长江三角洲城市群城市等级规模结构分析.doc

南京财经大学本科毕业论文（设计）目 录摘要：1关键字：1Abstract1Key words:1一、引言3二、研究背景4三、研究方法和研究数据5（一）研究方法5（二）研究数据7四、城市体系等级规模结构分析7（一）城市规模等级分析7（二） 城市体系首位指数分析8（三）分形理论分析9五、城市规模结构优化建议11（一）要充分发挥首位城市上海在城市群中的带头作用11（二）缩小高低等级城市间的规模差距12（三）加强高低等级城市间产业、基础设施联系12六、总结12参考文献14长江三角洲城市群城市等级规模结构分析摘要：目前，我国城市群地区经济社会加速转型，城市化进程加速推进，城市群进入高速成长期。由沪、苏、浙三地16个城市组成的长江三角洲城市群是目前中国经济发展速度最快、最有活力的区域。本文通过运用城市首位度和分形理论的理论和方法，动态分析了从1998年到2007年长江三角洲城市群的等级规模结构。结果显示：长江三角洲城市群等级规模结构具有分形特征，城市规模分布呈现显著的首位分布。对此现状本文提出了若干优化建议，认为应该继续强化首位城市的作用，中等城市应扩大城市规模，提升城市群总体竞争力。关键字：城市体系；等级规模结构；首位度；分形理论；长江三角洲Hierarchical structure analysis of the urban system in Yangtze River DeltaAbstract：At present, urban agglomeration areas in china speed up economic and social transformation, accelerate the process of urbanization, urban agglomeration into the high-speed long-term. Urban agglomeration in Yangtze River Delta which composed by 16 cities of shanghai,jiangsu,zhejiang is the most active region and quickest development areas in china.By using the theories and methods of urban primacy index, fractal ,this paper investigates the spatio-temporal dynamics of city-size distribution in the Yangtze River Delta during the period 1998-2007. The results showed that Yangtze River Delta had a fractal hierarchical structure and this region exhibit s a city-size dist ribution following the rank-size rule. According to the reality this paper makes some recommendations.The role of the primate city should bu strengthened continuously , medium cities are made to expand their scales and to improve their urban agglomerations competitiveness.Key words:urban system,hierarchical structure ,urban primacy,Fractal Theory ,Yangtze River Delta一、引言城市体系是一定地域内的一系列规模不等、职能各异的城市所组成的，规模结构是城市体系的三大结构之一。不同地区、不同城市化水平下的城市体系，具有不同的城市等级规模分布特征。规模结构可以反映出城市在不同规模等级中的分布状况及城市人口集中或分散的程度，有助于认识城市体系发展所处的阶段以及该地区城市化进程的某些特点1。长三角城市群是由苏南、上海和浙东北的16个城市构成，包括上海、南京、苏州、无锡、常州、扬州、南通、泰州、镇江、杭州、嘉兴、宁波、绍兴、舟山、湖州，台洲；面积约11万平方公里，约占全国国土面积的1%；人口8536.6 万，约占全国总人口的6.5 %；2007年GDP 46672.07亿元，约占全国总量的18.9%；是全国发展速度最快、经济最为活跃、投资环境最佳、经济内在素质最好、创新能力最强的地区2。本文从等级规模结构入手，运用城市首位指数和分维值动态分析1998-2007年长江三角洲16个城市的非农人口数。二、研究背景国外学者研究城市等级规模结构的数量方法源于帕累托分布模型和齐夫分布模型，但是这两种方法以人口数量为主要指标，在人口因素不再是唯一重要因素的现代城市体系中无法更加客观的刻画城市空间结构，而以克里斯塔勒为代表的中心地理论学说，在城市规模等级研究中提出了从城市中心职能出发的城市中心度概念。近年来，熵最大化模型、规模交通价格模型、马尔柯夫链模型、工业体系模型、行政等级体系模型、城乡人口匹配模型以及动态仿真模型等应运而生，大大推动了城市等级规模分布模型的研究3。