城市中心体系研究的理论基础与分析框架

晏龙旭, 王德, 张尚武

地理科学进展 ›› 2020, Vol. 39 ›› Issue (9) : 1576-1586.

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地理科学进展 ›› 2020, Vol. 39 ›› Issue (9) : 1576-1586. DOI: 10.18306/dlkxjz.2020.09.014 CSTR: 32072.14.dlkxjz.2020.09.014
研究综述

城市中心体系研究的理论基础与分析框架

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Theoretical foundation and framework for understanding urban centers

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摘要

“经济—空间”视角下城市中心体系的理论与实证研究之间缺少相互衔接的分析框架。论文通过对经典理论的系统归纳与演绎,建立整体视角下理解城市中心体系形成与发展的理论框架,将城市中心体系的发展规律概括为空间竞争和空间联系2个机制,体现在本地服务功能和非本地功能的空间组织过程,分别形成等级网状结构和专业化点状结构,并相互融合形成“半网格”的城市中心体系,扮演着本地与宏观区域结构之间的“转换发动机”。最后探讨了对实证研究的若干启示,提出城市中心的定义和识别方法应注意与理论研究相互衔接;认为城市中心的本地/非本地功能特征及相应的发展机制亟待实证;认为中心及其空间影响的调控潜力是制定规划政策的前提。

Abstract

Under the "economic space" perspective, theories and empirical studies regarding urban centers system have developed in isolation from each other. This study aimed at filling this gap with a synthesized theoretical framework. Based on a general survey of theoretical models, we argued that the formation and development of urban centers system are mainly determined by two mechanisms—spatial competition and spatial connection, generating the spatial organization of local and non-local services respectively. Then we characterized the urban centers as a "semi-lattice" system that any center in a tree-structure of local service centers could be linked to higher-level centers or even global cities by non-local functions such as those derived from the space of flow. After an in-depth discussion of this framework, we proposed several research implications regarding empirical studies. We argued that empirical identification of urban centers should be consistent with theoretical concepts; reflection from empirical studies should be further linked to the refinement of the framework; and the potential of planning intervention on centers and their spatial effects is the premise of spatial policies.

关键词

城市中心体系 / 理论框架 / 空间竞争 / 空间联系 / 半网格结构

Key words

urban centers system / theoretical framework / spatial competition / spatial connection / semi-lattice

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晏龙旭, 王德, 张尚武. 城市中心体系研究的理论基础与分析框架[J]. 地理科学进展, 2020, 39(9): 1576-1586 https://doi.org/10.18306/dlkxjz.2020.09.014
YAN Longxu, WANG De, ZHANG Shangwu. Theoretical foundation and framework for understanding urban centers[J]. PROGRESS IN GEOGRAPHY, 2020, 39(9): 1576-1586 https://doi.org/10.18306/dlkxjz.2020.09.014

1 引言

1.1 研究背景

城市中心体系是城市空间结构的重要组成部分,是我们抽象认识城市这一复杂系统运行规律的结果。研究现代城市空间结构可以有社会、产业、交通和空间形态等视角,但与普遍规律最相关的是一种“经济—空间”(economic space)的视角,即如何用个体理性经济行为解释整个城市的空间组织过程。从“孤立国”理论开创空间经济的研究范式到经典AMM(Alonso-Muth-Mills)模型对单中心结构的解释,从区位理论归纳中心地分布的基本规律到空间经济学的系统建模,在这一视角下,区域和城市空间结构被成功抽象为一种与各子系统互相耦合的密度分布特征,通过核心—边缘(core-periphery)、中心地(central places)、城市中心(urban centers)、次中心(subcenters)等概念解释空间组织与运行规律。
城市中心体系①(①欧美“城市(city)”一般是较小的行政范围,相关研究多以“大都市区”为对象(如美国的Metropolitan Statistical Areas,MSA),而中国有“市(县)域(prefectural)”“中心城区”2种城市概念,后者尺度往往大于欧美城市,甚至个别与MSA相当。笔者认为本文的探讨主要适用于“中心城区”,也可推广于MSA和市域,谨采用“城市中心体系”一词。)也是优化城市空间结构的常用策略。一些规划试图通过优化城市中心带动居住、就业的重新分布,例如新加坡在2013版概念规划②(②Singapore Ministry of National Development. Land use plan to support Singapore's future population. 2013.)中强调“让就业和商业节点更靠近居住区”,规划了区域中心、次区域中心、边缘中心等三级中心。一些规划试图通过明确城市中心的层级和位置,将发展战略传导至具体规划,例如大伦敦在2016版战略规划③(③Greater London Authority. The London plan. 2016.)中强调“作为商业开发重点、服务可达性保障、地方归属感构建的中心”,规划了中央活动区和若干国际中心、大都市中心、主要中心、区级中心。还有规划强调结合城镇体系支撑战略性功能发展,如《上海市城市总体规划(2017—2035年)》重点规划了若干个主城副中心、新城中心和核心镇中心,作为“面向市域的综合服务中心,兼有全球城市的专业中心职能”。如何更科学、更系统地为此类规划提供分析支撑,要求我们深入理解城市中心体系。

