Evolution and Mechanism of Regional Logistics Spatial Network:Taking County-level Administrative Units in Hunan Province as an Example

  • LI Lihua , 1, 2 ,
  • CAO Meng 1 ,
  • TAN Leyi 2 ,
  • ZHANG Jingxi 1 ,
  • XING Keke 1 ,
  • SONG Kun 1
Expand
  • 1. School of Transportation,Changsha University of Science and Technology,Changsha 410114,Hunan,China
  • 2. Hunan Key Laboratory of Smart Roadway and Cooperative Vehicle-Infrastructure Systems,Changsha University of Science and Technology,Changsha 410114,Hunan,China

Received date: 2024-07-20

  Revised date: 2025-07-06

  Online published: 2025-10-10

Abstract

Regional logistics is the precursor to high-quality development, and its spatial network leads spatial reconstruction. Based on the principle of economic development and geographical relationship, 99 county-level administrative units have been designated in Hunan Province. Panel data and geographic information from 2010 to 2022 is mined to evaluate the logistics comprehensive capacity and connected strength to map the spatial network. Finally, the methods of SNA, GIS, QAP are also applied to explore the evolution and mechanism about regional logistics network. The results show that: 1)The logistics comprehensive capacity of Hunan Province is spatial-temporal variation, the spatial network hierarchy is significant, and the clustering and differential characteristics are clear. The logistics connected strength weakens in layered manner from center to outer, presenting a "circular decreasing" pattern with Changsha as the core and outward. The logistics network is multilevel and differentiation with a form of "one core with multiple centers, dominated by weak links". The logistics clustering trend of the Changsha-Zhuzhou-Xiangtan urban agglomeration is strong, and the central-east, and western regions of Hunan Province are the hotspots about regional logistics. 2)The spatial network structure of regional logistics in Hunan Province is becoming more dense, mature, and balanced. The regional logistics has strong aggregation with an expanded network, which evolved from a structure of "one core multi-point" local clustering into a three-layer and half circle network of "core-half edge-edge". The network core overflow and location link proximity is obvious with the "matthew effect" weakens, which forming a "one pole and multiple points" development structure leaded by Changsha city. Network connection is external strength and internal weakness. The central units are dominant with siphon and overflow phenomena. The isolated units are less which acting on the edge layer. The whole network has good accessibility and extensibility. The spatial clustering characteristics of subgroups are deepened with improving efficiency of group links. The maximum gravity line structure is stable, and the resources control of regional logistics is strong. 3)Geographical proximity is the main driving force about evolution to the regional logistics spatial network in Hunan Province. The resource output and connection densification of regional logistics supported by th economic development. The basic conditions drive the accessibility and extension of the network. The logistics value represents value capability and scale efficiency of the regional logistics. There is a synergistic interaction among which factors.

Cite this article

LI Lihua , CAO Meng , TAN Leyi , ZHANG Jingxi , XING Keke , SONG Kun . Evolution and Mechanism of Regional Logistics Spatial Network:Taking County-level Administrative Units in Hunan Province as an Example[J]. Economic geography, 2025 , 45(8) : 139 -151 . DOI: 10.15957/j.cnki.jjdl.2025.08.015

区域物流是支撑地区可持续发展,适应环境特征,满足社会需求,具备合理空间结构,提供物流服务功能,实现要素有效组织管理的物流活动体系,具有地域性与社会性。新发展格局下,各种社会资源要素不断在以节点为载体的地理空间聚集,加快区域物流空间网络的演化与重塑。行政单元作为区域物流的联系纽带,是界定其空间网络的关键要素。从区域视角探究物流演变规律能有效解释其运行机制与作用效能[1],准确识别行政单元间物流要素流动规律与需求特征,科学挖掘区域物流网络演变进程与作用机制,对区域一体化与协调发展意义重大。湖南省县级行政单元数量多,区域物流发展潜力大,网络结构转型升级快,但存在空间结构不平衡、节点定位不明确等问题。因此,以湖南省县级行政单元为基准,从地域差异与时空维度探究全省区域物流发展变迁规律与驱动机制,有利于省域物流协同发展及其现代化的实现。
目前,区域物流及其空间网络的研究主要集中于3个方面:①区域物流作用要素设计与空间网络标定。要素识别上,地域特性用于揭示区域行政单元的空间关联,区域物流表现出网络化与层次化特点[2],区域连通与交流、城市腹地与门户被认为是物流网络形成的关键要素[3],伴随基础、市场与环境等推动区域物流网络创新发展[4],其空间联系结构韧性更强,货运类型、运输特性、OD数量是重要作用因素[5],各种要素用于界定区域物流网络,彰显多维度、多层级特征,以最大化提升区域可达性[6]。网络形态上,聚焦于节点间物流要素流动、运输方式及实现模式,多以单一、联运与创新等形式标度网络,如基于水资源利用的内河水运[7]、依托城际专线的公路物流[8]、联网联运下的城际货运[9]、衔接物联网与支撑“一带一路”倡议的城市群物流[10-11]、面向技术转移的综合创新网络[12]等。②区域物流网络结构演变与节点变异。网络演化上,主要关注地理学与物流行业的时空耦合,如以时间进程中心度与联系度差值解析城市拓扑网络演化格局[13];以网络密度、关联度、中心度与限制度探究区域物流网络时空演变规律[14];以加权与复杂网络模型研究中国沿海区域物流极化发展历程[15]等。单元变迁上,设计层级关系,以转变中心性与控制力模型开展节点决策,度量有向加权物流城市节点网络发展水平[16];考虑城市间物流活动频次、时间、价格等要素作用,以均匀度与效度探究区域物流网络空间单元的变迁[17];基于节点吸引,以区域物流网络节点数量增长判别网络演变进程[18]等。③区域物流网络作用因素识别与驱动机制构造。多以实证揭示区域物流网络演变的不平衡性,挖掘因素效能,探究运行机制,如以联锁模型展现区域物流网络的聚合、链接与对称[19];考虑耦合作用的杜宾模型及空间自相关分析[20];探求网络结构稳定驱动路径的Spearman方程[21];考察物流竞争力的改进钻石模型与熵权主成分组合法[22];基于可持续发展的绿色物流网络关联度[23];“一带一路”倡议背景下国际物流网络演化模型[24]等。
综上可见,针对区域物流空间网络,既有研究一般以行政单元为节点,从经济地理、时空维度与计量分析等展开,主要表现为:①区域物流作用要素挖掘手段丰富,网络标度针对性强,有效支撑了其结构演变与机制分析,但在指标决策的前后对应、方法体系的系统串联上存在分割与混淆。②实证分析上以城市群、省际、区域组团居多,县级行政单元少见。③网络形态上多局限于单一性或特指性,物流综合性特征体现不够,尤其在指标设计环节。
因此,本文以湖南省99个县级行政单元为节点,首先以熵权、优劣解距离法修正引力模型,标定区域物流空间网络并进行综合能力评价与联系强度测算;继而以Kernel核密度估计与Getis-Ord Gi指数映射区域物流空间网络布局特征,以社会网络分析与链接模型探析区域物流空间网络演变格局,以二次指派决策作用因素并揭示其驱动机制;最后提出发展策略与建议,为促进湖南省县级行政单元物流一体化、现代化与协同发展提供参考。

