城市体系的空间网络结构

城市体系的空间网络结构

1.不同职能，不同规模的城市要发生交互作用，城市与区域之间也要发生交互作用，形成

各自的势力范围。

城市体系的空间网络结构是研究一个国家或区域中城镇体系的点（城市与城市）、线（城市

与联系通道）、面（城市与区域，吸引范围）三要素在空间的组合关系。

2.中心地理论

杜能的农业区位论（1826年《孤立国一孤立国对农业和国民经济的关系》）

韦伯的工业区位论（1909年《工业区位论一区位的纯理论》）

克里斯泰勒、廖什的城市区位论（1933年《第国南部的中心地》：1940年《经济的空间分布》）

“没有中心地理论，就没有城市地理学”

克里斯泰勒的中心地理论是把城镇作为零售中心和服务中心，来探讨城镇体系的聚落规模、

职能和分布的规律性的理论。

3.中心地理论的若干概念

1）中心职能或中心地职能：聚落遍在的为外部服务的作用，这种职能一般要集中在区域

的中心。有这种职能的聚落叫中心地（Roadside路店；Hamlet小村，闾市；Village村庄,

村市；Town镇.镇市；Cily城，城市）

2）职能：提供商品或服务的作用（如加油站，停车场，银行，食品店）

企业单位；提供职能的单位（Establishment）

职能单元：一个企业单位提供一种职能叫一个职能单元，一个

企业单位提供两个职能或两个企业单位各提供一个职能叫两个职能单

7C,oOOO

3）门槛值和服务范围：维持一个职能单元存在所需的最起码的人口数或购买力

服务范围有门槛范围、最大范围、实际范围

不同职能的门槛值和服务范围是不同的

职能的企业数与中心地的人口规模之间存在指数曲线关系

P=a*bn

当店数等于1时，P就是该职能的门槛值

4）服务职能的等级：将不同职能按门槛值排队（按入门次序分），就有低阶职能和高阶

职能之分。不同国家或地区服务职能的入门次序可能是不同的。（见表69）

5）中心地的等级：按中心地执行的职能的数量和职能的等级，可以把中心地分成不同的

等级。规律性：中心地等级越高，中心职能越多，中心地人口越多（中心地的等级与中心职

能数和中心地规模成正相关）；高级中心地不仅有低级中心地所具有的职能，而且有低级中

心地所没有的较高级的职能，这些交高级的职能有较高的门槛和较大的服务范围；高级别中

心地数量少，间距大，服务范围大

6）中心性：对中心地的等级的度量

克里斯泰勒用电话指数来度量中心性（用中心地的实际电话数减中心地的预期电话数为

中心性指数，分成9级）

4.理论假设

无边的大平原；均质的肥力和水分；初始人口均匀分布；均匀的陆路联系；决定因素是

距离；经营者和消费者有理智的行为。

简单说：均质平原和经济人

5.理论要点

1）形成一套呈三角形分布的中心地的等级体系，不同等级中心地有不同大小的六边形市

场区

2）不同级别的中心地和市场区一级一级相嵌套。低级中心地和市场区被高一级的所包括。

见图72,假设B级中心地有r,r—1,r—2,r—3和e,e—1。。。。等不同的职能，B

级中心地的市场区范围由最高级职能的半径R所决定。但是在B级中心地市场区边缘的居

民，不愿意到B级中心地去接受低级的服务，因为距离远，不经济。就会在3个B级中心

地之间的位置有一个比B低一级的中心地K来提供服务，K级中心地的服务范围是由它所

提供的最高级职能的服务半径（e）所决定的。K级中心地的服务范围分别是B级中心地服

务范围的一部分，K级中心地的居民可以到周围的3个B级中心地接受较高级的服务。依

次类推，可以导出比B高一级的中心地G,和比K低一级的中心地A,以及它们相应的市

场区。它们的嵌套关系见图73。

3）在市场原则下的中心地空间结构（K=3）

市场组织最合理

6个低级中心地在它高一级中心地市场区的角上；

低级中心的市场区分属3个高一级中心地的市场区；

高一级中心地的市场区是低一级中心地市场区的3倍；

低级中心地可以到周围3个高一级中心地接受服务；

在行政管理上，每3个低级单元组成一个高一级的单元，有1个一级单元，有3个二级

单元，9个三级单元，27,81,。。。。；

中心地的等级为1,2,6,18,54。…

较高等级中心地的距离是低一级中心地距离的根号3倍

4）在交通原则下（K=4）

运输效率最高

6个低级中心地在它高一级中心地市场区的边上；

低级中心的市场区分属2个高一级中心地的市场区；

高一级中心地的市场区是低一级中心地市场区的4倍；

低级中心地可以到周围3个高一级中心地接受服务；

在行政管理上，每4个低级单元组成一个高一级的单元，有1个一级单元，有4个二级

单元，16个三级单元，64,256,oooo；

中心地的等级为L3,12,48,192oooo

较高等级中心地的距离是低一级中心地距离的根号4倍（2倍）

