城市中心性的內(nèi)涵與方法

城市中心性的內(nèi)涵與方法

1城市中心性的概念中心是城市地理學(xué)的一個(gè)重要概念。德國經(jīng)濟(jì)地理學(xué)家克里斯塔勒在其《德國南部的中心地》一書中,最先提出中心地和中心性的概念。中心地是指為自己及以外地區(qū)提供商品和服務(wù)等中心職能的居民點(diǎn),中心性則是衡量中心地等級(jí)高低的指標(biāo),它指中心地為其以外地區(qū)服務(wù)的相對(duì)重要性,其服務(wù)內(nèi)容包括商業(yè)、服務(wù)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)和遍在工業(yè)(制造業(yè))等方面?？死锼顾仗貏e強(qiáng)調(diào)了城市的絕對(duì)重要性和城市中心性的區(qū)別。城市由于向居民提供中心商品和服務(wù)而具有絕對(duì)重要性,它由兩部分構(gòu)成:一部分是城市向本地居民提供中心商品和服務(wù);另一部分是向城市以外地區(qū)的居民提供的商品和服務(wù),即中心性,它使中心地與補(bǔ)充區(qū)(complementaryregion)達(dá)到平衡,所以克氏也把中心性稱為關(guān)于補(bǔ)充區(qū)的相對(duì)重要性?？耸系睦碚撘饘W(xué)術(shù)界的極大興趣,后來許多學(xué)者不斷完善發(fā)展著中心地理論。普萊斯頓明確以“結(jié)節(jié)性”(nodality)代替克氏的“絕對(duì)重要性”,與“中心性”相對(duì)應(yīng)。他認(rèn)為中心性由兩部分組成:為補(bǔ)充區(qū)居民服務(wù)的部分和為既非中心地居民又非補(bǔ)充區(qū)居民的消費(fèi)(即不規(guī)則消費(fèi)者,如旅游者)服務(wù)的部分。即中心地可以為補(bǔ)充區(qū)以外的居民服務(wù),這部分中心性可能產(chǎn)生于中心地由于地域分異所擁有的一些特質(zhì),比克氏的均質(zhì)平原假設(shè)更接近現(xiàn)實(shí)世界。馬歇爾也提出類似普氏的觀點(diǎn),指出中心性是結(jié)節(jié)性的一部分。普萊斯頓和馬歇爾都依據(jù)中心性的大小劃分出中心地等級(jí),再以此為基礎(chǔ),在同等級(jí)的中心地之間劃分各自的影響區(qū)。美國社會(huì)學(xué)家伊萬用有向圖論總結(jié)了四點(diǎn)中心性的概念,闡述了它們?cè)诮灰變?nèi)容和交互作用范圍上的差異,并將圖論的中心性概念及量測應(yīng)用于城市體系研究。他認(rèn)為,中心性是反映城市在空間交互作用網(wǎng)絡(luò)中地位的概念,所以,應(yīng)該用城鎮(zhèn)間實(shí)際交互作用指標(biāo)代替工業(yè)專門化、城鎮(zhèn)規(guī)模、城市地位等表示交互作用結(jié)果的指標(biāo)來量測中心性。城市中心性的概念對(duì)城市體系研究具有十分重要的意義。它既可以評(píng)價(jià)城市在城市體系中的地位,劃分城市體系等級(jí)層次,描述城市體系空間交互作用網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),確定城市的直接吸引范圍,還可以對(duì)城市體系進(jìn)行橫向、縱向的比較,并對(duì)城鎮(zhèn)體系規(guī)劃起到指導(dǎo)作用。中心地理論在60年代引入我國以后得到了廣泛應(yīng)用,但是長期以來,國內(nèi)學(xué)術(shù)界對(duì)“中心性”的理解和使用存在著偏差。無論是對(duì)城市腹地范圍的劃分,還是對(duì)城市等級(jí)體系的研究,往往用城市的絕對(duì)重要性(結(jié)節(jié)性)指標(biāo)代替其相對(duì)重要性(中心性)指標(biāo),來衡量城市在城市體系中的地位和作用。有的雖然提出“中心性指數(shù)”的概念,但實(shí)質(zhì)上仍然是用結(jié)節(jié)性指數(shù)來衡量城市的中心性,影響到研究結(jié)果的合理性。