（人文地理学专业论文）河南省城市体系规模等级结构研究.pdf

摘要 “十一五”时期，既是河南省重要的“黄金发展期”，也是“矛盾【九l 显期”。 一方面城镇化进程加快以及中部崛起的机遇有利于河南省又快又好发展；另一方 面，结构性矛盾突出，城镇化水平不高和城市体系发育不完善，又使该省发展面 临着很大的挑战。因此研究城镇化背景下的河南省城市体系规模等级结构具有重 要意义。本论文以河南省3 8 个设市城市为主要研究对象，从地理学和经济学的角 度，运用定性与定量相结合的方法，着重研究河南省城市体系的人口规模结构、 经济规模结构、存在的问题以及调整优化的建议。本论文共分为六大部分： 第一、二部分：绪论和相关研究进展。主要阐述选题的背景和意义、研究内 容、研究的方法和技术路线等。并对国内外的相关研究进行了梳理，结果发现从 多学科相结合的视角来对城市规模结构的研究较少等结论。 第三部分：研究河南省城市人口规模特征及其空间分异。首先对河南省建国 以来的城镇化的进程进行了梳理。其次通过不同的计算公式，对河南省城市人口 基础数据进行了处理，得出河南省城市的人口规模首位度、金字塔、分维数、基 尼指数，最后分析了河南省人口规模分布的空间分异特征，并将部分运算结果图 形化。 第四部分：研究河南省城市经济规模特征与产业构成分异。分别利用标准差 和系统熵度量方法，研究河南省城市经济规模的空间分异，其次对河南省各城市 三次产业聚类分析后，运用区位商灰色系统关联分析方法，进一步细化产业分类 来研究产业结构，计算各城市的产业关联度和各产业的关联度，并对河南省城市 产业构成分异进行探讨。 第五部分：研究河南省城市规模结构优化建议。在分析城市规模结构存在问 题的基础上，有针对性的提出了河南省城市规模结构优化的建议。 第六部分：结语。总结了研究的主要结论、创新点和不足之处。 关键词：规模等级结构；城市体系；河南省 a b s t r a c t l ti sac m c i a lp e r i o df o rh e n a np r 0 v i n c et of a c eb o t hs 仃a t e g yo p p o r t u n i t i e sw i t h g o i d e nd e v e l o p m e n ta n dp r o m i n e n tc o n t r a d i c t i o n si n 1 l t hf i v e - y e a rp l a i lt i m e 0 nt h e o n eh a n d ，t h ea c c e l e r a t i n g e du r b a n i z a t i o np r o c e s sa n do p p o r t u n i 够o fr i s i n go fc e n t r a l c h i n aw i l lm a k e sh e n a np r o v i n c eb es t e a d ya n dq u i c ke c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n dt h e s o c i e t ) ， b eh a 啪o n i o u s p r o 伊e s s ；o n t h e0 t h e r h 锄d ，b e c a u s e o f s t n l c t u r a l c o n t r a d i c t i o n s ，t h el e v e lo fu r b 锄i z a t i o ni sn o th i g e 卸du r b a ns y s t e mn o tm a _ c u r e ，w h i c h m a k e st h ep r o v i n c et os u r f a c ev e 哆b i gc h a l l e n g e s t h e r e f - o r e ，i t ss i 印i f i c 锄tt or e s e a r c h t h es c a l es 仃u c m r eo fh e n 锄m b a ns y s t e mu i l d e rt h eb a c k g r o u n do fu r b a n i z a t i o n n i s p 印e rt a l ( e st h e3 8c i t i e so fh e n a l l 嬲ac a s e ，c o m b i n e dt h em e t h o d so fq u a l i t a t i v e a n a l y s i s w i t l l q u a n t i t a t i v ea n a l y s i s ，t h e s c a l es 仃u c t u r e ( m a i n l yi n c l u d i n gp o p u l a t i o n s c a l e ，e c o n o m i cs c a l e ，e x i s t i n gp r o b l e m s 锄do p t i m i z e dc o u n t e m e a