作者：余沛,侯海涛,谢博
出版社：中国经济出版社
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交通网络、产业集聚、城市群耦合与协调发展研究试读：
前言
交通运输基础设施是区域经济活动发生和发展的基础条件，经济活动通过交通运输实现了空间聚集，从而形成了产业带，继而扩展形成城镇群和城市群，产业带与城市群都是经济活动集聚的结果，这其中交通网络的作用极其重要。随着我国交通基础设施的不断完善，城镇化进程的进一步深入，对交通网络、产业集聚与城市群之间的内在耦合机理与互馈作用机制进行研究就显得尤为必要。
本书首先指出研究的理论意义与实践意义，阐述了研究背景。在对国内外研究现状分析的基础上，指出其存在的不足之处。本书在研究方法上采用时间分析与空间分析相结合，新兴的空间研究模型与传统计量模型相结合，截面数据与时序数据相结合，既有理论分析，又有实证研究。
本书首先对交通网络、产业集聚与城市群耦合的机理进行了定性研究，分别从经济原因与区位原因两个角度对交通网络、产业集聚与城市群耦合机理作用路径进行分析；在此基础上，分析了交通运输成本影响产业集聚的经济机理，以及产业集聚与城市群演化的耦合与互动机理。
本书对中原经济区的发展现状进行了研究，分析了中原经济区的发展优势、面临的挑战与机遇；接下来分析了中原城市群发展现状与存在的问题，并对中原经济区城市的中心性进行了研究。
在中原经济区交通发展现状的研究中，本书首先研究了中原经济区综合交通网的发展概况，然后以高速公路为例，对其进行了评价与分析，对中原城市群各个城市的通达性进行了排序，对交通网络的协调性进行了分析。
在中原经济区产业发展现状的研究中，本书首先对中原经济区整个产业发展概况进行了综述，在此基础上，分别应用赫芬达尔指数和空间基尼系数对中原经济区各个产业的集聚状况进行了研究。
在中原经济区城市体系的研究中，本书从城市职能结构、城市规模结构与城市空间结构三个方面对此展开详细分析。首先在城市经济活动分析的基础上，对中原经济区城市的职能进行了研究；其次从城市首位律、城市金字塔、位序—规模法则三个层面分析了中原经济区的城市规模结构；最后利用均匀度指数和城镇化不平衡指数对中原经济区的城市空间结构进行了研究。
本书利用新兴的空间计量分析方法，对交通网络、产业集聚与城市群的空间相关性进行了研究。首先利用四分位图对交通网络、产业集聚与城市群各自的空间分布特征进行了研究，然后利用LISA集聚图和Moran's I指数对三者各自的局域空间相关性进行了分析；在此基础上，利用LISA集聚图对三者之间的局域空间相关性进行了可视化分析，并利用Moran's I指数对三者之间的全局相关性进行了深入研究。
本书通过引入耦合度函数，构建交通、产业与城市群时间耦合指标体系，引入子系统功效系数概念，分别对交通网络与产业集聚、产业集聚与城市群、交通网络与城市群的耦合度进行分析；然后利用协调度函数，构建了协调度模型，对交通网络与产业集聚协调度、产业集聚与城市群协调度、产业集聚与城市群协调度进行了计算，并结合协调度计算结果，对其协调度进行了评价。
最后对研究结论进行了总结，并提出了相关政策建议。第一章 绪 论第一节 研究意义与背景一、研究意义（一）理论意义
第一，对交通网络、产业集聚、城市群内在耦合机理进行探索。
本书利用空间经济学、计量经济学、经济地理学的最新研究成果，采用空间计量经济学、空间统计学等崭新的研究手段，从时间与空间两个角度，研究交通网络与产业集聚、城市群演化的联系机制与耦合机理。
本书构建了交通网络与产业集聚、城市群演化之间耦合的理论基础，探索了交通网络与产业集聚、城市群演化之间耦合的量化分析工具，为今后在该方面进一步深入研究奠定了基础。
第二，从空间异质与空间依赖出发，在考虑交通网络特性的基础上对交通基础设施在要素配置中的基础作用进行研究。
在现实中产业集聚的发生与城市群演化并不符合传统的均质空间假设，空间依赖也是地理空间现象与空间过程的本质特征，这与传统计量经济的样本独立不相关假设相违背。一条交通线路的增加或改善，必然会影响交通网络的可达性格局，从而对产业集聚与城市群演化产生影响。因此对于交通网络在产业集聚与城市群演化中的基础作用，必须从空间异质性与空间依赖性出发，在考虑交通基础设施网络特性的前提下展开研究。（二）实践意义
第一，有助于交通规划与产业布局和城市发展规划的协调。
由于管理体制的限制，在现实中，交通规划、产业布局规划与城市群发展规划表面上相互衔接、分工明确，实际上各自独立、相互封闭。通过系统顶层设计，从交通网络—产业集聚—城市群演化之间内在耦合与协调的角度出发，充分考虑交通网络、产业集聚与城市群演化存在的耦合与联系机制，作为制定规划的前提。
第二，为经济区建设提供借鉴。
中原经济区作为一个新兴的经济区，铁路、公路干线发达，航空、管道运输发展迅速，再加上作为补充的内河运输，已初步形成区域综合交通网络，具有优越的交通条件；区内已经初步形成多个产业集聚区和城镇密集区，具有进一步发展成为大规模产业集聚带与城市连绵区的条件。如何发挥交通基础设施的引导作用，合理引导区域产业与城市布局，走集约化发展之路；同时通过交通网络的发展，加快经济落后区域发展，缩小区域差距，解决区域发展不平衡问题，是中原经济区建设中面临的热点与难点问题。二、研究背景
交通运输基础设施是区域经济活动发生和发展的基础条件，经济活动通过交通运输实现了空间聚集，从而形成了产业带，继而扩展形成城镇群和城市群，产业带与城市群都是经济活动集聚的结果，这其中交通网络的作用极其重要。随着我国交通基础设施的不断完善，城镇化进程的进一步深入，对于交通网络、产业集聚与城市群之间的内在耦合机理与互馈作用机制进行研究就显得尤为必要。
