国际期刊投稿平台
登录 | 注册
当前位置: 首页 > 经济管理前沿 > 突发冲击下的中国主要城市群经济网络结构研究—基于改良经济引力模型与复杂网络方法
经济管理前沿

经济管理前沿

Frontiers in Economics and Management

  • 主办单位: 
    未來中國國際出版集團有限公司
  • ISSN: 
    3079-3696(P)
  • ISSN: 
    3079-9090(O)
  • 期刊分类: 
    经济管理
  • 出版周期: 
    月刊
  • 投稿量: 
    4
  • 浏览量: 
    1211

相关文章

暂无数据

突发冲击下的中国主要城市群经济网络结构研究—基于改良经济引力模型与复杂网络方法

Research on the Economic Network Structure of Major Urban Agglomerations in China Under Sudden Shocks —Based on the Improved Economic Gravity Model and Complex Network Approach

发布时间:2026-06-15
作者: 张子健 ,郭蕊 :云南财经大学国际工商学院 云南省昆明市; 吴静 :云南财经大学物流与管理工程学院 云南省昆明市; ZHANG Zijian ,GUO Rui :School of International Business and Administration, Yunnan University of Finance and Economics Kunming; WU Jing :School of Logistics and Management Engineering, Yunnan University of Finance and Economics Kunming;
摘要: 本文基于改良引力模型与复杂网络方法,构建中国主要城市群2012到2021年的经济联系网络,并从网络密度与中心性等维度分析其结构演化特征。研究发现,不同城市群经济网络结构存在显著异质性,主要表现为核心带动型、多中心或双中心驱动型以及相对均衡型等不同模式;核心城市普遍承担辐射和中介作用,是维持城市群经济联系的重要支撑;在突发事件冲击下,不同城市群的网络韧性呈现明显分化,联系更紧密、核心节点更稳定、次级节点支撑更完善的城市群通常具有更强抗冲击能力。据此,应从优化节点体系、增强内部联通和提升网络韧性等方面推进城市群高质量发展。
Abstract: Based on the improved gravity model and complex network approach, this paper constructs the economic connection network of major urban agglomerations in China from 2012 to 2021, and analyzes the characteristics of its structural evolution from the dimensions of network density, centrality and so on. The results show that there exists significant heterogeneity in the economic network structure of different urban agglomerations, which is mainly manifested in different patterns such as core-driven, polycentric or dual-center driven, and relatively balanced types. Core cities generally undertake radiation and intermediary roles, serving as important supports for maintaining economic connections within urban agglomerations. Under the impact of sudden events, the network resilience of different urban agglomerations shows obvious differentiation. Urban agglomerations with closer connections, more stable core nodes and better support from secondary nodes usually possess stronger anti-shock capability. Accordingly, the high-quality development of urban agglomerations should be promoted by optimizing the node system, strengthening internal connectivity and improving network resilience.
关键词: 城市群;经济网络结构;改良引力模型;复杂网络;网络韧性
Keywords: urban agglomeration; economic network structure; improved gravity model; complex network; network resilience

引言

城市群是我国经济活动高度集聚和区域协同发展的重要空间单元,也是承载人口流动、产业分工、资本配置和技术扩散的核心区域。随着区域一体化进程不断推进,城市之间的经济联系日益突破行政边界,城市群内部逐步形成以核心城市为引领、节点城市协同联动的经济网络结构。城市群经济网络的紧密程度、层级关系和结构稳定性,不仅影响区域资源配置效率和产业链协同水平,也直接关系到区域经济体系的韧性与可持续发展能力。

现有关于城市群空间结构的研究,主要集中于空间形态识别、静态格局测度和网络联系分析三个方面。前两类研究多从城市规模分布、集聚程度和空间形态等视角展开,能够反映城市群发展的总体格局,但对于城市之间经济联系的方向性、层级性和传导机制揭示相对有限。相比之下,复杂网络分析方法能够将城市之间的经济联系置于整体网络中进行考察,更适合分析核心节点、边缘节点和中介节点的作用差异,从而为理解城市群经济联系的组织方式提供新的研究视角。

从现实情况看,不同城市群在经济网络结构上存在显著差异。有的城市群网络联系紧密、核心城市辐射能力较强,能够带动周边城市共同发展;有的城市群则呈现出较为明显的核心—边缘结构,网络联系的均衡性和稳定性相对不足。尤其在突发事件冲击下,不同城市群在经济联系强度、节点功能发挥和网络韧性方面表现出更为明显的分化特征。这说明,研究城市群经济网络结构的演化规律,不仅有助于把握区域经济联系的基本特征,也有助于理解城市群在外部不确定性条件下的适应能力与抗冲击能力。

