通勤成本、地方品質競爭與都市圈空間結構演化

張 超，王君慧，姚永玲

(1.河北工業大學 經濟管理學院，天津 300401；2.中國人民大學 應用經濟學院，北京 100872)

一、問題提出

2019年2月，國家發展和改革委員會發布《關于培育發展現代化都市圈的指導意見》(后文簡稱《意見》)，提出要“梯次形成若干空間結構清晰、城市功能互補、要素流動有序、產業分工協調、交通往來順暢、公共服務均衡、環境和諧宜居的現代化都市圈”。《意見》出臺標志著中國都市圈時代正式開啟。都市圈是中心建成區與周圍地區所組成的通勤高效、一體發展的功能區域。目前城市競爭正轉變為都市圈競爭，未來伴隨著中國勞動力、資本、技術甚至土地指標等要素加速一體化，人口和經濟活動將加速向都市圈集聚，并形成“中心城市—都市圈—城市群”多層次城鎮空間結構體系。其中都市圈既可趨“集聚經濟”之利，又可避“集聚不經濟”之害，兼得城鄉兩利，是支撐城市高質量發展的理想空間形態。同時，從促進區域協調發展視角看，都市圈是中國實現人口和經濟活動“在集聚中走向均衡”的重要空間載體[1]。對都市圈空間結構演化機制和演化過程的研究將有助于加深對都市圈發展階段和趨勢的認識，也將有助于政府和市場找準突破點協同推進現代化都市圈建設。

《意見》指出，“建設現代化都市圈是推進新型城鎮化的重要手段”。作為窺探新型城鎮化發展格局與發展方向的窗口，都市圈空間結構演化問題是學術界關注的焦點內容之一。而目前針對此問題的研究主要聚焦于演化階段和演化特征兩方面。對都市圈演化動力機制的研究仍然是概念框架性的，尚缺乏整合都市圈核心特征與微觀主體區位決策的一般均衡分析，從而無法系統解釋都市圈核心屬性與要素區位流動的相互作用如何引發人口和經濟活動空間演化這一關鍵問題。而在這方面，通過引入壟斷競爭的市場結構、冰山交易技術、計算機模擬以及一般均衡分析技術的新經濟地理學為分析都市圈空間演化問題提供了良好范式。

構建新經濟地理學的都市圈版本必須把握都市圈有別于其他類型區域的核心特征，《意見》指出，“都市圈是城市群內部以超大特大城市或輻射帶動功能強的大城市為中心、以1小時通勤圈為基本范圍的城鎮化空間形態。”由此概念出發，都市圈存在有別于其他區域的三個核心特征：首先，都市圈強調圈內商品和要素深度一體化。這意味著未來都市圈將進一步消除阻礙商品和生產要素自由流動的行政壁壘和體制機制障礙，實現商品和生產要素在都市圈范圍合理配置。其次，都市圈強調軌道交通引領下的同城化。這意味著經由發達的市郊軌道交通系統，未來都市圈內部可以實現跨區域通勤和職住分離，相當比例的居民可以自由配置其工作地、居住地、購物地、上學地、就醫地和娛樂地區位。再次，都市圈強調以空間品質提升為核心。空間品質提升是培育發展現代化都市圈的核心目標和關鍵路徑。地方品質是指地理空間上不可貿易品的數量、多樣性和質量，具體包括休閑娛樂等個人消費服務，教育、醫療等公共服務，人工和自然生態環境等[12]。現代化都市圈建設的最終落腳點應是滿足人民日益增長的美好生活需要，因此，未來都市圈應以構筑美好生活圈為最終目標，通過都市圈整體舒適性、多樣性、包容性的提升及優質公共服務資源在都市圈內共建共享等實現人民群眾的獲得感、幸福感和安全感的提升。《意見》中也特別強調，到2022年，中國都市圈建設應“梯次形成若干……公共服務均衡、環境和諧宜居的現代化都市圈”。此外，當前在中國邁入創新驅動的發展階段，地方政府競爭范式也發生了深刻變化，原有基于招商引資的地方政府競爭模式正逐漸轉向基于吸引人才、構筑空間品質和創新生態網絡等地方政府競爭模式。都市圈是人力資本高度集聚的區域，而人力資本具有更高的需求層次，其區位選擇的驅動力已經由單純的就業和收入因素向享受城市公共服務、體驗城市生活、尋求發展機會等多元化空間品質因素轉變。因此，通過改善本地空間品質引導人力資本向本地集聚已經成為都市圈內各級地方政府競爭的重要手段。從這個意義上來看，全面提升空間品質也是都市圈創新發展并參與全球競爭的客觀要求。

