長三角城市群擴容以來城市等級規(guī)模結構演化特征

水恒濤，余 健，趙春雨，房 莉，曹雨，黃振華

（安徽師范大學 地理與旅游學院，江淮流域地表過程與區(qū)域響應安徽省重點實驗室，安徽 蕪湖 241003）

21世紀以來，我國城市化進程不斷加快，城市群逐漸發(fā)展成為全國科技、經(jīng)濟、文化的聚合地[1］，對國家的發(fā)展具有明顯的推動作用。在城市等級進一步提高的同時，城市功能體系也在發(fā)揮作用[2］。城市體系指的是由一系列不同大小、相互關聯(lián)、互惠互利的城市構成的城市集合[3］，它的形成、演化是一個動態(tài)的發(fā)展過程，反映在城市群的結構組合上具有一定的規(guī)模分布特征[4］。城市規(guī)模等級結構特征對建設可持續(xù)性發(fā)展的新時代城市體系戰(zhàn)略具有十分重要的科學指導價值[5］，一直是城市體系研究的必要內容[6］。城市群的城市等級規(guī)模結構是否合理，直接影響到城市群整體功能的發(fā)揮和競爭力的提高。研究城市群等級規(guī)模結構的演變特征，對于確定城市群所處的發(fā)展階段，合理地發(fā)揮城市功能具有重要意義[7］。

第一位研究城市等級規(guī)模結構的外國學者是英國的Howard[8］。從研究方法來看，Jefferson提出了城市首位度指數(shù)的計算方法[9］，Singer 提出“位序－規(guī)模”法則[10］，Marshall 提出了城市規(guī)模基尼系數(shù)的方法[11］，Batty 提出了等級鐘理論[12］，進入21 世紀后，國內學者采用了空間數(shù)據(jù)探索、空間面板回歸[13］、核密度估計[14］、空間關聯(lián)維數(shù)與空間聚集維數(shù)[3］、位序累積規(guī)模模型[5］等許多新方法來研究城市等級規(guī)模結構。從研究內容上看，主要集中在揭示城市體系中城市規(guī)模成長的一般規(guī)律[15］、判斷城市體系所在的發(fā)展階段、預測區(qū)域內城市今后的發(fā)展規(guī)模[16］、研究這些方法在城市體系中的適用性、分析城市等級規(guī)模結構演變的驅動因素以及比較不同城市體系的城市等級規(guī)模結構差異。從研究結論來看，黃群芳認為可以通過優(yōu)化城市等級規(guī)模結構來推動人口、經(jīng)濟和諧發(fā)展[17］，郭建科認為港口城市體系各功能發(fā)育情況可以通過位序規(guī)模結構與功能耦合類型特征來反映[18］，王乾認為區(qū)域環(huán)境對城市等級規(guī)模結構起到了重要的作用且這種影響具有很強的規(guī)律性[19］，葉浩[5］認為，在區(qū)域城市體系中各城市所承擔的社會職能和經(jīng)濟職能與各城市的規(guī)模大小之間存在相關性。

現(xiàn)有的對長三角城市等級規(guī)模結構的研究主要集中在某一年的靜態(tài)分析或長三角部分地區(qū)城市等級規(guī)模結構的演化分析，但對整個長三角城市規(guī)模分布演化的研究則較少[16］，特別是2008年以來，長三角城市群經(jīng)歷了幾輪擴容，其范圍已擴展到安徽省。就此現(xiàn)狀，本文借助城市首位度指數(shù)、城市規(guī)?；嵯禂?shù)、位序規(guī)模法則，選取長三角三省一市共四十一座城市2010—2020年11個時間點的市區(qū)常住人口數(shù)據(jù)進行研究，對長三角城市群自擴容以來城市規(guī)模結構的演化規(guī)律進行分析，為推進長三角一體化發(fā)展提供科學的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

