经（中国人民大学区域与城市经济研究所中国北京１００８７２中国地质大学（武汉）经济研究所湖北武汉４３００７４）都市圈的空间界定方法研究———以武汉都市圈为例□李彦军【摘要】核心城市辐射范围的确定历来是城市研究中的热点问题。
在前人研究成果的基础上，文章引入引力模型与场强模型对都市圈空间界定的方法进行了系统研究，并以武汉城市圈为例，考查了武汉都市圈的空间范围，将结果与＂１＋８＂城市圈进行了对比。
最后就武汉城市圈的建设提出了政策建议。
【关键词】都市圈；空间界定；武汉【中图分类号】Ｆ０６１．５【文献标识码】Ａ【文章编号】１００６－７４２６［２００８］０４－０１５０－０４一、问题的提出济全球化时代，大都市圈已经成为各国参与国际竞争的基本地理单元，是所在国促进国家经济增长的引擎。
一个内部经济发展协调的都市圈可以使地理位置、生产要素和产业结构不同的各等级城市承担不同的经济功能，在区域范围内实现单个城市无法达到的规模经济与聚集效益。
因此，构造区域性发展优势，解决好同处于一个区域范围内的相关城市彼此间的分工与协作，打造都市圈中各城市的共同发展与繁荣，产生联动效应，形成区域一体化发展格局是未来经济发展的必然趋势。
就本质而言，都市圈是由一个或多个核心城市与若干相关的周边城市组成的、在空间上密切联系、在功能上有机分工相互依存并且具有一体化倾向的城市复合体，其自身并不存在既定和行政边界，因此，都市圈研究首先应明确都市圈的空间范围。
一个明确而又合理的都市圈空间范围是保证一定区域内各城市实现合理功能整合的关键，它是对都市圈进行各项研究的基础。
武汉是“中部崛起战略支点”注①。
武汉都市圈的建设对中部地区发展有重要的战略意义。
２００７年１２月１４日，国家发展和改革委员会下发文件批准武汉城市圈与长株潭城市群为“全国资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验区”，“两型社会”改革试验区的建设，不仅对我国建设生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路也有重要的指导意义，也是国家为了落实推动区域协调发展方针和中部崛起战略，推动东、中、西部协调发展的重要战略步骤。
因此，建设武汉都市圈，不仅是武汉的战略，也不仅是湖北的战略，而是整个国家的战略。
如果能够制定出科学的发展战略以迅速推动武汉都市圈的发展，就能为从根本上改变中部塌陷的现状打下基础。
虽然在武汉城市圈“两型社会”改革试验区是以湖北省提出的“１＋８”城市圈为依托的批准的注②。
但关于武汉都市圈到底应包括哪些城市，学界一直存在争论。
“１＋８”城市圈是以武汉周边１００公里为半径的空间距离划分的，虽然空间距离是影响都市圈中心城市辐射范围的重要因素，但都市圈的边界问题绝不仅仅是一个地理空间上的概念，更大的程度上是核心城市经济边界的确定。
本文利用引力与场强模型，并结合湖北省的实际情况，对武汉都市圈进行了重新划分，这对于明确武汉都市圈的空间范围，实现武汉都市圈更好的发展，建设“两型社会”试点都具有重要的现实意义。
二、都市圈空间界定原理与方法城镇体系中的任何一个城镇都在对外辐射自身的影响力，影响力的大小一般随距离增加而衰减。
与此相应，一个地域同时接受数个城镇的辐射，但其中往往有一个城镇的辐射力最大，对该地社会经济发展起主导作用。
都市圈是一种经济圈和势力圈，中心城市对周围地区的吸引力与辐射力作用强度随距离的增加而减低。
（一）距离衰减规律这一原理在社会经济方面的第一个阐述者是冯・杜能，杜氏以区位地租解释不同农业部门的环状分布时，实际上用的就是土地纯收入随其与城市距离加大而衰减的理想模式［１］。
