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区域规划与城市经济051.基于规模—位序法则的长江中游城市群城市规模分布研究PDF文本
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基于规模一位序法则的长江中游城市群城市规模分布研究周维思，王奥摘要：各城市群空间逐步发展进而相互影响组成区城性城市群空间网络化现象，已成为世界性的一个普遍趋势。长江中游城市群作为长江经济带的重要组成部分，主要包含湖北、湖南、江西三省，在我国区城发展格局中占有重要地位。本文运用城市首位度、位序-规模法则、基尼系数等分析方法，对长江中游城市群的城市规模现状和演变特征进行定量分析，得出长江中游城市群城市规模较符合位序-规模法则，具有首位城市规模较小，大城市数量较多，城市群内各城市规模等级分散分布且各省存在明显差异特征等现状特点：并且具有城市规模缓步护张，特大城市发展速度较快，首位城市规模逐步下降，城市规模趋向均衡集聚发展的发展趋势，从而提出相应的区域发展策略，促进长江中游城市体系规模结构优化以及有更好的发展。关键词：位序-规模法则，长江中游城市群，城市规模城市规模分布是指菜区域（国家、地区等刀内城市大规模的层次分布，研究城市规模.C.分布是为了探讨区域内城市从大到小的序列与其人规模的关系，揭示区域人在城市中的分布特征，有助于认识城市体系发展所处的阶段以及该区域城市化进程的某些特点，故研究城市体系规模结构及其揭示其普遍隐含的规律性具有重要意义。尽管城市规模分布类型受自然条件、历史、政治等多个方面的影响，从而体现出不同的分布特征，但国外学者通过研究发现，一般来说，城市规模分布服从等级规模分布（即位序规模分布）和帕雷托分布模式。目前，国内学者针对不同尺度的城市规模分布做了许多研究，包括对全国、珠三角、长三角等城镇密集区进行规模分析并提出相关策略。而长江中游城市群作为涵盖武汉城市圈、环长株潭城市群、环鄱阳湖城市群为主体形成的特大型城市群，正处于发展的初期，所以对其城市规模结果和特征缺乏相应的研究和认识，而且由于长江中游城市群本身情况的复杂性，研究其城市规模对其制定未来的发展策略有着重要的作用。因此，本文以长江中游城市群作为研究对象，运用城市首位度、基尼系数、齐夫指数等来对其规模分布的现状及演变特征进行分析，为制定合理的城市体系发展对策，促进城市体系规模结构优化提供科学的参考。1国家自然科学基金资助（项目批准号：51478199）》興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
1.研究对象、数据来源与研究方法1.1研究对象本次研究对象为国家长江中游城市群发展规划中划定的31个城市范量北省围。其中湖北包含13个城市，分别为武汉市、黄石市、鄂州市、黄冈市、孝感市、咸宁市、仙桃市、潜江市、天门市、襄阳市、宜昌市、荆州市、荆门市：湖南省包含8个城市，分别为长沙市、株洲市、湘潭市、岳阳市、益阳市、常德市、衡阳市、娄底市：江西省包含10个城市，分别为南昌市、九江市、景德镇市、鹰谭市、新余市、宜春市、图1：长江中游城市群范围示意图来源：作者自绘萍乡市、上饶市及抚州市、吉安市的部分县（综合来看，长江中游城市群是以“武汉8+1城市圈”、“长株潭城市群”、“环鄱阳湖城市群”为主体形成的特大型城市群（图1）。长江中游城市群承东启西、连接南北，是长江经济带的重要组成部分，是实施促进中部地区崛起战略、全方位深化改革和推进新型城镇化的重点区域，在我国区域发展格局中占有重要地位。研究对象为研究范围内各城市的非农业人，为了研究方便及考虑到实际情况，吉安市按全市范围来计算。1.2数据来源城市化地区的人可以真正代表城市规模，能够明确地显示出城市位序规模分布的规律。故本文选取长江中游城市群内31个城市2004年、2008年和2013年三年的非农业的人作为研究对象，并且为了数据的统一性以及数据获取与处理的方便，以研究区内县级及以上城市为研究对象。为了保持径的统一性，数据来源为2005年、2009年、2014年各省的统计年鉴。由于2006年以后由于统计径的变革，权威统计年鉴上不再统计非农业人的数据。故在现有年鉴数据的基础上对数据进行相应处理：湖北省13城市非农业人用当年户籍人理筑素前阀Z.ZC.ET
