今世中国城镇体系地域空间结构类型定量研究.docx

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今世中国城镇体系地域空间结构类型定量研究

今世中国城镇体系地域空间结构类型定量研究

    城镇体系的地域空间结构是指某一体系内各个城镇在空间上的散布、联系及组合状态，其实质是一个国家或必然地域范围内经济和社会物质实体——城镇的空间组合形式[1]。

    在中国，有关城镇体系空间分布类型的研究大都以定性的描述分析为主[2,6～10]，定量研究相对较少。

较早进行定量研究的有许学强等人[3]，他们利用点的归纳法对中国1953～1978年万人以上的城镇空间分布进行了最近邻分析，发现当时城镇布局以聚集性分布为主，但逐渐向随机性分布过渡。

而较为系统地对中国城镇体系空间结构进行定量研究的是顾朝林，他运用几何点的平面统计原理，根据城镇体系的分布形态、核心城市以及城市数量，利用由泊松方程演化来的随机分布模型，对中国1985年各省区的城市空间分布类型进行了较为科学的研究，共划分为5个块状城市密集区、7个条状城市密集区和11以大城市为核心的城市群，并认为中国正在形成独具特色的“点—轴—面城镇有机空间组织系统”[1]。

    然而，近20年来，中国社会和经济制度正处在快速转型期，尤其是20世纪90年代以来，中国城市化进程加速，城市数量在不断增多，规模也在不断扩大，城市已经成为周围地区的服务中心，并且由大城市支配着中国城市和经济的发展[4,5]。

随着城市的辐射范围在不断扩张，一些大城市便与周围的中小城镇逐渐形成了更为紧密的城市群体，随之而来，其城镇空间结构也发生了很大变化。

    1　研究区域划分

    本文以中国2002年29个省级行政区作为研究的基本空间单元（西藏、青海两省因城市数量过少，台湾省因资料缺失，都未列入研究范围），因为已有研究认为省级行政区是进行中国宏观尺度区域差异研究最有意义的空间单位[5]。

同时为消除直辖市与其它省级行政区在地域范围等方面的差别，使得研究结论更为完整，本文将京津渝三市分别并入紧邻的河北省和四川省，上海与邻近的江苏、浙江两省进行合并，广东省的研究范围则包括香港和澳门。

    2　模型构建

    　模型构建的基础

    在研究城镇体系地域空间分布时，通常将城镇视为地域空间上的中心点，利用几何点的平面统计方法，来研究其分布特征[1,3]。

    运用点的平面分布统计法可将城镇分布划分三种类型：

随机分布、均匀分布和聚集分布。

其中顾朝林就是利用由泊松方程演变来的随机分布模型对中国1985年城镇体系空间结构进行了定量研究，此模型假设前提是将区域内的城市视为平面上的一个点，且呈随机性分布，依据区域的面积A和点数n，算出区域各点理想的平均最近邻距离D[,e]，然而测出各点与其最近点之间距离的平均数

，取得区域内点的聚集程度（用R表示），其公式为：

    式中，比值R代表着不同的分散与聚集的程度：

R＞1说明点是呈分散的状态，R＜1说明点趋于聚集散布，R＝1是区域内点的分散和聚集程度的区分值。

    然而我们发现此模型存在一定的缺陷，一是不能反映出各城市间在区域内的联系强度，二是此模型是建立在每个城市都是区域内大小均一的一个点，城市呈随机性分布的基础上，故此也有的学者也把这种分析称之为理想的随机分布平均距离分析[11～13]。

从中国城市分布的现状来看，不仅其规模差别很大，而且聚集性的特征十分明显。

从表1可看出，使用柯尔摩哥洛夫—史密尔诺夫公式（Kolmogorov－Smirnov，即K－S公式）来验证目前中国城市的空间分布形态时，得到的D值（K－S公式的理论期望值累积频率与观察值累积频率绝对值差的密度值）为，远大于在99％置信水平上的临界值，说明目前中国城市并不是呈随机性分布。

    再以此表中数据在SPSS软件中进行K－S零假设查验分析，取得K－S查验统计值Z为，对应的相伴概率为，小于知足均匀散布下的显著性水平值，能够以为中国的城市空间散布也不服从均匀散布。

因此能够证明目前中国城镇空间散布既不是随机散布，也不是均匀散布，而是属于聚集型的城镇空间散布体系，用点的随机散布模型分析存在专门大的局限性，需要对此模型进行改良。

    　城市空间分布引力模型的构建

    由于目前中国城市聚集特征十分明显，城市规模等级差距很大，因此，各城市区的影响强度和范围相差也很大，我们可以借助牛顿引力学方程对随机分布模型进行改进。

用该理论模型计算城市的吸引范围、强度和聚集程度，也就是把城市与外界空间交互作用抽象化，用一种相对简单的数学公式来模拟城市间联系的实际状况。

    此处把作为城市场的引力大小（即场强），D[,e]表示各省区城市间的平均最近邻距离，参照顾朝林的划分标准[1]，按距各省区核心城市12五、250、375和500km划分四个层次来描述其城市空间散布的聚集程度，

表示某一层次内城市间平均最近邻距离，

表示整个省区内和某一层次内城市的平均规模。

据此能够取得：

    整个省区内的城市场强P[,e]为：

    此外，为使本模型的R值与随机分布模型R值可以做对比分析，本文对R值进行了开方运算，而且本模型下的R越大，表明城市的聚集程度越强，R＝1是城市聚集和发散分布的区分值。