長三角源于1982年12月國務院批文建立的以上海為中心的經(jīng)濟區(qū)，包括江蘇省和浙江省的10 個城市。1992 年，長三角政府經(jīng)濟技術協(xié)作部門自發(fā)成立長江三角洲協(xié)作辦（委）主任聯(lián)席會議，成員包括上海市、南京市、杭州市等14 個城市。2008年9月《國務院關于進一步推進長江三角洲地區(qū)改革開放和經(jīng)濟社會發(fā)展的指導意見》中指出，長三角城市群以上海、江蘇、浙江的16個城市為主體范圍。2010年6月，國務院批復了《長江三角洲區(qū)域規(guī)劃》，長三角城市群范圍進一步擴充至2省1市的25個城市。2016年5月國務院批復的《長江三角洲城市群發(fā)展規(guī)劃》，將長三角城市群擴充到江浙滬皖3省1市的26個城市，2019年12月，中共中央、國務院發(fā)布《長江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》中明確指出，上海、浙江、江蘇、安徽三省一市的41個城市，全部被納入長三角城市群。30多年來，長三角城市群已發(fā)展成為我國第一大城市群。截至2020年底，“三省一市”范圍的長三角面積為35.91 萬平方公里，約占全國面積的二十七分之一，經(jīng)濟總量達24.47 萬億元，約占全國經(jīng)濟總量四分之一，常住人口達到2.35億人，約占全國人口總量六分之一。

圖1 各個時期長三角城市群范圍圖Fig.1 Map of the urban agglomeration of the Yangtze River Delta in various periods

1.2 數(shù)據(jù)來源

城市人口不僅是衡量一個城市規(guī)模的通用指標，也是一個城市十分重要的綜合特征[19］?？紤]到各省市城市化水平的穩(wěn)定提高，以及最近十多年來人口數(shù)據(jù)報告的連續(xù)性，本文將2010年底到2020年作為分析的主要時段，人口數(shù)據(jù)資料來自歷年《中國人口普查資料》數(shù)據(jù)以及其他各省市的統(tǒng)計年鑒。由于十多年來，長三角的大部分城市都經(jīng)歷了區(qū)劃調整，為了使研究數(shù)據(jù)具有一定的縱向比較性，使用2020年行政區(qū)劃為基準來進行分析。一般選取“城市城鎮(zhèn)人口數(shù)”“城市戶籍人口數(shù)”“市轄區(qū)城鎮(zhèn)人口數(shù)”等指標中一個或多個來研究城市規(guī)模等級結構演化[2］，但是，周一星和于海波指出，由于我國城市化的快速發(fā)展，大量農村人口進入城鎮(zhèn)，“市區(qū)戶籍城鎮(zhèn)人口”“市區(qū)戶籍總人口”已經(jīng)不能衡量一個城市實際的人口規(guī)模[20］。城市人口規(guī)模的一個重要組成部分是外來流動人口，市區(qū)常住人口規(guī)模是衡量城市綜合承載力的重要指標，反映了城市的人口吸收能力、經(jīng)濟發(fā)展水平和公共服務供給能力[21］，因此，本文選取長三角三省一市共41座城市2010—2020年等11個時間節(jié)點的市區(qū)常住人口為研究對象。

1.3 研究方法

1.3.1 城市首位度指數(shù) Mark Jefferson提出了城市首位度概念，城市首位度指數(shù)包括2城市指數(shù)、4城市指數(shù)和11城市指數(shù)。2城市指數(shù)指第一大城市與第二大城市的人口規(guī)模之比，其代表了最大城市的城市發(fā)展要素的集中程度，計算公式為

在2城市指數(shù)的基礎上，又有人提出4城市指數(shù)和11城市指數(shù)。其計算公式分別為

上式中，P1為首位城市的人口數(shù)，P2到P11為第二到第十一位城市的人口數(shù)。城市規(guī)模等級結構的理想狀態(tài)是，2城市指數(shù)為2，4城市指數(shù)和11城市指數(shù)為1[22］。

1.3.2 “位序－規(guī)?！狈▌t“位序－規(guī)?！狈▌t是描述城市人口規(guī)模和城市人口規(guī)模位序之間關系的法則[23］，其公式為

式中:n為城市的數(shù)量，Ri代表城市i的位序，Pi是按照從大到小排序后位序為Ri的城市規(guī)模，P1是首位城市的規(guī)模，而參數(shù)q通常被稱作Zipf指數(shù)[24］，為直觀起見，通常對式（1）進行自然對數(shù)變換得

