侯愛玲，郭付友，吳連濤

(曲阜師范大學地理與旅游學院，山東 日照 276826)

0 引言

改革開放以來，我國城市化異速發(fā)展引起了國內外學者的廣泛關注，隨著城市化進程的不斷推進，引起了城市數量的快速增加與城市地域景觀的外延式推進[1-2]。我國城市的形成具有明顯的政府主導痕跡，自上而下型城市發(fā)展特征相對突出，異速的城市化發(fā)展模式也帶來了嚴重的資源環(huán)境與經濟社會發(fā)展問題，目前人地矛盾、建設用地與農業(yè)用地矛盾突出，城鄉(xiāng)二元結構正面尖銳挑戰(zhàn)[3-4]，迫切要求采取合理措施，嚴控城鎮(zhèn)規(guī)模異速擴張。并且城鎮(zhèn)發(fā)展對于土地利用演替、土地政策制定、土地利用主體行為以及區(qū)域發(fā)展產生重要影響，研究城鎮(zhèn)發(fā)展格局對于鄉(xiāng)村振興具有重要的促進作用[5]。城鎮(zhèn)發(fā)展格局是基于國家資源環(huán)境、經濟社會發(fā)展、生態(tài)安全現實條件而在國土空間上形成的等級規(guī)模有序、職能分工合理、輻射帶動作用明顯的城鎮(zhèn)空間配置形態(tài)及特定秩序[6]。因此，做好城鎮(zhèn)體系規(guī)模結構合理性評價對經濟社會發(fā)展具有重要的指導作用。

城鎮(zhèn)規(guī)模結構合理性是城鎮(zhèn)體系合理性研究的核心，能夠提升城市體系的核心競爭力與核心功能的發(fā)揮。學界普遍認可的評價城市等級與城市規(guī)模關系的評價模型—Zipf法則，能夠定量地評價城市規(guī)模與等級關系。國外學者Gabaix和Duranton等[7-8]應用該法則對世界各國城市規(guī)模與等級關系進行科學評價。國內學者嚴重敏[9]與王法輝[10]等利用Zipf法則檢驗城市位序與規(guī)模分布情況，在分析城市位序與城市規(guī)模相關關系基礎上提出了影響中國城市規(guī)模的影響因素。劉繼生[11]認為城市規(guī)模及其位序關系可以通過Zipf模型貼切表述。王德利[12]基于規(guī)模分布、規(guī)模緊湊度與規(guī)模效率3個層面，構建了城市群規(guī)模結構三維合理性評價的診斷模型。眾多學者基于人口統計數據視角[13-16]與建設用地視角[17-18]對于城市體系規(guī)模結構的演變特征進行了綜合分析。研究關注了城市體系對于人口協調、社會經濟發(fā)展以及環(huán)境污染等方面，但往往基于單一用地或人口視角，最終結果可能具有一定的片面性，該文采用用地與人口綜合視角對于城市體系規(guī)模結構進行合理性評價。

近年來，山東省城鎮(zhèn)化水平保持了較快的發(fā)展速度，常住人口城鎮(zhèn)化率從2010年49.71%提升至2017年60.58%，增加了10.87個百分點，經濟發(fā)展與人口分布空間上存在錯位現象，且囿于資源稟賦與區(qū)位因素等條件限制，小城鎮(zhèn)發(fā)展水平存在顯著的地域差異。較為發(fā)達的城市，如濟南、青島、淄博、煙臺等，小城鎮(zhèn)發(fā)展動力較強，礦產資源密集區(qū)與特殊稟賦的小城鎮(zhèn)發(fā)展較好，而魯西南與魯西北小城鎮(zhèn)缺乏動力。小城鎮(zhèn)作為城鄉(xiāng)統籌的重要載體，未來將承擔著更為重要的作用[19]。山東省城鎮(zhèn)發(fā)展具有一定的代表性，該文以山東省為例開展了相應研究，希冀為山東省及同類區(qū)域的城鎮(zhèn)體系合理發(fā)展提供參考借鑒。