因此,有必要進(jìn)一步明確中心性的概念和研究方法。2城市中心性指標(biāo)中心性指數(shù)(Centralityindex)是量測中心性大小的指標(biāo),由一個(gè)或多個(gè)反映城市中心性的單指標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)過一定運(yùn)算得到?？死锼顾兆钤缬秒娫捴笖?shù)作為度量中心性的指標(biāo),運(yùn)用區(qū)位商的辦法從中心地的電話總數(shù)中減去由中心地當(dāng)?shù)叵M(fèi)所產(chǎn)生的重要性。后來普萊斯頓提出簡化的中心性計(jì)算模型,并用零售業(yè)和服務(wù)業(yè)銷售總額的指標(biāo)來計(jì)算中心性指數(shù)。馬歇爾利用中心職能數(shù)和職能單元數(shù)的指標(biāo),沿用克氏的區(qū)位商方法計(jì)算中心性。伯納茨和歐文通過量測城市個(gè)體間交互作用的量和方向,將中心性量化為實(shí)際操作模型。這些研究為計(jì)算中心性提供了基本思路,但是在目前這一生產(chǎn)和科技迅速發(fā)展、人類社會(huì)生活日益復(fù)雜的時(shí)代,用電話指數(shù)、社會(huì)商品零售額等單指標(biāo)已不能反映中心性的復(fù)雜內(nèi)涵。企業(yè)單位的職能單元數(shù)則不如各行業(yè)從業(yè)人員數(shù)更能代表中心性大小。而在我國,一套完整的城市間空間相互作用的資料(如電話流)幾乎不可能得到。在這種情況下,為了全面地量測城市的中心性,文章主要用就業(yè)人員數(shù)來度量城市中心性。所用資料主要以《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒1997》及國家統(tǒng)計(jì)局城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)調(diào)查總隊(duì)提供的1997年底223個(gè)地級(jí)以上(包括地級(jí))城市1的統(tǒng)計(jì)資料等為基礎(chǔ),選取兩個(gè)層次9項(xiàng)指標(biāo)組成中心性指標(biāo)體系。第一層次反映商業(yè)、服務(wù)業(yè)、交通運(yùn)輸及信息業(yè)、制造業(yè)4個(gè)方面;第二層次用9個(gè)指標(biāo)細(xì)化這4個(gè)方面的服務(wù)內(nèi)容。所有指標(biāo)都是城市市區(qū)范圍的數(shù)據(jù)。城市中心性指標(biāo)體系{商業(yè)∶1)批發(fā)和零售貿(mào)易業(yè)、餐飲業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人服務(wù)業(yè)∶2)金融保險(xiǎn)房地產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人3)社會(huì)服務(wù)業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人4)高等學(xué)校教師基本部分/萬人5)衛(wèi)生技術(shù)人員基本部分/萬人6)科學(xué)研究和綜合技術(shù)服務(wù)業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人7)政府行政管理中心性指標(biāo)交通運(yùn)輸、信息業(yè)∶8)交通運(yùn)輸、倉儲(chǔ)及郵電通信業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人制造業(yè)∶9)制造業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人城市中心性指標(biāo)體系?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????