作为一个新兴的经济区，中原经济区具有优越的交通区位，拥有良好的产业基础，但是中原城市群发展相对滞后。如何利用好交通区位优势，促进交通、产业与城市的耦合与协调发展，不仅是中原经济区急需解决的问题，同时也对国内其他经济区有重要的参考价值。
中原经济区（Central Plains Economic Region, CPER）是以郑州大都市区为核心、中原城市群为支撑、涵盖河南全省延及周边地区的经济区域，地处中国中心地带，是全国主体功能区明确的重点开发区域，地理位置重要、交通发达、市场潜力巨大、文化底蕴深厚，在全国改革发展大局中具有重要战略地位。2011年国庆前夕，建设中原经济区上升为国家战略。2012年11月，国务院正式批复《中原经济区规划》，建设中原经济区拥有了纲领性文件。
中原经济区范围包括河南全省及山西、山东、安徽、河北的局部地区，涵盖5省30个地级市及3个市辖区、县，总面积约29万平方公里，截至2017年底，总人口16529.78万人，生产总值68616.33亿元，经济总量仅次于长三角、珠三角及京津冀，为全国经济第四增长极。
中原经济区规划范围如图1-1所示。图1-1 中原经济区规划范围示意图
中原经济区的战略定位为：全国工业化、城镇化、信息化和农业现代化协调发展示范区，全国重要的经济增长板块，全国区域协调发展的战略支点和重要的现代综合交通枢纽，华夏历史文明传承创新区。
本书以中原经济区为案例开展研究，相关研究结论不仅可以用于指导中原经济区建设，同时对于国内其他经济区的建设也具有较强的借鉴意义与参考价值。第二节 研究内容与思路一、研究内容（一）交通网络、产业集聚与城市群演化的耦合机理
交通基础设施是产业集聚形成和发展的前提条件，伴随着产业集聚，逐渐产生了产业集群，而产业集群在空间上的生长，则形成了产业带。随着产业带的形成，进而形成了城镇群，随着城镇群的逐步成熟，在空间上扩展并发展成为城市群。
交通网络是产业集聚与城市群形成的重要基础设施，在主要交通方向上将会形成交通轴，交通轴的形成将会进一步强化产业带与城市群。交通技术的进步，例如高速公路、高速铁路的开通，会提高城市的可达性，改变其区位优势格局，将会对城市群内各城市的相对地位产生影响，进而会改变原有的产业布局与城市群格局。
随着产业集聚与城市群的发展，将会对交通提出新的要求，因此产业集聚与城市群对交通网络有反作用，产业结构的变动也会导致运输结构发生相应的变动，而城市群内城市之间联系的加强，将会强化交通轴线的形成，最终会影响到整个交通网络。
本书分别从经济原因与区位原因两个角度对交通网络、产业集聚与城市群耦合机理作用路径进行分析；在此基础上，分析了交通运输成本影响产业集聚的经济机理，以及产业集聚与城市群演化的耦合与互动机理。（二）中原经济区交通网络、产业集聚与城市群发展现状
本书对中原经济区的发展现状进行了研究，分析了中原经济区的发展优势，面临的挑战与机遇；接下来分析了中原城市群发展现状与存在的问题，并对中原经济区城市的中心性进行了研究。
在中原经济区交通发展现状的研究中，本书首先研究了中原经济区综合交通网的发展概况，然后以高速公路为例，对其进行了评价与分析，对中原城市群各个城市的通达性进行了排序，对交通网络的协调性进行了分析。
在中原经济区产业发展现状的研究中，本书首先对中原经济区整个产业发展概况进行了综述，在此基础上，分别应用赫芬达尔指数和空间基尼系数对中原经济区各个产业的集聚状况进行了研究。
在中原经济区城市体系的研究中，本书从城市职能结构、城市规模结构与城市空间结构三个方面对此展开详细分析。首先在城市经济活动分析的基础上，对中原经济区城市的职能进行了研究；其次从城市首位律、城市金字塔、位序—规模法则三个层面分析了中原经济区的城市规模结构；最后利用均匀度指数和城镇化不平衡指数对中原经济区的城市空间结构进行了研究。（三）交通网络、产业集聚与城市群的空间相关性分析
本书利用新兴的空间计量分析方法，对交通网络、产业集聚与城市群的空间相关性进行了研究。首先利用四分位图对交通网络、产业集聚与城市群各自的空间分布特征进行了研究，然后利用LISA集聚图和Moran's I指数对三者各自的局域空间相关性进行了分析；在此基础上，利用LISA集聚图对三者之间的局域空间相关性进行了可视化分析，并利用Moran's I指数对三者之间的全局相关性进行了深入研究。（四）构建交通网络，产业集聚与城市群耦合度模型
交通网络、产业集聚与城市群之间存在复杂的相互作用与相互耦合关系，但是其中相互作用与影响的机理并不十分清晰。建立交通网络—产业集聚—城市群耦合系统，通过一定的输入，按照一定的模型，就可以了解复杂大系统总体情况，分析其相互之间的协调发展机制。
本书通过引入耦合度函数，构建交通网络、产业集聚与城市群之间的耦合指标体系，将三者之间这种相互影响、相互依存的作用纳入同一个系统，从系统的角度研究其耦合程度。引入子系统功效系数概念，建立耦合度模型，分别对交通网络与产业集聚、产业集聚与城市群、交通网络与城市群的耦合度进行分析。
在耦合度函数分析的基础上，本书通过引入协调度函数，构建了协调度模型，利用相关城市的数据，对交通网络与产业集聚协调度、产业集聚与城市群协调度、产业集聚与城市群协调度进行了计算，并结合协调度计算结果，对各城市的协调度进行了评价。（五）结论与建议
对交通网络、产业集聚与城市群空间格局，交通网络、产业集聚与城市群的空间相关性进行了总结，分析了中原经济区交通网络、产业集聚与城市群耦合度与协调度整体状况。
在实证研究的基础上，提出了相关政策建议。指出要重视交通基础设施，发挥其对产业与城市群的引领作用；提升产业集聚水平，奠定城市群发展的产业基础；坚持交通与产业、城市协调发展，大力加强交通基础设施建设。二、研究思路
本书整体研究框架如图1-2所示。图1-2 本书整体研究框架第三节 研究方法与创新一、研究方法（一）时间分析与空间分析相结合
