城市化發展S曲線的判別與超越基于中心地理論視角

■ 張 鵬 教授 李晉鍇（重慶大學公共管理學院 重慶 400044）

問題的提出

圖1 中心地相互擠壓形成六邊形市場

在某地區當具有規模效應，便利的自然優勢，較好的經濟發展水平，合理的政策制度，該地區會自發地形成一個經濟中心，人口自然地聚集在一起，形成城市。當人口持續地向該城市遷移，集聚在城市中心周圍，即為城市化。美國學者諾瑟姆（Ray.M.Northam）通過實證研究發現國家城鎮人口發展比例呈S曲線發展，并把城市化發展分成三個階段。大量國內外學者通過諾瑟姆曲線進行城市化研究。Haggett通過城市化曲線研究了城市化的不同階段，由此之后城市化曲線被更多學者用來研究城市化縱向變化的一種方法，Gordon F. Mulligan使用聯合國人口數據，對邏輯模式和其他簡單的時間序列和經濟模式之間做了比較，并得到符合城市S曲線的邏輯表達式。當前我國對城市化研究主要集中在以下幾點：一是城市化與工業化的關系；二是城市化滯后與否；三是城市化速度的快慢；四是城市化發展規模問題；五是城市化的模式問題。實際上，在城市化發展機理的基礎上來研究這些問題的學者很少，且相關研究主要集中于城市化與其他方面的相互影響。而目前在以中心地理論為基礎的研究中，幾乎都在中微觀層面上對區域的經濟規劃、集聚效應的研究上。本文從中心地理論角度來研究城市化發展整個空間運動過程的機理，并由此探討城市化速度、城市化發展模式等問題。

城市化發展中的諾瑟姆曲線理論判別

（一）諾瑟姆S曲線理論

諾瑟姆曲線拐點指的諾瑟姆提出的三個階段的臨界點，一般認為城市化開始啟動時城市化水平為10%，該階段城市人口占區域總人口的比重低于25%，區域處于傳統農業社會狀態；當城市人口占區域總人口的30%至40%，工業化發展速度加快，帶動人口迅速向城市遷移，第二產業成為國民經濟的主導，第三產業比重逐漸上升，城市規模擴張，數量增多，城市人口迅速增加；當城市人口占區域總人口的比重達到60%-70%時，可能會出現地區

勞動力過剩，交通擁擠，住房緊張等問題；城市人口占區域總人口的70%以上后，經濟發展以第三產業和高科技產業為主導，城市人口增長速度趨緩甚至出現停滯，城市人口增長處于穩定的發展時期，城鄉差別越來越小，區域空間一體化，同時可能出現逆城市化現象。

（二）基于中心地理論對城市化過程的研究

中心地理論是德國城市地理學家克里斯塔勒（W.Christaller）和德國經濟學家廖..士（A.Losch）分別于1933年和1940年提出。中心地理論提出了中心地概念，按照中心地理論，中心地提供貿易，金融，手工業，行政，文化等各種商品服務，并有一個輻射范圍R，這個輻射范圍是受到中心地等級影響，中心地等級越高，即除了滿足自身中心地需求外剩余的商品服務越多，輻射到周邊提供給周邊商品服務的范圍越廣。而每個地區中心地的市場區域為圓且彼此相切，而由于圓與圓之間空白區域沒有覆蓋，因此中心地將相互擠壓爭奪空白區域，最終形成六邊形相切的市場，如圖1所示。

克里斯塔勒為了使其理論在數學邏輯上更嚴密，提出了如下前提假設：地域內的人口密度均勻分布；向地域內任一方向都具有相同的通達性；生產者和消費者都是理性人，即以追求最大利潤和最小成本為目標；消費者就近購物。然而其提出的四個前提條件在現實生活中有些是不完全存在的：一是現實中城市的人口密度不是均等的，道路也不可能任意方向可通等，這就使六邊形模式與多數城市的商業服務中心的實際分布不相吻合，也就很難作為普遍規律加以運用；二是中心地理論實質上是靜態化的，它是用來描述處于平衡狀態下的城市中心體系。以中心地理論視角研究城市化過程，本文會在推導過程中考慮假設條件。