商業(yè)∶1)批發(fā)和零售貿(mào)易業(yè)、餐飲業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人服務(wù)業(yè)∶2)金融保險(xiǎn)房地產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人3)社會(huì)服務(wù)業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人4)高等學(xué)校教師基本部分/萬人5)衛(wèi)生技術(shù)人員基本部分/萬人6)科學(xué)研究和綜合技術(shù)服務(wù)業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人7)政府行政管理中心性指標(biāo)交通運(yùn)輸、信息業(yè)∶8)交通運(yùn)輸、倉儲(chǔ)及郵電通信業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人制造業(yè)∶9)制造業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人文章主要采用普林斯頓模型計(jì)算各指標(biāo)的中心性(基本部分),即C=N-L?,式中:C、N、L分別代表某地的中心性、結(jié)節(jié)性和當(dāng)?shù)氐南M(fèi)部分,其操作模型為Cij=Uij-Κij×Wi/100??式中:Cij是i城市j行業(yè)中心性指標(biāo)值(萬人);Uij是i城市j行業(yè)從業(yè)人員總數(shù)(萬人);Kij是i城市j行業(yè)的最小需要量(%);Wi是i城市從業(yè)人員總數(shù)(不包括農(nóng)林牧漁業(yè))(萬人)。城市各行業(yè)的最小需要量用莫爾的回歸型最小需要量法求算。吉布森和沃登曾對(duì)美國亞里桑那州20個(gè)小城鎮(zhèn)用普查法、抽樣調(diào)查法、兩種不同標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)位商法和四種不同的最小需要量法進(jìn)行對(duì)比研究,得出結(jié)論:用回歸型最小需要量法所得的結(jié)果最接近于普查結(jié)果,用第二位最低職工比重的最小需要量法的效果次之,而兩種區(qū)位商法的效果最差。用城市非農(nóng)業(yè)從業(yè)人員總數(shù)而不是總的城市從業(yè)人員數(shù)給Wi賦值,是因?yàn)橛性S多城市的從業(yè)人員總數(shù)中有相當(dāng)一部分是農(nóng)、林、牧、漁業(yè)從業(yè)人員。用市區(qū)非農(nóng)業(yè)從業(yè)人員數(shù)更能代表真正意義上的城市從業(yè)人員數(shù),即作為第二、三產(chǎn)業(yè)集聚地的城市的全部從業(yè)人員數(shù)。文章曾嘗試用“國家機(jī)關(guān)、政黨機(jī)關(guān)和社會(huì)團(tuán)體從業(yè)人員”的基本部分作為量測城市政府行政管理中心性的指標(biāo),但是應(yīng)用回歸型最小需要量法的過程中發(fā)現(xiàn)城市樣本體系的行政最小需要量與城市規(guī)模并不存在相關(guān)關(guān)系。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn),最后采取給城市打分的方法,建立新的行政中心性序列值。我國城市現(xiàn)行的行政級(jí)別分為直轄市、副省級(jí)市、地級(jí)市和縣級(jí)市4個(gè)等級(jí)。4個(gè)直轄市中,北京作為首都顯然比其他3個(gè)直轄市的行政中心性更高一級(jí)。省會(huì)城市盡管不是一個(gè)行政等級(jí),而且有些省會(huì)城市僅僅是地級(jí)市,但是作為全省(或區(qū))的行政駐地,其管轄范圍輻射到整個(gè)地區(qū),行政中心性要大于某些非省會(huì)的副省級(jí)城市。因此,在這里把省會(huì)城市作為專門的一級(jí)看待。