5）行政原则（K=7）

行政管理上的方便

6个低级中心地在它高一级中心地市场区的角内；

1个高级中心的市场区包括了7个低级中心的市场区；

高一级中心地的市场区是低一级中心地市场区的7倍；

在行政管理上，每7个低级单元组成一个高一级的单元，有1个一级单元，有7个二级

单元，49个三级单元，343,。。。。；

中心地的等级为L6,42,294,oooo

较高等级中心地的距离是低一级中心地距离的根号7倍

6）3种原则可能同时交错发生作用

见P335表，原则是对的,但具体到数字有点牵强附会。

等级BCCDE

个数12-36-12642-54118

K=71II6142||294

K=31I2I618|541162486

K=41|3|12|48|192|768

评价：

1）城市作为服务中心具有一定的普遍意义，在不发达的情况下是这样，到了高度发达的今天也

还是有意义，尽管在工业社会下有例外。

2）在这一前提下，不同等级的中心地，人口数，职能数，职能的门槛值，入门次序，城市数及

其间距等等观念，基本是正确的。六边形市场区的模式在实践中也有体现，特别在平原农业区。

3）在克氏的启发下，各国的学者做了不少验证，有些验证发现与克氏有相似的规律性。例如中

心地是分等级的，它们之间的间距符合K=3或K=4

4）也有一些验证不符合克氏的规律，因此提出了批评。这些批评集中到一点，是对克氏的严格

的阶梯状体系结构提出质疑。在克氏严格的嵌套关系下，不同等级的城市数、城市人口数、职

能数和职能等级都是呈阶梯状的。但实际的情况往往是连续的，没有明显的差距。甚至出现一

些反例。例如图77中心地人口与职能数的关系不明显；图78市场区的面积与中心地的等级和

人口数间的关系不明显。

5）最后归结为克氏的假设条件有问题，地域不是均质的，人口分布和购买力是不均匀的：在实

际是多目的购物和消费的情况下，到最近中心地接受服务的假设有问题，会趋向与到高级中心,

会打乱严格的不同等级中心的市场区大小（图79）；在信息不完善的情况下，企业主的最大利

益原则的实现有问题，这要求企业的进入符合企业单位数和中心地数的最小化。

6）因此，就有人来修正克氏的模型，如图80,K=3和K=4同时存在。

7）理论模型就是理论模型，在实践里处处有它的影子，但不是处处是它的再现和翻版。适用与

全世界的城市体系空间结构的模型是不存在的。他寻找到了一些共同的规律性，我们的任务是

继续探讨在不同条件下，会发生什么变形。

6.变形

1）集聚变形：实际的人口密度不均，大城市周围人口密度大，购买力高，市场区小，远离城

市的地方则相反。

2）带状资源分布下的变形：带状的森林开发、带状的肥沃土地开发、带状的煤带开发，低级

中心不在自己市场区的中央

3）线状资源分布下的变形：山区的河谷

4）点资源分布下的变形

5）时滞变形

6）对外联系不均匀时的变形

7.廖什的中心地理论

1）均质平原，不同于克氏的有均匀分布的工业原料，有普及的可用于生产的技术知识和

相同的消费需要，人口均匀集聚在农村基本聚落里。

2）市场区，不同于克氏的是生产和消费都在市场区内进行，中心地不是单纯的提供服务

的中心，也是日常物品的生产中心。

3）六边型市场区和K值，不同的是每一种不同的商品有不同的门槛值，有不同大小的市

场区，K值大小反映市场区的大小。3、4、7不过是最小的3种市场区。见图83的9

种市场区

4）150种不同K值的市场区重叠，围绕一个中心旋转、调整，得到廖什景观（见图84）

5）不同于克氏的体系，不那么严密，但更接近实际

（1）多城扇面和少城扇面

（2）出售高阶商品的中心地不一定供应各种低阶商品

（3）某一等级的中心地，不一定供应同一套商品

（4）同一等级中心地规模可能不同，非阶梯状

（5）人口少的中心地可能向人口多的中心地供给商品

（6）不同等级的中心地之间的数量不是一个常数

8.城市腹地的概念

1）一个城市的影响范围可以很大；一个地域可以接受很多城市的影响

2）城市对外影响力的大小随距离而衰减

3）两个同等级城市之间一定存在一个相互作用力相等的地方

4）城市的直接吸引范围或直接腹地：是一个城市的吸引力和辐射力对城市周围地区的社会

经济联系起主导作用的一个地域。请注意不是说在这一范围内，不受其他城市的影响，而

是说以这个中心城市的影响为最大。

5）实际上两城市之间直接吸引范围的界线是一条中性带，具有过渡性。一个城市与其吸引

范围内的联系强度是不均匀的，可以分成集中作用区，一般作用区和边缘作用区（图86）

6）城市的每一种职能都会有不同的影响范围，城市综合的影响范围是多种指标吸引范围的

综合。

7）不同等级的城市有不同的职能，有不同等级的吸引范围。当我们划分城市的吸引范围时,

实际上就是寻找一城市与周围同级城市之间的吸引范围的界线。