1.2 研究问题:理论研究与实证之间的巨大鸿沟

城市中心的理论研究与实证之间存在着巨大鸿沟[1]。理论研究主要采用比较静态分析、动态数值模拟等方法,着重分析中心和次中心形成和发展的均衡过程,对影响均衡的各种空间因素(spatial configuration)进行数学建模分析其作用机制。但实证研究与理论偏离较大,自20世纪80年代开始,许多美国学者聚焦于城市中心识别[2,3,4,5,6,7]、测度城市中心对人口和就业分布等要素的影响[6,8-10],欧洲学者探索了将网络分析方法等应用于城市尺度[11,12]。正如Giuliano等[13]在回顾洛杉矶发展历程后总结的:“我们需要更精细地描述当代城市地区的动态组织过程”。中国学者从发展演变[14]、空间绩效[15]、多源数据的识别分析[16,17,18,19]等角度开展经验归纳和实证,也有规范性视角的框架构建[20],但缺少对城市中心体系的理论基础和分析框架的深入探讨。
笔者认为关键在于缺少一个演绎性的理论分析框架,即在概念、定义以及基础理论之上构建的结构性认识,从而能有效指导并整合实证结果。这正是本文的研究目标。一方面,本文将对“经济—空间”范式下的经典理论进行系统梳理、归纳,甚至一定的演绎,建立整体上解释城市中心体系形成与发展的理论分析框架;另一方面,试图通过该框架提炼城市地理、规划分析的实证研究方向,使未来研究能触及基本规律,反过来推动理论发展。

1.3 城市中心与城市中心体系的概念辨析

理论研究对“中心”的定义主要体现集聚性特征,在区域尺度一般指城镇或非农企业的集聚地(industrial agglomeration);在城市尺度一般指就业、商业高度集聚的区位。这些定义的具体内涵以服务解释逻辑为主,难以在实证中应用。实证研究对城市中心的实用定义(working/operational definition)具有共识,是指那些要素集聚分布且显著影响周边要素分布的区位[6]。这个定义以集聚性为核心,兼顾了理论研究的重要推论:中心能够显著影响周边要素的空间分布,如Thunen的孤立国模型中城镇对周边农作物种植的影响;经典的AMM模型中单中心对人口、地租、建筑密度等要素的广泛影响(表1)。
表1 理论和实证研究对“中心”的定义

Tab.1 Definitions of “center” in theories and empirical studies

理论/实证研究 中心的定义 代表文献
中心地理论 区域中主要起区域中心作用的聚落(settlement),是中心商品和服务的生产或供应地 [21]
区位理论 区域中的城镇、非农业企业的点状集聚地 [22]
城市经济学 城市中预设的对所有生产者具有吸引力CBD,有时甚至被设为唯一就业地 [23]
空间经济学等理论模型 区域中的城镇、制造业集聚地(制造业与农业二部门情况下)、产业集群的区位 [24]
区域中的城镇、产业集聚区;城市中的商业集聚地 [25]
城市中内生于居民理性经济活动而产生的居住、就业或其他活动的集聚地 [26-27]
城市尺度的实证研究 就业集聚且对周边就业或人口等要素分布有影响的区位(employment centers) [6,28]
商业集聚的中心(shopping centers) [29]
就业与公共活动集聚的中心(activity centers) [30]
实证研究的城市中心极其依赖分析尺度[31]。研究对象和空间尺度不应太大,一般来说,实证研究和规划实践关注的是跨度数个街区或普查区(即街区尺度)的中心,需要与某些“多中心研究”惯常依据的“新城”“新市镇”等概念区分。这些大尺度“中心”有较强的空间异质性,不应简化为点。而如果研究尺度限定得太小,任何个体都是一个中心:便利店影响一个街区,商业综合体影响一个城区。这样具体的功能和尺度限定,对于理解规律是有帮助的,但不是城市尺度的研究重点。通常我们关注的是对城市尺度一般要素分布有显著影响的中心。单个医院只能集聚医护岗位,多个医院或与大型商业设施组合起来,就有可能集聚大量就业岗位和配套服务,并对周边就业、人口、地价等诸多要素分布产生结构性影响,即使仍称为“某某医疗中心”,其空间影响是超越单一功能的。
城市中心体系即是由这些城市中心构成的系统,其内涵不仅包含“多(个)中心”概念,还包含中心与城市系统之间、中心之间的相互作用过程,以及最终形成的空间结构。在城市中心体系视角下,低等级的中心毫无疑问具有与主中心类似的结构性作用,其共同构成的城市中心体系引领着城市空间发展,会影响城市整体的运行效率。

2 从空间集聚到城市中心体系:经典理论解释概述

2.1 空间集聚的根本原因

中心源于空间集聚,其根本原因是:集聚会为生产者④ (④按微观经济学,可以把个人和家庭视为消费者,泛指一切希望购买商品和服务的经济实体;把企业、厂商视为生产者,泛指一切希望出售商品和服务的经济实体。后者与本文的“生产者”和下文中心地理论定义的“中心商品”、Lösch区位理论定义的“财货”、空间经济模型里的“工业品/产品”以及分析城市中心时的“功能”内涵基本一致,不再赘述。)带来经济利益,可以笼统概括为“集聚经济”(economies of agglomeration),也可分为3类: (1) 内部规模经济,即单个厂商因扩大生产规模而产生的经济利益。(2) 本地化经济(economies of localization,或马歇尔外部性),指同产业的生产者因集聚而实现分工协作、分摊运输费用、共享中间投入品、技术外溢等正外部性带来的经济利益。例如,医药产业倾向于靠近同类企业,以降低原料药的生产和运输成本。(3) 城市化经济(economies of urbanization,或雅各布斯外部性),指不同的产业因集聚而实现共享基础设施、形成多样性吸引力、扩大交易规模、促进创新等正外部性带来的经济利益。例如,小商家因靠近主力店、大型办公楼宇而获得客流增长。
此外,空间竞争也会引发集聚。Hotelling模型认为:对于一条街道上的2个商店,其最优选址策略一定是在街道的中点且销售同样的产品,从而最大化竞得需求[32]。同理,批发零售、生活服务也会因竞争市场区而形成集聚,在城市内部尤为明显。

