曾偉平，朱佩娟，羅 鵬，李昕昕

（湖南師范大學資源與環(huán)境科學學院，湖南長沙410081）

中國城市群的識別與發(fā)育格局判定分析

曾偉平，朱佩娟，羅 鵬，李昕昕

（湖南師范大學資源與環(huán)境科學學院，湖南長沙410081）

文章在借鑒前人研究的基礎上，采用空間分區(qū)的方法進行城市群識別，并結合指標法對所識別的城市群進行發(fā)育格局判定，以期為城市群識別方法和理論研究提供一些借鑒，為國家準確進行城市群發(fā)展規(guī)劃提供有價值的參考。研究表明：中國現有城市群數量有18個，形成“5+6+7”的分布格局，包括5個國家級城市群、6個區(qū)域級城市群和7個地區(qū)級城市群，發(fā)育格局呈現出發(fā)育程度的等級性、地域分異性和沿主要交通經濟軸帶分布等特征。

城市群；空間分區(qū)；指標法；發(fā)育格局

一、引言

在經濟全球化和區(qū)域一體化驅使作用下，城市群已成為全新的國家參與全球競爭與國際分工的基本地域單元，它的發(fā)展深刻影響著國家的國際競爭力，對國家經濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有重大意義［1］。我國政府已意識到城市群發(fā)展的重要意義，也特別重視它們的建設發(fā)展，這從近年來的幾個重大文件（或事件）如《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014-2020）》、2016年中央城市工作會議、《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》（以下簡稱“國家‘十三五’規(guī)劃”）等中可見一斑，尤其是“國家‘十三五’規(guī)劃”再一次強調要以“城市群為主體形態(tài)”來推進新型城鎮(zhèn)化建設，這已是第三次將城市群建設寫入國家五年發(fā)展規(guī)劃。顯然，城市群建設已提升至國家發(fā)展的戰(zhàn)略層面，城市群化的發(fā)展必將成為我國未來若干年城鎮(zhèn)化建設過程中不可逆轉的潮流。

