城市标度律及应用

城市标度律刻画了城市系统某一指标和人口规模的幂函数缩放关系,包括超线性(社会交互类指标)、次线性(基础设施类指标)和线性(个人需求类指标)3种标度关系.本文从城市标度律的验证、解释、应用和质疑4个方面总结梳理了2007-2020年间的研究进展,重点分析了城市标度律和城市时序发展的异速增长律的明显差异,单个城市时序发展不...     

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。     

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。     

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。     

中国城市全要素生产率的演化格局及其影响因素

基于数据包络分析,以资本、土地和劳动力为生产要素,非农GDP为经济产出,以中国县级市及其以上城市为研究对象,定量评估中国城市全要素生产率的空间布局及其波动影响因素。结果表明,近年来中国城市技术效率总体呈东高西低、有一定空间外溢的地域性特征。不过,近年来中国城市规模效率较高城市主要为大城市周边临近小城镇,环渤海地区、长三角地区与珠三角地区尤为显著。同时,近年来中国城市技术效率变化与城市经济效率变化都有明显的地域性特征,经济落后地区优于经济发达地区,中小城市区域好于大中城市区域。不过,近年来中国城市规模效率变化的高值区域主要集聚于环渤海地区、珠三角地区与长三角地区等主要城镇化区域,而大中城市规模效率增长状况整体上也好于中小城市。另外,近年来中国城市经济效率波动受制于城镇产业模式、政府经济策略与社会发展水平及其城镇化进程,而城市规模也有非线性的影响作用,而地方政府大力依赖的房地产开发投资并不能有效推动城市经济效率趋于提高态势。     

中国地级以上城市腹地的测度分析

一个明确而又合理的城市腹地范围, 是保证一定区域内各城市实现合理功能整合的关 键, 也是对城市经济区进行各项研究的基础。通过构建衡量城市综合规模的指标体系, 运用 主成分分析法计算中国283 个地级及以上城市的规模值。在GIS 软件支持下, 将中国划分为 5 km×5 km 的格网, 利用场强模型, 对2004 年283 个地级及以上城市的腹地进行了划分, 比较腹地的范围及相互关系, 并与省域和市域行政范围进行了叠合分析, 实现了城市腹地测 定、分析的可视化。结果表明: 中国地级及以上城市规模值差异较大, 最大和最小城市规模 相差达284 倍。场强值分布呈现明显的东、中、西递减的分异特征, 与经济发展的梯度差异 一致。中、东部的城市影响力的弱势区域全部分布在省域交界地带, 在场强值大于12 的级别 上, 东、中部城市的场强影响范围连成一片。各城市腹地范围相差亦较大, 最大和最小城市 腹地相差达5488 倍。各城市在地理位置上不一定位于其腹地的几何中心, 偏移比较大的城市 往往成对分布。城市腹地与省域行政范围吻合度较差, 根据腹地在市域行政范围内的面积比 例, 将城市分为4 类, 并提出相应的空间发展策略。依据腹地的分析结果将全国划分为3 个 一级城市经济区、11 个二级区和38 个三级区。     

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。     

基于环境质量的中国城市规模探讨

构建了城市规模-环境质量理论模型,然后利用变截距模型对我国1997~2006年的面板数据进行分析。结果显示:我国的城市规模-环境质量经验模型为正N形曲线,两转折点对应的城市规模分别为260万人和930万人。由经验模型得到以下结论:有利于城市环境质量提高的最优城市规模为260万人,适度城市规模是200~350万人。 中国的城市规模与环境质量之间并没有表现出理论模型所分析的倒N型曲线关系;一方面说明中国的城市化有其自身的特殊性,另一方面也说明理论模型具有一定局限性,其进一步完善还需要更多实证研究的支持。     

