城市体系位序-规模特征的空间计量分析——以中部地区地级以上城市为例

随着"中部崛起"战略的实施,中部地区的城市快速发展并引起广泛关注。为增进对中部地区城市体系发展规律的认识,根据1985～2009年城市人口数据,利用非参数密度估计方法得到该地区地级以上城市的Kernel密度图,发现城市规模的核密度曲线不断右移,城市整体规模日益扩大;采用空间计量模型对该地区地级以上城市的位序-规模特征进行分析,结果显示城市间的空间依赖性使空间滞后模型估计的Zipf指数值比OLS估计结果要小,表明考虑空间效应的城市体系规模分布更为集中。随后进一步解析空间依赖性影响城市规模结构演化的内在机制,认为要素集聚、产业调整和创新扩散等造成的空间相互作用提供了空间依赖性赖以存在的基础,影响城市体系的演化和位序-规模变动,使城市体系规模分布更趋均衡。结论对于明晰城市在区域城市体系中的定位,确定合理的发展战略具有参考价值。

1930s和1960s珠江三角洲城镇建成区位序-规模、扩展及其形态特征

基于1930s、1960s的1∶5万地形图的解译,借助GIS软件,计算了1930s和1960s珠江三角洲地区15个城镇建成区面积、位序-规模、紧凑度与圆形率,并对该时段内建成区扩展强度及其形态特征进行了分析.1930s与1960s位序-规模分别呈Y=11.48X-1.30、Y=15.63X-1.28,城镇体系具有相似的特征,呈现金字塔的城镇规模结构;建成区规模小,扩展速度低,约0.98 km2/10 a;建成区的扩张主要表现为四周扩展和主轴线扩展;形态紧凑性差,呈现分散化态势.依据城镇发育的条件与形态特征,将城镇形态分为低山丘陵主导型、河网主导型、平原主导型3种.

城市体系二倍数规律与位序-规模法则的等价性证明

从城市规模分布的位序-规模法则出发,推导出城市等级体系的二倍数法则。假定城市体系服从标准位序-规模法则(幂指数为1),则城市规模可以抽象为一个调和数列。按照二倍数的规则对这个调和数列自上而下分级,各级数值之和在极限条件下趋于常数ln2。由此证明如下问题:1)城市位序-规模法则在极限条件下和平均意义上与二倍数法则数学等价;2)服从位序-规模法则的等级结构在一定尺度范围内是无标度的,规模尺度最大的城市理论上不服从规律的约束。上述结论可以进行两个方面的推广:一是逻辑推广,从二倍数推广到多倍数情形;二是应用范围推广,从城市研究领域推广到经济学和自然科学领域。

基于位序-规模法则的区域旅游系统规模等级结构的实证研究——以云南省为例

基于位序-规模法则模型的基础上,借助分形值q,以区域非农业人口、GDP规模和旅游外汇收入为分析指标,对2003～2007年云南省16市(州)的区域旅游系统规模等级结构进行了实证分析。结果发现:整个系统内人口规模朝着非均衡态势发展,中间层次市(州)旅游发展速度较快,高位次市(州)的垄断地位比较突出,区域旅游系统等级规模结构趋于高集中态势演替,区域旅游系统发展相对稳定。鉴于此,笔者从旅游基础设施条件差异、区域资源禀赋差异和区域旅游发展历史背景差异等角度阐述了造成云南省区域旅游系统出现等级结构的原因;最后笔者以位序-规模法则为指导,从分析结果出发就均衡云南省区域旅游系统规模等级结构提出一些对策。

城市位序-规模法则的理论难题:数理本质与解决方案

周一星在研究京津冀地区的城市规模分布时发现Zipf模型P(r) =P1r-q的参数P1的计算值与实际值存在误差 ,即最大城市的人口数的理论值与实际数有不容忽视的差距 ,从而出现了理论与实验的矛盾 .为了解决这一问题 ,从一对具有普遍意义的奇异对称序列出发 ,导出了城市位序 规模法则的精确表达式 ,从而揭示了“周一星难题”的数理本质 .

