城市空间分布体系

第八章城市空间分布体系第一节空间相互作用和空间扩散第二节中心地理论第三节中心地理论的发展、验证及评价第四节从生长极到核心边缘理论。第五节中国城市空间分布第一节空间相互作用和空间扩散一、相互作用的分类二、相互作用产生的条件三、城市间、城市和区域间的相互作用四、空间扩散一、相互作用的分类空间相互作用(spatialinteraction)地表上的任何一个城市都不可能孤立地存在。为了保障生产、生活的正常运行，城市之间、城市和区域之间总是不断地进行着物质、能量、人员和信息的交换，我们把这些交换称之为空间相互作用。海格特(P·Haggett)1972年借用物理学中热传递的三种方式，把空间相互作用的形式分为三种类型一、相互作用的分类对流:以物质和人的移动为特征。如产品、原材料在生产地和消费地之间的运输，邮件和包裹的输送及人口的移动等等。传导:是指各种各样的交易过程，其特点不是通过具体的物质流动来实现，而只是通过簿记程序来完成，表现为货币流。辐射:第三类，指信息的流动和创新(新思维、新技术)的扩散等。一、相互作用的分类城市间的联系可表现为以下三种主要方式：货物和人口的移动，财政金融上的往来联系信息的流动。一、相互作用的分类相互作用的进行，需要借助于各种媒介，其中交通通讯设施是主要的手段。铁路网、公路网、航空网，以及水路、管道等，是城市对外交通联系的工具；电话、电报、传真、卫星通讯等，是城市对外通讯联系的手段。二、相互作用产生的条件美国学者厄尔曼(E·L·Ullman)认为相互作用产生的条件有三个：互补性、中介机会和可运输性。1．互补性两地间的相互作用需要一个前提条件，即它们之中的一个有某种东西提供，而另一个对此种东西恰有需求，这时才能实现两地间的作用过程。厄尔曼称这种关系为互补性。互补性越大，两地间的流动量也越大二、相互作用产生的条件2．中介机会当货物在A和B两地间输送时，A和B两地间介入了另一个能够提供或消费货物的C地，从而产生所谓中介机会(interveningopportunities)，引起货物运输原定起止点的替换。中介机会改变原有空间相互作用格局的因素。中介机会起两种作用，首先节省运输费用；其次影响运输，特别是人口移动。二、相互作用产生的条件3．可运输性距离影响运输时间的长短和运费。距离越长，产生相互作用的阻力越大。距离的摩擦效果导致空间组织中的距离衰减规律（Distance－decayRegularity）。一般地货物的可运输性由单位重量的价值决定的。可运输性对人的购物出行也有显著影响。人们通常走较少的路去购买低价值货物，而走较多的路去得到高价值货物，从而促成商业中心等级体系出现。货物的可运输性会随时间而变化。这主要受运输工具改革、生产发展和资源减少等因素的影响。现代运输发展的总趋势是，货物的运输距离不断加长。厄尔曼相互作用产生的条件评价厄尔曼提出空间相互作用的三个条件是在1956年，因而对物质流的讨论较多，而对货币流和信息流的探讨较少，由产业组织的演变对空间相互作用产生的影响也未提及。例如，货币的流动受距离衰减规律的影响就较小。在通讯手段高度发达、全球金融网络业已形成的今天，国际金融业务可实行一天24h的运转。再如，跨国公司的发展已导致全球工厂的出现，这使跨国公司的内部贸易日益重要。在跨国公司的垄断下，货物的可运输性已不成为一个重要的制约空间相互作用的因素，而跨国公司以外的中介机会亦很难参与跨国公司内部的贸易。三、城市间、城市和区域间的相互作用1、结节点、结节区域和城市等级体系结节点：城市是人类进行各种活动的集中场所，通过各种运输通讯网络，使物质、人口、信息不断地从各地向城市流动，这种过程类似光线的聚焦作用，而城市就是各种网络中的聚焦点或称结节点。结节区域：结节点连同其吸引区组成结节区域。城市等级体系：每一个结节区域的大小，取决于结节点提供的商品、服务及各种机会的数量和种类。