縣域小城鎮(zhèn)人口規(guī)模結(jié)構(gòu)及其演變的分形特征比較研究
——以蘇州縣級(jí)市為例

徐懿德，尚正永

(蘇州科技大學(xué) a.建筑與城市規(guī)劃學(xué)院；b.地理科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215000)

小城鎮(zhèn)是城鄉(xiāng)之間的過(guò)渡區(qū)域，包括縣城在內(nèi)除設(shè)市以外的建制鎮(zhèn)[1]。不同小城鎮(zhèn)在功能等級(jí)上的聯(lián)系和劃分稱為城鎮(zhèn)體系[2]。城鎮(zhèn)體系的規(guī)模結(jié)構(gòu)是地理學(xué)的研究熱點(diǎn)之一，而分形研究(fractal studies)是當(dāng)代理論地理學(xué)研究的主要內(nèi)容之一[3]。分形理論是由Mandelbrot創(chuàng)立，在《英國(guó)的海岸線有多長(zhǎng)》一文中首次闡明了分形思想[4]，并最早對(duì)城鎮(zhèn)規(guī)模分布的分?jǐn)?shù)維性質(zhì)展開(kāi)了探討。D.Wong、A.S.Fothering ham和P.Frankhouser等先后研究了城鎮(zhèn)體系的位序-規(guī)模法則及Pareto分布與分維的關(guān)系。S.L.Arlinghaus和W.C.Aringhaus在早期的工作基礎(chǔ)上探討了L?sch中心地結(jié)構(gòu)的分形特征[5]。分形理論的產(chǎn)生與發(fā)展有助于解決和解釋非線性世界中一些具有隨機(jī)性和復(fù)雜性特征的現(xiàn)象和問(wèn)題[6]。20世紀(jì)90年代，研究人員在基礎(chǔ)理論、應(yīng)用方法和實(shí)證研究方面[7]獲得了顯著成果。城鎮(zhèn)體系分形研究是分形理論在人文地理學(xué)應(yīng)用中的一個(gè)較為成熟的方面[8]，目前的研究主要著眼于國(guó)家、省域、市域等大區(qū)域?qū)用?，?duì)縣域?qū)用娴难芯肯鄬?duì)較少。因此，本文以蘇州市代管的太倉(cāng)、昆山、常熟、張家港等市的小城鎮(zhèn)為研究對(duì)象,對(duì)縣域小城鎮(zhèn)人口規(guī)模結(jié)構(gòu)及其演變的分形特征進(jìn)行比較研究。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

蘇州市位于長(zhǎng)江三角洲中部，江蘇省東南部，地處東經(jīng)119°55′～121°20′，北緯30°47′～32°02′，屬亞熱帶季風(fēng)海洋性氣候，東傍上海，南接浙江，西抱太湖，北依長(zhǎng)江。截至2020年底，市域總面積8 657.32 km2，常住人口12 748 262人。蘇州代管的縣級(jí)市有昆山市、張家港市、常熟市、太倉(cāng)市，四個(gè)縣級(jí)市地區(qū)總面積4 016.76 km2,占蘇州市的46.4%，常住總?cè)丝? 032 703人，占蘇州市的47.32%。

圖1 研究區(qū)略圖Fig.1 Sketch map of the study area

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文研究主要通過(guò)文獻(xiàn)研究法，如昆山市市志(1981-2010)、太倉(cāng)市志(1986-2005)、張家港市志(1986-2005)、常熟市志、相關(guān)統(tǒng)計(jì)年鑒等，通過(guò)查詢、收集、整理有關(guān)小城鎮(zhèn)的文獻(xiàn)資料，對(duì)各縣級(jí)市城鎮(zhèn)人口數(shù)量、行政區(qū)劃調(diào)整與城鎮(zhèn)變遷情況等進(jìn)行梳理歸納，形成研究依據(jù)。

1.3 研究方法

1.3.1 城鎮(zhèn)首位度與四城鎮(zhèn)指數(shù)

根據(jù)馬克·杰斐遜(M.Jefferson)的城鎮(zhèn)首位度，用區(qū)域內(nèi)最大城鎮(zhèn)規(guī)模與第二位城鎮(zhèn)規(guī)模的比值來(lái)衡量城鎮(zhèn)規(guī)模分布狀況。首位度大的城鎮(zhèn)規(guī)模分布稱首位分布，計(jì)算公式為：

S2=P1/P2

(1)

