第七章-城市规模分布

第七章城市规模分布学习目标：掌握城市规模分布的相关理论。了解如何解释城市的规模分布。知道中国的城市规模分布的特征和发展政策的变化。学习重点：城市规模分布理论；中国的城市规模分布。学习难点：城市规模分布理论第七章城市规模分布首位城市是指在规模上与第二位城市保持巨大差距，吸引了全国人口的很大部分，在国家政治、经济、社会、文化生活中占据明显优势，规模最大的领导城市。第一节城市规模分布理论一、城市首位律(一)首位城市早在1939年，马克·杰斐逊（M.Jefferson）通过观察发现，一个国家的首位城市其规模往往比其他城市大得多。他分析了51个国家规模前3位的城市，发现有28个国家的首位城市的人口规模是第二大城市的2倍以上，有18个国家在3倍以上(伦敦为利物浦的7倍；哥本哈根为奥尔胡斯的10倍；墨西哥城为瓜达拉哈拉的5倍)，他总结道：在一个国家发展初期，某个城市由于具有固有的优势得到持续发展，起先成为经济中心，以后又以可以发挥政治中心的职能而成为都城，最终导致该城市拥有最优越的社会服务、最多的就业机会和最好的就业岗位，从而吸引大量人口，使之成为规模上的首位城市。杰斐逊城市指数50年变化比较在上表中的44个国家中，最大城市为第二位城市人口2倍以上的原来有26个，50年后是27个，数量几乎没有什么变化。但实际上原来高达3倍以上的18个国家中，只剩下9个；原来在2倍和3倍之间的8个国家中，只剩5个。许多国家或上或下发生了很大变化。一个极端是阿富汗、伊朗、智利、秘鲁等国，另一个极端是中国、巴西。原来一、二位城市相差并不大的意大利、西班牙、南非、印度、加拿大差距明显拉开了。因此，各个国家的变化原因虽然可以清楚地解释，却很难总结出普遍性的规律。杰斐逊也认为上述现象虽是普遍存在的，但也有例外：①由集聚过程中大体同步的几个区域组成的国家，可能存在几个首位城市(西班牙的马德里和巴塞罗那；意大利的罗马、那不勒斯、威尼斯、米兰均为首位城市)；②由原先几个分裂部分组成的国家，在其统一前往往呈单个首位城市分布，统一后常呈多个首位城市分布【如加拿大的多伦多(英语社区中心)和蒙特利尔(法语社区中心)】。一国最大城市与第二位城市人口的比值，称为“首位度”。首位度大的城市规模分布称为“首位分布”。(二)首位度指数1.首位度(二城市指数)S2=P1/P2（由杰斐逊提出的衡量城市规模分布的指标）首位度在一定程度上代表了城市体系中的城市人口在最大城市的集中程度，这不免以偏概全。2.四城市指数S4=P1/(P2+P3+P4)3.十一城市指数S11=2P1/(P2+P3+…+P11)按照位序—规模的原理，正常的四城市指数和十一城市指数都应该是1，而两城市指数应该是2。【显然，四城市指数和十一城市指数比二城市指数更能全面地反映城市规模分布的特点。它们共同的特点在于都抓住第一大城市与其他城市的比例关系。】中国各省区二、四、十一城市指数值(1989年)从上表可以看出，按1989年的资抖，浙江的二城市指数为2，四和十一城市指数接近于1，最接近于理想状态；凡是具有双中心或准双中心格局的省区，如河北(石家庄和唐山)、山东(济南和青岛)、广西(南宁和柳州)、四川(重庆和成都)、安徽(合肥和淮南)、内蒙古(包头和呼和浩特)、河南(郑州和洛阳)、吉林(长春和吉林)等省区3个指数值都很低，二城市指数远不到2，四和十一城市指数都不到甚至远低于1；而青海、湖北、陕西、广东、云南、苏沪等省区城市人口集中在首位城市的特征最明显，3种城市指数都很高；辽宁、黑龙江、江苏、湖南等省二城市指数都大于2，但因有多个大中城市发育，四城市指数和十一城市指数却比较低。中国各省区的城市首位度(1989年)4.首位城市比S=P1/∑Pi（首位城市人口数与城镇人口总数之比）一般来说，首位分布是一种原始的初级的城镇体系规模分布形式，往往是不发达国家或地区城镇体系的规模分布特点。