1 研究区域与数据来源

1.1 研究区域

本文的研究范围为湖南省全域,区域物流以省域县级城市为基准节点单元。按行政区划,全省共有122个县级行政单元,包括36个市辖区、86个县(县级市、自治县)。考虑地级市(州)辖县级区在发展上的一体性与地理上的邻接性,将36个市辖区分别纳入其所属的地级市,得到13个独立行政单元(中心城区)并以其行政中心城市命名,最终全省共设立99个行政单元。

1.2 数据来源

本文以2010—2022年为研究时段,以湖南省区域物流发展相关指标面板数据为支撑,同时考虑网络结构演化的进程需求,分别选取2010、2014、2018和2022年为关键时间节点,并将全时段划分为前期(2010—2014年)、中期(2014—2018年)、后期(2018—2022年)进行特征比较与机制推断。基础数据主要包括两个部分,一是国民经济与社会发展面板统计数据,二是可视化地图分析的地理信息数据。

1.2.1 面板数据

结合湖南省实际,以可操性为导向,遵从全面科学原则,参考相关文献[20,22,25],从经济发展、基础条件、物流价值3个维度选择11个指标,构建区域物流综合能力评价指标体系(表1)。其中,经济要素在区域物流发展中起到积极引领作用[26],基于湖南省各县级行政单元的差异,经济发展主要以人均指标为准则,包含人均GDP与居民人均可支配收入;同时考虑物流业的服务性特征,以第三产业增加值为指标。基础条件维度,共选择5个指标,以体现基础设施与保障条件对区域物流发展的支撑作用。在运输方式中,由于湖南全省70%以上货运量为大宗货物运输,且在经济适用价值下多依赖于公路运输,故选择公路通车里程数代表其物流基础设施配置;同时由于现代物流的发展依赖于数字化和信息化水平,并对其发展潜力有激发作用[27],故以移动电话用户数与互联网宽带用户数展现区域物流信息化水平;邮电业务总量与物流从业人员则是地区物流发展的基本体现。物流价值维度,以农林牧渔业总产值、物流产业增加值和公路货运量3个指标标度,主要反映区域物流的价值导向与行业能力,各指标分别从区域发展的主体产业、物资流通与依赖方式凸显物流价值与贡献。
表1 区域物流综合能力评价指标体系及说明

Tab.1 Comprehensive capacity indicator structure of regional logistics

维度 指标 对区域物流综合能力的支撑 单位 符号
经济发展 人均GDP 经济发展水平贡献能力 万元 A 1
第三产业增加值 核心经济竞争力推动作用 万元 A 2
居民人均可支配收入 居民消费经济支撑 元/人 A 3
基础条件 公路通车里程数 主导依赖方式对物流活动的承载能力 km A 4
邮电业务总量 物流发展基本业务水平 亿元 A 5
移动电话用户数 物流发展技术支撑能力 万户 A 6
互联网宽带用户数 物流信息化发展水平 万户 A 7
物流从业人员 物流业劳动力水平 万人 A 8
物流价值 农林牧渔业总产值 主体产业物流支撑价值 亿元 A 9
物流产业增加值 物流行业贡献能力 亿元 A 10
公路货运量 主导依赖方式物流承运能力 万t A 11
上述指标数据均来源于2010—2022年湖南省各县级行政单元统计年鉴、公报、信息网等。其中,物流从业人员为各区域当年年末在岗职工人数,物流产业增加值则以交通运输仓储和邮政业增加值等量标定,少量数据缺失按不等价变换或多重插补替代。

1.2.2 地理信息

研究区域划分所需空间分析矢量数据从全国标准地理信息资源目录服务系统获取,各县级行政单元间最短时空距离以高德地图API行车路径检索,以Python程序获取,形成湖南省县级行政单元节点经纬度与时空距离数据库。同时,运用ArcGIS绘制矢量地图,以经纬度映射单元质点坐标,加载有向线条连接质点构成区域物流网络雏形,利用修正引力模型,计算得出各行政单元间物流联系强度,生成区域物流有向空间网络。

