地理科学 2019 , 39 (4): 626-635 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2019.04.012

Orginal Article

长江经济带铁路客运通达能力空间格局及第三产业发展效应分析

刘玮辰¹^,²^,, 曹有挥¹^,, 吴威¹, 陆玉麒³

1.中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏南京 210008
2.中国科学院大学,北京 100049
3.南京师范大学地理科学学院,江苏南京 210023

Spatial Patterns and the Tertiary Industry Effects of Railway Passenger Accessibility in the Yangtze River Economic Belt

Liu Weichen¹^,²^,, Cao Youhui¹^,, Wu Wei¹, Lu Yuqi³

1. Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, Jiangsu, China
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3. College of Geography Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210023, Jiangsu, China

中图分类号: K902

文献标识码: A

文章编号: 1000-0690（2019）04-0626-10

通讯作者: 通讯作者：曹有挥,研究员。E-mail: yhcao@niglas.ac.cn

收稿日期: 2018-01-14

修回日期: 2018-05-20

网络出版日期: 2019-04-10

基金资助: 国家自然科学基金项目（41430635,41771139）资助

作者简介:

作者简介：刘玮辰（1990-）,男,江苏南京人,博士研究生,主要从事区域发展与交通地理研究。E-mail: liuweichen1106@126.com

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摘要

铁路作为长江经济带综合立体交通走廊的基础组成部分,是构建运输大通道、实现要素快速无障碍流动、推动带域经济发展的重要支撑。以经济带内129个城市为研究对象,分析2000~2015年铁路快速化和高速化过程中客运通达能力演化特征,并利用市域面板数据模型分析其对城市第三产业发展的影响,结果表明：铁路客运通达能力随既有线提速增能和高等级新线开通大幅提升,但城市间旅行时间因铁路网建设空间密度和时间梯度差异产生“时空收敛”非均衡性;低旅行时间网络在主要都市区不断强化,向外持续扩张中沿区际联系主通道出现地带间高可达网络融合,铁路走廊以区域中心城市为节点重构经济带交通区位格局,实现城市群整合、地带间网络化交流;铁路客运发展促进第三产业能力提升和要素集聚,空间上表现为东中部高、西部低,铁路枢纽节点城市、传统干线通道沿线城市和新建铁路沿线城市受到较强的正向作用。

关键词： 通达能力 ; 长江经济带 ; 第三产业发展

Abstract

As a basic component of comprehensive three-dimensional transportation corridor of the Yangtze River economic belt, railway plays an important role in building transport channel, accelerating the flow of socio-economic elements, promoting the development of the whole area. Based on the railway passenger transport network, this paper analyses the spatial pattern of railway passenger accessibility by using rail-travel time index in the age of fast-speed and high-speed. And then, the impact of railway traffic change on the development of urban tertiary industry is analyzed by using the market panel data model. Results are shown as follows. 1) Railway passenger transportation in the Yangtze River economic belt has been greatly enhanced by the operating speed acceleration and transportation capability expansion of existed railway lines and the opening of high-grade new lines. However, the spatial density and time gradient during railway construction cause spatio-temporal compression of railway accessibility change unbalanced. With the development of the high-speed railway from east to west, the gap between the three zones has gradually narrowed. 2) The disequilibrium of time and space compression in the economic belt is brought by railway construction and "channel effect" is evident. On the basis of the former Jing-Guang channel, the high accessibility area has expanded to Hu-Kun channel and Hu-Han-Rong channel with the construction of the express channel from east to west. With the strengthening of the north-south channel, network development is realized. The main reason for the difference of railway traffic location is changing from presence of railway to the differences of the construction standard during the study period. High-speed railway redefines passenger services. The low-travel time network is being strengthened in major urban areas and interzone high accessibility network convergence appears along main interregional communication channels. The east-west high-speed railway corridors prop up the most obvious traffic location advantage areas. Fast connections between central cities through the "core - network" model reconstruct original discrete urban spatial organization form and drive the changes of traffic location among cities, which achieve integrated development of urban agglomerations and network communication from east to west. At the same time, the development mode may cause a greater imbalance between the core and the periphery. People and factors continue to cluster in the Yangtze River delta, Wuhan, Chang-Zhu-Tan and other economically advanced regions. 3) Railway passenger transport is one of the most important tools for long-distance personnel transportation and has great social and economic effects in the evolution of railway accessibility. Railway construction and accessibility promotion promote urban tertiary industry development and factors concentration, which shows the pattern of the Middle and the East higher, the West lower. Industry and elements tend to cluster and expand in the direction of railway channels. By using the advantage of railway traffic location, cities of Strong positive effect function, including railway channel node cities, cities along the traditional railway main channels and cities along the new railways attract elements in a relatively competitive environment.

Keywords： railway accessibility ; the Yangtze River Economic Belt ; tertiary industry development

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刘玮辰, 曹有挥, 吴威, 陆玉麒. 长江经济带铁路客运通达能力空间格局及第三产业发展效应分析[J]. 地理科学, 2019, 39(4): 626-635 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2019.04.012

Liu Weichen, Cao Youhui, Wu Wei, Lu Yuqi. Spatial Patterns and the Tertiary Industry Effects of Railway Passenger Accessibility in the Yangtze River Economic Belt[J]. Scientia Geographica Sinica, 2019, 39(4): 626-635 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2019.04.012

