城市化发展S曲线的判别与超越基于中心地理论视角

■ 张 鹏 教授 李晋锴（重庆大学公共管理学院 重庆 400044）

问题的提出

图1 中心地相互挤压形成六边形市场

在某地区当具有规模效应，便利的自然优势，较好的经济发展水平，合理的政策制度，该地区会自发地形成一个经济中心，人口自然地聚集在一起，形成城市。当人口持续地向该城市迁移，集聚在城市中心周围，即为城市化。美国学者诺瑟姆（Ray.M.Northam）通过实证研究发现国家城镇人口发展比例呈S曲线发展，并把城市化发展分成三个阶段。大量国内外学者通过诺瑟姆曲线进行城市化研究。Haggett通过城市化曲线研究了城市化的不同阶段，由此之后城市化曲线被更多学者用来研究城市化纵向变化的一种方法，Gordon F. Mulligan使用联合国人口数据，对逻辑模式和其他简单的时间序列和经济模式之间做了比较，并得到符合城市S曲线的逻辑表达式。当前我国对城市化研究主要集中在以下几点：一是城市化与工业化的关系；二是城市化滞后与否；三是城市化速度的快慢；四是城市化发展规模问题；五是城市化的模式问题。实际上，在城市化发展机理的基础上来研究这些问题的学者很少，且相关研究主要集中于城市化与其他方面的相互影响。而目前在以中心地理论为基础的研究中，几乎都在中微观层面上对区域的经济规划、集聚效应的研究上。本文从中心地理论角度来研究城市化发展整个空间运动过程的机理，并由此探讨城市化速度、城市化发展模式等问题。

城市化发展中的诺瑟姆曲线理论判别

（一）诺瑟姆S曲线理论

诺瑟姆曲线拐点指的诺瑟姆提出的三个阶段的临界点，一般认为城市化开始启动时城市化水平为10%，该阶段城市人口占区域总人口的比重低于25%，区域处于传统农业社会状态；当城市人口占区域总人口的30%至40%，工业化发展速度加快，带动人口迅速向城市迁移，第二产业成为国民经济的主导，第三产业比重逐渐上升，城市规模扩张，数量增多，城市人口迅速增加；当城市人口占区域总人口的比重达到60%-70%时，可能会出现地区

劳动力过剩，交通拥挤，住房紧张等问题；城市人口占区域总人口的70%以上后，经济发展以第三产业和高科技产业为主导，城市人口增长速度趋缓甚至出现停滞，城市人口增长处于稳定的发展时期，城乡差别越来越小，区域空间一体化，同时可能出现逆城市化现象。

（二）基于中心地理论对城市化过程的研究

中心地理论是德国城市地理学家克里斯塔勒（W.Christaller）和德国经济学家廖..士（A.Losch）分别于1933年和1940年提出。中心地理论提出了中心地概念，按照中心地理论，中心地提供贸易，金融，手工业，行政，文化等各种商品服务，并有一个辐射范围R，这个辐射范围是受到中心地等级影响，中心地等级越高，即除了满足自身中心地需求外剩余的商品服务越多，辐射到周边提供给周边商品服务的范围越广。而每个地区中心地的市场区域为圆且彼此相切，而由于圆与圆之间空白区域没有覆盖，因此中心地将相互挤压争夺空白区域，最终形成六边形相切的市场，如图1所示。

克里斯塔勒为了使其理论在数学逻辑上更严密，提出了如下前提假设：地域内的人口密度均匀分布；向地域内任一方向都具有相同的通达性；生产者和消费者都是理性人，即以追求最大利润和最小成本为目标；消费者就近购物。然而其提出的四个前提条件在现实生活中有些是不完全存在的：一是现实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，这就使六边形模式与多数城市的商业服务中心的实际分布不相吻合，也就很难作为普遍规律加以运用；二是中心地理论实质上是静态化的，它是用来描述处于平衡状态下的城市中心体系。以中心地理论视角研究城市化过程，本文会在推导过程中考虑假设条件。

在以下推导中，人口皆遵从理性经济人假设。设最初的经济中心呈六边形分布，而第一阶段开始的城市人口为J，城市化的指标一般用工业规模、建成区规模、人口规模等，中心地理论中假设人口地理分布均质的，这是传统中心地理论的固有缺陷，随着经济及科技的发展，从全球范围来看，人口流动的制度性障碍和空间障碍普遍减弱，人口密度的变化影响很容易改变；同时本文研究的是一个区域的动态发展过程，这个区域从宏观上来看，可以为都市，也可以为都市带，而不是传统的微观上区域的经济规划研究，所以推导过程中也遵循中心地理论人口均质假设。则面积代表城市化大小。第一阶段的城市中心为六边形，并向周围发散六个子经济中心，如图2所示。