基于位序-规模法则的区域港口群发展演化规律

为合理利用港口资源、减少恶意竞争,提出基于位序-规模法则的港口群发展演化规律研究方法。以吞吐量为衡量港口规模的指标,以变异系数、基尼系数等指数研究区域港口群规模差异,以首位度指数判断区域港口群是否服从位序-规模分布,进而基于位序-规模理论研究区域港口群规模分布,定量分析区域港口群发展演化规律。实例分析以欧盟港口群为研究对象,结果表明:欧盟港口群规模差异较大,不均衡程度会逐年增大;欧盟港口群符合位序-规模法则,随着港口位序由高到低,吞吐量增长率会随之减小。

长三角民用机场体系位序-规模分布及其作用机制

运用位序-规模法则,以1990—2019年长三角各民用机场客货运吞吐量为基础数据,对长三角民用机场位序-规模分布特征进行探讨,然后结合核密度估计方法对其作用机制进行分析,结果表明:长三角民用机场体系总体呈现明显的位序-规模分布特征,在不同阶段,不同机场位序-规模出现明显分化;基于客运的机场体系经历高度集中化、机场体系重大调整、大中小型机场差异化发展和各机场融合发展4个阶段,而基于货邮的机场体系经历了大型机场主导、新兴小型机场缓慢发育、中小型机场自我突破和大中小型机场差异化发展4个阶段;长三角民用机场体系位序-规模分布作用机制主要表现为经济发展是机场规模扩大的根本动力,政府政策是机场建设发展的重要支撑,综合交通完善对小型机场发展带来冲击,客货航空业务差异使机场体系内部竞争与融合并存4个方面。

环渤海地区集装箱港口体系位序-规模分布特征研究

运用位序-规模法则,以近25年来各港口集装箱吞吐量为主要指标,研究环渤海地区集装箱港口体系的规模分布特征及变化规律.结果表明:1)环渤海地区集装箱港口体系具有一定的位序-规模分布特征,但不同阶段、不同规模的港口在分布特征上出现明显分化,港口区域化逐渐进入深层次和高级化.2)港口集装箱吞吐量的位序-规模分布变化轨迹呈现双分形、单分形、单双交替、单分形4个阶段,揭示了环渤海地区港口区域化过程中,集装箱运输经历了枢纽港支配的高度集中阶段、支线港迅速成长并大型化阶段、中小型集装箱港口涌现初期、集装箱港口系统整合4个阶段.3)结合首位度和基尼系数变化特征可知,环渤海地区集装箱运输的集中化与分散化交替时期较长;系统优化与类型整合更早、更快,集装箱运输及其背后的物流空间运营与组织网络是港口区域化的决定性力量.4)青岛、大连和天津3个枢纽港对环渤海地区集装箱港口体系的演变起主导作用,支线港的快速发展也是不可忽视的重要力量.环渤海地区港口群应该形成有效的竞争合作,以应对国际大港的激烈竞争.

江浙沪地区客货运量位序-规模分布特征及影响因素

利用位序-规模法则刻画1985年、1995年、2005年和2017年江浙沪地区客货运量的位序-规模分布特征,同时运用ArcGIS 10.4软件对该地区客货运量空间分布及重心移动轨迹进行可视化表达并对其影响因素进行探讨。结果表明:(1)江浙沪地区客货运量在空间分布上符合位序-规模法则并呈现出西北—东南走向。(2)江浙沪地区客货运量规模空间分布均经历了不均衡→均衡→相对集中→相对均衡的发展过程。(3)经济发展水平和交通基础设施对客货运量位序-规模分布有重要影响,人口管理制度、人口规模对客运量位序-规模分布变化具有直接影响,而城市产业结构与货运量位序-规模分布变化则更为密切。

湖北省国内旅游规模均衡分布了吗?--位序-规模法则对高首位度区域的适用分析

基于2006-2016年时间序列数据,利用首位度、频数分析等方法判断位序-规模法则拟合高首位度区域旅游规模结构的适用性。在此基础上,从空间关联和产业关联2个层面剖析湖北省国内旅游规模非均衡分布原因。结果表明:(1)湖北省国内旅游规模并不是位序-规模法则拟合的均衡分布,而是武汉“一市独大”,其他城市“弱小均质”的非均衡结构;(2)湖北省13市(州)国内旅游规模呈现“高-低”集聚特征,武汉一市的极化发展致使其他市(州)低水平均质;(3)住宿业、餐饮业、交通运输业、零售业发展水平显著调节了景区品质对国内旅游规模的影响,武汉具有优势关联产业,高品质景区使国内旅游极化发展;其他市(州)因为景区品质或关联产业的短板导致低水平均质。