2 研究方法

2.1 区域物流空间网络

首先,基于表1所定义的11个指标,设计EMM (熵权法)-TOPSIS(优劣解距离法)体系,评估湖南省区域物流综合能力;其次,构建修正引力模型,求解联系强度,标定区域物流空间网络有向结构;最后,以Kernel核密度估计与Getis-Ord Gi指数分析,描述全省区域物流网络的聚集分化特征与冷热点格局状态。

2.1.1 物流综合能力

首先,组合熵权与优劣解距离法,构建EMM-TOPSIS模型。计算公式如下:
e k = - l n 11 - 1 i = 1 99 p i k l n p i k
w k = 1 - e k k = 1 11 ( 1 - e k )
式中: i ( i = 1,2 , , 99 )为县级行政单元; k ( k = 1,2 , , 11 )为指标; y i k p i k分别为指标标准化初始值与权重, p i k = y i k / k = 1 11 y i k e k w k分别为指标 k的信息熵值与熵权。
其次,结合熵权值 w k,运用优劣解距离法测度物流综合能力。计算公式如下:
z i = k = 1 11 w k ( y k - - y i k ) 2 k = 1 11 w k ( y k + - y i k ) 2 + k = 1 11 w k ( y k - - y i k ) 2
式中: y k + y k -分别表示各指标的正负理想解; z i表示县级行政单元 i的最优相对接近程度,以此标定节点的物流综合能力; 0 z i 1 z i越大,县级行政单元 i物流发展水平越高。

2.1.2 物流联系强度

为反映区域物流联系情况,运用修正引力模型求解各行政单元间物流吸引力,形成区域物流联系空间网络形态。计算公式如下:
r i j = q i j · z i · z j t i j · d i j
式中: r i j为单元 i j间物流引力值,代表区域物流联系强度,若 z i z j,则 r i j表示单元 i j的物流引力辐射能力,为对外联系;若$z_{i}<z_{j}$,则 r i j表示单元 i来自 j的物流引力接受能力,为对内联系。 q i j = z i / ( z i + z j )为修正系数,以两节点间物流综合能力标定; t i j d i j为节点间最短时间与空间距离,通过高德地图API功能模块检索获得,以此构建区域物流空间网络关联强度矩阵。

2.1.3 物流聚集特征

以标识的区域物流空间网络为基础,运用Matlab代码实现核密度估计并绘制Kernel三维曲线,借助ArcGIS中Getis-Ord Gi指数分析刻画冷热点格局,综合反馈各节点物流综合能力的分化特征与聚集态势。

2.2 网络结构演变

为挖掘区域物流网络节点个体关联特征,同时探索其发展路径,本文采用社会网络分析法定量分析节点间的微观互动与跨区域演变(表2)。具体做法是:借助Ucinet计算各节点核心度,展现区域物流空间网络“核心—边缘”特征;利用网络密度、聚类系数、联系边数、孤立点数反映网络关联密度、整体分布及完善程度;以点入度和点出度表征节点关联行政单元数量;以度数中心度与接近中心度测度区域物流网络聚集与辐射能力;以凝聚子群描述网络空间群聚特征;以对称性链接展现县级行政单元间物流要素流动方向与显著性,并以最大引力线映射其链接机制;以中介中心度反馈网络路径转变。
表2 社会网络分析指标及说明

Tab.2 Indicators interpretation of social network analysis

指标 计算公式 含义解释
网络密度 D = 2 m n ( n - 1 ) = m 4851 式中: D为网络密度,反映整体网络节点连线密集程度,以县级行政单元间实际联系数量与最大联系数比值标定, m为区域物流网络间实际联系数量, n为单元总数 ( n = 99 )
点入度 C i i n = j = 1 n r i j = j = 1 99 r i j 式中: C i i n C i o u t分别表示行政单元 i作为起点与终点的所有边权数之和,反映区域物流联系的点入强度与点出强度; r i j r j i分别为单元 i j j i的物流引力
点出度 C i o u t = j = 1 n r j i = j = 1 99 r j i
度数中心度 C D i = C i i n + C i o u t 2 ( n - 1 ) = j = 1 99 r i j + j = 1 99 r j i 196 式中: C D i为区域物流有向网络中行政单元 i出入度与其他可能 ( n - 1 )个单元的最大联系数的比值,反映区域物流联系能力,用于判断行政单元 i是否处于网络中心位置, C D i = 0则表示该单元为网络孤立点
接近中心度 C P i = n - 1 j = 1 n d i j = 98 j = 1 99 d i j 式中: C P i为行政单元 i j之间最大联系数与最短路径和的比值,有向网络中分为外接近中心度和内接近中心度,反映节点在网络中的连通性与独立性; d i j为行政单元 i j最短路径
对称性链接 L S T = r i j - r j i r i j + r j i 式中: L S T为区域物流流向强度的评估性指标, - 1 L S T 0,表示物流要素从行政单元 i净流向 j,若 0 L S T 1,则为 j净流向 i
中介中心度 C B i = j = 1 n l = 1 m g i j l 式中: C B i为总物流网络联系度,用于判断行政单元 i对其他单元间物流联系的控制能力; g i j l为区域物流网络中任意两个行政单元间最短路径经过单元 i的数量

2.3 作用机制分析

结合已标定的区域物流空间网络,以湖南省99个县级行政单元相关指标面板数据为基础,运用二次指派方程,计算矩阵相关系数,多因素识别地域关系、经济发展、基础条件与物流价值对区域物流空间网络结构演变的作用机制。首先,以99个县级行政单元的空间地域关系,设计邻接矩阵 X 0。其次,以11个指标的变量属性,构造差异阵 X k ( k = 1,2 , , 11 )。再次,建立二值化矩阵方程 Y = f ( X 0 , X k ),以此表示区域物流空间网络关联强度矩阵,进行自变量分析。最后,导入Ucinet进行QAP相关性分析,设置随机置换次数求解,以标定各因素对区域物流空间网络的驱动效应。