不同规模的结节点和结节区域组合起来，形成城市等级体系(theurbanhierarchy)三、城市间、城市和区域间的相互作用2．城市吸引区边界的确定格林的方法赖利零售引力规律康弗斯(P·D·Converse)“断裂点”(breakingpoint)影响城市吸引区边界的因素格林的方法格林(H．L．Green)曾探讨了纽约与波士顿在新英格兰南部的相互影响。他根据五项指标，分别测量了纽约与波土顿之间的平均边界，即在这一条边界上纽约与波士顿的影响相同，然后综合出一条纽约和波土顿之间的模式边界。①铁路通勤人员的流动方向②报纸发行范围③电话呼唤方向④公司负责人的办公地点⑤银行负责人的办公地点新英格兰南部的节结地域赖利零售引力规律赖利(W．J．Reilly)1931年根据牛顿力学中万有引力的理论，提出了“零售引力规律”，其公式为：根据这个规律，一个城市对周围地区的吸引力，与它的规模成正比，与离它的距离成反比。2)(abbaBaddPPTT康弗斯的“断裂点”(breakingpoint)概念康弗斯发展了赖利的理论，于1949年提出“断裂点”BreakingPoint）概念。两个城市间的分界点（即断裂点）可由下列公式求出：按照这一公式，A城由于规模较大，其吸引区也较大，因而将断裂点推向更靠近B城的地方aabaPPDdb1影响城市吸引区边界的因素①各种地理边界——河流、山脉、海洋等等，都会有效地限制城市之间的相互作用流，甚至限制同一系统内部的互相交流。②政治边界的影响。政治边界常常沿着地理分界线的走向。在各种政治边界中，国家的政治边界通常是影响相互作用的最大障碍。但是，随着跨国公司的发展和区域集团的形成，在某些情况下，国家或地区边界的作用已不如过去那样明显。③在一个国家内，地区之间的边界对相互作用流也有相当大的影响。三、城市间、城市和区域间的相互作用3．相互作用模式各种相互作用模式的产生，旨在寻求空间组织中相互作用的特点和规律。比较著名的有引力模式、潜力模式。(1)引力模式引力模式是根据牛顿万有引力定律推导出来的。其一般形式如下：该模式认为，两个城市间的相互作用与这两个城市的人口规模(表示城市的质量)成正比，与它们之间的距离成反比。ijbjjiiijDPWPWI引力模式型中各指标的选择引力模式中确定城市质量一般用人口规模，有时也用其它指标。如艾萨德（W.Isard）认为，在探讨大城市移民问题时，城市就业机会和收入水平在反映城市的吸引力方面更具代表性。考虑市场问题时，城市零售总额比人口规模更能反映出城市对产品的需求量。引力模式中的距离，一般用km表示。但随着各种现代化运输工具的发展，传统的距离概念正受到挑战。在交通便捷的地方，空间上的距离被“缩短”了，因此也可以用时间、运输成本等特殊距离单位来衡量两地间的距离。引力模式型中各指标的选择引力模式中的质量加权问题更为复杂。质量加权的基本原理，是要显示人口规模不能反映出的人口结构上的差异，因此，人口性别、年龄、收入、职业、受教育水平等因素都可以作为“权数”来考虑。但是要加权，就将使引力模式变得复杂，计算困难。而不加权，公式的适用范围和客观性都受到局限。距离指数b的选择。理论上认为，b应等于1.0或2.0（即取平方），但经验研究显示，b值可以在0.5—3.0的幅度内变化，其原因在于不同货物的可运输性不同，从而影响了距离指数的值。(2)潜力模式应用引力模式分别求出某一城市与其它每一城市的相互作用量，然后再求和，就可以得到一个城市与城市空间分布体系内所有城市(包括它自身)的相互作用量，称之为城市的吸引潜力。公式形式如下：biiiinjbijjinjijDPPDPPI11(2)潜力模式将上述公式两边同除以Pi，得到下式：这一公式意味着i城的相互作用总量表现为每人或每单位质量的相互作用量。biiinjbijjnjiijDPDPPI11(2)潜力模式以上公式中如采用城市人口作为质量单位，计算出的潜力称为人口潜力，它表达了I城市与城市体系内所有其他城市相互作用可能性的强度。