城市化發(fā)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(xué)公共管理學(xué)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(chǎng)

在某地區(qū)當(dāng)具有規(guī)模效應(yīng)，便利的自然優(yōu)勢(shì)，較好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，合理的政策制度，該地區(qū)會(huì)自發(fā)地形成一個(gè)經(jīng)濟(jì)中心，人口自然地聚集在一起，形成城市。當(dāng)人口持續(xù)地向該城市遷移，集聚在城市中心周圍，即為城市化。美國學(xué)者諾瑟姆（Ray.M.Northam）通過實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)國家城鎮(zhèn)人口發(fā)展比例呈S曲線發(fā)展，并把城市化發(fā)展分成三個(gè)階段。大量國內(nèi)外學(xué)者通過諾瑟姆曲線進(jìn)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(xué)者用來研究城市化縱向變化的一種方法，Gordon F. Mulligan使用聯(lián)合國人口數(shù)據(jù)，對(duì)邏輯模式和其他簡(jiǎn)單的時(shí)間序列和經(jīng)濟(jì)模式之間做了比較，并得到符合城市S曲線的邏輯表達(dá)式。當(dāng)前我國對(duì)城市化研究主要集中在以下幾點(diǎn)：一是城市化與工業(yè)化的關(guān)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(fā)展規(guī)模問題；五是城市化的模式問題。實(shí)際上，在城市化發(fā)展機(jī)理的基礎(chǔ)上來研究這些問題的學(xué)者很少，且相關(guān)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(chǔ)的研究中，幾乎都在中微觀層面上對(duì)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)規(guī)劃、集聚效應(yīng)的研究上。本文從中心地理論角度來研究城市化發(fā)展整個(gè)空間運(yùn)動(dòng)過程的機(jī)理，并由此探討城市化速度、城市化發(fā)展模式等問題。

城市化發(fā)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(diǎn)指的諾瑟姆提出的三個(gè)階段的臨界點(diǎn)，一般認(rèn)為城市化開始啟動(dòng)時(shí)城市化水平為10%，該階段城市人口占區(qū)域總?cè)丝诘谋戎氐陀?5%，區(qū)域處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)社會(huì)狀態(tài)；當(dāng)城市人口占區(qū)域總?cè)丝诘?0%至40%，工業(yè)化發(fā)展速度加快，帶動(dòng)人口迅速向城市遷移，第二產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)，第三產(chǎn)業(yè)比重逐漸上升，城市規(guī)模擴(kuò)張，數(shù)量增多，城市人口迅速增加；當(dāng)城市人口占區(qū)域總?cè)丝诘谋戎剡_(dá)到60%-70%時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)地區(qū)

勞動(dòng)力過剩，交通擁擠，住房緊張等問題；城市人口占區(qū)域總?cè)丝诘?0%以上后，經(jīng)濟(jì)發(fā)展以第三產(chǎn)業(yè)和高科技產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)，城市人口增長速度趨緩甚至出現(xiàn)停滯，城市人口增長處于穩(wěn)定的發(fā)展時(shí)期，城鄉(xiāng)差別越來越小，區(qū)域空間一體化，同時(shí)可能出現(xiàn)逆城市化現(xiàn)象。

（二）基于中心地理論對(duì)城市化過程的研究

中心地理論是德國城市地理學(xué)家克里斯塔勒（W.Christaller）和德國經(jīng)濟(jì)學(xué)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(mào)易，金融，手工業(yè)，行政，文化等各種商品服務(wù)，并有一個(gè)輻射范圍R，這個(gè)輻射范圍是受到中心地等級(jí)影響，中心地等級(jí)越高，即除了滿足自身中心地需求外剩余的商品服務(wù)越多，輻射到周邊提供給周邊商品服務(wù)的范圍越廣。而每個(gè)地區(qū)中心地的市場(chǎng)區(qū)域?yàn)閳A且彼此相切，而由于圓與圓之間空白區(qū)域沒有覆蓋，因此中心地將相互擠壓爭(zhēng)奪空白區(qū)域，最終形成六邊形相切的市場(chǎng)，如圖1所示。

