联系潜力。跨海通道建成后,端点城市的轨道客运联系潜力增长幅度最高。(表2)。沪舟甬跨海通道的影响范围较小,仅7个城市对轨道客运联系潜力增长幅度超过10%,集中在岱山县与上海市及其周边县区之间。沪甬跨海通道建成后,33个城市对轨道客运联系潜力增长幅度超过10%,主要集中在宁波市周边县市和上海市周边县市间。其中,慈溪市作为沈海高速杭州湾二桥的端点,是受益最大的城市。值得注意的是,沪甬跨海通道的开通将使上海市与舟山市间的轨道客运联系潜力增长17.41%,远超过沪舟甬跨海通道的影响,进一步表明沪甬跨海通道对沪舟甬跨海通道有显著的替代和竞争效应。
表2 沪舟甬跨海通道和沪甬跨海通道对轨道客运联系潜力的影响

Table 2 Impact of the Shanghai-Zhoushan-Ningbo Cross-sea Channel and the Shanghai-Ningbo Cross-sea Channel on potential of travel activities by train

位序 沪舟甬跨海通道 位序 沪甬跨海通道
城市对 增长/% 城市对 增长/%
1 岱山县-启东市 95.63 1 慈溪市-上海市 28.05
2 岱山县-上海市 51.32 2 慈溪市-太仓市 25.86
3 岱山县-崇明区 46.79 3 慈溪市-崇明区 21.81
4 岱山县-太仓市 30.53 4 宁波市-上海市 19.48
5 岱山县-昆山市 29.21 5 宁波市-平湖市 19.39
6 岱山县-海门市 15.04 6 宁波市-太仓市 18.17
7 岱山县-嘉善县 11.12 7 上海市-舟山市 17.41
8 舟山市-启东市 4.33 8 上海市-余姚市 17.37
9 上海市-上虞区 17.30
10 慈溪市-启东市 17.12
沪舟甬跨海通道将大幅提高舟山市至上海市和江苏省主要城市的私家车客运联系潜力,尤其是岱山县、舟山市至上海市、苏州市、南通市等城市的私家车客运联系潜力提高幅度均超过20%(图4a)。沪甬跨海通道主要影响江苏沿海地区和浙江沿海地区之间的私家车客运联系潜力,尤其是上海市和宁波市之间的私家车客运联系潜力提高幅度超过30%(图4b)。
图4 沪舟甬跨海通道和沪甬跨海通道对私家车客运联系潜力的影响

Fig. 4 Impact of the Shanghai-Zhoushan-Ningbo Cross-sea Channel and the Shanghai-Ningbo Cross-sea Channel on potential of travel activities by car

3) 沪舟甬跨海通道的客运功能讨论。沪甬跨海通道的竞争和替代效应弱化了沪舟甬跨海通道的客运功能。从最短旅行路径原则来看,沪舟甬跨海通道主要服务于舟山市至上海市和江苏省主要城市之间的出行活动,尤其是大幅提高了舟山市与上海市、苏州市、南通市等城市之间的客运联系潜力。考虑到这些城市丰富的旅游资源和较高的社会经济发展水平,沪舟甬跨海通道有利于刺激城际休闲游憩活动的开展,具有成为旅游通道的潜力。从区域一体化的视角来看,沪舟甬跨海通道直接连接上海市和舟山市,有利于促进舟山市融入上海都市圈,加强与上海市、苏南地区的联系。同时,沪舟甬跨海通道为上海都市圈和宁波都市圈的出行联系提供了新通道,有利于打破行政边界壁垒,促进上海都市圈和宁波都市圈的协调联动和融合发展。

3.2 货运活动

1) 港口-腹地可达性。宁波舟山港1 h可达范围主要覆盖宁波市和舟山市,2 h可达范围覆盖环杭州湾的上海市、嘉兴市和杭州市、台州市的部分县区,5 h可达范围覆盖除苏北地区以外的其它区域(图5a)。沪舟甬跨海通道的影响范围主要覆盖上海市和江苏沿海地区,受益程度较高的城市包括上海市和周边的启东市、如东县等(图5b)。与客运可达性相反,沪舟甬跨海通道对港口–腹地可达性的影响范围基本覆盖了沪甬跨海通道的影响范围(图5c),对沪甬跨海通道形成了显著的竞争和替代效应。
图5 沪舟甬跨海通道和沪甬跨海通道对宁波舟山港可达性的影响

Fig. 5 Impact of the Shanghai-Zhoushan-Ningbo Cross-sea Channel and the Shanghai-Ningbo Cross-sea Channel on the accessibility of the Ningbo-Zhoushan Port

洋山深水港的1 h可达范围主要覆盖舟山市,2 h可达范围覆盖环杭州湾的上海市、嘉兴市和苏州市(图6a)。相较于宁波舟山港,洋山深水港至江苏省各城市的运输时间短,辐射吸引能力更强,但区域综合交通网络的持续优化和完善逐渐缩小了2个港口至腹地各城市的运输时间差异。沪舟甬跨海通道和沪甬跨海通道的影响范围基本一致(图6b-c),覆盖浙江省除杭州市、嘉兴市和湖州市以外的地区。但沪舟甬跨海通道对洋山深水港腹地可达性的影响程度要远高于沪甬跨海通道。沪舟甬跨海通道开通后,浙江沿海的舟山市、宁波市、台州市和温州市至洋山深水港的最短运输时间均减少了0.5 h以上;沪甬跨海通道开通后,仅宁波市和绍兴市的部分县区至洋山深水港的最短运输时间减少了0.5 h以上。
图6 沪舟甬跨海通道和沪甬跨海通道对洋山深水港可达性的影响