减去各县级以上农村人用以估算非农业人：湖南省8城市按年鉴提取非农业人：江西省2004年、2013年非农业人数据则根据14年年鉴提取相应数据，2008年非农业人则根据国内学者研究分析得出的非农业人约为市区人的1.2倍来进行估算1，因此本文选取城区人数据的1.2倍来估计2008年江西10个城市的非农业人。1.3研究方法1.3.1城市指数城市首位度是马克·杰斐逊20世纪40年代对国家城市规模分布规律的研究发展，且作为研究分析城市规模分布的一种理论被普遍使用，成为衡量城市规模分布状况的一种常用指标，用来刻画城市体系中城市人在最大城市的集中程度，其等于研究范围内最大城市与第二位城市人的比值。首位度的变化能有在很大程度上反映整个城市体系的发展特征，但有学者认为首位度2城市指数较为以偏概全，故提出了4城市指数和11城市指数。即：2城市指数：S=P1/P24城市指数：S=P1/(P2+P3+P4)11城市指数：S=2P1/(P2+P3+P4+…+P11)式中当筑票榜从大排守师3序械的人规模。1.3.2基尼模型基尼系数作为测算相对差异的指标，可以反映人在各城市分布的均衡程度。马歇尔教授将基尼模型应用于城市中，通过分析整个城市群的人聚集程度来分析不同规模城市的发展情况，并提出了城市基尼指数的概念，具体公式如下：G=T/2sn-1)(2)式中：n是城市体系中的城市总数，S是这n个城市的人总和，T是城市体系中每个城市之间人规模之差的绝对值总和。基尼指数的取值范围在0一1之间。基尼指数越接近0表明城市规模越分散，越接近1表明城市规模越集中。一般认为基尼系数在0.2以下为“高度平均”，0.2-0.3为“相对平均”，0.3-0.4为"比较合理"的水平，而0.4-0.5则是“差异较大"，0.5以上为"差异异常悬殊"。1.3.3齐夫指数位序规模法则是从城市的规模和城市规模位序的关系来考察城市体系的规模分布，能从侧面体现一个国家或地区城市体系发育的水平。齐夫指数源于位序规模法则，是由齐夫发现的城市人规模对城市位序对数的回归系数等于1的规律，虽然齐夫指数并不具有普遍意义，但作为一种理想的均衡状态，可以反映不同城市的规模与其在整个系统当中的规模位理筑素前阀Z.ZC.ET
序之间的关系，故而在现代的城市体系研究中该模型十分流行。具体模型如下：P=P XR4式中：Pi是按照从大到小排序后位序为的城市人规模，Pi即为首位城市规模，而参数q通常被称为齐夫指数。为了直观与方便拟合起见，经验研究中通常对式进行对数变换得到下式：In Pi=In P1-qIn Ri大量的实证研究发现齐夫指数具有如下性质：当q=1时，区域内首位城市与最小规模城市之比恰好等于整个城市体系中城市的个数，此时该城市体系处于自然状态下的最优分布，故也称此时的城市规模分布满足Zif准则：当q<1时，城市规模分布相对分散，人分布比较均衡，高位次城市规模不很突出，中<>小城市比较发育：当q>1时，说明城市规模趋向集中，大城市很突出，而中小城市不够发育，首位度较高：当q趋近于无穷时，区域内将只有一个城市，为绝对首位型分布：而q趋近于0表示区域内城市规模将一样大，人分布绝对平均。2.长江中游城市群等级规模结构现状梳理并计算出2013年31个城市的非农业人将其排序（表1），以此为基础对长江中游城市群现状等级规模进行分析。表1：2013年长江中游城市群城市位序规模排序（万人)城市规模位序城市规模位序武汉市698.61湘潭市154.2617长沙市509.862宜春市133.6118黄冈市379.763上饶市132.6219襄阳市373.11九江市131.1820荆州市367.645咸宁119.1421衡阳市348.736吉安市的部分县（区）108.0422孝感市292.17天门市100.3923岳阳市282.58抚州市98.3724常德市257.649鄂州市69.725南昌市239.8210景德镇市63.0726株洲市236.5411仙桃59.4327宜昌市228.0212萍乡市58.6528筑Z心.ET
益阳市189.413潜江54.7429荆门市183.214新余市40.2930黄石市165.5115鹰潭市32.1731娄底市157.0316湖北省城市备注江西省城市湖南省城市2.1大城市数量较多，城市规模等级较为符合金字塔结构我国现行的城市规模级别划分以城市常住人为基本依据，其中设市城市共分为5个等级：超大城市、特大城市，大城市，中等城市和小城市。一般认为，城市数量随着规模等级而变动，规模等级越高，城市数量于少，从而形成城市等级规模金字塔结构。然而就长江中游城市群来看，超大城市只有1个，特大城市11个特大城市，大城市18个。即常住人大于100万的城市占到绝对数量，表明长江中游城市群城市规模较大，较为符合金字塔结构(图2)。超大域市（≥1000万）崔泥C18大城市(100-500万)中等城市(50-100万小城市(<50万)<>图2：2013年城市等级示意图来源：作者自绘2.2城市规模位序各省存在一定的差异，特征明显根据长江中游城市群城市规模排序，在排序前10位的城市个数中，湖北省5个，湖南省4个，江西省1个：排序前5位的城市，湖北省4个，湖南省1个。江西省则没有：而排序后10位的城市中，湖北省4个，江西省占6个，湖南省为0。说明长江中游城市群中湖北省城市规模等级占到优势地位，但是规模等级分化明显，悬殊较大，江西省城市规模普遍较低，湖南省城市规模处于中游。分析城市金字塔中各层级城市不同省份城市的占比（表2），发现湖北省城市圈13城市中有1个特大城市，即武汉：23.08%的城市为特大城市，61.54%的城市为大城市：湖南省城市群50%的城市为特大城市，而江西省10城市中只有40%的城市为特大城市。在三个省份中，湖北省的城市规模较大。興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