克里斯塔勒為了使其理論在數(shù)學(xué)邏輯上更嚴(yán)密，提出了如下前提假設(shè)：地域內(nèi)的人口密度均勻分布；向地域內(nèi)任一方向都具有相同的通達(dá)性；生產(chǎn)者和消費(fèi)者都是理性人，即以追求最大利潤和最小成本為目標(biāo)；消費(fèi)者就近購物。然而其提出的四個(gè)前提條件在現(xiàn)實(shí)生活中有些是不完全存在的：一是現(xiàn)實(shí)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(shù)城市的商業(yè)服務(wù)中心的實(shí)際分布不相吻合，也就很難作為普遍規(guī)律加以運(yùn)用；二是中心地理論實(shí)質(zhì)上是靜態(tài)化的，它是用來描述處于平衡狀態(tài)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(huì)在推導(dǎo)過程中考慮假設(shè)條件。

在以下推導(dǎo)中，人口皆遵從理性經(jīng)濟(jì)人假設(shè)。設(shè)最初的經(jīng)濟(jì)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(biāo)一般用工業(yè)規(guī)模、建成區(qū)規(guī)模、人口規(guī)模等，中心地理論中假設(shè)人口地理分布均質(zhì)的，這是傳統(tǒng)中心地理論的固有缺陷，隨著經(jīng)濟(jì)及科技的發(fā)展，從全球范圍來看，人口流動(dòng)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(shí)本文研究的是一個(gè)區(qū)域的動(dòng)態(tài)發(fā)展過程，這個(gè)區(qū)域從宏觀上來看，可以為都市，也可以為都市帶，而不是傳統(tǒng)的微觀上區(qū)域的經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究，所以推導(dǎo)過程中也遵循中心地理論人口均質(zhì)假設(shè)。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(fā)散六個(gè)子經(jīng)濟(jì)中心，如圖2所示。

圖2 初始極點(diǎn)生成子極點(diǎn)圖示

圖3 城鎮(zhèn)人口J增至7J規(guī)模圖示

最初經(jīng)濟(jì)中心O，按照箭頭向周圍發(fā)散，中心地理論中假設(shè)區(qū)域發(fā)散的任何方向交通通達(dá)性相同，由于新時(shí)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(jìn)導(dǎo)致中心地系統(tǒng)空間重組，提升了中心地之間的聯(lián)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(fā)展過程，并能從這個(gè)過程中找到規(guī)律，需要遵循交通通達(dá)性相同這個(gè)假設(shè)，才能使模型的動(dòng)態(tài)演化發(fā)展下去。根據(jù)中心地理論的等級(jí)原則，以它的等級(jí)最高本文稱其為總極點(diǎn)，O1為一個(gè)子經(jīng)濟(jì)中心，等級(jí)次于總極點(diǎn)，本文稱之為子極點(diǎn)，第二階段的城市化，就是原來的經(jīng)濟(jì)中心小六邊形變成以AB為邊的更大一個(gè)城市區(qū)域，由于最初經(jīng)濟(jì)中心的便利性，因此子極點(diǎn)的六邊形先形成為HIAB這樣的四邊形，按照人口均質(zhì)化假設(shè)，那么城市人口變化直接表現(xiàn)在面積的擴(kuò)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(diǎn)的過程，這個(gè)過程需要政府引導(dǎo)和投資，靠自然的建立會(huì)非常緩慢。當(dāng)周圍子極點(diǎn)建立完畢。形成一個(gè)為原六邊形面積四倍的六邊形。如果用人口規(guī)模來表示，那么就是城市人口J增長到4J。到子極點(diǎn)建立完畢，人口規(guī)模為4J，由于子極點(diǎn)輻射范圍為六邊形，因此圖2的O1子極點(diǎn)將向外圍空白處區(qū)域發(fā)散，并吸引人口自發(fā)向子極點(diǎn)周圍遷移，這個(gè)吸引過程是由于極點(diǎn)能夠提供非極點(diǎn)地區(qū)更好的生活服務(wù)、商品質(zhì)量，若人口處于多個(gè)極點(diǎn)范圍內(nèi)，則滿足人口就近購物假設(shè)。人口遷移至子極點(diǎn)周圍并完善子極點(diǎn)的六邊形，如圖3中陰影部分面積顯示，由于有自主的發(fā)散吸引人口遷移到附近，因此城市化進(jìn)程將加速，當(dāng)子經(jīng)濟(jì)中心六邊形完善后，整個(gè)城市面積擴(kuò)大到最初一階段面積的七倍，也就是人口規(guī)模達(dá)到7J。當(dāng)人口規(guī)模達(dá)到7J以后，再建的子經(jīng)濟(jì)中心選擇好區(qū)位也能促進(jìn)城市化的發(fā)展，如圖3所示。

