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。     

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。     

20 世纪美国城市体系的演变及其对中国的启示

在快速城市化过程中,在规模不等的城市中城市人口将如何分布？这是制订中国社会经济发展战略必须考虑的一个重大基础问题。美国是世界上最大的发达经济体,城市体系成熟,100 年前的城市化水平和中国现在相当。研究20 世纪美国城市体系的演化特征,对中国会有所启发。采用美国人口普查数据,运用位序-规模法则等方法,分析了美国城市系统的演变过程。结果显示：在20 世纪前70 年美国城市化处于加速发展的中期阶段,大城市的人口增长明显快于中小城市,城市体系向非均衡化方向发展;20 世纪后30 年,美国城市化进入了稳定发展的后期阶段。与美国不同的是,处于城市化加速发展中期阶段的中国(1985-2000 年),小城市人口增长较快,城市体系趋于均衡。研究认为：未来我国大城市的人口集聚有较大潜力。     

修正后的城市系统异速生长方程实证研究——以大连市为例

在城市化研究中,表征城市垂直空间增长的标度因子一直未给予足够的重视。通过引入城市垂直空间生长的标度因子新变量,修正了城市地理学中应用极广的城市人口—城区面积异速生长方程和城市要素—产出关系的Cobb-Douglas函数。并以大连市为例,进行大连城市系统人地结构发展的异速生长分析,建立了城市化投入产出模型,拟合城市化进程中人口—土地—产值结构的发展。     

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,度量城市要素实际发挥出预期能力的程度。以城市发展不同维度上的9个城市要素为例,分别测度了2017年中国292个地级以上城市各要素的效能,识别了各要素效能的空间差异和集聚特征,分析了要素效能指数的优势并讨论了结果的政策启示。结果表明：① 9个城市要素都符合“城市标度律”,其中8个要素与城市人口呈非线性规模缩放关系;从标度律的视角测度城市效能是必要而且可行的。② 城市综合经济、商业消费和公共财政效能普遍以东部沿海地区较高;东北地区的基础教育和中西部地区的公共交通效能较低;土地和水资源禀赋较高的地区对应的效能值并不高;大部分城市的生态绿地效能较低。600万人以上的城市中,杭州、深圳、天津的各维度效能表现较均衡。③ 与人均指标评价结果的对比证明要素效能指数能够修正人口规模对城市评价的影响,对常用的总量和人均指标是有益的补充。标度律视角下的城市效能测度能够给城市人口管理和城市要素发展的决策提供明确的指导方向,同时为不同规模大小的城市提供更客观的比较标准,对国家城镇体系规划和落实中国新型城市化战略具有积极意义。     

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...     

中国人口与土地城镇化时空耦合特征及驱动机制

城镇化是现代化的必然趋势,城镇人口与土地利用的合理匹配成为新型城镇化的重要前提。本文以中国636个建制市为研究对象,构建了人口城镇化与土地城镇化耦合发展关系指数,据此划分其耦合类型。借助Kernel Density工具,分析了中国城镇化发展的宏观格局、人口与土地城镇化耦合变化态势,诠释了这些耦合特征形成的原因及其内在驱动机制。结果表明：① 2006-2014年中国城市建设用地年均增长率是城镇常住人口年均增长率的1.65倍,土地城镇化远快于人口城镇化;② 市域人口与土地城镇化发展的空间依赖性较强,人口向城市集聚的密度重心呈现逐渐西移的趋势;③ 城市建成区快速扩展,城市人均建设用地面积普遍超标,其中42%的城市现状人均用地是标准值的5倍以上;④ 人口与土地城镇化耦合失调类型的城市空间分布相对集中,且“同增失调”现象较为普遍,主要城市群外围地区的失调问题较中心地区更为严重;⑤ 人口与土地城镇化耦合发展程度受到经济发展水平、城市性质、人口规模、政府决策行为、地理区位条件和地区内部差距等要素的综合影响,不同要素的作用机理和效应存在明显差异。新时期城镇人口与土地利用管理应当注重新常态、新趋势的系统诊断和动能转化的综合分析,为新型城镇化、城乡融合发展与乡村振兴决策提供科学依据。     

全球超大城市空间扩张及分形特征研究

超大城市是全球经济、文化以及高科技产业发展的承载体和重要纽带,其形态结构特征和人口聚集效应是城市化影响的典型表现,然而当前对于全球超大城市形态特征及扩张模式的研究相对不足。基于2000—2020年全球城市土地利用/覆盖变化数据（GULUC-30）,利用城市扩张强度差异指数分析了超大城市用地的时空变化规律;而后运用面积—半径标度分析模型研究了超大城市的分形特征及扩张模式,最后基于城市用地面积和城市人口之间的线性关系评价城市用地效率。结果发现：① 2000—2020年东南亚和东亚的中国超大城市用地扩张最剧烈,城市用地面积分别扩张了3148.32 km²和5996.26 km²,城市扩张强度差异指数平均值大于3;② 2000—2020年超大城市的形态特征和扩张模式向着更加集约和紧凑的方向发展,径向维数平均值由1.54增加至1.56,分维差呈逐年减少趋势,城市内部结构一体化特征显著;③ 北美和欧洲的超大城市用地效率低,2020年城市用地面积与城市人口比值系数范围为0.89~4.11;南亚和非洲城市用地效率高,比值范围为0.23~0.87。超大城市空间扩张格局和形态变化的认识对于城市用地的集约利用和可持续发展具有重要参考价值。严格控制超大城市扩张规模,促进城市用地的均衡发展是建设韧性城市和实现城市地区可持续发展的必要条件。     