国内学者的研究起于上世纪90 年代， 常用的方法如级别比重法、首位城市法、集中化指数法等。张争胜、邓线平通过修正后的克里斯塔勒的中心度计算公式计算分析了中国城市体系的等级结构4; 许学强应用Zipf 公式对我国100 个最大的城市进行回归分析，得出城市规模呈大小序列分布且序列与城市人口规模间的非线性相关十分显著5；陈彦光、周一星基于城市等级体系的分形递归模型及其等价形式三参数Zipf定律提出关于城市位序-规模分布的多分形模型；但涛波、邓智团使用多指标加权求和法对城市进行功能等级体系划分6;曲丹、苗得雨采用聚类分析的多元统计方法，对长江三角洲内16个城市进行了规模等级的划分7; 任远、邾慧利用位序-规模分布模型对1980-2005年长江三角洲城市规模及空间演变进行了研究顾朝林等采用回归方法求出全国城市位序规模分布幂函数模型，并用该模型描述全国城市体系等级规模8；刘小飞、司增绰则从城市地理空间、城市规模、城市功能及城市开放度分布模型描述全国城市体系等级规模的合理性9。三、研究方法和基础数据（一）研究方法 1城市体系首位指数城市首位度反映了城市体系中人口在最大城市的集中程度 。首位度(S2 )是指一个国家或地区最大城市与第二位城市人口的比值，首位度大的城市规模分布，就叫首位分布。城市体系呈首位分布的合理与否一直是人们关注的问题。后来学者为了改进首位度2城市指数，又有人提出了4城市指数(S4)和11城市指数(S11):S2 = P1 /P2 (1)S4 = P1 / ( P2 + P3 + P4 ) (2)S11 = 2P1 / ( P2 + P3 + P11 ) (3)式中， Pn 为按人口规模排在第n位的城市人口总数。按照位序-规模的原理，正常的2城市指数值为2， 4城市指数和11城市指数值为110。2罗特卡模式和帕雷托分布目前的研究已经证明了区域城市体系规模分布具有分形特征，并且证明了罗特卡模式一般化中的参数q和帕雷托(Pareto) 分布中的参数b有分形维数的意义11，因此，利用参数q 和b 的变化分析长江三角洲城市群城市体系规模结构状况具有可行性。罗特卡模式的一般化表达式为12:Pi = P1 Ri-q (4)其对数形式为:ln Pi = ln P1 - qln Ri (5)其中: Pi 是第i 位城市的人口， Ri 是第i 位城市的位序， P1 是规模最大的城市人口， q 是常数。帕雷托分布表达式为:N = aP- b ( P P0 ) (6)其对数形式为:ln N = ln a - bln P (7)变形为: ln P =1/b*ln a -1/b*ln N (8)其中: N 为累积城市数， P 为城市人口规模。 比较式(5) 和(8) 可得: Pi 与P 相当， Ri 与N 相当，因此，两种模型实质相同。在(7) 式中b为对数方程式的系数，被称为Pareto 系数，实际上为位序2 规模分布斜率q(哲夫维数) 的倒数， 比较式(5) 和(8)得到:b = q- 1 (9)3分形理论分形理论是美国数学家曼德布罗特(Mandel2brot B. B. ) 20 世纪70 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13。分形理论( Fractal Theory) 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。曼德布罗特把这种部分与整体以某种方式相似的形体称为分形体。分形体的自相似性是统计意义上的自相似性，而不是数学意义上的自相似性。由于分形体不具备特征尺度，因而它难以用通常的数学尺度来度量，因而，引入分形维数(fractal dimension ，简称“分维”) 作为主要的特征参数来描述分形体。确定分形维数的方法很多，常用的是豪斯道夫( Hausdorff ) 维数D ，其定义为:对于一个客体，用尺度r去度量其容积大小，测量结果则为与r 有关的数值Nr ，尺度r 越小，则测量结果Nr 越大，反之尺度r 越大则测量结果Nr 越小，一般Nr 与r 成一幂函数关系14， 其表达式为:Nr = Cr - D (10)，其对数表达式为:ln Nr = lnC - Dln r (11)（其中:C 为常数， D 豪斯道夫维数）。由豪斯道夫维数与等级规模分布公式(4) 和(6) 类比可知:等级规模分布服从幂定律， 因而具有分形特征，因而也验证了(4) 和(6) 式中b 和q 具有分维的意义，同时由(5) 、(8) 和(11) 式相比较知D =b = q- 1 。 （二）基础数据城市市区非农业人口虽然是城市人口规模的偏小统计， 但由于其延续性较好，“纯度”高， 在国内统计出版物和城市研究中被广泛应用。考虑数据的可获得性和连续性等， 本文选19982007 年为分析时段， 长江三角洲16个城市的非农人口数为分析对象。（时间序列数据均来自历年中国城市统计年鉴15）。四、城市体系等级规模结构分析（一）城市规模等级分析我国现行的城市规模等级划分体系是以城市非农人口为基本依据，根据城市非农人口的大小将城市划分为五个等级:第一级为超大城市，城市非农业人口规模大于200万；第二级为特大城市，其人口规模介于100 万200 万之间;第三级为大城市，其人口规模介于50 万100 万之间;第四级为中等城市，其人口规模介于20 万50 万之间;第五级为小城市，其人口规模小于20 万16。