s u r e s ) o fh e n 锄 u r b a ns y s t e m sw e r es t u d i e d ，f 如mt h ea n g l eo fg e o 伊a p h ya n de c o n o m y t h i sp a p e r m a i n l yi i l c l u d e st h ef 0 l l o w i n gs i xp a n s ： p a nia n di i ：t 1 1 ep r e f a c e 锄dr e l a t e dr e s e a r c h t h i sp a j tm a i n l ye x p o u n d st h e b a c k g r o u n da n ds i 印i f i c a n c e ，m e t h o d s 锄dt e c h n i c a l l i n eo f t h i sp a p e r a r e rt h a t ，r e v i e w s d o m e s t i ca i l df o r e i g ns t u d i e so fs c a l es t m c t u r e ，f i n d i n gt h a tt h er e l a t e dr e s e a r c hi sl e s s0 n w h i c hs 1 = u d i e d 行o mm u l t i d i s c i p l i n a 拶p e r s p e c t i v e p a r ti i i ：t h ef ea t u r e sa i l ds p a t i a iv a r i a t i o no fc i t i e s p o p u l a t i o ns c a l ei i lh e n a i l p r o v i n c ew e r es t u d i e d 。f i r s t l y ；t h ep 印e rr e v i e w st h ep r o c e s so fm a n i z a t i o ni 1 1h e n 锄 p r o v i n c e s i n c et h e f o u n d i n g o fc h i n a t h e n ，t h r o u 曲d i 疏r e n tf o m u l a s ，t h eu r b a j l p o p u l a t i o n b a s i cd a t aw a sc a l c u l a t e d a sa r e s u l t ，t h e c i t i e s p o p u l a t i o np r i m a t e d e g r e e ，p y r a m i d ，触c t a ld i m e n s i o na n dg i n i i 1 1 d e xw e r ef 0 m e d f i n a l l y ，a n a l y s et 1 1 e s p a t i a lv a r i a t i o nf e a t l l r e so fp o p u l a t i o ns c a l ed i s t r i b u t i o n 鲫ds o m er e s u l t sw e r em a d e i n t o 罂l a p h i c s h p a r ti v ：n ef e a t u r e so fc i t i e s e c o n o m i cs c a l ea n di n d u s n yc o m p o s i n gv 撕a t i o n w e r em a i n l ys t i l d i e d u s i n gs t a n d a r dd e v i a t i o na i l de n t r o p ym e t r i cs y s t e mt os t u d yt h e e c o n o m i cs c a l es p a t i a lv a r i a t i o n t h eu r b a ne c o n o mi cs c a l eo fh e n a np r 0 v i n c ew a s e x p l o r e dw i t ht h em e t h o do f 粤a yc o r r e l a t i v e 锄a l y s i s c a l c u l a t i n gt h ec i 够si 1 1 d u s t r i a l s t m c t u r e 黟a y r e l a t e d d e 伊e ea n dd i 行e r e n ti n d u s t r i e s g r a yr e l a t e dd e 铲e e f i n a l l y d i s c u s s e dt h ec i t ) r si n d u s n yc o m p o s i n gd i f f l e r e n t i a t i o n p a