标度律视角的城市效能测度及中国城市多维要素效能分析

"城市标度律"(urban scaling laws)揭示了城市系统中城市人口和城市要素间普遍存在的非线性规模缩放关系,但目前大多数城市评价忽视了这种关系,常使用人均指标比较不同规模的城市,这会导致评价结果偏差.为此,考虑城市人口和城市要素间的非线性规模缩放关系构建了要素效能指数,用以修正城市规模的影响,度量城市要素实...     

中国城市标度律及标度因子时空特征

城市标度律刻画了城市系统中城市要素与人口数量之间的规模缩放关系,但标度律在中国城市系统中的适用性和意义尚不明确。本文采用中国275个地级及以上城市数据,探究不同城市要素与人口规模的标度关系,并从时空维度探究标度因子的时空演化规律。结果表明：作为典型的快速城市化发展中国家,中国城市发展符合标度律,且呈现出与发达国家不同的特征：中国城市人口集聚带来的经济产出集聚效应显著,而土地利用、基础设施与公共服务的规模经济效应还有待增强。部分基础设施、生活设施要素与人口规模呈超线性或线性关系,与预期的次线性相悖,基础教育、医疗等要素的标度因子则远低于发达国家的次线性阈值,反映了公共资源向大城市聚集、不同规模城市发展不平衡等快速城镇化进程中城市系统的独特性。标度因子的区域分异反映城市发展协调程度差异,其中东北地区不同规模城市差异最为显著。主要城市要素标度因子随时间的变化表明,中国大城市的经济产出集聚效应在2009年最为显著,而后略有下降;中国大城市土地扩张总体上自2000年以来持续加速,2008年以后仍维持在较高水平,管控城市特别是大城市的外延式扩张、提高土地利用效率具有紧迫性。中国城市标度律研究有助于认知快速城市化地区城市系统特征和演化规律,为实现区域协调发展与落实新型城镇化发展战略提供支持。     

COVID-19病例与城市人口规模的标度律及其时间演化

城市标度律刻画了城市体系内不同要素与人口规模的缩放关系,但传染病发病数与人口规模非线性关系仍不明确,其演化过程仍不清楚。本文以2020—2022年美国新型冠状病毒肺炎（COVID-19）疫情为例,研究发现：COVID-19确诊病例与人口规模呈超线性关系,说明大城市确诊率更高。反映缩放关系的标度指数经历了先快速升高、后稳定在1.25左右、再下降直至趋近于1的演化过程。对比来看,死亡病例并没有与人口规模呈超线性关系,说明大城市病死率没有高于中小城市。分阶段拟合的死亡和确诊病例标度指数均经历了先上升,后稳定,再下降的过程。本文基于标度律理论揭示了疫情传播的规模效应,而标度指数演化规律的发现也促进了对城市标度律的认知,其演化驱动机制值得继续深入研究。     

城市范围界定与标度律

标度律作为城市发展的重要规律之一,反映了城市经济活动产值、基础设施数量等要素随城市人口规模的变动情况,在城市研究领域引起了广泛讨论。但由于不同国家的城市统计数据对应的空间范围各不相同,导致标度律系数受城市边界范围选取影响很大。本文通过比较中、美两国统计数据对应的空间范围,并结合普查、城市统计年鉴和遥感数据,计算了不同空间范围对应的标度律系数。结果表明：① 不同空间尺度和数据源得到的标度律系数有较大差异。就空间尺度而言,市辖区比市域范围的数据更符合标度律模型,因为中国城市市域范围内还存在大量的非城市化地区,并不符合标度律模型的适用条件;就数据源而言,遥感数据比城市统计年鉴数据有更好的拟合优度;② 与美国城市相比,中国城市人口集聚带来的经济增长率更高（标度律系数更高）,市辖区人口每增加一倍,经济规模可增加122%,这一数字在美国是111%;而在家庭能源消耗（用水、用电）和土地利用方面,中国城市的效率更低;③ 从中国城市内部对比来看,大城市与中小城市在经济规模、土地利用方面的标度律（集聚效率）明显不同,人口集聚效应带来的大城市经济增长率、工资收入要远高于中小城市;能源消耗方面,中小城市比大城市更有效率。最后,本文还从建立更加有效的统计单元、传统统计数据与大数据结合、模型机制探索3个方面阐述了城市标度律未来可能的研究方向。     

