城市規(guī)模分布演化特征及空間協(xié)調(diào)性分析——以成渝城市群為例

李小浩

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城市規(guī)模分布演化特征及空間協(xié)調(diào)性分析——以成渝城市群為例

李小浩1,2,3

（1. 重慶市國土資源和房屋勘測規(guī)劃院，重慶 400020；2. 重慶市土地利用與遙感監(jiān)測工程技術(shù)研究中心，重慶 400020；3. 重慶欣榮土地房屋勘測技術(shù)研究所，重慶 400020）

2000年以來，成渝地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和城市化水平顯著提高。通過構(gòu)建城市首位度、城市規(guī)模基尼指數(shù)、Zipf維數(shù)等指標，深入分析成渝城市群自2000年以來的城市規(guī)模分布情況及其演化路徑；同時構(gòu)建人口經(jīng)濟一致性系數(shù)和人口經(jīng)濟偏離度指數(shù)，分析成渝城市群人口分布與經(jīng)濟發(fā)展的空間一致性。研究結(jié)果表明：成渝城市群的城市規(guī)模分布總體處于較為平等水平，不同規(guī)模城市的人口分布相對較為均衡；成渝城市群基本符合Zipf定律，不同城市的人口分布與經(jīng)濟發(fā)展的空間一致性程度具有一定差異；2000年以來成渝城市群的人口經(jīng)濟一致性偏離度呈現(xiàn)波浪形變化。

成渝城市群；城市規(guī)模分布；人口與經(jīng)濟空間一致性

2016年5月4日國家發(fā)改委公布了《成渝城市群發(fā)展規(guī)劃（2016-2020）》，這是繼2011年《成渝經(jīng)濟區(qū)區(qū)域規(guī)劃（2011-2015）》之后，又一個針對成渝地區(qū)的區(qū)域性發(fā)展規(guī)劃。成渝城市群具體范圍包括重慶市主城九區(qū)以及綦江、大足等29個區(qū)（縣），四川省成都、自貢、瀘州等15個市，總面積18.5萬平方公里。自2000年國家實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略以來，川渝兩地的經(jīng)濟規(guī)?？偭坑?000年的5 719億元增加到2015年的45 770億元，年均增長率達到14.87%。城市化水平不斷提高，成渝城市群的城市化率（總?cè)丝谥蟹寝r(nóng)業(yè)人口占比）由2000年的20.15%提高到2015年的35.21%，年均增加超過1個百分點。

成渝城市群經(jīng)過多年的發(fā)展，基本形成了以成都和重慶主城兩個超大城市為核心，多個中小城市協(xié)同發(fā)展的雙核驅(qū)動型城市發(fā)展分布格局，其發(fā)展已經(jīng)引起一些學(xué)者的關(guān)注。曹躍群等利用分形理論研究了成渝都市群城市體系規(guī)模分布，結(jié)果表明：成渝都市群城市體系規(guī)模分布呈現(xiàn)首位城市壟斷地位不強、特大城市斷層、大城市數(shù)量不足、中小城市發(fā)育程度較高等特征。[1]趙駒認為成渝城市群具有整體功能初顯、工業(yè)結(jié)構(gòu)相似度漸高等特點，但也存在城鎮(zhèn)化互動協(xié)調(diào)發(fā)展不易、區(qū)域管理模式較難突破的問題。[2]鐘海燕應(yīng)用城市體系位序規(guī)模模型據(jù)對成渝經(jīng)濟區(qū)城市體系進行了定量測度，結(jié)果表明：成渝經(jīng)濟區(qū)城市體系屬于雙核首位分布型，成都和重慶雙核與其他城市的規(guī)模差距不斷拉大，城市體系出現(xiàn)斷層，特大城市和大城市實力偏弱，屬于城市群發(fā)展的初級階段，大城市集聚發(fā)展時期，擴散效應(yīng)不明顯。[3]上述學(xué)者大都是對成渝城市群的城鎮(zhèn)規(guī)模分布現(xiàn)狀進行特征分析，未能對城市規(guī)模分布的人口與經(jīng)濟空間協(xié)調(diào)性進行進一步研究。下面本研究將通過構(gòu)建城市首位度、城市規(guī)?；嶂笖?shù)、Zipf維數(shù)等指標，深入分析成渝城市群自2000年以來的城市規(guī)模分布情況及其演化路徑；同時，通過構(gòu)建人口經(jīng)濟一致性系數(shù)和人口經(jīng)濟偏離度指數(shù)，分析成渝城市群人口分布與經(jīng)濟發(fā)展的空間一致性。

一、研究方法與數(shù)據(jù)