在學術界，有關城市群的研究自20世紀50年代法國地理學家簡·戈特曼Jean Gottmann提出Megalop?lis概念后就方興未艾［2］，其中對城市群識別或判定的研究給予了格外關注，足以見得該項研究的重要性和基礎性。從中梳理出國內外學者的相關研究可以發(fā)現，主流的城市群識別或判定方法大致包括三個方面。第一，基于主要經濟社會指標的指標法。該方法在經過考慮城市群的主要特征后，設定若干經濟社會發(fā)展的指標作為城市群遴選準則，通過遴選準則的城鎮(zhèn)集合體則就被認為是已經發(fā)展為城市群，并依據指標通過項數來作為城市群發(fā)育程度的反映。運用過此類方法的學者較多，如Gottmann［3］、Mcgee［4］、周一星［5］、寧越敏［6］、金本良嗣［7］、姚士謀［8］、方創(chuàng)琳［9］等都基于此法開展了大量實證性研究。這種研究方法的優(yōu)點是數據獲取較為便捷、研究方法成熟、研究成果明確等，但也有空間信息利用不足、指標選取具有主觀性等缺陷，對于城市群范圍內的空間聯系往往解釋不夠。第二，基于空間測算模型的研究。這類方法一般都是通過建構一個反映城市群內部聯系的空間模型來對城市群進行相對客觀的識別，也被不少學者所采用。在國外有Huff D L［10］、Ottaviano G I P［11］、Mu L［12］、Liang S M［13］.等學者先后應用引力模型、積權重Voronoi圖、場模型進行過城市群識別；在國內，顧朝林最早采用空間模型進行城市群識別［14］，之后，方創(chuàng)琳［15］、李震［16］、黃建毅［17］、王麗［18］、魏后凱［19］等學者也廣泛采用了諸如城市群發(fā)育程度指數模型、引力模型、加權Voronoi圖、潛力模型、場模型等空間測算模型開展研究。該方法克服了指標法的不足，反映了城市群的內部聯系特征，但有的模型因為指標專業(yè)化太強而不易獲取數據，有的模型因為本身就比較復雜而不易推廣，有的模型是直接從其他學科中引用過來的，其解釋能力很難讓學界普遍接受。第三，基于地理信息科學的方法。由于學術界對城市群概念本質的認識在逐步加深，地理信息科學的分析手段也在日臻成熟，所以基于地理信息科學的方法對城市群空間范圍的識別研究也在逐漸受到學術界的青睞。張倩、薛俊菲等學者基于GIS平臺以空間可達性為依據開展了全國城市群的集成研究［20-21］，昌亭、周垠等則基于夜間燈光遙感數據進行了特定城市群的典型性研究［22-23］。就運用此類方法的已有研究而言，該方法優(yōu)點是技術路線比較完整，識別出的城市群客觀性比較強，但不足之處也較明顯，譬如空間可達性只能反映城市群特征的一個方面，社會經濟因素對城市群的影響并未包含其中，而夜間燈光數據是一種空間靜態(tài)數據，雖然包含社會經濟因素的影響，但對于城市群的本質特征，即密切的經濟社會聯系并未能很好體現。由此觀之，目前學術界對于如何識別和界定城市群這一基礎且重要的問題還眾說紛紜，尚未形成統一共識，這主要是由于學者們在城市群概念本質的認識、界定標準的設定、最小分析單元的選用和識別方法的選擇上還存在著不小的差異［24］。由此帶來的不利影響顯而易見：一方面，在進行城市群歷史數據的對比研究上，容易出現口徑不一的問題，影響研究的連續(xù)性；另一方面，也是最重要的方面，就是不利于準確有效地制定并落實城市群發(fā)展規(guī)劃，不能充分釋放城市群引領區(qū)域經濟社會發(fā)展的潛能。

綜上，城市群在未來若干年的發(fā)展中必然會直接關系我國經濟社會發(fā)展的成效，而目前的研究尚且缺乏統一有效的城市群識別標準，所以發(fā)展一種客觀性強、準確度高、操作簡便的城市群識別界定方法十分必要。為此，本研究嘗試以暗含經濟社會屬性和區(qū)域聯系特征的路網密度變化狀況為依據進行全國尺度的空間分區(qū)，在此基礎上將我國的城市群識別出，然后采用反映城市群規(guī)模等級、影響力、開放性以及發(fā)展水平等方面的指標對上面識別出的城市群進行發(fā)育程度判定和發(fā)育格局特征分析，以期為后續(xù)的城市群識別方法和理論研究提供一些借鑒，為國家準確進行城市群發(fā)展規(guī)劃提供有價值的參考。

二、基于空間分區(qū)的城市群識別

（一）機理分析

城市群是指在特定區(qū)域范圍內云集相當數量不同性質、類型和等級規(guī)模的城市，以一個或多個中心城市為核心，借助現代化交通工具和綜合運輸網的通達性，以及高度發(fā)達的信息網絡，不斷向周圍區(qū)域輻射構成的一個相對完整的“集合體”［25］。從這個概念出發(fā)，可以發(fā)現城市群具有集聚性、規(guī)模性、聯系性和開放性等特征。也就是說，城市群是個典型的結節(jié)區(qū)概念，它包括一個以上具有較強集聚功能的結節(jié)點（中心城市）以及環(huán)繞結節(jié)點的吸引區(qū)（腹地），結節(jié)點和吸引區(qū)通過流通的線路相聯結，結節(jié)區(qū)的邊界（城市群邊界）處于聯結的末端。結節(jié)區(qū)邊界實際上就是發(fā)生質變的分界線，兩側的社會經濟狀況迥然不同，邊界內部社會經濟聯系發(fā)生頻繁，這些活動所體現的人流、物資流、資金流、信息流等多得通過交通，特別是快速便捷的公路交通來實現，對交通的強烈需求使得在空間層面上表現出交通道路網高度密集的現象。與此相反，在結節(jié)區(qū)邊界外圍，由于經濟活動強度減弱，對交通需求減少從而缺乏道路建設的動力，道路網密度明顯下降。由此可以發(fā)現，城市群融入其周邊區(qū)域的過程會通過它的道路網密度變化來反映，這種密度變化不僅能夠體現城市群密切聯系性和高可達性特征，還暗含著其經濟社會屬性會隨著相對距離的變化而在空間上呈現出逐漸變異的特質。