1 樣本選取與研究方法

1.1 研究樣本選取

山東省城鎮(zhèn)體系呈現典型的小城市富集現象，沒有超大城市與特大城市；大城市數量占總數的6.8%，中等城市占比為11.65%，小城市數量占比為81.55%。該文數據以2017年山東省137個縣級行政單元為樣本，建立市區(qū)戶籍人口數據與建成區(qū)面積數據數據庫，利用SPSS19.0和ArcGIS10.0等數據處理平臺，對山東省城市體系規(guī)模結構進行時空分異特征分析。

1.2 研究方法

1.2.1 城鎮(zhèn)體系合理性診斷模型

運用城鎮(zhèn)體系合理性判斷模型(Zipf法則模型)對山東省城鎮(zhèn)體系規(guī)模結構的合理性進行診斷,其理想狀態(tài)下城鎮(zhèn)規(guī)模分布表達式為：

Mr=M/r

(1)

式中：Mr為第r個城鎮(zhèn)人口數量；M為最大城鎮(zhèn)人口；r是人口為Mr城鎮(zhèn)的位序。隨后羅特卡對該模型進行推廣，即：

(2)

式中：n為所有城鎮(zhèn)總量；Pi表示第i城鎮(zhèn)的次序；Mi是按照大小順序排序后城鎮(zhèn)規(guī)模；M為首位城鎮(zhèn)規(guī)模大??；q為Zipf指數。為使計算方式簡便、直觀，研究擬采用自然對數變換方式進行改進，即得到：

Mi=M-qpi

(3)

式中：Mi值由回歸分析確定。當q=1時，城鎮(zhèn)體系分布最為均衡，城市體系進入成熟階段，但此類情況較少；當q<1時，城鎮(zhèn)分布較為均衡化，城鎮(zhèn)體系較為成熟，q越趨近于1，表示城鎮(zhèn)分布越均衡，城鎮(zhèn)體系越完善；當q>1時，城鎮(zhèn)只存在特大城鎮(zhèn)或規(guī)模以上城鎮(zhèn)，城鎮(zhèn)中間位次存量較少，城鎮(zhèn)體系不完善[12]。因此，研究山東省城鎮(zhèn)規(guī)模體系合理性，該文選擇Zipf法為樣本研究方法。

1.2.2 城鎮(zhèn)規(guī)模合理性診斷模型

城鎮(zhèn)規(guī)模包括人口規(guī)模與用地規(guī)模，通過構建城鎮(zhèn)規(guī)模效率指數定量測度城鎮(zhèn)規(guī)模合理性，城鎮(zhèn)規(guī)模效率指數是衡量城鎮(zhèn)人口與用地規(guī)模的重要評價指標，定量表征某城鎮(zhèn)規(guī)模效率，公式為[20]：

(4)

式中：F為某城鎮(zhèn)規(guī)模效率指數；LSi為城鎮(zhèn)建成區(qū)用地規(guī)模；MSi為第i城鎮(zhèn)的建成區(qū)人口規(guī)模。

1.2.3 城市規(guī)模效率判別

城市規(guī)模效率可以衡量一個城市用地規(guī)模是否合理，城市建設用地土地集約度是關系到城市規(guī)模效率高低的重要指標。城市規(guī)模效率判別主要依據《城市用地分類與規(guī)劃建設用地標準》，同時借鑒前人相關研究[21]，將城市規(guī)模效率分為高合理城市、較高合理城市、中等合理城市、低合理城市和不合理城市(表1)。

2 結果分析

2.1 山東省城鎮(zhèn)體系規(guī)模結構特征

2.1.1 地級市城市體系規(guī)模結構

根據山東省17地市下轄縣級以上單位，分別統計縣級以上城市數量，通過ArcGIS10.0軟件對山東省縣級以上城市空間分布數量直觀顯示，結果表明：山東省縣級以上城市分布數量最多的區(qū)域大體呈現“√”型。具體地，分布在魯西地區(qū)的德州、聊城；魯南地區(qū)的菏澤、濟寧、臨沂；半島地區(qū)的濰坊、煙臺。魯中地區(qū)的濱州、東營、濟南、淄博、泰安和半島地區(qū)的青島市分布數量居中。另外，萊蕪、棗莊、日照與威海分布數量最少(圖1)。