3 湖南省区域物流空间网络结构

3.1 网络标定

3.1.1 物流综合能力评估

按式(3)标定湖南省各县级行政单元物流综合能力,将全省物流网络节点划分为核心、次核心、重点、次重点、边缘区域,各年份计算结果统一以ArcGIS相同规则下的自然断裂法区间取值,并绘制2010、2014、2018和2022年湖南省区域物流综合能力空间分布图(图1)。结果显示:①核心区域物流综合能力最高,在[0.360,0.933]区间波动,均值为0.702。各年份数量不超过3个,长沙市唯一固定,年均物流综合能力达0.914,远高于其他行政单元。邵阳市与岳阳市在核心与次核心区域间变换,物流综合能力远低于长沙市,但明显高于其他行政单元。②次核心区域物流发展水平较高,4个特征年均值分别为:0.274、0.277、0.294、0.271,先增后减,2022年最低;各年份数量保持9~10个,2018年前县级单元仅有长沙县;娄底市与湘潭市在次核心与重点区域间频繁转变。③重点区域物流综合能力相对较好,数量维持在8个左右,以张家界市、醴陵市以及长沙市下辖县市为主,年均物流综合能力在0.09上下波动;吉首市变化最大,13年间物流综合能力由0.102持续增至0.240,且由次重点跨级转变为次核心区域,是湖南省西部与中东部物流联系的重要节点。④次重点区域物流发展水平一般,数量多、占比高,该类行政单元占全省比重约45%,聚集于湘中南、东北与中部,多为长株潭“3+5”城市群节点,汨罗市、韶山市、衡南县等较突出。⑤边缘区域物流综合能力较低,数量占比1/3以上,以湘西、南省际边缘区为主,地理位置偏远且物流资源稀少,区域物流整体竞争力低。可见,湖南省区域物流综合能力呈现显著的时空分异,长沙市是核心且向外“环形递减”,长株潭“3+5”城市群带动效应明显,区域物流发展水平较低城市数量多,占比近80%,西部边缘区域文旅资源富集,物流发展潜能巨大。
图1 湖南省区域物流综合能力空间分布演变

Fig.1 Comprehensive capacity of regional logistics in Hunan Province

3.1.2 物流联系强度测算

按式(4)测算湖南省县级行政单元物流联系强度值,同时将其按数值由高到低划为5个级别,并以单元接受与辐射能力表示对内与对外联系情况绘制2010、2014、2018和2022年湖南省区域物流网络联系强度空间分布图(图2~图3)。从中看出:①全省区域物流网络联系强度有差异,2010—2022年内外均值分别为0.034与0.065,其中对外联系明显强于对内联系。各年份形成4851个单元联系对,一级至五级联系对数占比依次为0.11%、0.54%、1.24%、5.04%、93.06%,强度比为11.46%、16.73%、15.68%、24.97%、31.15%,二者反向差异大,表明湖南省区域物流网络空间协调性欠佳。②对内联系上,呈现以长沙为核心,周边区域多点交织辐射网络形态。物流联系强度值随级别缓慢增加,一级到五级均值分别为0.003、0.007、0.007、0.008、0.009。其中,一级联系以核心区域居多,表现为数量少、度值高,自2018年起出现次核心区域联系对;二级、三级联系以次核心与西部重点区域、重点区域间跨界限连接为主,区域物流联系距离效应减弱,对数为0.80%与1.97%,强度为19.36%与19.94%,演变上均为先增后减,各级对数高峰值为2017年,强度高峰值为2016与2018年;四级、五级联系多为次重点与边缘区域的远距离连接,平均对数分别为339对与4365对,平均强度占比分别为24.55%与27.54%,区域物流两级联系数量大、强度弱,边缘区域间互动密度与质量演变上升。③对外联系上,形成以核心区域为中心的轴幅式网络结构,区域物流节点聚集显著。一级至五级单元强度均值比依次为63.72%、21.99%、10.75%、3.40%、0.14%,较之0.08%、0.29%、0.52%、3.09%、96.02%的对数占比反差鲜明,区域物流联系强度作用效果差异明显。其中,一级联系主要体现在长沙市及邻接行政单元间,对外联系2010年为3对,其他年份在长沙与宁乡、长沙与株洲对间切换,保持4~5对;二级、三级联系以长株潭“3+5”城市群节点为主,对数与强度均值分别为14对与25对、0.01与0.009,趋势上先增后减,高峰值均为2017年;四级、五级联系多与次重点及边缘区域相关,两级联系总对数与强度占比为96.58%与51.85%,表明湖南省区域物流对外弱连接充斥,低质量互动占据主体。综上可见,整体上湖南省区域物流网络层级性显著、协调性欠佳,内外联系均由弱连接主导。全省已形成以长沙为核心的长株潭“3+5”城市群物流联系密集区,呈现为“一核多中心”格局。区域物流联系强度由中心向外围圈层式减弱,对内联系以远距离联系主导,边缘区域网络参与度高;对外联系单元聚集特征明显,距离依赖性强。
图2 湖南省区域物流网络对内联系强度空间分布演变

Fig.2 Strength of internal connections in the regional logistics spatial network of Hunan Province

图3 湖南省区域物流网络对外联系强度空间分布演变

Fig.3 Strength of external connections in the regional logistics spatial network of Hunan Province