基于首位度和位序-规模法则的长三角港口群发展演化分析

为了深入剖析长三角港口群的等级规模分布及演化规律,以货物吞吐量和集装箱吞吐量为衡量港口规模的指标,运用港口首位度和位序-规模法则对长三角地区港口规模分布进行研究。结果表明:长三角地区港口间差距不断缩小,港口等级规模分布由首位分布向位序-规模分布演变;江苏省港口等级规模结构比较松散,高位序港口集聚效应不明显,浙江省港口吞吐量分布则过于集中;长三角港口群规模分布总体上呈分散化发展趋势,未来需要加快推动内河港等小型港口的发展,进一步优化港口体系结构;长三角港口群的货物运输已形成比较稳定且分散的系统,而新兴集装箱港口不断涌现,集装箱运输发展迅速,其等级体系仍在不断变化,长三角集装箱港口的规模分布集聚程度更高。

基于位序-规模法则的山东省城镇体系分析

我国城镇体系研究同区域规划结合在一起,通过对山东省各地市及县市区城镇人口分析,基本得出其符合位序-规模法则。基于对山东省城镇人口分析,发现了山东城镇体系存在的问题,并提出了城镇体系发展构思。

我国石油资源流流量位序-规模分布特征变化

以我国石油(特指原油)资源流动为研究对象,以我国省级行政单元作为石油资源空间流动的节点,从1985～2007年中选取5个特征时点,借助齐夫定律,研究了我国石油资源输出量和输入量的位序-规模分布特征。结果表明:(1)各特征时点石油输出量和输入量的位序-规模分布均满足齐夫法则。(2)从无标度区范围来看,石油输出量的无标度区范围变化不大,而输入量的无标度区范围呈现出先缩小后又逐年扩大的趋势。(3)从空间分形结构来看,石油输出量的无标度区没有分段,始终呈现为单分形,而输入量则经历了由双分形向单分形的演化。(4)从空间分布形态来看,各特征时点石油输出量均呈帕累托分布模式,而输入量的空间分布形态变动较大,经历了对数正态模式—帕累托模式—对数正态模式—帕累托模式的演变。我国石油输出量和输入量位序-规模分布的不同步变化,与大油田分布、石化产业布局以及石油流通体制等有着密切联系。

1985年以来中国大陆沿海集装箱港口体系位序-规模分布及其网络联系

21世纪以来,中国大陆众多沿海城市纷纷转型为港口城市,港口区域化态势明显,港口发展呈现新的竞合关系。运用位序-规模法则与复杂网络模型,从规模结构、航运网络两方面刻画1985年以来中国大陆沿海集装箱港口体系的区域化特征。结果表明:①港口体系日趋完善,位序-规模分布更加明显;发展演化呈低级均衡,明显集中化及相对分散化三个阶段,围绕世界级枢纽港形成区域集聚和群内扩散的空间格局。②港口航运网络小世界特征得到强化,不同类型港口航线网络特性变化差异明显。枢纽港以广度上升深度下降、中转功能上升为主;大型港口变化较为复杂,超过一半的大型港口腹地引致特征明显,中转功能较弱;地方港呈现两极分化态势,大部分港口在航线网络深度、广度与辐射能力等多方面得到提升,少部分港口则明显萎缩。③以班轮航线为载体的物流网络推动港口区域化内在联系更加紧密,轴-辐特征得到强化,整个网络效率大为提升。从社会网络分析软件(UCINET)呈现的最强联系航线看,沿海集装箱航运网络已由局部网络转变为统一的双层轴-辐网络,全国性的港口网络联系水平大幅提升,区域航运网络与港口群存在空间错位而非一一对应。

2000年来中国边境城市对外贸易位序-规模分布及其影响因素

全球化背景下对外贸易活动是特定地域外向联系强度的重要表现,是边境城市区域功能的重要组成部分。运用位序-规模法则、分形理论及核密度等方法,以中国边境各城市的进出口贸易额为主要指标,剖析了中国边境地区对外贸易的规模分布特征及其影响因素。结果发现:①不同阶段的中国边境对外贸易位序-规模特征明显,位序结构内部城市次序变化较大;②位序-规模分布的无标度区变化显著,在18年内出现了4段分形表现,外贸活动的规模波动性、区域化特征明显;③影响因素表现为经济地理禀赋约束下核心城市支配效应明显、邻接地缘环境影响显著、政策导向与口岸推动、内部竞争反推空间结构协调演化四个方面;④不平衡性、集聚性在中国边境地区外贸活动中凸显,空间分布呈现为"核心-边缘"结构,当前国家层级应重点支持对外贸易优势城市,省级尺度协调域内城市对外贸易层次组织与区间联系。

