河流与城镇体系结构形成的关联特征及空间表现

刘艳军 ， 刘 静

(1.东北师范大学 地理科学学院，长春 130024； 2.湖南省建筑设计院，长沙 410011)

河流与城镇体系结构形成的关联特征及空间表现

刘艳军1， 刘 静2

(1.东北师范大学 地理科学学院，长春 130024； 2.湖南省建筑设计院，长沙 410011)

基于相互作用视角分析了河流与城镇体系结构形成的关联特征及空间表现。河流作为重要自然要素，与城镇体系结构的形成演变存在紧密的关联性，并在空间上表现出不同的特征，研究结果表明：① 从数量结构来看，城镇依河流呈非均衡集中分布格局；② 规模结构方面，城镇对河流依赖随规模递增而增强，且大城市分布与河流等级、区位密切相关；③ 职能结构方面，沿河城镇职能具有河流属性特征，且区域中心城市或综合性城市多沿河分布；④ 空间结构方面，河流引导沿岸城镇空间布局分异，改变中心地空间布局理论结构，且引导沿岸城镇空间体系呈现出点—轴、双核等结构模式。

河流；城镇体系结构；关联性；空间表现

0 引言

城镇体系是在一个相对完整的区域中，以中心城市为核心，由不同等级规模、不同职能分工、相互密切联系的城镇组成的系统体系[1]。在城镇体系的形成演进过程中，区域自然条件直接或间接地发挥着影响作用。河流作为重要的自然要素之一，先于城镇体系形成而存在，任何城镇的发展都离不开一定规模的水体的支持，河流是哺育城镇的主要水体，城镇对河流非常依赖[2]。国内外的发展实践表明，河流对其沿岸城镇的形成、发展及演化产生了重要影响，主要表现为2个层面：一是对城镇发育形成的作用，二是对城市发展、演化及飞跃的作用[3]。

国外关于河流对城镇形成发展影响的研究较早，古典区位论先驱杜能认为具备航运条件的河流能使杜能圈发生变形[4]。W.Cronon，M.Berziant等提出影响城市形成的“第一自然”概念，其明确将河流、河口等地带定义为城市生长天然禀赋的优势区位[5-6]。新经济地理学家保罗·克鲁格曼也在研究城市演进时重视河流要素，将其作为影响深刻的区位因素[7-8]。施坚雅在分析中国区域经济史的过程中认为区域经济中心最有可能产生在自然流域的中心[9-10]；国内学者陆大道也论述了我国沿江地带城市分布密集的原因，认为这些与河流关系密切的区域在我国区域开发中处于极其重要的地位，是优先发展区域[11]。陆玉麒则在此基础上提出了自然流域范围内城镇体系空间发展的“双核结构”[12]。刘沁萍等对中国城市分布与河流的关系进行了定量研究，发现绝大部分城市均选择沿河分布[13]，杨永春等探讨了河谷型城市的发育结构问题[14]。此外，关于河流影响中心地分布的研究，王心源等利用GIS等手段进行了实证分析[15]。在分形理论方面，国内学者陈彦光等提出城市与河流的分维和生长存在相似性[2]。

从研究角度来看，已有研究主要侧重于河流对城市单体或城市体系空间布局结构形成及发展的影响，尚未全面分析探讨河流与沿岸城镇系统结构的相互作用关系。基于此，本研究从城镇系统数量结构、规模结构、职能结构、空间结构等方面分析其与河流耦合的一般关系，以丰富和深化已有研究成果，为城镇体系结构优化以及区域开发等政策的制定提供参考借鉴。