（一）城市規(guī)模分布特征指標[4-10]

1. 城市首位度。城市首位度最早由美國學(xué)者M. Jefferson提出，[11]用以反映一個國家或地區(qū)城市體系中人口在首位城市的集聚程度。用公式表示為

盡管二城市首位度容易理解且計算較為簡單，但存在反映問題不夠全面的問題；因此，在二城市首位度指數(shù)的基礎(chǔ)上，又提出了四城市指數(shù)和十一城市指數(shù)，用公式表示為、，其中、、……、分別代表第1~11位城市的規(guī)模。城市首位度指數(shù)上升，表明區(qū)域城市體系中首位城市的集聚度提高；反之，則表明集聚度降低。

2. 城市規(guī)?；嵯禂?shù)?；嵯禂?shù)是由美國經(jīng)濟學(xué)家A. O. Hirschman在洛倫茨曲線的基礎(chǔ)上提出的用于測度收入公平程度的指標，加拿大學(xué)者J. U. Marshall將其用于研究不同規(guī)模城市的發(fā)育成長狀況，提出了城市規(guī)模基尼系數(shù)的概念，用公式表示為

3. 位序—規(guī)模法則與Zipf定律。位序—規(guī)模法則相關(guān)理論最早由德國經(jīng)濟學(xué)家F. Auerbach提出，即在一定區(qū)域內(nèi)一個城市的人口規(guī)模與該城市在城市體系中所處等級的乘積近似等于一個常數(shù)。此后，G. K. Zipf發(fā)展了這一理論，他認為城市人口規(guī)模不但與該城市在城市體系中所處等級的乘積近似等于一個常數(shù)，且該常數(shù)趨近于1，后人稱之為Zipf定律。用公式表示為

兩邊區(qū)自然對數(shù)，可變換成以下形式：

. (4)

（二）城市規(guī)模分布空間協(xié)調(diào)性分析[12]

1. 人口經(jīng)濟一致性系數(shù)。人口經(jīng)濟一致性系數(shù)（Consistency of Population and Economy，簡稱CPE）用來反映某一地區(qū)人口分布與經(jīng)濟發(fā)展的一致性程度，定義為人口集聚水平與經(jīng)濟集聚水平的比值，計算公式如下：

2. 人口經(jīng)濟偏離度指數(shù)。人口經(jīng)濟偏離度指數(shù)（Consistency Deviation，簡稱CD），用來衡量一個地區(qū)整體的城市人口分布與經(jīng)濟發(fā)展的一致性程度，計算公式如下：

3. 數(shù)據(jù)來源及說明

城市規(guī)模用非農(nóng)業(yè)人口數(shù)表示，所用數(shù)據(jù)主要來源于2001-2016年的《四川統(tǒng)計年鑒》《重慶統(tǒng)計年鑒》以及四川、重慶歷年的國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報，涉及重慶市主城九區(qū)以及綦江、大足等29個區(qū)（縣）和四川省成都、自貢、瀘州等15個市。由于重慶市主城九區(qū)事實上是一個城市整體，因此將重慶主城九區(qū)合并為重慶主城。另外，由于2011年重慶市萬盛區(qū)與綦江縣合并為綦江區(qū)，雙橋區(qū)與大足縣合并為大足區(qū)，因此將2011年以前萬盛區(qū)、雙橋區(qū)的數(shù)據(jù)分別與綦江縣、大足縣合并為綦江區(qū)、大足區(qū)。

二、實證分析

（一）成渝城市群規(guī)模分布演化特征分析

1. 成渝城市群規(guī)模分布概況。成渝城市群主要由重慶城市群、成都都市圈、成內(nèi)（遂）經(jīng)濟帶、成德綿城市帶以及川南城市群等5部分組成。[13]自2000年國家實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略以來，國家和地方又出臺了一系列支持成渝地區(qū)發(fā)展的政策措施。2007年4月川渝兩地共同簽署《關(guān)于推進川渝合作共建成渝經(jīng)濟區(qū)的協(xié)議》，2007年6月國務(wù)院批準重慶市和成都市設(shè)立全國統(tǒng)籌城鄉(xiāng)綜合配套改革試驗區(qū)，2011年5月國務(wù)院批復(fù)《成渝經(jīng)濟區(qū)區(qū)域規(guī)劃》，2013年3月全國“兩會”期間重慶和四川代表團共同提出《關(guān)于將重慶成都城市群建設(shè)成為引領(lǐng)西部地區(qū)發(fā)展的國家級城市群的建議》。在此背景下，以成都和重慶為核心的成渝城市群快速發(fā)展：形成了2個超大城市，大城市由2000年的4個增加為2015年的12個，小城市由之前的22個減少為2015年的15個，見表1。