2.2 集聚的循环累积和均衡

空间集聚现象会自我组织、源源不断地循环发生。城市经济学的概括是自我强化效应(self-reinforcing effect),如商家集聚带来比较购物的优势吸引更多消费者,引发其他商家的集聚;企业集聚降低成本,引发企业进一步集聚形成集群[33]。空间经济学用“核心—边缘”模型更严谨地证明了空间集聚的自我维持,例如:一方面,生产者的集聚降低了本地产品价格、提高了工人的实际收入⑤ (⑤在垄断竞争框架下,每种产品只由一个专业化厂商生产并设定一个离岸价格(交通运费由厂商出),因此离厂商更近的地方价格更低,在给定的名义工资下相当于提高了工人实际收入。),从而吸引更多工人迁移过来;另一方面,吸引来的工人也是消费者,本地市场的扩大进一步提高分工水平,实现规模报酬递增。两者构成循环累积因果(circular causality),促使空间集聚源源不断的发生[34]。
但其他条件会让这一过程趋向于均衡。在空间经济模型中,集聚的规模报酬递增和交通成本作为根本的向心力和离心力的权衡(fundamental trade-off),有力地解释了多中心结构的形成[25]。例如在上述循环累积模型中,城市还需要消耗其腹地生产的农产品,城市越大,农产品运输成本也越高,最终与规模经济形成均衡;在Lösch[22]的单商品空间经济模型中,厂商服务一定距离以外的市场区终将变得不可能;在Fujita等[25]提出的大都市空间结构模型中,商店因已有中心的价格竞争、寻求新市场区的垄断服务地位而远离,企业因寻求更低的工人工资和地租而远离已有中心,从而形成新的商业和就业中心。在类似的理论中,离心力还可以包括高租金、拥挤、污染等负外部性。
针对区域尺度城市间空间结构,中心地理论较好地概括了以上均衡结果。Christaller[21]认为,每一种中心商品都有一个“经济距离”,其“上限(range)”是居民愿意为该商品付出的交通成本,相当于空间经济模型均衡时中心所能服务的范围(均衡距离)。越是耐用的、贵重的、易变质的商品,其均衡距离越大。其“下限(threshold)”是维持生产者规模经济对应的市场区范围,越是高等级商品供应商越需要相互靠近或合并、形成更大的市场区才能存在;相当于空间经济模型中均衡时维持向心力所需要的生产者集聚程度(集聚距离),如生产者集聚的外部经济常被认为随着相互距离的增加而减少,只有集聚在一定范围内才能产生经济利益[35]。

2.3 区域中心地的区位和网状体系

单个中心地的区位有一定的偶然性。Krugman[36]特别强调历史和偶然事件的作用,“一个小小的历史偶然事件,可以使一个地区成为中心、另一个地区成为外围;某些并无特色的区位,却成为千万人的特大城市。这些都是对历史依赖的有力证据。”Lösch[22]也归纳了中心地形成的2类原因:自然的体系(即企业的自由集聚,如企业在行政首府、公共设施、道路沿线发生集聚)和历史的体系(即区位决定之前就已存在的供给源,如原料、水力、河流港口等)。
区域中心地的体系却有着必然的空间规律。Christaller[21]认为,为了向整个区域提供服务,每个商品在其均衡距离的作用下会演化出一个供给的网状点阵。Lösch[22]更严谨地证明,因为空间竞争,最高效的点阵及其市场区是一个六边形网格。为实现更广泛的集聚利益如降低总交通成本,不同商品的供给点和市场区相互融合,形成等级化、网络状区域中心地体系。这一过程可以简称为“中心地过程”。Isard[37]进一步提出修正,他认为由于人口和就业更多地集聚在高等级中心地周边,因此网格形状也会发生相应的收缩(如图1a)。总之,在区域尺度上生产者被默认集聚于点状城市内部,从而集聚距离被简化,均衡距离直接决定了网状组织的空间形态。
图1 功能中心的空间模式

Fig.1 Scenarios of functional centers formation

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2.4 从区域中心地到城市中心

在一般的城市尺度⑥ (⑥“城市尺度”指城市空间结构研究的一般分析尺度,而不是具体城市边界。例如,上海嘉定的批发市场可能也服务苏州太仓,但我们仍然认为批发市场的中心属于模式b甚至a。),当城市放大到一个空间范围,其中心体系可以分情况讨论。对于均衡距离明显小于城市尺度的功能,其集聚距离只会更小,并且Hotelling法则的作用更强(商品类型接近且可替代性强,竞争激烈),空间组织趋向于网状结构(图1A),如一般生活用品的零售中心体系。如果均衡距离与城市尺度大致相当,而集聚距离小至“街区尺度”,那么这类功能在城市内只能形成少数的中心,其空间位置具有更多的偶然性(图1b),如五金建材批发、专业器材销售的中心。
如果均衡距离明显大于城市尺度,那么它的空间结构模式随着集聚距离的不同而略为复杂。如果集聚距离仍小到“街区尺度”(图1c),这样的功能集聚也会明确表现为城市中心。如设计咨询等专业技术服务业,往往因人才需要、相互协作等原因在城市内部高度集聚。相反,如果其集聚距离相当宽松,即这类功能不需要在城市内部高度集聚也能相互协作,并在整体上承担区域中心的职能(图1d),那么就不会形成明确的城市中心。如大部分制造业及其上下游企业,即使分散在不同的工业园区仍可以有效服务广大区域市场。
可见,城市中心体系的具体形态比区域中心地更为多样。一方面,由于城市空间具有高密度、连续性的特点,理论上任何街区都可以承担生产和服务功能,因此只要集聚距离允许,作为均衡结果的“点”可以呈现线形、带状、面状等多种变化[38]。另一方面,城市中心体系的形态还取决于城市空间尺度,小城市的空间尺度甚至不超过居民日常活动范围,即使生活服务功能也只需极少的中心;城市规模越大、经济越是服务化、城市发展越依赖市场机制,则网格状中心体系也越是明显。