铁路作为现代化交通运输的主要方式之一,是中国国民经济动脉、基础设施投资重点,支撑起地区间经济社会联系^[1,2],随着六次提速增能和高速铁路网建设,铁路客运实现普速、快速、高速3级跨越。铁路速度提升产生“时空压缩”不断增强^[3,4],引导交通区位动态变化^[5,6],对区域空间结构重塑^[7,8]、区域经济社会发展^[9]和资源要素再分配^[10]等影响迅速且深刻,成为经济地理学研究热点。学者着重分析铁路可达性空间格局演变机制^[11,12],对路网络优化调整过程中各地间获利差异评价^[13,14],认为铁路缩短城际旅行时间的同时增强人口要素流动便利、实现资源要素整合,在铁路通道沿线形成区域发展所依托的轴带^[15]。进而探讨铁路发展特别是铁路高速化存在的空间效应,侧重剖析可达性变化与经济发展间的互动关系^[9,16,17],铁路高速化引导企业区位重择、促产业发展^[18,19,20],并通过对综合运输网中不同交通出行方式竞合关系的分析优化出行方式选择^[21,22]。现有研究为本文奠定了坚实理论基础,但集中于高速铁路发展阶段并以某一线路为具体研究对象,且对连续时间尺度演进分析较少。

长江经济带横跨中国东中西部,是涵盖三大地带、多重国家战略的完整区域,人口、经济总量均超全国40%,长久以来依托长江黄金水道形成紧密的社会经济联系。如何做好区域可持续发展、协调东中西更高水平合作、推进沿海沿江沿边对外开放成为新时期基础设施优化配置研究的重点^[6,8,15]。截至2015年底,带内铁路运营里程34 637.5 km,复线率超50%,电气化率超70%,年发送旅客10.4亿人次,旅客周转量5 001.3亿人·km（根据长江经济带内各省、市统计年鉴计算）,铁路已成为经济带居民出行的重要选择之一,在运输效率提升和综合运输体系构建中占据日益重要的地位。《长江经济带发展规划纲要》强调构建以沪瑞（沪昆,上海-昆明）和沪（汉）蓉（上海-成都）为“两翼”的综合交通运输体系,串联长三角、长江中游、成渝三大城市群,作为构建综合交通运输体系重要骨干,铁路旨在为带域经济建设提供物质基础保障、东中西联系创造条件。本文系统总结2000~2015年长江经济带铁路客运通达能力时空演变特征,建立面板数据模型讨论其对第三产业发展的空间效应。采用长时间尺度数据以分析铁路客运服务在不同发展阶段的空间格局,并从产业要素的集聚与扩散视角,通过铁路空间效应的定量化表示,判断各地区受通达能力提升的影响,以期为经济带铁路客运优化布局和区域协调提供参考。

1 研究方法和数据来源

1.1 研究方法

1.1.1 可达性方法

本文采用可达性评价城市铁路通达能力。可达性反映一地的交通优势度和利用这种优势对要素流动的作用及以此获得更好发展机会的可能性,在经济活动空间分布、经济社会发展进程中扮演着重要角色^[23]。本文选取城市通过铁路客运系统到达长江经济带内其它各城市最短行车时间的均值定量表征可达性：

$A_{i} = \frac{(\overset{n}{\sum_{j = 1}} T_{ij})}{n}$ （1）

式中, $A_{i}$ 为城市 $i$ 的铁路平均最短旅行时间,即本文可达性指标; $T_{ij}$ 为城市 $i$ 到城市 $j$ 的铁路最短旅行时间; $n$ 为除城市 $i$ 外的铁路客运服务城市总数。

1.1.2 面板数据模型

本文利用面板数据模型^[24]定量分析铁路可达性变化对第三产业服务能力的影响,面板数据单位根检验、面板模型选择与面板数据协整检验等在后文中详细介绍。

1.1.3 城市流强度

城市流为一个城市依靠自身集聚与辐射能力对周围产生的影响,是与其它城市交流过程中吸收要素得到的实际效果^[25]。城市流强度（ $F$ ）由城市功能效益（ $N$ ）和城市外向功能量（ $E$ ）组成：

$F = N \times E$ （2）

式中,城市外向功能量（E）为该城市行业部门从业人员数的区位商。

$i$ 城市的外向功能量（ $E_{i}$ ）为：

$E_{i} = \overset{m}{\sum_{k = 1}} E_{ik}$ （3）

式中, $E_{ik}$ 为 $i$ 城市 $k$ 行业部门的外向功能量, $m$ 为城市行业部门数。

$E_{ik} = P_{ik} - P_{i} (\frac{P_{k}}{P})$ （4）

式中, $P_{ik}$ 为 $i$ 城市 $k$ 行业部门从业人数, $P_{i}$ 为 $i$ 城市从业人员总数, $P_{k}$ 为整个长江经济带 $k$ 行业部门的从业人员数, $P$ 为整个长江经济带从业人员总数。

城市功能效益（ $N$ ）为城市单位功能产生的影响力,本文用从业人员的劳动生产率表示：

$N_{i} = \frac{GD P_{i}}{P_{i}}$ （5）

式中, $GD P_{i}$ 为 $i$ 城市的GDP, $P_{i}$ 为 $i$ 城市的从业人口。

1.2 数据来源与处理说明

本文研究区域为《长江经济带发展规划纲要》确定的上海、江苏、浙江、安徽、江西、湖南、湖北、重庆、四川、贵州、云南等共计2直辖市、5副省级城市、103地级市、16自治州、3省辖县级市、1林区。行政区按2015年底标准归并统一,将不适宜作为研究单元的神农架林区排除,形成129个研究单元。客运铁路网和公路网通过选取《中国交通地图册》^[26]、全国铁路旅客时刻表构建。铁路速度根据该线路最高运营时速、12306铁路客服中心网站（www.12306.cn）和《铁路线路设计规范》^[27]共同确定,GDP和各行业从业人口数据来源于2000~2015年各地市国民经济和社会发展统计年鉴。