其中，P1、P2為各個(gè)城鎮(zhèn)按人口規(guī)模大小排序后最大城鎮(zhèn)人口規(guī)模和第二位的城鎮(zhèn)人口規(guī)模。理論上而言，城鎮(zhèn)首位度越高，城鎮(zhèn)規(guī)模差異越大[9]。但是，僅僅用兩個(gè)城鎮(zhèn)的人口有時(shí)并不能很好地表示城鎮(zhèn)分布規(guī)模，為了彌補(bǔ)這種局限性，引用四城鎮(zhèn)指數(shù)作為另一指標(biāo)。

四城鎮(zhèn)指數(shù)：用區(qū)域內(nèi)第一大城鎮(zhèn)與第二、第三、第四大城鎮(zhèn)人口數(shù)量和比值來(lái)衡量城鎮(zhèn)規(guī)模分布狀況，計(jì)算公式為：

S4=P1/(P2+P3+P4)

(2)

其中，P1、P2、P3、P4為城鎮(zhèn)按人口規(guī)模大小排序后第一、二、三、四位的城鎮(zhèn)人口規(guī)模?！八某擎?zhèn)指數(shù)”越高，說(shuō)明鎮(zhèn)區(qū)人口在不同規(guī)模城鎮(zhèn)上分布越不均衡，城鎮(zhèn)規(guī)模差異越大。

1.3.2 城鎮(zhèn)人口規(guī)模結(jié)構(gòu)的分形模型

城鎮(zhèn)規(guī)模分布一直是城鎮(zhèn)體系研究的核心問(wèn)題之一。就區(qū)域城鎮(zhèn)規(guī)模分布而言，在一定時(shí)空條件下具有分形性質(zhì)并滿足G·K·Zipf位序-規(guī)模法則[8]。但是，位序規(guī)模法則對(duì)城鎮(zhèn)等級(jí)規(guī)模分布模型的參數(shù)解釋具有局限性，因此采用位序規(guī)模法則與分形理論相結(jié)合方法。具體思路：對(duì)于一個(gè)特定區(qū)域，給定按城鎮(zhèn)人口規(guī)模從大到小排布的城鎮(zhèn)序號(hào)r，則相應(yīng)的城鎮(zhèn)人口數(shù)N(r)與r滿足關(guān)系[10]：

N(r)∝r-D

(3)

式(3)是一個(gè)分形模型，其中D是豪斯到夫(Hausdorff)分形維數(shù)，可轉(zhuǎn)化為：

lgN(r)=A-Dlgr(A為常數(shù))

(4)

而1949年G·K·Zipf提出了一個(gè)通用的城鎮(zhèn)規(guī)模分布法則：

(5)

2 結(jié)果分析

2.1 小城鎮(zhèn)的數(shù)量變化

通過(guò)文獻(xiàn)研究的方法，對(duì)昆山市、常熟市、張家港市和太倉(cāng)市行政區(qū)劃調(diào)整與城鎮(zhèn)變遷情況進(jìn)行了歸納總結(jié)，具體情況見(jiàn)表1、表2、表3、表4?？傮w上可大致分為3個(gè)階段，即建制鄉(xiāng)改建制鎮(zhèn)、建制鎮(zhèn)合并和建制鎮(zhèn)改街道3個(gè)階段。

第一階段是1985—1995年，建制鄉(xiāng)改建制鎮(zhèn)階段。此階段的行政改革主要通過(guò)建制鄉(xiāng)改建制鎮(zhèn)，在縣域范圍內(nèi)減少建制鄉(xiāng)的數(shù)量，至1995年末建制鄉(xiāng)全面改革為建制鎮(zhèn)，實(shí)行鎮(zhèn)管村體制。其中昆山市在1990年末率先完成，同時(shí)也成為江蘇省第一個(gè)“無(wú)鄉(xiāng)之市”。常熟市建制鄉(xiāng)改建制鎮(zhèn)的幅度最大為32個(gè)，其次是張家港市25個(gè)，太倉(cāng)市21個(gè)，昆山市最少為18個(gè)。鄉(xiāng)鎮(zhèn)總體數(shù)量有所收縮，但總體收縮程度不大，其中張家港市最大，鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)從27個(gè)收縮至23個(gè)。

表1 太倉(cāng)市行政區(qū)劃調(diào)整與城鎮(zhèn)變遷Tab.1 Adjustment of administrative divisions and urban changes in Taicang City