基于上述分析,城市行政中心性的具體打分情況為:首都北京為10分,上海、天津、重慶三個(gè)直轄市為7分,26個(gè)省會(huì)城市(拉薩除外)為5分,大連、青島、寧波、廈門、深圳等5個(gè)非省會(huì)的副省級(jí)城市為3分,地級(jí)市為1分。用以上方法計(jì)算出的各中心性指數(shù)都可以直接獨(dú)立使用,反映城市在某一具體行業(yè)上的中心性值。在綜合成城市總的中心性指數(shù)時(shí),則需要對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,以消除由于指標(biāo)間量綱量級(jí)的差異產(chǎn)生的影響。各項(xiàng)中心性指標(biāo)值經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后,可以選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄓ?jì)算城市的中心性指數(shù)。對(duì)中心性指標(biāo)值的綜合有簡單加權(quán)模型、層次分析法和主成分分析模型等幾種方法,該文章選用主成分分析模型進(jìn)行計(jì)算。這里不再一一介紹。3城市規(guī)模組不連續(xù)關(guān)于城市中心性的回歸分析最小需要量法認(rèn)為城市對(duì)各部門的需要有一個(gè)最小勞動(dòng)力比例,這個(gè)比例近似于城市非基本部分(為本地居民服務(wù)的部分);把城市分成若干規(guī)模組,找出每一規(guī)模組城市中各部門的最小職工比重,以這個(gè)比重值作為這一規(guī)模組所有城市對(duì)該部門的最小需要量。城市某部門實(shí)際職工比重與最小需要量之差,就是該部門的基本活動(dòng)部分(為城市以外服務(wù)的部分),城市各部門基本部分之和就是整個(gè)城市的基本部分。采用這一方法選用的城市樣本要有連續(xù)的規(guī)模組。如果城市樣本的規(guī)模組不連續(xù),得出的城市最小需要量隨城市規(guī)模級(jí)的上升而增加的結(jié)論就不令人信服。該文章的城市樣本選取和規(guī)模組的劃分都考慮到了這一點(diǎn)。該研究采用莫爾的回歸性最小需要量法的操作過程是:首先,將223個(gè)城市按市區(qū)非農(nóng)業(yè)人口大小劃分成連續(xù)的12個(gè)等級(jí),形成12個(gè)規(guī)模組。在每一規(guī)模級(jí)中對(duì)各行業(yè)從業(yè)人員占城市非農(nóng)從業(yè)人員比重進(jìn)行排序,找出各行業(yè)的最小比重和城市人口規(guī)模的中數(shù)。然后,將二者進(jìn)行回歸分析,利用得到的回歸方程可以求出任何規(guī)模城市對(duì)某行業(yè)的最小需要量。得到的回歸方程可由下式表示Ei=ai+bi?lgΡ??式中:Ei是i行業(yè)P規(guī)模城市的最小需要量;ai、bi是回歸參數(shù),可由下式求得Eij=ai+bi?lgΡj?式中:Eij是第j規(guī)模組中實(shí)際找到的i行業(yè)最小從業(yè)人員比重(即樣本值);Pj是第j規(guī)模組城市的人口中位數(shù)。文章劃分的各行業(yè)12個(gè)城市規(guī)模級(jí)的最小從業(yè)人員比重實(shí)際樣本值如表1所示。經(jīng)過線性回歸分析,8個(gè)行業(yè)的城市規(guī)模級(jí)與最小需要量之間都有正相關(guān)關(guān)系。分別對(duì)各行業(yè)的城市中心性指標(biāo)進(jìn)行排序,為節(jié)省篇幅,這里以列表形式給出各項(xiàng)中心性的前15位城市,見表2。城市規(guī)模級(jí)分類按城市市區(qū)非農(nóng)業(yè)人口進(jìn)行,從全國來看,城市市區(qū)非農(nóng)業(yè)人口略高于市區(qū)就業(yè)人口數(shù),不同規(guī)模級(jí)的城市兩項(xiàng)人口數(shù)基本保持一致。