表1 2000年與2015年成渝城市群各等級城市數(shù)量　/個

注：根據(jù)城市規(guī)模劃分標準，城市人口在50萬人以下的為小城市，50-100萬人為中等城市，100-500萬人為大城市，500萬人以上為超大城市。

圖1為2000-2015年間，每隔5年成渝城市群城市人口規(guī)模分布曲線的變動情況?？梢院苤庇^地看到，15年來城市人口規(guī)模分布曲線逐漸向偏離原點的方向移動，且曲線的前半部分的厚度明顯增加。這說明成渝城市群中各個城市的城市人口規(guī)模均在增加，且中等以上城市的城市人口規(guī)模增長趨勢相對更快。

圖1成渝城市群城市人口規(guī)模排序情況

2. 城市首位度與城市規(guī)?；嵯禂?shù)。根據(jù)式(1)、(2)計算得到2000-2015年成渝城市群各年的城市首位度（二城市指數(shù)、四城市指數(shù)、十一城市指數(shù)）和城市規(guī)模基尼系數(shù)，計算結(jié)果見表2。

表2 成渝城市群城市首位度指數(shù)與城市規(guī)?；嵯禂?shù)（2000-2015年）

從圖2顯示的結(jié)果可以看出，2000-2015年成渝城市群城市首位度經(jīng)歷了大致3個階段：2003年以前的平穩(wěn)變化期，2003-2005年的快速增長期，2006-2015年的小幅波動期。以二城市指數(shù)為例，2000-2003年成渝城市群中第一大城市成都市與第二大城市重慶主城的人口規(guī)模比值始終維持在1.2左右，二者之間的差距不大。2003-2005年，二者之間的差距開始拉大，二城市指數(shù)由2003年的1.167增長為2005年的1.521，二者之間的差距拉大，成都市作為成渝城市群第一大城市的優(yōu)勢更加明顯。2005年以后，二城市指數(shù)變化不大，成都市與重慶主城的人口規(guī)模比值始終維持在1.5左右；從2014-2015年城市首位度的變化情況來看，成渝城市群中成都作為第一大城市的地位有所削弱，重慶作為第二大城市的地位有所提升。

事實上，2003-2005年城市首位度出現(xiàn)快速增長，主要是由于成都市從2004年起五城區(qū)和高新區(qū)實行一元化管理，人口全部計入非農(nóng)業(yè)人口。排除掉這一因素后，成渝城市群的城市首位度變化不是十分明顯，說明首位城市的人口集聚度在2000-2015年的變化程度不大。

圖2 成渝城市群城市首位度指數(shù)（2000-2015年）

從圖3顯示的結(jié)果可以看出，成渝城市群的城市規(guī)?；嵯禂?shù)在2000-2015年間存在一定程度的波動，但總體維持在0.26-0.30，表明成渝城市群的城市規(guī)模分布總體處于較為平等水平，大中小規(guī)模城市的人口分布相對較為均衡。分階段來看，2000-2003年基尼系數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢，這一時期成渝城市群的集聚程度有所減弱，人口分布趨于分散；2003-2007年基尼系數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢，這一時期成渝城市群的集聚程度增強，人口分布趨于集中；2007-2015年基尼系數(shù)又呈現(xiàn)下降趨勢，這一時期的成渝城市群集聚程度減弱得比較明顯，人口分布較2000年更為分散。

圖3　成渝城市群城市規(guī)?；嵯禂?shù)（2000-2015年）

3. 成渝城市群城市規(guī)模分布的Zipf定律檢驗。對2000-2015年成渝城市群的城市規(guī)模分布進行Zipf定律檢驗，回歸結(jié)果如下表3所示。從表中結(jié)果可以看出，2000-2015年各年的判定系數(shù)均在0.9以上，表示模型擬合效果很好；Zipf維數(shù)即值均在1.000~1.160的區(qū)間變化，說明成渝城市群基本符合Zipf定律，見圖４。

表3　2000-2015年成渝城市群城市規(guī)模分布模型回歸結(jié)果

圖4 2000-2015年成渝城市群值變化趨勢

開展基于動態(tài)載波的臺區(qū)用戶識別和相位差分技術(shù)研究試點，通過采集節(jié)點戶表檔案巡測命令動態(tài)跟蹤臺區(qū)采集器及戶表變動信息、分相信息，實現(xiàn)配變用戶用電相位的自動識別；基于配電臺區(qū)、配變用戶、用戶相別關(guān)系等建立三相負載均衡模型，對影響臺區(qū)三相負載均衡的相關(guān)因素進行分析，動態(tài)跟蹤各因素變化，實現(xiàn)臺區(qū)三相負載均衡的監(jiān)測、預(yù)警，以及治理決策智能支持。