研究發(fā)現(xiàn)：當q＝1時，城市體系中最大規(guī)模城市與最小規(guī)模城市之比為整個城市體系中的城市個數(shù)，齊夫（Zipf）認為此時是自然狀態(tài)下城市體系的最優(yōu)分布[18］，故稱此時的城市規(guī)模分布滿足Zipf準則[25］；當q＜1時，城市規(guī)模分布相對比較集中，處于中間位序的城市較多；當q＞1時，說明城市規(guī)模有分散分布的趨勢，首位城市的壟斷性較強。當高序位發(fā)展相對較快時，城市規(guī)模分布趨向分散，q值也不斷增大，q→∞時，區(qū)域內將只有一個城市，為絕對首位型分布；當?shù)托蛭怀鞘邪l(fā)展迅速并且縮小與高序位城市的差距時，q值會有所縮小，而q→0表示區(qū)域內城市規(guī)模將一樣大，人口分布絕對平均[26］。

1.3.3 城市規(guī)?；嵯禂?shù) Marshall 第一次提出了用城市規(guī)?；嵯禂?shù)來研究不同大小城市的發(fā)展情況。城市基尼規(guī)模系數(shù)是由常數(shù)式基尼模型來擬合求解的，其計算方法為：假設一個地區(qū)的城市體系有n個城市組成，S是這n個城市的人口的總和，T是城市體系中每個城市之間人口規(guī)模之差的絕對值總和，則基尼系數(shù)的計算公式為

城市規(guī)?；嵯禂?shù)的取值最大為1，最小為0。當所有城市的人口數(shù)量都一樣時，G＝0，這時城市體系中城市人口規(guī)模的分散程度達到最大；當城市體系的總人口都集中在首位城市時，而其他城市卻無人居住時，G=1。一般來說，基尼系數(shù)越接近1，表明城市規(guī)模分布越集中；越接近0，則表明城市規(guī)模分布越分散[27］。一般認為G大于0.6時，表示城市人口規(guī)模差距非常大[28］。由于城市規(guī)?；嵯禂?shù)的擬合和求解采用了常數(shù)基尼模型，所以可以彌補當城市規(guī)模有較大差距時用“位序－規(guī)?！狈▌t回歸擬合的不足。

2 長三角擴容以來城市等級規(guī)模演化時間特征分析

2.1 長三角城市市區(qū)人口數(shù)量變化

根據(jù)歷次人口普查數(shù)據(jù)可知，2010年長三角41個城市市區(qū)常住人口總數(shù)為9466萬人，2020年長三角41個城市市區(qū)常住人口總數(shù)為12650萬人（圖2），是2010年的1.34倍。分省來看，2020年江蘇省、浙江省、安徽省城市市區(qū)常住人口總數(shù)分別為2010年的1.40、1.43、1.26倍。

圖2 長三角城市群市區(qū)常住人口分布圖Fig.2 Distribution map of the permanent population in urban areas of the Yangtze River Delta urban agglomeration

2.2 基于城市首位度指數(shù)的演化特征分析

對2010—2020年長三角城市市區(qū)常住人口數(shù)據(jù)進行2城市指數(shù)、4城市指數(shù)和11城市指數(shù)計算（表1）。結果顯示：①長三角歷年的2城市指數(shù)都遠大于理論值2，但自2013年后總體趨勢為逐年下降，從2010年的3.1199降到2020年的2.3220，說明首位城市上海人口遠大于其余城市，在長三角城市群內具有絕對壟斷的地位特征，但有分散分布的趨勢；4城市指數(shù)2010—2019年間高于標準值1，但處于下降的趨勢，并且不斷地趨向于理論值1，到了2020年，4城市開始低于理論值1，說明長三角城市群龍頭城市上海在不斷發(fā)展的同時，南京、杭州、蘇州等副中心城市的城市規(guī)模也在不斷增強，城市人口也有較大的增長；11城市指數(shù)的趨勢與4城市指數(shù)走勢大致吻合，說明首位城市上海城市人口規(guī)模在逐年擴大的同時，杭州、寧波、蘇州、南京、無錫、合肥、常州等高序位城市人口規(guī)模也在不斷擴大。②與擴容前相比，擴容后的長三角城市群2 城市指數(shù)與4 城市指數(shù)沒有變化，說明上海是長三角城市群無可替代的核心城市，南京、杭州、蘇州則是無可爭議的副中心城市；11 城市指數(shù)擴容后要小于擴容前，因為擴容后納入了合肥、溫州、徐州等市區(qū)人口規(guī)模較大的城市，尤其是合肥，經(jīng)過近十年的發(fā)展，市區(qū)常住人口僅次于上海、杭州、南京和蘇州，超過了無錫、寧波、常州等城市。