将各地市高等级铁路客运站作为城市铁路车站节点,若城市中存在多个高等级车站,选择耗时最短车站区间作为两地间铁路旅行时间。计算铁路通达能力对第三产业发展影响时,将暂未开通铁路客运服务城市以该市高等级公路客运站为节点,通过公路网接入最近高等级铁路客运站近似得到铁路平均最短旅行时间带入模型。国家将高速公路、国道、省道、城市快速路、县道、城市道路的速度分别设定为100 km/h、80 km/h、60 km/h、60 km/h、40 km/h、30 km/h。不同交通工具间转运、铁路换乘都需通过车站完成,各种换乘时间在长距离运输中所占比例小,本文不考虑换乘时间。因铁路局公司分割、铁路旅行时间差异、城市群完整性,将上海市、江苏省、浙江省、安徽省纳入东部,湖北省、湖南省、江西省纳入中部,重庆市、四川省、贵州省、云南省纳入西部。

2 铁路通达能力时空演变

2000~2015年,铁路资源优化配置强化客运网络联通性与可达性,便捷人口和要素在经济带内流动：铁路平均最短旅行时间由15.9 h降至5.5 h,下降65.5%;旅客列车通达城市由96个增至114个,铁路客运服务获得率88.4%。

2.1 经济带内城市旅行时间大幅降低,高速铁路促进可达性地带间差距缩小

中部地区居于经济带几何中间位置,平均旅行时间最低,东部地区也低于经济带平均,两地带有较好空间服务水平。铁路平均旅行时间变化折线（图1a）存在斜率放缓和再增大过程,变化率（图1b）除东部外均呈先减后增态势。第4、5次提速（2001年和2004年）打破前3次提速集中于东中部的局限,中西部干线铁路逐步进行提速增能以实现地区间快速连接,旅行时间降幅最大（中部26.9%、西部31.3%）;第6次（2007年）提速160 km/h以上级铁路区间多集中于东中部,东部区际连接通路客运列车相继达到200 km/h,使下降率升至全域最高24.0%。2008年后高速铁路建设从东中部城际铁路起步,并通过新建客运专线将京广、京沪通道级别提升至300 km/h,但2012年前建成高速通道多纵向,东西走廊客运能力提升有限,旅行时间下降整体缩小,其中西部地区铁路建设放缓,下降率到谷值14.4%;当高速铁路建设逐渐由东向西铺开,三大地带间可达性差距缩小,各地带下降率均较大提升。

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图1 2000~2015年长江经济带城市铁路平均旅行时间变化

Fig.1 Average travel time by railway among cities in the Yangtze River Economic Belt, 2000-2015

2.2 铁路快速化与高速化存在阶段特征,城市可达性“时空收敛”非均衡明显

将各城市铁路平均最短旅行时间用Spline法插值（图2）,长江经济带铁路网规划建设的空间密度和时间梯度存在差异,导致铁路通达能力在研究时段内“时空收敛”的非均衡性。铁路快速化过程中,早期铁路平均旅行时间较小城市集中分布于前3次提速（1997年、1998年和2000年）京广、京九区间,最短时间城市为武汉（10.9 h）,12 h时间成本优势区包含京九铁路阜昌段、武九铁路沿线城市,低旅行时间区域南北扩展同时向路网较密、等级较高的东部倾斜;西部地区铁路提速相对滞后,可达性差距不大,等时圈基本按距离由东向西梯度递减。第4、5次提速完成后,经济带西部因陇海、襄渝、沪昆等连接通道提速增能迅速降低与中东部地区时间成本,滇、黔、渝平均旅行时间压缩超30%,川、湘、鄂西等压缩超25%。低时间成本优势区沿襄渝线、湘黔线、浙赣线、京九线扩张,10 h内城市达29个。当第6次提速完成,城市最高旅行时间由32.9 h降至17.5 h,沪昆通道作为唯一全线位于经济带内的东西快速化干线支撑起地带间联系,沿线城市平均时间下降25%以上,东部沪杭等开行200 km/h级动车组区间超30%,时间成本优势区沿沪昆方向凸出成倒“T”型,7 h以下范围为东至上饶、西至怀化、北至随州的中部三角区域;各地所在等时圈均由红变淡6~8色级,低时间成本蓝色范围扩大至中东部大部并以京沪（北京-上海）、沪昆、合武（合肥-武汉）、合宁（合肥-南京）等沿线可达性较优。

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图2 2000~2015年长江经济带地市铁路平均旅行时间空间插值

Fig.2 Spatial interpolation of average travel time among cities in the Yangtze River Economic Belt, 2000-2015

铁路高速化始于2009年京广高铁武广段开通,2012年京广高铁、京沪高铁全线通车,沪汉蓉快速通道大部分区间相继开通在经济带北翼形成新东西铁路走廊,可达性等时圈线同时沿沪汉蓉、沪昆通道东西伸展形变,由倒“T”型转变为“工”型格局（图2d）。沿线城市铁路旅行时间大幅降低,高时间压缩集中于湖北中西部与安徽中部,最高下降率为宜昌（35.4%）,蚌埠、合肥、淮南等均超30%,因沪汉蓉通道西部部分区间为200 km/h以下客货共线,加之既有线提速增能趋于饱和,西部大部分地区下降率低于15%,最高仅为成都-南充-达州的20.7%~23.6%,铁路高速化稍显滞后。到2015年底,长江经济带基本建成“三纵两横”铁路客运专线通道,长株潭、南昌、六安等地时间成本已在4 h以内,等时圈蓝色由浅及深且色级差异逐渐缩小,京福通道填补皖南地区可达性洼地,除苏中北等部分城市外,长江中下游地区铁路客运已达到便捷水平。沪昆客运专线与郑渝高铁渝万段及成渝客运专线将西部主要城市铁路可达性提升25%以上,全线300 km/h沪昆通道较沪汉蓉通道存在明显速度优势,南翼成本压缩高于北翼,除苏中北等部分城市外,贵阳、安顺、凯里、都匀等可达性提升均超35%,5 h圈线较北侧西向凸出近250 km至贵阳;铁路客运最不便的云南也发生显著变化,10 h圈包含昆明、楚雄、玉溪。