基于此,本文以中国主要城市群为研究对象,将城市视为网络节点,将城市间经济联系视为有向边,运用改良引力模型测度城市之间的经济联系强度,并结合熵值法测算城市综合经济质量,构建城市群经济联系网络。在此基础上,借助复杂网络分析方法,从网络密度、中心性等维度对主要城市群经济网络结构及其演化特征进行比较研究,重点考察不同城市群在突发事件冲击下所表现出的结构差异与韧性特征。本文的研究有助于从经济联系网络视角深化对城市群发展的认识,并为优化区域协调发展格局、提升城市群整体抗风险能力提供参考。

一、文献回顾与研究假设

(一)城市群经济网络结构的异质性

现有研究表明,城市群经济网络并非同质化存在,不同城市群在网络密度、中心性、核心—边缘结构等方面存在明显差异。王禹等基于修正引力模型和社会网络分析发现,西部不同城市群在网络成熟度、辐射范围和结构形态上具有显著差别,但均表现出核心城市主导特征。王晓靓等对中原城市群的研究也指出,城市间经济联系和节点传递能力存在明显分化,边缘城市对外联系相对薄弱。李博轩等则发现,交通条件改善会促进城市群由单核心向网络化结构演进。这说明,受经济基础、区位条件、交通通达性和产业分工影响,不同城市群会形成不同的经济网络结构。基于此,提出如下假设:

H1:不同城市群之间的经济网络结构存在显著异质性。

(二)核心城市的辐射与中介作用

已有研究普遍认为,核心城市在城市群经济网络中具有更强的资源集聚、经济辐射和联系传导功能。王钊等研究发现,长江中游城市群中的核心城市在网络中承担组织内部网络和连接外部联系的双重职能。张瑞、刘潇潇也指出,随着经济网络演化,核心城市的集聚和扩散作用不断增强。由此可见,核心城市通常在经济网络中占据主导地位,并具有更高的中心性和中介能力。基于此,提出如下假设:

H2:核心城市在城市群经济网络中具有显著的辐射和中介作用。

(三)突发事件冲击与网络结构分化

近年来,关于要素流动、数字经济网络和区域协调发展的研究表明,城市间联系强度与网络稳定性会随着外部环境变化而发生调整。胡艳、刘宁宁认为,数字经济空间关联网络有助于提升区域协调发展水平;彭海涛则指出,多要素流网络具有明显的动态性和非均衡性。这意味着,当突发事件冲击城市间人员流动、物流运输和产业协作时,部分城市群可能出现联系减弱、边缘节点弱化和结构分化加剧的现象;而网络基础较好、节点联系较紧密的城市群则更可能保持相对稳定。基于此,提出如下假设:

H3:突发事件冲击会削弱部分城市群的经济联系强度,并加剧核心—边缘分化。

H4:网络基础较好、次级节点较完善的城市群具有更强的经济网络韧性。

二、研究设计

(一)研究方法与模型构建

为刻画中国主要城市群内部城市之间的经济联系及其结构演化特征,本文采用改良引力模型与复杂网络分析的研究思路。具体而言,首先将城市群中的各个城市抽象为网络节点,将城市之间的经济联系抽象为有向边,据此构建城市群经济联系网络;随后利用复杂网络方法,从整体结构与节点地位两个层面对不同城市群经济网络特征进行分析。该方法能够突破单个城市规模比较的局限,更好揭示城市之间联系的方向性、层级性及核心—边缘关系。

在城市间经济联系测度方面,本文采用改良引力模型。相较于传统引力模型,改良模型在考虑城市综合经济质量与空间距离的基础上,引入GDP比重形成引力指数,以体现城市间经济联系的方向性差异。其中的为代表城市i与城市j之间的引力大小,表示i城市和j城市之间的引力系数,分别表示城市i和城市j的综合经济质量,表示城市i与城市j两者之间的空间距离。参考翟梦新等对人的研究,对十大城市群的综合经济质量M的衡量采用各城市地区生产总值、常住人口、当年实际使用外资金额、地方公共财政收入、地方公共财政支出、社会消费品零售额、职工平均工资以及金融机构年末存款余额8 个指标构建指标体系,对这8项指标的数据采用熵值法的形式来得到十大城市群中各个城市的经济质量指标。

