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的一個重要概念。德國經(jīng)濟地理學家克里斯塔勒在其《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)提供商品和服務等中心職能的居民點,中心性則是衡量中心地等級高低的指標,它指中心地為其以外地區(qū)服務的相對重要性,其服務內(nèi)容包括商業(yè)、服務業(yè)、交通運輸業(yè)和遍在工業(yè)(制造業(yè))等方面?？死锼顾仗貏e強調(diào)了城市的絕對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而具有絕對重要性,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;另一部分是向城市以外地區(qū)的居民提供的商品和服務,即中心性,它使中心地與補充區(qū)(complementaryregion)達到平衡,所以克氏也把中心性稱為關(guān)于補充區(qū)的相對重要性?？耸系睦碚撘饘W術(shù)界的極大興趣,后來許多學者不斷完善發(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“絕對重要性”,與“中心性”相對應。他認為中心性由兩部分組成:為補充區(qū)居民服務的部分和為既非中心地居民又非補充區(qū)居民的消費(即不規(guī)則消費者,如旅游者)服務的部分。即中心地可以為補充區(qū)以外的居民服務,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)平原假設更接近現(xiàn)實世界。馬歇爾也提出類似普氏的觀點,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,再以此為基礎,在同等級的中心地之間劃分各自的影響區(qū)。美國社會學家伊萬用有向圖論總結(jié)了四點中心性的概念,闡述了它們在交易內(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用于城市體系研究。他認為,中心性是反映城市在空間交互作用網(wǎng)絡中地位的概念,所以,應該用城鎮(zhèn)間實際交互作用指標代替工業(yè)專門化、城鎮(zhèn)規(guī)模、城市地位等表示交互作用結(jié)果的指標來量測中心性。城市中心性的概念對城市體系研究具有十分重要的意義。它既可以評價城市在城市體系中的地位,劃分城市體系等級層次,描述城市體系空間交互作用網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu),確定城市的直接吸引范圍,還可以對城市體系進行橫向、縱向的比較,并對城鎮(zhèn)體系規(guī)劃起到指導作用。中心地理論在60年代引入我國以后得到了廣泛應用,但是長期以來,國內(nèi)學術(shù)界對“中心性”的理解和使用存在著偏差。無論是對城市腹地范圍的劃分,還是對城市等級體系的研究,往往用城市的絕對重要性(結(jié)節(jié)性)指標代替其相對重要性(中心性)指標,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,有必要進一步明確中心性的概念和研究方法。2城市中心性指標中心性指數(shù)(Centralityindex)是量測中心性大小的指標,由一個或多個反映城市中心性的單指標數(shù)據(jù)經(jīng)過一定運算得到。克里斯塔勒最早用電話指數(shù)作為度量中心性的指標,運用區(qū)位商的辦法從中心地的電話總數(shù)中減去由中心地當?shù)叵M所產(chǎn)生的重要性。后來普萊斯頓提出簡化的中心性計算模型,并用零售業(yè)和服務業(yè)銷售總額的指標來計算中心性指數(shù)。馬歇爾利用中心職能數(shù)和職能單元數(shù)的指標,沿用克氏的區(qū)位商方法計算中心性。伯納茨和歐文通過量測城市個體間交互作用的量和方向,將中心性量化為實際操作模型。這些研究為計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、人類社會生活日益復雜的時代,用電話指數(shù)、社會商品零售額等單指標已不能反映中心性的復雜內(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)計年鑒1997》及國家統(tǒng)計局城市社會經(jīng)濟調(diào)查總隊提供的1997年底223個地級以上(包括地級)城市1的統(tǒng)計資料等為基礎,選取兩個層次9項指標組成中心性指標體系。第一層次反映商業(yè)、服務業(yè)、交通運輸及信息業(yè)、制造業(yè)4個方面;第二層次用9個指標細化這4個方面的服務內(nèi)容。所有指標都是城市市區(qū)范圍的數(shù)據(jù)。城市中心性指標體系{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/萬人服務業(yè)∶2)金融保險房地產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人3)社會服務業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人4)高等學校教師基本部分/萬人5)衛(wèi)生技術(shù)人員基本部分/萬人6)科學研究和綜合技術(shù)服務業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人7)政府行政管理中心性指標交通運輸、信息業(yè)∶8)交通運輸、倉儲及郵電通信業(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/萬人服務業(yè)∶2)金融保險房地產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人3)社會服務業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人4)高等學校教師基本部分/萬人5)衛(wèi)生技術(shù)人員基本部分/萬人6)科學研究和綜合技術(shù)服務業(yè)從業(yè)人員基本部分/萬人7)政府行政管理中心性指標交通運輸、信息業(yè)∶8)交通運輸、倉儲及郵電通信業(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算各指標的中心性(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?shù)氐南M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。