（二）城市規(guī)模分布協(xié)調(diào)性分析

1. 分城市尺度人口與經(jīng)濟的空間一致性分析。將成渝城市群人口經(jīng)濟一致性程度分為3種類型：1）人口集聚低于經(jīng)濟集聚（0.01.2）。根據(jù)人口經(jīng)濟一致性系數(shù)大小及其評價標準，利用公式(5)計算得到2000年、2005年、2010年和2015年的分城市人口經(jīng)濟一致性程度評價結(jié)果，如表4所示。

表4 成渝城市群分城市人口與經(jīng)濟的空間一致性評價

從表4可以看出，2000年成渝城市群中人口與經(jīng)濟不一致的城市有18個，占全部城市個數(shù)的50.00%，其中人口集聚低于經(jīng)濟集聚的有6個，人口集聚高于經(jīng)濟集聚的12個。2005年人口與經(jīng)濟不一致的城市減少為13個，占全部城市個數(shù)的36.11%，其中人口集聚低于經(jīng)濟集聚的4個，人口集聚高于經(jīng)濟集聚的9個。2010年人口與經(jīng)濟不一致的城市增加為15個，占全部城市個數(shù)的41.67%，其中人口集聚低于經(jīng)濟集聚2個，人口集聚高于經(jīng)濟集聚13個。2015年人口與經(jīng)濟不一致的城市又增加為17個，其中人口集聚低于經(jīng)濟集聚4個，人口集聚高于經(jīng)濟集聚13個，占比為47.22%。人口經(jīng)濟基本協(xié)調(diào)的城市個數(shù)在2000年、2005年、2010年和2015年分別為18、23、21、19個，占比均在50%以上，見圖5。

從圖5可以看出，成渝城市群不同城市的人口分布與經(jīng)濟發(fā)展的空間一致性程度具有一定差異。具體而言，人口集聚低于經(jīng)濟集聚的城市主要集中于潼南、南川等少數(shù)幾個小城市；人口集聚高于經(jīng)濟集聚的城市主要集中于成渝城市群北部的遂寧、南充，東北部的開縣、云陽、石柱，以及南部的綦江；人口集聚與經(jīng)濟集聚基本協(xié)調(diào)的城市位于成渝城市群的東西部的大部分地區(qū)，以及成都與重慶主城沿線中部周邊地區(qū)。

2. 區(qū)域整體人口與經(jīng)濟空間一致性分析。利用對區(qū)域人口經(jīng)濟協(xié)調(diào)狀況較為敏感的人口經(jīng)濟偏離度指數(shù)（CD），來衡量成渝城市群的人口經(jīng)濟協(xié)調(diào)程度，以分析2000年以來成渝城市群整體的人口分布與經(jīng)濟發(fā)展的空間一致性。

利用公式（6）計算成渝城市群的人口經(jīng)濟偏離度指數(shù)，從圖6所示結(jié)果可以看出，2000年以來成渝城市群的人口經(jīng)濟一致性偏離度呈現(xiàn)波浪形變化，經(jīng)歷了4個發(fā)展階段：1）2000-2002年，人口經(jīng)濟偏離指數(shù)從0.312增加為0.336，增幅為0.023，區(qū)域人口分布與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)性緩慢減弱；2）2003-2008年，人口經(jīng)濟偏離指數(shù)從0.334減少為0.174，減幅為0.161，區(qū)域人口分布與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)性大幅增強；3）2009-2012年，人口經(jīng)濟偏離指數(shù)從0.207增加為0.324，增幅為0.117，區(qū)域人口分布與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)性大幅減弱；4）2013-2015年，人口經(jīng)濟偏離指數(shù)從0.305減少為0.288，減幅為0.017，區(qū)域人口分布與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)性緩慢增強。從人口經(jīng)濟偏離指數(shù)的變化趨勢來看，未來一段時間成渝城市群的人口分布與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)性將繼續(xù)呈現(xiàn)緩慢增強的態(tài)勢。