城市异速标度研究的起源、困境和复兴

系统总结了城市异速标度研究的学术源流、量纲困境和现状特征,重点探讨了城市化异速标度分析的前景和意义。异速标度是城市研究的基本理论方法之一,该方法起源于20世纪50年代的生物学和一般系统论。由于量纲难题,城市异速分析经过一段时间的研究热潮之后趋于冷落;由于分维概念的引入,异速标度关系摆脱了量纲困境;由于相关领域的推动,城市异速分析方法复兴。异速生长和异速标度分析在城市形态、城市生态、城市性态、城市动态以及城市体系等诸多领域都有应用。如今,异速生长正在与分形和自组织网络理论相互融合,发展成为基于一般标度律的城市过程和格局的集成分析方法。由于城市化与城市形态、城市体系等方面的密切相关,异速标度分析极有前景的一个发展方向可能是城市化研究。城市化异速分析可望将不同类型的城市异速标度研究成果组织成一个完整的逻辑框架。     

国外城市系统智能体模型的科学计量分析

智能体模型用于自下而上模拟城市系统.当前综述性研究多关注其原理和缺陷等,而对研究内容演化的梳理尚不够细致.故运用主路径和冲积图分析,基于文献引用网络和关键词共现网络,梳理了国外城市系统智能体模型的研究脉络.结果 表明,土地利用是核心研究领域,居住隔离、城市增长和交通等亦是重要应用主题;元胞自动机、网络分析等方法在200...     

城市人口集聚与城市间人口流动对经济产出的影响

城市标度律认为城市的诸多特征均是社会互动与联系的产物,其假设城市经济产出等要素很大程度上由城市人口规模（城市内部相互作用）决定,隐含了集聚经济的假设。城市人口集聚代表了局部的网络效应,而社会生产效率还应度量城市在更大空间尺度上全局网络效应的影响。以中国275个地级及以上级别城市为研究对象,利用百度迁徙数据构建城市人口流动网络,以城市人口流动强度刻画外部交互程度,借助城市标度律框架比较分析城市内部人口规模和外部交互与城市经济产出之间的非线性关系。结果发现：城市经济产出与城市外部交互之间也存在显著的超线性标度关系,且城市外部交互对于城市经济产出具有更高的乘数效应,网络空间相互作用不容忽视且已成为集聚经济的重要补充。进一步引入城市人口密度、集聚外部性和网络外部性等指标,定量综合测度城市人口集聚与城市间人口流动及其协同作用对城市经济产出的影响,发现城市人口规模带来的集聚效应仍是区域经济发展的主要动力,城市在城际协同关系中借助网络化而获益的能力还有待增强。本文有助于深化对标度律机制的理解,并从经济增长的集聚效应和网络效应两方面为区域一体化发展提供决策支持。     

城市分形中心与占优标度区选择

用回转半径法研究城市分形特征时,中心点位置的选择至关重要。以反映城市基础设施情况的兴趣点(point of interest,POI)作为基础数据,分析中心点位置对标度区识别的影响。将POI几何中心、重心、密度中心、中心城区几何中心和重心5种统计中心作为待选中心,给出辐射范围、核心密度与分形维数、中心漂移度等标度区相关指标,提出判断占优标度区的POI数量最大化原则。通过统计中心与地标中心标度区对比,确定城市分形中心和占优标度区。省会城市及直辖市标度区分析结果显示:统计中心各有优劣,占优中心总体上更倾向于POI几何中心和密度中心,地标中心有时优于统计中心;密度中心对应的占优标度区半径维数较低,若半径维数太低则容易陷入局部密度中心;中心漂移度指标表明可能存在更好的分形中心选择方案。     

Cities and Urban Land Use in Advanced Placement Human Geography

Abstract

This article examines key topics and concepts in the cities and urban land use section of the Advanced Placement human geography course. Among the topics discussed are definitions of urbanism, the origin and evolution of cities, functional character of contemporary cities, the built environment and social space, and responses to urban growth.     

