基于用地與人口復合視角下山東省城鎮體系規模結構合理性診斷

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，自上而下型城市發展特征相對突出，異速的城市化發展模式也帶來了嚴重的資源環境與經濟社會發展問題，目前人地矛盾、建設用地與農業用地矛盾突出，城鄉二元結構正面尖銳挑戰[3-4]，迫切要求采取合理措施，嚴控城鎮規模異速擴張。并且城鎮發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域發展產生重要影響，研究城鎮發展格局對于鄉村振興具有重要的促進作用[5]。城鎮發展格局是基于國家資源環境、經濟社會發展、生態安全現實條件而在國土空間上形成的等級規模有序、職能分工合理、輻射帶動作用明顯的城鎮空間配置形態及特定秩序[6]。因此，做好城鎮體系規模結構合理性評價對經濟社會發展具有重要的指導作用。

城鎮規模結構合理性是城鎮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揮。學界普遍認可的評價城市等級與城市規模關系的評價模型—Zipf法則，能夠定量地評價城市規模與等級關系。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模分布情況，在分析城市位序與城市規模相關關系基礎上提出了影響中國城市規模的影響因素。劉繼生[11]認為城市規模及其位序關系可以通過Zipf模型貼切表述。王德利[12]基于規模分布、規模緊湊度與規模效率3個層面，構建了城市群規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、社會經濟發展以及環境污染等方面，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模結構進行合理性評價。

近年來，山東省城鎮化水平保持了較快的發展速度，常住人口城鎮化率從2010年49.71%提升至2017年60.58%，增加了10.87個百分點，經濟發展與人口分布空間上存在錯位現象，且囿于資源稟賦與區位因素等條件限制，小城鎮發展水平存在顯著的地域差異。較為發達的城市，如濟南、青島、淄博、煙臺等，小城鎮發展動力較強，礦產資源密集區與特殊稟賦的小城鎮發展較好，而魯西南與魯西北小城鎮缺乏動力。小城鎮作為城鄉統籌的重要載體，未來將承擔著更為重要的作用[19]。山東省城鎮發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域的城鎮體系合理發展提供參考借鑒。

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，建立市區戶籍人口數據與建成區面積數據數據庫，利用SPSS19.0和ArcGIS10.0等數據處理平臺，對山東省城市體系規模結構進行時空分異特征分析。

1.2 研究方法

1.2.1 城鎮體系合理性診斷模型

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

Mr=M/r

(1)

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

(2)

式中：n為所有城鎮總量；Pi表示第i城鎮的次序；Mi是按照大小順序排序后城鎮規模；M為首位城鎮規模大小；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，城鎮分布較為均衡化，城鎮體系較為成熟，q越趨近于1，表示城鎮分布越均衡，城鎮體系越完善；當q>1時，城鎮只存在特大城鎮或規模以上城鎮，城鎮中間位次存量較少，城鎮體系不完善[12]。因此，研究山東省城鎮規模體系合理性，該文選擇Zipf法為樣本研究方法。

1.2.2 城鎮規模合理性診斷模型

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

(4)

式中：F為某城鎮規模效率指數；LSi為城鎮建成區用地規模；MSi為第i城鎮的建成區人口規模。

1.2.3 城市規模效率判別

城市規模效率可以衡量一個城市用地規模是否合理，城市建設用地土地集約度是關系到城市規模效率高低的重要指標。城市規模效率判別主要依據《城市用地分類與規劃建設用地標準》，同時借鑒前人相關研究[21]，將城市規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 山東省城鎮體系規模結構特征

2.1.1 地級市城市體系規模結構

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域大體呈現“√”型。具體地，分布在魯西地區的德州、聊城；魯南地區的菏澤、濟寧、臨沂；半島地區的濰坊、煙臺。魯中地區的濱州、東營、濟南、淄博、泰安和半島地區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 城市規模效率評價標準