2.5 “流空间”崛起的影响

“流空间”的崛起改变了城市体系的发展机制。在制度准备(资本的跨国流动)和技术准备(信息和技术的流动)完成后,经济全球化得以迅猛发展。“流空间”开始成为场所空间之外的另一种“空间逻辑”[39]。在Taylor[40]看来,一个城市的发展不仅取决于中心地过程(central place process),还受到流动空间的显著影响,前者即中心地理论等概括的空间集聚均衡过程,形成的是一种本地化、相对稳定的层级结构;后者则是非本地的(non-local)、动态的发展过程,主要表现为高端生产服务业构成的城市外部联系。从全球来看,国际分工从国家之间的产业垂直分工向价值区段水平分工转变,高价值区段企业的全球区位战略构成了一个紧密连接的世界城市网络[41,42,43];从区域来看,价值区段和关联网络的作用也显著影响了每个城市的发展地位[44]。
在城市内部,“流空间”的作用同样引发了本质变化。经典理论解释中,交通成本始终是集聚均衡最重要的离心力量,中心有明确的均衡距离,不同程度地依赖邻近市场并且相互竞争。随着“流空间”的崛起,交通成本相对弱化,大量不再具有明确的均衡距离的非本地功能得以形成。如此一来,如图1c和1d的情况越来越多,集聚距离成为决定城市中心体系空间结构的决定因素。这种潜在趋势可见于一系列实证分析[45,46,47]。

3 理解城市中心体系的整体视角和分析框架

3.1 城市中心的功能性与空间组织机制

对于某一种城市功能,其中心的空间组织首先由均衡距离决定,关键在于均衡距离相对于城市尺度是“本地(local)”还是“非本地(non-local)”。对于本地服务功能,由于均衡距离普遍小于城市尺度(显著依赖邻近市场),其空间组织机制可概括为空间竞争,即每个中心的形成与发展都受制于竞争所得的邻近市场区范围。在Lösch[22]描述的广泛集聚经济的作用下,不同功能中心互相融合成为综合的本地服务中心,并与人口、就业、住房等要素发生循环累积,最终呈现等级化、网格状分布、功能复合、相对稳定的空间结构。
均衡距离大于城市尺度的可归纳为非本地功能,其空间组织更多地由集聚距离决定。集聚距离较小则可以识别明确的城市中心,反之则分散分布,不表现为明确的城市中心。单个中心的发展可能在区域尺度上仍受空间竞争影响,但在城市内部更表现为空间联系的机制,即功能选址的首要目标是建立某种邻近性以形成集聚经济,共同服务区域乃至全球市场。由于交通成本不再重要,均衡更多地受到其他离心力的制约,如有限的土地、高企的租金、拥挤的交通等。这样的功能集聚为非本地服务的城市中心,由于产业联系与上下游企业、配套服务和专业化劳动力市场发生循环累积作用,最终呈现为去等级、点状、专业化、相对动态的空间结构。均衡距离与城市尺度大致相当的可以归入非本地功能,因其空间组织同样取决于集聚距离,既有可能集聚为少数中心,也可能分散分布。

3.2 城市中心的区位偏好

本地服务中心的区位指向比较明确,即可达性优势区位。在长期演化的理论视角下,这里的可达性不是具体的到生产者、消费者或公共设施的便利区位,而是相互作用下共同靠近(市场)的过程[48]。但在现实中,由于不同要素在城市空间的分布演化有明显的速度差异,日常服务相关活动(daily mobility)变化迅速,住房、资本密集产业、交通网络则更依赖土地开发和建设,变化速度较慢[49]。因此可达性优势区位可以近似理解为,变化较快的生产者选址(特别是日常生活服务功能)倾向于靠近变化较慢的市场需求(如人口分布)的可达性优势区位。
非本地中心的区位偏好必定是特异和多样化的,甚至任意的。对于一般的对外生产功能,工业区位理论归纳有原料导向、市场导向、劳动力导向等区位选择。对于无特定偏好的非本地服务中心,因为均衡距离远大于城市尺度,城市内的交通成本不再重要,其选址具有相当大的任意性。如服务区域的大型会展中心、游憩中心、运输代理的中心,即使选址偏离主要交通门户,依然能很好地发挥作用。另一些非本地服务功能则具有特定的区位指向,如总部管理、金融保险等功能对空间品质、配套服务和经济政策的偏好,设计研发等对科创资源和低租金的偏好等等。实证研究表明,同样是生产服务业,也会有明显不同的区位特征[50],使得当代城市中心体系变得日益动态和复杂。
当然,还有其他因素影响着城市中心的区位和形态。交通枢纽作为区域联系的集中发生地,在理论[24]和实证[24]中都被证明能够极大地促进新城市、城市中心的发展。此外,政府立足最大化收益的决策[52]、区划法规[53]、土地使用和税收[54]等因素都会对中心发展产生长远影响。但笔者认为这些因素的作用随着城市发展背景、治理体制等显著变化,解释力不够普遍。

3.3 城市中心的空间影响

城市中心能够对一般要素产生广泛的空间影响。在AMM模型中,生产者和居民越是靠近就业主中心(CBD),其产品运输和通勤成本就越低,竞租能力就越强,最后就业与人口密度、房租、地租、建筑密度等要素都呈现单中心衰减的空间结构[55,56,57]。实证研究证明就业次中心也具有相同的广泛影响[58,59]。提供服务的中心也有类似的影响。正如空间接触模型(Spatial Contact Model)所论证的,设想每个居民每天都要从某个区位获得商品或服务。在预算约束下,越是靠近服务中心的居民获取商品服务的成本越低,竞租能力就越强,地租和人口密度等要素就会形成中心外衰减的空间结构[26,31]。在长期演化的理论模型中,这种空间影响正是循环累积的一部分:生产者因集聚利益产生就业与服务中心,进而影响消费者的理性行为并反过来强化生产者的选址⑦ (⑦这一循环累积的正反馈过程,正是3.2中长期演化理论视角下的可达性优势区位的含义。)。