圖6　成渝城市群的人口經(jīng)濟一致性偏離度

三、結(jié)論

區(qū)域城市體系的演進是一個市場機制引導(dǎo)下的自組織過程，在這一過程中，中心城市的經(jīng)濟集聚力與外圍城市因?qū)I(yè)化分工而獲得的分散力相互作用，共同主導(dǎo)著城市體系的演進方向。[14]一方面，通過市場力量的自發(fā)組織和政府部門的定向引導(dǎo)，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，成渝城市群城市體系日趨完善，專業(yè)化分工更加合理。另一方面，由于受地區(qū)自然資源稟賦差異及地區(qū)發(fā)展不平衡等因素的影響，區(qū)域人口分布與經(jīng)濟發(fā)展的一致性程度較差。

本研究首先通過構(gòu)建城市首位度、城市規(guī)模基尼指數(shù)、Zipf維數(shù)等指標，對成渝城市群自2000年以來的城市規(guī)模分布情況及其演化路徑進行了深入分析，在此基礎(chǔ)之上又通過構(gòu)建人口經(jīng)濟一致性系數(shù)和人口經(jīng)濟偏離度指數(shù)對成渝城市群的人口分布與經(jīng)濟發(fā)展的空間一致性進行了分析和評價，主要得出以下幾點結(jié)論：

第一，2000-2015年成渝城市群城市首位度大致經(jīng)歷了大致三個階段：2003年以前的平穩(wěn)變化期，2003-2005年的快速增長期以及2006-2015年的小幅波動期。成渝城市群的城市規(guī)?；嵯禂?shù)在2000-2015年間存在一定程度的波動，但總體維持在0.26-0.30，表明成渝城市群的城市規(guī)模分布總體處于較為平等水平，大中小規(guī)模城市的人口分布相對較為均衡。

第二，成渝城市群基本符合Zipf定律，城市規(guī)模分布變化分為三個階段：2000-2009年的平穩(wěn)變化期，這一時期成渝城市群規(guī)模分布較為集中，大城市地位突出，中小城市規(guī)模發(fā)展相對不足；2009-2011年的快速變化期，這一時期成渝城市群規(guī)模分布區(qū)域分散，更加接近于理想的合理水平；2011-2015年的穩(wěn)定期，這一時期成渝城市群的城市規(guī)模分布已處于十分合理的狀態(tài)，且保持穩(wěn)定。

第三，成渝城市群中不同城市的人口分布與經(jīng)濟發(fā)展的空間一致性程度具有一定差異。人口集聚低于經(jīng)濟集聚的城市主要集中于潼南、南川等少數(shù)幾個小城市；人口集聚高于經(jīng)濟集聚的城市主要集中于成渝城市群北部的遂寧、南充，東北部的開縣、云陽、石柱，以及南部的綦江；人口集聚與經(jīng)濟集聚基本協(xié)調(diào)的城市位于成渝城市群的東西部的大部分地區(qū)，以及成都與重慶主城沿線中部周邊地區(qū)。

第四，2000年以來成渝城市群的人口經(jīng)濟一致性偏離度呈現(xiàn)波浪形變化，經(jīng)歷了4個發(fā)展階段。從人口經(jīng)濟偏離指數(shù)的變化趨勢來看，未來一段時間成渝城市群的人口分布與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)性將繼續(xù)呈現(xiàn)緩慢增強的態(tài)勢。

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（責任編校：賀常穎）

Analysis on Evolutional Characteristics of Urban Size Distribution and Space Coordination: A Case Study of Chengyu Megalopolis

LI Xiaohao1,2,3

（1. Chongqing Institute of Surveying and Planning for Land Resources and Housing, Chongqing400020, China; 2. Chongqing Land Use and Remote Sensing Engineering Research Center, Chongqing400020, China; 3.Chongqing Xinrong Institute of Surveying Techniques for Land and Housing, Chongqing400020, China）

The economic development and urbanization level of Chengyu megalopolis has improved significantly since 2000. Through establishing urban primary index, the Gini coefficient of urban size and Zipf dimension etc., this research deeply analyzes the situation of urban size distribution and evolution path of Chengyu megalopolis since 2000. Then, this research analyzes the space coefficient between the population distribution and economic development by establishing consistency of population and economy index and consistency deviation index. The results show that urban size distribution of Chengyu megalopolis is on a equal level, and the population distribution of different size cities is relatively balanced. Chengyu megalopolis basically fit the Zipf’s law. The space consistency between population distribution and economic development of different cities in Chengyu megalopolis has some difference. Consistency deviation of population and economy of Chengyu megalopolis presents wave-shaped change.

Chengyu megalopolis; urban size distribution; space consistency between population and economy

F 291

A

10.3969/j. issn. 2096-059X.2017.01.013

2096-059X(2017)01–0073–07

2016-12-12

李小浩（1987-），男，湖北仙桃人，工程師，碩士，主要從事城市與區(qū)域經(jīng)濟研究。