1 城镇依河流呈非均衡集中分布

1.1 城镇依河流相对集中分布

河流在城镇形成发展过程中扮演着至关重要的角色。河流沿岸平坦和肥沃的土地、丰富的水资源为农业发展提供资源基础，也为非农产业的发展以及城镇的发育形成提供了支撑。河流具备的便利的航运条件、天然防御等功能也促使其成为城镇形成发展的“助推器”。众多城镇“依河而建、依水而兴”，河流沿岸成为区域当中城镇最为集中的地带，如莱茵河—鲁尔河流域、密西西比河流域以及我国的长江、黄河流域等都聚集着各自区域的大量城镇、人口和产业。国内学者刘沁萍等分析了河流与我国城市空间分布的关系，研究结果表明[13]：全国526个城市分布在一、二、三级河流100 km缓冲区内，占全国城市总数的80.31%，说明大部分城市都分布在距离主要河流100 km以内，且在河流0～50 km和50～100 km缓区内城市比例逐渐减少，根据参考文献[13]制表1，说明距离河流越远，城市数目在减少，城市沿河流相对集中分布的特征明显。

表1 我国城市在一、二、三级河流缓冲区内的分布数量Tab.1 The quantity of the cities distributed in the I, II, III river buffer zones in China

1.2 沿河城镇呈非均衡分布格局

1.2.1 城镇分布数量与河流等级呈正相关。在河流所处的自然环境和经济区位条件接近或类似的情况下，城镇分布数量与河流等级呈一定程度的正相关，等级越高的河流沿岸城镇分布数量也相对越多。高等级河流因长度、宽度、径流量较大等特征，其水源供给、航运、产业发展支撑等能力较强，成为城镇形成发展的良好基础。此外，高等级河流由于其较强的冲刷与沉积作用，沿岸平坦、肥沃的土地面积较大，这在一定程度上增加了城镇发展空间和人口承载数量。例如当前我国长江、黄河、珠江等一级河流沿岸分布的城镇数量及承载的人口和产业明显多于松花江、辽河、淮河、汉江等二级河流，而大量三级及以下河流的城镇分布数量、产业分布规模和人口承载数量则相对更少，这也符合城镇分布与河流等级的一般关系。

1.2.2 城镇分布依河流区段自上而下递增。城镇分布数量与河流区段也具有一定的关联性。就一般河流而言，河流上游流经地区地势较高，河道比降较大，河流侵蚀作用较强，其沿岸平坦、肥沃的土地相对较少。而河流的中、下游流经地区地势相对较低，河道比降较小，水流速度较缓，加之支流汇集，水量充沛，河流的沉积作用较强，其沿岸的土壤较肥沃,地势较平坦开阔。总体来看，在不考虑其他因素情况下，河流中、下游较上游具有支撑城镇发育、经济社会发展的诸多优势，一般呈现出河流中下游城镇分布数量较上游多的特征。以我国长江为例，长江上游长度远大于中、下游，但城市数量则相对少于中、下游。进一步选取长江沿岸的22个地级城市为案例进行分析可以得出，位于上游的城市有攀枝花、宜宾、泸州、重庆、宜昌5个，占城市总数的22.7%；位于中游的城市有荆州、岳阳、武汉、黄冈、鄂州、黄石、九江7个，占31.8%；位于长江下游的城市有安庆、池州、铜陵、马鞍山、南京、镇江、扬州、泰州、南通、上海10个，占45.5%。长江沿岸地级城市分布情况在一定程度上说明了河流上游城镇分布数量较中下游少的特征。

2 城镇对河流依赖随规模递增趋强

2.1 城市越大对河流的依赖度越强

一般而言，河流沿岸相对于其他地区更有利于大城市的发育和发展，例如我国上海、武汉、广州、重庆等重要城市均分布在河流沿岸。大城市集中了大量的人口和产业，为维持城市功能正常运行，大城市所需的各种物质资源要素规模巨大，其中对于水资源的要求更高。此外，大城市的对外交通联系要求较高，而具备航运条件的河流则在大城市发展的各个时期都会发挥重要支撑作用。特别是对于现代大城市而言，河流还成为优化生态与景观环境、调整城市空间结构以及提升城市品质的重要载体。总体来看，河流对大城市发展的重要作用促使大城市对河流产生一定的依赖性。从我国城市分布情况看，位于一、二、三级河流0～50 km缓冲范围内的超大城市、特大城市、大城市、中等城市及小城市数量占同类城市总量的比例分别为71%，63%，63%，55%和55%，呈依次递减的趋势，根据参考文献[13]绘制图1，说明城市规模越大对水的依赖程度越强[13]，相比于中小城市，大城市更加倾向于依河流发展的特征明显。