遵循都市圈三大核心特征，本文在引入勞動力跨區通勤和職住分離的基礎上，將居民的地方品質消費和地方品質競爭納入新經濟地理學分析框架，構建一個兩區域、四部門的新經濟地理學都市圈FE模型，深入剖析在不同市場一體化水平和通勤成本下，地方品質競爭對都市圈勞動力跨區通勤及空間結構演化的影響機制。并嘗試回答如下問題：(1)在未納入地方品質競爭的情形下，不同的通勤成本對都市圈空間格局的演化會產生何種影響？(2)在納入地方品質競爭后，地方品質競爭如何影響都市圈空間格局的演化？(3)都市圈內的人口與產業的集聚與擴散是通過何種機制實現的？又會表現為怎樣的空間格局？

二、文獻綜述

都市圈的空間演化是一個動態的自組織式的發展過程，不同的演化階段必然會呈現不同的演化特征，二者是相伴相生的[3-6]。眾多學者分別從劃分目的、都市圈內部空間結構的聯系與變化等方面對其進行演化階段的劃分[7]。薛俊菲等(2006)根據規劃目的將都市圈劃分為雛形期、成長期、發育期、成熟期四個階段，并提出在不同的發展階段，都市圈相繼呈現核心放射型、核心圈層型、全面成長型和多中心網絡型四種演化特征[8]。張顥瀚和張超(2006)根據都市圈內空間主體的成長與結構的演變之間的相互促進關系，將都市圈的演化過程分為各城市圈競爭發展、大都市圈培育、大都市圈發展與擴張和大都市圈創新發展階段四個階段[9]。馬向明等(2019)根據珠三角都市圈多核心強聯系的特征，將其發展分為雛形、加速、重構和成熟四個階段，并依次對應產業擴散、人口擴散、空間重構和高頻通勤四個階段[10]。

都市圈的演化階段與演化特征是通過人口與產業的空間轉移、生產要素的流動表現出來的。究其原因，都市圈空間結構的演化機制對其具有決定性的影響。關于都市圈的演化機制，已有學者分別從經濟聯動[11]、創新協同、人口集疏過程等角度進行了深入的研究，普遍認為宏觀政策機制[12]、市場機制、交通運輸機制[13]對都市圈的發展起關鍵作用[14-15]。從經濟聯動角度，王圣軍(2008)通過研究實現大都市圈發展的經濟整合方式，指出市場機制、政府機制與社會機制都是經濟整合中的重要機制[16]。李文強和羅守貴(2011)從產業結構與空間結構演化的互動關系出發，從系統論的角度證明二者是一個具有耦合性和協同性的發展系統[17]。此外，部分研究通過對都市圈演化過程中的經驗與現存問題進行探究，發現除上述因素外，科技動力、社會動力與區位優勢也會加速都市圈的成長[18-20]。從創新協同角度，基于“創新型都市圈”的構想，王興平(2014)提出創新要素的內驅力、政府政策的外驅力和服務配套的助推力是創新型都市圈發展的三種基本機制[21]。贠兆恒等(2016)則從創新協調的角度，認為自組織機制、耦合機制、網絡驅動機制和協調機制是創新型都市圈的四種運行機制[22]。陸軍等(2020)從協同創新發展的角度，提出都市圈協同創新發展的五大核心機制：知識流動與擴散機制、風險共擔與利益共享機制、產業分工協作機制、政策引導機制和價值增值機制[23]。從人口集疏角度，基于都市圈人口快速發展的現實，現有研究主要聚焦于兩條脈絡，即人口的空間分布以及人口的流動與遷移。針對前一種觀點，沈亞男(2016)認為，人作為都市圈演化過程中最活躍的經濟因素，其行為不是獨立的[24]，會受到社會、經濟、自然和政策因素的影響，這些因素相互交織共同構成了都市圈人口分布的形成機制[25]。而針對后一種觀點，部分研究分別從影響人口遷移的外部條件與自身條件兩個角度出發，認為影響人口遷移的兩大機制由包括戶籍制度改革、勞動用工制度、自然環境[26]與人文環境在內的外部機制和包括年齡、性別、文化程度的內部機制組成[27-28]。