(二)指标选取与变量说明

在综合经济质量测度方面,本文选取地区生产总值、常住人口、当年实际使用外资金额、地方公共财政收入、地方公共财政支出、社会消费品零售额、职工平均工资以及金融机构年末存款余额8项指标,构建城市综合经济质量评价体系。上述指标分别从经济规模、人口基础、对外开放、财政能力、消费水平、收入水平和金融资源等方面反映城市经济发展状况,能够较为全面地刻画城市在区域经济联系中的综合实力。综合经济质量指数采用熵值法测算,以降低主观赋权带来的偏差。

在网络指标选取方面,本文主要从整体和个体两个层面展开分析。整体层面采用网络密度衡量城市群内部经济联系的紧密程度,数值越高表明城市间联系越频繁、网络整体越紧密。个体层面主要使用中心性指标,包括度中心性、接近中心性和中间中心性。度中心性用于刻画城市与其他节点之间的直接联系能力,接近中心性反映城市触达其他节点的便利程度,中间中心性则用于识别城市在网络中的桥梁与中介作用。上述指标能够较好反映核心城市辐射功能、网络结构差异以及城市群在突发事件冲击下的韧性变化。

(三)数据来源与处理

本文以中国主要城市群为研究对象,样本期为2012到2021年。原始数据主要来源于各省、市统计局发布的统计年鉴,城市间距离采用高速公路时间距离进行测度。在数据处理过程中,首先对8项经济指标进行标准化处理,随后采用熵值法测算各城市综合经济质量指数;在此基础上,代入改良引力模型计算城市间经济联系强度,形成经济联系矩阵。进一步地,对引力矩阵进行“0-1”化处理:以矩阵每一行的平均值作为阈值,大于平均值的联系赋值为1,小于平均值的赋值为0,从而构建有向邻接矩阵。最后,借助Python中的NetworkX工具构建城市群有向经济网络,并计算网络密度及各类中心性指标,以比较不同城市群经济网络结构的演化特征及其在突发事件冲击下的差异表现。

三、实证分析

(一)主要城市群经济网络结构的总体比较

从网络密度看,不同城市群之间的经济网络结构存在显著差异。为避免正文中重复堆砌各年份长表,本文将原始结果压缩为关键年份比较。总体而言,山东半岛城市群的网络密度始终处于较高水平,长三角和川渝城市群表现出较强稳定性,珠三角居于中间水平,而京津冀与长江中游城市群的网络密度相对偏低,且样本后期下降更为明显。由此可见,中国主要城市群并未形成同质化的经济网络结构,而是在联系强度、网络成熟度和稳定性方面呈现明显分层。

表1主要城市群经济网络密度比较(关键年份)
城市群 2012 2019 2021
京津冀 0.18 0.16 0.11
长三角 0.20 0.21 0.23
珠三角 0.15 0.17 0.14
山东半岛 0.36 0.30 0.23
川渝 0.18 0.20 0.19
长江中游 0.11 0.14 0.12

由表1可见,山东半岛城市群在样本前期的网络密度明显高于其他城市群,说明其内部节点参与广泛、联系覆盖面较强;长三角城市群则在样本后期呈现持续上升趋势,2021年达到0.23,表明其内部经济联系并未因外部冲击而明显减弱;川渝城市群密度长期稳定在0.18-0.20之间,反映出较强的结构稳定性。相较之下,京津冀城市群由2012年的0.18下降至2021年的0.11,下降幅度最为明显;长江中游城市群虽在2019年短暂提升至0.14,但2021年仍回落至0.12,说明其网络联系相对脆弱。综合来看,主要城市群经济网络结构大致可分为三类:一是以京津冀、长江中游为代表的核心带动型网络,联系对少数中心节点依赖较强;二是以长三角、珠三角、川渝为代表的多中心或双中心驱动型网络,联系稳定性和扩散能力相对较强;三是以山东半岛为代表的相对均衡型网络,节点参与度较高,但其后期稳定性仍受外部环境影响。

(二)典型城市群核心节点的中心性特征

在网络密度之外,核心节点的中心性差异进一步揭示了不同城市群的组织方式。本文选取京津冀、长三角、珠三角、山东半岛和川渝五个典型城市群,对其代表性核心城市的关键指标进行压缩比较。总体来看,京津冀表现为典型的双核心带动,北京、天津在出度中心性和中间中心性上显著高于边缘城市;长三角则表现为多中心协同,上海、苏州、杭州等城市均具备较强辐射与中介功能;珠三角主要依靠广州和深圳双核心驱动;山东半岛虽然青岛较为突出,但整体均衡性较强;川渝则呈现成都、重庆双核并立的结构特征。