2.3 低旅行时间城市对在都市区强化扩张,省际间高可达网络逐层融合

城市间铁路时间成本表现出低值网络在主要都市区不断强化并向外持续扩张、逐渐连接成片特征（图3）。早期较低成本网络多为提速区间沿线邻近城市间建立的不规则三角网,该形态最早在沪宁杭、武汉长株潭、成渝等地区发生改变,铁路提速结合上述地区连绵的城市布局加密2 h（通勤圈）、4 h（半日圈）可达城市对范围,逐步借助铁路形成三大城市群城际交通基础构架。高可达网络快速扩张始于第6次提速后,6 h以下可达城市对沿快速铁路向城市群外围延伸,在东中部交织成半闭合环状网络并随沪汉蓉通道的基本建成闭合,高速铁路推动城市间2 h以下时间成本在各城市群内部特别沪宁合杭甬地区密度迅速上升。当铁路客运网络不断丰富,各城市群均形成以中心城市为高速（快速）铁路枢纽节点、覆盖其内部大部分城市的2 h都市圈铁路城际通勤网和4 h城市群铁路快速服务网,并在区际联系主通道出现地带间高可达网络逐层融合。

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图3 2000~2015年长江经济带城市间铁路旅行时间

Fig.3 Travel time among cities in the Yangtze River Economic Belt, 2000-2015

2000年前最低时间成本为利用京九线的阜阳-武汉、阜阳-九江等低于6 h,其次为中东部铁路沿线较邻近城市间;西部城市与中东部城市间旅行时间多16 h以上,较高可达性零星分布于铁路通道沿线距离相对较近城市间。当沪昆通道提速完成,中东部最低旅行时间城市对扩展到长沙、南昌、金华、杭州、上饶等城市间;同时,北部城市对间铁路高可达网络因沪汉通道打通被不断加密,主要城市间旅行时间均小于10 h,较邻近城市控制在4 h内。进入高速时代后,东中部依托逐渐密集的高铁网络将主要城市间区际旅行时间压缩至4 h内,并在沪昆、沪汉蓉两通道沿线出现2 h内高区际可达性城市网络、东西部间8 h通达城市对。西部高铁建设暂以重点城市间联通为目标,仅成都、重庆、贵阳等高速铁路沿线城市与中东部联系时间成本较低,因沪汉蓉通道线路等级较低,成渝主要与中部地区间旅行时间多在6~8 h左右。

2.4 铁路走廊支撑起交通区位最优地带,以“中心-网络”模式推动交通区位重构

长江经济带铁路客运系统在较短时间内经历了由快速化到高速化的跨越,铁路客运网络不断优化完善、铁路客运空间服务水平显著提升。铁路快速化发展伊始,东西向铁路建设滞后于南北向,不能有效支撑人员要素区际间横向快速移动,与城市体系、社会经济发展水平一致的铁路运输网络尚未建立,铁路交通区位优势不能体现,铁路优势长距离点对点运输缺乏效率,且多经枢纽节点重新组织最终汇集于少量干线通道,使经营者和使用者成本上升。当铁路逐渐实现快速化并向高速化发展,时间成本取代空间距离成为衡量城市间联系便捷度的标准,有无铁路和铁路建设标准差距放大城市交通区位非均衡性,各市依靠所处铁路提速网中的不同位置获取差异性空间效应,导致在经济带、城市群、都市圈等各发展层级中的相对区位优势会因任何既有线提速增能与高等级新线开通动态变化。高速铁路重新定义了铁路客运服务,速度等级成为影响交通区位差异的最突出因素,高速铁路走廊贯穿支撑起交通区位优势最显著地带,将三大城市群通勤圈、半日圈辐射范围扩大,“中心-网络”模式的空间扩张推动经济带交通区位重新洗牌,重构原有较离散城市空间组织形态,为完善带域经济空间格局提供基础,实现了城市群整合发展、东中西联动交流的网络化。城市群内部则以中心城市为核心实现资源要素有序再分配,“公交化”运营的城际铁路推动中心城市与中小城市、中小城市间“同城化”,更好融入区域一体化分工合作。

3 铁路客运服务对第三产业发展影响

作为长江经济带内增长最为迅速、占比最高的产业之一,2000年以来第三产业产值占比由37.8%升至47.4%,从业人员占比由27.2%升至54.5%^[28],是当前吸纳就业能力最强、提升城市综合竞争力中作用最大的产业门类之一,其发展具有较高空间集聚与扩散特征。交通运输作为影响经济活动空间组织的重要因素,持续的交通基础设施建设利于增强不同地区间产业要素联系,以利用通道网络实现资源在各级空间尺度上的流通和累积,因经济属性差异,不同产业和行业部门受交通发展的影响程度差别明显^[29,30]。相关研究表明,铁路客运提速增能及高速铁路建设对第三产业的发展有较大影响,为其发生和规模扩大创造了条件,推动在城市群尺度或铁路沿线形成以交通为导向的发展核与轴线,“时空压缩”大幅降低各地间要素交流成本,直接促进相关行业从业者参与到更大范围的市场特别是主要都市区市场中^[31,32],由于新要素形态在第三产业发展过程中扮演着重要角色,高标准建设的铁路客运项目在带动相关产业扩大投资、吸引人才等方面起到积极作用,释放服务业发展潜力。城市流强度是衡量产业发展集聚与扩散的重要指标^[25],能在一定程度上反映产业或行业在一定范围内的相对优势度。从铁路客运通达能力提升的“时空压缩”效应带动要素集聚与扩散能力变化的视角,分析铁路客运能力提升对各地第三产业发展的影响为本章节核心内容。