r tv ：t h eo p t i m i z e dc o u n t e m e a s u r e so fs c a l es t m c t u r ei i lh e n a np r o v i n c ew e r e s t u d i e d b a s e d0 nt h ee x i s t i n gp r o b l e m sd i s c u s s e d ，t h i sp a p e rp u t sf i o 邢a r dr e l a t e d a d v i c e s p a nv l ：c 0 n c l u s i o n s t h i sp a ns u m m a r i z e st h em a i nc o n c l u s i o n so ft h ep a p e r ，t h e 妇o v a t i o n sa n dt h er e s e a r c hw o r kw h i c hn e e dt oc o n t i n u e k e yw o r d s ：s c a l e h i e r a r c h ys 仇l c t u r e ；u r b a ns y s t e m ；h e n a np r o v i n c e i i i 关寻学位论文独立完成和内蚕创新的声明 本人向河南大学提出颈士学位申请。本人郑重声明：所呈交的学位论文是 本人在导师的指导下独立完成的，对所研究的课题有新的见解。据我所知，除 文中特别加以说明、标注和致谢的地方外，论文中不包括其他人已经发袁或撰 写过的研究成果，也不包括其他人为获得任何教育、科研机构的学位或证书而 使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学位申请人( 学位论文作者) 鍪名：量秀莶 2 0 加年e 月f 1 日 关于学位论文著作权使用授权书 本人经河南大学审核批准授予硕士学位。作为学位论文的作者，本人完全 了解并同意河南大学有关保留、使用学位论文的要求，即河南大学有权向国家 图书馆、科研信息机构、数据收集机构和本校图书馆等提供学位论文( 甄质文 本和电子支本) 以供公众检索、查阅。本人授权河南大学出于宣扬、展览学校 学术发展和进行学术交流等目的，可蹦采取影印、缩印、扫描和拷贝等复制手 段保存、汇编学位论文( 纸质文本和电子文本) 。 ( 涉及保密内容的学位论文在解窑后选用本授权书) 学位获得者( 学位论文作者) 签名：兰磊查 2 0年 月 目 学位论嫦导狮鍪名：之绽翌 2 0年月 日 1 引言 1 1 选题背景 在人类社会发展史上，城镇这种高度集聚的居民点的诞生，不仅标志着人类 栖居方式的伟大变革，也标志着整个人类的文明、进步事业的发展找到了空间支 撑点，城镇化以其不可抗逆的力量和气势成为人类社会发展洪流中的一条“主流 【l 】。建国以来，中华大地发生了翻天覆地的变化，最令人瞩目的变化之一就是每年 都有数以百万计的农村人口进入城市，成为城市居民，这就是城镇化过程。当今 中国不论是国家领导，还是平民百姓，不论是从国家利益出发，还是从个人的切 身利益出发都在关注城镇化问题。现今全国人民取得了共识：城镇化是中国实现 现代化的必由之路。中国内地的城镇化水平大约是3 8 ，专家们估计，到2 0 5 0 年中 国实现现代化的第三阶段目标时，中国的城镇化水平应该达到5 5 左右，也就是说， 将会新增三四亿城镇人口。这些新增的城市人口应该如何分布，多少分布在北京、 上海、天津、武汉、沈阳、西安等特大城市或超大城市，多少分布在人口1 0 0 万到 2 0 0 万的大城市，多少分布在中小城市，多少分布在小城镇才算合理呢? 各种等级 大小的城市在数量上和空间上应该如何配置才算合理呢? 才符合科学发展观的要 求，才能和谐发展呢? 这既是一个复杂的理论问题，又是一个迫切的实际问题。 河南省作为我国人口大省，其发展面临着同样的问题。据统计资料统计，2 0 0 8 年底河南省总人口为9 9 1 8 万人，其中城镇人口3 5 7 3 万人，城镇化率为3 6 0 3 ，全 国排倒数第5 位。因此加快城镇化进程，是河南省的当务之急。河南省政府对此也 高度重视，2 0 0 9 年1 月1 2 日，河南省省长郭庚茂同志在河南省人大第十一届第二次 会议上所作的政府工作报告( 河南日报，2 0 0 9 年1 月2 3 日第1 版) 中提出“加快 构建现代城镇体系，大力实施中心城市带动战略，加快城镇化进程，使其成为拉 动内需、推动跨越、实现崛起的重要动力源，促进城乡区域协调发展 。城镇化 进程的加快首先意味着城市规模的扩大，经过“九五”和“十五”两个五年计划 的发展，河南省正进入新一轮经济发展时期，但作为拉动该省经济增长的增长极， 其城市不仅规模小、实力弱，而且城市分布严重不均衡、城市经济功能不强，辐 射带动作用弱，这种功能不完全的城市空间格局不能有效带动河南省经济进一步 持续健康发展。因此，从新一轮经济发展的要求出发，在政府“中心城市带动战 略，加快城镇化进程的战略实施下，河南省需要整合这种城市空间结构，形成 具有一定合力的城市体系，具有一定“等级一规模 结构和具有一定功能的地域有 机体。