在以下推導中，人口皆遵從理性經濟人假設。設最初的經濟中心呈六邊形分布，而第一階段開始的城市人口為J，城市化的指標一般用工業規模、建成區規模、人口規模等，中心地理論中假設人口地理分布均質的，這是傳統中心地理論的固有缺陷，隨著經濟及科技的發展，從全球范圍來看，人口流動的制度性障礙和空間障礙普遍減弱，人口密度的變化影響很容易改變；同時本文研究的是一個區域的動態發展過程，這個區域從宏觀上來看，可以為都市，也可以為都市帶，而不是傳統的微觀上區域的經濟規劃研究，所以推導過程中也遵循中心地理論人口均質假設。則面積代表城市化大小。第一階段的城市中心為六邊形，并向周圍發散六個子經濟中心，如圖2所示。

圖2 初始極點生成子極點圖示

圖3 城鎮人口J增至7J規模圖示

最初經濟中心O，按照箭頭向周圍發散，中心地理論中假設區域發散的任何方向交通通達性相同，由于新時期交通條件的改善，使得人們交通的自然阻力影響變得很微弱。交通條件演進導致中心地系統空間重組，提升了中心地之間的聯系，克服自然阻力的能力和可能性加大 ，又由于本文要研究城市化發展過程，并能從這個過程中找到規律，需要遵循交通通達性相同這個假設，才能使模型的動態演化發展下去。根據中心地理論的等級原則，以它的等級最高本文稱其為總極點，O1為一個子經濟中心，等級次于總極點，本文稱之為子極點，第二階段的城市化，就是原來的經濟中心小六邊形變成以AB為邊的更大一個城市區域，由于最初經濟中心的便利性，因此子極點的六邊形先形成為HIAB這樣的四邊形，按照人口均質化假設，那么城市人口變化直接表現在面積的擴大，而HIAB面積為三角形OHI的三倍，因此第二階段是確定周圍子極點的過程，這個過程需要政府引導和投資，靠自然的建立會非常緩慢。當周圍子極點建立完畢。形成一個為原六邊形面積四倍的六邊形。如果用人口規模來表示，那么就是城市人口J增長到4J。到子極點建立完畢，人口規模為4J，由于子極點輻射范圍為六邊形，因此圖2的O1子極點將向外圍空白處區域發散，并吸引人口自發向子極點周圍遷移，這個吸引過程是由于極點能夠提供非極點地區更好的生活服務、商品質量，若人口處于多個極點范圍內，則滿足人口就近購物假設。人口遷移至子極點周圍并完善子極點的六邊形，如圖3中陰影部分面積顯示，由于有自主的發散吸引人口遷移到附近，因此城市化進程將加速，當子經濟中心六邊形完善后，整個城市面積擴大到最初一階段面積的七倍，也就是人口規模達到7J。當人口規模達到7J以后，再建的子經濟中心選擇好區位也能促進城市化的發展，如圖3所示。

圖3中的O2子經濟中心由于能同時得到左邊上一級兩個子經濟中心商品服務并且成本相同，而在O2處建立子經濟中心后BKO2Q區域的市場能很容易完善，因為在這個區域不僅能得到新建經濟中心的商品服務，同時也能得到上一級兩個子經濟中心的商品服務，并且增加的成本不會太高。當這樣的三級子經濟中心在周邊完全建立后，將形成一個以MO2為邊的大六邊形，這個大的六邊形就是一個新的經濟中心，以這個大六邊形作為總極點，將繼續重復上述總極點周圍建立子極點的過程。大小六邊形面積比為9∶1這個從最初總極點擴大到規模為總極點9倍的新總極點的過程，就是孤立經濟中心發展為區域經濟中心帶的過程，如果最初是孤立城市，這個過程就是發展至都市帶的過程。