第二階段是1996—2009年，建制鎮(zhèn)合并階段。這一階段改革目的主要是精簡(jiǎn)建制鎮(zhèn)機(jī)構(gòu)，擴(kuò)大建制鎮(zhèn)規(guī)模，集中人口和生產(chǎn)資料，從而加快建制鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在此階段，常熟市建制鎮(zhèn)數(shù)量變化最大，建制鎮(zhèn)的數(shù)量從1996年的32個(gè)收縮至2009年末的10個(gè)，收縮幅度為69%。太倉(cāng)市位列第二，建制鎮(zhèn)數(shù)量從22個(gè)收縮至7個(gè)，收縮幅度為68%。張家港市位列第三，從23個(gè)收縮至8個(gè)，收縮幅度為65%。昆山市建制鎮(zhèn)合并數(shù)量最小，從20個(gè)收縮至10個(gè)，收縮幅度為50%。此后，昆山市、常熟市、張家港市和太倉(cāng)市建制鎮(zhèn)數(shù)量收縮幅度很小，基本穩(wěn)定，撤鄉(xiāng)并鎮(zhèn)工作基本結(jié)束。

第三階段是2010年至今，經(jīng)撤鄉(xiāng)并鎮(zhèn)調(diào)整之后，在縣域范圍內(nèi)形成了新的行政區(qū)劃格局[12]，即建制鎮(zhèn)改街道階段。建制鎮(zhèn)改街道是城市發(fā)展的必然后果，隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化水平不斷提高，中心城鎮(zhèn)發(fā)展受到空間的限制，城鎮(zhèn)向外擴(kuò)張成為必然選擇，處于相鄰的建制鎮(zhèn)成為中心城鎮(zhèn)吞并的對(duì)象。從2010年至今，常熟市由建制鎮(zhèn)改為街道的數(shù)量最多為6個(gè)，分別是莫城街道、虞山街道、琴川街道、常福街道、東南街道及碧溪街道，占建制鎮(zhèn)總數(shù)的43%。其次是太倉(cāng)市和張家港市，建制鎮(zhèn)改街道都為3個(gè)，分別是科教新城、婁東街道、陸渡街道，金港街道、后塍街道、德積街道，占建制鎮(zhèn)總數(shù)的33%和30%。昆山市目前尚未有建制鎮(zhèn)改街道，建制鎮(zhèn)總數(shù)為10個(gè)。

表2 昆山市行政區(qū)劃調(diào)整與城鎮(zhèn)變遷Tab.2 Adjustment of administrative divisions and urban changes in Kunshan City

表4 張家港市行政區(qū)劃調(diào)整與城鎮(zhèn)變遷Tab.4 Adjustment of administrative divisions and urban changes in Zhangjiagang City

2.2 小城鎮(zhèn)的等級(jí)規(guī)模變化特征

2.2.1 人口數(shù)量

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)年鑒、第五次全國(guó)人口普查、第六次全國(guó)人口普查和第七次全國(guó)人口普查報(bào)告得到各縣級(jí)市人口數(shù)據(jù)(見(jiàn)表5)。從人口數(shù)量來(lái)看，昆山市人口數(shù)量最多為2 092 496人，常熟市位列第二位1 677 050人，太倉(cāng)市人口數(shù)量最少為831 113人；從人口增量來(lái)看，昆山市增量亦最大，為1 557 377人，其次是常熟市，增量為679 019人，接著是張家港市為649 344人，太倉(cāng)市增量最少，為395 754人；從人口年平均增長(zhǎng)率來(lái)看，昆山市年平均增長(zhǎng)率最高，為8.31%，太倉(cāng)市位列第二，為2.6%，張家港市位列第三，為2.37%，常熟市相對(duì)最低為1.94%。

2.2.2 城鎮(zhèn)首位度與四城鎮(zhèn)指數(shù)變化

采用城鎮(zhèn)人口作為衡量城鎮(zhèn)規(guī)模的主要指標(biāo)，運(yùn)用城鎮(zhèn)首位度和四城鎮(zhèn)指數(shù)這兩種數(shù)學(xué)方法對(duì)1985年、2000年、2009年和2020年這4個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算。

表5 不同年份人口總量 (人)

表6 不同年份四市首位度和四城鎮(zhèn)指數(shù)Tab.6 The first degree of four cities and the index of four towns in different years