是否成为地域有机体及有机体的结构是否科学，关系到这个城市体系的发 展活力和竞争力。如果结构不合理、不科学，将使这个地域有机体的功能及发展 活力和竞争力受到严重的影响。在这样的背景下，本文将采取不同的研究方法对 河南省城市体系的规模等级结构进行研究，打破现有制约河南省城市体系规模等 级结构发展的种种障碍，使之成为河南省获取最大经济潜力和发展效益的载体。 1 2 研究意义 1 2 1 理论意义 城市规模和城市体系历来是区域和城市规划界重视的问题，城市体系是非线 性的复杂的开放系统，在城市体系的研究中，非线性研究方法还不是很成熟。近 年来，作为研究非线性问题比较有力的工具，灰色理论、分形理论和人工神经网 络等相继被引入到城市体系的研究中，为城市体系的研究开阔了新的思路。本文 将灰色聚类分析方法和分形理论引入到城市体系研究中，以河南省3 8 个城市作为 研究对象，论文的完成将会充实城市体系研究的理论基础。 1 2 2 现实意义 对于一个地区来说，合理的城市规模结构有利于合理配置资源，优化产业布 局，缩小区域差异，使大中小城市协调发展，从而提高经济发展的整体水平，提 高生产效率和人们的生活质量，加快社会发展的步伐。河南省地域辽阔，是全国 人口大省同时也是全国经济大省( 2 0 0 8 年g d p 总量居全国各省区第5 位) ，在中部 地区具有举足轻重的地位和作用，其发展的快慢已成为牵动中部乃至全国发展的 2 重要因素。改革开放以来，中国的城市化进程加快，但东中西部速度不均，河南 城市化水平仍严重滞后于经济发展与工业化水平。城市规模结构现状与全国人口 大省全国经济大省的地位很不相称，合理控制城市数量及城市规模将直接关系到 城市经济结构的转变和城市社会结构的分异。如果说城市化是经济和社会发展的 高度集合，是工业化、国际化和现代化的综合标志，那么城市体系就是区域经济 的基本骨架，是带动区域经济增长的极核。因此，优化河南省城市体系，科学制 定城市规模，对于进一步发挥各城市的优势，提升河南省整体竞争力，促进河南 省经济的发展，有着重要的现实意义。 1 3 研究内容 本文主要以河南省3 8 个设市城市为研究对象，选用具有较好代表性的人口、 经济两个方面，人口指标主要是采用市辖区非农业人口，经济指标主要是采用各 市g d p 总量，人均g d p 等从不同层次、不同方位反应河南省城市体系规模结构。 论文共有六个部分组成。 第一部分是引言，阐述论文的研究基础，主要包括研究背景、研究意义、研 究内容及方法、数据来源与技术路线； 第二部分是论文的理论基础与研究进展，包括核心概念的介绍、相关理论的 阐述、国内外研究进展及对现有研究的评述； 第三部分主要是对河南省城市人口规模特征及空间分异进行研究，先研究了 城镇化进程中的城市人口规模变动，其次对地级市、县级市的人口规模结构进行 分析，最后研究了城市人口的空间分异； 第四部分主要对河南省城市经济规模及产业构成分异进行分析，先研究了城 镇化进程中的城市经济规模变动，再进行城市经济规模结构分析，最后研究了城 市经济的产业构成分异； 第五部分是在第三、第四部分研究的基础上，找出河南省城市体系规模等级 结构存在的问题并提出了相应的优化建议； 第六部分为论文的结语，指出了本研究的主要结论、创新点和不足之处。 1 4 研究方法 本文主要采用多种分析方法展开相关的研究，主要有以下方法： 第一，文献资料法。在论文选题阶段、研究设计阶段以及研究阶段主要用到 的就是文献资料法，文献资料是前人们研究分析的结晶，而论文的写作则需要在 前人研究的基础上做进一步深入研究。因此必须通过各种途径搜集与本课题有关 的论文和论著，为本论文研究提供理论依据。 第二，定性分析与定量分析相结合的方法。脱离了定量分析的定性结论，常 常缺乏说服力；脱离了定性分析的定量化，不过是花架子、装饰品。定量研究可 以提高研究过程的科学性和成果的可信度，由于研究河南省城市体系的复杂性和 定量指标的选择往往具有一定的主观性，因此仅靠定量方法不能解决所有问题， 本文坚持定性与定量分析相结合的综合集成方法。从定性到定量，从宏观到微观， 将专家群体、相关统计数据、信息资料、数学与计算机技术结合起来。运用的计 算机技术主要是以g l s 技术作支撑。运用m a p g i s 、m a p i n f 0 等地理信息系统软件建 立数据库进行空间分析，并绘制相应图件。 主要的定量方法有： 在计算2 城市指数、4 城市指数和1 1 城市指数时运用公式： s 2 = p l p 2 s 4 = p l ( p 2 + p 3 + p 4 ) s l l = 2 p l ( p 2 + p 3 + + p 1 1 ) 进行位序一规模分析计算分形维数时利用公式： p i = p 、r _ q 计算反应集中程度的基尼指数时利用公式： ( 1 1 ) ( 1 2 ) ( 1 3 ) ( 1 - 4 ) g = t 2 s ( n 1 ) ( 1 5 ) 用标准差( s 。) 和变异系数( v 。) 分别代表绝对差异和相对差异公式： 4 ， s t 【( y t i y t ) 2 n 】1 彪s t 【乙( y t i - y t ) 2 n 严 v t = s t m 反应集聚时运用系统熵公式： 七 h 。= ( n 。i n ：) ( h 州。