基于夜间灯光景观指数的城乡经济发展差异研究

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文章概要

着力推进城乡融合和区域协调发展是我国实现高质量发展的重要途径。城乡间的经济发展差异是影响城乡融合发展的重要因素之一。有效衡量城乡经济发展差异可为我国新型城镇化建设和可持续发展战略提供重要支撑。当前城乡经济发展差异研究存在两大痛点，一是乡镇尺度下的“城”和“乡”经济区分难度大，二是用于表征城乡经济的指标多局限于城乡收入水平这一单一维度，难以多方位衡量城乡经济发展差异。因此，本研究以福建1100余个乡镇为研究对象，基于国家统计局城乡划分代码对每个乡镇进行“城”和“乡”的科学划分，再利用夜间灯光遥感数据具有连续场表达的特性以及城市景观指数的概念，构建了一套夜间灯光景观指数（含七个指标），用于衡量福建城乡经济发展差异。结果表明，夜间灯光景观指数能够从经济总量、经济活动范围、经济发展均衡等多个维度有效地反映经济发展的分布特征和演化过程。同时，本研究也发现，在基础设施建设和产业结构转型的双重作用下，福建农村乡镇得到了快速的发展，进而使得福建城乡经济发展差异逐步缩小，但福建内陆农村乡镇的发展略迟于沿海乡镇。

研究方法

本研究以福建1100余个乡镇为研究对象，所涉及的数据包括国家统计局城乡划分代码和2000-2020年类NPP-VIIRS夜间灯光数据集（NPP-VIIRS-like NTL）。前者用于协助划分“城”“乡”范围，后者则用于构建夜间灯光景观指数以衡量各乡镇的经济发展水平。

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乡镇尺度的城乡分类

国家统计局城乡划分代码是以村（居委会）级为基础单元，考虑到乡镇内可能同时存在城和乡的村（居委会）级单元，本研究根据乡镇内城市单元的比重将乡镇划分为四类：城市（Urban Area，UR）、以城市为主的混合乡镇（Mixed Urban Area，MU）、以农村为主的混合乡镇（Mixed Rural Area，MR）、农村（Rural Area，RU）。

其中，Durban_i表示第i个乡镇内城市单元（村或居委会）的数量，而Di为第i个乡镇内的村或居委会数量。

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夜间灯光景观指数构建

三维景观指数已被广泛应用于数字表面模型以衡量城市水平和垂直发展空间的多个方面，而夜间灯光遥感数据已被视为可评价社会经济发展的有效数据，且其具有同数字表面模型相似的连续场表达，使得本研究可借鉴三维景观指数用于构建夜间灯光景观指数进行城乡经济发展差异分析。

具体而言，本研究共借鉴了常见的7个三维景观指数，并将其改造为夜间灯光景观指标，分别表征经济总量、经济覆盖范围、经济均衡性等七个方面，如表1所示。

表1 夜间灯光景观指数说明

结果与讨论

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城乡分类结果

总体而言，福建的城乡分布并不均匀。仅有340个乡镇为城市或是以城市为主，且大多集中在六个沿海城市。以农村或以农村为主的乡镇接近700个，其中一半以上位于福建西部的3个内陆城市。

图1 福建乡镇城乡划分结果分布

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城乡夜间灯光指数

从夜间灯光总亮度（TNTL）和光亮范围（LArea）两个指标来看，近二十年来福建的灯光亮度增长明显，且城乡间的差异正逐步减小。农村地区的灯光亮度和光亮范围都有明显的增长，其占比也有显著提升。

图2 TNTL和LArea的总量与占比

3DPLand、ANTL、DNTL、3DED和3DLPI等指标同样发现福建的灯光亮度处于持续增长状态，但城乡间的变化势差异明显。具体结论请详见全文。

图3 3DPLand、ANTL、DNTL变化特征

图4 3DED和3DLPI变化特征

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福建城乡经济发展差异实证分析

经过近20年的发展，福建经济取得了明显提高且城乡间的差异正在逐步减小。

1）农村乡镇的经济总量和经济活动范围长势快于城市乡镇，城乡间的比重从2020的80%：20%变为接近50%：50%。在城市乡镇，经济增长与其活动范围呈现逐渐脱钩的态势，意味着城市的经济增长不再依赖于城市扩张，而在农村乡镇，经济增长与活动范围仍保持着一定的相关性，说明农村乡镇的发展仍旧处于初期阶段，仍需要大量的基础设施建设来加持。

图5 TNTL和LArea相关性分析结果

2）城乡间的经济丰度差异仍旧很大，但已出现缩小的态势。在城市乡镇，其经济发展处于近乎饱和的状态。为了实现连续性的经济增长，城市乡镇需要寻找新的突破口，提高现有生产力。在农村乡镇，其经济丰度较低，虽然在2010年后有明显提升，但仍未达到饱和，说明农村乡镇的经济发展还留有大量空间。

图6 3DPLand和ANTL相关性分析结果

3）经济均衡性的城乡差异仍旧显著，农村乡镇呈现较高的经济均衡性但城市乡镇的经济均衡性较低。

图7 DNTL和ANTL相关性分析结果

4）城乡经济发展差异在沿海城市和内陆城市存在显著差异。具体而言，内陆城市的发展相对较迟，尤其是农村乡镇。自2010年起，沿海城市的农村乡镇开始有明显的发展态势，但内陆农村乡镇的经济水平至今仍处于较低水平。

图8 沿海城市和内陆城市的夜间灯光指标

作者评述

本研究提出了夜间灯光景观指数的概念框架、计算方法和实证应用，均证明了夜间灯光景观指数能够从更多的维度刻画社会经济发展水平。通过对比分析这些指数在城乡间的差异，成功分析了2000年至2020年福建城乡经济发展差异。此外，夜间灯光景观指数具有很好的拓展性，一是夜间灯光遥感数据在时序上和空间上具有很强的可获得性，能够适用不同区域、不同时段的研究需要；二是三维景观指数在近些年来已取得长足发展并积累了大量指数，为进一步拓展和丰富夜间灯光景观指数提供了更多可能。

城乡经济发展差异存在一定的地域性，因此仍需进一步扩展研究区域，以便更全面的梳理和总结我国城乡融合发展所面临的难点和痛点。除此之外，城乡经济发展差异的影响因素众多且其背后的内外机制是复杂的，未来仍需对其进一步探究，以更有利于探索我国城乡融合发展的路径。

原文出处

Chen, Z., Yu, S., You, X., Yang, C., Wang, C., Lin, J., Wu, W., & Yu, B. (2023). New nighttime light landscape metrics for analyzing urban-rural differentiation in economic development at township: A case study of Fujian province, China. Applied Geography, 150, 102841.

https://doi.org/10.1016/j.apgeog.2022.102841

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撰稿丨陈佐旗

编辑丨余姝颖

审核丨余柏蒗 刘焱序