Fig. 6 Impact of the Shanghai-Zhoushan-Ningbo Cross-sea Channel and the Shanghai-Ningbo Cross-sea Channel on the accessibility of the Yangshan Deepwater Port

2) 港口-腹地吸引力。港口-腹地可达性的变化导致了港口-腹地吸引力的相应变化。沪舟甬跨海通道开通后,洋山深水港对浙江省除杭州市、嘉兴市和湖州市以外的区域吸引力大幅提高,尤其是对浙江沿海地区各城市的吸引力普遍提高30%以上(图7a);而宁波舟山港受益于沪舟甬跨海通道的程度相对较低。沪甬跨海通道开通后,宁波舟山港对江苏沿海地区各城市的吸引力大幅提高,尤其是对上海市和南通市的吸引力提高20%以上(图7b);虽然沪甬跨海通道也提高了洋山深水港对浙江省的吸引力,但是提高幅度普遍比较低。洋山深水港和宁波舟山港对腹地吸引力格局的变化会促进2个港口腹地的进一步交叉融合,要求2个港口积极整合资源,实现功能互补,带动长三角港口群的一体化协作。
图7 沪舟甬跨海通道和沪甬跨海通道对宁波舟山港和洋山深水港腹地吸引力的影响

Fig. 7 Impact of the Shanghai-Zhoushan-Ningbo Cross-sea Channel and the Shanghai-Ningbo Cross-sea Channel on the attractiveness of Ningbo-Zhoushan Port and the Yangshan Deepwater Port

3) 沪舟甬跨海通道的货运功能讨论沪舟甬跨海通道在促进洋山深水港和宁波舟山港的资源整合与合作互补,带动腹地产业的转型升级与腹地区域间的分工协作等方面发挥着重要作用。① 沪舟甬跨海通道提供了洋山深水港和宁波舟山港各港区之间的直连直达公路和铁路通道,有利于上海港和宁波舟山港两大枢纽港口在岸线、泊位、堆场等资源上的整合,提高长三角世界级港口群的影响力。② 沪舟甬跨海通道沟通了洋山深水港和宁波舟山港的陆路集疏运体系,缩短了洋山深水港与浙江省以及宁波舟山港与江苏省之间的时空距离,有利于区域集疏运网络的资源整合与结构优化。③ 洋山深水港和宁波舟山港作为长三角区域与全球市场联系的关键枢纽,服务能力和质量的改善有利于加强长三角区域与全球市场的深度联系,并反哺临港和腹地产业的转型升级与腹地区域间的分工协作。同时,沪舟甬跨海通道将使洋山深水港和宁波舟山港营造的腹地空间优势叠加,促进区域间的产业协作与分工,为长三角区域一体化发展提供新的动力。

4 结论与讨论

正确认知重大交通工程的空间收敛效应是工程决策的重要基础。本文充分考虑未来区域交通基础设施网络的优化、邻近重大交通工程的竞争和替代效应、客货运输差异和出行方式差异,多情景、多维度评估了沪舟甬跨海通道的空间收敛效应。
1) 客运活动中,在沪甬跨海通道的影响下,沪舟甬跨海通道的空间服务范围大幅缩小,主要服务于舟山市至上海市和江苏省主要城市之间的出行活动,显著提高舟山市至上海市、苏州市、南通市等城市的客运联系潜力。对沪舟甬跨海通道客运需求规模与性质的预测,应重点关注上述区域和方向,避免对需求的过高估计。
2) 货运活动中,沪舟甬跨海通道开通后,洋山深水港至浙江沿海各城市的最短运输时间普遍减少了0.5 h以上,吸引力普遍提高30%以上;对宁波舟山港腹地的影响主要集中在上海市及其周边部分县区。沪舟甬跨海通道增强了洋山深水港在浙江省的竞争优势和宁波舟山港在江苏省的竞争优势,有利于促进港口腹地的进一步交叉融合。
3) 运输功能上,沪舟甬跨海通道与沪甬跨海通道互补,分别在货运和客运上具有优势。沪舟甬跨海通道以保障舟山市的城际出行活动为主,有利于促进洋山深水港和宁波舟山港的资源整合,带动腹地产业的转型升级与腹地区域间的分工协作。未来对沪舟甬跨海通道的需求预测和科学论证应重点关注其货运功能,并规划完善的配套场站设施,为充分释放沪舟甬跨海通道的社会经济效应创造有利条件。
本文虽然区分了客货运输差异,但2种活动中对空间收敛效应的评估均遵循了最短旅行路径原则。对于货运来说,虽然随着中国产业结构升级,货物对运输时间的敏感性越来越高,但运输成本在许多情景下仍然较运输时间更加重要,尤其是对于大宗货物运输,已有研究仍然缺少对货运中运输成本和时间的精准权衡。未来应进一步探索创新货运活动中重大交通工程空间收敛效应的评估方法,提高评估的科学性与准确性。
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