吉布森和沃登曾對美國亞里桑那州20個小城鎮(zhèn)用普查法、抽樣調(diào)查法、兩種不同標準的區(qū)位商法和四種不同的最小需要量法進行對比研究,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,是因為有許多城市的從業(yè)人員總數(shù)中有相當一部分是農(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“國家機關(guān)、政黨機關(guān)和社會團體從業(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,但是應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)過反復實驗,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)行的行政級別分為直轄市、副省級市、地級市和縣級市4個等級。4個直轄市中,北京作為首都顯然比其他3個直轄市的行政中心性更高一級。省會城市盡管不是一個行政等級,而且有些省會城市僅僅是地級市,但是作為全省(或區(qū))的行政駐地,其管轄范圍輻射到整個地區(qū),行政中心性要大于某些非省會的副省級城市。因此,在這里把省會城市作為專門的一級看待。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、重慶三個直轄市為7分,26個省會城市(拉薩除外)為5分,大連、青島、寧波、廈門、深圳等5個非省會的副省級城市為3分,地級市為1分。用以上方法計算出的各中心性指數(shù)都可以直接獨立使用,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,則需要對這些指標進行標準化處理,以消除由于指標間量綱量級的差異產(chǎn)生的影響。各項中心性指標值經(jīng)標準化處理后,可以選擇適當?shù)姆椒ㄓ嬎愠鞘械闹行男灾笖?shù)。對中心性指標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行計算。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為城市對各部門的需要有一個最小勞動力比例,這個比例近似于城市非基本部分(為本地居民服務的部分);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,以這個比重值作為這一規(guī)模組所有城市對該部門的最小需要量。城市某部門實際職工比重與最小需要量之差,就是該部門的基本活動部分(為城市以外服務的部分),城市各部門基本部分之和就是整個城市的基本部分。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。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個城市按市區(qū)非農(nóng)業(yè)人口大小劃分成連續(xù)的12個等級,形成12個規(guī)模組。在每一規(guī)模級中對各行業(yè)從業(yè)人員占城市非農(nóng)從業(yè)人員比重進行排序,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個城市規(guī)模級的最小從業(yè)人員比重實際樣本值如表1所示。經(jīng)過線性回歸分析,8個行業(yè)的城市規(guī)模級與最小需要量之間都有正相關(guān)關(guān)系。分別對各行業(yè)的城市中心性指標進行排序,為節(jié)省篇幅,這里以列表形式給出各項中心性的前15位城市,見表2。城市規(guī)模級分類按城市市區(qū)非農(nóng)業(yè)人口進行,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)模級的城市兩項人口數(shù)基本保持一致。但是也有一些城市,如深圳、臺州、中山、東莞等,就業(yè)人口遠遠高于非農(nóng)業(yè)人口,對各項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價值,文章采用主成分分析法提取相互獨立的綜合指標(主成分),通過主成分之間的差異,給出城市中心性綜合評價的權(quán)數(shù),計算出各城市中心性指數(shù)。223個城市的中心性指數(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)散點圖。根據(jù)中心性指數(shù)的分布,把223個地級以上城市按中心性相對值劃分為以下5個等級。(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,基本相當于全國性的社會經(jīng)濟中心,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個城市多為省級地域的中心和副中心,為三級中心。其中,濟南、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。在這一集團中,還有沿海地區(qū)的東莞、中山、臺州、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、洛陽、柳州、錦州、保定、齊齊哈爾、張家口、溫州、濰坊、唐山等34個城市,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,在城市中心性等級體系中位于最后的序列。利用計算中心性的同一套數(shù)據(jù),筆者應用主成分分析法計算出各城市的結(jié)節(jié)性指數(shù)(或稱實力指數(shù)),實力指數(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)值和實力指數(shù)值與城市非農(nóng)業(yè)人口數(shù)分別進行的相關(guān)分析具有同樣特點。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)模實力的