城市系统的区位模式与适宜度分析，本文主要内容关键词为：区位论文,适宜论文,模式论文,城市论文,系统论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
内容摘要 本文从经济地理学角度，探讨了城市系统空间分布模式及区位格局，研究了城市区位理论的内涵和区位优势，提出了城市区位适宜度的新概念及数学模型，并对全国19个大城市的区位适宜度进行了定量分析。区位适宜度能从城市系统的运行功能上表征其区位发展优势，它对于现代城市系统的宏观调控具有实用价值。
关键词 城市系统 区位格局 适宜度
一、城市系统空间分布的区位模式
如所周知，每个城市都具有一定的地理位置、自然环境、资源状况、经济发展水平、产业结构、商业布局、交通与邮电网络、市政设施等，这些因素构成了城市发展的物质基础，也决定着其发展的优势条件。以上诸种条件的时空分布决定着城市规模及其区位特征。
关于城市区位及其特征的研究，最早可追朔到德国区位论大师克里斯塔勒（W.Christaller），他于本世纪30年代提出了中心地方论，主要包含三角形的聚落分布、六边形市场区位思想、等级序列和门槛人口原则以及市场网络等城市聚落区位类型，其理论成为以后研究城市区位的基础。近年来，城市区位理论有较大发展，代表性的有以下几种。
1.柏克曼的城市等级序列模式
通常，从地城分布上看城市系统往往是有一个中心城市和若干卫星城镇组成。为描述城市系统内各级城市的规模，以及其市场网络中各级市场的规模，美国城市经济与区位专家柏克曼（M.J.Beckmann）提出了城市和市场区的等级序列模式。该模式是在人口均匀分布、最低层次的市镇供应主要消费品的前提下，假设最低层城镇的人口规模同它所服务的人口数成正比，即
式中，C——表示某城市的人口数；R——表示它所服务的乡村居民数；K——比例因子。
柏克曼认为每一个较高层次的城市，均有一定数目的较低层次的卫星城市，如果将整个城市系统划分为若干个层次，并用P[，m]表示m层次城市的人口规模，P[，m]为其服务的人口数，而且每个城市假定拥有S个卫星城镇，则有
在假定城市系统划分为m层，乡村人口数为R，支配的卫星城镇数为S的条件下，利用（4）式和（1）式递推得
（5）式和（6）式即为城市区位分布模式，它说明在一个系统内城市人口规律及其所服务的人口数，随其层次的提高而作指数增加，而且在R、S和K3个参数中，城市人口规模P[，m]和其服务人口数P[，m]受参数K（比例因子）的影响最大。因而，柏克曼认为乡村人口比重愈大，各级城市人口越多。
2.齐夫的级别——规模模式
美国社会学家齐夫（G.K.Zipf，1949）依据中心地方论的城市聚落等级序列原理，把城市规模视作其级别的函数，提出如下模型
P[，r]＝P[，1]／r[q]
（7）式中，P[，r]为第r级城市的人口数，P[，1]为第一级（或首位）城市的人口，r为城市的级别，q为指数，q值根据各国或地区的实际情况而确定适当的值。
该模式曾发表于齐夫的著名论著《人类行为和最小努力的原则》一书，又被称作城市系统的级别——规模原则。此后地理学家贝里（B.J.L.Berry）对该级别——规模模式进行了大量的实验统计研究，从宏观上验证了其应用性。总的说来，齐夫的级别——规模模式，对于大城市系统，如省区域市经济区作一全面概略分析是适用的。其不足之处是参数太少，过于简单粗糙，特别是用于中心城市经济区分析，难以提供较多的区位信息。
3.杨氏区位模式
杨吾杨（1987）根据区位论原理，结合我国城市分布的实际情况，提出了城市级别、数目和规模对应区位模式。他认为，在一个城市体系中，城市等级按算术级数由低到高排列，城市个数按几何级数增多，每个城市的人口数按指数减少。该模式可具体表述为
若记城市级别为i（i＝0，1，2，…，n），城市数为r[，i]，其城市人口数为P[，ri]，并选r的底值为2时，则城市级别、数目和规模的对应模式为
这一模式是针对中心城市区的城市体系建立的，杨氏以北京、上海、广州、西安等城市系统的资料验证了该模式的实用性。另外，对于不同的城市系统，可以根据其经济发展水平、地理和人口条件，选用了不同的r值，使其更符合实际情况。从我国实际情况出发，一般选用r值为2～2.5为宜。
综上所述，城市系统的各种区位模式，其内涵主要是从空间分布上描述特定时空条件下的分布特征，从宏观上强调了其空间结构与人口规模的内在联系。事实上，城市的主体是人，城市的形成、演化和发展的本身就是人类社会经济活动的结果。因此，从城市系统的功能看，城市内部不断地发生着人口的增长与流动、资源的聚积与耗散、经济的发展与扩散、环境的演化与变迁，这众多因素相互作用与协调，促进了城市系统的演化，使其呈现一定的区位格局。特别是众多因素构成的负熵流的注入，则是其演化的内在动因。从这种意义讲，城市区位的研究，除了上述表征空间特征的各种模式以外，还需要建立揭示其功能的区位模式。
4.城市系统的区位适宜度模式