3.4 融合的城市中心及其相互关系

本地中心和非本地中心相互之间有着天然的相互融合动力。一方面,追求广泛集聚经济会促使非本地功能嵌入本地服务中心的网状结构中,如生产服务业邻近本地服务中心可以降低获得配套服务的成本;另一方面,非本地功能嵌入本地中心可以同时促进两者发展,正如“本地市场效应”⑧ (⑧新经济地理解释国际贸易的“本地市场效应”是指在一个存在报酬递增和贸易成本的世界中,那些拥有相对较大国内市场需求的国家将成为净出口国,其市场份额会超过该相对市场规模,也即初始市场规模优势会被放大。)解释的:非本地功能及其上下游企业带来的集聚为本地中心创造更大的市场,使其在空间竞争中获得多样性和规模经济的优势;反之,高度集聚的本地生产者也促进非本地功能形成规模效应。最终,部分非本地功能在“街区尺度”集聚并嵌入形成综合城市中心,其动态发展不断影响甚至一定程度上决定了城市中心的兴盛与衰落。
随着融合的城市中心的形成,城市生产与服务功能的空间组织特征也复合成为城市中心之间的关系特征。本地中心之间的“空间竞争”构成了城市中心之间的竞争关系。理论上越是本地服务高度集聚的中心,其不仅与同等级中心竞争,还因为扮演了低等级商品的供给点而与更多中心竞争,即本地服务能力越强,中心竞争强度越高。而非本地功能的空间组织及与本地中心的融合构成了城市中心之间的协作关系。一是非本地功能与其上下游企业之间的联系,由于集聚距离较大而分散嵌入了不同城市中心,形成城市中心相互之间的协作关系。当然,它们也可能不嵌入城市中心,而是广泛分散在城市空间,例如多数制造业。第二则是上述非本地功能对配套服务的需要(如建筑规划设计行业对文印服务的需要)、非本地服务对靠近本地服务企业“初始市场”的倾向。当本地、非本地功能中心没有在空间上完全协调(这几乎是必然的),这些需要和倾向就形成了城市中心之间的协作关系。

3.5 半网格结构(semi-lattice)

本地服务中心及其市场区呈现一种理论上的嵌套结构,即对于任意两个中心,要么一个属于另一个、要么两者没有交集,此时每个中心的发展完全取决于其竞得市场区的大小(图2左半边)。这正是Christopher[60]采用数学集合定义的树形结构(tree structure)。非本地功能的大规模嵌入则打破了这一结构,无论是均衡距离还是集聚距离的大幅增加,都使得城市中心不再依赖本地市场,而是与其他中心、区域城市甚至域外全球城市之间建立经济联系,形成非树形的“半网格结构(semi-lattice)”⑨ (⑨根据Christopher[60]的定义,树形结构指的是这样一种集合:其中任意的2个元素,要么一个完全从属于另一个,要么两者没有交集。而半网格(semi-lattice)指的是另一种集合:其元素之间可以存在无关层级的相交关系。Christopher的本意是从城市设计的角度来论述一个自然演化的城市不是树形的,而是半网格结构。这里我们借用他的定义来论述当代城市中心体系也不完全是树形的,而是非本地功能干预下(图2右半边)的半网格结构。)(图2右半边)。将两者结合,就构成了整体视角下的分析框架。此时的城市中心体系扮演着本地结构与宏观区域结构之间的“转换发动机”,一边依赖于本地服务中心支撑非本地功能的发展;另一边将宏观经济联系传递到地方尺度,对一般要素分布产生结构性影响。
图2 半网格结构的分析框架

Fig.2 A semi-lattice framework

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回顾城市发展史,在工业化之前,城市规模普遍较小,中心地体系主要体现在区域尺度,在城市内部仅存在也只需要数量稀少的点;随着工业化发展,大量工厂作为非本地功能广泛出现,虽然强化了区域中心地体系,却完全掩盖了城市内部2类中心的相互作用,凸显了“功能分区”等其他结构形态。至20世纪70年代后,随着欧美大城市制造业外迁、产业服务化转型、人口规模和建成区快速增长,次级中心(subcenter)开始广泛出现,“中心体系时代”逐渐到来。实证发现,尽管大部分次级中心仍属于(本地)商业中心的范畴,但仍有一些专业化的制造业和娱乐业中心以及大学—医疗综合中心开始显现[3],表明非本地功能逐渐成长。80年代后,其中一些进一步发展成更综合的中心,被概括为“边缘城市”[61]或公共活动中心[30]。至21世纪后,随着“流空间”及代表性的生产性服务业崛起,非本地的力量不断增强并且深入、广泛嵌入本地服务中心体系,并进一步影响城市中心之间的关系、中心与城市要素分布之间的关系,使得城市空间结构变得日益动态、复杂。本文通过梳理经典理论的基本逻辑,提出“功能性划分—空间组织机制和模式—融合为中心—区位偏好—空间影响”的理论框架(图2),试图以之为桥梁,使得进一步实证研究能够触及城市中心体系的理论基础,反过来推动理论框架的完善。

4 对城市中心体系实证研究的启示

4.1 明确城市中心体系的研究对象

尽管有了系统分析框架,仍需注意理论概念和实证方法论的相互衔接。理论研究的中心泛指就业集聚、本地服务集聚的区位,并强调其能够产生广泛的结构性影响。因此,在实证中:(1) 可以有一个综合的“城市中心”的概念,即就业和本地服务(或相应的活动)的集聚地,从而可以对理论框架的推论开展实证。如果做不到,也可分别采用“就业中心”“生活服务中心”“活动中心”等概念,研究特定类型的城市中心体系;(2) 应在识别中体现集聚性、空间影响2个要求,这也是经济空间视角下实证研究的普遍共识。
理论框架认为城市中心的功能性有本地、非本地2个方面,但实证研究中很难直接区分一个功能的服务范围。从经验上可以比较确定的是:一般的生活服务功能,如零售批发、娱乐康体、小型休闲游憩、公共服务等多属于本地服务功能;大部分制造业、生产服务业往往属于非本地功能;而源自“流空间”和全球产业水平分工的高端生产服务业,如金融、保险、咨询、研发和设计等,不仅可以明确归入非本地功能,而且因其更高的价值区段、更广泛的产业联系,具有更强的结构作用,值得重点关注。