经济活动总是在时间与空间两个不同的维度上进行，交通网络、产业集聚与城市群演化，不仅表现出时间上的相关性，而且在空间上也表现出高度的相关性。为了更好地研究空间联系的动态发展演化过程，在本书写作过程中通过采用多年的历史数据以及各个不同城市和城市群的数据来对交通网络、产业集聚与城市群演化的耦合进行动态分析与研究。本书分别从时间与空间两个维度进行分析，保证了分析结果的科学性与全面性。（二）新兴的空间研究模型与传统计量模型相结合
本书将采用空间经济学的相关理论与研究方法和一些新兴的空间研究手段，如空间统计学、空间经济计量学方法，再结合交通可达性分析体系，博取各学科理论之所长，有效解决了以往研究中的不足。引入空间权重矩阵，采用Moran's I指数在空间维度进行分析，再结合传统的计量经济学时间序列模型分析方法，使得本书的研究有了崭新而坚实的研究方法支持。（三）截面数据与时序数据相结合
由于交通运输产出弹性较大，交通网络、产业集聚与城市群之间的耦合关系比较复杂，因此获取大量可靠的数据将对研究结论产生重要影响。本书采用时间序列与截面融合的面板数据，避免单纯采用某类数据存在的不足。（四）理论研究与实证研究相结合
交通轴、产业带与城市群构成的耦合系统是受多种因素综合影响的复杂系统，外部环境因素与系统内部关系，共同作用于交通轴、产业带与城市群的发展过程中。本书对形成交通轴网络、产业带布局和城市群体系的内在关系与外部环境的影响因素进行科学梳理，将其看作一个开放的动态系统进行研究。一方面，通过对相关文献与历史资料的梳理，进行理论分析与研究；另一方面通过建立耦合模型，以中原经济区为例，对其大量实际数据进行分类整理，进行定量研究。（五）定性与定量分析相结合
定性研究主要通过理论研究和一般经验总结，找出事物发展的内在规律。与此同时，紧密结合中原经济区交通、产业与城市群形成与发展的实际，深入研究中原经济区交通、产业与城市群的耦合联系。在进行定性分析的基础上，进行定量研究与分析。在相关数据的采集上，可引用的文献主要有《中国统计年鉴》《河南省统计年鉴》《中国城市统计年鉴》和中原经济区各地市的统计年鉴等相关统计资料，分别采用空间计量分析、耦合度分析与协调度分析，然后再根据定性与定量分析的结果，做出相对准确的结论。二、创新之处（一）交通网络、产业集聚与城市群演化耦合分析框架的构建
本书将交通网络、产业集聚与城市群演化放在一个统一的框架下进行研究，对其耦合机理与联系机制进行研究，具有创新意义与应用价值。通过预设三者之间耦合联系框架，可以将其用于分析区域交通网络、产业集聚与城市群演化之间的内在联系，能够支撑空间发展规划与区域发展政策制定。（二）交通网络、产业集聚与城市群演化的耦合分析模型的设计
在分析交通网络与产业集聚、交通网络与城市群演化、产业集聚与城市群演化互动机理的基础上，采用空间计量经济学、传统计量经济学等多种综合手段，从空间与时间角度分析交通网络、产业集聚与城市群演化的内在耦合机理。（三）为交通网络、产业集聚与城市群演化互馈机制的研究奠定基础
通过研究三者之间的耦合机理，构建耦合分析模型，从空间与时间角度预设探索三者之间的耦合机理与联系机制，为今后更进一步研究交通网络、产业集聚与城市群演化与互馈机制奠定基础。第二章 国内外研究现状述评第一节 国外相关研究综述一、交通运输与产业集聚
交通运输对产业集聚的作用及相互关系一直是国外经济学家、地理学家的研究热点。（一）交通运输与产业集聚
早在1826年德国经济地理学家杜能（J.H. von Thünen）就注意(1)到农业区位问题；他根据在德国北部麦克伦堡平原长期经营农场的经验，于1826年出版《孤立国对农业及国民经济之关系》一书，提出农业区位的理论模式。即在中心城市周围，在自然、交通、技术条件相同的情况下，不同地方对中心城市距离远近所带来的运费差，决定不同地方农产品纯收益（杜能称作“经济地租”）的大小。纯收益成为市场距离的函数。按这种方式，形成以城市为中心，由内向外呈同心圆状的6个农业地带，又称杜能环，如图2-1所示。图2-1 杜能环示意图
杜能环的第一圈称自由农业带，主要生产易腐的蔬菜及鲜奶等食品；第二圈为林业带，为城市提供烧柴及木料等资源；第三至第五圈都是以生产谷物为主的农耕带，但是其集约化程度随着离市中心距离的增加而逐渐降低；第六圈为粗放畜牧带，最外侧为未耕的荒野。杜能学说的意义具有开拓性，首次在理论上对市场距离对于农业生产集约程度和土地利用类型（农业类型）的影响进行了研究。(2)
英国经济学家阿尔弗雷德•马歇尔（Alfred Marshall, 1890）认为交通工具变革直接影响工业地理分布和可能出现的产业集聚，他是最早关注工业集聚现象的经济学家。马歇尔将工业集聚的特定地区称为产业区，产业区内集中了大量相关的中小企业。在马歇尔看来，这些工业之所以能够在产业区内集聚最根本的原因在于获取外部规模经济，因而马歇尔认为外部经济十分重要。
继杜能的农业区位理论产生之后，德国经济学家威廉•劳恩哈特(3)（Wilhelm Launhardt, 1882）提出了工业区位论的重要分析。劳恩哈特首先运用自己所独创的“结点原理”，对三个区位怎样连接成一个“V”或“Y”的问题进行几何求解，构建了工业三角区位论的重要模型。通过对影响企业区位决策的因素进行分析之后，劳恩哈特认为运输成本最小化是影响企业区位决策最重要的因子，并提出了运输成本最小化的厂商区位择优问题。劳恩哈特关于运输和区位的研究工作在(4)《网络规划理论》（Launhardt W.，1877）中得到系统阐述。在该著作中，劳恩哈特提出了在给定资源供给和产品销售条件等约束条件下，通过使运输成本最小化而确定厂商最优区位的方法。
