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第八章城市空间分布体系城市既然具有不同的职能、具有不同的规模等级，那么城市与城市之间，城市与周围区域之间，就必然通过交通、通讯等各种联系通道发生交互作用。在联系中，各个城市形成各自的势力范围。城市体系的空间网络结构就是研究一个国家或区域中城市体系的点（城市与城市)、线（城市与联系通道，主要是交通线）和面（城市与区域）三要素在空间的复杂组合关系。这是城市体系中最综合、最富于变化的部分。主要内容第一节空间相互作用和空间扩散第二节克里斯塔勒的中心地理论第三节廖士景观第四节对中心地学说的验证及评价第五节核心与边缘理论第六节中国城市空间分布第一节空间相互作用和空间扩散空间相互作用（SpatialInteraction）－－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。城市空间分布体系－－正是这种相互作用，才把空间上彼此分离的城市结合为具有一定结构和功能的有机整体，即城市空间分布体系。一、空间相互作用类型海格特（P.Haggett）在1972年提出一种分类，他借用物理学中热传递的三种方式，把空间相互作用的形式三种类型：1、对流——以物质和人的移动为特征。如产品、原材料、邮件和包裹的输送及人口的移动等等。表现为物流和人流。2、传导——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，而只是通过记帐程序来完成，表现为货币流。3、辐射——指信息的流动和创新（新思维、新技术等）的扩散。表现为信息和技术流。因此，城市间的联系就表现为以上三种主要方式，即物流和人流、货币流、信息流和技术流。资料：中国城市地理（顾朝林）人流：指居民在城市与周围地区的日常活动。包括：如上下班、上学下学、购物赶集、出差旅游、探亲访友、就医看病、农村剩余劳动力向城市区的转移等。物流：指城市为了维持自身的功能，输出输入物质的过程。如货物运输和商品批发活动。技术流：指城市与周围地区间的技术转移和协作活动。如技术的转移与引进、技术协作。今天技术流表现为由高到低、由复杂到简单的逐级扩散和流动。信息流：指城市与周围地区的信息交换。一方面输入大量的分散无序的信息，另一方面城市又输出经加工集中的有序信息。信息流主要通过电信（电话、电报、电传）和邮递（信函、报纸、杂志、包裹）等流量流向反映。资本流：指城市与周围地区间在商品流通过程中产生的以货币为表现形态的一种运动形态，主要通过银行的资金融通量来反映。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（Complementarity）：从供需关系的角度出发，两地间的相互作用需要有这样一个前提条件，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，这种关系为互补性。互补性越大，两地间的流动量也越大。如南水北调、西气东输、北煤南运、中东石油越洋运输。2.中介机会（InterveningOpportunities）两地间的互补性，导致了货物、人口和信息的移动和流通。但是也可能存在以下情况：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，引起货物运输原定起止点的替换。这时，即使A和B两地间存在互补性，相互作用也难以产生。中介机会是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，可以节省运输费用。假设B地和C地提供同一商品给A地，如果C地与A地间的距离较B地与A地间的距离更近些，C地就能起中介机会的作用。货物由C地运往A地的费用将比由B地运往A地便宜，结果C地的这项货物在A地的价格就将下降而富有销路。其次，中介机会具有影响运输，特别是影响人口移动的过滤器作用。它导致地点上的置换，减少了长距离的相互作用。3.可运输性（Trans－ferability）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。即使两地间存在着某种互补性，相互作用也不会发生。所以，距离的摩擦效果导致空间组织中的距离衰减规律（Distance－decayRegularity）。（但是货币流、信息流受距离衰减规律的影响较小。）货物的可运输性是由单位重量的价值所决定的。单位重量价值低的货物运输距离较短，而单位重量价值高的货物运输距离较长。如砂石运输的距离要远远小于电子原件、精密仪表的运输距离。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的货物，而走较多的路去得到高价值的货物，从而促成商业中心等级体系的出现。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。厄尔曼提出空间相互作用的三个条件是在1956年，因而对物质流的论讨较多，而对货币流和信息流的探讨较少。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24小时的运转。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。随着经济与社会的发展，货币流和信息流在空间相互作用中的地位将日益重要，因此，有必要进一步研究它们独自的特点。三、城市间、城市和区域间的相互作用1、结节点、结节区域、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。结节区域——即城市影响区域，由结节点和吸引区构成，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，一般与城市的人口规模成正比。城市等级体系——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（urbanhierarchy）。