在國家尺度上看，對城市群識別其實就是要在國家層面進行分區(qū)，將作為增長極的城市群區(qū)域和發(fā)展水平一般的地域區(qū)分開來。既然城市群融入其周邊區(qū)域的過程會通過路網密度變化來反映，那么我們就可以根據路網密度變化率輔以自然間斷點的方法來進行全國尺度的模擬分區(qū)，從而將中國的城市群識別出來。在這里為何采用路網密度變化率而不采用路網密度？根據道路網密度本身并不能生成模擬分區(qū)［26］，這點已被研究者所證實，因此它根本無法識別出城市群。路網密度變化率是道路數量與空間尺度之間函數的斜率，在空間句法中它可以被解釋為是局部網絡與整體網絡之間互動過程的體現，它反映了城市群融入周邊區(qū)域的速率，可以根據對這種速率的分析來進行模擬分區(qū)，進而將城市群識別出。

（二）技術模型和數據來源

本研究在借鑒楊滔［26］空間分區(qū)理論的基礎上，結合城市群的屬性特征，構建了城市群識別的宏觀分區(qū)模型。假設一條道路在給定半徑范圍內，其周邊的道路數量可以表示為：

式中，R代表到某條道路的距離，NORR表示該條道路在半徑R范圍內的周邊道路數量。

那么在特定半徑R范圍內，該道路周邊的路網密度變化率可表示為：

在空間句法的模型中，兩個道路口間的路段被視為一個節(jié)點，那么在沿道路網擴張過程中，尺度半徑的變化將是離散性的。其離散形式可以表示為：

式中，R表示尺度半徑，S表示步長（指兩個尺度半徑之差），且S＜R。

對每條道路段計算其路網密度變化率，根據其數值變化，在GIS中用不同色彩來表達，根據其演算出的網絡所覆蓋的面域空間狀況來進行空間分區(qū)，進而識別出中國現有的城市群。在經濟地理學和區(qū)域經濟學中，通常將3小時經濟圈定義為一個經濟區(qū)概念，而將1小時經濟圈設定為生活區(qū)概念，基于對這兩個尺度概念的考慮，本研究將尺度半徑設為300km，步長定為100km，路網數據來源于“Open?StreetMap”中的中國大陸縣級以上公路網數據（港澳臺地區(qū)因數據獲取原因未包含在本研究中），軟件分析平臺為QGIS 2.14。

（三）識別結果及分析

根據中國主要公路網的密度變化情況，識別出中國不同程度的城市空間集聚狀況，其明顯表現出了空間分區(qū)的現象（圖1）。圖1顯示的網絡顏色呈現出不同類別，那就是因為在進行密度變化率運算時采用了GIS中的自然間斷點分級法，它會在差異較大的地方自動生成斷裂邊界，而且色調越暖反映該區(qū)域路網密度變化率越小，即發(fā)展越成熟。從圖1中也能發(fā)現一些區(qū)域（如西藏）中有些線段的顏色呈現出明顯的暖色調并且很長，根據公式（3）和實際經驗可知，這是由這些區(qū)域本身路網稀疏所致，所以根據經驗不難將它們排除出城市群考慮行列。