为了建立城市系统区位的新模式，我们将城市系统中与人类有关的社会、经济和自然条件等方面的因素称之为城市区位因子，而城市系统的总体功能则集中反映在诸区位因子的量化指数与城市人口规模之间的耦联变化上。
具体讲，作为城市主体的人（城市居民），对各种城市区位因子有特定的需求，而各区位因子所能满足城市居民的需求的程度，则称之为城市适宜度。从功能上讲，它是城市诸区位因子与城市居民需求间的适合性测度。
在所论的城市系统中，若是考虑了n个与城市居民有关的区位因子：x[，1]，x[，2]，…x[，n]，它们构成一个n维空间，称为n维区位空间（记作E[n]）。对n个区位因子的每一组观测值构成区位向量：X＝（x[，1]，x[，2]，…x[，n]），它是区位空间中的一个点。另外，城市居民对每一种区位因子有特定的需求，即最适值。n个区位因子的最适值构成的n维向量
X[，0]＝（x[，10]，x[，20]，…X[，n0） X[，0]∈E[n]
称为最适区位向量。
由此可定义城市区位适宜度为表征城市居民需求的最适区位向量与表征城市现状的区位向量（现状观测值所构成）之间的贴近度，即
F＝F（X[，0]，X）， X[，0]，X∈E[n]（9）
城市适宜度是城市区位的一种功能模式，它体现了城市各种区位因子对作为城市主体人的需求的满足程度。从定量分析上讲，它又是两组数据间的相似性程度，具有横向可比意义。其值越高，说明该城市运行中功能越协调，区位布局越合理；反之则差。至于（9）式的实用性数学模式，可根据各相似性公式和实际情况组建。
二、区位适宜度模型与实例计算分析
根据城市系统的区位适宜度的概念，可建立以下两实用性模型。
1.模型一
C[，ab]＝φ（a，b）
a[，i]，b[，i]意义同前，β[，i]为相应的权重。
根据对全国19个大城市现测分析，共选用了如下9个区位因子：人均居位面积，人均道路面积、人均生活用电、人均生活用水、液化气及煤气普及率、车均道路面积、万人拥有话机数等（见表1）。
根据表1数据及公式（10）和（11），各城市的区位适宜度计算结果如下：
城市C[，ab] CH[，j] 排序 合肥0.765 0.877 12
石家庄0.817 0.89510福州0.803 0.9185
太原 0.773 0%9059 南昌0.656 0.77718
沈阳 0.863 0.9244 郑州0.840 0.9136
大连 0.879 0.9283 武汉0.718 0.82416
长春 0.881 0.9362 长沙0.763 0.88211
吉林 0.750 0.82815成都0.753 0.84214
哈尔滨0.830 0.9058重庆0.617 0.73819
南京 0.730 0.85313西安0.701 0.79217
杭州 0.843 0.9491 兰州0.806 0.9137
注：（1）各观测因子的权重，依据观测资料，依次选取为0.25、0.10、0.05、0.15、0.15、0.10、0.10、0.05、0.05；
（2）依据CH[，j]值对各城市地行适宜度排序。
表1 全国19个城市区位因子的相对观测值
以上结果显示了全国19个大城市的区位适宜的高低及其排序情况，它与实际情况是相吻合的。该模式对城市经济发展的宏观调控，具有实用价值。它的对于城市运行机制的宏观调控，对于城市区位的定量研究提供了一种新方法。
An Analysis of the Location Pattern and Fitness of Urban System
Li Zizhen An Chengmou
Abstract From the point of view of economic geography,this paper explores the spatial distribution and local pattern of the urban system.It has sutdied the content and location advantage of urban location theory.A new concept and mathematical model of urban location fitness is proposed a quantitative analyis of location fitness for 19 major cities is made.Location fitness can functionalyy characterize the advantage of location development and thus has practical value in the macro－regulation and control of modern urban system.
Key words Urban system Location pattern fitness