分析大都市辐射能力的要点

周尚意 胡蝶 朱克西

摘 要：《北京市国土空间近期规划（2021年—2025年）》提出，到2025年要努力将北京建成为中国的政治中心、文化中心、国际交往中心、科技创新中心，推动以首都为核心的世界级城市群主干构架基本形成，在建设国际一流的和谐宜居之都方面取得重大进展。从地理学理解上述目标，所借助的核心知识是城市辐射能力。本文归纳了分析城市辐射能力的要点：第一，城市辐射能力的本质是通过“点”组织地区之间的人流、物流、信息流和资本流;第二，城市辐射能力与城市实力有密切关系，城市的实力可以分为多种类型，城市实力的强度可以用各类统计数据表达;第三，除了城市实力决定城市辐射能力外，还有其他影响城市辐射力的因素，如市场、距离、制度等。最后，明确指出基础教育阶段要求学生掌握城市辐射力的综合分析能力与本科、硕士阶段的主要差别。

关键词：北京;大都市辐射能力;地理核心素养

中图分类号：G633.55;K901.8      文献标识码：A      文章编号：1005-5207（2022）03-0003-04

《普通高中地理课程标准（2017年版 2020年修订）》对选择性必修2（区域发展）的教学内容要求2.3是“以某大都市为例，从区域空间组织的视角出发，说明大都市辐射功能”[1]。本文将从三个方面来分析城市或大都市的辐射能力，最后分析本内容标准要点与地理核心素养培养的关系。

一、大都市辐射功能的知识核心

1.城市性

要了解大都市辐射功能或能力，首先要了解城市性，它是与乡村性相对的概念。城市性是一种空间现象，即要素的空间集聚有利于人类活动提高效率的现象。凡是能够通过集聚提高人类劳动效率的地点就可以成为城市。集聚除了可以带来经济活动的运输成本降低、规模经济效益、知识溢出效益、范围经济效益等，还可以带来生活品质的提升，最主要的是满足人们对多样化生活环境的需要。乡村性即指要素的空间集聚不利于人类活动提高效率的现象，如大田作物种植、牧场养殖、近海网箱养殖等活动，这些农业活动不能通过土地垂直利用提高效益。尽管在城市郊区可以看到垂直农场（如美国罗斯福岛上的蜻蜓垂直农场），在大城市周边还可以看到人口规模很大的非农业村落（如华西村），但这些都不是乡村性的体现，反而更具有城市性。

城市化过程也会带来一些“城市病”，如居住拥挤、环境污染等。这些问题本身并不与城市性直接联系，因为在乡村也会出现居住条件差、环境污染等问题，城市性可能带来的城市病更多是人们心理上的疾病。这些城市化的负面影响会使得大城市的增长速度放慢，并可能带来逆城市化现象。

2.城市辐射的类型和空间组织

城市性决定了城市的各类活动要辐射到其他地区，城市辐射可依据形式分为两大类：经济活动和非经济活动。经济活动容易理解，非经济活动是指教育、科技、政治等活动，北京是国家政治中心、国际交流中心，因此具有政治、外交辐射能力。在两类辐射类型之间还有非营利的经济活动，因为它也在一定程度上符合经济活动的规律，只不过不以营利为主要目标，如公共卫生资源供给、环境物品（污染治理、公园绿地等）的供给等。

城市或大都市的辐射能力本质是一样的，均表现为以空间上的“点”组织其他地区与该点之间的各类“流”，这些“流”也被称为城市辐射的载体。第一类是人流，如劳动力、游客等;第二类是物流，如商品、原材料等;第三类是资金流，如税收、财政拨款、投资、贸易结算等;第四类是信息流，如咨询服务、媒体宣传、科技专利、政策法规传递等。每种类型的辐射通常与多类“流”相关。

城市进行空间组织的机制有多种，这里主要介绍三种。第一，生产活动机制，即将多种生产资料集中在城市中进行加工，其生产效率更高;第二，生活机制，即人们偏爱在多样化、多层次的商品和服务集中地居住，因为在这样的地方生活更为舒适便利;第三，制度机制，即由一个权力机构征收税收，以提供社会组织管理、公共教育、治安维护、环境保护等，以及对社会财富进行再分配。在历史上，制度机制还体现为皇权或王权至上，天底下的财富都要流向帝王。此外，古代还有财富保护机制，即人们将财物集中在城池内，以免被他国掠走。

二、大都市辐射能力及其测度

1.城市辐射实力位序

无论是大都市，还是一般城市，它们的辐射实力都来自城市的功能。城市最重要的辐射力来自城市对外服务的基本功能（basic function），大都市尤其如此。而今人们不但考虑城市的基本功能，还考虑城市的非基本功能（non-basic function）[2]，因为非基本功能也具有空间组织作用，如为城市居民服务的零售业，也“吸引”其他地区的商品、劳动力、资金等。