3.1 面板数据单位根检验

面板数据单位根检验一般同时选取LLC（假设各个截面单位根相同）和IPS（假设各个截面单位根不同）两种检验方法以避免单一检验方式带来的不确定性。2000~2015年面板数据单位根检验结果（表1）显示,为去除观测数据的异方差,对第三产业城市流强度（F）和城市可达性指数（A）分别取对数,用 $\ln F$ 和 $\ln A$ 表示。 $\ln F$ 和 $\ln A$ 序列10%、5%、1%的置信水平下都显著平稳。

表1 2000~2015年长江经济带内各市铁路可达性指数与城市流强度数据单位根检验

Table 1 The unit root test of panel data of accessibility and urban flows in cites of the Yangtze River Economic Belt in 2000-2015

变量	LLC	IPS
lnA	-54.6663（0.0000）	-32.4816（0.0000）
lnF	-53.2826（0.0000）	-31.5355（0.0000)

注：变量滞后项选择采用Schwarz法自动选择,窗宽采用Newey-West方法自动选择,括号中数字为P值,表示在10%、5%、1%水平下均显著。

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3.2 面板数据模型的选择

采用协方差分析检验方法对面板数据模型选取变截距模型、变系数模型还是混合回归模型进行计算。模型的形式检验通过以下方法：

$F_{1} = \frac{\frac{(S_{2} - S_{1})}{[(N - 1) k]}}{\frac{S_{1}}{[NT - N (k + 1)]}} ~ F [(N - 1) k]$ （6）

$F_{2} = \frac{\frac{(S_{3} - S_{1})}{[(N - 1) (k + 1)]}}{\frac{S_{1}}{[NT - N (k + 1)]}} ~ F [(N - 1) (k + 1)]$ （7）

式中, $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 、 $S_{3}$ 分别是3种模型回归残差的平方和, $N$ 为每个截面的样本城市的数量, $k$ 为非常数项解释变量的数量,T是被观测成员的观测时期数量。以此判断在面板数据模型中,所有观测成员变量系数和截距项是否相同的假设成立条件下,统计量 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ 是否服从特定的自由度F分布。经计算可得,在2000~2015年时段的面板数据模型中： $S_{1} = 25.5174, S_{2} = 309.0112, S_{3} = 688.3562, F_{1} = 33.5898, F_{2} = 39.2680$ 。 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ 均大于5%显著水平的临界值,因此拒绝原假设,认为应选择变系数模型。

3.3 面板数据的协整检验

在单位根检验和面板模型选择的基础上,建立面板回归模型：

$\ln F_{it} = α_{i} + β_{i} \ln A_{it} + δ_{it}$ （8）

式中, $α$ 为常数项, $β$ 为系数项, $i$ 为截面项, $t$ 为年份, $δ$ 为残差项。对残差进行平稳性检验,在10%、5%、1%的显著性水平下残差均拒绝原假设,序列平稳,2000~2015年铁路建设对城市第三产业服务能力的提升有明显作用。得到回归模型：

$\begin{array}{l} \ln F_{it} = - 46.2756 + 6.5019 \ln A_{1 t} + 0.5071 \ln A_{129 t} + \\ 4.9716 D_{1} + \dots + 44.5580 D_{129} \end{array}$

$t = 2000, \dots, 2015$ （9）

虚拟变量D_i的取值为：

$D_{i} = \{\begin{matrix} 1, 如果属于第 1 ~ 129 个截面 \\ 0, 其他 \end{matrix}$

式中可知,变系数模型参数估计显著, $R^{2}$ 值达到0.990 5,模型拟合度好,以此得出铁路可达性的变化对第三产业城市流强度的弹性系数。铁路建设、城市可达性提升对吸引劳动力集聚和第三产业发展的弹性系数全部为正,在0.507 1到12.944 3 之间。将各市弹性系数用自然断点法由高到低划分为5类（图4）。

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图4 长江经济带铁路客运服务对城市流强度影响弹性系数分级

Fig.4 The classification of elastic coefficient of railway passenger transportation to urban flows in the Yangtze River Economic Bel

铁路客运通达能力提升对第三产业发展的作用有明显空间特征,总体呈中东部高、西部低格局,较高弹性城市多分布于铁路通道沿线。铁路提速和客运专线建设对沿线第三产业的集聚与扩散有明显促进作用,当城市间联系阻力不断缩小,特别是互相通达处于小时圈或半日圈、一日圈内时,原有产业空间组织可能会发生改变,将依托交通通道形成新的集聚与扩散模式。根据经济联系强度理论^[33],区域内出现明显交通联系方向,新增要素流偏向于这些方向上集聚并向外扩散,长江经济带内第三产业流在沪昆等既有扩能干线通道汇聚同时,着重提升其沿沪汉蓉等新通道的集聚能力。东中部地区城市以自身较强产业优势与市场规模等经济带中的相对优势地位,通过铁路实体通道吸引人才、技术、信息等服务经济、知识经济要素交流,整体弹性系数高。东部长三角沪宁杭等地区,作为全国经济最为活跃和劳动力最大迁入地之一,是长江经济带发展的增长极,始终为带内第三产业流强度最高地区,其对金融、研发、物流等现代服务业的要素吸引建立在创新为驱动的新经济业态和产业累积优势、庞大就业岗位需求基础上,交通可达性仅为众多影响因素之一,不以两者间的高弹性系数体现。西部地区除重庆、成都、贵阳等省会中心城市外,少有能因铁路客运通达能力改善而吸引服务业要素,甚至出现与东中部地区间的可达性提升,加速要素向东中部地区流失的情况。