德国经济学家阿尔弗雷德•韦伯（Alfred Weber, 1909）认为交通运输对产业布局和集聚起着非常重要的作用，并从工业区位理论的角(5)度阐释了产业集群的现象，创立了工业区位理论。韦伯经过反复推导，确定了三个一般区位因子：运费、劳动费、集聚和分散。韦伯认为，产业集聚分为两个阶段：第一阶段是企业自身的简单规模扩张，从而引起产业集中化，这是产业集聚的低级阶段；第二阶段主要是靠大企业以完善的组织方式集中于某一地方，并引发更多的同类企业出现，这时，大规模生产的显著经济优势就是有效的地方性集聚效应。韦伯还从运输指向和劳动力指向两个不同的途径去分析产业集群能够达到的最大规模。(6)
德国经济学家奥古斯特•廖什（August Losch, 1940）提出著名的“廖什景观”，认为运输成本是影响产业集聚的一个重要因素；把市场需求作为空间变量来研究区位理论，进而探讨了市场区位体系和工业企业最大利润的区位，形成了市场区位理论。廖什的市场区位理论以市场需求作为空间变量对市场区位体系的解释，在区位理论的发展上具有重要的意义。廖什认为，工业区位应该选择在能够获得最大利润的市场地域，他把利润最大化原则同产品的销售范围联系在一起，认为一个经济个体的区位选择不仅受其他相关经济个体的影响，而且也受消费者、供给者的影响，在此基础上，他认为在空间区位达到均衡时，最佳的空间范围是正六边形。
美国经济学家胡佛（E.M.Hoover）在其1948年出版的“The (7)location of economic activity”（《经济活动的区位》）著作中首先提出了运输费用结构理论，将运输费用划分为由装卸费用和线路营运费用两部分组成，由于包括仓库、码头、营业机构、维修等开支的装卸费用不受运行里程影响，因此，不同运输方式都存在不同技术特征的运输费用递减现象，从而修正了韦伯理论中运费与距离成比例的基本图形。胡佛提出运输费用的降低是工业和贸易能够实现规模经济的先决条件之一，他特别重视运输结构的影响，他认为运输距离、运输方向、运输量以及其他交通运输条件的变化，往往会引起经济活动区位选择的变化，从运输费用的角度分析：在什么情况下企业的最佳区位接近市场；什么情况下接近原料地；什么情况下企业布局在二者的中间地点。
德国学者沃纳•松巴特（Werner Sombart, 1960）认为随着联结中心城市重要交通干线的建设，运输费用会降低，新的交通干线对产业和劳动力具有吸引力，使产业和人口向交通干线聚集，以交通干线为“主轴”将逐渐形成一条产业带；由此他提出了生长轴理论，直接把交通运输与区域经济发展结合起来，并强调交通干线建设对经济活动的引导和促进作用。该理论认为，随着连接中心城市的重要交通干线（铁路、公路）的建设将形成新的有利的区位，方便了人口的流动，降低了运输费用，从而降低了产品成本。新的交通干线对产业和劳动力具有吸引力，形成有利的投资环境，使产业和人口向交通干线集聚，产生新的工业区和居民点。以交通线为“主轴”将逐渐形成一条产业(8)带，交通干线就是产业带形成的发展轴。
美国经济学家阿隆索（Alonso W.，1964）引入区位边际均衡和区位边际收益等空间经济学理论而提出竞租理论，其著作《区位与土地利用：关于地租的一般理论》中建立的竞租模型是现代新古典城市(9)区位理论的里程碑。阿隆索在一系列的假设条件下，分别分析了工业用地、商业用地、居住用地等不同类型城市用地的竞标地租函数并将其竞标地租曲线互相重叠在一起，得到一个城市在自由竞争条件下的均衡地租曲线。由于越靠近中心，其收益越大，运费越小，同时地租也越高，从而形成围绕中心商业区分布的环形土地利用模式。阿隆索的竞租——城市土地利用模式理论在一定程度上阐明了当时大多数城市同心圆结构的形成机理，为空间经济学相关研究的开展奠定了基础。
新经济地理学说创始人保罗•克鲁格曼（Paul R. Krugman, (10)1999）建立了“核心—外围”模型，得出地区生产结构随运输成本变化而呈现出非线性关系。克鲁格曼运用了一个简单的“核心—外围”模型，分析一个国家内部产业集聚的形成原因。在这个模型中，处于中心或核心的是制造业地区，外围是农业地区，区位因素取决于规模经济和交通成本的相互影响。假设工业生产具有报酬递增的特点，而农业生产的规模报酬不变，那么随着时间的推移，工业生产活动将趋向于空间集聚。在资源不可流动的假设下，生产总是聚集在最大的市场，从而使运输成本最小并取得递增报酬。但需要注意的是，经济地理集中的形成是某种力量积累的历史过程。中心外围理论的意义，在于它可以预测一个经济体中经济地理模式的渐进化过程：初始状态时，一个国家的地理区位可能有某种优势，它对另一地区的特定厂商具有一定的吸引力，并导致这些厂商生产区位的改变，一旦某个区位形成行业的地理集中，则该地区的聚集经济就会迅速发展，并获得地区垄断竞争优势。根据这一模型，保罗•克鲁格曼（Paul R.Krugman）(11)认为运输成本是工业区位选择及经济集聚最为决定性的影响因素；(12)高度评价了运输成本在经济集聚中的作用。(13)
藤田昌久（Fujita Masahisa, 1999）从一般性的角度研究集聚行为并提出了一个普遍适用的分析框架，进一步解释了在不同形式的递增报酬和不同类型的运输成本之间的权衡问题，并首次对公司和家庭集聚成群的经济学原因提供了一个完整的解释。藤田昌久对企业和家庭集聚现象的经济学原因提供了一个统一的解释框架，进一步解释了不同形式的递增报酬和不同类型的运输成本之间的权衡问题。他认为当运输成本增高时，城市规模减小，产业集聚程度减弱；当运输成(14)(15)(16)本降低时，城市规模增加，产业集聚程度增强。
查特曼（Chatman D.G.，2011）等人对研究公共交通改善与聚(17)集经济之间关系的文献进行了回顾与整理，评估了公共交通项目的集聚影响；追踪运输、集聚和生产力之间的联系；更好地利用集聚机制理论来推进相关研究。将规模和再分配纳入研究范畴，对集聚经济的功能形态、模型结构内生性等进行了探索研究；认为公共交通的改善，可能会使增长和城市中心区的致密化，提高生产力，或产业集群，从而提高外部集聚经济。(18)
