中国三大城市群城市化动态特征对比

2014-07-29黄洁吝涛张国钦李新虎

中国人口·资源与环境 2014年7期

黄洁　吝涛　张国钦　李新虎

摘要

1990年代以来，中国步入快速城市化阶段，其中京津冀、长江三角洲和珠江三角洲三大城市群成为引领我国城市化发展的主导力量。本研究耦合城市异速增长和标准化区位商分析方法，对三大城市群1990年代至今的城市化动态特征进行对比研究，探讨城市形态扩张与功能演变的耦合作用过程。结果显示：①在城市形态扩张方面，三大城市群异速增长类型差异显著，其中长江三角洲和珠江三角洲分别呈现持续的负异速增长和正异速增长形式，分别表现为人口高度聚集和建成区急剧扩张特征；而京津冀呈现正负异速增长交替增长形式，人口集聚与建成区扩张程度均较低；②在城市功能演变方面，三大城市群第二产业发展阶段不同，第三产业格局演变差异明显；③城市形态与功能耦合作用促成了城市群城市化进程向不同方向发展；对外开放、技术创新、政府干预等是影响城市群形态扩张和功能演变的主要驱动力。鉴于三大城市群对我国城市化发展的主导作用，对其形态扩张与功能演变动态特征的对比研究能够深入理解国家及区域尺度的城市化发展规律和机制，并对我国其他城市群的科学、持续发展提供理论和实践指导。

关键词城市群；城市化；形态扩张；功能演变；动态特征

中图分类号K902

文献标识码A

文章编号1002-2104（2014）07-0037-08doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2014.07.007

2008年起全球超过50%人口居住在城市，城市地区创造了全球80%以上的经济增长[1]。伴随城市化进程的推进，城市人口急剧增长、建成区快速扩张以及城市之间物质、能量和信息相互联系日趋紧密，城市发展呈现出集群式的发展特征。城市群是指以中心城市为核心向周围辐射构成的多个城市的集合体[2]，受到了国际包括自然和社会科学研究的普遍关注，相继开展了有关大都市带、半城市化区域、全球城市-区域、多中心巨型城市-区域等研究[3-11]，并对城市群内部各个城市之间以及城乡之间的社会、经济和生态功能联系展开探讨。城市化是由农业人口向非农业人口转化、农村地域向城市地域转化、农业活动向非农业活动转化的过程，以城市形态演变（如地域景观快速演变、人口集聚等）与城市功能演变（如经济增长）为主要特征[12]。目前，中国人口城市化率已超过50%，进入快速城市化时期，城市集群式发展成为我国城市化的突出特征[2，5]。国家最新颁布的《十二五规划纲要》明确指出要“构建以城市群为依托，其他城市化地区和城市为重要组成部分的城市化战略格局”。城市群作为中国区域发展空间战略的重心，发挥着区域经济增长极的作用[5]。中国正在发展和计划发展的城市群共有28个[8]，其中，京津冀、长江三角洲和珠江三角洲三大城市群是当前我国城市化发展的主导力量[10]。城市群城市化动态特征主要表现在形态扩张和功能演变两方面。目前对城市形态研究已有丰富积淀，主要涉及城市空间扩张特征及其驱动力分析、城市土地利用格局变化、城市人口增长与建成区扩张特征研究等内容[13-17]。但多以分析城市尺度研究为主，专门针对城市群的形态扩张研究还不多见。城市功能是人类利用和管理城市的具体目标和过程的表现，也是造成城市形态演变的重要内在驱动。相对城市形态扩张研究，城市功能的动态研究较少，但国际上已有学者开展了对城市功能动态的探索性研究。例如Peter Hall等运用信息流和高端生产服务业分析等方法对西北欧8个巨型城市区域的出现、增长动力、治理、内部结构、核心城市与二级城市互动等展开研究[4]。国内，方创琳等运用城市群发育程度指数方法研究了我国城市群结构体系的组成与空间分异格局[8]；程玉鸿等运用偏离-份额分析法，比较分析了珠江三角洲城市群内部各城市的产业竞争力状况[18]。