“城市空间转向”与新城市地理研究

在全球化与信息技术革命以及经济地理学的复式转向的推动下,“城市空间转向”已成为事实,城市地理研究不仅需要对物质空间进行研究,更要对人文空间及文化空间等进行研究,其研究的视点是城市空间的主观性与客观性的融合,顺应这种转变,开展新城市地理研究就成为必然。     

作为CAS的复杂城市地理系统的SOC性质

将城市作为复杂适应性系统(CAS)研究其自组织临界性(SOC)具有重要的理论意义和实践价值,这方面的探索工作刚刚开始。本文从城市的地理空间角度出发,论证城市是一种复杂适应性系统。城市在本质上是不可还原的,我们可以根据积木的机制将城市分解,但分解的结果对解释城市的复杂行为丝毫没有帮助。由于城市和城市体系都具有分形结构、服从Z ipf定律,且具有1/f噪声的特征,由此判断城市地理系统具有自组织临界性质。自组织临界性与复杂性适应性立论的视角不同,但可以统一于“混沌的边缘”这一概念。     

城市紧凑性测度指标研究及典型城市分析——以南京、苏州建设用地紧凑度为例

量化表征城市紧凑性是当前地理学界和规划领域共同关注的热点问题,明确紧凑性指标反映的实际意义与适用范围,成为构建测度体系的关键.当前已有众多研究提出数量相当可观的量化指标,本文结合国内外城市紧凑性定量研究进展,根据表征紧凑内涵的不同将其归纳为形状、规模、密度、结构、功能和过程6 类,分析了不同类型指标的适用范围,并以结构类指标为例,采用南京和苏州的实际建设用地数据,根据指标自身稳定特性识别的实用性和局限性,达到评判和筛选指标的目的.结果显示：指标能有效指示建设用地的实际空间结构特征;4 个指标受尺度变化的影响不强烈,具有良好的应用性能,其中Gini 系数和Moran’s I 在应用中,前提条件局限小,适用广泛;而连续度和向心度较直观,但在进行城市比较研究时限制条件较多.该研究结果能够为城市紧凑性量化研究提供一定的借鉴,并指导城市规划与管理政策制定.     

中国城市异速增长分析

在对国内外城市异速增长方程的讨论进行回顾的基础上,采用1990年、2000年和2005年中国城市建成区和人口普查的城镇人口数据,分析了中国城市用地与城镇人口之间的异速增长关系.在对标度因子的标准值进行充分讨论后.认为1990年中国城市增长是负异速增长,2000年和2005年呈现正异速增长的状态,中国东、西部城市样本也表现出这种规律,而中部城市在1990年,2000年保持了原有的建设用地与人口增长的比例,但在中部崛起的政策下,2005年表现为正异速增长,该结论与中国在流动人口的变化、住房体制改革和开发区快速拓展有密切关系.     

西方城市社会地理学研究进展及对中国研究的意义

本文首先回顾了西方城市社会地理学发展的历程,然后评述了现代城市社会地理学研究的转变、特点和主要学派。依据对相关文献的考察,把西方现代城市社会地理学的研究领域分为四大部分:(1)城市空间结构的社会意义(2)城市社会空间分异模式(3)城市空间与制度框架(4)城市场景中的特殊行为,并对此进行了综述概括。最后就城市社会地理学在中国发展的意义和研究领域提出了建议。     

辽宁中部城市群城市体系中规模与距离关系的研究

以城市人口规模、城市间距离为指标,通过多元回归模型,定量分析辽宁中部城市群中城市规模与空间距离的关系,以及城市与“最近城市”的距离和“距离位序”之间是否存在类似“城市位序-规模律”的定量关系。研究发现：① 城市i的规模P_i与“最近城市”n的规模P_n、距离D_i-n以及区域中心城市c的距离D_i-c有关,与首位城市的规模和距离无关,其中P_n、D_i-n为正向影响,D_i-c为负向影响。就影响力而言,区域中心城市c的影响大于“最近城市”n,这一点区别于国内其他城市群。② 城市群中存在“城市距离-位序律”的定量关系。③ 利用城市规模与距离的定量关系可以测算理论人口规模和影响范围,为辽宁中部城市群的人口预测和空间结构划分提供有益参考。