铁路建设影响大的地区多为位于中东部地区沪宁杭以外城市地带,这些可能存在竞争关系的城市弹性系数较高,其中一些社会经济本底相对不突出,却能利用铁路通达的便利条件集聚要素,第三产业发展迅速。以不同发展基础与区位条件将这些城市分为3类：一是武汉、长沙等城市,作为“十”字甚至“米”字型铁路枢纽建立多方向联系通道,在新一轮产业转型升级和自东向西梯度推移浪潮下,优势交通区位配合区域经济发展重心的良好经济区位使其成为最大受益者; 二是传统铁路通道沿线城市,主要为沪昆、襄渝、京广等铁路通道沿线,东部形成一条贯穿浙江东北西南的较高弹性带,中部武汉-长沙-南昌间连续高弹性区域,这些城市以既有交通干线形成的发展轴为依托,通过持续提速增能一直有较好区际交通可达性,是串连城市密集带发展轴线上辐射周边的转运节点,利用高频次的过境旅客列车,结合社会经济发展相对优势基础的地理惯性,截留在通道沿线发生发展的各类要素,成为第三产业特别是流通部门、生产生活服务部门的增长点;三是新建铁路沿线城市,新建铁路线开辟区域联系新通道、增加周边城市接入能力,比前两类地区能受到更加强烈的影响,沪汉蓉、京九、宁启-兴长等20世纪90年代以来新建的干支线铁路沿线出现连片高弹性、较高弹性区,苏中北、皖西、赣南等将与长三角毗邻的优势条件通过铁路建设产生实际收益,以城际化铁路交通集聚第三产业发展要素,在承接长三角产业转移中占据主动。

4 结论

本文通过对长江经济带2000~2015年铁路快速化和高速化过程中城市间铁路旅行时间测算比较,以此为基础与第三产业城市流强度共同建立面板数据分析模型,识别经济带铁路交通联系主要通道,测度交通发展变化下第三产业发展和要素集聚方向,探讨铁路客运通达能力空间特征及效应。结论如下：

1）铁路资源优化配置增强铁路客运网络联通性与可达性,客运服务能力随提速增能和高等级新线开通显著提升,快速化、高速化两阶段表现出与发展进程相符的时间序列特征,当更多地区高速铁路建成通车,可达性差距缩小,铁路客运通达能力整体效益得到强化。

2）铁路网规划建设产生明显空间密度和时间梯度差异,导致城市铁路服务在研究时段内“时空收敛”非均衡性,以干线通道形成经济带铁路可达性优势区由倒“T”型向“工”型转变,呈现明显的“通道效应”。城市间低旅行时间网络在主要都市区不断强化并向外持续扩张,随高速铁路建设形成以区域中心城市为枢纽节点的“中心-网络”多层次铁路服务, 利用区际通道实现地带间高可达网络融合,重构原有城市经济空间组织。

3）铁路建设、可达性提升促进城市第三产业发展和要素集聚,这种作用在空间上呈现出东中部高、西部低的格局,产业和要素相对偏向于铁路通道方向集聚和扩张。铁路建设正向作用较强城市集中于沪宁杭外的经济带主要发展区,包括铁路通道节点城市、传统铁路干线通道沿线城市、新建铁路沿线城市,这些城市利用各异的铁路交通区位优势在相对竞争激烈的环境中吸引要素,成为一定范围内第三产业集聚区。

丰富和完善城市间、地区间要素流动集聚的表现形式,及更真实解释多产业、多要素在铁路发展中受到的影响成为进一步研究方向。

The authors have declared that no competing interests exist.

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[30]	Moshe M. Development and impact of the modern high-speed train: A review [J]. Transport Reviews, 2006, 26(5): 593-611. https://doi.org/10.1080/01441640600589319 URL [本文引用: 1]
[31]	韩增林, 杨荫凯, 张文尝, 等. 交通经济带的基础理论及其生命周期模式研究 [J]. 地理科学, 2000, 20(4): 295-300. Magsci [本文引用: 1] 摘要随着生产力的发展,区域经济系统的空间演化与交通运输线的联系日益密切,一种依托交通干线不断集散、融合人口、产业、城镇、物流、能流、信息流的线状空间地域综合体不断生长并迅速发展,我们将这种独特的空间地域综合体称为交通经济带(Traffic Economic Belt)。本文系统阐述了交通经济带的基本概念、基本类型、基本性质,并创建性地提出了交通经济带的生命周期理论。 [Han Zenglin, Yang Yinkai, Zhang Wenchang et al. The basic theory life-circle pattern of traffic economic belt’s development and evolvement . Scientia Geographica Sinica, 2000, 20(4): 295-300.] Magsci [本文引用: 1] 摘要随着生产力的发展,区域经济系统的空间演化与交通运输线的联系日益密切,一种依托交通干线不断集散、融合人口、产业、城镇、物流、能流、信息流的线状空间地域综合体不断生长并迅速发展,我们将这种独特的空间地域综合体称为交通经济带(Traffic Economic Belt)。本文系统阐述了交通经济带的基本概念、基本类型、基本性质,并创建性地提出了交通经济带的生命周期理论。
[32]	贺灿飞, 朱彦刚, 朱晟君. 产业特性、区域特征与中国制造业省区集聚 [J]. 地理学报, 2010, 65(10): 1218-1228. [本文引用: 1] [He Canfei, Zhu Yangang, Zhu Shengjun. Industrial attributes, provincial characteristics and industrial agglomeration in China . Acta Geographica Sinica, 2010, 65(10): 1218-1228.] [本文引用: 1]
[33]	周一星. 主要经济联系方向论 [J]. 城市规划, 1998(2): 22-25. [本文引用: 1] [Zhou Yixing. Major economic linkages theory . Urban Planning, 1998(2): 22-25.] [本文引用: 1]

2012

... 铁路作为现代化交通运输的主要方式之一,是中国国民经济动脉、基础设施投资重点,支撑起地区间经济社会联系^[1,2],随着六次提速增能和高速铁路网建设,铁路客运实现普速、快速、高速3级跨越.铁路速度提升产生“时空压缩”不断增强^[3,4],引导交通区位动态变化^[5,6],对区域空间结构重塑^[7,8]、区域经济社会发展^[9]和资源要素再分配^[10]等影响迅速且深刻,成为经济地理学研究热点.学者着重分析铁路可达性空间格局演变机制^[11,12],对路网络优化调整过程中各地间获利差异评价^[13,14],认为铁路缩短城际旅行时间的同时增强人口要素流动便利、实现资源要素整合,在铁路通道沿线形成区域发展所依托的轴带^[15].进而探讨铁路发展特别是铁路高速化存在的空间效应,侧重剖析可达性变化与经济发展间的互动关系^[9,16,17],铁路高速化引导企业区位重择、促产业发展^[18,19,20],并通过对综合运输网中不同交通出行方式竞合关系的分析优化出行方式选择^[21,22].现有研究为本文奠定了坚实理论基础,但集中于高速铁路发展阶段并以某一线路为具体研究对象,且对连续时间尺度演进分析较少. ...