圖1 密度變化率演算出的空間分區(qū)現象

以第一、二等級網絡覆蓋范圍為基礎（其中，第一等級對應城市群中發(fā)展成熟區(qū)域，第二等級表示該區(qū)域尚在發(fā)育中），在保證縣級行政區(qū)劃完整性原則條件下，得到了中國已成熟或正在發(fā)育的城市群數量共有18個。它們包括8個在各自群內具有較大成熟區(qū)域面積的城市群——東北城市群、京津冀城市群、長江三角洲城市群、海峽西岸城市群、珠江三角洲城市群、成渝城市群、黔中城市群和天山北坡城市群等，以及10個內部成熟面積較小甚至基本都為發(fā)育區(qū)域的城市群——長江中游城市群、中原城市群、山東半島城市群、關中城市群、蘭西城市群、北部灣城市群、晉中城市群、寧夏沿黃城市群、呼包鄂城市群、滇中城市群等（圖2）。

圖2 中國現有城市群的空間分布

本研究采用空間分區(qū)方法識別出的18個城市群雖然在稱謂、數量和劃分上與既有研究中的“16個”、“20個”、“22個”等[27]有個別差異，但在空間分布和地理區(qū)位上基本能相對應，這正印證了本研究的科學性和客觀性。上述所提及有較大成熟區(qū)域面積的8個城市群的所謂“成熟區(qū)域”僅是針對城市群本身而言，說明它們在經濟社會發(fā)展中具有核心區(qū)域發(fā)揮較為明顯的聚射作用，但不能因此排除有些城市群的發(fā)育區(qū)域發(fā)展得比一些城市群的成熟區(qū)域還要好的可能，而另外10個城市群卻真的體現了它們核心城市對城市群整體發(fā)展帶動不足的問題。此外，本研究中有兩個城市群需要說明一下：東北城市群將學界認定的遼中南和哈長等2個城市群統一了起來，不僅有基于這個地區(qū)有密切便捷交通聯系的考慮，而且也與這一地區(qū)具有相似的自然地理環(huán)境、相同的區(qū)域經濟政策和同源的文化風俗習慣相吻合；長江中游城市群涵蓋了武漢都市圈、長株潭城市群和環(huán)鄱陽湖城市群，但未包含“江淮城市群”在內，一方面是由于“江淮城市群”的城市流要素被長三角“襲奪”使得其城市群特征不明顯，另一方面也說明它與其他三個地區(qū)在交通相接、經濟相融等方面關聯性特征并不明顯。

三、城市群發(fā)育格局分析

（一）發(fā)育格局判定依據

中國現有較為成熟或正在發(fā)育的城市群共有18個，它們之間的發(fā)育程度存在不小差異，只有將它們的類型根據各自發(fā)育程度界定出來才能準確地進行城市群發(fā)展引導。本研究以城市群發(fā)育需求為導向，結合國內外著名學者提出的城市群界定標準［3，5，8-9］，提出了9條反映城市群經濟、社會等方面發(fā)展情況的指標作為城市群發(fā)育的判定準則，所構建的指標體系囊括了城市群對結構、規(guī)模、影響力、開放性、首位度以及發(fā)展水平等方面的要求（表1）。

以各城市群對判定準則的通過項數為依據進行城市群發(fā)育程度的劃分，通過項越多反映相對越成熟：若城市群以較高水平通過了全部準則或者僅有一項未達標，則說明其具備引領國家宏觀經濟社會發(fā)展的能力，是當之無愧的國家級增長極，可定義為國家級城市群；通過5項至7項準則的城市群說明其在國家層面也能扮演一定角色，但更主要的還是起區(qū)域經濟發(fā)展引擎的作用，屬于區(qū)域級城市群；通過項在4項及以下的則認為只可作地區(qū)級城市群，其影響力僅限于地方。