通過對既有研究的梳理發現，目前關于都市圈空間結構演化的相關研究主要聚焦于對演化階段和特征的刻畫上，而對其演化機制的探討目前還停留在概念框架階段，尚缺乏基于微觀主體空間決策的一般均衡分析。新經濟地理學模型作為典型的一般均衡模型，通過分析人口在區域間自由移動，研究一體化條件下的要素流動、產業集聚與空間格局的非線性演化，進而分析經濟活動空間集聚的規律與特征[29-31]，為都市圈空間演化問題提供了良好的分析框架。上文已經指出，構建新經濟地理學模型的“都市圈版本”就必須引入地方品質消費與允許勞動力跨區通勤等核心假定，而目前新經濟地理學在納入地方品質與職住分離兩個方面均有探討。在納入地方品質方面，楊開忠(2019)認為在區域協同創新發展的新邏輯下，創新活動的區位取決于人才的區位，而人才的區位取決于地方品質，首次提出了“新空間經濟學”[2]。因循這一理念，張驥(2019)在新經濟地理學中納入包含生態環境、不可貿易服務品數量、質量及其消費 “速度”或“便捷性”的地方品質，探究地方品質與經濟收入對人才遷移的二元驅動機制[32]。有學者在新空間經濟學的基礎上，立足于人力資本是區域創新與高質量發展的重要支撐，而地方品質是未來吸引人力資本的重要因素這一觀點，通過構建新經濟地理學模型分析地方品質與勞動力區位選擇的關系，厘清了勞動力區位選擇的邏輯機制，進而揭示了區域創新增長的影響機制[33-35]。在納入職住分離方面，布羅克等(Borck et al.，2010)通過比較兩區域的工資差異與外生通勤成本，分別討論了三種通勤成本情形下，不同區域的人口的空間分布演化過程[36]。

基于此，本文在考慮職住分離的基礎上，納入通勤成本與地方品質，構建了基于新經濟地理學的都市圈模型。本文的邊際貢獻有三點：第一，在一般均衡框架下，將地方品質消費、勞動力通勤成本與職住分離引入新經濟地理學模型，從微觀角度分析了市場一體化進程通勤成本與地方品質競爭對都市圈演化的作用機理；第二，引入地方品質可跨區消費的假設，將通勤成本內生于模型，拓展了納入地方品質部門的新空間經濟學；第三，從地方品質競爭和職住分離的視角探究了都市圈中心城市與周邊城市的職能分工以及都市圈的空間格局演化過程。

三、基本模型

(一)基本假設

考察一個由兩區域(i=A，B)所組成的都市圈系統，不妨將其稱之為中心城市和外圍城市。假設經濟體中存在普通勞動力(L)和人力資本(K)兩類勞動力，其中人力資本可跨區域自由流動，總量設定為Kw=1；普通勞動力僅在部門間自由流動，在區域之間不流動，且每個區域的普通勞動力數量均為θ。同時假設A、B兩區域存在農業部門(A)、制造業部門(M)、地方品質部門(N)和住房部門(H)四個部門，代表性消費者分別消費農產品、制造業產品、地方品質以及住房四種產品。

農業部門按照完全競爭與規模報酬不變的方式生產同質化農產品，農產品沒有區際運輸成本，并作為標準計價物而存在。制造業部門按照壟斷競爭與規模報酬遞增的方式生產差異化的制造業產品；其區際運輸成本采取冰山運輸形式。住房部門因循赫爾普曼(Helpman，1998)[37]的設定方式，假設每個區域的住房供給量都相等，均為整個都市圈住房供給量的一半。地方品質部門同樣按照壟斷競爭與規模報酬遞增的方式生產地方品質。其中，地方品質是指地理空間上不可貿易品的數量、多樣性和質量，具體包括休閑娛樂等個人消費服務，教育、醫療等公共服務，人工和自然生態環境等[38-40]。需要特別說明的是，與傳統的新經濟地理學中工作地、居住地“區位綁定”假定不同，由于在發達的軌道交通的帶動下，都市圈內的勞動力可以通過跨區域通勤實現工作地與居住地的自由配置。這意味著經由市郊軌道交通系統，未來都市圈內部可以實現跨區域通勤和職住分離，相當比例的居民可以自由配置其工作地與居住地。參考布羅克等(2010)[36]關于勞動力工作地與居住地空間分離的設定方式，假設A、B兩區域的工作份額分別為sk、1-sk，居住份額分別為sL、1-sL。

(二)消費與需求

1.消費者

假設兩區域的所有的人力資本具有相同的擬線性形式的效用函數：

U=CA+μlnCM+γlnCN+βlnCH

(1)

其中，CA、CM、CN、CH分別表示農產品、制造業產品、地方品質與住房的消費量，μ、γ、β分別表示制造業產品、地方品質、住房的相對支出份額(μ>0、γ>0、β>0)，制造業產品與地方品質均采用CES效用函數。