经济聚集与产业结构对城市土地利用效率的影响

<中作者单位三>=河南大学 环境与规划学院,河南 开封 475004从经济集聚、产业结构两方面构建城市土地利用效率影响因素分析框架,并通过计量经济模型定量考察经济集聚、产业结构对城市土地利用效率的影响.结果表明:① 现阶段中国城市土地利用效率处于随集聚程度的提高而增加的阶段,拥挤效应还不明显.同时,集聚程度的不同方面对土地利用效率的贡献大小存在差异,资本密度对城市土地利用效率的影响大于就业密度和人口规模,这表明现阶段中国城市经济增长主要由资本投入推动的.② 城市产业结构优化能够提高土地利用效率.资本有机构成的提高,意味着资本对劳动的替代作用增强,其进一步加大了资本对城市土地产出的推动作用,有利于土地利用效率的提升,但不利于城市就业水平的提升.     

信阳城市人口—城区用地异速生长分析

城市人口规模和用地面积随着时间的改变过程理论上服从异速生长定律,即在一定时空范围内表现为幂指数关系,并且标度指数小于1。但由于种种原因,中国的统计数据大多不满足纵向异速标度关系,或者标度指数严重异常。为深入研究这一问题,借助最小二乘法和对数线性回归分析技术,基于信阳的人口普查数据和城市用地现状图资料,开展城市人口和城市用地面积的标度分析,发现城市生长长期服从纵向异速生长定律,可用幂函数描绘,并且标度指数(约为0.86)接近于理论预期值(0.85)。然而,由于近年的“造城运动”,这种标度关系遭到破坏,城市人—地关系出现混乱。因此,揭示城市演化规律的前提是数据质量的保证,而人文系统的规律也会因为人为的因素而暂时破坏。本文提供了一个城市纵向异速生长及其标度破坏的简明案例,并给出了估计和预测信阳城市人口和用地的数学模型,其计算结果可以作为了解同类城市人—地关系的演化进程和未来趋势的重要参考。     

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。     

京津冀城市生长和形态的径向维数分析

城市生长与形态是地理学规模与形状研究的重要内容,分维则是刻画城市形态、反映城市生长的标度指数。论文以城市建设用地为研究对象,采用2000、2005、2010年3个年份的遥感数据,利用分形理论的径向维数和相应的标度区概念分析京津冀城市和城镇体系的空间格局及其演变特征。结果表明：其一,北京市第一标度区的范围最大,10 a间增长幅度也最大,对周边城市产生阴影效应;其二,以北京为中心,距离越远,第一标度区范围有越小的趋势;其三,几乎所有研究区内城市的第一标度区空间都被建设用地过度填充,外围则各有特色;其四,经济水平对京津冀整体城市建设用地扩张的影响最大,但北京的城市建设用地扩张已经由经济因素主导转变为人口因素主导;其五,随时间推移,第一标度区拟合径向维数效果提高,第二标度区拟合效果降低。由此得出结论：①北京在京津冀体现了城市首位效应和阴影效应的双重效应。一方面,京津冀地区城镇化区域体现出了以北京为核心的中央集聚特征,另一方面,北京市的巨大吸引力抑制了毗邻城市的生长。②城市中心和外围都出现二元化格局。地区内各个城市的中心部分过于紧凑,而外围则相对凌乱,中心-边缘缺乏一体化过程。③人口可能成为未来京津冀城市发展的第一动力。人口集聚的规模效应未来可能替代经济报酬递增效应。这些结果和结论有助于学术界和管理部门从新的角度认识京津冀城市化现状和未来的发展趋势,以便制定更为合理的城市发展政策和方针。     

中国城市土地扩张与人口增长协调性研究

基于城市建成区面积和城区人口数据,构建城市土地扩张与人口增长关系模型,对2000年和2010年中国657个城市的土地扩张与人口增长之间的协调性进行了评价。结果表明:①中国城市用地扩张和人口增长之间的协调性较弱,土地显著扩张是中国城市发展的主要类型,数量占城市总量的1/3;其次是人口显著增长类型,占城市数量的1/4,两极分化明显。②在空间分布上,土地显著扩张的城市主要集中在东部沿海、沿江、沿线等经济相对发达地区;人口显著增长的城市分布重心则相对西移,主要处于胡焕庸线以东的中西部地区。③从不同规模城市用地扩张与人口增长的协调性来看,特大城市、大城市发展以土地快速扩张为主,且土地显著扩张所占比例最大;中、小城市发展以人口快速增长为主,并以人口显著增长占优。④由城市规模变动来看,小城市规模晋升多以人口快速增长实现,大、中城市规模晋升则更多通过土地快速扩张推进,特别是以房地产、新城建设等带动的用地驱动型城市化来完成。     