表1 城市群發(fā)育程度判定準則

（二）城市群發(fā)育格局與特征

以上述判定準則對上述18個城市群進行指標達標情況統計，得到如表2的結果。

表2 中國城市群指標通過情況匯總

從表2中可以發(fā)現，中國現有國家級城市群有長三角、珠三角、京津冀、成渝和東北城市群等5個，其中長三角、珠三角和京津冀城市群以較高水平通過了全部界定準則，說明它們不僅是中國經濟社會發(fā)展的重要增長極，而且也已具備打造成世界級城市群的條件。長江中游、海峽西岸、山東半島、中原、黔中和天山北坡等6個城市群由于經濟開放程度、整體經濟實力、城市等級結構或者人口集聚規(guī)模等因素所制約，使得它們暫時只能作為區(qū)域性城市群發(fā)揮區(qū)域級集聚和輻射功能。關中、蘭西、北部灣、滇中、晉中、呼包鄂和寧夏沿黃城市群等發(fā)展所面臨的共性制約因素較多，譬如中心城市實力較弱、經濟開放程度低、“人氣”匯聚不夠、城市群先行區(qū)建設的基礎不強等問題，指標達標情況不理想，能力僅限于服務地區(qū)，屬于地區(qū)級城市群。

總體來看，中國目前的城市群發(fā)育格局存在三個明顯特征：①城市群發(fā)育水平差距大，發(fā)育具有等級性。根據前述發(fā)育程度判定發(fā)現，中國城市群發(fā)育水平參差不齊，分為國家級、區(qū)域級和地區(qū)級三個級別，而低發(fā)育水平的城市群占比超過1/2，不能有效發(fā)揮城市群對國家經濟的帶動作用。發(fā)育程度最高的長三角、珠三角和京津冀城市群與發(fā)育程度處于低水平的呼包鄂、寧夏沿黃城市群等的巨大反差對比鮮明。鑒于此，國家在制定城市群發(fā)展規(guī)劃時，應該根據城市群分屬的不同類型進行差異性引導、差別化發(fā)展，甚至在同一類型的城市群內部也要根據各自發(fā)育程度和面臨問題不同而有針對性的破除城市群發(fā)展障礙。②城市群分布的地域分異性顯著。在占國土面積不到30%的東部和中部地區(qū)，城市群分布數量多且集中，城市群區(qū)域占二者總面積的比重接近41%，而且分布于此的城市群基本上屬于發(fā)育程度較好的國家級和區(qū)域級城市群。與此相反，占國體面積71%的廣大西部地區(qū)則存在大片區(qū)域處于無城市群狀態(tài)，這將會使得其在經濟建設中因缺乏引擎導致發(fā)展動力不足，不利于實現中國區(qū)域經濟協調發(fā)展，為此，必須在西部地區(qū)積極培育發(fā)展出一批有較大影響力的城市群。③城市群主體分布在“π”字型開發(fā)軸帶上（圖3）。“π”字型開發(fā)軸帶是中國國土開發(fā)的主軸，分布于該軸帶上的城市群有15個，占到城市群總數量的83.3%，在沿海經濟帶上有7個，長江經濟帶上有5個，隴海—蘭新軸帶上有4個。國家級城市群全部分布在該軸帶上，其中，長三角城市群作為長江經濟帶和沿海經濟帶的交匯點，兼顧雙重區(qū)位優(yōu)勢，已成長為中國乃至世界上具有極其重要影響力的城市群。這種城市群沿國家交通經濟帶分布格局的形成，它與中國改革開放后以“點—軸”發(fā)展理論指導國土開發(fā)的社會經濟背景密不可分?？梢灶A見，未來中國新型的城市群也必將誕生于重要的交通經濟帶上。