图2 初始极点生成子极点图示

图3 城镇人口J增至7J规模图示

最初经济中心O，按照箭头向周围发散，中心地理论中假设区域发散的任何方向交通通达性相同，由于新时期交通条件的改善，使得人们交通的自然阻力影响变得很微弱。交通条件演进导致中心地系统空间重组，提升了中心地之间的联系，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发展过程，并能从这个过程中找到规律，需要遵循交通通达性相同这个假设，才能使模型的动态演化发展下去。根据中心地理论的等级原则，以它的等级最高本文称其为总极点，O1为一个子经济中心，等级次于总极点，本文称之为子极点，第二阶段的城市化，就是原来的经济中心小六边形变成以AB为边的更大一个城市区域，由于最初经济中心的便利性，因此子极点的六边形先形成为HIAB这样的四边形，按照人口均质化假设，那么城市人口变化直接表现在面积的扩大，而HIAB面积为三角形OHI的三倍，因此第二阶段是确定周围子极点的过程，这个过程需要政府引导和投资，靠自然的建立会非常缓慢。当周围子极点建立完毕。形成一个为原六边形面积四倍的六边形。如果用人口规模来表示，那么就是城市人口J增长到4J。到子极点建立完毕，人口规模为4J，由于子极点辐射范围为六边形，因此图2的O1子极点将向外围空白处区域发散，并吸引人口自发向子极点周围迁移，这个吸引过程是由于极点能够提供非极点地区更好的生活服务、商品质量，若人口处于多个极点范围内，则满足人口就近购物假设。人口迁移至子极点周围并完善子极点的六边形，如图3中阴影部分面积显示，由于有自主的发散吸引人口迁移到附近，因此城市化进程将加速，当子经济中心六边形完善后，整个城市面积扩大到最初一阶段面积的七倍，也就是人口规模达到7J。当人口规模达到7J以后，再建的子经济中心选择好区位也能促进城市化的发展，如图3所示。

图3中的O2子经济中心由于能同时得到左边上一级两个子经济中心商品服务并且成本相同，而在O2处建立子经济中心后BKO2Q区域的市场能很容易完善，因为在这个区域不仅能得到新建经济中心的商品服务，同时也能得到上一级两个子经济中心的商品服务，并且增加的成本不会太高。当这样的三级子经济中心在周边完全建立后，将形成一个以MO2为边的大六边形，这个大的六边形就是一个新的经济中心，以这个大六边形作为总极点，将继续重复上述总极点周围建立子极点的过程。大小六边形面积比为9∶1这个从最初总极点扩大到规模为总极点9倍的新总极点的过程，就是孤立经济中心发展为区域经济中心带的过程，如果最初是孤立城市，这个过程就是发展至都市带的过程。

将上述过程分为三个阶段，初始总极点城镇人口为J，第一个阶段为单独总极点发展为总极点及子极点初步建立（子极点完善50%），城镇人口J发展到4J；第二阶段为子极点加速完善的过程，完善后人口发展到7J；第三阶段为成立新总极点的过程，人口发展到9J。之后人口为9J的总极点继续重复上述发展过程。这个过程中人口变化比例数列呈1，4，7，9，36，63，81…。

（三）城市化发展过程中的诺瑟姆曲线

城市的发展是由一个区域的经济中心发展而来，而成为经济中心最初也是因为这区位有良好的交通条件、信息条件等，如一些港口，水路通达是最早的经济中心成形的条件。当经济一开始向该地区集中，然后成为区域中心，成为城市，最终成为都市带。依据该原理，每个地区当具有这个优势时，城市化进程已经开始，而通过其阶段特征来判断其所处阶段，及对未来的预测，更具有现实意义。按照前文所推导，城市化过程中最容易找到的时间点是城镇人口比例发展到1J、4J、7J、9J中的4J、9J点，4J点时，子经济中心刚好建立，还需要其自发地完善，也可以通过政府政策支持而加速子经济中心的完善。

诺瑟姆提出当城市人口达到60%到70%时，由于交通拥挤，环境质量下降等出现的逆城市化现象，是前文中子经济中心完善之后，总极点人口向子极点扩散的逆城市化过程。实际上可以假设总极点的吸引人口的能力始终比子极点大，那是因为总极点提供的商品服务总是优于子极点，因为总极点能提供更多的就业机会，更好的生活质量。按照诺瑟姆所述的逆城市化现象，是因为推翻了该假设。当子极点能够提供更好的商品服务，人口在子极点的生活成本低于总极点时，将会出现逆城市化。如果政府能够提高管理与规划水平，总极点和子极点的公共品供求是合理的，可以避免逆城市化现象。

本文认为，实际上诺瑟姆曲线指的是城市化过程中的9J、36J、63J这样的子阶段，若最初总极点城镇人口为1%，可能此时总极点只是一个镇，那么第二轮总极点城镇人口为9%时，此时镇已经发展成为一个城。城市化发展离不开社会、自然的发展，典型的生物链数字可以了解，1，1，2，3，5，8，13…这个数列代表了生物的繁衍过程。而六极点城市化的发展数列则为1，4，7，9，36，63，81…，城市化过程中由无数个S曲线衔接而成。可以在研究城市化微观动力分析过程中，发现城市化的过程大量以新城区和开发区为主体的模式，这是由于国家行政主体从上至下呈阶梯管理模式，且政策及经济规划皆从上至下、从大至小的规划，因此城市化过程具有阶段性特征，不仅是诺瑟姆的S曲线三阶段，从一个地区发展为一个经济中心至城市最后成为都市带，整个过程可以分无数个阶段，都重复着诺瑟姆S曲线过程。最后许多大小不一的经济中心再合并为一个最大级的经济中心。城市群演化脉络始于孤立的城市，最终发展成大都市带。这是目前我国大多数具有相关研究学者的观点。城市化通过建立子经济中心的过程，也是通常称为建立卫星城来提高城市化的过程。