3.2 基本特征

3.2.1 Kernel密度估计物流聚集与分化

本文基于Kernel密度估计分析2010-2022年湖南省区域物流的集聚特征与分化程度(图略)。整体发展上,各年份核密度曲线均为单主峰与多侧峰并存,表明湖南省区域物流空间网络呈现整体极化与多级分化演变规律。曲线走向上,随时间延展扁平化且有右拖尾趋势,意味着全省县级行政单元物流综合能力空间差距明显。波峰态势上,2021年最高核密度值达峰,随后曲线水平宽度减小,侧峰数量由4个减至3个,主峰垂直高度总体上升,表明全省区域物流水平差距缩小,空间分布不均衡得到改善。节点变迁上,主峰与多数侧峰均位于物流综合能力低于0.359区段,以边缘、次重点与重点区域居多,次核心区域数小幅增加,表明物流综合能力较低区域逐渐向核心与次核心区域靠拢,区域物流聚集态势明显,发展潜能巨大。

3.2.2 物流冷热点格局

本文采用Getis-Ord Gi指数分析并绘制2010、2014、2018和2022年湖南省区域物流冷热点空间分布演变图(图4)。从中看出,2010—2022年湖南省区域物流Gi-zscore值均在1.21以上。其中,热点区由长株潭城市群组成单元占据,物流综合能力高、聚集态势强;次热点区以环洞庭湖经济圈组成单元与衡阳市、邵阳市等湘中片区为主,多与区域物流发展次核心及次重点区域相匹配,变迁不大;过渡区包含郴州市、祁阳市等湘南区域及长株潭“3+5”城市群管辖县域,行政单元总数最多,2014年后慢慢减少;次冷点与冷点区以次重点与边缘区域为主,其物流发展受限于地理区位、经济条件等因素,Gi-zscore值均为负值,表现为低值聚类。可见,长株潭城市群区域核心影响显著,始终为全省物流热点区,西部及边缘地区物流发展相对落后,但中东部和西部的物流聚集能力强于其他地区。
图4 湖南省区域物流冷热点空间分布演变

Fig.4 Hot and cold spots of Hunan province regional logistics

4 湖南省区域物流空间网络结构演变

4.1 网络结构变迁轨迹

4.1.1 网络状态

结合表2,运用社会网络分析的聚类系数、网络密度、连接线数等考察湖南省区域物流空间网络联系强度,以刻画其状态特征与变迁轨迹(图5)。
图5 湖南省区域物流空间网络状态轨迹

Fig.5 Status trajectory of regional logistics spatial network in Hunan Province

整体态势上,2010—2022年湖南省区域物流空间网络的聚类系数、网络密度和连接线数分别由0.725减至0.716、0.147升至0.154、1425条增至1497条,网络联系趋于密化,物流聚集性加强,但程度减弱,网络覆盖范围扩大。演变趋势上,3个指标均随时间起伏。以特征年为界的3个时段,聚类系数增长率分别为1.4%、-1.1%与-1.5%,2014年后负增长,速率逐年提升,区域物流网络聚集程度变弱;网络密度值极差为0.014,2019年后持续增长;连接线数增波动规律近似网络密度,2022年达到峰值1497条,全省区域物流网络连线密集程度加强。可见,提升网络集聚度是湖南省区域物流未来发展的关键方向,结合全省实际,应从交通基础设施完善、偏远地区物流需求刺激等方面着手。

4.1.2 网络格局

本文基于物流联系强度与Ucinet分析,计算节点核心度以划分区域物流网络核心、半边缘、边缘圈层(图6)。从中看出:①湖南省区域物流地域集中性强,网络时空演变有规律。除怀化、吉首、张家界外的其他地级市以及宁乡市、长沙县稳定为网络核心圈层组成单元,形成多核主导的“核心—半边缘—边缘”三层级半圈网状结构,13年间各圈层连接密度差异增大,均值分别为3.28、1.94、0.93,核心度由3.30、1.99、0.92变化至3.11、2.48、0.72,全省区域物流空间网络由分异聚集向“核心—边缘”格局演变。②整体网络马太效应明显,且随时间推移,圈层间差异变小。核心圈层仅在2010年加入怀化市与湘潭县;半边缘圈层以二、三级物流联系强度区域居多,包含张家界市、冷水江市以及长株潭“3+5”城市群所辖县级行政单元;边缘圈层由湘南、湘北及湘西次重点、边缘区域组成。2022年,华容、南县、平江等8个行政单元由边缘圈层升级为半边缘圈层,表明半边缘圈层有规模扩张态势,区域物流关联程度显著增强。③湖南省区域物流呈现核心溢出与区位邻近演变规律,作用要素显性空间转移。其中,2010—2014年核心与边缘圈层连接密度小幅增加,区位邻近作用显著,半边缘圈层负增长,圈层间差异增幅先升后降,物流要素空间转移刺激性增强;2014—2018年反向演变,核心与边缘圈层密度增速下降,半边缘圈层受溢出效应影响最大,增速在2014年触底反弹开始正向拉升;2018—2022年核心圈层持续发挥强力溢出作用,核心与半核心圈层、半核心与边缘圈层间差异增幅继续拉大,到2022年,分别达到-49.19%与64.49%,半边缘圈层物流网络连接密度增幅较之前期增长近8倍,作用要素空间转移动力增强,引领物流空间网络格局变迁。由此可见,提升节点核心度,打造多元核心圈层并强化其主导效应,缩小圈层差异,增加地域、区位与物流要素作用效能,规律性展现联系强度是全省区域物流网络结构平衡的重点发展方向。
图6 湖南省区域物流空间网络核心-边缘结构演变