人力資本對各種產品的需求量分別為：

(2)

制造業產品的價格指數為：

(3)

其中，φM=(τ)1-σ，表示兩區域之間制造業產品的貿易自由度。

A區域人力資本消費兩區域的地方品質的數量分別為：

(4)

(5)

其中，t(t>1)表示消費異地地方品質需要支付的通勤成本，即A區域的人力資本消費1單位B區域(本地價格為p)的地方品質，支付的價格為tp(t≥1)。根據式(4)和式(5)可知，地方品質的消費量與本產品質量正相關，與其他產品的偏好負相關。地方品質的價格指數為：

(6)

人力資本的間接效用函數為：

V=Y+μ(lnμ-1)+γ(lnγ-1)+β(lnβ-1)-μlnPM-γlnPN-βlnPH

(7)

2.生產者

農產品依完全競爭條件進行生產，1單位產品需要1單位普通勞動力投入。設定農產品為標準計價物，則兩區域普通勞動力工資均為1，即w=1。制造業部門在壟斷競爭、規模報酬遞增的條件下生產差異化產品。每個制造業企業的固定成本為一單位人力資本，邊際成本為aM單位普通勞動力，則該企業的總成本函數為：

C=π+aMx

(8)

令aM=(σ-1)/σ，則有PMi=w=1；每個制造業部門的產量為x=cMA+τcMB。A區域的人力資本在制造業部門得到的工資為：

(9)

地方品質部門設定借鑒張驥(2019)[32]的方法，分別使用土地和普通勞動力作為固定和可變投入，單位土地的租金為R，土地投入決定了企業規模，土地投入要素越大，企業規模越大。每單位地方品質的生產需要投入aN單位的普通勞動力，則其成本函數為：

C(i)=Q+aNx，Q=b(i)R

(10)

根據謝潑德(Sheppard)引理，地方品質企業對土地要素的需求可以解釋Q(R)為：

(11)

即企業的規模越大，對土地要素的需求越多，同時考慮到人力資本更偏好規模較大的地方品質部門的產品，假設消費者偏好與地方品質部門的生產規模的關系為：

(12)

其中，k代表人力資本對地方品質規模偏好參數。

可得A區域全部土地要素報酬為：

(13)

一個地區的土地價格與總收入存在相關性，并據此決定本地區地方品質的數量。為了進一步分析土地價格與區域總收入的關系，借鑒特征價格模型中土地價格與收入的關系，假設：

lnR=α1+α2lnY(0<α2<1)

(14)

從式(13)可以看出，土地價格受兩個因素的影響，一個是地區總收入，即α2lnY；一個是非經濟因素，如當地的自然屬性，人文環境，政治因素等，即α1。因此，式(14)所反映的土地價格代表了地方品質，一個地區的土地價格越高，地方品質越好。因此，土地價格與總收入的關系可重新表示為：

(15)

其中，YA=YHAsL+θ，YB=YHB(1-sL)+θ，分別表示兩地區的總收入。

(三)短期均衡與地方品質競爭設定

短期內，人力資本在區域間不流動，A區域的人力資本在制造業部門得到的工資報酬為：

(16)

假設政府是土地所有者，并通過將從地方品質部門收取的土地租金分別以tA、tB的補貼率平均補貼給本區域工作的人力資本進行競爭。人力資本在區域A得到的補貼u為：

即：

(17)

人力資本的總收入等于在制造業部門得到的工資與政府的補貼之和，即：

(18)

兩區域的人力資本的工資差為：

(19)

若人力資本的工作區位變動可以獲得更高的工資，即對于區域A的人力資本，若有ΔY<0，該地的人力資本將通勤至區域B工作；反之，若有ΔY≥0，人力資本在區域A工作是最優的，不會跨區通勤。與此不同的是，遷移決策的核心是人力資本對間接效用的比較。兩區域人力資本的間接效用差值為：

(20)

若人力資本的居住區位變動可以獲得更高的效用，即對于區域A的人力資本，若有ΔV<0，該地的人力資本將遷移至區域B居住；反之，若有ΔV≥0，則人力資本在區域A居住是最優的，不會遷移。

四、 地方品質競爭與“核心—外圍”結構

根據式(20)可知，間接效用主要取決于四種力量的相互作用，第一種力量為收入效應，即兩地區名義收入的比較，YHA-YHB。第二種力量為商品價格指數效應，即兩地區制造業產品價格指數的比較，μln(PMA/PMA)。第三種力量為住房成本效應，即βln(PHA/PHB)。商品價格指數效應與住房成本效應之和稱為生活成本效應。第四種力量為地方品質效應，即兩地區地方品質價格指數的比較，γln(PNA/PNB)。

