中国中心城市的外向功能联系与时空格局时间： 2015-09-23信息来源：王海江 刘春国等 作者：wl_admin 责编：
摘要：基于城市流的中心城市外向功能联系研究视角，依据全国287个中心城市对外服务能力及其时空的变化，探讨区域空间结构模式的形成与演化过程。研究认为，中心城市外向功能联系构成区域空间结构形成演化的主要动力。我国区域空间结构从西部到中东部、从中部及东北到东部沿海地区，总体上呈现出低水平均衡分布、单核心极化—扩散、多核心极化—扩散、高水平均衡4个演化阶段。中心城市对外服务能力区域差异明显，长三角、珠三角、环渤海湾地区的外向功能较强，城市群的集聚程度和对外服务能力呈现出规模递增趋势。
关键词：区域空间结构;外向功能联系;对外服务能力;城市流;城市群
区域空间结构是指各种经济活动在区域内的空间分布状态及空间组合形式[1]。区域空间结构因经济发展水平不同而表现出巨大的模式差异。较典型的区域空间结构模式有极核式、点轴式[2]、网络式、对称式[3]，另有学者在极核式空间结构基础上提出了区域双核空间结构模式[4]。区域的极核为其中心城市，区域的中心城市是区域空间结构模式形成的组织核心。城市经济基础理论按照“外向”和“内向”功能把城市全部经济活动分成基本经济活动和非基本经济活动两大部分。基本经济活动主要为城市以外的地区服务，通过产品和劳务的输出，为城市带来收入，并以乘数效应推动城市经济的增长与扩张，因此成为城市存在和发展的经济基础[5]。城市经济活动中为外地服务的部分，是从城市以外为城市创造收入，它是导致城市发展的主要动力[6]。区域内各中心城市依托其规模不等、定位不同的外向功能，通过对外进行经济交流与协作，履行中心城市的外向服务职能，在城市间产生了密切程度不一的经济联系，从而影响了区域内经济活动的空间分布状态与空间组合形式。因此，中心城市对外服务的职能特性与功能强弱是区域空间结构模式形成的影响因素，中心城市对外服务能力成为区域空间结构形成的主要动力来源。
1 理论分析
1.1 基于外向功能联系的区域空间结构模式
城市流是城市之间人流、物流、信息流、资金流、技术流等空间流在城市区域所发生的频繁、双向或多向的流动现象[7]。由于城市流是城市与外界的联系中所产生的经济活动，因此，这些活动即构成了城市的外向功能[7]。国内多位学者分别对珠江三角洲城市群、东北地区、长江流域城市群、山东半岛城市群、武汉都市圈、辽中南城市群、长株潭城市群、成渝城市群、中国城市群等区域的城市流进行了大量的实证研究[8-17]。
城市流是城市在与该城市区域以外地区进行联系时产生的经济活动流，通过这些经济流，城市各部门消费了从城市以外区域进口的货物和服务，同时，城市具有对外服务能力的部门，也在向城市以外的区域输出货物和服务，为城市发展壮大获取相应的收入。城市流中，对外输出的经济流，来源于该城市的对外服务部门，对应于该城市的基本经济活动部分。向城市输入的经济流，来源于其他城市的对外服务部门，对应于其他城市的基本经济活动部分。这说明城市流描述了城市的基本经济活动部分，体现了城市对外服务功能。
城市具有对外服务能力的产业部门与其他城市进行商品与劳务交流而产生经济流(城市流)。中心城市的经济流可细分为向心经济流和离心经济流，向心经济流体现中心城市对外服务的内向集聚功能，离心经济流则对应于中心城市对外服务的外向扩散功能。经济流是城市间空间相互作用的具体体现，借助这些经济流，城市之间产生空间经济联系，使得中心城市实现其要素的集聚与扩散，并产生区域分工职能，使区域空间结构不断演化发育(图1)。
1.2 区域空间结构演化过程
由中心城市外向功能主导而形成的区域空间结构模式大致分4个演化阶段。
1)低水平均衡分布阶段。区域发展的初期，经济水平极为落后，各中心城市规模较小，城市功能差别不大，相互之间的经济联系较弱，城市各自独立发展，城市间的广大地域为农业用地，城市的内、外向功能都不强。
2)单核心极化—扩散阶段。区域内具有交通、区位、资源等优越条件的中心城市，通过其相对较为强大的外向功能，与区域内其他城市进行较为密切的经济联系，逐渐形成区域的核心城市(即增长极核)。核心城市在增强其极化作用(内向集聚功能)的同时，也在发挥其扩散作用(外向扩散功能)，核心城市逐渐发展壮大，其外向功能向近域中小城市不断扩散。区域先形成极核式空间结构，然后逐渐向点轴式空间结构过渡。