人均GDP拐点的城市化过程证据

20世纪80年代，H·钱纳里对1965年90个国家和地区的城市化水平及人均GDP关系进行研究，得出两者正相关关系。赵颖等（2003）对钱纳里关于城市化的研究成果进行延伸性研究，发现人均GDP与城市化率对应关系会因为其它因素发生位移，但是两者仍然是高度相关的，一定的人均GDP能大致对应城市化某一发展阶段。因此本文将据此来验证城市化拐点理论的正确性，当人均GDP增长率大幅增长时，伴随着城市化率的迅速提高，在此，假设城市的人口容量是一定的，前文以人口规模变化推导城市化发展数列，而现实中人口规模若为常量，那么通过经济指标人均GDP数据变化，可说明城市化发展变化。

20世纪90年代初，北京市和上海市相继被批准再次设置卫星城，扩大城市化进程。由于改革开放前后政策与经济背景都发生了较大的变化。1978年上海市的人均GDP为2485元，至1992年末1993年初，上海设立卫星城市时，人均GDP达到万元，是1978年的四倍，这是在1至4人口占比的子经济中心自发形成过程中。在1992至1996年间，人均GDP年增长率比改革开放至90年代初每年增长率高10%以上，这是由于子极点建立后完善的过程，也是卫星城快速发展的时点。至1997年，上海人均GDP达到23397元，是改革开放初人均GDP的9.41倍，上海郊区的城市化的比例将近50%，此时整个上海及郊区形成了一个新的经济中心总体，一个都市群雏形显现，之后每年人均GDP的增长率比1992至1997年期间下降约10个百分点，因新的总极点形成，要从更大区域层面来看待城市化过程，之后城市化过程就从上海局部来看提高程度已经有限，城市化速度的增加，将主要以上海整体为总极点，周边城市为子极点的发展模式来提高整个上海及周边大区域的城市化率。按照1∶4比例可以预计，当上海及周边人均GDP达到1997年的四倍左右，即大约93588元左右时，将会形成以整个上海及上海郊区作为一个经济中心，并向周边更大区域作为子经济中心辐射，人均GDP将进入新一轮高速增长期。1978年北京人均GDP均值1257元，平均年增长7个百分点。1993年明确建设14个卫星城的格局。建设用地规模157平方公里，常住人口108万人。到2000年14个卫星城的用水、治污等基础设施正在建设或已建成。1991年北京人均GDP为5494元，为1978年的4.3倍，从1991年开始每年人均GDP大幅增长，每年增长率超过10%，1993年卫星城规划确定后连续3年人均GDP年增长率超过20%，至2009年人均GDP达到70452元，为1978年的56倍，之后人均GDP增长率大幅下降。实际上，由于2008年金融危机影响，使得人均GDP增长率已提前下降，而理论拐点63倍值79191元被提前。

城市化S发展过程的启示

我国的城市化发展如今主要面临如下几个问题：外出务工农民增加，农村人口急剧下降，农村出现“空巢化”现象，很多农村如今青壮劳动力都纷纷涌入一线城市，农村留住大量老幼，致使农田荒废，加上工业化进程的大幅加快，农耕出现“懒人农业”，依托现代科技的“生化农业”等，使如今粮食安全成为城市化发展重要问题；即使未出现空巢化现象的农村，由于交通、信息、气候条件等一系列因素，使农村与城市的收入差距扩大，出现“城乡断裂”现象；我国东部至西部城市化水平呈阶梯状，地区城市化不均衡导致的区域收入差距；误解城市化就是工业化，以推动工业带动城市化而忽略了环境污染、资源浪费的问题。

在城市化过程中需关注其拐点，主要指前文所述城镇人口发展到4J的极点，这实际上是刘亚臣所指的城市化进程中城市具有“红利”的时候，这个时点往往是子经济中心已经基本建立，只是一个自发完善的过程，政府投资引导更能加速其完善的过程。因此，从我国整体来看，最有效的快速提高我国整体城市化水平，应着重投资引导中西部城市化水平正处于拐点的区域，同时也能减小东西部的经济差距。

如何统筹城乡发展也是城市化过程一个难题，从局部来看，农村可能环绕的镇、县、市可为一个总极点，如将农村设为子极点，首先需要政府投资改善农村公共设施，并引导农村自主规划布局特色产业，或企业迁入农村，这过程中政府还需着重改善城乡之间的交通条件，以发展城市加农村为局部地域经济中心的目标，不失为解决农村空巢化现象的一条途径。