首先，收入效應決定人力資本是否通勤。在決定工作區位時，人力資本總是會選擇收入回報更高的地區。由于人力資本的收入來源有兩部分：運營制造業企業的收入與本地政府的補貼之和，其中前者取決于本區域的制造業(人力資本)的數量，后者取決于本區域的土地要素的總收入與人力資本數量之比，這兩部分與人力資本的空間分布高度相關。其次，價格指數效應是指運輸成本的存在會使制造業產品在兩區域內產生需求聯系與供給聯系。需求聯系是指在制造業企業較多的區域，其價格指數較低，從而產品的消費成本較低；供給聯系是指在制造業企業較多的區域，企業之間的競爭更加激烈，這會降低制造業企業以及人力資本的收入。再次，住房價格也會影響消費者的遷移決策，擁有更好的地方品質、更多樣化的消費產品的地區會吸引更多的人力資本集聚。這種集聚對住房部門的直接影響為推高住房價格，從而降低本區域的效用水平。因此，住房成本效應是一種分散力。第四，地方品質效應表示具有本地屬性的不可移動的地方品質對人力資本遷移的影響。地方品質是一種集聚力，地方品質產品種類較多的地區，其價格指數較低，人力資本獲得的間接效用更高；地方品質質量較高的地區，人力資本獲得的間接效用更高。在貿易一體化過程中，上述四種力量相互作用，共同推動都市圈的空間演化。

與傳統的新經濟地理學中工作地、居住地“區位綁定”假定不同，本文主要討論在發達的軌道交通的帶動下，都市圈內的人力資本通過跨區域通勤，實現工作地與居住地的自由配置。 假設區域A為中心城市，區域B為外圍城市，將式(3)、式(6)、式(19)代入式(20)，可以得到“中心—外圍”格局下的人力資本福利的區際差異，即“集聚租金”：

(21)

Ω增大，表明集聚力相對增強，反之，分散力相對增強。

鮑德溫和克魯格曼(Baldwin & Krugman，2004)[41]指出，在“中心—外圍”格局下，外圍城市的福利低于中心城市，因此設計策略奪取中心地位，借以提升本地居民的福利水平，主要聚焦于關注人力資本在兩地區的收入與福利差異，即式(19)、式(21)與0的關系。即外圍城市政府發起競爭，中心城市政府制定相應的策略以保持其中心地位，外圍城市的策略稱為競爭性策略，中心城市的策略稱為應對策略。

根據前文所述，都市圈內的人力資本可以通過跨區域通勤，實現工作地與居住地的自由配置。因此，本文從人力資本職住分離的角度，分三步求解模型進而分析都市圈的空間格局演化過程：

(1)居住地決策。人力資本根據其效用最大化決定居住區域，通勤的存在使得兩地區的工資總是相等的，即收入效應為0。因此，人力資本在價格指數效應、生活成本效應與地方品質效應的共同作用下，決定居住的區域。

(2)是否通勤決策。人力資本根據兩區域的工資差與通勤成本的比較決定是否進行通勤。具體來說，當兩區域的工資差大于通勤成本時，人力資本向工資較高的區域通勤，通勤的人力資本數量的動態調整最終使得兩區域的工資差為0。

(3)工作地決策。在居住地點已知情況下，即sL既定的情況下，根據兩區域的工資差為0，即Y(sL，sk)=0，可以解得sL與sk的關系，進而分析sk在兩區域的分布結構。

(4)重復步驟(1)和(2)，在不同的通勤成本下，繪制sL與sk的空間演化過程。

基于以上的分析，本文接下來的部分將分析以下兩個問題：首先，在未納入地方品質競爭的情形下，不同的通勤成本對都市圈空間格局的演化會產生何種影響？其次，在納入地方品質競爭后，地方品質競爭會如何影響都市圈空間格局的演化？

五、都市圈空間格局演化的情景模擬

(一)未納入地方品質競爭條件下都市圈空間格局演化模擬

在未納入地方品質競爭的情況下，tA=tB=0，即人力資本的收入等于制造業部門的工資報酬，本文分兩種情形討論通勤成本對都市圈空間格局演化的影響。

1.情形一：極高的通勤成本

在通勤成本極高時(t→∞)，兩區域的通勤自由度為零(φ=0)(1)參數取值：μ=0.35，σ=3，γ=0.1，α2=0.5，ρ=1，β=0.2，φ=0。，兩區域間沒有通勤人員的流動，每個地區居住的人力資本數量等于工作的人力資本數量，即sL=sk。兩區域人力資本的效用差為：