3)多核心极化—扩散模式。随着各中心城市的极化与扩散的交互作用，在核心城市发展壮大的同时，区域内等级位居第二或第三的中心城市逐渐发展起来，形成区域的副核心城市。由于副核心城市是在区域首位核心城市(增长极核)的外向功能(扩散作用)带动下，结合其自身的优势逐渐发展起来的，其区域功能与首位核心城市存在较大不同，但有着一定的分工与协作关系。区域核心城市历经以要素集聚为主的长期经济发展过程之后，由于过度集聚产生的负效应渐渐显现，其先前的强极化作用开始减弱，扩散作用逐渐增强，并且扩散作用最终会占据主导地位，而这时的其他中心城市极化作用依然强于扩散作用。此时的空间结构主要是核心城市的“弱极化一强扩散”与其他中心城市的“强极化一弱扩散、强极化一强扩散”共同作用，区域内部城市群或都市圈发育日趋成熟，区域空间结构开始由点轴式空间结构向网络式空间结构转变。
4)高水平均衡阶段。区域内各中心城市借助于区域和自身优势，经过长期的经济发展与积累，都获得了最大程度的发展，区域整体经济发展水平较高，各中心城市的内、外向功能相对均衡，极化与扩散作用在较高水平上重新平衡。此时区域内各级中心城市相互之间进行着极为密切的经济联系，依据其人口、资源、区位等自身条件，分别承担区域相应的地域分工职能，经济发展水平普遍较高，区域内部差异较小，呈现区域一体化的网络式空间结构模式。
2 模型与计算
中心城市外向功能由城市的基本活动所决定，计算城市基本活动部分常用的方法是区位熵法[8-10，17]。中心城市对外服务能力大小量化表达可以通过计算城市流强度值来取得，量化描述城市流的指标为城市流强度。城市流强度指在区域各城市间的联系中城市外向功能所产生的影响量[18]。城市流强度揭示了城市对外联系的强弱，是表征城市对外服务功能的量化指标[16-17]。城市流强度一般公式为：
式中：F为城市流强度，即中心城市对外服务能力;Ⅳ为城市功能效益，即各城市间单位外向功能量所产生的实际影响;E为城市外向功能量[18]。
测度指标为第二产业的制造业、电力燃气及水的生产和供应业、建筑业，第三产业的交通运输仓储及邮政业、信息传输计算机和软件业、批发和零售业、住宿餐饮业等共15个指标[19]。
采用中国城市统计年鉴2000和2010年的数据，对全国除港、澳、台以外的287个地级以上中心城市的城市流强度进行计算，对比分析中心城市对外服务能力、结构及其变化，并将中心城市的对外服务能力与其对应的城市群及其经济联系强度进行空间拟合分析。
3 实证分析
3.1 中心城市对外服务能力的等级结构
将2010年全国中心城市对外服务能力即其城市流强度进行分级(表1)，并通过ArcGIS进行空间展现。综合考察各中心城市的对外服务能力及其所承担的区域职能，北京、上海的对外服务能力分别为4 227亿元，3 141亿元，远高于其他城市，可构成全国性的服务中心。深圳、广州、苏州、佛山、杭州、武汉、宁波、成都、天津9座城市介于800亿～3 000亿元之间，为大区域服务中心。无锡、东莞、南京、长沙、青岛、重庆、大连、济南、厦门、中山、烟台、惠州、沈阳、珠海、常州、南昌、西安等36座城市为省域或区域性服务中心。乌鲁木齐、芜湖、莆田、南宁、绍兴、嘉兴、吉林、柳州、十堰、宜昌、威海等239座城市为区域性或地方性服务中心城市[19]。
3.2 省区对外服务能力的强度、结构及其变化
对2000，2010年两个年度的中心城市对外服务能力即城市流强度进行省区汇总(表2，图2)，分析全国省区对外服务能力的强度、结构及其变化。
2010年，广东、江苏、北京、上海、山东的对外服务能力高居全国前5位，累计占到全国的51.66%，山西、新疆、甘肃、宁夏、贵州的对外服务能力居全国后5位，累计仅占全国的2.95%。从区域角度来看，东部沿海、中部、东北及西部的对外服务能力占全国的比例分别为65.00%，13.88%，7.57%，13.56%，全国经济发展重心明显偏于东部沿海区域。
从对外服务的产业结构来看，长三角的上海、江苏、浙江三省区总的对外服务能力二、三产业结构比为61:39，广东为64:36，山东为72:28，福建为74:26，天津为62:38，而北京为0:100。说明东部沿海地区为我国第二产业及制造工业集中的区域，北京作为首都其第三产业即商业、教育、医疗、文化、科技等方面的服务能力最强。第二产业服务能力相对较强的还有西部的成渝地区，全国其他的省份二、三产业服务能力比例相对均衡。
从2000-2010年对外服务能力变化情况来看，宁夏、内蒙增长较快，但由于基数太小，对全国空间格局影响不大。相对增长较快且绝对数值较大的为江苏、广东、浙江、北京、重庆等省份。总体上，东部沿海、中部、西部及东北区域的总体增长倍数分别为6.66，5.36，4.82，3.64，东部沿海经济发展最快，其次是中部，西部与东北地区发展相对滞缓，反映了全国经济发展的区域差异还在进一步拉大。
3.3 中心城市对外服务能力与城市群的空间拟合