表1 城市規(guī)模效率評價標準

圖1 山東省城鎮(zhèn)化規(guī)模結構圖

究其原因，分布數量最多的區(qū)域中各地市人口數占全省人口數量的62.35%，且其行政區(qū)面積較大，需要有更多縣級行政單元實現行政管理與民生管理，因此其城鎮(zhèn)規(guī)模較大；魯中地區(qū)以平原區(qū)為主，經濟實力雄厚，GDP水平占全省45.1%，城鎮(zhèn)體系需要有一定規(guī)模的縣級行政單位執(zhí)行管理職責，較為合理地分配了城鎮(zhèn)數量，城鎮(zhèn)結構合理；萊蕪、日照、威海作為新興城市，其城市規(guī)模剛剛興起，因此其縣級行政單位較少，城鎮(zhèn)規(guī)模較小。

2.1.2 山東省城鎮(zhèn)Zipf指數特征

Zipf模型被廣泛應用于驗證城鎮(zhèn)結構合理性，運用該模型對山東省城鎮(zhèn)規(guī)模結構進行合理性評價，對于城鎮(zhèn)位序與城鎮(zhèn)規(guī)模指數進行相關擬合分析知，山東省城鎮(zhèn)位序—規(guī)模擬合特征明顯(判定系數R2=0.962，T=42.852)，且具有典型的分異特征，檢驗結果通過了0.01的顯著性水平檢驗(圖2)。

圖2 山東省137縣區(qū)城鎮(zhèn)位序—規(guī)模分布圖

由圖2知，山東省位序—規(guī)模呈現出明顯的階段性特征，總體上分為三個階段：第一個階段城市位序∈[1，10]，此時期Zipf指數處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)；第二個階段城市位序∈[11,40]，此時期Zipf指數迅速降低；第三個階段城市位序∈[41,137]，此時期Zipf指數又進入較為穩(wěn)定狀態(tài)，且總體上呈現出緩慢降低的態(tài)勢。通過Zipf指數可以發(fā)現，現階段山東省城鎮(zhèn)體系呈現金字塔式，擁有眾多的中小城市，大城市較為缺乏，且大城市的帶動效應較低，未來需要積極培育區(qū)域中心城市，增強大城市輻射帶動作用。

2.2 山東城鎮(zhèn)體系規(guī)模結構合理性診斷

2.2.1 山東省城鎮(zhèn)體系規(guī)模結構時間演化特征

通過城鎮(zhèn)規(guī)模效率指數判定城鎮(zhèn)體系規(guī)模結構合理性演化特征，計算2008—2017年山東省城鎮(zhèn)規(guī)模效率指數，將其對應于相應的q值，同時對于山東省137個縣級行政單元每一年的城鎮(zhèn)位序與城鎮(zhèn)規(guī)模進行線性回歸分析，結果見表2。

表2 山東省城市位序—規(guī)模分析

由表2可知，山東省城鎮(zhèn)體系q值總體呈現出先上升后下降再上升的“N”型演化特征，雖然隨著時間的演化，山東省城鎮(zhèn)體系由低級向高級、由不合理向合理的演化趨勢，但q值整體變動趨勢不大，穩(wěn)定在0.822～0.860之間，q值分析結果表明，山東省城鎮(zhèn)體系規(guī)模結構具有相對穩(wěn)定性，未來勢必需要對于城鎮(zhèn)規(guī)模進行調控，進而在空間上合理調控人口規(guī)模與地域布局，形成更加合理完善的城鎮(zhèn)規(guī)模結構體系。另外，對于城鎮(zhèn)位序與城鎮(zhèn)規(guī)模進行空間線性回歸分析發(fā)現，山東省城鎮(zhèn)位序與城鎮(zhèn)規(guī)模的關系明顯受到區(qū)域因素的相互作用，由此也反映出區(qū)域城市規(guī)模明顯受到其他區(qū)域的相互影響，而現階段山東省城鎮(zhèn)體系的形成也說明了區(qū)域極化作用相對突出，缺少大城市輻射涓滴效應的發(fā)揮，城市之間的競爭作用相對大于合作效應，未來需要加強空間調控響應措施，引導區(qū)域一體化發(fā)展。