2012

Progress of research on transportation geography in China

2016

区域综合运输成本研究的理论探讨

2011

区域综合运输成本研究的理论探讨

2011

中国铁路客运网络组织与空间服务系统优化

2005

中国铁路客运网络组织与空间服务系统优化

2005

基于铁路客运网络的省际可达性及经济联系格局

2012

基于铁路客运网络的省际可达性及经济联系格局

2012

高铁对中国城市可达性格局的影响分析

2015

... 长江经济带横跨中国东中西部,是涵盖三大地带、多重国家战略的完整区域,人口、经济总量均超全国40%,长久以来依托长江黄金水道形成紧密的社会经济联系.如何做好区域可持续发展、协调东中西更高水平合作、推进沿海沿江沿边对外开放成为新时期基础设施优化配置研究的重点^[6,8,15].截至2015年底,带内铁路运营里程34 637.5 km,复线率超50%,电气化率超70%,年发送旅客10.4亿人次,旅客周转量5 001.3亿人·km（根据长江经济带内各省、市统计年鉴计算）,铁路已成为经济带居民出行的重要选择之一,在运输效率提升和综合运输体系构建中占据日益重要的地位.《长江经济带发展规划纲要》强调构建以沪瑞（沪昆,上海-昆明）和沪（汉）蓉（上海-成都）为“两翼”的综合交通运输体系,串联长三角、长江中游、成渝三大城市群,作为构建综合交通运输体系重要骨干,铁路旨在为带域经济建设提供物质基础保障、东中西联系创造条件.本文系统总结2000~2015年长江经济带铁路客运通达能力时空演变特征,建立面板数据模型讨论其对第三产业发展的空间效应.采用长时间尺度数据以分析铁路客运服务在不同发展阶段的空间格局,并从产业要素的集聚与扩散视角,通过铁路空间效应的定量化表示,判断各地区受通达能力提升的影响,以期为经济带铁路客运优化布局和区域协调提供参考. ...

高铁对中国城市可达性格局的影响分析

2015

高速铁路对城市空间影响研究述评

2012

高速铁路对城市空间影响研究述评

2012

中国高速铁路网络的发展过程、格局及空间效应评价

2014

中国高速铁路网络的发展过程、格局及空间效应评价

2014

Impact of high-speed rail on regional economic disparity in China

2017

... [9,16,17],铁路高速化引导企业区位重择、促产业发展^[18,19,20],并通过对综合运输网中不同交通出行方式竞合关系的分析优化出行方式选择^[21,22].现有研究为本文奠定了坚实理论基础,但集中于高速铁路发展阶段并以某一线路为具体研究对象,且对连续时间尺度演进分析较少. ...

高速铁路对中国城市市场潜力的影响——基于铁路客运可达性的分析

2014

高速铁路对中国城市市场潜力的影响——基于铁路客运可达性的分析

2014

Accessibility impacts of high-speed rail

2012

European integration and national models for railway networks (1840-2010)

2013

Accessibility impact of the present and future high-speed rail network: A case study of Jiangsu Province, China

2016

Impacts of high speed rail on railroad network accessibility in China

2014

高速铁路对城市网络结构的影响研究——基于铁路客运班列分析

2016

高速铁路对城市网络结构的影响研究——基于铁路客运班列分析

2016

京沪高速铁路对沿线经济发展的影响分析

1999

京沪高速铁路对沿线经济发展的影响分析

1999

京津城际高速铁路影响下的跨城流动空间特征

2013

京津城际高速铁路影响下的跨城流动空间特征

2013

高铁开通前后站区产业空间格局变动及驱动机制——以沪宁城际南京站为例

2017

高铁开通前后站区产业空间格局变动及驱动机制——以沪宁城际南京站为例

2017

Do cities deserve more railway stations? The choice of a departure railway station in a multiple-station region

2014

Empirical models of transit demand with walk access/egress for planning transit oriented developments around commuter rail stations in the Greater Toronto and Hamilton Area

2018

Comparing China’s urban systems in high-speed railway and airline networks

2018

高铁影响下的京津城际出行行为研究

2011

高铁影响下的京津城际出行行为研究

2011

可达性研究的回顾与展望

2005

... 本文采用可达性评价城市铁路通达能力.可达性反映一地的交通优势度和利用这种优势对要素流动的作用及以此获得更好发展机会的可能性,在经济活动空间分布、经济社会发展进程中扮演着重要角色^[23].本文选取城市通过铁路客运系统到达长江经济带内其它各城市最短行车时间的均值定量表征可达性： ...

可达性研究的回顾与展望

2005

1978~2014年中国城市化与经济增长关系研究——基于省域面板数据

2016

... 本文利用面板数据模型^[24]定量分析铁路可达性变化对第三产业服务能力的影响,面板数据单位根检验、面板模型选择与面板数据协整检验等在后文中详细介绍. ...