由此划分依据得出长江三角洲城市规模等级分布情况，如表一和图一：表1 长江三角洲城市规模等级分布情况 超大城市人口200万特大城市人口100200万大城市人口50100万中等城市人口2050万小城市人口 1 时，即q 1 时，高位次城市规模不很突出，中小城市比较发育，人口分布比较均衡，但是由于高位次城市的首位作用较弱，所以其带动区域经济发展中所起的作用有限；当D 1 时，城市规模分布比较集中， 人口分布差异较大，大城市很突出， 而中小城市不够发育， 城市首位度高，均衡性较差17。表三中历年q 1 ， D 1 ，说明长江三角洲城市群城市规模分布比较集中， 人口分布差异较大，大城市很突出， 而中小城市发育不够， 城市首位度较高，均衡性较差;而当中小城市发展快于大城市时，分维值有增大的趋势，城市规模分布趋于集中，当大城市的发展速度快于中小城市时，分维值有减少的趋势，城市规模分布趋于分散， 由表三知分维值在不稳定变化中有增大的趋势， 说明长江三角洲城市群发展过程中中小城市的发展有增快态势，长江三角洲城市群规模趋于集中，特别是近年来南通跟扬州由中等城市迈入大城市的行列，其他城市也有适当的发展，虽然城市规模结构有趋于均衡的态势，但首位城市上海的集聚优势依然占主导， 低等级城市要达到与首位城市相协调的过程还很漫长， 距离最优的等级规模分布( D = q = 1) 还有一定差距。此外分维值的变化与国家的宏观政策也分不开。上世纪九十年代国家提出“严格控制大城市规模, 合理发展中等城市和小城市”的政策，而进入21 世纪后, 国家提出“大、中、小城市要协调发展， 全面推进城市化”的城市发展方针。这就可以解释分维值为何在2000前后有明显的变动，由原来的下降趋势变成上升趋势。五、城市规模结构优化建议（一）要充分发挥首位城市上海在城市群中的带头作用上海作为长江三角洲城市群的首位城市，其发展对长江三角洲城市群规模结构优化整合起着关键作用。改革开放以来，上海的城市功能和区域辐射能力大大增强, 成为带动长江三角洲地区经济发展的增长极，成为长江三角洲城市群发展的要素配置中心、产业扩散中心、技术创新中心和信息流转中心，在产业升级、科技创新方面发挥着示范、辐射和带动作用。即将到来的上海2010 年世博会的举办, 为上海的发展带来了新的契机。既要以现代化世界级城市标准来建设上海, 又要不断强化上海对外的辐射功能。 （二）缩小高低等级城市间的规模差距目前长江三角洲城市群中小城市与首位城市的等级规模差距比较大,发展规模的差异就会造成各城市在经济联系上的不协调。南京、无锡、杭州各有自己的经济与区位优势,经济实力与人口规模已达到超大城市的规模,今后,应进一步挖掘发展潜力,增强经济辐射能力,发挥其在城市群中的作用。其次，苏州跟宁波也有望跨入超大城市的行列。而中等城市-浙江省的嘉兴市、湖州市、绍兴市、舟山市和江苏省泰州市的城市规模明显偏低（见表三），与高等级城市规模存在较大差距。这些城市应该发挥自身的产业与区位优势,扩大城市规模，借助城市体系促进自身的发展。（三）加强高低等级城市间产业、基础设施联系长江三角洲城市群内部自然禀赋比较相似，因而长江三角洲地区的产业结构趋同问题比较严重。产业结构趋同使得各地区不能发挥自己的比较优势，同时也使得投资和生产分散，不能发挥规模经济效应，降低了整体经济效益，更为严重的是会形成大量的重复建设，导致生产能力闲置和资源的浪费。因此要调整和优化长江三角洲城市群产业结构,应贯彻“统筹规划、整体布局、区域分工、加强集成、形合力”的指导原则,从经济社会发展的战略高度进行科学的运筹、规划和实施。大力发展高新技术产业,增强产业竞争力。此外,基础设施建设的好坏也影响着城市规模的发展。因此,在区域生态环境建设的同时,应加强交通、信息服务等设施的建设。六、结论与讨论本文从实证的角度利用19982007年的部分数据对城市规模结构的变化进行分析,认为长江三角洲城市群等级规模分布呈首位分布。利用分形理论罗特卡模式的一般化和帕雷托分布中的参数进行了分维界定,利用分维值的变化对长江三角洲城市群等级规模结构进行分析,表明长江三角洲城市群具有分维特征。最后,针对长江三角洲城市群等级规模结构的现状分析提出了优化建议,认为应该要充分发挥首位城市的带头作用，缩小高低等级城市间的规模差距以及加强城市间产业的联系,强化基础设施建设。国家“十一五”规划纲要明确指出：“要把城市群作为推进城镇化的主体形态；已形成城市群发展格局的京津冀、长江三角洲、珠江三角洲等区域，要继续发挥带动和辐射作用，加强城市群内各城市的分工协作和优势互补，增强城市群的整体竞争力；具备城市群发展条件的区域，要加强统筹规划，以特大城市和大城市为龙头，发挥中心城市作用，形成若干用地少、就业多、要素集聚能力强、人口分布合理的新城市群。”因此要按照协调经济发展与生态环境保护的要求,坚持以人为本、全面协调可持续的科学发展观,更加注重统筹协调发展,促进人与自然和谐;更加注重提高经济增长的质量和效益,降低资源消耗,保护生态环境;更加注重社会公平和正义,激发社会活力,协调社会利益,构建和谐社会,从区域整体协调的角度推进长江三角洲城市群可持续发展，优化长江三角洲城市群城市的等级规模结构。参考文献1 赵静,焦华富,宣国富. 安徽省城市体系等级规模结构特征及其调整J . 长江流域资源与环境,2005 ,14(5) :556-560. 2 王东刚、滕方琼长江三角洲城市圈发展现状及未来定位分析.宏观经济,2003(7):6-8.3 顾朝林. 中国城镇体系M . 北京:商务印书馆,1992:238.4