本研究试图将城市形态和城市功能研究方法进行耦合，从城市群尺度对比分析三大城市群（京津冀、长江三角洲和珠江三角洲城市群）1990s至今城市化动态特征，以期为我国城市群发展规律和机制研究提供依据，并对正在和即将发展的城市群规划和控制管理提供科学指导。

中国人口·资源与环境2014年第7期

1研究区和研究方法

1.1研究区介绍

本文以城市群的行政区范围界定研究区域，包括三大城市群共34个城市。其中，京津冀城市群包括北京、天津以及河北省的石家庄、唐山、保定、廊坊、秦皇岛、张家口、承德、沧州共10个城市[8]；长江三角洲城市群包括上海，江苏省的南京、苏州、无锡、常州、扬州、镇江、泰州、南通和浙江省的杭州、嘉兴、宁波、绍兴、舟山共15个城市[9]；珠江三角洲城市群主要包括广东省的广州、深圳、珠海、东莞、佛山、中山、惠州、肇庆、江门共9个城市[9]。

1.2异速增长分析

本文考虑的城市形态扩张包括空间扩张和人口扩张两方面，采用异速增长分析方法来表征城市群空间和人口扩张的相互联系。异速增长理论（Allometric Growth Theory）起源于生物有机体部分与整体相对增长关系的研究[19]，之后被广泛运用于城市形态演变研究[20-21]。Nordbeck S认为当城市建成区面积与城市人口的相对增长率为常数时，城市增长满足异速增长方程[21]，公式如下：

y=axb（1）

公式（1）中，y表示建成区面积，x表示城市人口（建成区人口或城市非农人口），b为标度因子，a为比例系数。

假定城市人口与建成区面积是等维度，b*（标度因子b的标准值）值为1。目前国内外学者b*的取值存在争议，国外学者认为b*在2/3或者2/3-1之间[20-21]；国内学者结合中国城市实证研究，认为b*取0.85，可能更加符合中国城市人口密度的变化[14-16]。本文采用b*=0.85，此时，b的实际意义为：

b>0.85，正异速增长，表明建成区面积y比城市人口x增长快，城市人口密度下降；

b<0.85，负异速增长，表明建成区面积y比城市人口x增长慢，城市人口密度加大；

b=0，表明建成区面积y对城市人口x没有任何影响，城市人口密度没有变化；

b=0.85，同速增长，表明两者增长呈线性关系。

1.3产业区位商与标准区位商分析

城市功能是指一个受人类意志主导城市发展目标，具体包含城市的职能以及城市内部空间的具体分工。本文采用城市产业集群程度来表征城市群内部城市的功能空间格局。产业集群是相互联系的企业和组织在空间上的聚集[22]，统计上显著的区位商是判断产业集群的标准[23]，区位商是否显著可通过标准化区位商来判断。区域i产业j的区位商LQij计算公式如下：

为了表征城市产业功能的演变动态，本文主要考虑能够代表城市产业功能的工业（第二产业）和服务业（第三产业）的区位商。首先采用将区位商空间化的分析方法，利用地理信息系统（GIS）分别将1995年、2000年、2005年、2010年三大城市群的城市区位商计算结果和产业产值数据，通过反距离加权（IDW）插值方法空间显式地反应城市群功能空间格局的动态变化过程。

1.4数据来源

本文使用数据包括统计属性数据和空间数据，其中1993-2010共18年的三大城市群所含城市的建成区面积、市区非农人口数、城市产业总值等统计属性数据来源于相应年份的《中国城市统计年鉴》。而空间数据则是中国1∶100万地形图界定的城市群行政区位图，为方便起见，研究期间发生的城市群内部各城市行政边界的调整被忽略，统一以现有的城市行政边界为准。

2三大城市群异速增长动态分析

由图1可知，三大城市群自1993年起城市人口和建成区面积均呈现上升趋势，城市人口与建成区扩张差异在图1中表现不明显。但利用异速增长分析方法，可以发现三大城市群在城市人口增长与建成区扩张动态特征方面存在显著差异（见图2）。本文采用增长强度（即绝对增长量，图2中用与标准值的差值大小表示）和增长速度（即增长速率，图2中用曲线斜率表示）来描述城市群形态扩张的不同特征。