表1 2010—2020年長三角城市群城市指數(shù)分析表Table 1 City Index analysis table of the Yangtze River Delta urban agglomeration from 2010 to 2020

2.3 基于“位序－規(guī)模”法則的演化特征分析

借助Spss22.0 統(tǒng)計軟件，運用OLS 方法對方程lgPi＝lgP1-qlgRi進行回歸。結果如表2、圖3 所示：①歷年的回歸模型擬合系數(shù)R2都大于0.92，模型擬合優(yōu)度較高，說明長三角城市群城市規(guī)模結構符合“位序－規(guī)?！狈▌t，也反映了城市位序和城市規(guī)模之間有著天然的相關性。②從城市規(guī)模分布來看，長三角歷年的Zipf 指數(shù)都大于1，說明長三角城市規(guī)模有分散分布的趨勢，城市規(guī)模分布差異較大，首位城市有著非常明顯的壟斷地位，高序位城市的集聚效應顯著，大城市與小城市存在較大的差距。③從演化階段來看，大致可分為兩個時期：2010—2013 年Zipf 指數(shù)呈現(xiàn)下降態(tài)勢，說明該時期內，人口向中間序位的城市集聚，中等城市發(fā)展較快；2013—2020 年Zipf 指數(shù)呈現(xiàn)上升態(tài)勢，表明這一時期長三角城市體系分布更加趨于分散，高序位城市發(fā)展迅速，其壟斷地位得到加強。④擴容后的長三角城市群Zipf 指數(shù)平均值為0.9991，而擴容前為1.1017，擴容后的長三角城市群歷年Zipf 指數(shù)平均值要比擴容前更接近于1，而齊夫（Zipf）認為q值越接近1，城市體系分布越優(yōu)越，說明擴容使得長三角城市體系越來越接近于自然狀態(tài)下的最優(yōu)分布。

表2 2010—2020年長三角城市群“位序－規(guī)?！狈治霰鞹able 2 Agglomeration order-scale analysis table of the Yangtze River Delta urban agglomeration from 2010 to 2020

圖3 長三角洲城市群城市Zipf指數(shù)變化圖Fig.3 City Zipf index change chart of the Yangtze River Delta urban agglomeration

2.4 基于城市規(guī)?；嵯禂?shù)的演化特征分析

計算2010—2020年長三角城市人口規(guī)模基尼系數(shù)，結果如圖4 所示：①十多年間長三角城市基尼系數(shù)一直在0.26-0.28 之間波動，遠遠低于0.6，說明長三角城市間規(guī)模分布比較均衡。②從演化階段來看，除了2012—2013，2019—2020 兩個時間段外，其余年份長三角城市規(guī)?；嵯禂?shù)呈上升趨勢，表明城市體系內人口規(guī)模分布趨于大城市。③與擴容前相比，擴容后的長三角城市人口規(guī)?；嵯禂?shù)波動較大，除了2016—2018三年外，其余年份均低于擴容前，說明長三角的擴容使得長三角城市人口分布更加均衡。

圖4 長三角洲城市群城市規(guī)?；嵯禂?shù)變化圖Fig.4 Gini coefficient change graph of city scale of the Yangtze River Delta urban agglomeration

圖5 長三角洲城市群城市規(guī)模分布空間變化示意圖Fig.5 Schematic diagram of spatial variations in urban scale distribution of the Yangtze River Delta urban agglomeration

