文章编号:1000-8462(2007)05-0783-04江苏省城市化的空间格局及其演化①马晓冬1,2,沈正平1,2(1.徐州师范大学城市与环境学院,中国江苏徐州 221116;2.徐州师范大学区域与城市研究中心,中国江苏徐州 221009)摘 要:城市化的空间格局往往表现为一定的结构性和分异性。
文章以江苏省为例,运用帕雷托(Pareto)模型和空间自相关校验,从城市体系的规模结构和城市化水平的空间分异两个方面,对近年来该省城市化的空间格局及其演化进行了定量分析。
结果显示,江苏城市分布存在明显的空间梯度性,区域城市化水平的两级分化和空间收敛趋势明显。
关键词:城市化;空间格局;演化;规模结构;江苏省中图分类号:F291.1文献标识码:A 区域城市化的空间格局往往体现在两个方面:①城市体系的发育程度;②城市水平的空间分异。
改革开放以来,江苏省的城市化一直引领着我国东部地区的城市化进程。
特别是“十五”以来,江苏把城市化战略作为推进社会经济发展的五大战略之一[1],并明确提出将在全省构建三个都市圈(徐州、苏锡常和南京都市圈)和五条城镇聚合轴(徐连、宁通、沪宁、新宜和连通城镇聚合轴)的城镇发展格局,逐渐形成以中心城市为核心、城镇聚合轴为骨架、都市圈为网络的城市化空间模式。
2004年底,江苏的城市化水平已达48.2%,高于同期全国城市化平均水平6.4个百分点。
但是,江苏也是城市化区域差异较大的省份之一,占全省人口43.4%、土地51.1%的苏北地区的城市化水平落后于全省近10个百分点,更落后于苏南地区26个百分点。
这种发展上的不平衡性,已经较明显地影响了全省城市化的进一步推进。
1 城市体系的规模结构运用帕雷托(Pareto)模型来检验江苏城市体系的规模结构特征,即对城市位序—规模进行定量描述。
Pareto模型见公式(1):N=A P-D i(P≥P0,D>0)(1)式中:N为城市人口规模大于门槛城市人口P的城市数,P 为城市人口规模,A为系数,D为城市人口规模的分维数,其倒数1ΠD就是城市规模的Zipf维数。
其相应的双对数曲线的表达式为:ln N=ln A-D(ln P i)(2) 以江苏省城市人口规模为横坐标,大于最小的县城人口的城市数目为纵坐标,绘制2000年和2004年的城市位序—规模曲线(图1),可以发现两个时相的曲线几乎是平行的。
运用线型回归对两条曲线进行拟合,可以得到江苏城市体系结构的位序—规模拟合函数分别为公式(3)、公式(4):ln N2000=6.7506- 1.1785ln P i(R2=0.9746)(3)ln N2004=6.9497- 1.1703ln P i(R2=0.9724)(4) 两条曲线拟合函数的判定系数R2均大于0.97,说明江苏城市体系的规模结构符合位序—规模法则,是一个较为成熟的城市组织系统,可以对其进行特征分析或结构预测。
在Pareto模型中,城市规模分布的分维值D、Zipf维数和系数Ln A不仅具有统计学意义,同时它们还有刻画城市体系格局特征和状态演化的作用。
其中,分维值D和Zipf维数可以用来反映城市系统的均衡程度。
仵宗卿等(2000)将D值称为“均衡度”指数,均衡度指数越大,各城市间的规模就越接近,相互之间的差距就越小,城市体系就越均衡,城市首位度就越低;相反,城市规模就越不均衡,城市首位度就越高[2]。
图1 江苏省城市人口规模—位序曲线(2000、2004年)Fig.1 R ank-size curves of urb anpopulation of Jiangsu in2000,2004江苏城市体系的分维值D2000和D2004分别为1.1785和1. 1703,其相应的Zipf维数(Zipf=R2ΠD)分别为0.831和0. 827。
两个时相的分维值D均大于1,而Zipf维数均小于1,说明总体上江苏城市体系的规模分布比较平稳,人口分布比较均衡。
从2000年到2004年,分维值D由1.1785降至1.1703 (图1),一方面反映江苏城市体系规模结构相对比较稳定;另一方面表明2000年以后,江苏城市体系规模分布的集中性在缓慢增强,城市的首位度在缓慢提升。
第27卷第5期2007年9月 经 济 地 理EC ONOMIC GE OG RAPHYV ol.27,N o.5Sep.,2007①收稿日期:2007-05-11;修回日期:2007-08-07基金项目:国家社会科学基金项目(编号:05B JL072)、教育部重大课题攻关项目(编号:05JZ D00038)和江苏省社会科学基金项目(编号: 06JS B JL004)联合资助。
关于公式(2)中的Ln A ,有的学者称之为结构容量[3]。
对于城市体系而言,总体规模大,结构容量也就大;反之,总体规模小,结构容量也就小。
从2000年到2004年,Ln A 值由6.7132升至6.9497(图1),表明江苏城市体系的结构容量在不断增强,城市规模总体上不断扩大。
为了进一步运用规模—位序曲线分析江苏城市体系结构的空间分异,本文以城市人口的位序为横坐标,以城市的人口规模为纵坐标,对2004年苏南、苏中、苏北地区①的城市规模结构进行分析。
图2给出了三个地区的城市人口规模—位序曲线,表1列出了相应曲线的拟合函数、判定系数和Zipf维数。
其拟合函数用公式(5)表示:S =S 0R -qi (q >0)(5)式中:S 为城市的人口规模(万人),S 0为首位城市的理论值(万人),R i 为城市i 的人口规模在相应区域内的排序,q 为Zipf 维数。
结果显示,苏南、苏北和全省的城市规模—位序曲线拟合函数的判定系数都大于0.95,可以很好地描述这些地区的城市规模结构,表明其城市规模分布符合位序—规模法则。
但是,苏中拟合函数的判定系数仅为0.8772,拟合结果不够理想。
如果将苏中和苏南合起来作为一个区域分析其规模—位序,则拟合函数的判定系数为0.9757;将苏中和苏北一并统计,其拟合函数的判定系数为0.9369。
可见,从城市体系的系统性和组织性上,苏中都不宜独立作为一个城市体系空间,其城市发育、成长与苏南有较强的系统性和整体性。