將上述過程分為三個階段，初始總極點城鎮人口為J，第一個階段為單獨總極點發展為總極點及子極點初步建立（子極點完善50%），城鎮人口J發展到4J；第二階段為子極點加速完善的過程，完善后人口發展到7J；第三階段為成立新總極點的過程，人口發展到9J。之后人口為9J的總極點繼續重復上述發展過程。這個過程中人口變化比例數列呈1，4，7，9，36，63，81…。

（三）城市化發展過程中的諾瑟姆曲線

城市的發展是由一個區域的經濟中心發展而來，而成為經濟中心最初也是因為這區位有良好的交通條件、信息條件等，如一些港口，水路通達是最早的經濟中心成形的條件。當經濟一開始向該地區集中，然后成為區域中心，成為城市，最終成為都市帶。依據該原理，每個地區當具有這個優勢時，城市化進程已經開始，而通過其階段特征來判斷其所處階段，及對未來的預測，更具有現實意義。按照前文所推導，城市化過程中最容易找到的時間點是城鎮人口比例發展到1J、4J、7J、9J中的4J、9J點，4J點時，子經濟中心剛好建立，還需要其自發地完善，也可以通過政府政策支持而加速子經濟中心的完善。

諾瑟姆提出當城市人口達到60%到70%時，由于交通擁擠，環境質量下降等出現的逆城市化現象，是前文中子經濟中心完善之后，總極點人口向子極點擴散的逆城市化過程。實際上可以假設總極點的吸引人口的能力始終比子極點大，那是因為總極點提供的商品服務總是優于子極點，因為總極點能提供更多的就業機會，更好的生活質量。按照諾瑟姆所述的逆城市化現象，是因為推翻了該假設。當子極點能夠提供更好的商品服務，人口在子極點的生活成本低于總極點時，將會出現逆城市化。如果政府能夠提高管理與規劃水平，總極點和子極點的公共品供求是合理的，可以避免逆城市化現象。

本文認為，實際上諾瑟姆曲線指的是城市化過程中的9J、36J、63J這樣的子階段，若最初總極點城鎮人口為1%，可能此時總極點只是一個鎮，那么第二輪總極點城鎮人口為9%時，此時鎮已經發展成為一個城。城市化發展離不開社會、自然的發展，典型的生物鏈數字可以了解，1，1，2，3，5，8，13…這個數列代表了生物的繁衍過程。而六極點城市化的發展數列則為1，4，7，9，36，63，81…，城市化過程中由無數個S曲線銜接而成。可以在研究城市化微觀動力分析過程中，發現城市化的過程大量以新城區和開發區為主體的模式，這是由于國家行政主體從上至下呈階梯管理模式，且政策及經濟規劃皆從上至下、從大至小的規劃，因此城市化過程具有階段性特征，不僅是諾瑟姆的S曲線三階段，從一個地區發展為一個經濟中心至城市最后成為都市帶，整個過程可以分無數個階段，都重復著諾瑟姆S曲線過程。最后許多大小不一的經濟中心再合并為一個最大級的經濟中心。城市群演化脈絡始于孤立的城市，最終發展成大都市帶。這是目前我國大多數具有相關研究學者的觀點。城市化通過建立子經濟中心的過程，也是通常稱為建立衛星城來提高城市化的過程。

人均GDP拐點的城市化過程證據

20世紀80年代，H·錢納里對1965年90個國家和地區的城市化水平及人均GDP關系進行研究，得出兩者正相關關系。趙穎等（2003）對錢納里關于城市化的研究成果進行延伸性研究，發現人均GDP與城市化率對應關系會因為其它因素發生位移，但是兩者仍然是高度相關的，一定的人均GDP能大致對應城市化某一發展階段。因此本文將據此來驗證城市化拐點理論的正確性，當人均GDP增長率大幅增長時，伴隨著城市化率的迅速提高，在此，假設城市的人口容量是一定的，前文以人口規模變化推導城市化發展數列，而現實中人口規模若為常量，那么通過經濟指標人均GDP數據變化，可說明城市化發展變化。