i n t ) ) 闰 计算某城市各个产业的区位商时运用公式： ， e b | e i q i j 。丽 ( 1 6 ) ( 1 7 ) ( 1 8 ) ( 1 9 ) 进行各城市产业结构的灰色关联计算时利用公式： 瓣苇裟裂莓一 计算不同城市产业结构的灰色关联度时利用公式： r i = 专荟耐尼) n 。1 第三，静态分析和动态分析相结合的方法。静态分析是对研究对象在某一时 空断面上的状态特征所进行的分析，而动态比较是对研究对象在某一范围上的过 程，即事物发展变化的连续性在时空上的表现特征所进行的比较。对河南省城市 人口规模的研究，既进行静态剖面，也从动态角度来考察其发展演变的过程。只 有这样才能了解它的来龙去脉，并遇见其未来的发展趋势。 1 5 数据来源与技术路线 1 5 1 数据来源 本文用到的数据主要包括河南统计年鉴2 0 0 9 【2 】，中国统计年鉴2 0 0 9 【3 1 ， 中国城市统计年鉴1 9 9 9 2 0 0 8 【4 1 3 】，部分数据来自互联网和相关期刊。数据选 择的依据是连贯性和可得性，论文在研究不同的问题时选用了不同年份的数据， 没有做到严格的数据起止年份一一对应，出现了数据年份不统一的现象，考虑到 研究问题的自身特点，年份对问题的影响不是很大，因此在数据起止年份的选择 上力争统一，由于客观原因不能统一的做出了调整。 1 5 2 技术路线 论文在研究中采用的技术路线如下：首先确定研究课题，进行文献检索、资 料搜集和专家咨询；然后确定研究区域，选择河南省3 8 个城市作为研究区域，从 河南统计年鉴、中国统计年鉴及中国城市统计年鉴中收集到研究区域内人口、经 济、产业结构等相关方面指标的数据，使用不同的计算公式和e x c e l 软件对收集到 的数据进行处理和计算，得出结果，进行分析。随后从空间的角度，使用g i s 软 件做出城市人口规模、经济规模的空间分布图，加以解释：最后探讨河南省城市 规模结构存在的主要问题与优化建议。技术路线( 图1 1 ) ： 6 图1 1 技术路线 7 2 理论基础与研究进展 2 1 城市规模分布法则 2 1 1 城市首位律 城市首位律( 1 a wo f t h ep r i m a t ec 时) 是马克杰斐逊( m j e 行e r s o n ) 早在1 9 3 9 年对国家城市规模分布规律的一种概括。他提出这一法则是基于观察到一种普遍 存在的现象，即一个国家的“首位城市总要比这个国家的第二位城市( 更不用说 其它城市) 大得异乎寻常，且这个城市在国家中发挥着异常突出的影响。杰斐逊认 为这种现象已经构成了一种规律性的关系，并把这种在规模上与第二位城市保持 巨大差距，吸引了全国城市人口的很大部分，在国家政治、经济、社会、文化生 活中占据明显优势的城市定义为首位城市( p r i m a t ec 时) ，往往也是城市体系的一 级中心城市。 杰斐逊的观察和发现对现代城市地理学做出了巨大的贡献。首位城市的概念 已经被普遍使用，首位城市的规模与第二大城市的规模之比称为“首位度指数”( 又 称2 城市指数) ，已成为衡量城市规模分布状况的一种常用指标，首位度大的城市 规模分布，就叫首位分布。 s 2 = p l p 2 式中：s 2 为2 城市指数；p l 为首位城市的人口规模；p 2 为第二大城市的人口规模。 2 城市指数在一定程度上代表了城市体系中的城市人口在最大城市的集中程度，但 不免有些以偏概全。为了改进首位度的简单性，其它人提出了4 城市指数和1 1 城 市指数。 s 4 = p l ( p 2 + p 3 + p 4 ) s l l 22 p l ( p 2 + p 3 + + p 1 1 ) 式中：s 4 、s 1 1 分别为4 城市指数和1 1 城市指数；p l p 1 1 分别为第一大城市至第 十一大城市的人口规模。显然，4 城市指数和1 1 城市指数比只考虑2 城市指数更 8 能全面反映城市规模结构的特点，它们的共同点在于都抓住第一大城市与其它城 市的比例关系，因此有些学者把它们统称为首位度指数，可以作为一个方面来定 量分析城市的规模特征。 2 1 2 位序一规模法则 位序一规模法则( r a n k s i z em l e ) 是指所有城市按人口规模从大到小排序后， 城市人口与位序间存在的规律性关系。它从城市的规模和城市规模位序的关系来 考察一个城市体系的规模分布。奥尔巴克( f a u e r b a c h ) 1 9 1 3 年发现一个国家的所有 城市按人口规模排序后，人口与位序间存在一定的规律性，这即是最早的位序一规 模律。罗特卡( a j l o t k a ) 、辛格( h w s i n g e r ) 、捷夫( g k z i p f ) 先后对城市规模和城 市位序进行了研究。 捷夫( g k z i p f ) 在1 9 4 9 年提出在经济发达国家里，一体化的城市体系的城市规 模结构可用简单的公式表达： p ，：旦 r 式中，p r 为第r 位城市的人口规模，p l 为首位城市的人口规模，r 为p r 城市的位 序。依据此式，理想的城市体系人口规模为：第二位城市的人口是首位城市的1 2 ， 第三位城市是首位城市的l 3 ，依此类推。