在城市网络中，一个城市的辐射能力是受多个城市影响的。因此，空间相互作用模式被用于分析城市辐射力。多数的思路是分析在城市網络中，地点i受j个地点影响的程度，如重力模型[3]（[Iij]）、斯图尔特模型[4]（[Pi]）、辐射力模型[5]（[Sik] ）。它们的共同思路是计算n个城市的网络中，各个城市对其他所有城市辐射的总强度，数值最大的城市，就是辐射力最强的城市。但按照这样的计算方法获得的城市辐射强度是一个定序结果，不能体现真正的辐射空间范围。

[Iij=kPiPjdbij， i=1，……n，j=1，……n]

式中[Iij]是地点 i 和 j 之间的相互作用力，k 是一个由经验确定的常数，[Pi]和[Pj]是地点 i 和 j 的某个维度的度量总值（如GDP总值、人口总量等），[dij]是地点 i 与 j 之间的距离， b 是距离摩擦系数，这也是一个经验参数，表示在 i 与j 之间移动的难度或成本。

[Pi=Mjdxij， i=1，……，n]

式中 [Mj] 是 j 地点的某个维度的实力总值，[dij]是 i 和 j 之间的距离，x 是距离的摩擦系数。

[Sik=Fd2ik]

式中，[Sik] 表示第i个城市在k点的场强，[dik]为第i个城市到k点的距离，F为第i个城市的综合实力。

2.北京的辐射实力位序

《中国城市统计年鉴》中的统计数据可以作为分析城市辐射能力的数据。有了各个城市的数据，就可以按照上述公式计算出各个城市对其他城市的影响程度。例如，根据公式2，取2020年《中国城市统计年鉴》中全国共297个地级市及以上城市的GDP为M，取摩擦系数x为2，计算各城市的辐射强度，并对计算结果进行标准化和排序，辐射实力排名前20位的城市如表1所示。在地理教学中可以采用表1 这样的数据结果，而不是让学生进行计算。

城市辐射能力除了用数值表示位序外，还可以用辐射的空间覆盖范围大小来衡量。这将在第三部分分析。

三、影响城市辐射能力的其他因素

1.其他的影响因素

城市实力是城市辐射力的根本，除此之外还有其他因素影响城市辐射力，如市场因素、制度因素、设施因素等。这些因素只是作为系数，放大和缩小城市辐射力的强度或控制辐射的空间范围。

市场因素是指各个城市之间的经济竞争格局对一个城市的辐射能力的影响。例如，有学者从招聘网站获取北京和上海两个城市2009年内动画行业的招聘人数，使用断裂点公式，计算出两个城市吸引创意人才的空间分割点 。[6]两个城市对动画行业人才吸引范围的断裂点位于淮安市附近。

制度因素是指通过制度管控城市辐射范围。如城市户籍制度对人口吸引力的影响、市场准入制度对商品和产业的影响。北京的首都角色决定其在全国的政治地位，如两会代表的来源地覆盖全国;同时也决定了北京是外交中心，所有与中国建交的国家的驻华大使馆都在北京。

设施因素是指可以促进“流”运动的设施，包括道路、交通、通信设施等。譬如有学者研究京津冀协同中北京老年人养老需求的覆盖范围[7]（图1）。图中显示4个通勤时长覆盖的范围，等时线并非是同心圆，这表明道路状况在各个方向不是均一的。

2.多因素影响下北京的辐射范围

在网络上可以查询到许多反映北京城市辐射力的地图。如每年春运期间，百度数據公布主要城市返乡人员动态客流图，该图体现出北、上、广、深是返乡人流的主要源地，北京外来务工人员的主要来源地还是北方，尤其是华北地区，影响因素有距离、人口密度、人口结构等。在百度地图慧眼的产品中也可以找到中国哪些城市是“热门迁入地”。还可以查看位于北京的大公司的网站，许多公司都介绍其业务覆盖空间的范围，如2019年，中国建筑设计研究院曾公布其业务覆盖空间范围图，该图可体现其服务影响力。该辐射范围受当地经济发展、人口密度、建筑设计行业能力等因素影响。北京的科技领域还有许多非营利性活动辐射全国的案例。2020年9月29日至11月3日期间，北京正负电子对撞机进行第二次同步专用光模式运行时，为国内102个单位和国外5个单位提供服务，服务单位的空间分布反映其辐射范围[8]，体现出北京科研机构的设备对外服务的能力很强。辐射范围受各地科研内容、水平和设备条件的影响。