中国15个副省级城市经济转型成效测度及影响因素分析

基于城市经济转型内涵,应用以综合赋权为基础的模糊物元模型和核密度估计模型等评价方法,对2000~2012年中国城市经济转型成效的时空格局演变进行分析。结果表明：① 2000~2012年中国经济转型低值地区发展速度提升较快,高值地区发展有减缓趋势,但整体呈现出较好的转型态势且区域间差距逐渐缩小。2005年特别是2008年金融危机以后取得成效并不显著。② 城市经济发展水平稳步提升,但空间格局变化甚微。经济规模扩张度、结构优化度、发展持续度在空间上呈现正向变化,转型成效明显;经济效益提升度却呈现出正反向回旋式变化,说明转型中政府政策的实施存在时滞效应且转型对就业产生了一定的挤出效应。③ 城市经济转型的时空格局演变是多种因素综合作用的结果。历史性基础因素奠定了城市经济转型的基础,提升性动力因素为其注入了活力,二者相互作用共同决定了当前经济转型现状,未来影响城市经济转型的主要因素包括内生发展能力和政策导向因素。     

中国城市舒适物评价指标体系构建与实证

随着城市经济向新知识经济转型,舒适物被认为是影响高端人才移入和城市经济增长的最重要因素。在西方研究基础上,基于中国国情,探索性地构建了中国舒适物系统的综合指标体系,其中包括自然、文化、商业、交通、卫生和社会等6个一级指标以及34个二级指标。结合中国26个主要人口聚居城市的舒适物指标数据,对不同城市的舒适物综合指数水平进行测评;同时对测评结果的差异进行了解释分析。研究发现：① 城市舒适物综合水平呈现出比较大的差距,北上广深等大城市明显高于中西部城市;进一步聚类分析表明,中国大城市的舒适物水平既存在差异,也存在舒适物发展上的共同特征;② 与西方城市人口普遍重视自然舒适物相反,商业舒适物和交通便利程度是影响中国城市舒适物总体水平的最重要因素,卫生服务设施、文化舒适物、商业舒适物与城市吸引力和宜居程度总体评价的相关性最高,这说明中国目前的经济增长模式仍以物质消费为主,而人才流动主要看重舒适物中的文化和消费设施发达程度、卫生医疗水平和交通便利程度,对自然舒适物和社会舒适物等“软”环境的重视不如西方国家;③ 中国城市舒适物结构呈现出比较复杂的状态,表现为发展不均衡的结构类型。城市舒适物评价指标体系构建紧扣舒适物概念和内涵,具有操作性和延伸性,一方面根据评价结果可以判断中国大城市舒适物水平的优劣与结构特征,另一方面评价结果可用于进一步分析其与城市经济、人才、企业等变量的关系,从而完善中国转型期城市发展和增长理论。     

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。     

城市和城市群可持续发展指数研究进展

21世纪是城市的世纪,城市的高质量发展对区域和全球可持续发展至关重要。中国城市化发展迅速,城市化率从1978年的17.9%增加到2019年的60.6%,2030年将达到70%,大部分人口居住在城市。城市是中国经济发展的引擎,以全国近7%的土地面积生产了70%的国内生产总值(GDP),而城市群更是集聚了全国大部分城镇人口和GDP。因此,城市和城市群的健康与可持续性将决定中国未来发展的质量与进程。识别城市和城市群发展的程度、存在的问题以及国内外差距,亟需进行城市可持续发展的评价。本研究系统综述了城市可持续发展评价的思想与指标体系的发展历程,重点基于联合国可持续发展目标(SDG)框架考察了开展城市可持续发展评价的方法,提出了构建城市和城市群可持续发展指数的途径,并从平台构建、大数据基础、跟踪发布等方面提出了推进城市可持续发展指数评价建立城市发展“仪表盘”的思路。基于联合国SDG框架的城市和城市群可持续发展指数可为目标城市对标其他城市、开展不同区域城市的对比、找准发展目标与识别存在问题等方面提供重要支撑。     

基于文献数量的中国城市规模分布研究

本文通过对中国知网（www.cnki.net）数据库中的论文进行题名检索,从而获取对不同城市进行研究或关注的论文数量,并通过论文的数量对中国地级及其以上的城市规模分布进行研究。本文的基本结论是基于文献数量的中国城市规模分布基本符合捷夫法则。具体结论如下：其一,由于对上海和北京进行研究的文献数量相差较小,中国城市文献规模分布呈现出较低的首位度,而习惯意义上的“北上广”处在两个完全不同的等级体系。其二,Zipf维数q整体水平小于1,表明学者对城市的研究较为分散。其三,Zipf维数q从2000年到2012年整体上呈现出不断下降的趋势,表明学者对城市的研究呈现逐步分散的过程。其四,中国地级及其以上城市文献规模的等级体系整体上呈现出从金字塔式向纺锥形结构演变,中等文献规模的城市在数量上占据多数。     