将全国目前发育相对较好的18个主要城市群所辖中心城市的对外服务能力进行汇总，得到每个城市群的对外服务能力(表3)。同时，由于城市流所表示的外向功能无法指示中心城市对外服务的方向，本研究将由中心城市外向功能所产生的空间经济联系引入，即分别将全国中心城市对外服务能力与城市群区域、城市群空间经济联系进行空间拟合，以此来分析区域空间结构的形成及其变化(图3，图4，图5)。
城市群空间经济联系的模型方案为：
式中：Rij为两城市经济联系强度(亿元·万人/km2);Pi，Pij为两城市市区总人口数(万人);Gi，Gj为两城市市区的GDP(亿元);Dij为两城市间的距离(km)[20]。计算全国每一个省域或城市群所在区域内所辖中心城市相互之间的经济联系强度，并以经济联系强度<10，10～100，>100的尺度标准，通过ArcGIS软件绘制出各省的经济联系空间分布格局图[21]。
全国主要城市群中对外服务能力排在前5位的分别是长三角、珠三角、京津冀北、山东半岛、成渝城市群，后5位是太原、北部湾、滇中、吉中及环鄱阳湖城市群，从2000-2010年间总量变化来看，沿海城市群高于中部城市群，中部城市群高于东北及西部城市群。从城市群对外服务能力总量占所属省区比例来看，东部沿海及东北地区的比例大都高于中西部，发达地区总体高于欠发达区，东部沿海高于内陆省区，其中，长三角、珠三角、山东半岛三大城市群占所属省区比例更是高达90%以上，反映出随着经济发展水平的提高，城市群的集聚程度和服务能力呈现出规模递增趋势。
从中心城市对外服务能力、全国主要城市群与省内经济联系的空间拟合看，总体上从西部地区到中东部、中部及东北地区到东部沿海，全国省区及城市群的区域空间结构完整呈现出演化的4个过程，即由低水平均衡分布、单核心极化—扩散、多核心极化—扩散，再到向高水平均衡阶段这一过程。从2000-2010年城市群空间联系的网络结构变化看，不同地域、不同发展水平的城市群其空间结构特征不尽相同，但大都服从这样的趋势，即随着城市群中心城市外向功能联系能力的提升，区域内部的空间联系也不断加强，区域空间结构整体上表现为由简单到复杂，由单核到多核，由极核式向点轴式，再由点轴式向网络式一体化演进。
我国东南沿海的长三角、珠三角以及环渤海湾地区的省区及城市群外向功能较强，中心城市的对外服务能力也较强，使得区域内部空间联系最为密切，区域空间结构演化到了较高水平的网络状结构。中西部地区对外服务能力较弱，形成的区域空间经济联系相对较弱，区域以点轴式、极核式空间结构为主。东部沿海地区联系网络密度与区域结构复杂程度远高于其他区域，其区域空间结构呈现多核心、网络式、一体化的发展趋势。如沪苏浙地区的上海、南京、苏州等的多核心与苏锡常一体化区;广东的广州、深圳、佛山、东莞等多核心网络化结构，并出现广佛一体化;京津冀的北京、天津双核心一体化结构;山东的济南、青岛、淄博多核心结构;辽宁的沈阳、大连双核心、沈阳—抚顺的同城化;福建也出现海峡西岸经济一体化区。中西部内陆省区及城市群的空间结构相对沿海省区较简单，较多地表现出以省会中心城市为联系中心的极核式，或者是省会中心并辅以重要交通基础设施为轴线的点轴式空间结构，个别经济发展较好的省区或区域也会出现双核心或一体化区域。如成渝的成都、重庆双核心;湖南长株潭一体化城市区域;河南郑州、洛阳双核心并呈现郑汴洛一体化;山西太原—晋中一体化;陕西西安—咸阳同城化;吉林的长春—吉林一体化等。
4 结论
基于城市外向功能联系，从中心城市对外服务能力视角研究区域空间结构，探讨区域空间结构模式的形成与演化过程。
1)区域中心城市依托其外向功能，通过对外进行经济交流与协作，使得城市间产生复杂的经济流，形成密切的经济联系，从而影响和深化了区域内经济活动的空间分布状态与空间组合形式，中心城市对外服务能力成为区域空间结构形成演化的主要动力。
2)由中心城市外向功能联系主导而形成的区域空间结构模式大致可以划分4个演化阶段：即低水平均衡分布、单核心极化—扩散、多核心极化—扩散、高水平均衡阶段。我国从西部到中东部、从中部及东北到东部沿海地区，总体上呈现出这4个空间结构演化过程。
3)我国中心城市对外服务能力区域差异明显，东部沿海地区是我国中心城市对外服务的最主要的输出地。东北、西部省区的对外服务功能主要集中在辽宁和成渝地区。中部六省区的对外服务能力区域差异相对较小，但总体对外服务功能较弱。随着经济的发展，城市群的集聚程度和对外服务能力呈现出规模递增趋势。
4)长三角、珠三角、环渤海湾地区的省份及城市群外向功能和对外服务能力较强，使得区域内部的空间联系十分密切，呈现发达的网络状空间结构。中西部中心城市的对外服务能力较弱，形成的区域空间经济联系也相对较弱，区域以点轴式、极核式空间结构为主。
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国家发改委国土开发与地区经济研究所 编发：王立