四、城市辐射能力与地理核心素养培养

1.核心素养考查

综合思维——体现为理解城市辐射能力受多方面因素的影响。面对同样的案例，有的学生想到的因素多，有的学生会忽视某些因素。学生想到的因素越多，说明其综合思维的素养越高。以北京旅游产业为例，它具有很强的辐射能力。如何提升北京旅游业对外的辐射能力？学生可以从实力和影响因素两个方面考虑，就提升实力而言，故宫文创产业发展有助于提升其吸引力;就市场影响因素而言，如果旅游市场上有其他城市的旅游资源与北京竞争，也会制约北京旅游业的辐射范围;就制度影响因素而言，疫情防控对人流进京的管控会制约其辐射能力，但从另一个侧面也反映出因北京的辐射范围大，为尽量避免北京与各地乃至其他国家的人口流动产生疫情扩散，必须采取更严格的管控措施，同时，这种考虑到时间因素的分析属于时空综合思维。

区域认知——体现为对辐射源、辐射空间范围基底性质的理解能力。学生可以调动已经学习到的区域知识作为理解大都市辐射能力的认知基础，运用初中阶段学习的区域地理位置、地形、人口密度、经济发展水平、文化观念等基础知识，全面系统地分析各个区域的自然和人文要素对区域发展的影响，从而理解高中阶段的大都市辐射力。如百度数据平台公布的热门迁入城市主要分布在胡焕庸线以东，这是中国人口密度格局决定的。再如北京正负电子对撞机服务的外地科研机构都在省会城市和直辖市，这是因为最好的理论物理、高能物理研究机构都分布在省会城市或直辖市。不同辐射类型所覆盖的空间尺度不同，北京作为中国首都，其政治辐射覆盖全国，外交辐射全世界，但经济活动不一定覆盖全中国。

人地协调观——体现为对大都市环境问题的辩证认识。大都市在向其他地区提供产品、服务时，也可能向其他地区排放了气体、液体、固体污染物，甚至剥夺了其他地区的发展机会。从治理的角度看，大都市通过集中处理污染物，可以取得规模效益，大都市的经济水平也可以让地方财政有能力处理环境问题。如通过归纳不同发展阶段北京对周边地区的辐射作用及可能遇到的人地关系问题，探究解决途径。这种辩证看待人地关系的意识也需要在教学中加以渗透。

地理实践力——体现在学生查找文献资料和观察日常生活两方面，是学生通过社会调查，获取和处理（复杂）信息的能力。例如，设计在便利店调研商品产地覆盖范围等社会实践活动任务，指出北京这个大都市的辐射类型、辐射能力和影响因素，引导学生主动发现和探索北京城市辐射功能。

2.可能的探究题目

这部分教学应着重培养学生知识迁移及其分析能力。作为一个公民，未来所要面对的现实决策，多需要分析城市的某项辐射能力，而不是综合辐射能力。即便是综合辐射能力，也需要从分析其分解项入手，例如，城市劳动力市场的辐射能力与城市产业实力、产业结构有密切关系。教学中应通过布置思考题，培养学生将分析能力迁移到更多的场景中。

探究题目一：给出两个城市的统计数据和在全国的位次，让学生比较它们在城市辐射方面的差异。

探究题目二：给出某种城市辐射类型，让学生思考提高城市辐射能力的途径。

探究题目三：给出某城市某种活动辐射范围地图，假设市场、制度和交通设施的某个因素有所变化，让学生思考该城市这种辐射范围的变化趋势。以图1为例，假设高铁提速，图中北京养老需求的辐射范围会有什么变化？假设北京居住郊区化趋势加强，图中北京养老需求的辐射范围会有什么变化？前一个假设是设施因素变化，后一个假设是制度因素变化。

3.与大学城市地理的能力培养的关系

对于中学生而言，在分析大都市辐射功能时，所要掌握的能力层级与大学地理专业的本科生和人文地理学专业研究生有明显的不同（表2）。

上述分析还不十分成熟，只是抛砖引玉，期待各位读者，尤其是一线的教师们批评指正。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）[M].北京：人民教育出版社， 2020.

[2] Graves W. Geographies of Consumption// in Barney Warf （Ed）. Encyclopedia of Human Geography[M]. London： Sage， 2006.

[3] Bednarz R.S. Gravity Model// in Barney Warf （Ed）. Encyclopedia Of Human geography[M]. London： Sage， 2006.

[4] Stewart J. Empirical mathematical rules concerning the distribution and equilibrium of population. Geographical Review， 1947，37：461-485.

[5] 朱士鹏， 徐兵， 毛蒋兴. 基于辐射力模型的广西城市辐射范围研究[J]. 许昌学院学报， 2010， 29（2）： 134-138.

[6] Dai J， Zhou S， Keane M， et al. Mobility of the Creative Class and City Attractiveness： A Case Study of Chinese Animation Workers[J]. Eurasian Geography and Economics， 2012， 53（5）： 649-670.

[7] 羅梦婷，周尚意，江攀.京津冀养老院区域协同发展空间范围分析[J].地域研究与开发， 2018， 37（2）：58-62+68.

[8] 江澄. 北京正负电子对撞机重大改造工程2020年第一次同步辐射开放运行结束 [EB/OL].（2020-08-01） [2021-12-10].https：//www.cas.cn/yx/202008/t20200801_4754966.shtml.