但是也有一些城市,如深圳、臺(tái)州、中山、東莞等,就業(yè)人口遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于非農(nóng)業(yè)人口,對(duì)各項(xiàng)中心性排序造成一定影響。因此,在表2中出現(xiàn)了這些城市單項(xiàng)中心性畸高的現(xiàn)象。4城市中心性指數(shù)基本情況為得到較客觀的城市綜合中心性評(píng)價(jià)值,文章采用主成分分析法提取相互獨(dú)立的綜合指標(biāo)(主成分),通過主成分之間的差異,給出城市中心性綜合評(píng)價(jià)的權(quán)數(shù),計(jì)算出各城市中心性指數(shù)。223個(gè)城市的中心性指數(shù)最高為4.26(北京),最低為-0.48(雞西),其中56個(gè)城市的中心性指數(shù)為正值2,圖1顯示了前41位城市的中心性指數(shù)散點(diǎn)圖。根據(jù)中心性指數(shù)的分布,把223個(gè)地級(jí)以上城市按中心性相對(duì)值劃分為以下5個(gè)等級(jí)。(1)城市體系中各自為政的關(guān)系包括北京、上海二市,中心性指數(shù)分別為4.26和3.32,明顯高于其他城市,在城市體系中處于最高等級(jí),基本相當(dāng)于全國性的社會(huì)經(jīng)濟(jì)中心,也是其所在大區(qū)的中心。(2)國家中心性指數(shù)包括深圳、廣州、天津、武漢、重慶、哈爾濱、南京、沈陽和西安等9城市,中心性指數(shù)在2.0～2.2之間,是我國重要的區(qū)域中心或副中心。如深圳和廣州構(gòu)成華南地區(qū)的區(qū)域經(jīng)濟(jì)中心,武漢和西安分別是華中和西北地區(qū)的大區(qū)中心等。(3)主要城市的中心性指數(shù)不高中心性指數(shù)位于0.2～2.0之間的30個(gè)城市多為省級(jí)地域的中心和副中心,為三級(jí)中心。其中,濟(jì)南、杭州、大連、長春、成都、鄭州、石家莊等沿海地區(qū)或內(nèi)地人口大省的主要城市排在前列,中心性值也都在0.9以上。太原、昆明、長沙、南昌、青島、福州、合肥、蘭州、寧波、南寧的中心性指數(shù)在0.5～0.9之間,貴陽、?？?、廈門、烏魯木齊、呼和浩特、銀川和西寧的中心性得分低于0.5。在這一集團(tuán)中,還有沿海地區(qū)的東莞、中山、臺(tái)州、無錫、淄博和內(nèi)地的包頭等城市。(4)從0.190.1包括蘇州、鞍山、煙臺(tái)、洛陽、柳州、錦州、保定、齊齊哈爾、張家口、溫州、濰坊、唐山等34個(gè)城市,中心性值從0.19降到-0.1。這些城市多是省域副中心或省內(nèi)重要的地方中心城市。(5)城市中心性指數(shù)的排序從第76位到223位城市,各城市之間中心性指數(shù)差值很小,難以再劃分出細(xì)類,這些城市為地方性中心和職能專業(yè)化城市。一些專業(yè)化城市,如雞西、鶴崗、克拉瑪依等,中心性指數(shù)得分很低,在城市中心性等級(jí)體系中位于最后的序列。利用計(jì)算中心性的同一套數(shù)據(jù),筆者應(yīng)用主成分分析法計(jì)算出各城市的結(jié)節(jié)性指數(shù)(或稱實(shí)力指數(shù)),實(shí)力指數(shù)前15位的城市為北京、上海、廣州、天津、武漢、沈陽、深圳、重慶、西安、哈爾濱、南京、濟(jì)南、成都、大連和長春,這一排序與中心性指數(shù)有一定差異,與城市市區(qū)非農(nóng)業(yè)人口的排序卻有很高的相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)達(dá)0.97,而中心性指數(shù)的排序與城市規(guī)模序列的相關(guān)指數(shù)僅有0.78。利用中心性指數(shù)值和實(shí)力指數(shù)值與城市非農(nóng)業(yè)人口數(shù)分別進(jìn)行的相關(guān)分析具有同樣特點(diǎn)。這再次表明了城市中心性與結(jié)節(jié)性的區(qū)別,結(jié)節(jié)性是城市規(guī)模實(shí)力的