表2典型城市群核心节点中心性比较(2021年)
城市群 代表城市 加权出度 出度中心性 接近中心性 中间中心性
京津冀 北京 0.3339 0.56 0.22 0.07
京津冀 天津 0.1071 0.44 0.15 0.00
长三角 上海 0.8875 0.73 0.45 0.21
长三角 杭州 0.5112 0.47 0.49 0.11
长三角 苏州 0.6299 0.53 0.45 0.06
珠三角 广州 0.9725 0.50 0.25 0.11
珠三角 深圳 0.3973 0.63 0.17 0.07
山东半岛 青岛 0.0171 0.43 0.00 0.00
山东半岛 济南 0.0133 0.43 0.19 0.00
川渝 成都 0.1006 0.93 0.30 0.27
川渝 重庆 0.0612 0.93 0.18 0.01

表2显示,京津冀城市群中北京和天津的中心地位较为突出,但北京显著强于天津,说明该区域虽然存在双核心特征,但实质上仍表现出较强的首位集中倾向。长三角城市群则不同,上海、苏州、杭州的加权出度和中心性指标均较高,其中上海的辐射能力最强,杭州在接近中心性和中间中心性上的提升尤为明显,说明该城市群已形成多核心协同格局。

珠三角城市群中,广州和深圳共同承担核心功能,广州的加权出度明显高于其他城市,深圳则在出度中心性上保持较强优势,说明二者分别在辐射强度和网络连接方面发挥了关键作用。山东半岛城市群虽然青岛具有较高的出度中心性,但济南、潍坊等节点同样参与网络联系,说明其并非高度集中的单核心结构。川渝城市群中,成都和重庆的出度中心性均保持在0.93以上,表明双核心对区域内绝大多数城市都具有直接影响,这种结构有助于降低单一中心依赖。

(三)突发事件冲击下的结构分化与韧性差异

为进一步考察样本后期的结构变化,本文将2019和2021年作为对比区间,比较不同城市群在突发事件冲击下网络密度和核心节点中心性的变化。结果显示,外部冲击并未对所有城市群产生同方向影响,不同城市群的网络韧性存在明显差异。

表3突发事件冲击前后主要城市群网络变化
城市群 2019密度 2021密度 核心节点变化特征
京津冀 0.16 0.11 北京出度中心性由0.78降至0.56,天津中间中心性降为0
长三角 0.21 0.23 上海、杭州、苏州保持较高中心性,杭州加权出度继续提升
珠三角 0.17 0.14 广州、深圳核心地位稳定,整体密度波动有限
山东半岛 0.30 0.23 青岛出度中心性由0.86降至0.43,整体回落较明显
川渝 0.20 0.19 成都、重庆出度中心性基本稳定,网络整体波动较小
长江中游 0.14 0.12 武汉之外边缘节点较弱,整体联系有所回落

由表3可见,京津冀和长江中游城市群受冲击更为明显。京津冀不仅网络密度持续下降,北京的出度中心性也由0.78下降至0.56,天津的中间中心性在2021年已降为0,说明该区域在外部冲击下出现了明显的联系收缩和结构分散。长江中游城市群的网络密度也由0.14回落至0.12,显示其网络稳定性相对不足。

相比之下,长三角和川渝城市群表现出更强韧性。长三角城市群的网络密度不降反升,由0.21提升至0.23,上海、苏州、杭州等核心城市的中心性指标总体保持高位,尤其杭州的加权出度继续提升,说明多中心协同结构有助于维持网络稳定。川渝城市群的网络密度仅由0.20微降至0.19,成都和重庆的出度中心性依然保持在较高水平,表明双核结构在外部冲击下具有较强支撑作用。珠三角城市群虽然密度略有回落,但广州和深圳的核心地位总体稳定,整体恢复能力仍然较强。

值得注意的是,山东半岛城市群前期网络密度最高,但后期下降也较为明显,由0.30降至0.23,青岛的出度中心性由0.86下降至0.43,说明“均衡参与”并不必然意味着“高韧性”。其网络虽然覆盖面较广,但核心节点稳定性和外部环境适应能力仍可能受到产业结构和外向依赖度影响。由此可见,决定城市群经济网络韧性的关键,不仅在于网络是否均衡,更在于核心节点稳定性、次级节点支撑能力以及整体联系强度是否足够强。