图1 我国城市在0～50 km河流缓冲区内分布情况Fig.1 The distribution of cities in the 0～50 km river buffer zone in China

2.2 大城市分布与河流等级、区位密切相关

2.2.1 大城市依托等级较高河流发展。大城市由于其内部需求大而往往倾向于沿河发展。然而，由于不同河流其供给和支撑能力也不同，因此，并非所有河流都能满足大城市的发展需求。一般来说，河流等级越高，要素支撑能力越强，其对城市形成发展所发挥的影响作用也越大，这就促使高等级河流较强的供给和支撑能力与大城市的巨大需求之间形成一种互补或耦合关系。本研究选取级别相对较高的一、二、三级河流进行分析(包括京杭运河)，2011年我国人口规模(市区非农业人口)达到200万以上的大城市有45个，其中26个分布在一、二、三级河流沿岸，占同等规模总数的60%。这其中，分布在一、二、三级河流沿岸的300万人口以上城市14个，占同等规模总数的71.43%(表2)，由此说明我国大部分大城市分布在等级较高的河流沿岸，并依托河流发展。

2.2.2 河流优区位有利于孕育大城市。在河流沿岸城镇体系中，城市规模与其所处河流区位密切相关。一般而言，河流交汇处、河口、河流三角洲顶点等优势区位有利于大城市的发育和发展：① 高等级河流交汇位置是多方向水运的交汇处，一般是区域人口、物资等的中转或集散中心，如位于长江与汉江交汇处的武汉、长江与嘉陵江交汇处的重庆都是区域中心城市；② 河口位于河流与海洋、湖泊等连接的特殊位置，平原面积相对广阔，河运和海运条件优越，这种优势区位更有利于河口城市成为经济发达、规模较大、对外联系便捷的区域性中心，如位于密西西比河入海处的新奥尔良是美国仅次于纽约的第二大港城，位于珠江入海口的香港以及海河入海口的天津在流域乃至全国范围内都具有重要地位；③ 三角洲顶点城市位于河流三角洲和流域腹地的转承地带，具有内联腹地、外通海外的优势，在广阔腹地支持下，有利于顶点城市发展壮大，如长江三角洲顶点城市南京、珠江三角洲顶点城市广州是我国重要大都市[16-17]。尽管处于河流特殊区位城市的发展还受到其他因素影响，但优势区位始终是相关城市发展壮大的重要依托。

表2 我国大城市在不同等级河流沿岸的分布情况Tab.2 The distribution of large cities along different grade rivers in China

说明：数据来源于《中国统计年鉴2012》。

3 沿河城镇职能具有河流属性特征

3.1 区域中心城市或综合性城市多沿河分布

如前所述，大城市更倾向于沿河发展，而大城市也往往是区域发展的中心城市或综合职能城市。从历史及现实情况来看，河流流经区域的中心城市或综合性城市也多分布在河流沿岸，如泰晤士河、塞纳河、哈得逊河、易北河等河流支撑着伦敦、巴黎、纽约、汉堡等世界著名城市的发展。基于河流较强的水资源供给、航运及护城功能，我国历代都城通常选择临河而建，例如坐落于渭河沿岸的西安，地处河南省东部的黄、淮二水之间的开封，位于长江下游南岸的南京，位于永定河北岸的北京(早期城址)等[18]。此外，作为省域行政、经济、文化、交通等综合性中心，全国各省会、首府城市或直辖市也多位于河流沿岸或靠近河流[19](表3)。这既是各城市集聚人口、产业、综合职能的需要，同时也是历史长期形成的结果。