(22)

根據式(22)，可以得到sL在貿易一體化進程中的空間結構演變戰斧圖：

圖1 通勤成本極高時，sL的空間分布格局演變戰斧圖

2.情形二：一般通勤成本

現在考慮一般通勤成本情形下，通勤對均衡時居住與工作地的影響。在一體化進程中，交通網絡的不斷完善使得商品運輸成本與人的通勤成本同步下降，為了直接展示通勤成本對都市圈空間結構的影響，假設(φM)2=φ。通勤人員的動態調整使得兩區域的工資差為0(Y(sL，sk)=0)，兩區域的人力資本的效用差異為：

(23)

通過對比圖1與圖2中sL的空間分布可知，在允許通勤的情形下，“中心—外圍”格局與多中心格局均出現在較高的貿易成本時。這表明，都市圈內交通網絡的建設是推動都市圈空間格局演化的重要動力，加速了都市圈內部的集聚與擴散，有效地推進了都市圈的一體化進程。由于兩區域的工資差為零，在sL空間分布已知的情況下，根據Y(sk，sL)=0可以求解sk與sL的關系，進而得知sk的空間分布：

(24)

圖2 通勤成本為正時，sL的空間分布格局演變戰斧圖

根據圖3中sk與sL的空間演化過程可知，隨著通勤成本的下降，都市圈內的人口漸次呈現“完全集聚—分散”的演化過程，產業漸次呈現“部分集聚—完全集聚—分散”的演化過程。相應地，都市圈呈現出“多中心—單中心—多中心”的空間格局。在較高的通勤成本下，即當0<φ<φ1時，伴隨著通勤成本的降低，都市圈內sk將呈現向中心城市集聚的趨勢，且中心城市居住功能的集聚程度高于產業職能；在中等通勤成本下，即當φ1<φ<φ2時，都市圈內sk與sL均集聚在中心城市，外圍城市將出現人口和產業的空心化現象，都市圈呈現單中心發展態勢；在較低的通勤成本下，即當φ2<φ時，居住功能與產業職能均向外轉移，sk與sL重新回歸分散狀態，都市圈由單中心階段發展到多中心階段。

推論1：在較高通勤成本下(0<φ<φ1)，都市圈內中心城市sk與sL的份額存在差異，即存在職住分離的現象，當滿足條件|sk-sL|/(1-sL) >0.15時(即φA<φ<φJ)(2)1960年，日本提出的“大都市圈”規定，中心城市為中央指定市或人口規模在100萬人以上并且鄰近有50萬人以上的城市，外圍地區到中心城市的通勤率不小于本身人口的15%。，日本意義上的都市圈初步形成；當滿足條件|sk-sL|/(1-sL) >0.25時(即φ<φA)(3)1990年，中心地人口規模大于5萬人，外圍地區非農勞動力人口比例大于75%或絕對數大于1萬人，通勤率單向15%或雙向20%的地域可稱為都市區，2000年通勤率指標達到25%。，美國意義上的都市圈初步形成。在中等通勤成本(φ1<φ<φ2)和較低通勤成本下(φ>φ2)，都市圈內不存在職住分離現象。

圖3 通勤成本為正時，sk的空間分布格局演變戰斧圖

伴隨著交通一體化的逐步深入，都市圈內的人口與產業呈現不同的集聚趨勢。具體來說，在貿易成本較高的階段，通勤成本的下降拉近了都市圈內部的經濟距離，加速了周邊城市的產業與就業職能向中心城市的集聚，并帶動居住職能向中心城市集聚。同時在馬太效應的作用下，都市圈內部形成穩定的“核心—外圍”空間分布格局。在這一過程中，都市圈內部以集聚現象作用為主。在貿易成本較低的階段，中心城市開始出現由于過度集聚所產生的人口膨脹、交通擁擠、住房困難、資源緊張、物價過高等都市病。產業職能與居住功能開始向周邊城市轉移，最終會回歸對稱分布的多中心空間格局。在這一過程中，都市圈內部以擴散現象為主。

3.福利分析

假設每個區域內居住的人力資本與普通勞動力的工資總和為該區域的總福利，根據式(18)，可以得到兩區域的福利分別為YA與YB。

從圖4可以看出，當通勤成本較高時(0<φ<φ1)，隨著通勤成本的不斷下降，就業職能不斷向中心城市集聚，中心城市的總體福利不斷提高，周邊城市的總體福利不斷下降；當通勤成本較低時(φ>φ2)，中心城市與周邊城市的福利水平均隨通勤成本的下降而不斷提高。