4.2 实证城市中心的功能特征与发展机制

只有结合理论框架的演绎和实证研究的归纳,才能更好地理解城市空间结构的发展变化。本文认为其中亟待开展的有:一是实证城市中心的功能性,考察城市中心的具体功能构成如何,是否可以显著观察到本地、非本地两方面构成。二是考察城市中心的空间组织机制,是否在本地、非本地的功能性划分下符合空间竞争、空间联系的规律,这些规律是否有更具体的甚至是参数化的表征。三是尤其要关注重点非本地功能,如所谓的全球功能、高端生产性服务业、或战略性新兴功能的空间组织机制,其集聚距离如何,是否能够有效带动本地要素的空间分布,是否需要本地服务中心的有效支撑。只有这样,才能制定针对性的规划政策,对空间结构进行可持续引导和控制。四是要将实证研究结果反馈至理论思考,提炼能有效指导空间政策的城市中心体系发展模式,推动理论框架完善和创新。

4.3 分析城市中心体系的规划调控潜力

中心及其空间影响的调控潜力是制定规划政策的前提。一方面要实证规划对中心的影响:规划在多大程度上能影响城市中心的发展,相关政策如土地使用和建筑空间的供给、公共交通、人口分布等规划政策和产业园区、税收等等。经验上看,规划可以有效促进形成金融(如上海的陆家嘴)、科创(张江)、大型商贸(五角场)、大型会展(国际博览中心)、大型游憩(迪士尼)等主导的中心,也能显著影响批发(红星批发市场)、制造业等主导的中心;而另一些综合型中心则更依赖于市场机制的长期演化。另一方面是规划对中心空间影响的调控潜力,如果中心无法形成广泛空间影响,那么通过城市中心优化人口、就业、活动分布,提升城市运行效率,都将不可能实现。

5 结论与讨论

本文通过梳理经典理论,提出解释城市中心体系形成与发展的理论分析框架,并简要探讨了对实证研究的若干启示。主要结论如下:
(1) 一个城市中心的形成与发展取决于向心力和离心力的均衡,向心力主要是集聚经济,离心力主要是交通成本及其他负外部性。一种功能的均衡距离和集聚距离决定了其在城市内部的空间组织形态。本地服务功能的空间组织机制是空间竞争,趋向可达性优势区位,形成等级化、网状分布、功能复合、相对稳定的中心体系;非本地功能则依赖空间联系,具有特定或任意的区位偏好,形成去等级、点状、专业化、相对动态的功能中心。2类中心有着广泛的相互融合的动力,其空间组织机制最终也演化为融合的城市中心之间的相互关系。
(2) 整体视角下的城市中心体系可以概括为一个“半网格结构”。本地服务中心经过“自下而上”的演化形成树形结构,而非本地中心的嵌入可以在任意层级的本地服务中心之间甚至与域外全球城市之间建立联系,形成非树形的“半网格结构”,使得整个城市中心体系扮演着本地与宏观区域结构之间的“转换发动机”,将宏观经济联系传递到城市内部的方方面面。将2种机制相结合,就构成了整体视角下“本地/非本地功能划分—空间组织机制(空间模式、区位偏好、空间竞争与空间联系关系)—空间影响”的理论分析框架。
(3) 简要探讨了对城市中心体系实证研究的若干启示。认为应明确城市中心体系的研究对象,可以采用较为综合的城市中心概念,也可以采用就业中心等具体概念,但识别过程应体现集聚性、空间影响2个要求。认为城市中心的功能特征及发展机制亟待实证,并应及时反馈至理论框架,推动其创新和完善。认为实证城市中心体系的规划调控潜力是制定规划政策的前提,包括规划政策对城市中心本身形成与发展、对城市中心空间影响的促进作用2个方面。
最后,本文提出的理论框架仍较为初步,仍有一些较为关键的机制未纳入,例如与企业和商业区位选择相关的价格机制和均衡机制,不仅涉及集聚形成,也关系到土地和基础设施供给的投入产出,对空间政策制定至关重要。笔者以为,本文的理论框架以及相关的实证结果将为进一步纳入这些机制,从而形成更科学的城市空间结构模型提供坚实基础。