表3 我国部分省会城市沿河分布情况[19]Tab.3 Some provincial capitals’ distribution along rivers in China

3.2 沿河城市一般具有河流属性职能

3.2.1 具备航运条件的河流支撑港口城市发育。沿河城镇依托河流而形成、发展，河流也孕育了城镇的相应职能。在具备航运条件的河流沿岸城镇通常会形成不同等级的河港，这是沿岸区域借助港口门户功能加强对外经济社会联系和促进地区发展的需要。此外，在高等级河流入海口处甚至形成集河运、海运于一体的综合港口城市，这不仅得益于先天的区位等有利条件，其广阔的河流腹地、良好的水运条件等也是赖以生存的重要基础。例如欧洲第一大港——鹿特丹港是在莱茵河成为欧洲最繁忙的水运大动脉后其港口优势才得以充分显示[20]，莱茵河的开发为鹿特丹港的发展起到了重要的支撑作用。当然，并不是每一条河流都具有如此优势能成功孕育港口城市，这与河流等级、航运能力、腹地支持等密切相关。

3.2.2 部分沿河城市具有水利水电特色职能。在河流沿岸，通常会基于发电、灌溉、防洪等需要而兴建水利水电工程，而水利水电开发将促进电力能源等相关产业获得快速发展，为城市发展、产业结构调整升级注入动力，并产生巨大的经济、社会和生态效益，进而促使水利水电成为工程建设所在城市的特色职能，其中最为典型的是长江沿岸城市、三峡和葛洲坝等水利枢纽所在地宜昌，被誉为“世界水电之都”，水利水电是宜昌城市经济发展的重要支撑和重要职能之一。

4 河流引导沿岸城镇空间布局分异

4.1 河流改变中心地空间布局结构

克里斯泰勒的中心地理论提出在自然资源条件相同且均质的平原区域上，中心地的空间分布会呈六边形模式[21]。然而现实中并不存在完全均质的区域，中心地的空间分布总是受到各种因素影响。河流作为重要的自然、资源要素和运输通道，其沿岸是适宜城镇形成发展的优势区位，而城镇总是趋向于向条件优越的区域发展，受此影响，在河流作用下原本均质区域上中心地的六边形结构将被打破而呈现出其他形态。王心源等利用雷达遥感图像对黄、淮、海平原城镇体系空间结构类型进行了划分，研究发现[15]：以济南为中心的临邑—高唐—平阴—泰安—章丘的五边形结构与以德州为中心的龙华—故城—武城—平原—陵县—吴桥的六边形结构相比明显的显示黄河对中心地结构的影响作用。此外，在沂河与沭河两条近平行状水系影响下，沂水、沂南、临沂与莒县、大店、临沭几乎构成平行四边形结构，根据参考文献[14]改绘制图见图2和图3。

图2 黄河平原六边形与五边形城镇结构示意图Fig.2 Hexagons and pentagons structure of urban system in Yellow River Plain

图3 淮河平原四边形城镇结构示意图Fig.3 Quadrilateral structure of urban system in Huaihe River Plain

4.2 河流引导沿岸城镇空间体系发育

4.2.1 河流支撑点—轴城镇结构形成。河流作为城镇形成发展的基础性支撑，其拥有的水源供给、航运等功能促使大量城镇在其沿岸布局，进而对附近区域产生很强的要素吸引力和经济凝聚力，促使一系列城镇和中心城市(“点”)通过河流联系形成初期的“轴带”。随着经济社会和城镇的发展，交通方式也不断升级，由于河流先于其他基础设施而存在，为寻求最大效益，铁路、公路等基础设施建设也大多会结合已有城镇轴带布局形成“综合基础设施束”，这将更大程度地加强“轴”的引导力，支撑中心城市、各类城镇的集聚发展以及轴带整体水平提升，促进“点—轴”结构的形成[22]。以湘江为例，湘江航道纵贯湖南省南北，在湘江的引导和影响下，湘江流域城镇体系空间布局的点轴走廊式结构特征明显[23]，沿江分布的中心城市和重要城市(长沙、湘潭、株洲、衡阳、永州等)通过湘江以及与湘江走向大体一致的“基础设施束”(包括京广铁路、武广高铁、京港澳高速等)连结，逐步形成了“点—轴”式发展格局。