2.1三大城市群异速增长动态特征

1993-2001年京津冀异速增长的标度因子b值在标准值0.85附近波动，呈现正负异速增长交替出现的局面（图2）；而2001-2008年，b值出现上升趋势，2003年后维持在0.95以上，呈现持续的正异速增长形态。说明京津冀城市群在2001年前城市人口和建成区面积的增长强度和速度都较缓慢，2001年后城市发展呈现城市建设用地快速扩张的特征，且建成区扩张强度持续增强。

1993-2008年，长江三角洲的b值均小于准值0.85，表现为持续的负异速增长形态（图2）。其中，1993-1997年，呈下降趋势，1997年达到最低值0.66，说明此段时期内城市人口增长强度和速度均大于城市建设用地扩张速度；1997-2008年，b值呈现波浪式上升势，2006年后，b值趋于标准值0.85，说明该时期城市人口增长强度大于城市建成区扩张强度，但是城市建成区增长速度大于城市人口增长速度。长江三角洲整体呈现出城市人口高度聚集的特性，但是聚集程度在2006年后开始逐渐下降。

图2中，1993-2008年珠江三角洲b值均大于标准值0.85，表现为持续的正异速增长形态。其中，2001年前，b值缓慢上升，2001年b值为0.97；2001-2006年，b值大幅度增加，2006年到达最高值为1.30；2006年后出现波动。说明整个时期内城市建成区扩张强度和速度均大于城市人口增长。珠江三角洲城市整体呈现城市建设用地剧烈扩张的特性，且扩张强度在增大。

2.2三大城市群形态扩张动态特征对比

总体来看，三大城市群在1993-2008年的异速增长的标度因子b值整体都呈现上升趋势，说明城市建设用地相对人口聚集的增长速度都有所提高。且比较该时期内三大城市群的b值可发现均为珠江三角洲最大、京津冀次之，长江三角洲最小。即珠江三角洲城市建成区相对城市人口扩张强度最大，长江三角洲最小。说明长江三角洲城市群形态扩张主要表现为人口高度聚集；而珠江三角洲城市群表现为城市建成区剧烈扩张；与前两者相比，京津冀城市群形态扩张无论人口还是建设用地都相对滞后，但近来发展开始明显提速。

3三大城市群产业标准区位商分析

3.1三大城市群二、三产业集聚动态特征对比

根据区位商空间演变动态结果（图3），1995年京津冀第二产业中心为天津，其产业集聚效应明显，除唐山和石家庄外，其他城市第二产业发展薄弱（图3a）；2000年以廊

坊为中心，初步形成包括天津、唐山、沧州在内的产业带（图3b）；2005年产业中心转移至为唐山，而承德成为新的增长点（图3c）；2010年第二产业带包含的城市数目达到最大，产业中心仍为唐山，保定成为新的增长点（图3d）。

1993-2010年，京津冀第三产业中心均为北京，产业集群现象明显，产业竞争优势显著，除秦皇岛、天津、张家口外，其他城市第三产业发展均较薄弱（图3e，图3f，图3g，图3h）。此外，北京与其他城市的标准化区位商差值逐年增大，说明北京一直是京津冀第三产业超级核心城市，且副中心城市发育程度较低，并出现了萎缩现象。

1995年，呈现由泰州、镇江、常州、无锡、苏州、上海、嘉兴、绍兴、宁波组成的第二产业带，产业中心为泰州（图4a）；2000年，第二产业带向南部转移，上海、泰州、宁波产业优势下降，湖州成为新的增长点，产业中心是绍兴（图4b）；2005年，第二产业带向北发展，产业中心转移至苏州（图4c）；2010年，第二产业已形成南北连片发展格局，且此时产业带进一步向西北和东南发展，扬州成为新的增长点，产业带中的城市个数达到最大值10个，产业中心和副中心分别为苏州和嘉兴（图4d）。