这一点在对首位城市人口规模的理论值的测度上也有所体现。
苏南的拟合函数对首位城市的人口测度过高,但将苏南和苏中合并为一个区域后,其值与实际值相差不多。
从各地区城市规模Zipf 维数的变化来分析,苏南的Zipf 值大于1,表明其首位城市较发育,特大城市的规模垄断性较强;苏北和苏中的Zipf值均小于1,表明城市规模分布较均衡,中间位序的城镇较多,而苏北的Zipf 值又大于苏中,相比之下,苏北城市规模的集中度更高一些。
表1 苏南、苏中、苏北地区城市人口的规模—位序参数T ab.1 The rank -size p arameter of urb an population in the south ,middle and north of Jiangsu地区位序—规模表达式判定系数R 2首位城市人口Π万人首位城市人口规模的理论值与实际值之比Zipf 维数苏北地区y =132.08x -0.76580.9654130.41.010.7685苏中地区y =75.274x -0.58410.877277.90.970.5841苏南地区y =428.31x -1.24620.9782338.6 1.26 1.2462江苏全省y =351.74x -0.83090.9724338.6 1.030.8309苏中和苏南y =328.42x -0.92270.9757338.60.970.9227苏中和苏北y=144.19x -0.65880.9369130.41.110.6588注:表中数据来自公式(5)对江苏各地区城市人口的位序—规模的模拟结果。
图2 苏南、苏中和苏北地区城市人口规模—位序曲线(2004年)Fig.2 R ank -size curves of urb an population in the south ,middle and north of Jiangsu in 20042 城市化水平的空间分异及其演化2.1 城市化水平测度2.1.1 指标体系构建城市化水平的测度方法通常包括主要指标法和复合指标法两类[3],本文采用复合指标法。
为了能够比较全面、有针对性地反映区域城市化内涵,在相关研究基础上[4-8],从人口城市化、经济城市化、生活城市化、景观城市化四个方面构建江苏区域城市化水平测度指标体系(表2),共包括四类18项指标。
2.1.2 概括性因子提取表2 江苏省城市化水平测度指标体系T ab.2 The indicator system for evalu ating urb anization level of Jiangsu province类型指标人口城市化城区暂住人口比重;建成区人口占总人口比重;二、三次产业就业人员比重经济城市化人均G DP ;二、三次产业占G DP 比重;客运总量;货运总量;外贸依存度;地均工业产值生活城市化人均生活用电量;城镇职工低保覆盖率;每万人拥有的医生数;每万人拥有的移动电话数景观城市化人均固定资产投资;人均基本建设支出;建成区面积;人均城市道路面积;人均绿地面积 通过因子分析寻求指标体系的基本结构,并将原来18个测度指标化简(Data Reducation )为少数几个综合性的概括性因子,而且尽可能保留原变量所包含的信息量。
利用表2指标体系分别对江苏1999年77个县份(包括县、县级市、区,以下同)、2004年65个县份数据的简单相关系数与偏相关系数的相对校验值(K MO 系数)进行统计,其中1999年的K MO 系数为0.87,2004年的K MO 系数为0.86,适合做因子分析。
用主成份分析法提取影响因子,按照特征值大于1的原则,提取3个主因子,其信息量的累计解释率分别为71.5%和77.4%,能够反映原指标体系的绝大部分信息,具有显著代表性。
进一步对初始因子负载矩阵进行方差最大法正交旋转,得到两个时相的主因子旋转载荷矩阵(表3)。
487经 济 地 理 27卷①苏南地区:包括南京、镇江、常州、无锡、苏州5市;苏中地区:包括扬州、泰州、南通3市;苏北地区:包括徐州、淮安、盐城、连云港、宿迁5市。
表3 江苏省城市化水平测度的主因子旋转负载矩阵及其贡献率T ab.3 The component m atrix and variance explained for evalu ating urb anization level in Jiangsu province因子1999F1F2F32004F1F2F3城市暂住人口比重0.700.070.320.300.880.11二、三次产业就业人员比重0.870.220.210.740.010.53城区人口占总人口比重-0.130.34-0.100.780.310.31人均G DP0.910.100.250.620.720.23二、三次产业占G DP比重0.810.190.330.820.330.22客运总量0.540.760.100.260.240.89货运总量0.510.750.220.210.230.90外贸依存度0.810.04-0.030.310.750.18地均工业产值0.850.23-0.010.680.520.26人均生活用电量0.920.260.100.590.600.37城镇职工低保覆盖率0.520.000.44-0.59-0.180.09每万人拥有的医生数0.650.510.040.760.090.43每万人拥有的移动电话0.860.140.190.650.620.37人均固定资产投资0.850.330.020.640.430.54人均基本建设支出0.630.46-0.200.390.400.49建成区面积0.330.910.090.140.080.96人均道路面积0.08-0.120.670.250.720.01人均绿地面积0.050.160.77-0.040.610.22因子解释贡献率Π%45.516.49.629.524.823.1资料来源:江苏统计年鉴(2000、2005)、江苏省城镇发展报告(2000、2003)等。