圖3中的O2子經(jīng)濟(jì)中心由于能同時(shí)得到左邊上一級(jí)兩個(gè)子經(jīng)濟(jì)中心商品服務(wù)并且成本相同，而在O2處建立子經(jīng)濟(jì)中心后BKO2Q區(qū)域的市場(chǎng)能很容易完善，因?yàn)樵谶@個(gè)區(qū)域不僅能得到新建經(jīng)濟(jì)中心的商品服務(wù)，同時(shí)也能得到上一級(jí)兩個(gè)子經(jīng)濟(jì)中心的商品服務(wù)，并且增加的成本不會(huì)太高。當(dāng)這樣的三級(jí)子經(jīng)濟(jì)中心在周邊完全建立后，將形成一個(gè)以MO2為邊的大六邊形，這個(gè)大的六邊形就是一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)中心，以這個(gè)大六邊形作為總極點(diǎn)，將繼續(xù)重復(fù)上述總極點(diǎn)周圍建立子極點(diǎn)的過程。大小六邊形面積比為9∶1這個(gè)從最初總極點(diǎn)擴(kuò)大到規(guī)模為總極點(diǎn)9倍的新總極點(diǎn)的過程，就是孤立經(jīng)濟(jì)中心發(fā)展為區(qū)域經(jīng)濟(jì)中心帶的過程，如果最初是孤立城市，這個(gè)過程就是發(fā)展至都市帶的過程。

將上述過程分為三個(gè)階段，初始總極點(diǎn)城鎮(zhèn)人口為J，第一個(gè)階段為單獨(dú)總極點(diǎn)發(fā)展為總極點(diǎn)及子極點(diǎn)初步建立（子極點(diǎn)完善50%），城鎮(zhèn)人口J發(fā)展到4J；第二階段為子極點(diǎn)加速完善的過程，完善后人口發(fā)展到7J；第三階段為成立新總極點(diǎn)的過程，人口發(fā)展到9J。之后人口為9J的總極點(diǎn)繼續(xù)重復(fù)上述發(fā)展過程。這個(gè)過程中人口變化比例數(shù)列呈1，4，7，9，36，63，81…。

（三）城市化發(fā)展過程中的諾瑟姆曲線

城市的發(fā)展是由一個(gè)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)中心發(fā)展而來，而成為經(jīng)濟(jì)中心最初也是因?yàn)檫@區(qū)位有良好的交通條件、信息條件等，如一些港口，水路通達(dá)是最早的經(jīng)濟(jì)中心成形的條件。當(dāng)經(jīng)濟(jì)一開始向該地區(qū)集中，然后成為區(qū)域中心，成為城市，最終成為都市帶。依據(jù)該原理，每個(gè)地區(qū)當(dāng)具有這個(gè)優(yōu)勢(shì)時(shí)，城市化進(jìn)程已經(jīng)開始，而通過其階段特征來判斷其所處階段，及對(duì)未來的預(yù)測(cè)，更具有現(xiàn)實(shí)意義。按照前文所推導(dǎo)，城市化過程中最容易找到的時(shí)間點(diǎn)是城鎮(zhèn)人口比例發(fā)展到1J、4J、7J、9J中的4J、9J點(diǎn)，4J點(diǎn)時(shí)，子經(jīng)濟(jì)中心剛好建立，還需要其自發(fā)地完善，也可以通過政府政策支持而加速子經(jīng)濟(jì)中心的完善。

諾瑟姆提出當(dāng)城市人口達(dá)到60%到70%時(shí)，由于交通擁擠，環(huán)境質(zhì)量下降等出現(xiàn)的逆城市化現(xiàn)象，是前文中子經(jīng)濟(jì)中心完善之后，總極點(diǎn)人口向子極點(diǎn)擴(kuò)散的逆城市化過程。實(shí)際上可以假設(shè)總極點(diǎn)的吸引人口的能力始終比子極點(diǎn)大，那是因?yàn)榭倶O點(diǎn)提供的商品服務(wù)總是優(yōu)于子極點(diǎn)，因?yàn)榭倶O點(diǎn)能提供更多的就業(yè)機(jī)會(huì)，更好的生活質(zhì)量。按照諾瑟姆所述的逆城市化現(xiàn)象，是因?yàn)橥品嗽摷僭O(shè)。當(dāng)子極點(diǎn)能夠提供更好的商品服務(wù)，人口在子極點(diǎn)的生活成本低于總極點(diǎn)時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)逆城市化。如果政府能夠提高管理與規(guī)劃水平，總極點(diǎn)和子極點(diǎn)的公共品供求是合理的，可以避免逆城市化現(xiàn)象。