1995年第三产业中心是上海和南京，二者均出现产业集群，具有较强的产业竞争力；杭州作为产业副中心，第三产业在该区域相对专业化水平较高，此外，无锡和舟山第三产业也有了一定的发展（图4e）。2000年，产业中心上海形成了产业集群，且与产业副中心南京的差距更加明显，杭州和舟山的产业优势下降（图4f）。2005年，产业中心和副中心分别为上海和南京，宁波成为新的增长点，杭州、舟山的第三产业进一步发展（图4g）。2010年，产业中心是上海和杭州，两城市均出现产业集群，具有显著的产业竞争力，同时，南京、宁波的产业优势下降（图4h）。

1995年由佛山、中山、东莞、深圳组成第二产业带，产业中心为佛山（图5a）；2000年产业带向东北扩展，惠州成为新的产业中心（图4b）；2005年东北部产业带与中部工业带连成一片（图5c）；2010年，产业带割裂成东北和南部两片，江门成为新的增长点，产业中心为佛山，第二产业重心集中在南部（图5d）。

1993-2010年第三产业中心和副中心分别为广州和深圳，而广州产业集群现象明显，产业竞争优势显著。

3.2三大城市群产业格局演变特征对比

总体上，三大城市群均处于工业化和经济起飞阶段，第二、三产业发展迅速，中心城市及第二和第三级中心也逐步成长起来。逐渐从单一“中心-边缘”结构逐步演变成多核心结构，城市等级体系也开始形成。其中第二产业布局逐渐由集聚走向扩散，第三产业中心副中心多为直辖市和省会城市。

但三大城市群产业格局演变动态过程差异明显。其中，京津冀城市群正逐步形成环绕北京的第二产业带，随着产业中心由天津转为唐山，第二产业格局逐步进入集中后分散阶段；第三产业一直呈现北京为核心的单核式空间结构，产业副中心严重发育不足；核心城市北京与城市群中其他城市的第三产业发展水平差异程度逐步扩大，呈现为不均衡的第三产业发展格局。长江三角洲第二产业格局演变已进入分散后地方中心成长阶段，产业中心城市更迭，各城市间产业发展水平差异缩小，并趋于空间均衡发展；第三产业呈现多等级多核心的发展组团，产业中心城市和副中心城市，如上海、南京、杭州等也对城市群中其他城市的第三产业发展具有辐射作用。珠江三角洲第二产业格局演变进入分散后地方中心成长阶段，各城市间产业发展水平和经济发展水平差异缩小；第三产业格局逐步由以广州为中心的极核式发展格局向“广州-东莞-深圳”点轴式发展格局演变。

4三大城市群城市化动态特征对比分析

4.1城市化过程中的城市群形态与功能耦合差异

三大城市群形态扩张与功能演变的耦合作用过程存在明显差异：其中长江三角洲和珠江三角洲城市群城市化水平较高，表现为城市人口高度集聚或城市建成区急剧扩张；京津冀城市群发展起步较晚，从2000年以后城市人口和建成区面积均出现显著增长，主要表现为城市建成区快速扩张。本文将三大城市群城市形态扩张与功能演变的动态特征进行总结（见表1），进而探讨两者之间的耦合作用过程。

由表1可以看出长江三角洲和珠江三角洲第三产业分别呈现多核心多等级组团和点轴式组团格局，产业发展良好，城市化水平较高。京津冀则呈现以北京为单核的极核发展格局，对区域第三产业的辐射作用较弱，城市化水平较低。

不同的集聚与扩散过程导致城市群发展特征差异明显[9]。首先，城市群在集聚的内容、规模、层次、速度上的差异加剧了城市群发展的空间差异与不平衡[24]。如，长江三角洲以劳动密集型产业为主，产业聚集呈现规模大、层次多、速度快的特点，城市化表现为城市人口高度集聚的特征。京津冀以资本密集型产业为主，生产过程中需要用大量资金购买生产资料，同时工业园区的建设促进着城市建设用地不断扩张，产业集聚呈现规模较小、层次单一、速度较慢特点，城市化表现为较快速的城市建设用地扩张特征。珠江三角洲以劳动密集型产业为主，广州、深圳、佛山等城市人口城市化率已达到100%，劳动力依赖外省输入，随着产业集聚规模增大，城市化表现为城市建成区剧烈扩张的特征。其次，扩散机制促进经济活动在空间上趋于均衡，有利于逐步缩小区域内部的经济水平差异[24]。由图3-5中三大城市群产业空间布局动态特征可以发现，在扩散过程上，京津冀、长江三角洲、珠江三角洲分别表现为就近扩散、等级扩散和跳跃式扩散特征。长江三角洲和珠江三角洲各城市产业发展水平逐步缩小；而京津冀城市群产业发展的空间差异逐渐增大。