对于日益发达的科技、通讯、交通以及跨国公司、异地生产分厂、连锁店等来说，距离已不再是致使经济联系减弱的直接原因，但在某一具体的区域范围内，地域上的近邻效应使中心城市与周围城镇、城镇之间存在诸多方面的经济联系，且这种联系强度及频度一般大于与区域外部城市（镇）间的联系，因此距离衰减规律对都市圈建设依然有实际意义（图１）。
该理论是建设都市（经济）圈的重要依据，是都市圈范围界定的根源之一［２］。
基金项目：国家社会科学基金项目“资源节约型、环境友好型社会的经济学研究”（０２ＢＪＹ０６５）与“中国地质大学（武汉）优秀青年教师资助计划资助项目”（ＣＵＧＱＮＷ０８０４）的中期研究成果的中期研究成果。
图１城市间交流强度变化示意图对图１表达的信息作如下解释：从中心城市与其他城市之间交流强度变化曲线看，距中心城市较近的范围内由于两者间存在诸多方面的经济联系，保持了较高的交流强度；随着与中心城市距离增大，“流量”强度减弱，联系下降３。
根据其他城市之间交流强度变化曲线看，经济实力薄弱，各种“流量”相对较少，彼此交流强度较之与中心城市弱，且随距离增加联系更趋松散。
因此，拥有确定的中心城市且其周围较近范围内有一批不同规模的其他城市，是都市圈建设的必备条件。
（二）万有引力原理空间相互作用的强度除了也受距离法则的影响外，同时还与地理事物的集聚规模直接有关，通常用下式来表征两地之间的相互作用［４］：Ｉｉｊ＝ＫｉｊＭｉａｉＭｉａｉＤｂｉｊ（１）式中Ｉｉｊ表示两地之间的引力（相互作用），Ｍｉ、Ｍｊ分别表示两个地方的规模（如人口数量、国民生产总值等），ａｉ、ａｊ为指数，实际上反映了空间流的可流动性差异，Ｄｉｊ表示两个地理位置之间的距离，ｂ为距离摩擦系数，Ｋｉｊ为比例系数。
式（１）就是地理区位论和区域科学中使用的基本引力模式，表示处于不同位置上的两个中心（城市、经济点、聚落、人群等）之间空间流（信息流、业务流、货流、人流等）的强度。
如上所述，区域（这里指枢纽区）存在着一个和多个中心引力及其周围吸引腹地。
从这个意义上说，区域是一个引力场，在区域内的不同位置上，场强的分布存在着差异。
中心城市是具有一定规模的综合经济中心，具有五个方面的功能：①交通中心②流通中心③生产中心④金融中心⑤科学、技术、教育、管理和信息中心［５］。
各级中心城市与其影响区域内的次一级城市、乡村之间的作用，表现为点与点、点与面之间的关系。
城市规模愈大，经济愈发达，引力场的范围和强度也就愈大。
距某城市距离为ｄ处的城市“场强”与该城市的规模（通常以人口衡量）和经济发达程度（通常以工业总产值或国民生产总值衡量）乘积的平方根成正比，而与距离ｄ的平方成反比：Ｓ＝Ｐ・Ｖ!ｄ２（２）式中ｓ为场强，Ｐ为人口数，Ｖ为工业总产值或国民生产总值，ｄ为距离，此即距城市任意一点的城市“场强”计算公式。
“场强”的计算对于以城市为中心的经济区的划分是有参考意义的。
对于一个地域来说，可能同时受到两个或两个以上城市的吸引和影响，这种界定与划分是要在中心城市作用力的“力场”中寻找作用力迅速减少的位置。
在分析区域城市间经济上相互作用的空间结构时，可首先根据经济区规划的目标、内容，确定城市经济区域的“边际场强”；然后根据式（２）计算出各城市相应的经济作用力的“力场半径”和“力场图”，“力场图”即反映了这一区域城市间经济上相互作用的空间结构，并可以此为依据（参考）划分出以大中城市为中心的经济区域的范围。
（三）把引力模型引入都市圈空间界定目前，我国经济学界与地理学界都在探索城市之间的相互作用问题，并进行了大量的定性定量分析，建立了一些符合我国国情的测算模型注③。