本文認(rèn)為，實(shí)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(diǎn)城鎮(zhèn)人口為1%，可能此時(shí)總極點(diǎn)只是一個(gè)鎮(zhèn)，那么第二輪總極點(diǎn)城鎮(zhèn)人口為9%時(shí)，此時(shí)鎮(zhèn)已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)城。城市化發(fā)展離不開社會(huì)、自然的發(fā)展，典型的生物鏈數(shù)字可以了解，1，1，2，3，5，8，13…這個(gè)數(shù)列代表了生物的繁衍過程。而六極點(diǎn)城市化的發(fā)展數(shù)列則為1，4，7，9，36，63，81…，城市化過程中由無數(shù)個(gè)S曲線銜接而成?？梢栽谘芯砍鞘谢⒂^動(dòng)力分析過程中，發(fā)現(xiàn)城市化的過程大量以新城區(qū)和開發(fā)區(qū)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(jīng)濟(jì)規(guī)劃皆從上至下、從大至小的規(guī)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(gè)地區(qū)發(fā)展為一個(gè)經(jīng)濟(jì)中心至城市最后成為都市帶，整個(gè)過程可以分無數(shù)個(gè)階段，都重復(fù)著諾瑟姆S曲線過程。最后許多大小不一的經(jīng)濟(jì)中心再合并為一個(gè)最大級(jí)的經(jīng)濟(jì)中心。城市群演化脈絡(luò)始于孤立的城市，最終發(fā)展成大都市帶。這是目前我國大多數(shù)具有相關(guān)研究學(xué)者的觀點(diǎn)。城市化通過建立子經(jīng)濟(jì)中心的過程，也是通常稱為建立衛(wèi)星城來提高城市化的過程。

人均GDP拐點(diǎn)的城市化過程證據(jù)

20世紀(jì)80年代，H·錢納里對(duì)1965年90個(gè)國家和地區(qū)的城市化水平及人均GDP關(guān)系進(jìn)行研究，得出兩者正相關(guān)關(guān)系。趙穎等（2003）對(duì)錢納里關(guān)于城市化的研究成果進(jìn)行延伸性研究，發(fā)現(xiàn)人均GDP與城市化率對(duì)應(yīng)關(guān)系會(huì)因?yàn)槠渌蛩匕l(fā)生位移，但是兩者仍然是高度相關(guān)的，一定的人均GDP能大致對(duì)應(yīng)城市化某一發(fā)展階段。因此本文將據(jù)此來驗(yàn)證城市化拐點(diǎn)理論的正確性，當(dāng)人均GDP增長率大幅增長時(shí)，伴隨著城市化率的迅速提高，在此，假設(shè)城市的人口容量是一定的，前文以人口規(guī)模變化推導(dǎo)城市化發(fā)展數(shù)列，而現(xiàn)實(shí)中人口規(guī)模若為常量，那么通過經(jīng)濟(jì)指標(biāo)人均GDP數(shù)據(jù)變化，可說明城市化發(fā)展變化。