由于捷夫的模式并不具有普遍意义，只 能作为一种理想状态来认识。现在被广泛使用的公式实际上是罗特卡模式的一般 化，其形式如下： p i = h r i q 式中，r j 为城市按人口规模从大至小排列的位序，值即为i ；p i 为第i 位城市的人口； p l 为第一位城市的人口规模；q 为常数。 捷夫模式是q = l 的特例，当q - l 时，上式转化为： p i = p 由i 这时的位序一规模分布称为位序一规模定律。对上述公式作对数变换： t g pl = l g pi q l g r l 9 q 值接近1 ，说明规模分布接近捷夫的理想状态；如果q l ，表明规模分布比较集中，城市规模的 差异较大，大城市很突出，而中小城市发育不够，首位度较高，q 越大，表明首位 城市的规模与其它城市的差异越大。 2 2 理论基础 2 2 1 中心地理论 中心地理论( c e n 们lp l a c e1 1 1 e o 叫) 也称作为中心地方论，是探索城市体系等 级规模结构和地域空间结构规律的理论，由德国地理学家克里斯泰勒 ( w c l l r i s t a l l e r ) 率先提出的【1 4 】，后经过经济学家廖士( a l 0 s c h ) 、贝里( b j l b e q ) 和加里森( w l g a 耐s o n ) 等人进一步完善了基本上形成了比较完整的理论体系。 斯梅尔斯( a s m a i l e s ) 和斯金纳( gw s k i l l l l e r ) 对这一理论进行了系统验证，成 为城市地理学和区域经济地理学的经典理论之一。 克里斯泰勒通过对德国南部所有城市及中心聚落的研究，提出了中心地理论， 它的最大目的就在于探索“决定城市的数量、规模以及分布的规律是否存在，如 果存在，那么又是怎样的规律这一课题 1 5 1 。中心地是指向它周围地区居民提供 各种商品和服务的地方。具有高级中心地职能布局的中心地为高级中心地，反之 为低级中心地。中心地等级愈高，中心地数量也愈来愈少，服务半径却逐渐增大， 它所能提供的商品和服务的种类也愈多，担负的中心地职能愈多。由于空间距离 衰减法则的作用，周围地区对中心地所提供的货物和服务的需求量随着距离的增 大而减少。克里斯泰勒认为中心地的空间的分布形态，受行政、市场、交通三大 原则支配，在不同的原则支配下，中心地网络呈现不同的结构，而且中心地和市 场区大小的等级顺序有着严格的规定。以上三原则共同导致了城市等级体系( u r b a i l h i e r a r c h y ) 的形成。从而得出以下结论：在三个原则共同作用下，一个地区或国家， 应当形成的城市等级体系为：a 级城市1 个，b 级城市2 个，c 级城市6 至1 2 个， d 级城市4 2 至5 4 个，e 级城市1 18 个。 中心地理论的重要意义在于，它为科学合理地解释和规划区域内不同等级规 模的城市及城市之间的空间关系提供了坚实的理论基础 1 6 】，并推动城市体系由静 态研究向动态研究转变，由结构研究向机制研究转变。中心地理论为地理学、城 市经济学和区位理论做出了巨大的贡献。 2 2 2 分形理论 分形理论( f r a c t a lt i l e o 巧) 是美国数学家曼德布罗特( b b m 锄d e l - b r o t ) 于1 9 7 0 年代中期所创立的一种数学方法。所谓分形，本意为破碎和不规则，用以指代那 些由与整体以某种方式相似的部分组成的一类形体1 7 1 。分形理论认为那些外在不 规则的几何体( 或现象) 有着自己内在的规律性和自相似性，并按照内在的规律发 展演化【1 引。它是一种横跨自然科学、社会科学和思维科学的新理论【1 9 1 ，对多种学 科的影响极其巨大。美国著名物理学家约翰惠勒( j o h n a r c h i b a l dw h e e l e r ) 说：“可 以相信，明天谁不熟悉分形，谁就不能被认为是科学上的文化人 【2 们。它以分形 几何学为基础，研究和揭示复杂的自然现象和社会现象中所隐藏的规律性、层次性 和标度不变性。其研究对象为欧式几何学所不能解释的非规整的自然几何形体和 社会经济现象抽象形体，如海岸线、河流、城市内部结构、城镇体系等。这些 研究对象一般具有复杂的结构和自相似性。自相似性是分形的核心，描述分形的 特征参数是分形维数( 仔a c t a ld i m e n s i o n ，简称分维) 。 分维能够反映分形的基本特征，但由于侧重面不同使得分维有多重的形式。 包括拓扑维数、豪斯道夫( h a u s d o r f l f ) 维数、信息维数、关联维数等。城市体系 规模分布具有自相似性，即满足分形的特征。其分维一般用到豪斯道夫维数，对 于一个区域的城镇，若给定一个人口尺度r 去度量，则人口规模大于r 的城镇数 n ( r ) 与r 的关系满足： n ( r ) = k r d 式中k 为系数，d 为城市规模分布的分维，其中d q = 1 ，q 即上文所述的捷夫指 数。 分形是大自然的优化结构瞄】，分形体能够最有效地利用空间，具有分形几何 性质的地理系统是优化的地理系统。由于地理系统是一种适应性的地理系统，这 类系统在不同的环境条件下具有不同的行为模式，故并非总是分维数的。