20世紀90年代初，北京市和上海市相繼被批準再次設置衛星城，擴大城市化進程。由于改革開放前后政策與經濟背景都發生了較大的變化。1978年上海市的人均GDP為2485元，至1992年末1993年初，上海設立衛星城市時，人均GDP達到萬元，是1978年的四倍，這是在1至4人口占比的子經濟中心自發形成過程中。在1992至1996年間，人均GDP年增長率比改革開放至90年代初每年增長率高10%以上，這是由于子極點建立后完善的過程，也是衛星城快速發展的時點。至1997年，上海人均GDP達到23397元，是改革開放初人均GDP的9.41倍，上海郊區的城市化的比例將近50%，此時整個上海及郊區形成了一個新的經濟中心總體，一個都市群雛形顯現，之后每年人均GDP的增長率比1992至1997年期間下降約10個百分點，因新的總極點形成，要從更大區域層面來看待城市化過程，之后城市化過程就從上海局部來看提高程度已經有限，城市化速度的增加，將主要以上海整體為總極點，周邊城市為子極點的發展模式來提高整個上海及周邊大區域的城市化率。按照1∶4比例可以預計，當上海及周邊人均GDP達到1997年的四倍左右，即大約93588元左右時，將會形成以整個上海及上海郊區作為一個經濟中心，并向周邊更大區域作為子經濟中心輻射，人均GDP將進入新一輪高速增長期。1978年北京人均GDP均值1257元，平均年增長7個百分點。1993年明確建設14個衛星城的格局。建設用地規模157平方公里，常住人口108萬人。到2000年14個衛星城的用水、治污等基礎設施正在建設或已建成。1991年北京人均GDP為5494元，為1978年的4.3倍，從1991年開始每年人均GDP大幅增長，每年增長率超過10%，1993年衛星城規劃確定后連續3年人均GDP年增長率超過20%，至2009年人均GDP達到70452元，為1978年的56倍，之后人均GDP增長率大幅下降。實際上，由于2008年金融危機影響，使得人均GDP增長率已提前下降，而理論拐點63倍值79191元被提前。

城市化S發展過程的啟示

我國的城市化發展如今主要面臨如下幾個問題：外出務工農民增加，農村人口急劇下降，農村出現“空巢化”現象，很多農村如今青壯勞動力都紛紛涌入一線城市，農村留住大量老幼，致使農田荒廢，加上工業化進程的大幅加快，農耕出現“懶人農業”，依托現代科技的“生化農業”等，使如今糧食安全成為城市化發展重要問題；即使未出現空巢化現象的農村，由于交通、信息、氣候條件等一系列因素，使農村與城市的收入差距擴大，出現“城鄉斷裂”現象；我國東部至西部城市化水平呈階梯狀，地區城市化不均衡導致的區域收入差距；誤解城市化就是工業化，以推動工業帶動城市化而忽略了環境污染、資源浪費的問題。

在城市化過程中需關注其拐點，主要指前文所述城鎮人口發展到4J的極點，這實際上是劉亞臣所指的城市化進程中城市具有“紅利”的時候，這個時點往往是子經濟中心已經基本建立，只是一個自發完善的過程，政府投資引導更能加速其完善的過程。因此，從我國整體來看，最有效的快速提高我國整體城市化水平，應著重投資引導中西部城市化水平正處于拐點的區域，同時也能減小東西部的經濟差距。

如何統籌城鄉發展也是城市化過程一個難題，從局部來看，農村可能環繞的鎮、縣、市可為一個總極點，如將農村設為子極點，首先需要政府投資改善農村公共設施，并引導農村自主規劃布局特色產業，或企業遷入農村，這過程中政府還需著重改善城鄉之間的交通條件，以發展城市加農村為局部地域經濟中心的目標，不失為解決農村空巢化現象的一條途徑。