20世紀(jì)90年代初，北京市和上海市相繼被批準(zhǔn)再次設(shè)置衛(wèi)星城，擴(kuò)大城市化進(jìn)程。由于改革開放前后政策與經(jīng)濟(jì)背景都發(fā)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(shè)立衛(wèi)星城市時(shí)，人均GDP達(dá)到萬元，是1978年的四倍，這是在1至4人口占比的子經(jīng)濟(jì)中心自發(fā)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(diǎn)建立后完善的過程，也是衛(wèi)星城快速發(fā)展的時(shí)點(diǎn)。至1997年，上海人均GDP達(dá)到23397元，是改革開放初人均GDP的9.41倍，上海郊區(qū)的城市化的比例將近50%，此時(shí)整個(gè)上海及郊區(qū)形成了一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)中心總體，一個(gè)都市群雛形顯現(xiàn)，之后每年人均GDP的增長率比1992至1997年期間下降約10個(gè)百分點(diǎn)，因新的總極點(diǎn)形成，要從更大區(qū)域?qū)用鎭砜创鞘谢^程，之后城市化過程就從上海局部來看提高程度已經(jīng)有限，城市化速度的增加，將主要以上海整體為總極點(diǎn)，周邊城市為子極點(diǎn)的發(fā)展模式來提高整個(gè)上海及周邊大區(qū)域的城市化率。按照1∶4比例可以預(yù)計(jì)，當(dāng)上海及周邊人均GDP達(dá)到1997年的四倍左右，即大約93588元左右時(shí)，將會(huì)形成以整個(gè)上海及上海郊區(qū)作為一個(gè)經(jīng)濟(jì)中心，并向周邊更大區(qū)域作為子經(jīng)濟(jì)中心輻射，人均GDP將進(jìn)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(gè)百分點(diǎn)。1993年明確建設(shè)14個(gè)衛(wèi)星城的格局。建設(shè)用地規(guī)模157平方公里，常住人口108萬人。到2000年14個(gè)衛(wèi)星城的用水、治污等基礎(chǔ)設(shè)施正在建設(shè)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(wèi)星城規(guī)劃確定后連續(xù)3年人均GDP年增長率超過20%，至2009年人均GDP達(dá)到70452元，為1978年的56倍，之后人均GDP增長率大幅下降。實(shí)際上，由于2008年金融危機(jī)影響，使得人均GDP增長率已提前下降，而理論拐點(diǎn)63倍值79191元被提前。

城市化S發(fā)展過程的啟示

我國的城市化發(fā)展如今主要面臨如下幾個(gè)問題：外出務(wù)工農(nóng)民增加，農(nóng)村人口急劇下降，農(nóng)村出現(xiàn)“空巢化”現(xiàn)象，很多農(nóng)村如今青壯勞動(dòng)力都紛紛涌入一線城市，農(nóng)村留住大量老幼，致使農(nóng)田荒廢，加上工業(yè)化進(jìn)程的大幅加快，農(nóng)耕出現(xiàn)“懶人農(nóng)業(yè)”，依托現(xiàn)代科技的“生化農(nóng)業(yè)”等，使如今糧食安全成為城市化發(fā)展重要問題；即使未出現(xiàn)空巢化現(xiàn)象的農(nóng)村，由于交通、信息、氣候條件等一系列因素，使農(nóng)村與城市的收入差距擴(kuò)大，出現(xiàn)“城鄉(xiāng)斷裂”現(xiàn)象；我國東部至西部城市化水平呈階梯狀，地區(qū)城市化不均衡導(dǎo)致的區(qū)域收入差距；誤解城市化就是工業(yè)化，以推動(dòng)工業(yè)帶動(dòng)城市化而忽略了環(huán)境污染、資源浪費(fèi)的問題。

在城市化過程中需關(guān)注其拐點(diǎn)，主要指前文所述城鎮(zhèn)人口發(fā)展到4J的極點(diǎn)，這實(shí)際上是劉亞臣所指的城市化進(jìn)程中城市具有“紅利”的時(shí)候，這個(gè)時(shí)點(diǎn)往往是子經(jīng)濟(jì)中心已經(jīng)基本建立，只是一個(gè)自發(fā)完善的過程，政府投資引導(dǎo)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(yīng)著重投資引導(dǎo)中西部城市化水平正處于拐點(diǎn)的區(qū)域，同時(shí)也能減小東西部的經(jīng)濟(jì)差距。

如何統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展也是城市化過程一個(gè)難題，從局部來看，農(nóng)村可能環(huán)繞的鎮(zhèn)、縣、市可為一個(gè)總極點(diǎn)，如將農(nóng)村設(shè)為子極點(diǎn)，首先需要政府投資改善農(nóng)村公共設(shè)施，并引導(dǎo)農(nóng)村自主規(guī)劃布局特色產(chǎn)業(yè)，或企業(yè)遷入農(nóng)村，這過程中政府還需著重改善城鄉(xiāng)之間的交通條件，以發(fā)展城市加農(nóng)村為局部地域經(jīng)濟(jì)中心的目標(biāo)，不失為解決農(nóng)村空巢化現(xiàn)象的一條途徑。