我们可 以根据城市地理系统对分形结构的逼近程度判断它是否优化，根据其分维数值大 小判断其优化程度。一般而言，分维的期望值是理论上的优化值，维数与期望值 相差越小，系统的形态越好。 分形理论为城市体系的研究提供了一个新的理论方法，通过静态和动态的分 形研究可以得到许多有关城市体系的信息，它为我们全面了解和把握城市体系的 特点和城市体系的发展演化态势提供了一个新的方法，为正确制定区域城市体系 的发展战略提供了科学依据。 2 2 3 城市一区域发展理论 城市一区域发展理论面向区域整体的城市群发展，从地区和区域上思考城市 发展问题。城市一区域发展理论主要有增长极理论、核心一边缘理论、点一轴理 论、圈层开发理论等。 2 2 3 1 增长极理论 增长极理论最早由法国经济学家佩鲁( f p e l l r o i i x ) 1 9 5 5 年提出，后来法国的布 代维尔( b o u d e v i l l e ) 、美国的赫希曼( h i r s c h m a n ) 等人将增长极指向城市等地理空 间，从而使增长极理论与城市及城市体系的形成与演化过程有机地联系起来。该 理论认为，区域经济的发展主要依靠条件较好的少数地区和少数产业带动，应把 少数区位条件好的地区和少数条件好的产业培育成经济增长极。增长极通过支配 效应、乘数效应、极化与扩散效应对区域经济活动产生组织作用。增长极的形成、 发展、衰落和消失，都将引起区域的产业结构和空间结构发生相应的变化，从而 对区域经济增长产生重大的影响。 增长极理论有着很强的现实指导意义，首先该理论有广泛的适应性。它以不 发达地区经济发展模式作为研究对象，对广大不发达地区的城市与区域的发展有 1 2 很强的现实意义。其次是有利于发挥政府的作用，弥补市场的不足。增长极理论 主张运用政府干预的手段，集中投资、重点建设、集聚发展、注重扩散。不发达 地区市场机制不完善，资本稀缺，信息不充分，需要政府根据实际情况，集中财 力，选择若干条件较好的区域和产业重点发展，进而牵动整个经济发展。但是， 增长极理论也有其局限性，按照该理论设计的非平衡发展模式也有一定的负面效 应，增长极的培育和成长有一个过程，在发展的初级阶段，极化效应很强，周边 地区生产要素流向增长极，可能加大增长极与周边地区的贫富差距。 2 2 3 2 核心一边缘理论 突出代表是弗里德曼( j f r e d m a i l n ) ，把增长极理论与各种空间系统发展相融 合。该理论认为区域可分为核心区和边缘区，二者之间发生着极化一扩散的相互 作用。结合岁斯托( r e ，s t o w ) 的经济发展阶段理论，弗里德曼还提出区域经济演化 模型，后人又对该模型逐渐完善。美国学者克鲁格曼( k m 肿锄) 还构建了一个“核 心一外围”模型，分析国家内部产业集聚的成因。核心一边缘理论对区域经济发 展和空间结构具有较高解释功能，得到广泛认同。 2 2 3 3 点一轴理论 1 9 7 0 年代松巴特( s o m b a n ) 等提出了生产轴理论，主要内容是随着连接中心地 的重要交通干线形成新的优势区位，使产业和人口向交通线集聚并产生新的居民 点。1 9 8 0 年代中国学者陆大道等在此基础上，又融合了增长极理论及中心地理论 等的合理成分提出点一轴理论。1 9 9 0 年代以来彼得卡尔索普( p e t e rc a l t h o r o p e ) 倡导的交通导向发展t o d ( t r a n s i to r i e n t e dd e v e l o p m e n t ) 模式，可以说是该 理论的一种突出表现，即建立区域性的快速公共交通体系，引导城市和郊区沿大 型快速公共交通路线进行轴向集约式发展。 2 2 - 3 4 圈层开发理论 圈层结构理论最早由德国农业经济学家冯杜能( j o h 锄h e i 耵i c hv o nt h u n e n ) 提出。该理论的主要观点是，城市在区域经济发展中起主导作用，城市对区域经 济的促进作用与空间距离成反比，区域经济的发展应以城市为中心，以圈层状的 空间分布为特点逐步向外发展，该理论把城市圈层分为3 个部分，即内圈层、中间 紧密联系圈层、外圈层。内圈层即中心城区，人口和建筑密度都较高，地价较贵， 以第三产业为主；中间紧密联系圈层即中心城区向乡村的过渡地带，居民点密度 低，建筑密度小，以第二产业为主，并积极发展都市农业；外圈层即城市影响区， 第一产业在经济中占绝对优势。 圈层理论总结了城市扩张和发展的一般规律，对发展城市经济，推动区域经 济发展具有重大的指导意义，己被广泛的应用于不同类型、不同性质、不同层次 的空间规划实践。 2 3 研究进展 2 3 1 国外研究进展 最早从城市体系角度进行探索性研究与实践并提出这一概念雏形的是英国学 者霍华德( e h o w a r d ) 。他在“田园城市( g a r d e nc i t i e s ) 模式中建议以围绕大城市 的分散、独立、自足的f f j 园城市来解决大城市的矛盾，以达到繁忙的城市生活与 宁静的乡村生活的有机结合，强调把城市和区域作为一个整体来研究。其后，“霍 氏模式 被恩维( u n w i nd m ) 进一步发展为“卫星城理论。