此外，詹金斯•约瑟夫（Jenkins Josep, 2011）等人对交通产生的集聚效益相关理论，定量分析与应用进行了研究。他们认为在大多数情况下，收益主要基于旅行时间节省。这种主要基于旅行时间节省的项目评估低估了在旅行时间之外创造经济效益的项目的收益，导致对于项目投资收益评价失真，尤其是在大型项目中。交通项目能够改变大都市区的时空地理，产生了一些先前被忽视的交通项目效益，最显著的是集聚效益。在研究中对多个项目的集聚收益进行了计算，特别是伦敦、墨尔本、澳大利亚和以色列特拉维夫的项目。二、交通运输与城市群(19)
早在1776年，苏格兰人亚当•斯密（Smith A.）在其代表作“An Inquiry into the Nature and Causes of the Wealth of Nations”（《国民财富的性质和原因的研究》）（以下简称国富论）中就对运输对城市和地区经济繁荣所起的促进作用及政府在交通设施方面的开支等问题进行了论述，并且提出一个重要观点：“一切改良中，以交通改良(20)为最有实效”。
德国经济地理学家沃尔特•克里斯塔勒（Walter Christaller, 1933）提出了“城市区位论”，系统地阐述了城市区位问题，补充和发展了杜能的农业区位论和韦伯的工业区位论。1933年出版了《德国南部的中心地——关于具有城市职能聚落的分布与发展规律的经(21)济地理学研究》一书，提出了“城市区位论”——揭示了城市的规模、功能和等级效应，并且将城市的规模与等级的关系概括为正六边形模型，并系统地阐明了中心地理论（Central Place Theory），它基本说明了城镇为什么存在，决定城镇发展的因素是什么，以及它们在区域的次序排列是如何产生的。
沃尔特•克里斯塔勒提出的交通原则下的中心地系统如图2-2所示。图2-2 交通原则下的中心地系统
区域科学创始人沃尔特•艾萨德（Walter Isard, 1956）被誉为西方区域科学、空间经济学创始人，他于1954年创办了世界上第一个区域科学协会、第一个区域科学系、第一个区域科学研究所和第一本(22)(23)区域科学杂志，1960年他又出版了《区域分析方法》一书，书中系统阐述了区域开发的理论和方法，标志着区域科学的正式形成。艾萨德认为区位选择问题是厂商在权衡运输成本与生产成本之后的选(24)择，其专著《区位与空间经济》将一般均衡理论、产业区位理论、市场区位理论、土地利用理论、贸易理论与城市结构理论有机地统一起来。
法国地理学家戈特曼（J. Gottmann, 1957）在考察了北美地区的城市化之后提出了“大都市带”概念（见图2-3），并指出有便捷的交(25)通走廊把核心城市连接起来是其形成的基本条件之一。图2-3 美国东海岸的波士顿—华盛顿大都市带
英国学者威尔逊（A.Wilson, 1967）和比利时学者艾伦（P.Allen）分别就空间相互作用模型和中心地理论模型进行动态模拟，发现新的经济中心、居民中心总是在靠近交通线的地方产生，城(26)镇体系演化呈现出沿交通线两侧分布的特征。(27)
近年来，西尔尔•达鲁瓦特（Sihil Daluwatte, 1995）等人对日本城市群发展和交通之间的长期关系进行了研究；在回顾了二战时和二战后政策对日本土地利用和交通活动区域聚集的影响之后，制定了一个长期模型，并对整个模型的准确性进行了试验与确认。通过利用模型对东京战时政策影响导致的过度就业聚集以及战后高速干线铁路实施的政策影响进行评估之后，他们认为这些政策的实施大大加强了东京和关东地区的聚集效应。(28)
弗洛郎（Florent Le Néchet, 2012）等人对于交通产生的聚集效应对巴黎盆地大都市地区企业生产率的影响进行了研究；通过对巴黎盆地特大城市生产力与交通诱导集聚效应的关系进行实证研究，分析了不同产业部门产生城市聚集经济的弹性。研究结果表明，运输诱导在不同行业内产生了集聚效应，促进了商业服务的发展。研究结果还表明生产率和运输诱导的集聚效应之间的关系存在相当大的非线性，这意味着生产率收益的实际规模可能比评估的更大。(29)
最近的研究成果中，布林克曼（Brinkman J.C., 2013）对运输技术，城市群和城市结构之间的关系进行了研究；查特曼(30)（Chatman D.G.，2014）等人研究了公共交通对城市地区工资和就业密度的影响。这些研究均证实了交通运输对于城市群经济与城市群演化有着非常重要的影响。三、产业集聚与城市群
国外学者对产业群和城市群关联的研究主要体现在产业聚集与区域经济增长的互动上。(31)
著名经济学家马歇尔（Marshall A.，1890）指出由于产业集聚可以带来外部经济性，包括外部规模经济和外部范围经济，从而使得产业集聚成为可能；奥古斯特•勒施在对集聚区进行分类后，对集聚的特点和成因分析后指出公共基础设施、外部经济、基础工业为辅助工业提供的生存前提和偶然性是产生集聚的原因，规模经济和外部性对城市空间结构的作用原理主要体现在3个方面：就业、土地开发、(32)基础设施投资。(33)
弗里德曼（J.R. Friedmann, 1966）研究了产业在一定范围内(34)集聚影响了城市群结构的形式。弗里德曼认为随着区域经济的增长，区域空间结构会发生阶段性的演变，遵循着工业化前阶段—工业化初期阶段—工业化成熟阶段—工业化后期及后工业化时期这样一个演进顺序，相应地，区域空间结构也会呈现出离散型—集聚性—扩(35)散性—均衡性的空间结构。(36)
施费尔（Shefer D., 1973）研究表明，城市规模增加1倍，生(37)产率上升14%~27%。斯维考克斯（Sveikauskas L.，1975）发现，集聚规模增加1倍，生产率上升6%~7%。西格尔（Segal D.，1976）(38)的研究显示，城市人口增加200万或更多，生产率上升8%。而莫莫(39)(40)（Moomaw，1981）和田渊（Tabuchi，1986）等人进行研究后，分别得出的结论是2.7%、4.3%。(41)