(不发达国家，城市化水平较低，区域差异大，首位度大；发达国家，首位度一般较低，但面积较小的发达国家也有例外)二、城市金字塔(一)城市金字塔的概念在一个国家或区域中有许多大小不等的城市，可以按照城市规模大小划分不同的等级。规模大的城市等级，城市数量少；规模小的城市等级，城市数量多。城市金字塔就是将各个规模等级的城市数量，按从低到高的等级序列，用条形图表示出来的方法。(二)城市金字塔的K值K=下一规模等级的城市数/上一等级规模的城市数对K值的认识：①中心地学说认为，K值是常数②也有人认为，K值是变化的，规模级越高，K值越大；规模级越低，K值越小。〖城市规模等级划分的间距不同，K值也不同。〗同一城市体系不同等级划分的规模分布举例中国1980和1990年的城市金字塔对照1980年和1990年小国10万人以上设市城市的城市金塔，可以发现许多变化：①二十世纪六七十年代中国市镇建制工作一度停顿，到八十年代恢复了正常，小城市数量增加非常快，如果考虑到10万人以下的城市和建制镇，甚至有过速增长之感。②小城市因人口增长较快(包含了统计口径变化的因素)，小城市向中等城市的晋级很明显。③50～100万人规模级的城市向特大城市级的晋升也很明显，相对来说20～50万人级城市向50～100万人级的递补较慢。④中国最大城市上海，人口一度呈下降—徘徊—低速增长的过程已经扭转，在20世纪80年代上海人口增长速度逐渐接近北京，非农业人口突破了700万人大关。上述城市规模等级“头轻脚重”的金字塔型结构，是专指城市数量随规模级变化的一般规律。不同等级城市的人口数量结构也可以用类似的方法来分析，但并不存在随规模级而呈“头轻脚重”的递变规律。中国各规模及城市人口比重与城市数比重结构的比较(1990年)三、位序—规模法则(Rank-SizeRule)(一)对城市规模位序的探讨最早对城市规模和城市规模位序的关系进行探索的是奥尔巴克(F.Auerbach)，他在1913年对欧洲5国和美国城市规模分布后发现了城市规模等级的金字塔型分布规律——区域内的城市是按人口规模呈由大到小、由少到多有规律的序列分布，符合PiRi=K(Pi：人口规模位于第i位的城市人口数；Ri：第i位城市的位序；K：常数)【正常情况下，城市首位度=2；四城市指数=1(1.0)；十一城市指数=1(0.95)。】1925年罗特卡(A.J.Lotka)发现美国城市人口符合PiRi0.93=5000000他给出了一个比奥尔巴克的约束性方程能更好地拟合美国1920年的100个最大城市的模式。其贡献在于允许序位变量有一个指数。1936年辛格(H.W.Singer)进一步提出了一般公式：lgRi=lgK－qlgPi即PiqRi=K(q：指数)(二)位序—规模法则1949年捷夫(G.K.Zipf)综合杰斐逊和奥尔巴克关于规模分布的模式，提出了著名的“位序—规模法则”，其数学表达式为：(Pr：第r组城市的人口；R：人口为Pr的城市的位序)这样，一个国家的第二位城市的人口是最大城市人口的一半，第三位城市足最大城市人口的1/3，依次类推。这样的位序—规模分布的图解点表示在双对数坐标图上时，就成为一条直线。假如一个国家有很强的首位度，则城市规模分布曲线就明显偏离位序—规模法则，表现在强大的首位城市以下，缺少中间等级的城市，而小城市相对丰富，在曲线的后一段又接近位序—规模法则。城市位序—规模律用算术级或对数级表示示意图⑴(其中：q为常数)或捷夫的模式不具有普遍意义，此后，艾奇逊(J.Aitchison)等人提出了修正模式：对上式作对数变换，得出：lgPi=lgP1－qlgRi⑵公式⑴和⑵对概括国家和区域的城市规模分布具有相当的普遍性，在实际研究中有广泛的应用。(三)位序—规模法则的意义由公式Pi=P1/Riq→lgPi=lgP1－qlgRi→y=a＋bx由此可见城市规模分布可通过y=a+bx形式的一元线性回归进行拟合(其中a、b均为回归系数)，该回归线在直角坐标系中表现为对数曲线；在双对数坐标系中表现为直线，这里a为回归线的截距，它可以是首位城市的人口规模的对数(a=lgP1)，也可以通过回归分析得到(a≠lgP1，即a采用首位城市的理论规模的对数值)。