中国城市土地财政扩张及对经济效率影响路径

土地财政对经济效率的影响过程具有系统性、复杂性特征。本文考虑效率提升的结构性特征,从规模经济效应、技术抑制效应等方面构建土地财政对全要素生产率影响机制,进而从投资挤占效应、成本拉动效应探索其传导路径,并基于2005—2015年中国285座地级以上城市面板数据集,运用固定效应模型对其影响过程机理与区域分异特征进行实证检验。结果表明：① 2005—2015年间,中国城市土地财政规模持续扩张,并由沿海城市向内陆城市扩散,但城市全要素生产率增长率却出现波动下降趋势。② 整体上,土地财政对城市全要素生产率产生显著的负向影响,且对西部、中部、东北等地区以及中小城市、Ⅰ型大城市、Ⅱ型大城市的影响依次增强,而东部地区与超特大城市并不显著。③ 土地财政对经济效率影响的技术抑制效应显著大于规模经济效应,中部地区、Ⅰ型、Ⅱ型及超特大城市尤其严重。④ 具体传导路径为,土地财政扩张主要通过房地产开发带来的投资挤占效应影响城市全要素生产率,其次是房价上涨的成本拉动效应,而工资水平上升主要在东部地区、Ⅰ型及以下规模城市发挥作用。以上结论在一系列稳健性检验后依然成立。最后提出明确土地出让收支范围、产业梯度转移与升级、宏观调控与因城施策并行等政策建议。     

中国城市发展方针的演变调整与城市规模新格局

城市发展方针是指导城市持续健康发展、把握城市发展大局与方向的总体纲领。处在不同发展阶段的城市需要与之相适应的城市发展方针来指导,城市发展的阶段性规律决定了城市发展方针是随着城市发展阶段的变化而调整的,因而不是一成不变的。在对中国近60 多年来城市发展总体方针演变过程与指导效果回顾总结的基础上,客观分析了中国现行城市发展方针的局限性,包括现行城市发展方针与国家城市发展的客观现实不相符合,缺少对城市化重点地区“城市群”的基本表述,对大、中、小城市的划分标准不尽合理,现行城市发展方针指导下的城市体系等级规模结构与行政区划不相协调等。最后提出了调整现行城市发展方针的建议方案,重新划分大、中、小城市的规模标准,将中国城市划分为超大城市（市区常住人口规模≥1000 万人）、特大城市（介于500 万~1000 万人）、大城市（介于100 万~500 万人）、中等城市（介于50 万~100 万人）、小城市（介于10 万~50 万人）、小城镇（<10 万人） 共六个规模等级标准;将新形势下中国城市发展方针调整为：引导发展城市群,严格控制超大和特大城市,合理发展大城市,鼓励发展中等城市,积极发展小城市和小城镇,形成城市群与大、中、小城市与小城镇协调发展的国家城市发展新格局。到2020 年将形成由20 个城市群、10 个超大城市、20 个特大城市、150 个大城市、240 个中等城市、350 个小城市和19000 个小城镇组成的6 级国家城市规模结构新体系;重新构建建制市的设市标准,尝试建立民族自治市;鼓励发展小城市和小城镇,把其作为农业人口就近就地市民化的首选地,不断提升城镇化发展质量。     

城市群视角下中国人口分布演变特征

以“十三五”提及的19个城市群为研究对象,采用第五、第六次全国人口普查的常住人口数据,引入重心模型、空间自相关、泰尔指数等研究方法,从城市群视角分析中国人口分布的演变特征。结果表明：① 2000-2010年中国城市人口密度、自然增长率、流动人口、常住人口的空间演变与城市群的分布、发展密切关联;全国常住人口的空间分布重心朝东南方向移动;城市群是全国人口密度和人口总量增长的高值区,是人口自然增长率的低值区;全国集聚或扩散的人口流量较大的城市主要位于城市群内。② 10年间城市群内外地区的人口密度差异均呈扩大趋势,城市群的发展使人口大量流入城市群或其核心城市,城市群内的人口分布不均衡程度加剧,成为全国人口密度差异进一步扩大的主要原因。③ 中国城市群发展水平差异较大,处在不同发展水平的城市群表现出不同的人口集聚和扩散效应;处于发展水平较高的城市群主要位于东部沿海人口稠密地区,对人口有较强的吸引力,人口呈现总体集聚的特征,且逐步形成一定的等级结构。人口较稀疏的中西部地区的城市群大多仍处于发展水平较低阶段,对人口的吸引力较弱,人口呈现核心集聚边缘扩散的特征,城市体系结构尚未稳定。