1978~2014年中国城市化与经济增长关系研究——基于省域面板数据

2016

基于流强度的中国城市对外服务能力时空演变特征

2014

... 城市流为一个城市依靠自身集聚与辐射能力对周围产生的影响,是与其它城市交流过程中吸收要素得到的实际效果^[25].城市流强度（

F

）由城市功能效益（

N

）和城市外向功能量（

E

）组成： ...

... 作为长江经济带内增长最为迅速、占比最高的产业之一,2000年以来第三产业产值占比由37.8%升至47.4%,从业人员占比由27.2%升至54.5%^[28],是当前吸纳就业能力最强、提升城市综合竞争力中作用最大的产业门类之一,其发展具有较高空间集聚与扩散特征.交通运输作为影响经济活动空间组织的重要因素,持续的交通基础设施建设利于增强不同地区间产业要素联系,以利用通道网络实现资源在各级空间尺度上的流通和累积,因经济属性差异,不同产业和行业部门受交通发展的影响程度差别明显^[29,30].相关研究表明,铁路客运提速增能及高速铁路建设对第三产业的发展有较大影响,为其发生和规模扩大创造了条件,推动在城市群尺度或铁路沿线形成以交通为导向的发展核与轴线,“时空压缩”大幅降低各地间要素交流成本,直接促进相关行业从业者参与到更大范围的市场特别是主要都市区市场中^[31,32],由于新要素形态在第三产业发展过程中扮演着重要角色,高标准建设的铁路客运项目在带动相关产业扩大投资、吸引人才等方面起到积极作用,释放服务业发展潜力.城市流强度是衡量产业发展集聚与扩散的重要指标^[25],能在一定程度上反映产业或行业在一定范围内的相对优势度.从铁路客运通达能力提升的“时空压缩”效应带动要素集聚与扩散能力变化的视角,分析铁路客运能力提升对各地第三产业发展的影响为本章节核心内容. ...

基于流强度的中国城市对外服务能力时空演变特征

2014

... 城市流为一个城市依靠自身集聚与辐射能力对周围产生的影响,是与其它城市交流过程中吸收要素得到的实际效果^[25].城市流强度（

F

）由城市功能效益（

N

）和城市外向功能量（

E

）组成： ...

2016

... 本文研究区域为《长江经济带发展规划纲要》确定的上海、江苏、浙江、安徽、江西、湖南、湖北、重庆、四川、贵州、云南等共计2直辖市、5副省级城市、103地级市、16自治州、3省辖县级市、1林区.行政区按2015年底标准归并统一,将不适宜作为研究单元的神农架林区排除,形成129个研究单元.客运铁路网和公路网通过选取《中国交通地图册》^[26]、全国铁路旅客时刻表构建.铁路速度根据该线路最高运营时速、12306铁路客服中心网站（www.12306.cn）和《铁路线路设计规范》^[27]共同确定,GDP和各行业从业人口数据来源于2000~2015年各地市国民经济和社会发展统计年鉴. ...

2016

2010

2016

Present situation and effects of the Shinkansen

1985

Development and impact of the modern high-speed train: A review

2006

交通经济带的基础理论及其生命周期模式研究

2000

交通经济带的基础理论及其生命周期模式研究

2000

产业特性、区域特征与中国制造业省区集聚

2010

产业特性、区域特征与中国制造业省区集聚

2010

主要经济联系方向论

1998

... 铁路客运通达能力提升对第三产业发展的作用有明显空间特征,总体呈中东部高、西部低格局,较高弹性城市多分布于铁路通道沿线.铁路提速和客运专线建设对沿线第三产业的集聚与扩散有明显促进作用,当城市间联系阻力不断缩小,特别是互相通达处于小时圈或半日圈、一日圈内时,原有产业空间组织可能会发生改变,将依托交通通道形成新的集聚与扩散模式.根据经济联系强度理论^[33],区域内出现明显交通联系方向,新增要素流偏向于这些方向上集聚并向外扩散,长江经济带内第三产业流在沪昆等既有扩能干线通道汇聚同时,着重提升其沿沪汉蓉等新通道的集聚能力.东中部地区城市以自身较强产业优势与市场规模等经济带中的相对优势地位,通过铁路实体通道吸引人才、技术、信息等服务经济、知识经济要素交流,整体弹性系数高.东部长三角沪宁杭等地区,作为全国经济最为活跃和劳动力最大迁入地之一,是长江经济带发展的增长极,始终为带内第三产业流强度最高地区,其对金融、研发、物流等现代服务业的要素吸引建立在创新为驱动的新经济业态和产业累积优势、庞大就业岗位需求基础上,交通可达性仅为众多影响因素之一,不以两者间的高弹性系数体现.西部地区除重庆、成都、贵阳等省会中心城市外,少有能因铁路客运通达能力改善而吸引服务业要素,甚至出现与东中部地区间的可达性提升,加速要素向东中部地区流失的情况. ...

主要经济联系方向论

1998

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〉

长江经济带铁路客运通达能力空间格局及第三产业发展效应分析

Spatial Patterns and the Tertiary Industry Effects of Railway Passenger Accessibility in the Yangtze River Economic Belt

1 研究方法和数据来源

1.1 研究方法

1.2 数据来源与处理说明

2 铁路通达能力时空演变

2.1 经济带内城市旅行时间大幅降低,高速铁路促进可达性地带间差距缩小

2.2 铁路快速化与高速化存在阶段特征,城市可达性“时空收敛”非均衡明显

2.3 低旅行时间城市对在都市区强化扩张,省际间高可达网络逐层融合

2.4 铁路走廊支撑起交通区位最优地带,以“中心-网络”模式推动交通区位重构

3 铁路客运服务对第三产业发展影响

3.1 面板数据单位根检验

3.2 面板数据模型的选择

3.3 面板数据的协整检验

4 结论

参考文献 文献选项 原文顺序 文献年度倒序 文中引用次数倒序 被引期刊影响因子

参考文献

原文顺序

文献年度倒序

文中引用次数倒序

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