2.2.2 山東省城鎮(zhèn)體系規(guī)模結構空間分異特征

將城鎮(zhèn)規(guī)模效率指數與其相對應的Q值導入到ArcGIS中，進行空間分析，結果見圖3。

圖3 山東省城市規(guī)模效率空間分布圖

由圖3可知，總體上山東省城鎮(zhèn)規(guī)模效率呈現出散團鑲嵌分布的空間格局，且初步形成了三大高度合理的城市規(guī)模效率空間格局，即省會經濟城市圈核心區(qū)、以煙臺與青島為中心的東部沿海核心區(qū)、以臨沂為中心的內陸核心區(qū)。三大高度合理的城市規(guī)模效率空間溢出效應開始發(fā)揮，高度合理的城市規(guī)模效率開始向點軸模式轉變，空間上分別形成了以省會經濟城市圈和煙臺、青島、日照等沿海經濟圈的東西兩翼，以濰坊、東營、濱州的北翼與魯南經濟帶南翼的“口”字型格局。同時城市規(guī)模效率也呈現出同心圓式發(fā)展格局，圍繞著三大高度合理的城市規(guī)模效率為核心，周圍分別分布較為合理區(qū)域、中度合理區(qū)域、低度合理區(qū)域以及不合理區(qū)域。

從城鎮(zhèn)規(guī)模效率的比例關系分析，高度合理的區(qū)域所占比重最多(41.60%)，不合理區(qū)域所占比重最小(6.57%)，由此反映出，山東省城鎮(zhèn)體系具有相對較高的城鎮(zhèn)規(guī)模效率。且從圖3知，高度合理的區(qū)域位于地市中心周邊縣市區(qū)，而不合理區(qū)分布于中心城區(qū)外圍邊緣地區(qū)，尤其是“地廣人稀”的縣區(qū)。另外低度合理區(qū)域(17.52%)和中度合理區(qū)域(18.25%)所占比重仍然較大(35.77%)，未來城鎮(zhèn)體系仍然具有一定的優(yōu)化提升空間，應該進一步促進高度合理區(qū)域的涓滴擴散效應的發(fā)揮，帶動周圍區(qū)域向高度合理區(qū)域演化發(fā)展。

3 結論

該文主要基于用地與人口的復合視角，綜合構建了城鎮(zhèn)體系規(guī)模結構合理性判別模型以及城市規(guī)模效率判定模型，并且對于2008—2017年山東省城鎮(zhèn)體系的合理性進行綜合評價，研究結論如下：

(1)基于地級市尺度分析發(fā)現，山東省城鎮(zhèn)規(guī)模結構較為合理，且其空間分布呈現出“√”型分布特征，這種空間格局的形成與其區(qū)域內人口規(guī)模、用地面積具有重要的關系，一定程度上驗證了基于用地規(guī)模與人口規(guī)模評價城鎮(zhèn)體系的科學合理性。

(2)基于城鎮(zhèn)Zipf指數分析發(fā)現，山東省城鎮(zhèn)位序—規(guī)模擬合效應明顯，且具有典型的分異特征，檢驗結果通過了0.01的顯著性水平檢驗。總體上山東省城鎮(zhèn)Zipf指數呈現出穩(wěn)定發(fā)展—迅速降低—較為穩(wěn)定的階段性變化特征，且Zipf指數的變化反映出山東省大城市的首位中心作用不突出，未來需要增強區(qū)域中心城市培育。

(3)基于城鎮(zhèn)體系規(guī)模結構時序演化特征發(fā)現，山東省城鎮(zhèn)體系具有相對穩(wěn)定性，且隨著時間推移，其城鎮(zhèn)體系呈現出由低級向高級、由不合理向合理的演化趨勢。同時空間線性回歸分析結果表明，山東省城鎮(zhèn)位序與城鎮(zhèn)規(guī)模的關系明顯受到區(qū)域因素的相互作用，未來需要加強空間調控響應措施，引導區(qū)域一體化發(fā)展。