在这些分析中，利用引力模型和场强模型进行都市圈界定的有杨开忠、张召堂等人。
杨开忠等人应用引力模型和场强模型，选取地区城市市区人口、地区城市市区ＧＤＰ、城市间的时间距离、北京政治文化可达性系数、接受程度修正系数等指标对中国首都圈的空间范围做出了界定［６］（杨开忠，２０００）。
张召堂以北京、天津为中心城市，采用高汝熹等人的方法计算出经济距离，在核心模块中采用了引力模型和场强模型，然后根据一定的判断标准判断被考察城市是否划入首都圈［７］（张召堂，２００５）。
而其他的界定方法大多以单一或复合指标设定标准，符合标准的则划入都市圈。
如孙胤社以人流作为反映北京对外联系的指标，以月客流比例在５０％以上的县城范围定义为北京的大都市区［８］（孙胤社，１９９２）。
周一星教授曾参照西方标准并考虑我国国情，按城市周围县市ＧＤＰ中二、三产业产值超过７０％、劳动力就业中非农劳动力超过６０％作为划分中国都市圈的标准［９］（周一星，２０００）。
王德根据我们实际情况定义“一日都市圈”为任意中心为起点，采用公共交通方式出行，单程２．５ｈ内可达范围［１０］（王德，２００１）。
本文利用引力与场强模型对都市圈进行空间界定，要把万有引力公式引入到都市圈空间界定模型中，需要先作一个小的调整，首先是城市质量Ｍ，其次万有引力公式中的ｄ。
这里，我们用Ｐ・Ｖ!这样的一种组合来代替城市质量Ｍ，则两城市间的作用力公式可以转变为：Ｉｉｊ＝ＰｉＶｉＰｊＶｊ!ｄ２（３）式中，是ｉ与ｊ两城市间的引力；和是两城市的人口数，和是ｉ与ｊ两城市间的地区生产总值，为两城市间的距离。
但是这里ｄ仍然是空间距离，空间距离概念的重要性是勿庸致疑的，但把ｄ的内涵仅仅界定为两个城市之间的空间距离是不可取的。
应该注意到，距离在抽象意义上虽然是同质的，但是对于城市这样一个具体的经济主体来说，距离显然更多地包含了非空间因素。
在市场经济条件下，距离已经异化为一个货币成本和时间成本的组合概念。
相距多少公里，只是空间上的绝对距离，而对于城市来说，更重要的是一种时间和货币上的相对距离。
所以，我们选用经济距离这一概念。
周边城市与核心城市的经济距离的计算，我们仍采用高汝熹的方法［１１］。
公式为：Ｅ＝α・β・Ｄ，（４）式中：Ｅ为经济距离；Ｄ为空间距离；α，β为修正权数，α为第一次修正权数（通勤距离修正权数），其取值由城市间的交通运输状况决定；β为第二次修正权数（经济落差修正权数），其取值由周边城市与核心城市的人均ＧＤＰ值之比决定。
具体取值如下表１所示：表１经济距离修正权数α与β的赋值通勤距离修正权数α交通工具组合火车汽车轮船火车与轮船汽车与轮船火车、汽车与轮船权数α１１．２１．５０．８１．１０．５在确定经济距离后，引力模型和场强模型，公式为：Ｉｉｃ＝ＰｉＶｉ・ＰｃＶｃ!Ｅ２ｉｃ，（５）Ｓｉｃ＝ＰｃＶｃ!Ｅ２ｉｃ，（６）式中：Ｉ为城市间的引力；Ｓ为核心城市的场强；Ｐ为城市市区人口；Ｖ为城市市区ＧＤＰ；ｉ为周边城市；ｃ为核心城市。
经过以上计算，可以得到各城市的判断向量（Ｅ＇，Ｉ＇，Ｓ＇）。
判断标准为：若Ｅ＇，Ｉ＇，Ｓ＇中有两个以上值为４，则不将相应的城市划入该都市圈，反之都划入都市圈。
三、武汉都市圈的空间范围界定这里我们以湖北省域范围内１２个省辖市武汉市、黄石市、黄冈市、鄂州市、咸宁市、孝感市、襄樊市、荆州市、宜昌市、十堰市、荆门市、随州市；１个自治州恩施土家族苗族自治州；３个省直管县级市仙桃市、潜江市、天门市以及与武汉市距离３００公里以内的３个省外地级市河南省的信阳、江西省的九江、湖南省的岳阳等１９个城市作为备选城市，通过武汉与周边城市的引力与场强状况并参考交通时距等因素确定武汉都市圈范围。