圖3 中國城市群發(fā)育格局示意

四、結論與討論

（一）結論

本研究在借鑒前人研究的基礎上，嘗試采用了空間分區(qū)方法進行全國尺度的城市群識別，并根據城市群屬性特征對所識別的城市群進行發(fā)育格局分析，結果表明：中國現有城市群18個，形成了“5+6+7”的分布格局，包括5個國家級城市群——長三角、珠三角、京津冀、成渝和東北城市群，6個區(qū)域及城市群——長江中游、海峽西岸、山東半島、中原、黔中和天山北坡城市群，7個地區(qū)級城市群——關中、蘭西、北部灣、滇中、晉中、呼包鄂和寧夏沿黃城市群，其發(fā)育格局呈現出發(fā)展程度的等級性、地域分異性和沿主要交通經濟軸帶分布等特征。為此，政府在制定城市群發(fā)展規(guī)劃時要有差異性和針對性地進行分類指導。

（二）討論

筆者認為，本研究所采用的方法有幾個值得關注的地方：①城市群識別采用的宏觀分區(qū)方法，既考慮到城市群內部聯系特征，也兼顧到城市群其他經濟社會特質，所得結果客觀性較強。②城市群發(fā)育格局判定中所建立的指標體系較全面考慮了城市群的屬性特征，發(fā)揮了指標法的長處，并嘗試性提出城市群GDP中心度和發(fā)育指數來進行城市群發(fā)育界定。③便于在國家層面直觀地進行城市群間的橫向比較分析，若采用不同年份的實際路網數據，還可以對城市群發(fā)展進行時間序列分析。④研究方法和技術流程可重復性強，若將國家規(guī)劃年限內改擴建或新建路網數據加到基期年份內再重復上述識別流程，可對我國城市群未來可能的發(fā)展走向進行模擬預測。

當然，任何一種方法都難免帶有一些局限，本研究也難以避免。比如，采用道路網來作為空間分區(qū)識別城市群的基礎數據，但實際上城市群內不僅有頻繁的交通聯系，還在發(fā)生著密切的互聯網、物聯網、金融網絡關聯，而這些重要的虛擬聯系網絡因數據獲取原因還需在后續(xù)研究中做進一步探討。此外，該識別方法可以有效進行大尺度層面的城市群集成研究，但是它在開展特定城市群的典型性研究時效果如何仍需后續(xù)研究加以驗證。

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An Analysis on the Identification and Development Pattern of Urban Agglomeration in China

ZENG Wei-ping,ZHU Pei-juan,LUO Peng,LI Xin-xin
(College of Resources and Environmental Science,Hunan Normal University,Changsha 410081,China)

This paper,based on the previous research,employs the spatial partition method to identify urban agglomerations,and deter?mines the development pattern of the identified urban agglomerations by combining with the index method in order to provide some refer?ence for the identification method and theory research of urban agglomeration and valuable reference for China to carry out urban agglom?eration development planning.The study shows that:Currently,there are 18 urban agglomerations in China,including five urban agglomer?ations at national level,six urban agglomerations at regional level and seven urban agglomerations at prefecture level,which forms the dis?tribution pattern of“5+6+7”.The development pattern presents the features,such as the level of development degree,regional differentia?tion and distribution along the main traffic economic axial belt,etc.

urban agglomeration;space partition;index method;development pattern

F291

A

1007-5097（2017）03-0105-06

［責任編輯：程 靖］

10.3969/j.issn.1007-5097.2017.03.014

2016-09-13

國家科技支撐計劃子課題（2012BAJ15B06-08）；湖南師范大學人文地理學重點學科資助項目

曾偉平（1992-），男，江西贛州人，碩士研究生，研究方向：經濟地理與區(qū)域發(fā)展；

朱佩娟（1974-），女，湖南岳陽人，副教授，研究方向：城鄉(xiāng)規(guī)劃與城市地理；

羅鵬（1992-），男，江西吉安人，碩士研究生，研究方向：城市與區(qū)域規(guī)劃；

李昕昕（1992-），女，山西長治人，碩士研究生，研究方向：城市與區(qū)域規(guī)劃。