(4)基于城鎮(zhèn)體系規(guī)模結構空間分異特征發(fā)現，山東省城市規(guī)模效率呈現出散團鑲嵌分布的空間格局，初步形成了三大高度合理的城市規(guī)模效率空間格局，且三大高度合理的城市規(guī)模效率空間溢出效應開始發(fā)揮，高度合理的城市規(guī)模效率開始向點軸模式轉變，空間上形成了“口”字型分異格局。

4 討論

對于城鎮(zhèn)體系規(guī)模結構合理性診斷研究具有迫切的現實訴求，區(qū)域之間城鎮(zhèn)體系規(guī)模分布不均衡，區(qū)域空間發(fā)展差異性突出，將會進一步阻礙區(qū)域實力的綜合提升以及區(qū)域之間一體化發(fā)展進程。城鎮(zhèn)規(guī)模的過于集中或者過度分散均不利于區(qū)域要素資源的最優(yōu)化配置，科學識別區(qū)域城鎮(zhèn)體系規(guī)模結構合理性，準確判定區(qū)域城鎮(zhèn)規(guī)模結構演化趨勢與存在問題，對于區(qū)域人口、資源環(huán)境以及社會經濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。根據研究結論，特提出山東省城鎮(zhèn)體系規(guī)模結構的優(yōu)化響應措施。

(1)積極發(fā)揮中心城市極化增長效應與涓滴擴散效應。積極強化中心城市功能，發(fā)揮中心城市的極化效應，發(fā)揮中心城市對于資源配置高效率特點，進一步做大做強中心城市規(guī)模。另外在強化中心城市功能的同時，應該進一步發(fā)揮中心城市涓滴擴散效應，尤其是青島市與濟南市作為山東省典型的區(qū)域增長極，積極推動濟南與青島的區(qū)域輻射效應發(fā)揮，推進城市空間一體化發(fā)展，整合山東省區(qū)位優(yōu)勢與資源優(yōu)勢，形成分工明確、特色顯著的城鎮(zhèn)規(guī)?；l(fā)展。

(2)優(yōu)化城鎮(zhèn)體系空間結構與城鎮(zhèn)體系職能結構。針對現階段山東省區(qū)域發(fā)展兩極化特征突出，應該積極增強中部區(qū)域城鎮(zhèn)發(fā)展進程，打破東西過渡區(qū)域的邊界束縛格局，實現中部地區(qū)“承東啟西”的過渡作用，空間上實現同城化與城市整合發(fā)展。明確城鎮(zhèn)之間職能分工，協調城鎮(zhèn)發(fā)展的職能結構，加強大城鎮(zhèn)與小城鎮(zhèn)的扶助性互動，強化大城鎮(zhèn)之間的抱團式發(fā)展，增加小城鎮(zhèn)之間的經驗交流，重點關注山東省城鎮(zhèn)體系的職能交流制度建設，最終形成大中小城鎮(zhèn)密切分工與協調發(fā)展。

(3)推動山東半島城市群發(fā)展進程。作為人口與產業(yè)要素空間集聚程度緊湊、經濟聯系緊密以高度同城化與一體化的特殊地域空間，區(qū)域與城市之間的競爭越來越表現為以城市群為核心的群體性競爭，城市群作為區(qū)域發(fā)展增長極核，已經成為具有跨區(qū)域意義的發(fā)展模式與空間組織模式[22]。積極推動城市之間交通市政設施建設，以交通廊道為重要發(fā)展路徑，推動城市集群化發(fā)展，實現城鎮(zhèn)交流高效發(fā)展。推動城市經濟一體化發(fā)展，實現產業(yè)結構的空間統籌與重構。進一步完善城市空間發(fā)展模式，促進山東省城市區(qū)域空間由點軸式向網絡式空間發(fā)展，推進山東半島城市群發(fā)展。