陕西省城市旅游规模差异及位序-规模体系研究

我国旅游业已完全进入到"全域旅游"发展阶段,给各城市旅游提供了新的发展新契机。然而,受地理区位、资源禀赋、交通状况、政策支持、投资力度等因素的影响,区域不均衡是旅游发展中的一种常态,这种差异和不均衡性在一定程度上不利于"全域旅游"的发展。依据位序-规模理论,采用2005—2014年陕西城市旅游数据,运用Eviews6软件,构建陕西省城市旅游位序-规模体系,分析陕西省城市旅游规模差异可发现其在逐渐缩小,但目前仍处于西安一市独大的状态,城市旅游的均衡性发展有待进一步加强。

旅游流流量位序—规模分布变化及其机理——以四川省为例

以四川省为实证区,借助齐夫（Zipf）定律,证明了国内旅游流和入境旅游流的流量位序-规模分布均满足齐夫法则。在此基础上进一步分析了1996-2005年各年旅游流流量位序-规模双对数坐标图上无标度区范围、标度分段特征和各标度区内部流量密度分布的变化规律。结果表明,无论是国内还是入境旅游流,其流量规模分布结构的无标度区范围都呈逐年扩大趋势,但其空间分形结构和分布形态变化却有较大差异,其中国内旅游流的分形结构由最初的局部分形演化为单分形,再由单分形退化为双分形结构;空间分布形态则由帕雷托（Pareto）分布模式向对数正态分布模式转变。入境旅游流的分形结构没有出现双分形退化,其空间分布形态也基本保持不变,仍呈帕雷托分布模式。两种旅游流规模分布不同步变化的主要原因可能是交通条件改善和新旅游景区（点）开发对国内旅游者和入境旅游者的目的地选择行为的影响不一致造成的。

基于位序规模法则的我国城市用地规模分布变化研究(2000年～2012年)

我国已进入快速城市化时期,城市用地迅速增长,研究我国城市用地规模分布变化规律有助于在城市化进程中合理配置城市用地,促进城市体系协调发展.选择2000年~2012年我国地级及以上城市的建成区面积数据,利用位序-规模法则结合分形理论,研究我国城市用地规模分布的变化趋势并分析不同区域城市用地规模分布变化的差异性.研究结果表明：（1）以建成区面积衡量城市规模,我国城市规模分布符合位序-规模法则;（2）城市规模的位序-规模对数曲线呈平行向前推进趋势,城市用地规模总量增加,但城市用地规模分布Zipf指数呈上升趋势,城市用地规模分布的均衡度下降;（3）按建成区面积分类,超大、大城市的城市用地增长速度快于中小城市;（4）不同区域城市用地规模分布变化特征反映出差异性：4大区域中东部地区城市用地规模Zipf指数始终最接近理想值1,表明东部地区高中低位次城市用地发展较为协调,东北地区以及西部地区城市用地规模分布趋向于集中,高位次城市用地扩张明显快于中低位次城市,中部地区城市用地规模分布较为分散,但近几年高位次城市用地规模扩张趋势明显增加.

城市体系规模结构研究的新方法——位序累积规模模型

利用位序累积规模模型与位序-规模法则定量分析2000~2014年中国城市体系规模结构的省际差异及其变化特征。结论如下:使用位序-规模法则进行区域城市体系规模结构对比与演变分析时会存在较大的不确定性,而位序累积规模模型更能准确刻画区域城市体系规模结构的特征;中国各省区β值排名靠前的多属于自然地理条件优越、社会经济比较发达的地区,其变化大致表现出增幅东大西小、增长率南高北低的特征;位序累积规模模型能较准确地反映出自然与社会经济条件对区域城市体系规模结构的影响,但随着社会经济的发展,自然地理和基础设施条件对城市体系规模分布的影响不再显著。

逆序的Beckmann城镇等级一规模模式及其对位序一规模法则的解释力

在没有改变Ｂａｃｋｍａｎｎ１９５８年提出的城镇等级一规模（ｈｉｅｒａｒｃｈｙ－ｓｉｚｅ）模式任何假设前提的情况下，给出了一个与贝氏的城市级别顺序相反的贝氏模式．此模式反映的城镇等级一规模特征与位序一规模法则的验证结果十分相近．这样一来，不仅解释了位序一规模法则，而且将中心地方论及其有关研究与城市规模分布的相关研究有机地结合在一起．