Fig.6 Evolution about core-edge of regional logistics spatial network

4.2 网络节点演变趋势

4.2.1 节点出入联系强度

根据表2,计算网络节点出入度 C i i n C i o u t),分段展现湖南省区域物流行政单元连接能力演变趋势。由图7可知:①湖南省区域物流空间网络延伸性与覆盖度持续扩张,整体结构均衡化。研究期间物流节点出入度总值均为1402,由核心圈层区域主导,虹吸与溢出并存,核心圈层对边缘圈层物流辐射能力、半边缘圈层区域物流集散水平增强,但趋势减弱。②研究前期,圈层间出入度总值差异扩大,网络失衡。各圈层出入度总和增幅为5.6%、29.4%、6.3%,核心圈层出度与入度增加28与6,邵阳市、益阳市、永州市、长沙县等带动性最强。半边缘圈层平均入度减少0.8,区域物流吸引能力弱化。边缘圈层出度与入度减少10与5,0值行政单元数量每年相同,可见网络覆盖范围未变,但物流聚集与辐射能力减弱。③研究中期,核心向边缘传递效能增强,物流网络局部均衡。出度与入度差值上,核心、边缘圈层同比增长6.3%与12.1%,半边缘圈层降低24.2%。出度与入度总和上,核心圈层分别减少19与45,半边缘圈层增长8.5%与3%,前者区域物流辐射和聚集能力减弱,后者增强;边缘圈层入度总和增加4.9%,仅龙山县、通道侗族自治县入度为0,其物流吸引能力与对内联系网络覆盖率逐步提升。④研究后期,各圈层物流网络辐射与聚集能力持续变化,要素空间转移深化。核心、半边缘、边缘圈层出入度总和为372、-45、-327,较2010年均有减少,网络节点演变趋向均衡。核心圈层集聚增强,入度增大28;半边缘圈层辐射和聚集能力均稳步提升,核心溢出效应明显,出度与入度分别增长38.8%与32.8%;边缘圈层出度和入度为0的行政单元数量分别减至24个与1个,该层内外联系网络覆盖范围均有扩大。综上可见,结构均衡与圈层差异是全省区域物流网络节点出入联系强度的整体表征,均衡节点出入度、增强核心圈层聚集能力、维持核心圈层溢出效应、强化网络覆盖效能是未来全省区域物流行政单元连接能力稳定演变的基础。
图7 湖南省区域物流空间网络节点出入度分布演变

Fig.7 Trends about entry and exit of nodes in regional logistics spatial network

4.2.2 中心节点连接力

根据表2,本文以度数中心度 C D i)度量区域物流网络节点中心程度,判别中心点与孤立点(度值为0)并映射节点连接能力。图8展示了2010—2022年湖南省区域物流空间网络节点度数中心度排名前15的行政单元变化。
图8 2010—2022年湖南省区域物流空间网络节点度数中心度排名前15的行政单元

Fig.8 Node centrality of regional logistics spatial network (top 15)

总体上,2010-2022年湖南省区域物流空间网络中心节点连接能力强势演变,中心度持续增长,其中2022年总平均值达到0.154,较2010年增幅达5.05%;孤立点逐年减少且参与系统构成,整体网络结构趋于成熟,节点重要度协同提升。具体来看,核心圈层区域为全省区域物流网络中心点,度数中心度常年靠前,长沙市始终最高,13年间均值为0.621,高于第2名约12个百分点,核心领先地位突出。圈层上,研究前、中、后期,核心圈层度数中心度均值分别为0.145、0.143、0.146,节点连接能力小幅变化;半边缘圈层节点表现为先减后增,中心度维持在0.21左右;边缘圈层节点度数中心度均低于0.179,连接能力总体提升。节点上,中心点整体变迁不大,以度值排名前15区域为主,县级行政单元中长沙县、宁乡市始终位列其中,张家界和吉首为西部片区中心节点。孤立点皆位于区域物流网络边缘圈层,地域分布演化规律与点入度一致。所有年份物流孤立点不超过4个,通道县唯一全时段孤立,可见其区域物流节点连接力与网络融入性较差,应作为未来政策重点扶持对象。总体上,全省区域物流网络中心点与孤立点的形成与湖南省区域物流发展政策支持、核心设施、节点区位等有强关联性,如综合交通与物流枢纽规划、示范性物流园区与产业集群布局等,提升节点连接能力、增加节点中心度能有效支撑湖南省区域物流网络的持续演变。

4.2.3 节点物流连通度

根据表2,计算节点接近中心度 C P i),以示网络节点可达与延伸性(表3)。内接关系上,总接近度维持在3.65左右,圈层间差异不大,但孤立点连通性较弱,度值均为0.01,区域网络对内联系网络较为通畅稳定。外接关系上,全省区域物流对外联系网络连通度与外延性向好,外接近度均值由0.128稳步增至0.192。长沙市外延引领能力最强,外接近度13年来增长65%,是网络枢纽节点。各圈层对外连通度均提升,均值为0.283、0.248与0.142,可见核心、半边缘圈层连通度优于边缘圈层,且差距逐步拉大。可见,湖南省区域物流网络节点连通性在内外关系、节点性质与圈层属性上有差异,这与全省区域物流要素流动密度、专业化物流需求、物流产业规模等密切相关,因此从节点连通度上加大物流网络的可达性与延伸性是关键。
表3 区域物流空间网络节点接近中心度演化历程

Tab.3 Evolution of node proximity centrality about regional logistics spatial network