按照位序-規(guī)模的原理，正常的城鎮(zhèn)首位度為2，四城鎮(zhèn)指數(shù)為1。由表6的計(jì)算結(jié)果可知，2000年之前各縣級(jí)市城鎮(zhèn)首位度和四城鎮(zhèn)指數(shù)均大于理想值，說(shuō)明城鎮(zhèn)規(guī)模差異較大。隨著行政區(qū)劃的調(diào)整，目前昆山市和張家港市城鎮(zhèn)首位度和四城鎮(zhèn)指數(shù)大于理想值，其中昆山市城鎮(zhèn)首位度及四城鎮(zhèn)指數(shù)皆為最大，分別為3.18和1.63，說(shuō)明昆山市城鎮(zhèn)規(guī)模差異最大，鎮(zhèn)區(qū)人口在不同規(guī)模的城鎮(zhèn)上分布最不均衡；而太倉(cāng)市和常熟市均小于理想值，其中太倉(cāng)市城鎮(zhèn)首位度和四城鎮(zhèn)指數(shù)最小分別為1.1和0.49，說(shuō)明太倉(cāng)市城鎮(zhèn)規(guī)模差異最小，鎮(zhèn)區(qū)人口在不同規(guī)模的城鎮(zhèn)分布最均衡。

2.2.3 城鎮(zhèn)人口規(guī)模結(jié)構(gòu)的分形特征

根據(jù)城鎮(zhèn)等級(jí)規(guī)模結(jié)構(gòu)的分形分析方法，以太倉(cāng)市1985年城鎮(zhèn)人口為例，進(jìn)行城鎮(zhèn)規(guī)模大小排序(見(jiàn)表7)，按此類方法在EXCEL中以lnr為橫坐標(biāo)，以lnP(r)為縱坐標(biāo)，分別做出各市1985年、2000年、2009年和2020年城鎮(zhèn)規(guī)模分布雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖，結(jié)果如圖2、圖3、圖4和圖5所示。結(jié)果顯示，相關(guān)系數(shù)R2大都在0.9以上，說(shuō)明相關(guān)性好，可以進(jìn)行分形分析。昆山市對(duì)應(yīng)的q值為1.323 5、1.014 2、1.221 2和1.553 2，而對(duì)應(yīng)的分形維數(shù)D分別為0.755 6、0.986、0.818 9和0.643 8。常熟市q值為1.052 3、1.115 4、0.841 6和0.878 1，分形維數(shù)D值為0.950 3、0.896 5、1.138 8和1.162 1。張家港市q值為1.381 3、1.026 2、1.178和1.057 3，分形維數(shù)D值為0.724、0.974 5、0.848 9和0.945 8。太倉(cāng)市q值為1.417 8、1.224 5、1.024 2和0.788 3，分形維數(shù)D值為0.705 3、0.816 7、0.976 4和1.268 6。可以得出昆山市和張家港市q值>1，D值<1，昆山市更明顯，說(shuō)明昆山市城鎮(zhèn)體系人口規(guī)模結(jié)構(gòu)最分散，人口分布差異程度最大，首位城鎮(zhèn)的壟斷性最強(qiáng)。而常熟市和太倉(cāng)市D值變化比較大，主要是受建制鎮(zhèn)改街道的影響，調(diào)整了原先城關(guān)鎮(zhèn)的行政區(qū)域，其中太倉(cāng)市目前q值最小，D值最大，說(shuō)明太倉(cāng)市城鎮(zhèn)規(guī)模分布最集中，人口分布最均衡，中間位序的城鎮(zhèn)數(shù)目最多。驗(yàn)證了城鎮(zhèn)首位度和四城鎮(zhèn)指數(shù)的計(jì)算結(jié)果。

表7 1985年太倉(cāng)市城鎮(zhèn)人口規(guī)模等級(jí) (人)

位序歸莊鄉(xiāng)鹿河鄉(xiāng)新湖鄉(xiāng)陸渡鄉(xiāng)新塘鄉(xiāng)九曲鄉(xiāng)王秀鄉(xiāng)板橋鄉(xiāng)牌樓鄉(xiāng)時(shí)思鄉(xiāng)老閘鄉(xiāng)沙溪鄉(xiāng)人口68967262357056353550246140735332747lnP(r)6.546.516.436.356.336.286.226.136.015.875.793.85lnr2.562.642.712.772.832.892.9433.043.093.143.18

圖2 昆山市規(guī)模分布雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖Fig.2 Double logarithmic coordinate graph of the size distribution of Kunshan City

圖3 常熟市規(guī)模分布雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖Fig.3 Double logarithmic coordinate graph of the size distribution of Changshu City