圖1 山東省城鎮化規模結構圖

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

2.1.2 山東省城鎮Zipf指數特征

Zipf模型被廣泛應用于驗證城鎮結構合理性，運用該模型對山東省城鎮規模結構進行合理性評價，對于城鎮位序與城鎮規模指數進行相關擬合分析知，山東省城鎮位序—規模擬合特征明顯(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縣區城鎮位序—規模分布圖

由圖2知，山東省位序—規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指數處于較為穩定的狀態；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指數又進入較為穩定狀態，且總體上呈現出緩慢降低的態勢。通過Zipf指數可以發現，現階段山東省城鎮體系呈現金字塔式，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域中心城市，增強大城市輻射帶動作用。

2.2 山東城鎮體系規模結構合理性診斷

2.2.1 山東省城鎮體系規模結構時間演化特征

通過城鎮規模效率指數判定城鎮體系規模結構合理性演化特征，計算2008—2017年山東省城鎮規模效率指數，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位序與城鎮規模進行線性回歸分析，結果見表2。

表2 山東省城市位序—規模分析

由表2可知，山東省城鎮體系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，穩定在0.822～0.860之間，q值分析結果表明，山東省城鎮體系規模結構具有相對穩定性，未來勢必需要對于城鎮規模進行調控，進而在空間上合理調控人口規模與地域布局，形成更加合理完善的城鎮規模結構體系。另外，對于城鎮位序與城鎮規模進行空間線性回歸分析發現，山東省城鎮位序與城鎮規模的關系明顯受到區域因素的相互作用，由此也反映出區域城市規模明顯受到其他區域的相互影響，而現階段山東省城鎮體系的形成也說明了區域極化作用相對突出，缺少大城市輻射涓滴效應的發揮，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，引導區域一體化發展。

2.2.2 山東省城鎮體系規模結構空間分異特征

將城鎮規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 山東省城市規模效率空間分布圖

由圖3可知，總體上山東省城鎮規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模效率空間格局，即省會經濟城市圈核心區、以煙臺與青島為中心的東部沿海核心區、以臨沂為中心的內陸核心區。三大高度合理的城市規模效率空間溢出效應開始發揮，高度合理的城市規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。同時城市規模效率也呈現出同心圓式發展格局，圍繞著三大高度合理的城市規模效率為核心，周圍分別分布較為合理區域、中度合理區域、低度合理區域以及不合理區域。

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

3 結論

該文主要基于用地與人口的復合視角，綜合構建了城鎮體系規模結構合理性判別模型以及城市規模效率判定模型，并且對于2008—2017年山東省城鎮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現，山東省城鎮規模結構較為合理，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域內人口規模、用地面積具有重要的關系，一定程度上驗證了基于用地規模與人口規模評價城鎮體系的科學合理性。

(2)基于城鎮Zipf指數分析發現，山東省城鎮位序—規模擬合效應明顯，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Zipf指數呈現出穩定發展—迅速降低—較為穩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，未來需要增強區域中心城市培育。

(3)基于城鎮體系規模結構時序演化特征發現，山東省城鎮體系具有相對穩定性，且隨著時間推移，其城鎮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，山東省城鎮位序與城鎮規模的關系明顯受到區域因素的相互作用，未來需要加強空間調控響應措施，引導區域一體化發展。

(4)基于城鎮體系規模結構空間分異特征發現，山東省城市規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模效率空間格局，且三大高度合理的城市規模效率空間溢出效應開始發揮，高度合理的城市規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

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

(1)積極發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，發揮中心城市的極化效應，發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模。另外在強化中心城市功能的同時，應該進一步發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域增長極，積極推動濟南與青島的區域輻射效應發揮，推進城市空間一體化發展，整合山東省區位優勢與資源優勢，形成分工明確、特色顯著的城鎮規模化發展。

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

(3)推動山東半島城市群發展進程。作為人口與產業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，城市群作為區域發展增長極核，已經成為具有跨區域意義的發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展路徑，推動城市集群化發展，實現城鎮交流高效發展。推動城市經濟一體化發展，實現產業結構的空間統籌與重構。進一步完善城市空間發展模式，促進山東省城市區域空間由點軸式向網絡式空間發展，推進山東半島城市群發展。