福格蒂和加罗法洛（Fogarty M.S. & Garofalo G.A., 1988）等人的研究结论是，城市规模翻一翻，生产率增加10%左右。
金元、奥卡瓦瓦和铃木（Kanemoto Y. & Ohkawara T. & Suzuki (42)T., 1996）等人使用1985年数据估计了日本大都市区和不同等级城市的生产函数，发现城市规模增长一倍，人口规模在20万~40万的城市的平均生产率将增长25%，人口规模在20万以下的城市只增长1%，人口规模在40万以上的城市则增长7%。(43)
蒙特格姆瑞（Montgomery, 1992）发现大都市地区之间的工资水平变动也很大。(44)
格莱瑟等（Glaeser E.L. & Mare D.C., 1994）通过对美国地区间工资水平变动的研究来分析集聚经济的情况，结果表明从城市地区到农村地区存在明显的工资梯度，显示集聚经济的存在。(45)
西科尼与霍尔（Ciccone A. & Hall R.E., 1996）研究了一般意义的经济集聚（制造业密度）与生产率之间的关系，得出生产率与经济密度之间存在正相关性，经济密度增加一倍，劳动生产率上升6%。
这些研究都表明城市经济的存在，集聚规模增加一倍，生产率上升幅度通常为3%~8%。(46)
中村（Nakamura, 1985）与亨德森（Henderson J.V.，1986）(47)(48)、布莱克等人（Black D. & Henderson V.，1999）在研究中，同时检验了本地化经济与城市化经济的作用。前者使用日本的数据，后者使用美国与巴西的数据，估计每个两位数制造业部门的生产函数。中村的结果显示，对重工业来说本地化经济更为重要，而对轻工业来说城市化经济更为重要，其中产业规模增加一倍，生产率上升4.5%，城市规模增加一倍，生产率上升3.4%。亨德森（Henderson (49)J.V.，1986）发现外部规模经济主要源于本地化经济而非城市化经济，但这种本地化经济将随着城市规模的扩大逐渐消失。从这一点来讲，中小城市一般比大城市的专业性更强。(50)
另外，蒙玛瓦（Moomaw, 1983）发现两种经济都存在，罗森(51)瑟尔与斯特朗齐（Rosenthal S.S. & Strange W.C.，2003）发现本地化经济更明显。(52)
格莱泽等人（Glaeseretal, 1992）对1956—1987年美国170个城市的增长进行了研究，发现产业的就业增长率依赖于产业竞争程度和本地区其他产业的规模，而本产业规模的影响不显著且为负，从而得出存在动态城市化经济。(53)
亨德森等人（Henderson V. & Kuncoro A.&Turner M., 1995）对1970—1987年8个制造业部门所做的分析显示，动态本地化经济和动态城市化经济同时存在，对较为成熟的资本密集型产业来说后者更重要，而对高新技术产业来说前者更重要，并倾向于布局在具有多样化特征的城市。(54)
布莱克等人（Black D. & Henderson V., 1999）利用1972—1992年的美国制造业企业普查数据，对企业产出的影响因素进行了分析，发现在资本品制造业中集聚经济不明显，而高技术产业存在明显的静态和动态本地化经济效应，企业产出受到现有企业和新出现企业数量的影响。
一些学者研究了从集聚中心向外的生产率梯度，即不同区位的生产率与该区位到区域中心的距离之间的关系，以验证集聚经济。
斯维考克斯等人（Sveikauskas L. & Townroe P.&Hansen E., (55)1985）对圣保罗州市8个制造业行业新进入企业的生产率进行了研究，在控制技术水平、学习效应和内部规模经济差异后，发现到城市中心所需时间增加一倍，平均生产率下降15%。(56)
汉森（Hansen E.R.，1990）采用与斯维考克斯等人相同的框架，估计产业集聚对圣保罗市生产率和工资的影响，发现到圣保罗城市中心的距离每增加一倍，企业生产率平均下降8.9%。在另一研究(57)中，汉森（Hanson G.H., 1996）对墨西哥服装制造业的工资进行了研究，发现以旅行时间衡量各地区到墨西哥城的距离对生产率有重要影响，可以解释工资变化的41.4%。(58)
亨德森（Henderson I.V., 1994）使用1970年美国、巴西的汽车零部件与农业机械制造业的数据分析发现，从290公里开始，到市场(59)中心的平均距离每增加一倍，平均利润降低6%。(60)(61)
波特（Porter M.E., 1998）与斯科特（Scott A.J.，2004）等人通过研究认为产业集群与区域经济增长之间具有双向促进关系；迪(62)郎东和普佳（Duranton G. & Puga D.，2002）等人则从组织分工的(63)角度讲述了厂商组织变化和城市结构变化之间的关系。(64)
2001年美国经济学家范登博格经过深入研究得出结论：城市及更小区域的经济发展受到产业群的决定性影响，因此西方很多城市的长期发展战略都建立在以产业群的方式促进经济增长的基础上。(65)
2003年美国学者波特收集了1990年到2000年十年间美国集群经济发展的有关数据后，进行深入分析得出重要结论：贸易集群极大地影响了美国区域经济的发展。第二节 国内相关研究综述一、交通运输与产业集聚
国内关于交通运输与产业集聚关系的研究起步较晚，在研究中倾向于将交通运输视为产业集聚的一个因素，进行定性研究。（一）交通运输对产业集聚的作用