圖4 通勤成本對都市圈福利的影響

(二)納入地方品質競爭條件下都市圈空間格局演化模擬

地方品質通過影響人力資本的居住和工作區位，進而影響都市圈的空間演化。因此，政府將從地方品質部門收取的土地租金分別以tA、tB的補貼率平均補貼給本區域工作的人力資本進行地方品質競爭，人均補貼為u，則有：

(25)

(26)

兩區域人力工資的工資差為：

(27)

根據兩區域的工資相等，可以解得sk與sL的關系：

(28)

本文從兩區域的補貼率相等為起點，分析政府采用不同的補貼率進行地方品質競爭對都市圈空間演化(sk與sL空間分布)的影響，假設t=tA-tB為兩區域的補貼率之差(4)參數取值：μ=0.3，σ=4，γ=0.15，α2=0.5，ρ=1，β=0.2。。

1.情形一：極高的通勤成本(φ=0.1)，如圖5所示。

圖5 通勤成本較高時，地方品質競爭對sk與sL空間分布的影響

2.情形二：中等通勤成本(φ=0.5)，如圖6所示。

圖6 通勤成本中等時，地方品質競爭對sk與sL空間分布的影響

3.情形三：較低的通勤成本(φ=0.8)，如圖7所示。

圖7 通勤成本較低時，地方品質競爭對sk與sL空間分布的影響

通過比較分析圖5、圖6和圖7可知，在不同的貿易成本下，地方政府通過補貼進行地方品質競爭時，會對sk與sL的空間分布產生不同的影響。具體來說，在較高的通勤成本下(φ=0.1)，隨著不同區域的地方品質補貼率的差距增大，都市圈內的居住功能和就業(產業)職能將呈現向地方品質較好的中心城市集聚的趨勢；在此過程中，產業與就業職能的集聚速度大于居住職能，都市圈呈現全面增長的態勢。在中等通勤成本下(φ=0.5)，當0<Δt<Δt1時，都市圈同樣呈現全面增長的態勢；當 Δt1<Δt時，都市圈內產業功能和居住功能(大)部分集聚在中心城市，呈現穩定發展的態勢。在較低的通勤成本(φ=0.8)下，當0<Δt<Δt2時，都市圈內產業職能和居住功能向中心城市集聚；當Δt2<Δt<Δt3時，都市圈內產業職能在中心城市呈現部分集聚且穩定發展的趨勢，居住功能將呈現向外圍城市轉移的趨勢；當Δt3<Δt<Δt4時，中心城市的居住職能繼續向外轉移，出現中心城市以產業職能為主，外圍城市以居住職能為主的功能分區現象，并在Δt4<Δt時，呈現穩定的功能分區發展態勢。

推論2：在通勤成本較高的情況下，都市圈內的產業職能與居住功能將均集中于中心城市；在通勤成本較低的情況下，中心城市將僅容納產業職能，而周邊城市則將容納居住功能。

從上述分析可知，在較高和中等通勤成本下，隨著地方品質補貼率差距的不斷增大，中心城市的職住分離程度先增大后不變，即呈現對數增長趨勢。這一過程是通過地方品質競爭吸引產業與就業職能，進而優化居住功能這一機制來實現的。在這一過程中，中心城市呈現以產業和就業職能為主，居住功能與就業職能正向聯動發展的空間格局。在較低的通勤成本下，中心城市的職住分離程度同樣呈現對數增長趨勢；不同的是，隨著地方品質補貼率差距的不斷增大，中心城市呈現以產業和就業職能為主，居住功能與就業職能“正向聯動—反向聯動—穩定發展”的空間演化格局。

推論3：在通勤成本不斷下降的過程中，地方品質競爭對職住分離程度呈對數增長型影響，隨著地方品質補貼率差距的增大，職住分離程度呈現先增大后不變的發展態勢。

推論4：根據上述分析與前文關于競爭策略的定義，外圍城市存在采取競爭策略奪取中心地位的潛在動力，若外圍城市政府采取tB>tA的政策，可迫使區域A失去中心地位，取得競爭成功，成為中心城市。