如果对城市系统内每个城市分别计算出其潜力，根据计算结果可以画出潜力等值线，从而绘出等人口潜力面。潜力模式中的质量，可以用其它变量代替。如哈里斯就曾用零售额求得等市场潜力面，用制造业的就业人数求得制造业的潜力面。借助于这些分析，可以更有效地指导以消费为指向的企业布局和制造工业布局。四、空间扩散（SpatialDiffusion）空间扩散是和空间相互作用既有一定联系又有区别的一个概念。区别在于空间扩散导致自然或人文景观的转换，这与在一个现存结构中维持日常功能所必需的相互作用不同。瑞典学者哈格斯特朗（T.Hagerstrand）于1953年在其论文“作为空间过程的创新扩散”中首次提出空间扩散的问题。但直到1959—1960年间，哈格斯特朗执教于美国华盛顿大学后，空间扩散研究才逐步盛行，并被誉为本世纪人文地理学研究中两项最重大贡献之一。1空间扩散的基本概念空间扩散有三种基本类型：传染扩散、等级扩散和重新区位扩散。(1)传染扩散现象从一个源生点向外作空间渐进的、连续的扩散过程，称之为传染扩散(ContagionsDiffusion)，由于距离的摩擦阻力效应，事物的扩散随着距离的增大逐渐被削弱。采取传染扩散的例子很多，如城市对周围农村的影响；城市化的近域推进在不同时期有不同特征，向外扩散过程中波状现象明显，形成城市地域的圈层结构。1空间扩散的基本概念(2)等级扩散(hierarchicaldiffusion)在现象的扩散中，地理距离并不总是起着非常强大的影响作用，社会等级、城市规模等级等有时起着十分明显的作用。例如，价格昂贵的耐用消费品的扩散就与收入等级有关，而某些新思想、新技术在城市中的传播亦往往跳跃紧邻的小城市，在距离较远但属同级规模的城市中首先被接受，然后向次一级的城市扩散。这种形式的扩散称之为等级扩散等级扩散的产生，在于某些新事物在最初被接受时具有较高的“门槛”，从而妨碍了他们迅速的扩散，只能采取逐级向下扩散的过程。1空间扩散的基本概念(３)重新区位扩散在传染扩散中，如果接收者的数量没有增加，仅仅发生了原接收者的空间位移，我们称之为重新区位扩散(relocation—typediffusion)典型的例子就使移民过程。1空间扩散的基本概念实际上，现象的空间扩散过程常常采取多种方式。例如，城市化的近域推进，就建成区的向外扩张而言，是扩张型扩散；而就人口的重新分布而言，具有重新区位扩散的特点。对人文现象扩散的时间变现来看，在扩散的初始阶段，接收者的比率呈缓慢上升趋势，经过若干时间后，阻碍新事物的各种障碍被消除，接收者的比率急剧增加；随着接收者的比率趋于饱和，曲线再呈缓慢上升趋势。2、空间扩散研究1）阻力与空间扩散大多数人在接受该项创新之前，需要一个劝说的过程，使人们了解、证实并能亲手操作这项新事物。但是新事物被接受的阻力因人而异，从而影响接受的时间长短、所形成的空间格局和接受者比率的饱和程度新事物接收者的数量和时间分布成正态分布型。2、空间扩散研究2）障碍与空间扩散障碍在空间扩散中可以其重要的限制作用。一般地，现象的空间扩散会随距离的增加而衰减，从而表现为一条下降的连续曲线。但当空间扩散遇到障碍时，原先的曲线将会改变2、空间扩散研究2）障碍与空间扩散障碍可以分：自然障碍，如河流、湖泊、山脉、沙漠等，如语言、种族、宗教上的差异等；社会障碍，反映在阶级、年龄、性别、社会经济地位等方面；政治障碍，如民族性、意识形态的差异以及态度、个性等方面的精神障碍。2、空间扩散研究2）障碍与空间扩散莫里尔（R.Morrill）将障碍分为两种类型：不可渗透的完全障碍和可渗透的部分障碍。在前一种情况下，当现象扩散到障碍物前时会因不可渗透形成反射，从而增加了在障碍物附近地区接受某种现象的可能性，使原先下降的曲线又恢复一定程度的上升趋势。在后一种情况下，现象扩散到障碍物前