3 長三角擴容以來城市等級規(guī)模演化空間特征分析

城市的等級和規(guī)模主要通過城市人口規(guī)模來進行劃分，根據(jù)2014年國務院印發(fā)《關于調整城市規(guī)模劃分標準的通知》，將城區(qū)常住人口作為統(tǒng)計口徑，城區(qū)是指市轄區(qū)和不設區(qū)的市，區(qū)、市政府駐地的實際建設連接的居委會所轄區(qū)域和其他區(qū)域。我國主要的劃分等級為超大城市（＞1000 萬）、特大城市（＞500 萬）、大城市（＞100 萬）、中等城市（＞50萬）、小城市（50萬以下）[29］。十多年間，長三角41 個城市的城市等級變化較大，2010 年超大城市數(shù)量為1個，特大城市2個，分別為南京市和杭州市，25個城市為大城市，10個中等城市和3個小城市。到了2020 年，超大城市增加到2個，分別是上海市和杭州市，4 個特大城市為南京、蘇州、合肥、寧波，大城市和中等城市的數(shù)量都沒有變化，分別為25個和10個，小城市為0個。分省來看，江蘇省和浙江省為雙核心城市，而安徽省則以合肥為核心的單核心城市。

3.1 區(qū)域差異性

長三角地區(qū)城市規(guī)模等級的區(qū)域差異性主要表現(xiàn)為核心—外圍差異、省際差異以及副中心城市差異。與2010年相比，2020年城市等級提升速度較大的區(qū)域有浙北、蘇南和皖中（主要是合肥市），其中城市等級和規(guī)模提升較快的區(qū)域為浙北，其中杭州市、寧波市、紹興市的城市等級都有所提升。浙北和蘇南地區(qū)城市等級提升較快的原因主要有：一是滬寧線和滬杭線2條交通廊道是長三角城市群最強的經(jīng)濟走廊，對沿線城市具有較強的帶動作用；二是上海市的集聚與擴散作用較其他區(qū)域更為明顯；三是該區(qū)域本來就是長三角城市群的中心范圍，在歷史上就是各自省份比較發(fā)達的地區(qū)，具備良好的經(jīng)濟社會基礎[30］。而城市等級提升較慢的區(qū)域有皖北、皖西南、浙西和蘇北，這些區(qū)域都是省內經(jīng)濟較為不發(fā)達的地區(qū)且是長三角城市群擴容后加入的。副中心城市差異表現(xiàn)在與合肥市、杭州市相比，南京市的城市等級速度提升比較慢，2010年，南京市與杭州市為特大城市，且南京市的市區(qū)常住人口要大于杭州市，僅次于上海市排名第二，到了2020年，杭州市的市區(qū)常住人口已經(jīng)超過南京市并且跨入了超大城市之列，此外，合肥市也由大城市演變?yōu)樘卮蟪鞘小?/p>

3.2 軸線延伸性

從空間布局和形態(tài)來看，長三角城市等級規(guī)模結構的演變具有明顯的軸線延伸特征，2010年長三角的超大城市（上海市）和特大城市（南京市、杭州市）都分布在滬寧線和滬杭線上，形成“V”字形的城市空間格局。隨著長三角城市群的不斷擴容，“V”字形城市空間格局逐漸演變成“Z”字形城市空間格局，到了2020年，合肥市和寧波市變成了特大城市，滬寧線繼續(xù)向西延申成滬寧—寧合線，滬杭線則向東延伸為滬杭—杭甬線，十年間，長三角有10個城市的城市等級得到了提升，其中有5個位于該軸線上（合肥市、寧波市、蘇州市、紹興市、杭州市），3個位于受軸線城市輻射較大的外圍區(qū)域（蚌埠市、銅陵市、泰州市），而其他區(qū)域的城市城市等級幾乎都沒有提升。因為軸線上分布著滬寧高速、滬杭高速、杭甬高速、滬寧高鐵、滬杭甬高鐵和沿江高鐵等國家交通要道，便利的交通基礎設施建設和聯(lián)系成為推動長三角城市體系和城市群形成的重要保障[30］。