它是一个镶嵌构造，小的总是镶嵌在大的内，大的镶嵌在更大的结节区域中，直到等级体系的最高一级结节区域。中心地理论就是具体讨论这样的等级关系的。城市间的相互作用，除了不同等级城市之间的垂直联系外，还存在着与同一等级其它城市间的横向联系。实际上，即使属于同一等级的城市，由于其规模、职能各不相同，其吸引区的大小也不同。因此，结节区域的划分，或称城市吸引区边界的确定，就成为一项比较复杂的工作。2、城市吸引区边界的确定1）经验的方法（通过大量的实际调查加以确定）2）理论的方法（通过若干理论模式进行推算的方法。如赖利的零售引力公式、断裂点公式）3）现实世界中（城市吸引区边界的形成影响因素）1）经验的方法格林（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。•根据5项指标（如图所示）分别测量了纽约与波士顿之间的平均边界，即在这一条边界上纽约与波士顿的影响相同。然后综合出一条模式边界。在模式边界的靠纽约一侧，纽约的影响大于波士顿，靠波士顿一侧，波士顿的影响大于纽约。•实际上，由于各功能的吸引范围不同，在纽约与波士顿之间存在着一条中间分界带。在中间分界带内，纽约（或波士顿）某些功能的影响更强些，而某些功能的影响更弱些。2）理论的方法——用数学模型计算赖利（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：2aabbbaTPdTPd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。aTbTadbdbPaP式中，和为从一个中间城市被吸引到a城和b城的贸易额；和为a城和b城到那个中间城市的距离；和为a城和b城的人口。康弗斯（P.D.Converse）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）可以用下列公式求出：式中，为从断裂点到A城的距离；为A和B两个城市间的距离；为较小城市B城的人口；为较大城市A城的人口。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。AdABDAPBPABABADd1+PP断裂点公式在实际运用中有着相当大的局限性，因为城市人口规模不完全反映城市的实际吸引力。根据本地区的具体情况，选择出若干有代表性的指标，以确定城市吸引区的边界将更符合这个城市的实际情况。3）现实世界中影响城市吸引区边界的因素•在现实世界中，有很多因素对相互作用流构成障碍，从而形成城市吸引区的边界。•首先，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。如上海的黄浦江，其宽度达400—800m，使得上海城市的发展长期偏居浦西一隅。如要开发浦东，就必须克服自然障碍物的影响。•其次，政治边界的影响也不可忽视。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。在一个国家内，地区之间的边界（行政边界）对相互作用流也有相当大的影响。这也是我国目前进行的各种经济区划、城市体系规划多以省域、县域为主的原因。相比之下，跨行政区域的规划往往收效不大，因为这牵涉到利益在各地区之间重新分配的问题。从目前的各种跨行政边界的城市经济区情况看，弱弱联合或强弱联合的情况较好一些，究其原因，在于各城市之间的互补性程度较高；而强强联合形成的城市经济区问题就较多一些，特别是随着产业结构的趋同化，互补性降低竞争则趋激烈。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。（l）引力模式：根据牛顿万有引力定律推导出来的。用来计算一对城市间预期的相互作用量。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成正比，与它们之间的距离成反比。其一般形式如下：iijjijbij(WP)(WP)ID式中，为i和j两个城市间的相互作用量；，为经验确定的权数；和为i和j两个城市的人口规模；为i和j两个城市的距离；b为测量距离摩擦作用的指数。ijIiWjWiPjPijD引力模式的特点是简单明了，但要应用于实际，难度较大的问题是式中的变量如何确定的问题。确定城市质量一般用人口规模，有时也用其它指标。如在探讨大城市的移民问题时，城市的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。又如，考虑市场问题时，城市的零售总额比人口规模更多地反映出城市对产品的需求量。更好的方法是，构造出一个能反映城市实力的指数，用这个指数来表示城市的质量。引力模式中的距离，一般用km表示。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，在一些应用中，人口的加权取值1，这等于没有加权。如果选用别的适当的数值将能更好地改善这个模式的性能。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。对距离指数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：计算一个城市与城市空间分布体系内所有城市（包括它自身）的相互作用量的公式。那么，只需要应用引力模式分别求出这个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。公式形式如下：iiD上述公式即为潜力模式公式。式中的符号与引力模式中的符号意义相同。有时采用i城与离它最近城市之间距离的一半，也可以用i城面积的平均半径。nnijiiijbbj1j1ijiiPPPPIDD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。潜力模式中的质量，如采用城市人口作质量单位，计算出的潜力称为人口潜力，如果对城市系统内每一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。如美国1940年的人口潜力面图（图8-2）。ijnnjibb