4.通勤分析

圖8 不同的通勤成本下，地方品質競爭對通勤率的影響

5.福利分析

圖9展示了不同的通勤成本下，地方品質競爭對都市圈內中心城市內與周邊城市總體福利的影響。具體來說，在通勤成本較高與通勤成本中等的情況下，地方品質的提升會促進中心城市福利水平的提升；在通勤成本較低的情況下，在都市圈全面成長階段，中心城市的福利水平不斷提升，周邊城市的福利水平不斷下降；在都市圈功能分區形成階段，中心城市的福利水平下降，同時周邊城市的福利水平不斷上升；在功能分區穩定發展階段，中心城市與周邊城市的福利水平均得到提升。

圖9 不同的通勤成本下，地方品質競爭對都市圈福利的影響

六、主要結論與討論

隨著一體化發展戰略上升為國家戰略，現代化都市圈的建設作為推進新型城鎮化的重要手段，成為眾多學者研究的熱門話題。本文從職住分離的角度出發，構建了納入地方品質與通勤成本的新經濟地理學模型，分析地方品質競爭與通勤成本對都市圈空間格局演化的影響機制。本文認為：市場一體化、通勤成本與地方品質競爭是影響都市圈空間格局演化的重要因素。首先，市場一體化發揮著基礎性作用。在價格指數效應與本地市場效應的雙重作用下，市場機制通過促進生產要素的流動產生集聚效益，進而形成人口與產業集聚程度較高的地區，即中心城市。較高的人口和生產集中度會引起本區域的制造業與地方品質行業的競爭效應，以及較高的生活成本效應。這又會通過擴散效應帶動周邊城市的發展，都市圈在這種自組織演化規律中走向區域一體化。其次，政府政策發揮著引導作用。政府可以根據不同城市的特定承載力，進行具有本地屬性的地方品質建設，進而引導人力資本在都市圈內的合理分布。如地方政府可以通過提升本地區的教育、醫療、公共服務、生態環境等打造地方品質，建立在吸引人力資本方面的競爭優勢。最后，通勤成本下降發揮著推動作用。一方面，交通通信技術的進步加快了人力資本與生產要素在都市圈范圍內的流動速度，加快了都市圈的空間格局演化進程。另一方面，交通技術的進步縮短了都市圈內部城市之間的距離，實現了居住功能與生產功能的空間分離，即職住分離。“1小時通勤圈”的實現，推動了都市圈之間形成合理的功能分區，極大地釋放了都市圈的潛力[42-43]。

本文的主要結論如下：(1)伴隨著交通一體化的逐步深入，都市圈內的人口與產業呈現不同的集聚趨勢。在通勤成本較高的階段，都市圈內人口和產業職能以集聚現象為主，而在通勤成本較低的階段，二者以擴散現象為主。(2)隨著通勤成本的下降，都市圈內的人口漸次呈現“完全集聚—分散”的演化過程，產業漸次呈現“部分集聚—完全集聚—分散”的演化過程，相應地，都市圈呈現出“多中心—單中心—多中心”的空間格局。(3)納入地方品質競爭的考量后，在通勤成本較高的情況下，都市圈內的產業職能與居住功能將均集中于中心城市；在貿易成本較低的情況下，中心城市將僅容納產業職能，而周邊城市則將容納居住功能，相應地，都市圈呈現“功能分區型多中心”空間格局。(4)納入地方品質競爭之后，在市場一體化與通勤成本下降的共同作用下，地方品質競爭對職住分離程度的影響存在顯著非線性的對數增長型影響，有助于都市圈功能分區的形成與福利水平的提升。

基于上述研究，本文認為：第一，都市圈應提高中心城市的綜合承載力。中心城市作為都市圈中人口和產業集聚程度更高的地區，對都市圈的演化發展起到了提綱挈領的作用。因此，要借助互聯網，大數據等現代技術，加強自主創新和傳統產業升級，加快能源結構調整，切實推動其綠色發展，打造宜居環境。第二，都市圈應落實高效率導向的現代高質量綜合立體交通網的建設，增強都市圈內部城市之間的交通運輸聯系；進一步優化交通網絡空間布局，推動高速公路、普通國省道的建設與改造，建立更加有效的市場機制與交通運輸機制，從而加快都市圈一體化進程。同時，要注重推進新型交通基礎設施建設，加強人工智能、第五代通信移動網絡等在交通運輸網絡體系的應用。第三，一方面，要充分發揮政府的作用，提升本地區教育、醫療等公共服務的質量，改善生態環境，增設休閑娛樂設施，進而提升地方品質建設。同時，政府要立足于城市的自身發展優勢，因地制宜，促進都市圈形成優勢互補的空間格局，打造功能分區型都市圈。另一方面，要注重市場機制與政府機制的有機統一，充分發揮市場機制的資源配置作用，形成二者相互補充、相互促進的格局，推動都市圈的持續健康發展。