张文尝等人（2000）论证了交通运输是导致社会经济及其空间结构产生巨大变化的关键因素之一，并论述了交通运输对经济活动的(66)集聚与扩散的作用。他们认为随着生产力的发展，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，并将这种独特的空间地域综合体称为交通经济带（Traffic Economic Belt），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。
李君华（2007）对全球化背景下研究产业集聚和布局的一般机理进行了研究，并试图以此解析中国制造业布局的状况和产业的演变(67)过程。在对影响产业布局和集聚的各种因素进行研究之后，对中国制造业分布的集中度进行了测算，对集中状况的影响因素和它对地区产业增长的贡献进行了实证检验。通过研究认为集聚均衡是由各种向心力和离心力相互作用的结果，并且构建了一个研究产业集聚的模型，该模型证明跨地区交通的改善对于地区专业化和集聚有显著的影响。
黄洁（2009）在市场一体化程度较高和地区发展水平接近的前提下，提出了产业集聚间分工这一研究主题，通过描述产业集聚间分工产生的微观机制，明确了垂直解体和运输成本对形成产业集聚间分工的作用，并在此基础上进一步探讨了产业集聚间分工对发展广域产(68)业集聚的影响。通过理论探讨和实证分析，分析产业集聚间分工与运输成本的关系后得出结论：长三角地区内部运输条件的改善会促进产业集聚间分工的发展，从而引导整个长三角地区沿着产业发展和空间集聚的轨道逐渐成为一个“广域的产业集聚”。
刘雪莲（2009）分析了金（金华）甬（宁波）铁路沿线区域交通及社会经济发展现状，从城市需求、区域经济等方面对区域交通需求进行了研究，认为铁路的开通对完善周边地区城市交通体系和枢纽功能、增强城市辐射与聚集功能、促进周边区域产业布局调整和可持(69)续发展具有重要影响。
吴汉嵩（2009）认为产业转移与厂商重新选择厂址是连在一起的。多数厂商选择同一区位就可能导致产业的空间集聚，最终形成产业集群。从研究厂商选址到产业空间集聚的微观机理出发，深入研究厂商选址与产业集群的关系，揭示产业转移的内在原因，并从中得到我国如何实现产业转移的启示。通过建立模型证明产业转移主要考虑的是运输成本问题，低运输成本的地区将有更强的产业转移的吸引
(70)力。
蒋满元（2009）认为影响集聚经济的因素主要可归为运输成本和生产密度这两大类。考虑到生产密度本身又与运输成本间的关系十分密切，因而在影响集聚经济的所有因素中，运输成本的重要性始终(71)都是不可忽视的。
林建永等（2011）通过演化经济学分析，分析了交通同城化对(72)跨区域分工布局的影响。认为交通加速带来的同城化将从产业布局机制、产业演变机制和产业跨区域竞争层次三个层面影响产业的跨区域分工布局，并表现为人口主导、市场主导、城镇主导和产业主导的四个变迁过程。在交通同城化背景下，同城区域的产业集群效益影响范围扩大，对空间集中度要求降低，促进产业区位规模化分工和促进专业化市场的大量涌现，同时还将为新兴市场和服务业提供更广阔的市场容量。(73)
薛占栋（2011）研究了影响产业集群的运输成本因素，认为产业集聚是生产要素在空间的集中，即距离的缩短和地理范围的缩小。影响集聚经济主要有两大因素：运输成本和生产密度。在考察了泛珠三角区域的产业集群情况之后，得出距离对产业集群的决定性影响的结论。他认为经济后进地区要想承接发达地区有序有效的产业链分工，一个很重要的影响就是要改变单位运输成本，通过改变落后的交通运输设施以及陈旧的信息网络，显著降低距离发达地区的运输成本，从而弥补在地理区位上的天然劣势。（二）产业集聚对交通运输的反作用
在交通运输对产业集聚产生影响的同时，产业集聚也会对交通运输产生反作用。(74)
吴峰、施其洲（2006）认为在交通运输业发展演进过程中，产业结构的变化会带动交通运输结构变化。通过对产业结构与交通运输结构熵值的因果关系检验，定量分析了我国产业结构与交通运输结构的关系；检验结果表明，产业结构的变化与货运周转量结构变化有因果关系。
柳艳娇（2007）认为交通运输是国民经济的基础，良好的交通运输体系对于确保国民经济的持续发展和社会再生产的顺利进行至关重要；交通运输业的影响因素很多，其中的一个重要因素就是产业结构；随着中国经济的快速增长和产业结构的不断演变，各行各业对交通运输业服务在数量和质量方面提出了更高的要求；借助1997年、2002年以及2010年的中国价值型直接消耗系数表和计算得到的完全消耗系数表，分析了产业结构与交通货运业的整体关联特征和产业结构与交通运输货运业内部结构的关联特征。结果表明：三次产业中，对交通运输业影响最大的是第二产业；不同产业部门对各种运输方式的需求存在差异；各产业部门对不同运输方式也存有不同的需求。这些差异和不同正是产业结构影响交通运输货运业以及各种运输方式发展的根本原因；随着时间的变化和技术的不断进步这些差异也将发生变化。总体来说，产业结构与交通运输货运业的关联度正趋于强化，经济总量仍然是交通货运业需求增加的主要因素，但产业结构对交通(75)运输货运业的影响不容忽视。
杨春婧（2007）对运输线网与哈大齐工业走廊大齐规划区产业布局的耦合进行了研究；在充分调研哈大齐工业走廊大庆和齐齐哈尔两市的社会经济状况、交通运输线网设施状况、产业园区布局和产业结构规划、城市总体规划等资料的基础上，运用灰色系统、布朗非线性指数平滑等方法，借助MATLAB等工具编程运算，预测了大庆和齐齐哈尔未来社会经济和交通需求发展趋势；将公路网与产业布局的适(76)应性分析作为研究重点。
聂正英（2010）认为国民经济的发展是影响交通量增长的主要因素，而产业结构在整个国民经济中又居于主导地位。国民经济不同的产业结构，会对运输在量与质上产生不同的需求，因此分析产业结构对交通运输需求增长的影响具有重要的理论价值和实际意义。构建了影响交通运输需求变化的完全分解模型，并根据影响因素变化方向的不同，提出了不同类型的完全分解模型；在对1987年、1997年、2007年进行大量数据整理的基础上，运用所构建的完全分解模型对产业结构对交通运输需求的影响进行了实证分析；最后预测了2017年的投入产出表，并运用所构建的完全分解模型对产业结构对交通运输需求的影响进行了预测与分析，通过实证分析了产业结构对交通运(77)输需求的影响。