    3　中国城镇空间分布的实证研究

    本文数据取自建设部城乡规划司和建设部城乡规划管理中心编制的《2002年全国设市城市及其人口统计资料》，D[,e]和

都是在1∶600万地图上绘制的MapInfo数字化地图上计算出。

据此可取得2002年各省区在各个层次下城镇空间散布的场强和聚集度（表2）。

    　城市散布场强值分析

    1）上海（含苏浙）、广东（含港澳）、河北（含京津）、辽宁、山东、湖北等的场强值都在以上，是目前中国城市分布最密集的省区。

    2）在距各核心城市125km范围内，香港—广州、京津、沈阳—大连和沪宁杭的场强值均在以上，远高于其它城市群的值，成为目前中国城市分布最密集地区，而且从城市的布局来看，大都是以核心城市为中心向周边呈块状组团式的分布，属于块状城市聚集区。

西安、武汉、济南—青岛、福州—厦门、郑州、成都—重庆、长春和哈尔滨等城市群的场强值均在以上，这些地区的城市大多是沿着以核心城市为中心的交通线呈条状组团式布局，构成了城市空间分布的条状聚集区；太原、石家庄、长沙、南昌等大城市向外联系的主要交通干线上也分布有大量的城市，成为各所在省区最主要的城市聚集区。

    3）在距各核心城市250km范围内，香港—广州、京津、沈阳—大连、沪宁杭城市群的场强值也是远大于其他城市区的值，济南—青岛和武汉城市群的值很大（均大于1），成都—重庆、福州—厦门、郑州、合肥、太原和长沙城市群的值在以上，而其他地区的城市群值都在以下。

    4）在距各核心城市375km范围内，京津、沈阳—大连、香港—广州和沪宁杭城市群的场强值也是远高于其他城市群的值；在距各核心城市500km范围内，所有可计算的城市群值均在以下。

    　城市分布聚集度值分析

    1）在距各核心城市125km为半径的范围内，除安徽、山东和海南三省外，其他省区的都大于1。

    因此，可以认为目前中国大多数省区在距各核心城市125km的范围内都属于聚集型分布，形成了大小不等的城市群。

其中西部地区①的乌鲁木齐、昆明、兰州、呼和浩特、西安的聚集度均在以上，说明其聚集趋势较为显著（表3，图1）。

    图1　2002年中国城镇体系地域空间结构类型图

    Fig.1TypesofregionalspatialstructureofurbansysteminChina,2002

    2）在距各核心城市距离250km范围内，东部地区的福州—厦门、沪宁杭、济南—青岛和海口城市群区的值均小于1，香港—广州和沈阳—大连京津地区的值也很小，城市趋于分散；而乌鲁木齐、呼和浩特、昆明、成都—重庆、京津、长沙和兰州城市群区的值都在以上，表明其核心城市对周边城市仍具有很强的吸引作用，城市仍以聚集分布为主。

    3）在距各核心城市375km范围内，仅有乌鲁木齐、呼和浩特、兰州、成都—重庆、京津和昆明城市群区的大于1，城市仍呈现聚集分布，而其他地区的城市群区则趋于分散。

    4）在距各核心城市500km的范围内，仅有成都—重庆和乌鲁木齐城市群的值大于1。

    总体来看，中国多数城市群所形成的场强和聚集度是随距离的增加而逐渐降低。

从空间作用的范围、强度、聚集度以及分布的城市数量来看，目前形成了以香港—广州、京津、沈阳—大连和沪宁杭为首的四大密集型块状城市群，基本上形成了连绵型的大都市区，而武汉和成渝地区则显示出明显的块状城市群雏形，目前仍呈现出明显的聚集趋势。

    值得注意的是，尽管济南—青岛城市群的场强值在125km和250km范围内都大于1，但都小于其整个省区下的城市场强值（），聚集度也很小。

这主要是由于山东省的两个核心城市济南和青岛的规模还不够大、中小型城市过多造成的，其城市也呈现发散趋势，从现状来看，其城市大都沿京沪、胶济—蓝烟铁路分布，以条状聚集为主，尚未形成密集型的块状聚集区。

而以石家庄为核心的冀中南地区，依托京广、石太和石德铁路，南北双向拓展，正在形成京津冀大都市带之外一个相对独立的条状型城市聚集区。

    另外尽管呼和浩特、昆明、兰州和乌鲁木齐四个城市区在375km的范围内都表现为聚集型分布，但是这些地区城市数量都很少，城市场强主要是由于核心城市相对较大，中小城市数量很少且规模较小造成的，而且这些地区城市间的最近邻距离都很大，城市间联系很少，场强值也很小。

这些地区目前只是正在形成初级城市群体的雏形，实际上尚未构成完整的“城市集合体”。

    根据以上分析，并依据各城市区内城市分布结构、城市数量和核心城市的规模，同时考虑到各省区的行政区范围，可以认为：

中国目前共形成了6个块状组团式城市聚集区、10个条状组团式城市聚集区和8个以大城市为核心的城市群区。

    收稿日期：

2005—11—26；修订日期：

2006—04—18

    基金项目：

国家自然科学重点基金“中国城市化格局、过程及其机理研究”阶段性成果（项目批准号：

）资助。

    注释：

    ①本文对中国东、中、西三个地带的划分是：

辽宁、河北、北京、天津、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东和海南11个省市为东部，吉林、黑龙江、山西、河南、湖北、湖南、江西和安徽8省区为中部，其它省、区、市为西部。