3.3 圈層聚集性

長三角城市群城市規(guī)模分布具有空間集聚性，上海市在長三角城市群內具有斷層領先地位，但處于城市群的東部，其輻射能力主要集中在蘇錫常都市圈、寧波都市圈以及嘉興市和南通市，對擴容后的城市的輻射能力較弱，因此需要次一級的城市輻射。其中南京都市圈、杭州都市圈和合肥都市圈是長三角城市群內三大都市圈，各個都市圈的龍頭城市南京市、杭州市和合肥市也是長三角城市群內僅次于上海的第二梯隊的城市，其中合肥市負責輻射皖北以及皖西，南京市負責輻射蘇北和皖南，杭州市負責輻射浙西和浙南。

4 結論與建議

本文采用城市首位度指數(shù)、“位序－規(guī)?！狈▌t、城市規(guī)?；嵯禂?shù)等指標對長三角十多年來城市等級規(guī)模結構演化進行了分析研究，揭示了長三角城市群擴容以來城市等級規(guī)模結構演化的基本特征。

4.1 結論

（1）計量分析表明長三角首位城市上海市規(guī)模過大，2城市指數(shù)偏離正常值，人口集中度較高，但首位度呈下降的趨勢，說明上海市在長三角城市群內的壟斷地位開始下降，副中心城市南京市、杭州市發(fā)展迅猛，尤其是杭州市已經(jīng)成為長三角第二個超大城市，長三角城市群有由單核結構向雙核結構發(fā)展的趨勢，Zipf指數(shù)和城市規(guī)?；嵯禂?shù)顯示雖然長三角城市規(guī)模分布比較合理，但具有分散分布的趨勢，高序位城市的集聚效應顯著，人口規(guī)模分布趨于大城市，大城市與小城市存在較大的差距。

（2）從空間視角分析，長三角城市群城市等級規(guī)模演化具有區(qū)域差異性、軸線延伸性和圈層聚集性等空間特征。位于滬寧杭合甬軸線、長三角城市群核心地帶、以及五大都市圈內的城市人口規(guī)模較大，城市等級提升速度也較快，而這三大區(qū)域的范圍也高度重合，長三角城市群的超大城市和特大城市全部都分布在此，而其他區(qū)域城市等級較低且提升速度較慢。

（3）長三角擴容前后等級規(guī)模結構演化的社會經(jīng)濟意義。長三角的歷次擴容給長三角城市群帶來了廣闊腹地，長三角城市群經(jīng)過幾十年的發(fā)展，尤其是上海、蘇南、浙北地區(qū)已成為我國最發(fā)達的區(qū)域之一，這些區(qū)域目前需要通過發(fā)展高新技術產業(yè)來轉變經(jīng)濟發(fā)展模式，最終實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，進入高質量發(fā)展階段，因此當?shù)氐囊恍┫鄬Φ投水a業(yè)需要轉移，而新加入的安徽省、蘇北、浙北地區(qū)可以依靠區(qū)位優(yōu)勢承接長三角地區(qū)的部分產業(yè)轉移推動社會經(jīng)濟發(fā)展。計算可得擴容后的長三角Zipf 指數(shù)和城市規(guī)?；嵯禂?shù)均有所下降，尤其是Zipf指數(shù)更加接近于標準值1，說明擴容后的長三角城市群城市等級規(guī)模結構越來越合理化。

4.2 建議

（1）強化上海龍頭城市的帶動作用，同時，長三角城市群副中心城市南京、杭州、合肥也應該積極發(fā)揮各自優(yōu)勢，吸引人口，提升城市等級規(guī)模。

（2）長三角城市群內部五大都市圈應該分工發(fā)展，優(yōu)化都市圈內部等級規(guī)模結構，協(xié)調城市之間和區(qū)域之間的關系，合理安排城市功能，提高各種資源的利用率，加強城市之間的分工與合作，減少產業(yè)結構的趨同，最終促進長三角城市群整體協(xié)調發(fā)展。

（3）推進交通網(wǎng)絡體系建設，除了滬寧合軸線和滬杭甬軸線外，應培育寧杭軸線以及合杭軸線的發(fā)展，加強副中心城市合肥、杭州、南京的聯(lián)動發(fā)展，促進各沿線城市物資、信息、資金的流動，將強化功能與擴大規(guī)模結合起來，促進城市規(guī)模不斷發(fā)展升級。