表2：2013年长江中游城市群各省份不同城市规模数量分布2013年湖北省湖南省江西省合计超大城市(1000万人以上)100所占本省百分比(%)7.69003.23特大城市34411(500-1000万人)所占本省百分比(%)23.08504035.48大城市(100-500万人)8?618所占本省百分比(%)61.54506058.06中等城市0(50-100万人)02所占本省百分比(%)7.69003.23小城市(50万人以下)0000总计1381031所占百分比(%)1001001001002.3城市葬内坡市短模非籍分敏根据基尼系数计算公式算出，2013年基尼系数=0.199，属于0-0.2区间内，表示长江中游城市群内城市规模高度平均，城市群内城市规模基本处于分散状态。首位城市对区域内其他城市的作用力和辐射作用较小。2.4首位城市规模较小根据表1可以看出，长江中游城市群中首位城市为武汉市，第二位城市为长沙市，算出2城市指数为1.37，首位分布的城市群首位度应该为2，说明该城市群首位城市规模偏小。同理，为了防止以偏概全，再计算4城市指数和11城市指数。得出4城市指数为0.55,11城市指数为0.42，均小于1，符合位序-规模原理的4城市指数和11城市指数均为1。由此可见在该城市群中，首位城市城市规模较小，不突出，不属于首位分布城市类型。2.5城市规模属于位序-规模分布以位序对数为横坐标，城市规模对数为纵坐标，对2013年长江中游城市群体系中的31个城市做散点图，在双对数坐标图上显示结果如图3，可以看出散点大致在一条直线上下波动。借助公式对散点进行回归拟合，并整理计算回归结果。筑素前网Z沁.ET
35252150.500.20.40.60.81.21.41.6城市位序对数图3：2013年城市位序-规模对数图来源：作者自绘如图示，在双对数坐标图上，都近似地排列成一条连续的直线，且在所排列的区间内基本没有出现明显的空白，说明在这个区间内的各个规模等级上均有城市分布，表明城市体系发育的较为完整。同时根据相关性分析表明，长江中游城市群的相关系数为08323，说明城主子小内.U。.N二1市群的城市等级规模结构基本符合位序规模分布。且拟合公式得出q为0.82，小于1，表明长江中游城市群城市规模分布相对分散，人分布较为平均。高位城市规模不是很突出。3.长江中游城市群等级规模分布演变特征3.1城市规模缓步扩张，特大城市发展速度大于其他城市类型将三个年份的人按照规模等级分类，可以发现长江中游城市群中的除了出现超大城市外，特大城市、大城市和中小城市比例保持稳定，数目基本保持不变（表3）。说明长江中游城市群城市整体发展势头较为均衡。同时将各省份城市在城市群中的规模数量进行对比，可以看出近10年内，在长江中游城市群的特大城市中，湖北省城市相比其他两省来看，城市规模发展的速度较快，表明湖北城市的城市规模在城市群中较为突出，城市群的发展的好坏对湖北城市的发展影响较大。興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
表3：04、08、13年长江中游城市群各省份不同城市规模数量分布2004年2008年2013年湖湖江湖湖江湖湖江北合南西北南西合计北南西合计省省省计省省省省省省超大城市(1000万000000000人以上)所占本省7.60000000003.23百分比(%)9特大城市(500万人5411441034411以上)所占本省38.35.30.723.5020502067.74504035.48百分比(%)4648708大城市(100-500820双8204620万人)所占本省61.5861.5615080508058.06506058.06百分比(%)5406454中等城市(50-1000000不1071万人)所占本省3.27.607.6903.23003.23百分比(%)9小城市(50万人0000000以下)总计138103113810311381031所占百分100100100100100100100100比(%)3.2首位城市规模逐步下降，城市规模趋向均衡发展根据三年的非农业人数据，算出长江中游城市群2城市指数、4城市指数和11城市指数，分析长江中游城市群城市规模变化趋势。