英国生态学家盖迪 斯( p g e d d e s ) 则首创了区域规划综合研究的方法，1 9 1 5 年发表了著名的进化中 的城市( c i t i e s _ i l le v o l u t i o n ) ，强调将自然区域作为规划的基本构架，成为在工作 方法上使西方城市科学从分散和互不关联走向综合的奠基人。1 9 1 8 年规划师沙里 宁( e s a a n n e n ) 以“有机疏散( o r g 锄i cd e c e n 仃a l i z a t i o n ) 理论模式拟定了著名的 赫尔辛基( h e l s i n k i ) 规划方案。这一时期西方许多大城市的规划研究都已拓展到区 域一城市群体层面。1 9 3 3 年，德国地理学家克里斯泰勒( w c l l r i s t a l l e r ) 在德国南部 的中心地( c e n 仃a lp l a c ei i ls o u t h e mg e m a n y ) 一书中提出了著名的中心地理论， 第一次把区域内的城市系统化，并对城市体系进行了科学分析，提出了城市体系 的组织结构模式，被后人公认为城市体系研究的基础理论，其所著的德国南部 的中心地一书被公认为是开辟城市体系研究的代表著作。位序一规模法则从城市 1 4 的规模和城市规模位序的关系来考察一个城市体系的规模分布。最早是1 9 1 3 年奥 尔巴克( f a u e r b a c h ) 发现五个欧洲国家和美国的城市人口资料符合p i r i _ k 的关系。 式中：p i 是一个国家的城市按人口规模从大到小排序后第i 位城市的人口数：r i 是第 i 位城市的位序，k 是常数。1 9 2 5 年罗特卡( a j l o t k a ) 发现美国符p i r i o 9 3 = 5 0 0 0 0 0 0 ， 其贡献在于对位序变量允许有一个指数。辛格( h w s i n g e r ) 1 9 3 6 年提出了一般转 换公式r i p i q = k 。1 9 4 2 年捷夫( g k z i p f ) 对城市体系的规模分布进行了理论研究， 1 9 4 9 年提出在经济发达国家里一体化城市规模分布的表达式。马克杰弗逊 ( m j e 施r s 0 n ) 于1 9 3 9 年提出了城市首位律( l a wo f t h e 蹦m a t ec i 锣) ，他发现一个国 家的“首位城市要比第二位城市( 更不用说其它城市) 大得异乎寻常，以5 1 个 国家为研究对象得出一些结论。在他之后出现的理论模型还有4 城市指数、1 1 城市 指数城市金字塔律、金斯利戴维斯( k d a v i s ) 的二倍数规律等。这些模型的理论 解释源于各种随机模式、城市增长模式、迁移模式、城市等级体系模式和考虑政 治、经济、文化和历史诸因素的机制分析模式。 2 0 世纪中期，城市体系研究进入了快速发展阶段。1 9 6 0 年邓肯( o d d 硼c 锄) 在其著作大都市和区域中首次明确提出“城市体系 ( u r b a ns y s t e m ) 一词。1 9 6 4 年贝里( b j l b e q ) 用系统化的观点研究了城市人口分布与服务中心等级体系的 关系，开创了城市体系研究的新纪元。1 9 7 0 年代，城市体系研究进入一个高潮， 主要是以计算机为支撑的数学方法、动态模拟技术得到了广泛的应用，尤其是地 理信息系统为城市和城市体系的研究带来了全新的科学手段。1 9 8 0 年代，西方国 际的产业结构及全球的经济组织形式发生了巨大变化开始了对诸如全球城市 ( g l o b a lc 时) 、网络城市( n e t 、) l r o r kc 时) 、世界城市体系( w o r l du r b 锄s y s t e m ) 的 崭新研究。1 9 9 0 年代初期，d w o n g ，a s f o t h e r i n 曲a m 和p f r a n l ( h o u s e r ( 1 9 9 0 1 9 9 1 ) 等先后研究了城市体系的位序一规模法则以及p a r e t o 分布与分形维数 ( f r a c t a ld i m e n s i o n ) 的关系，城市规模分布的分形性质开始引人注目【2 3 j 。1 9 9 0 年代 后期，英国伦敦大学著名城市地理学家巴迪( m b a t t ) r ) 教授在城市形态、起源与 复杂性研究中提出城市“等级钟”、“等级距离”、“等级距离钟”和“城市半生命 周期”理论，2 0 0 6 年在“n a t u r e 刀、2 0 0 8 年在“s c i e n c e 公开发表完整的研究成果 【2 4 伽。b a 姆的位序一等级钟理论与方法为城市位序一规模的时空演化研究提供了 新的方法论。等级钟利用位序随时间演化的规律来揭示城市的发展；等级距离则 定量测度了城市位序等级在时间尺度上的变化规律；生命周期视城市为有生命的 自组织系统，借用物理学中的衰变周期理念，定量描述了一个城市进入或被挤出 项级城市系统的时序与速度。等级钟、等级距离、生命周期三者作为一个有机整 体，描述了城市与城市系统演化的本质与机制，是位序一规模法则的创新和发展， 成为研究城市体系演化与发展的全新方法论。日本学者森川洋( 2 0 0 7 年) 对日本城 市体系的结构特征及其改良进行了研究，林上( 2 0 0