圖4 張家港市規(guī)模分布雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖Fig.4 Double logarithmic coordinate graph of the size distribution of Zhangjiagang City

圖5 太倉(cāng)市規(guī)模分布雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖Fig.5 Double logarithmic coordinate graph of the size distribution of Taicang City

3 結(jié)論與討論

3.1 主要結(jié)論

研究表明，昆山市、常熟市、張家港市和太倉(cāng)市城鎮(zhèn)人口規(guī)模分布都具有明顯的分形特征，表現(xiàn)出自相似結(jié)構(gòu)，說(shuō)明分形理論適合本區(qū)域城鎮(zhèn)人口規(guī)模結(jié)構(gòu)的分析比較研究，因此昆山市、常熟市、張家港市和太倉(cāng)市在未來(lái)的城鎮(zhèn)體系規(guī)劃中可以運(yùn)用分形思想設(shè)計(jì)城鎮(zhèn)體系規(guī)劃的等級(jí)規(guī)模結(jié)構(gòu)。

從小城鎮(zhèn)數(shù)量來(lái)看，常熟市收縮幅度最大，數(shù)量從1985年的34個(gè)收縮至2022年的14個(gè)。其次是張家港市和太倉(cāng)市，分別從27個(gè)收縮至10個(gè)與24個(gè)收縮至9個(gè)。昆山市收縮幅度最小，從21個(gè)收縮至10個(gè)。目前，常熟市建制鎮(zhèn)改街道的數(shù)量最多，為6個(gè)，占建制鎮(zhèn)總體數(shù)的43%。其次是太倉(cāng)和張家港，建制鎮(zhèn)改街道都為3個(gè)，分別占建制鎮(zhèn)總數(shù)的33%和30%。昆山目前尚未有建制鎮(zhèn)改街道。

從人口數(shù)量來(lái)看，無(wú)論人口總量還是增量，昆山市都處于領(lǐng)先地位，其次是常熟市和張家港市，太倉(cāng)市相對(duì)較少，但人口年平均增長(zhǎng)率僅次于昆山市。

從城鎮(zhèn)規(guī)模分布來(lái)看，歷年昆山市分維值D為0.755 6、0.986、0.818 9和0.643 8。常熟市D值為0.950 3、0.896 5、1.138 8和1.162 1。張家港市D值為0.724、0.974 5、0.848 9和0.945 8。太倉(cāng)市D值為0.705 3、0.816 7、0.976 4和1.268 6。目前，昆山市和張家港市D值小于1，說(shuō)明城鎮(zhèn)體系等級(jí)規(guī)模分布比較分散，尤其昆山市，人口分布差異最大，首位城鎮(zhèn)的壟斷性最強(qiáng)；常熟市和太倉(cāng)市的D值大于1，說(shuō)明城鎮(zhèn)規(guī)模分布比較集中，尤其是太倉(cāng)市人口分布最為集中，中間位序的城鎮(zhèn)數(shù)目最多。

3.2 對(duì)策建議

通過(guò)梳理小城鎮(zhèn)的數(shù)量變化情況，根據(jù)對(duì)昆山市、常熟市、張家港市及太倉(cāng)市城鎮(zhèn)人口規(guī)模結(jié)構(gòu)的分維測(cè)算結(jié)果，目前昆山市和張家港市城鎮(zhèn)的首位度較高，相比之下常熟市和太倉(cāng)市城鎮(zhèn)體系規(guī)模分布還沒(méi)有達(dá)到最合理狀態(tài)，因此，常熟市和太倉(cāng)市要重點(diǎn)突出中心城鎮(zhèn)的建設(shè),促進(jìn)生產(chǎn)要素向其集聚，實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)的規(guī)模擴(kuò)張和功能擴(kuò)張。充分利用市政府駐地的區(qū)位優(yōu)勢(shì)條件,發(fā)揮較其他城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)實(shí)力相對(duì)雄厚的優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大對(duì)縣域物資、資金、人才、科技等要素集散的輻射帶動(dòng)功能，整體帶動(dòng)縣域小城鎮(zhèn)的綜合發(fā)展。加強(qiáng)以交通為主的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，通過(guò)提高城鄉(xiāng)之間的通達(dá)性水平來(lái)促進(jìn)城鄉(xiāng)之間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，以時(shí)間的可達(dá)性來(lái)縮短空間距離，從而放大城鄉(xiāng)之間空間上的聯(lián)系強(qiáng)度，促進(jìn)城鄉(xiāng)融合發(fā)展。