4.2.2 河流引导双核城市结构发育。双核结构模式是由区域中心城市和港口城市及其连线所组成的一种空间结构现象[12]。在沿河的双核结构形成过程中，具备航运条件的河流作为联系区域中心城市和港口城市的主要通道，其便利且低成本的运输航道为双核结构的早期形成创造了条件，并为之后的铁路、公路建设及其支撑能力强化奠定了基础。通过河流的连接，双核结构兼顾了区域中心城市的趋中性和港口城市的边缘性[12]，形成了区位和功能的互补。莱茵河流域的区域中心城市杜伊斯堡和港口城市鹿特丹是双核结构的代表，长江干流上的武汉和上海则形成我国发展潜力最大的双核型空间结构[24]，此外，双核结构在沿河地带广泛存在，如赣江流域的南昌—九江等，根据参考文献[24]制表4，其形成既是基于两城市互补、整合发展的需要，同时也是河流发挥联通作用的结果。

表4 典型沿河双核城市结构Tab.4 Typical structure of “core-core” cities along rivers

5 结论与讨论

5.1 结论

(1)河流作为城镇发展的重要自然要素，对沿岸城镇形成、发展以及演化发挥了重要的影响和作用。河流与城镇体系结构演变之间存在紧密的关联性，是城镇体系演化特别是早期城镇体系形成的重要影响因素。

(2)从数量结构来看，城镇依河流呈非均衡集中分布格局。从规模结构来看，城镇对河流依赖随规模递增而增强，且大城市分布与河流等级、区位密切相关。从职能结构来看，沿河城镇职能具有河流属性特征，且区域中心城市或综合性城市多沿河分布。从空间结构来看，河流引导沿岸城镇空间布局分异，改变中心地空间布局理论结构，且引导沿岸城镇空间体系呈现出点—轴、双核等结构模式。

5.2 讨论

城镇体系结构演化受到多种因素的影响和制约，本研究重点从河流影响视角进行了初步分析和归纳总结，未对城镇体系演变的其他影响因素进行探讨，因此，研究结论难免与实际情况存在一定的偏差，这需要进一步探讨加以完善；此外，河流与城镇体系结构演变的相互作用关系较为复杂，本研究仅对二者相互关联的一般特征进行了初步探讨，今后需要进一步深化。

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Relevance and Spatial Performance between River Network and Urban System Structure

Liu Yanjun1, Liu Jing2

(1.School of Geographical Science, Northeast Normal University, Changchun 130024, China; 2.Architectural Design Institute of Hunan Province, Changsha 410011, China)

Based on interaction perspective, this paper analyzed the relevance and spatial performance between river and urban system structure, and found the following conclusions. As an important natural factor, river is closely related to the formation and evolution of urban system structure, and shows different spatial characteristics. More specifically, firstly, judged by the numeral structure, cities and towns distribute geographically unbalanced concentration along with the river networks. Secondly, the larger the city is, the more closely be related with the rivers. Big cities often locate near the big rivers. Thirdly, from the point of function structure, city or town is often featured with the river which it locates along. Regional central city often locates along a big river. Forthly, in terms of the spatial structure, the river networks guide the spatial structure of urban system. Rivers change the central place theory, and lead urban systems present point-axis model, core-core model, and so on.

river network; urban system structure; relevance; spatial performance

2014-09-10；

2015-12-26

教育部人文社会科学研究规划基金项目(14YJA790035)

刘艳军(1981-)，男，吉林镇赉县人，副教授，博士，主要从事城市地理、城市与区域发展研究，(E-mail)liuyj323@nenu.edu.cn。

K902

A

1003-2363(2016)01-0010-05