中国城市贫困的空间差异特征

本文研究了2007-2011年间中国352个地级及以上城市贫困的空间演化、分布的差异特征。结果显示：近5年来贫困人口总量略有增长,贫困人口分布整体呈现均衡化趋势;从区域看,西部地区的城市贫困人口集聚加剧,贫困加深区较多;从城市看,小城市、资源型城市和少数民族聚居型城市是构成贫困加深区的主要类型。2011年,贫困发生率自东向西逐渐升高,中小城市、资源型城市和少数民族聚居型城市相对拥有更高的贫困发生率。进一步分析,东北地区资源型城市呈现高人均GDP和高贫困发生率的“隐藏性贫困”,西南地区部分少数民族聚居型城市呈现低人均GDP和相对低贫困发生率的“特殊性低贫”。未来国家反贫困政策应该充分考虑城市的区位、资源条件、人口规模和构成特征,重点关注贫困加深地区的中小城市、资源型城市和少数民族聚居型城市,并解决经济发展和贫困之间的特殊关系。     

基本公共服务对不同规模城市流动人口居留意愿的影响效应

利用2016年中国流动人口动态监测调查数据中的东部沿海6省市数据集,将长期居住意愿、户籍迁入意愿和本地购房打算三部分指标的加和定义为城市居留意愿指标,将城镇基本公共服务分为就业关联和非就业关联两种类型,运用序次Logistic回归模型,系统考察两类城镇基本公共服务的获得特征对流动人口城市居留意愿的影响及其在不同规模城市间的差异特征。研究发现：流动人口城市居留意愿和城镇基本公共服务获得率呈现出随城市规模扩大而上升的梯度变动特征;在流动人口获得的城镇基本公共服务较为有限时,流动人口的城市居留意愿不高。从影响效应看,流动人口在流入城市获得的城镇基本公共服务是影响其城市居留意愿的关键因素,此类影响效应因公共服务内容和城市规模的不同而存在差异。大城市流动人口获得的医疗保险、失业保险和住房保障显著增进了流动人口的城市居留意愿,但上述影响效应在中小城市并不明显;健康档案和健康教育普及程度除了在个别规模城市中没有显著影响效应外,在其余规模城市中都具有显著的正向影响效应;在小城市,仅健康档案和健康教育普及程度对其流动人口城市居留意愿具有显著且正向的影响作用。     

1988—2018年中国城市实体地域与行政地域用地扩张对比

城市边界是城市演化认知和城市规划决策的空间依据。中国不少研究实践将地级市等行政地域范围视为城市,与物理上主要由连续人造不透水面构成的城市实体地域相比,存在较大的空间边界差异。然而,鲜有研究定量分析“实体”视角下长时间序列的城市用地演化,特别是对实体和行政两种统计单元视角下的城市扩张差异缺乏系统认识。本文基于30 m空间分辨率的多源遥感产品识别了1988—2018年8期的城市实体地域边界,分析其用地扩张过程,进一步与行政地域相对比,系统识别了两种统计视角下城市用地扩张的认知差异和空间模式。主要结论为：① 1988—2018年间,中国面积5 km²以上的城市实体地域单元数量增长了378%,以华东和华中地区的增长最为显著;城市实体地域中,88%为独立增长型,分布广泛但面积大都小于50 km²;12%为空间聚合型,主要分布在发达地区,面积普遍较大。② 相比行政地域,城市实体地域的位序规模更符合幂律分布,其Zipf指数30年来逐渐上升趋向于1,城镇体系发展愈发均衡;相比城市实体地域,行政地域单元在平原地区的城市扩张面积普遍偏高,在沿海地区的城市扩张强度普遍偏低。③ 和城市实体地域单元在拓扑关系上无法一一匹配的1327个行政单元大多分布在人口密集或发达的平原地区;结合实体和行政边界识别了“跨政区同城化”和“政区内集群化”两种扩张模式,前者多发生在省会区域,后者主要分布在华北平原,两者反映了城市化的空间重构。本文研究结果有助于深化中国土地城镇化时空过程的认识,并可对土地资源的科学配置、统一协调及行政区划的优化整合提供空间依据。