由表4来看，2004年首位度为1.73,2008年首位度为1.5,2013年首位度为1.37,10年内城市首位度均小于2且有逐渐减小的趋势，11城市指数也一直小于1，表示长江中游城市群不属于首位分布且首位城市在圈内规模逐渐降低，首位城市在区域内的地位及作用逐渐下降。并且，4城市指数由1.31逐步下降到0.55,11城市指数由0.59下降到0.42，城市指数興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
的下降表明高位城市规模发展速度小于中位城市，城市规模差距逐渐缩小，各城市规模趋向于均衡发展。表4：2004、2008、2011年长江中游城市群城市指数表年份2城市指数4城市指数11城市指数20041.731.310.5920081.50.610.4720131.370.550.423.3城市群内部集聚作用在增强根据基尼系数计算公式算出，2004年基尼系数为0.177,2008年为0.191,2013年为0.199，可见长江中游城市群基尼系数基本属于002区间内，表示长江中游城市群内城市规模高度平均，城市群内城市规模基本处于分散状态。首位城市对区域内其他城市的作用力和辐射作用较小。尽管基尼系数变化较小，但仍出现基尼系数逐渐增大的趋势，说明城市间的集聚作用在逐渐加强。表示长江中游城市群间的城市集聚作用在逐渐加强。表5：2004、2008、2011年长江中游城市群基尼系数表年份T值S值基尼系数2004日1547290.324462.04/N0.177200857194.484986.180.191201374864.916265.120.1993.4城市规模分布愈发满足Zipf准则，高位次城市规模发展速度大于中小城市以2004年、2008年和2013年的城市规模与位序数据分布做长江中游城市群体系中的31个城市做散点图来研究长江中游城市群的规模变化，可以看出三年散点大致在一条直线上下波动，满足位序规模法则。借助公式对散点进行回归拟合，并整理计算回归结果，得出三年的回归公式（表6）。表6：规模-位序回归方程一览表回归方程齐夫指数相关系数R22004年y=-0.7034x+2.83960.70R2=0.85092008年y=-0.7817x+2.95350.78R2=0.83252013年y=-0.8196x+3.0870.81R2=0.8323但由图3可以看出，从2004、2008年和2013年的拟合方程米看，拟合直线的斜率在缓慢增大，说明q值越来越向靠近1的趋势发展。根据Zf准则，当q=1的时候，表明城市興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
体系处于自然状态下的最优分布，这也就意味着长江中游城市群正处在往最优分布的状态下发展，且城市群内高位城市规模的发展速度优于低位城市的发展速度，大城市发展情况较好。3.332013年2.72.42008年11.52004年1.20.90.60.3000.20.40.60.811.21.41.6城市位序对数图3：2004、2008、2013年城市位序-规模对数图来源：作者自绘4.结论由上分析可以得出，长江中游城市群城市规模结构满足位序规模分布规律，城市规模空间分布较为均衡，首位城市规模发展不太突出，大城市规模较多且发展优于中小城市等特点。根据以上分析结果，提出以下优化议：首先，加大长江中游城市群内首位城市的设，一方面应重点发展武汉及以武汉城市圈为代表的城市区域，加强首位城市对其他城市特别是长沙和南昌的联系及影响：一方面应有重点地扶持发展中小城市和重点小城镇，如九江、湘潭、株洲等城市，这些城市地理位置较为优越，交通网络较为发达，是联系大城市和小城镇的重要桥梁和纽带。其次，加强交通运输体系设，特别是长江经济水陆设。长江经济带是国家提出的“一带一路”重点发展战略中“一带”，而长江中游城市群有大部分的城市都分布于长江经济带的设线上，通过横向长江经济带战略，加快宜昌荆州-石首-岳阳-夏宁武汉-鄂州-黄冈黄石九江横向带各重要交通沿线的设，从而带动沿江城市的发展，并且依托京广线，加强纵向沿线城市的发展，依托纵向铁路，横向水陆交通体系的设，加强各城市之间的物资、信息、技术、人才、资金等的交流，从而促进各城市之间的协同合作，将城市功能的强化与规模的扩大结合起来，促进城市规模的不断升级。理筑素前阀Z.ZC.ET
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