总体而言,实证结果表明:不同城市群的经济网络结构确实存在显著异质性;核心城市普遍承担辐射和中介作用;突发事件冲击会使部分城市群网络密度下降、边缘节点弱化,从而强化核心—边缘分化;而联系更紧密、核心节点更稳固、次级节点支撑更完善的城市群,通常表现出更强的经济网络韧性。

四、研究结论与建议

(一)政策建议

1.优化城市群节点体系,降低对单一核心城市的过度依赖

实证结果表明,京津冀和长江中游城市群对少数核心城市依赖较强,边缘城市嵌入程度不足,样本后期网络密度下降更为明显。这说明,单中心依赖型网络虽然具有较强集聚效应,但整体稳定性相对较弱。因此,应在发挥核心城市带动作用的同时,着力培育次级节点城市和区域性枢纽城市,提升边缘城市的产业承接能力和网络参与能力,推动形成更加均衡的城市群节点体系,以增强网络整体稳定性。

2.完善城市群内部联通机制,增强经济联系强度

实证分析发现,长三角和川渝城市群之所以能够保持较强稳定性,与其内部节点联系较紧密、核心城市与周边城市之间形成较强经济联系通道密切相关;而联系较弱的城市群在外部冲击下更容易出现结构收缩。据此,应进一步完善城市群内部综合交通体系、产业协作机制和市场一体化建设,降低城市间要素流动成本,促进资本、劳动力、技术和信息在区域内高效流动,从而提高网络密度和整体协同水平。

3.以网络韧性为导向提升城市群抗冲击能力

样本后期比较表明,不同城市群在突发事件冲击下表现出明显分化。长三角、珠三角和川渝城市群表现出较强韧性,而京津冀、长江中游和山东半岛的网络回落更为明显。这说明,城市群抗冲击能力不仅取决于核心城市实力,也取决于联系强度、次级节点支撑能力和整体网络结构。因此,未来城市群发展应更加重视网络韧性培育,建立跨城市协同治理和风险应对机制,增强产业链、供应链和区域联系的连续性,推动城市群由规模扩张型发展向协同稳定型发展转变。

(二)局限与展望

受数据可得性和研究篇幅限制,本文主要基于统计年鉴数据和改良引力模型分析城市群经济网络结构,对信息流、产业链联系等多维要素的刻画仍显不足;同时,对网络演化影响机制和韧性形成机制的讨论还有待深化。未来可进一步引入多维要素流数据,并结合空间计量等方法,对城市群经济网络演化及其韧性提升路径开展更深入研究。

参考文献:

  1. [1] 刘宁宁,李召锴,沈星圻.新质生产力赋能淮海经济区制造业全球价值链攀升研究[J].商业经济,2026(01):48-51+72.
  2. [2] 王禹,许若尘,杜小戈,等.中国西部国家级城市群经济网络的同异性研究[J].城市学刊,2025,46(03):49-60.
  3. [3] 彭海涛.基于流空间的黄河流域甘肃段城市空间网络结构演变研究[D].兰州交通大学,2025.
  4. [4] 胡艳,沈忱.长江经济带城市群数字经济空间关联网络与区域协调发展[J].南通大学学报(社会科学版),2025,41(02):61-76.
  5. [5] 张瑞,张荆连.西部枢纽城市经济网络结构演变与驱动因素研究[J].中国储运,2025(03):76-77.
  6. [6] 王钊,崔悦,彭佳捷,等.全国—地方视角下长江中游城市群多尺度经济网络演化研究[J].人文地理,2024,39(06):89-97.
  7. [7] 王晓靓,秦青,王苗毅.中原城市群高质量发展的网络结构特征研究[J].内蒙古科技与经济,2024(22):23-27.
  8. [8] 李博轩,侯全华.高铁影响下关中平原城市群经济空间联系与空间结构演变研究[C]//中国城市规划学会,合肥市人民政府.美丽中国,共建共治共享——2024中国城市规划年会论文集(18区域规划与城市经济).长安大学建筑学院;,2024.
  9. [9] 翟梦新,陆玉麒,魏璐瑶.长三角城市空间联系网络时空特征及影响因素——基于修正引力模型[J].长江流域资源与环境,2025,34(07):1426-1440.
联系我们
人工客服,稿件咨询
投稿
扫码添加微信
客服
置顶