年份 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022
内接近中心度 核心圈层 0.038 0.039 0.039 0.038 0.036 0.035 0.034 0.038 0.036 0.038 0.038 0.041 0.039
半边缘圈层 0.038 0.039 0.039 0.038 0.036 0.035 0.034 0.038 0.036 0.038 0.038 0.041 0.039
边缘圈层 0.036 0.037 0.037 0.036 0.035 0.034 0.033 0.037 0.036 0.037 0.037 0.040 0.038
外接近中心度 核心圈层 0.185 0.185 0.185 0.227 0.186 0.292 0.293 0.293 0.296 0.414 0.413 0.416 0.293
半边缘圈层 0.172 0.171 0.171 0.206 0.171 0.255 0.254 0.256 0.258 0.348 0.346 0.353 0.260
边缘圈层 0.103 0.104 0.105 0.123 0.102 0.142 0.140 0.148 0.146 0.196 0.196 0.201 0.142

4.3 网络群向分布与路径演化

4.3.1 子群链接与流向强度

运用Ucinet划分凝聚子群,提取最大引力线,以表2计算对称性链接 L S T)评估物流资源群向分布与流向强度。由图9可知:①2010年,子群1密度最大,位于湖南省北部与东北部,包含长沙、岳阳等6个核心圈层,环洞庭湖布局,子群北部对接长江经济带,南端融合长株潭都市圈,物流资源汇集且溢出丰富,链接性强,与邻省交流频繁,形成高效子群;子群2以湘中片区为主导,地理空间显著聚集,区域物流联系较为紧密;子群3集中于西北部,面积大且多为发展相对偏后地区,远离核心圈层,群向链接效率不高;子群4由南部与西南部省际边缘区域组成,以边缘圈层节点为主,交通末梢短板明显,连通受限,区域物流联系紧密性较差。②研究前期,子群1呈现南缩西扩格局,长沙市及其所辖县级行政单元、益阳市退出,常德市所辖西部县市以及张家界市进入。子群2所含核心圈层单元数量增至13个,发展为链接密度最大子群,形成以长株潭“3+5”城市群为核心的区域物流联系密集区。子群3范围缩小,成员数量由24个减至16个,洪江市、吉首市等8个单元退出后加入子群4,子群3和4群向分布分散,链接效率弱化。③研究中期,吉首市、隆回县加入子群1,岳阳与常德市转为子群2,其区域较前期更为分散。子群3、4间大量成员互换,保靖县等12个单元自子群3退出后进入子群4范围,两子群区域物流聚集与边缘化特征明显。④研究后期,4个子群形成较为清晰的地域分割形态,呈“E”型分布。常德、益阳、岳阳等重回子群1,子群2核心地位稳固,东安、绥宁、永兴、资兴等加入子群3,龙山、隆回等5个单元进入子群4,子群3与子群4地理位置较2010年基本实现置换。子群间联系程度增加,整体群向链接效率发展态势向好。
图9 湖南省区域物流凝聚子群与最大引力线空间分布演变

Fig.9 Condensed subgroup and maximum gravitational line distribution of regional logistics

进一步地,考虑节点联系强度差异及出入度效应关系,令出度大于、等于与小于入度,分别对应流出型、等效型与流入型3种物流节点单元类型,以此考察全省区域物流引力布局与资源流向。由图10可知:①引力布局上,区域物流链接原则改变,整体分布结构趋于稳定。2010年,子群1最大引力线数量最多,达24条,子群3与4最大引力线主要由湘西与湘南行政单元区域承载。除江永县和江华瑶族自治县外,其他流入与等效型单元均与其邻近流出型单元联系最为紧密,最大引力线以邻近链接原则布局。演化前期,区域物流空间网络重心转移至子群2,其最大引力线数量居首,达65条,子群3物流联系承载规模下降,吉首市承接最大引力线转入子群4。各行政单元间出现远距离链接,如龙山县最紧密联系城市为长沙市。演化中期,子群1最大联系规模缩小,子群2增加了交汇于岳阳市和常德市的最大引力线,子群3与4最大引力线承接单元互换。以就近择优链接为导向,所有流入、等效型单元最大引力线均指向流出型单元。演化后期,指向岳阳市与常德市的最大引力线回归子群1,子群4最大联系线增加,慈利县和临澧县成为最大引力线节点单元,部分单元类型转换未改变其链接规则与紧密程度,如桑植县与张家界市。②资源流向上,最大引力线物流要素以“流出→流入”单流向为主,双向流动对数少且流量不均衡。4个特征年份的双向流动对数均呈现先减后增趋势,表明全省区域物流网络最大引力线物流资源互惠性增强。
图10 湖南省区域物流空间网络节点中介中心度分布演变

Fig.10 Intermediary centrality of regional logistics spatial network node

综上可见,区域产业特性、交通条件、政策导向、市场主体实力等不均决定区域物流需求,全省99个县级行政单元区域物流随空间网络变迁为不同子群,长沙市是核心圈层,凝聚子群由交叉分散、混合聚类向集中布局转变,区域物流演变为地域邻近且边界清晰的四大子群。研究期内长沙市由子群1转变为子群2,子群3和4边缘化趋势明显,省域县级行政单元间物流地理聚集特征显著,群向链接就近择优深化,最大引力线距离效应减弱,网络交互效应提升。

4.3.2 网络中介度

根据表2,计算网络节点中介中心度 C B i),判断其对其他节点物流联系控制能力,以展现网络路径演化规律。由图10可知,2010—2022年湖南省区域物流网络节点中介中心度总和持续增长,由7259增至7732,增幅达6.52%,总体物流资源控制能力加强。其中,长沙市中介中心度远远领先于其他区域,年均为1025,与其后一位单元的差距由355缩小至297,表明其全省区域物流空间网络枢纽地位稳固,控制着各行政单元间物流联系的发生,但对物流资源核心配置能力减弱。边缘圈层中介中心度增加明显,由750到861,中心节点与组织数量逐年增多,覆盖范围持续扩张。片区物流资源控制中心由2010年的5个增至2014与2018年的7个,到2022年达8个,表明湖南省区域物流空间网络随时间由单核引领演化为“一核多点”格局。