8）城市的吸引范围具有的特点：边界的模糊性、动态性、内部联系强度的不均匀性，相互

之间的等级层次性。不受行政界线的限制，但具体划界要求保持和某级行政边界保持一致。

9.一般规律

1）城市等级越高，规模越大，实力越强，吸引范围也大，反之亦反

2）经济发达地区，同级城市稠密，城市的直接吸引范围较小，但联系强度较大；相反，吸

引范围较大，而联系强度较小。

3）专业化程度很高的城市，常常作为中心城市的职能强度比同级规模的城市要弱，专业化

城市的专业化职能的影响范围是很大的。

所谓中心城市是指在政治、经济、文化等众多领域具有吸引力和辐射力的城市。是综合性

职能的城市。

4）中心城市与它的吸引范围的关系有两大类，一是中心区位城市在它吸引范围的中部，一

是门户区位城市在它吸引范围的口部

10.划分城市吸引范围的方法

1）经验的方法

①通过线上资料的调查，调查不同断面的车流：总车流一通过车流=净车流，两城市间

净车流最小的点，即两城市吸引范围的边界；

②通过面上资料的调查，调查不同地方的消费者，了解居民购物或出行的指向；

③通过点上资料的调查，了解城市商业、服务业企业的顾客来源，如银行帐户的分布;

住院病人的地址；医院出生婴儿的记录，日报的发行范围

格林用7个指标划分纽约与波士顿之间的吸引范围：铁路通勤的方向；日报发行范围;

长途电话联系；银行客户；卡车蔬菜运销；渡假者来源；大工业企业董事的办公地点。

7条线综合成一条线。

我们经常碰到的问题是：划分一个城市与周围若干城市之间的吸引范围，或者分别划

分出若干城市的吸引范围。

这时的关键是1）:确定好同级别的中心城市

参考行政等级，人口规模，经济实力，最好是城市中心性的指标。

城市职能等级的中心性和结节性的差异。

城市的结节性：城市为本地和外地服务的绝对重要性（实力指数）。

城市的中心性：城市为外地服务的相对重要性（中心性指数）。

2)确定好指标体系：政治中心•一管辖范围

经济中心-…离心和向心的货流

交通中心•一客流、车流

金融中心•一长途电话流量流向

在市场经济下，资金流、信息流和客流最重要，但资料收集的难度越来越大。

11.确定城市吸引范围的理论方法

基本的模型来自物理学的重力模型：

2

F=G*Mi*Mj/dij

城市间交互作用的引力模式：

h

IIj=PiPj/dIj

Pi,Pj可用人口数，零售额，就业机会，工业产值等其他质量指标。d,j也可以用空间距

离，实际距离，经济距离，时间距离等。

Pi,Pj还可以用不同城市的年龄结构，收入水平，消费水平，就业水平等的差异给予不同

的权数或不同的指数。由此得到一般表达式：

ab

Ilj=(WiPl)(WjPj)B/dij

运用重力模型的原理来划分城市吸引范围的模式有二个：

2

赖利模式：Si/SJ=(Pi/PJ)*(Dj/Di)

讲的是在i城和j城之间有一地A,A到i城和j城零售

额的份额大小，与两城的规模成正比与距离的平方成反比。

断裂点公式：

断裂点公式只解决两个城市之间的腹地划分。如果有多个中心城市(I)和多个地域小单元

(.1)要划分各个这些城市的腹地，即要把这些单元分配到各个中心城市下，可先计算每一

个J对每一个中心城市I的相互作用量，再求得J对每一个I的隶属度，按择大原则就可

以知道J属于那一个I的腹地。

12.城市间交互作用引力模式的推广一•潜能模式：

城市潜能的含义是一个城市和城市以外所有地方总的交互作用的可能性，代表了城市的可

达性。两个城市之间的潜在势能为：PiPj/dij

则潜能之和为E=PiP"dii+PiP2/di2+……+PiPn/di„

=EPiPj/dij(IHj)

为了解决数量级太大的问题两边都除以Pi,简化为：

V=EPj/dij(IKj)

当运用这一模型时有两个问题，一是城市本身是否存在潜能？

V=EPj/dij+Pi/dii

如果存在，则dr如何取值？1?城市建成区半径？城市与相近城市距离的一半？城市吸引

范围的一半？

二是区域的边界，在有边界的情况下，计算各城市潜能的前提是不公平的。

13.中间机会

假设有i城和j城，源地I城与目的地j城的交流量与j城的机会呈正比，与i城和j城之

间的中间机会成反比，这个观念对不对？之所有人认为之所以有距离衰减法则，就是由于

中间机会的存在。

14.举例

1)嘉兴(1982)：嘉兴是上海的经济吸引范围，不是杭州、湖州、苏州的经济吸引范围。

通过对采购方向、发货方向的调查，以及断裂点公式的检验证明。随后在上海经济区

的组织中得到反映。

2）阜阳市（1984）：通过离心货流、向心货流和客流的调查证明阜阳市的吸引范围呈偏心

状。阜阳的合理吸引范围要进入河南东部。但当时受到行政体制的干扰。

3）泰安市域二级中心的吸引范围（1987