4.2三大城市群城市化的驱动力差异

市场力、内源力、行政力和外向力是中国城市化的主

要驱动力[18]。随着经济全球化的深入，对外开放对城市形态与功能演变的驱动作用越来越明显。珠江三角洲作为我国改革开放的最前沿，深化市场体制改革，大力引进外资发展外向型经济，已逐步形成空间连绵、功能一体的城市格局。长江三角洲对外开放程度较高，通过大力引入外资，发展技术密集型产业，积极参与国际竞争。京津冀整体对外开放起步较晚且程度较低，但2000年以后外资已经成为促进当地第三产业发展的主要手段之一。

技术创新作为城市群经济增长的重要推动力之一，其空间差异影响着城市群经济格局变化。而技术创新本身需要大量的资金和智力资源的投入。北京、上海、广州、深圳、南京、杭州等地高校、科研院所云集，具有大力发展技术密集型产业的经济基础和科学文化基础。技术创新大大推动了三大城市群第三产业发展。由于三大城市群内技术创新能力的城市数量和实力差异，分别形成了“单核”、“多核”、“点轴”等不同的第三产业格局。

政府干预对京津冀城市群的形态扩张和功能演变具有显著的影响。首都特殊地位在很大程度上决定了北京成为当地城市化发展核心，使其在行政管理、人才、资金等方面具有绝对优势，在人口聚集、建成区的扩张和产业空间格局上都有突出表现。相对而言，珠江三角洲城市群的城市化受中央政府干预作用较小，使得地方可以根据不同产业的规模、发展速度、发展次序等制定区域产业发展规划并合理确定产业发展重点，表现为跳跃扩散的产业空间格局特点。长江三角洲城市群由上海、浙江省和江苏省的部分城市构成，由于行政区划等因素，城际人口迁移均以江苏、浙江内部为主，形成了南京和杭州两个人口集聚中心。这一现象与长江三角洲城市群第三产业格局吻合，即出现了除上海外，南京、杭州两个产业集聚中心。

5结论

将城市异速增长分析与标准化区位商分析相结合的方法，可以较好地从城市形态扩张与功能演变方面反映京津冀、长江三角洲和珠江三角洲城市群城市化动态特征。中国三大城市群城市化特征具共性同时也存在着差异。

（1）1993-2008年，三大城市群建成区扩张速度普遍大于城市人口增长速度，但城市异速增长形式与人口城市化水平差异显著。其中，京津冀在2001年由呈现正负交替的异速增长转为正异速增长方式，城市建用地扩张的速度和强度逐年增大，人口城市化水平较低；长江三角洲为持续负异速增长，表现为现出人口高度集聚且建成区快速扩张的城市化特征；珠江三角洲城为持续正异速增长，随着该城市群内城市化率趋于100%表现为建成区高强度高速度扩张的城市化发展特征。

（2）三大城市群第二、三产业空间格局差异明显。长江三角洲与珠江三角洲第二产业格局演变进入分散后地方中心成长阶段，第三产业格局分别呈现多核多等级组团和点轴式组团；京津冀第二产业格局演变进入集中后分散阶段，第三产业呈现单核结构。

（3）三大城市群城市形态与功能耦合作用促成了城市群城市化进程向不同方向发展；对外开放、技术创新、政府干预等是影响城市群形态扩张和功能演变的主要驱动力。

注：该文在中国可持续发展研究会2013学术年会征文中被评为优秀论文二等奖。

（编辑：常勇）

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