5 湖南省区域物流空间网络作用机制

按2.3节构造的差异矩阵,以考虑地域要素的邻接关系与表1中指标为基准,二值化处理后,运用QAP方法回归分析得到判定系数Adj-R2处于[0.275,0.311]区间,整体拟合效果较好,回归稳健(表略)。具体而言,湖南省区域物流空间网络作用机制主要表现为:①物流联系受地域正向作用强,网络邻近效应好。地域关系是空间网络形成演变与关联作用的主因。物流要素交互受地域限制小,溢出效应高,引导边缘区域与邻近核心单元间的物流联系最大化。②经济发展积极作用于全省区域物流空间网络,指标间效果有差别。其中,人均GDP差异相关系数随时间波动变化,前期差异显著且作用正向,表明经济发展有效促进物流资源高向低输出,至2022年差异系数转负,后期反向驱动且程度减弱,说明区域经济差距缩小对物流均衡化有效果;第三产业增加值差异的影响不稳定,多数年份系数不显著且为负,仅2016年正向,反映服务业集聚对物流网络有短期拉动效应,意味着产业结构的变迁平衡了全省区域经济增速,有利于物流空间网络的均衡演变;居民人均可支配收入差异始终为反向作用,区域物流的业务需求、资源流动、经济拉动等与城市居民购买力以及收入支配力作用相悖,引导物流空间网络的衔接与聚散。③基础条件是区域物流空间结构形成的基本保证,有效促进网络的可达、连接与延伸。其中公路通车里程数、邮电业务总量与移动电话用户数差异等正向关联,互联网宽带用户数与物流从业人员差异则为负,表明节点物流基础设施布局越完善其物流竞争力越高,邻近区域差异越小越能促进区域物流空间网络复杂化与均衡发展。④物流价值有效展现区域物流规模效益,提升其发展质量。所有差异指标均反向作用于区域物流网络演化,农林牧渔业总产值与公路货运量差异的影响程度相反,前增后减;物流产业增加值差异关联度随时间起伏,2020年后减小,表明区域物流整体水平在提升,网络扩散效应较好,但由于物流产业自身差异驱动效应显著性较弱。

6 结论与建议

6.1 研究结论

本文以省域县级行政单元为区划基准,首先综合面板统计与地理信息数据,挖掘2010—2022年湖南省区域物流发展关联指标,并结合熵权法、优劣解距离法与引力模型设计全省县级行政单元物流综合能力与联系强度评估体系,标定区域物流空间网络结构;然后运用Kernel核密度、Getis-Ord Gi指数探究区域物流聚集分化与冷热点格局;最后构造ArcGIS空间分析、社会网络分析与二次指派方程综合系统,揭示了湖南省区域物流空间网络演化规律与作用机制。主要结论如下:
①湖南省区域物流综合能力时空分异,空间网络层级显著,聚集与分化特征明显。物流联系强度由中心向外围圈层式减弱,呈现出以长沙为核心向外“环形递减”格局,距离效应强;物流网络多级分化,整体形态表现为“一核多中心,弱链接主导”,呈聚集态势;长株潭城市群构成物流强势聚集区域,全省中东部和西部是物流发展热点区。
②湖南省区域物流空间网络向联系密化、覆盖扩张、整体均衡、节点通达、资源聚集趋势演化。具体来看,区域物流空间网络总体密化,表现为物流聚集性加强,程度减弱,网络覆盖扩大。网络结构由“一核多点”局部聚类向“核心—半边缘—边缘”三层半圈网状格局转变,核心溢出与区位邻近明显,结构趋于成熟与均衡,“马太效应”减弱。网络联系通畅,中心单元连接力强,由核心圈层主导,虹吸与溢出并存;孤立单元内接性弱,位于网络边缘圈层,数量少物流联通性差。区域物流资源联系程度增加,群向链接效率发展态势向好,物流要素聚集特性凸显,网络总体物流资源控制力强。
③湖南省区域物流空间网络结构演变以地域关系为主驱动力,同时受经济发展、基础条件与物流价值等差异因素协同交互作用。全省区域物流联系受地域影响强,网络邻近效应好;经济指标作用积极,支撑区域物流的资源输出与联系密化;设施布局是结构演化的基础保证,拉动网络的可达与延伸;行业能力表征区域物流价值能力与规模效益,促使其高质量发展。

6.2 对策建议

①加快构建湖南省区域物流一体化协同网络。充分发挥区域物流网络核心节点带动作用,强化长沙核心向外“环形递减”的网格格局,内外兼顾、以强带弱、均衡发展;持续加大交通建设投入,加强公路运输与其他运输方式的无缝衔接与设施配套,打造高效的区域物流协同网络。
②扶持边缘区域与孤立单元,强化区域物流覆盖范围,提升聚集程度。以核心、次核心或者中心单元为拉动点,打造多元核心圈层并形成主导,加大对其周边边缘与孤立单元的发展投入,提升网络联系强度与单元吸引力,全力培育核心溢出与区位邻近效应,扩展与完善物流网络结构;同时出台基础设施升级专项补贴、数字化平台建设补助及末端物流节点网络覆盖支持等优惠政策,推广网络货运平台接入、自动驾驶应用等新兴技术,鼓励孤立单元打破区位壁垒,增强全省区域物流网络链接积极性。
③挖掘物流潜力单元功效,凸显产业特色,打造融合行业特性与地域优势的子群网络。充分利用核心单元的独特地域物流优势,如特色农产品、旅游资源、冷链物流、商贸配送等,借助高新技术产业搭建物流信息共享平台,带动周边单元创新升级,推动区域物流网络由局部聚类向层状网络深化拓展。
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