b为回归线的斜率(b=－q)：①当∣b|=q=1时，为有规则的序列分布，即等级规模分布(捷夫模式)；②当∣b|=q1时，为首位分布，城市人口集中，城镇体系中以大城市为主，中小不够发育；③当∣b|=q1时，为序列分布，城市人口分散，城镇体系中大城市不突出，中小城市发达；④当∣b|=q=0时，所有城市人口数相等；⑤当∣b|=q=∞时，区域内只有一个城市。对回归线进行多年对比，可以反映城镇体系的位序变化和发展趋势：①a变动反映高位次城市，特别是首位城市的变化趋势；②∣b|变大，说明城镇规模分布中，集中的力量分散的力量；∣b|变小，说明城镇规模分布中，集中的力量分散的力量。梅登(C.H.Madden)利用1790—1950年美国城市人口资料分析，发现各年的城市规模分布的双对数曲线接近直线，并随时间的推移以同样的斜率往外平移，这说明在160年漫长的时间里，美国城市体系始终以位序—规模分布形式稳定发展，并没有发生明显的类型转换。美国1790～1950年城市位序—规模分布特点：①各年回归的相关系数(r)都很高，回归高度显著，规模分布符合位序—规模分布类型；②高位次城市人口不断增加，特别是1975年以前；③回归线的斜率不断变大，人口分布集中的力量一直起主导作用。第二节对城市规模分布的解释一、城市规模分布的类型一般将城市规模分布分为首位分布、位序—规模分布和过渡型三种类型。1960年贝里选择38个国家2万人以上的城市，来研究城市规模分布与国家历史、发展水平的关系，分析结果为：⑴位序—规模(对数正态)分布(Ⅰ)：①经济高度发达，各部门综合发展的国家(7个)；②城市发展历史悠久，经济水平不高的国家(6个)【一般为大于平均规模的国家，或城市发展历史悠久的国家，或经济、政治上复杂的国家】⑵首位分布(Ⅱ)：①经济发达而经济部门极端专门化的国家(7个)；②经济刚独立的不发达国家(8个)【一般为小于平均规模的国家，或城市化历史较晚的国家，或经济、政治上简单的国家】⑶过渡类型分布(Ⅲ)：①领土广，经济较为发达的国家(4个)；②领土广，发展历史悠久，经济欠发达的国家(6个)贝利关于城市人口规模分布的几种类型(一)贝利关于城市人口规模分布的几种类型(二)贝利关于城市人口规模分布的几种类型(三)贝里还将城市规模分布的发展过程划分为4个阶段，即从首位分布→过渡形态→位序—规模分布。贝里用以上分类结果，检验了两种假设：检验了城市规模分布与城市化水平之间的关系，结果发现两者之间不存在必然联系。检验了城市规模分布与国家的经济发展水平的关系，结果使两者没有相关性。以色列从建国前的1922、1931、1944年，到建国后的1959年，城市规模分布由陡峭曲折向逐渐平缓转变，城市等级体系在不断完善。对澳大利亚前5位城市的规模做帕雷托分布的拟合，曲线的斜率|b|从相当大向1逼进。这是解释城市位序—规模分布最有影响的理论，认为位序—规模规律是随机力量形成的稳定结果。贝里和加里森采用熵最大化原理，认为：①首位分布：产生于只有少数几个力量强大的因素作用下的国家(如人口少面积小的小国；城市化历史短的国家；过去有单一出口的殖民地历史的国家等)；②位序—规模分布：是多种力量在很长时间内相互作用的结果，在这种情况下，每一种力量只能产生微小的随机的作用，产生于因素复杂的国家(如经济发达国家；城市化历史悠久的国家；面积大、历史久、人口多、条件复杂的大国等)。二、对城市规模分布的理论解释(一)随机模式(二)城市增长模式从古典经济学的角度或采用柯布—道格拉斯的生产函数来解释在一定条件下，城市规模会导致位序—规模分布(对数正态分布)。(三)迁移模式采用不同的人口迁移速率与城市间的经济联系的机遇不同产生的均衡来解释城市规模分布。(四)城市等级体系模式即中心地理论，认为城市规模分布是呈阶梯状的。(五)机制分析模式即考虑政治、经济、文化和历史诸因素的分析模式。虽然多数学