郝伟伟（2014）等对北京市产业布局与交通系统互动协调发展进行了分析。研究发现北京市产业布局“单中心”形态尚未改善：高、低端产业混合布局于中心城区，新城“有城无业”问题突出，交通枢纽站缺乏产业配套支撑，导致职住分离现象严重，向心通勤特征明显。当前的交通系统既难以支撑中心城区产业发展的巨大需求，也难以有效发挥其对“多中心”产业布局形成的引导作用，造成交通拥堵持续加剧。提出了解决北京市产业布局与交通系统之间不协调的问题，促(78)进二者协调发展的对策。二、交通运输与城市群
国内学者非常重视交通网络在城市群演化中所起的重要作用。
陆大道（1984）提出“点轴系统理论”，分析了2000年我国工业生产力布局总图的依据，指出点轴开发是最有效的空间组织形式。提出工业布局变化应遵循的基本战略，如工业布局总图不宜发生重大变化；重点发展的轴线及点轴系统；大中城市及工业集聚区空间结构的(79)小尺度调整等。尤其重视交通运输干线，即“轴”的作用。
陆大道先生提出的点轴系统如图2-4所示。图2-4 陆大道提出的点轴系统示意图
周一星（1988）提出都市连绵区（MIR）的概念，认为MIR形成(80)的先决条件是有一条或若干条交通走廊。
姚士谋（1992）认为现代化交通工具和综合运输网是城市群形成的必备条件之一；他认为城市群（Urban Agglomerations）是在特定的地域范围内具有相当数量的不同性质、类型和等级规模的城市，依托一定的自然环境条件，以一个或两个特大型城市作为地区经济的核心，借助于现代化的交通工具和综合运输网的通达性以及高度发达的信息网络，以发展城市之间的内在联系，共同构成一个相对完整的(81)城市“集合体”。
朱英明（2004）认为在城市群形成过程中，交通运输对城市组团或城市组群等地域结构基本单元起着制约、引导作用，从而形成沿(82)交通走廊的城市组团或城市群组。
官卫华、姚士谋（2006）认为，世界城市化发展历程表明，城市群的生长发育与交通走廊的形成是同步并进的。在阐述城市空间生长理论和交通走廊理论的基础上，通过总结国外经验归纳出交通走廊与城市空间成长的互动机理。然后以南京都市圈宁镇扬地区为研究对象，分析了该地区的空间成长机制，进一步揭示并证明了交通走廊引导下城市群空间成长的“四阶段”规律，并提出大流量快速交通体系（一小时交通圈）发展和轴向交通系统需求影响下城市群区域空间成(83)长的相关建议。
刘勇（2007）认为从国内外城市群发展来看，交通运输构成了城市群空间结构的骨架。借助于交通网络，既可以沿相应的轴线进行产业布局又可以开展分工合作，增加区域城镇之间的相互联系，形成各具特色的地域分工体系，从而促进城市群的进一步发展和空间结构优化。研究分两个层次探讨了城市群空间结构与交通运输之间的关系，第一个层次是分析了交通运输对城市群空间结构演化的作用机制，认为分工和专业化以及集聚和扩散是影响城市群空间结构演化的两个主要动力机制，对集聚经济效益的追求则构成了城市群空间结构演化的内在动力。在此基础上，分别研究了交通运输对城市群分工专业化和交通运输对产业集聚以及城市层级体系的影响。在第二层次探讨了交通运输与城市群空间结构协同发展的路径，进一步研究了空间结构演化对城市群交通运输的影响以及交通运输与城市群空间结构的双向互动反馈作用。从自组织的角度探讨了交通运输与城市群空间结构演化之间的相互关系，提出了城市群交通运输与空间结构协同发展的作用(84)机理。
鞠志龙，霍娅敏（2009）认为城市群发展过程中交通运输系统的基础支撑作用至关重要，探讨优先发展城市群交通运输业，协调城市群交通运输系统的发展，使各种交通方式为城市群发展起支撑作用。并以成渝城市群交通运输系统的发展支撑作用为例，说明交通运(85)输系统对城市群发展的支撑作用。
刘辉（2013）等认为伴随高速公路和高速铁路基础设施建设和运营，城市间“时间距离”缩短，引起城市区位和城市关系网络发生变化。研究将GIS网络分析和社会网络分析结合起来，利用O-D矩阵和引力场模型，分析京津冀都市圈在公路、铁路、高速公路和高速铁路4种不同交通模式下，可达性的差异性及都市圈城市经济相互作用的外向和内向集中程度等。结果发现：①交通可达性对都市圈内层极化作用高于外层作用，交通按照公路—铁路—高速公路—高速铁路顺序大大提高城市间可达性。②交通可达性具有两面性。一方面提高城市经济辐射能力和城市间联系度，另一方面拉大城市间差异程度，且北京、天津以辐射功能为主，其他城市以集聚为主。③可达性在1h以内，城市对外影响力较明显；在1h以上，城市经济影响力变化较弱，在2h以上影响渐渐消失。④公路、铁路、高速公路和高速铁路4种交通模式中，天津交通区位优越于北京，但在可达性和经济影响力综合作用下，北京外向集中程度（Out Degree）地位明显优越于天津，而内向集中程度（In Degree）天津高于北京。⑤可达性拓展了都市圈内层的空间范围，并引起空间结构由“多中心”结构向连续(86)的“带状”结构演变。
随着交通网络与城市群演化之间关系研究的深入，城市群发展对于交通网络的影响逐渐受到大家的关注。
孔令斌（2004）以我国三大城镇密集发展地区的发展为背景，探讨了城镇密集地区城镇集聚的原因，从交通运输、服务和市场三个城镇密集地区聚合要素分析区域交通需求的特征，并从区域城市化和城市区域化的发展趋势分析了城镇密集地区对外、内部交通需求的特
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