参考文献

列表( 原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序 ) 可视化分析
[1]
McMillen D P, Smith S C. The number of subcenters in large urban areas[J]. Journal of Urban Economics, 2003,53(3):321-338.
本文引用 [1]
[2]
Mcdonald J F. The identification of urban employment subcenters[J]. Journal of Urban Economics, 1987,21(2):242-258.
本文引用 [1]
[3]
Giuliano G, Small K A. Subcenters in the Los Angeles region[J]. Regional Science & Urban Economics, 1991,21(2):163-182.
本文引用 [2]
[4]
McMillen D P, Mcdonald J F. A nonparametric analysis of employment density in a polycentric city[J]. Journal of Regional Science, 1997,37(4):591-612.
本文引用 [1]
[5]
Craig S G, Ng P T. Using quantile smoothing splines to identify employment subcenters in a multicentric urban area[J]. Journal of Urban Economics, 2001,49(1):100-120.
本文引用 [1]
[6]
McMillen D P. Nonparametric employment subcenter identification[J]. Journal of Urban Economics, 2001,50(3):448-473.
本文引用 [4]
[7]
Redfearn C L. The topography of metropolitan employment: Identifying centers of employment in a polycentric urban area[J]. Journal of Urban Economics, 2007,61(3):519-541.
本文引用 [1]
[8]
Mcdonald J F, McMillen D P. Employment subcenters and land values in a polycentric urban area: The case of Chicago[J]. Environment and Planning A: Economy and Space, 1990,22(12):1561-1574.
本文引用 [1]
[9]
McMillen D P, Mcdonald J F. Suburban subcenters and employment density in metropolitan Chicago[J]. Journal of Urban Economics, 1998,43(2):157-180.
[10]
Gordon P, Richardson H W, Wong H L. The distribution of population and employment in a polycentric city: The case of Los Angeles[J]. Environment & Planning A: Economy and Space, 1986,18(2):161-173.
本文引用 [1]
[11]
Hanssens H, Derudder B, Witlox S V A F. Assessing the functional polycentricity of the mega-city-region of central belgium based on advanced producer service transaction links[J]. Regional Studies, 2014,48(12):1939-1953.
本文引用 [1]
[12]
Green N. Functional polycentricity: A formal definition in terms of social network analysis[J]. Urban Studies, 2007,44(11):2077-2103.
本文引用 [1]
[13]
Giuliano G, Redfearn C, Agarwal A. Employment concentrations in Los Angeles, 1980-2000[J]. Environment & Planning A: Economy and Space, 2007,39(12):2935-2957.
本文引用 [1]
[14]
孙斌栋, 魏旭红. 上海都市区就业—人口空间结构演化特征[J]. 地理学报, 2014,69(6):747-758.
[ Sun Bindong, Wei Xuhong. Spatial distribution and structure evolution of employment and population in Shanghai Metropolitan Area. Acta Geographica Sinica, 2014,69(6):747-758. ]
本文引用 [1]
[15]
孙斌栋, 王旭辉, 蔡寅寅. 特大城市多中心空间结构的经济绩效: 中国实证研究[J]. 城市规划, 2015(8):39-45.
[ Sun Bindong, Wang Xuhui, Cai Yinyin. An empirical study on the economic performance of polycentric spatial structure of mega-cities in China. City Planning Review, 2015(8):39-45. ]
本文引用 [1]
[16]
晏龙旭, 张尚武, 王德, 等. 上海城市生活中心体系的识别与评估[J]. 城市规划学刊, 2016(6):65-71.
[ Yan Longxu, Zhangh Shangwu, Wang De, et al. Identification and evaluation of living centers system in Shanghai. Urban Planning Forum, 2016(6):65-71. ]
本文引用 [1]
[17]
吴康敏, 张虹鸥, 王洋, 等. 广州市多类型商业中心识别与空间模式[J]. 地理科学进展, 2016,35(8):963-974.
[ Wu Kangmin, Zhang Hong'ou, Wang Yang, et al. Identify of the multiple types of commercial center in Guangzhou and its spatial pattern. Progress in Geography, 2016,35(8):963-974. ]
本文引用 [1]
[18]
毛帅永, 焦利民, 许刚, 等. 基于多源数据的武汉市多中心空间结构识别[J]. 地理科学进展, 2019,38(11):1675-1683.
[ Mao Shuaiyong, Jiao Limin, Xu Gang, et al. Identification of the polycentric spatial structure in Wuhan City based on multisource data. Progress in Geography, 2019,38(11):1675-1683. ]
本文引用 [1]
[19]
段亚明, 刘勇, 刘秀华, 等. 基于宜出行大数据的多中心空间结构分析: 以重庆主城区为例[J]. 地理科学进展, 2019,38(12):1957-1967.
[ Duan Yaming, Liu Yong, Liu Xiuhua, et al. Measuring polycentric urban structure using Easygo big data: A case study of Chongqing Metropolitan Area. Progress in Geography, 2019,38(12):1957-1967. ]
本文引用 [1]
[20]
杨俊宴, 章飙, 史宜. 城市中心体系发展的理论框架探索[J]. 城市规划学刊, 2012(1):33-39.
[ Yang Junyan, Zhang Biao, Shi Yi. On theoretical frameworks of urban center system development. Urban Planning Forum, 2012(1):33-39. ]
本文引用 [1]
[21]
Christaller W. Central places in Southern Germany[M]. Englewood Cliffs, USA: Prentice-Hall, 1966.
本文引用 [3]
[22]
Lösch A. The economics of location[M]. New York, USA: John Wiley, 1967.
本文引用 [5]
[23]
Brueckner J K. The structure of urban equilibria: A unified treatment of the muth-mills model[M] // Mills E S. Handbook of regional and urban economics. Amsterdam, Netherlands: North-Holland, 1987: 821-845.
本文引用 [1]
[24]
Fujita M, Krugman P R, Venables A J. The spatial economy: Cities, regions, and international trade [M]. Cambridge, USA: MIT Press, 1999.
本文引用 [3]
[25]
Fujita M, Thisse J. Economics of agglomeration: Cities, industrial location, and globalization [M]. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2013.
本文引用 [3]
[26]
Anas A, Kim I. General equilibrium models of polycentric urban land use with endogenous congestion and job agglomeration[J]. Journal of Urban Economics, 1996,40(2):232-256.
本文引用 [2]
[27]
Borukhov E, Hochman O. Optimum and market equilibrium in a model of a city without a predetemined center[J]. Environment & Planning A: Economy and Space, 2008,9(8):849-856.
本文引用 [1]
[28]
McDonald J F. The identification of urban employment subcenters[J]. Journal of Urban Economics, 1987,21(2):242-258.
本文引用 [1]
[29]
Brueckner J K. Inter-store externalities and space allocation in shopping centers[J]. The Journal of Real Estate Finance and Economics, 1993,7(1):5-16.
本文引用 [1]
[30]
Cervero R, Komada Y, Krueger A. Suburban transformations: From employment centers to mixed-use activity centers [R]. Working Papers. Berkeley, USA: University of California Transportation Center, 2010.
本文引用 [2]
[31]
Anas A, Small K A. Urban spatial structure[J]. Journal of Economic Literature, 1998,36(3):1426-1464.
本文引用 [2]
[32]
Hotelling H. Stability in competition[M] // Darnell A C. The collected economics articles of Harold Hotelling. New York, USA: Springer, 1990: 50-63.
本文引用 [1]
[33]
O'Sullivan A. Urban economics[M]. Boston, USA: McGraw-Hill/Irwin, 2007.
本文引用 [1]
[34]
Fujita M, Krugman P. When is the economy monocentric? von Thünen and Chamberlin unified[J]. Regional Science & Urban Economics, 1995,25(4):505-528.
本文引用 [1]
[35]
Fujita M, Ogawa H. Multiple equilibria and structural transition of non-monocentric urban configurations[J]. Regional Science and Urban Economics, 1982,12(2):161-196.
本文引用 [1]
[36]
保罗·克鲁格曼. 地理和贸易 [M]. 张兆杰, 译. 北京: 北京大学出版社, 2000.
[ Krugman Paul. Geography and trade. Translated by Zhang Zhaojie. Beijing, China: Peking University Press, 2000. ]
本文引用 [1]
[37]
Isard W. Location and space-economy [M]. New York, USA: The Technology Press of MIT and John Wiley & Sons, Inc, 1956.
本文引用 [1]
[38]
Berry B J L. Geography of market centers and retail distribution[M]. Englewood, USA: Prentice-Hall, 1967.
本文引用 [1]
[39]
Castells M. The rise of the network society[M]. New York, USA: Wiley-Blackwell, 1996.
本文引用 [1]
[40]
Taylor P J, Hoyler M, Verbruggen R. External urban relational process: Introducing central flow theory to complement central place theory[J]. Urban Studies, 2010,47(13):2803-2818.
本文引用 [1]
[41]
Hall P G, Pain K. The polycentric metropolis: Learning from mega-city regions in Europe[M]. London, UK: Routledge, 2006.
本文引用 [1]
[42]
Taylor P J, Catalano G, Walker D. Measurement of the world city network[J]. Urban Studies, 2002,39(13):2367-2376.
本文引用 [1]
[43]
Sassen S. The global city: New York, London, Tokyo [M]. Princeton, USA: Princeton University Press, 1991.
本文引用 [1]
[44]
唐子来, 赵渺希. 经济全球化视角下长三角区域的城市体系演化: 关联网络和价值区段的分析方法[J]. 城市规划学刊, 2010(1):29-34.
[ Tang Zilai, Zhao Miaoxi. Economic globalization and transformation of urban system in the Yangtze River Delta region: Interlocking network and value-added hierarchy. Urban Planning Forum, 2010(1):29-34. ]
本文引用 [1]
[45]
Daniels P W. Service industries: A geographical appraisal[M]. London, UK: Routledge, 2004.
本文引用 [1]
[46]
赵群毅, 周一星. 北京都市区生产者服务业的空间结构: 兼与西方主流观点的比较[J]. 城市规划, 2007(5):24-31.
[ Zhao Qunyi, Zhou Yixing. Spatial structure of producer services in Beijing Metropolitan Area. City Planning Review, 2007(5):24-31. ]
本文引用 [1]
[47]
Coffey W. The geographies of producer services[J]. Urban Geography, 2000,21(2):170-183.
本文引用 [1]
[48]
Krugman P. How the economy organizes itself in space: A survey of the new economic geography [R]. Working Papers. Santa Fe, USA: Santa Fe Institute, 1996.
本文引用 [1]
[49]
Wegener M, Gnad F, Vannahme M. The time scale of urban change[M] // Hutchinson B, Batty M. Advances in urban systems modelling. Amsterdam, Netherlands: North-Holland, 1986: 175-197.
本文引用 [1]
[50]
邱灵. 大都市生产性服务业空间集聚: 文献综述[J]. 经济学家, 2014(5):97-104.
[ Qiu Ling. The spatial agglomeration of producer services in metropolitan area: A literature review. Economist, 2014(5):97-104. ]
本文引用 [1]
[51]
Giuliano G A, Small K. The determinants of growth of employment subcenters[J]. Journal of Transport Geography, 1999,7(3):189-201.
https://doi.org/10.1016/S0966-6923(98)00043-X
https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S096669239800043X
[52]
Henderson V, Mitra A. The new urban landscape: Developers and edge cities[J]. Regional Science & Urban Economics, 1996,26(6):613-643.
本文引用 [1]
[53]
Sullivan A M. A general equilibrium model with agglomerative economies and decentralized employment[J]. Journal of Urban Economics, 1986,20(1):55-74.
本文引用 [1]
[54]
Zhang Y, Sasaki K. Effects of subcenter formation on urban spatial structure[J]. Regional Science & Urban Economics, 1997,27(3):297-324.
本文引用 [1]
[55]
Alonso W. Location and land use: Toward a general theory of land rent [M]. Cambridge, USA: Harvard University Press, 1977.
本文引用 [1]
[56]
Mills E S. Studies in the structure of the urban economy [M]. Baltimore, USA: The Johns Hopkins Press, 1972.
本文引用 [1]
[57]
Muth R F. Cities and housing [M]. Chicago, USA: University of Chicago Press, 1969.
本文引用 [1]
[58]
McMillen D P. Employment densities, spatial autocorrelation, and subcenters in large metropolitan areas[J]. Journal of Regional Science, 2004,44(2):225-244.
本文引用 [1]
[59]
Small K A, Song S. Population and employment densities: Structure and change[J]. Journal of Urban Economics, 1994,36(3):292-313.
本文引用 [1]
[60]
Christopher A. A city is not a tree[J]. Architectural Forum, 1965,122(1):58-62.
本文引用 [2]
[61]
Garreau J. Edge city: Life on the new frontier[J]. American Demographics, 1991,13(9):24-31.
本文引用 [1]

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