基于多角度的中原城市群城市规模结构研究

王云娜

(河南城建学院 建筑与城市规划学院，河南 平顶山 467036)

2019年，我国城镇化水平为60.6%，进入城市化发展的中后期，城市群已成为区域经济发展的主导力量，成为当前推动我国新型城镇化重要功能的地域空间载体。城镇等级规模结构作为“三结构”规划的核心内容，是城镇体系规划及区域规划的基础，也是新时期开展国土空间规划的前提。城市群等级规模结构研究一直是国内外研究的热点，20世纪80年代以来，我国学者结合中国城市群发展的实践，开展了大量的研究，成果颇丰。从研究区域看，有学者从全国层面把中国19个城市群作为研究对象，基于规模紧凑度、规模分布、规模效率三个角度开展其规模合理性研究[1](王德利等，2018)；更多学者则是将单个城市群作为研究对象，对其规模结构演变及合理性进行分析[2](周霞等，2017)。从研究内容看，主要集中在规模分布的特征[3](范晓莉等，2015)、时空演变分析[4](韩剑萍等，2019)、演进机制[5](王振坡等，2016)和优化对策[6](邬晓霞等，2016)。从研究方法看，大多数学者利用相关数据，通过统计分析和数量模型开展实证研究[7](李秀玲，2019)。

纵观既有成果，有关中原城市群规模结构的研究整体较少，且研究角度相对单一。基于此，本文从多角度对中原城市群等级规模结构演变开展分析，探讨其合理规模及优化对策，具有一定的理论和实践意义。

1 中原城市群概念的界定

中原城市群的概念最早以政府文件的形式提出是在2003年河南省制订的《河南省全面建设小康社会规划纲要》中，《纲要》指出中原城市群是以郑州为中心城市，涉及开封、新乡、焦作、洛阳、平顶山、许昌、漯河、济源在内的共9 个省辖(管)市的城市密集区，在此有关中原城市群的概念主要是从经济区的角度出发对中原城市群的界定[8]。2009年，河南省发改委从城镇体系规划范畴提出了包括全省18个地市的“一极两圈三层”的中原城市群总体框架。2014年，在《国家新型城镇化规划(2014-2020年)》背景下，河南省新型城镇化规划(2014-2020年)强调了中原城市群作为国家重点培育发展的中西部地区三大城市群之一的战略地位，则是在国家发展战略导向下从跨区域联动发展视角提出的“大中原城市群”概念，涉及5省30个市，国土面积达28.70万km2，占全国的3.0%。

本研究有关中原城市群概念主要是在河南省城市化发展现状基础上，从经济区的角度出发，着眼城市群的实体地域空间，并考虑各城市之间联系性的网络空间。截至2019年底，中原城市群范围涉及郑州、洛阳、开封、新乡、焦作、许昌、济源、平顶山、漯河在内共 9 个省辖(管)市，下辖15个县级市(其中新乡的长垣县在2019年撤县设县级市)，30个县城，494个建制镇，国土面积为5.87万km2，占全省土地面积的35%。截至2019年底，9 个省辖(管)市城镇常住人口达2 661万人，占河南省城镇常住人口的51.9%。

2 中原城市群等级规模结构演变分析

2.1 数据来源与统计口径

考虑数据的连续性和可获取性，本研究将中原城市群的9 个省辖(管)市和14(15)个县级市，共23(24)个城市作为研究对象；城市规模主要采用各市辖区的城区人口数据来表示，这是因为真正能体现城镇规模和城市化发展水平的是城市建成区的人口，而非市区总人口，更不是市管辖地区的总人口。本研究主要选取2009年、2014年和2019年三个时间断面的23(24)个城市的城区人口进行分析，来反映中原城市群的城市规模变化情况，数据主要来源于各年份的《中国城市建设统计年鉴》和《河南省统计年鉴》。

2.2 基于首位度的中原城市群等级规模结构分析

城市首位度是用来衡量一个国家或地区人口向中心城市集中程度的重要指标，通常用一国(地区)最大城市的人口与该国(地区)第二位城市的人口比值来计算，即S2=P1/P2。为了避免“2城市指数”的简单化，一般用“4城市指数”和“11城市指数”进一步补充，即S4=P1/(P2+P3+P4)，S11=2P1/(P2+P3+…+P11)[9]，其中P1代表该国(地区)第一位城市的人口数，P2～P11为城市规模依次为第2位到第11位的城市人口数。运用“2城市指数”S2=P1/P2衡量中原城市群人口向中心城市郑州的集聚程度，同时运用“4城市指数”S4和“11城市指数”S11来考查中原城市群的城市位序-规模分布情况。

按照城市首位律和位序-规模理论，正常的“2城市指数”应接近于 2，“4城市指数”和“11城市指数”应接近于 1[10]。根据河南省城市建设统计年鉴相关数据计算结果显示(见表1)，“2城市指数”由2009年的1.70上升到2014年的1.79，再到2019年的1.93；“4城市指数”由2009年的0.85上升到2019年的1.02；“11城市指数”由2009年的0.88上升到2019年的1.05。数据表明经过10 a的发展，当前中原城市群24个城市，城市首位度显著提高，城市体系等级规模结构与2009年相比更加趋于位序-规模分布状态。

表1 中原城市群2009年、2014年和2019年城市首位度

2.3 基于城市金字塔的中原城市群等级规模结构分析

城市金字塔反映城市数量随规模等级结构变化的规律，即城市规模等级越高，城市数量越少，规模等级越低，城市数量越多[11]。如果把一个国家(地区)城市数量随规模等级变化呈现的这种“脚重头轻”绘制成图，则形成城市金字塔结构。同时，将不同国家(地区)、不同年份的城市规模等级体系绘制在同一张图上进行对比分析，就会从中发现一些变化趋势、主要特征和存在的问题。

结合2014年我国城市划分标准，通过中原城市群2009年23个市和2019年24个市的城市金字塔结构(见图1)可以看出：中原城市群城市规模等级结构基本正常，大、中、小城市各占一定比重；2019年与2009年相比，中等城市所占比重由原来的17.4%提高到20.8%，说明小城市向中等城市的晋级比较明显；Ⅱ型大城市的比重由2009年的8.7%下降到4.2%，不升反降，究其原因主要是中等城市向大城市的递补缓慢，而中心城市郑州经过10 a的发展，城市规模等级晋升到Ⅰ型大城市。

图1 中原城市群2009年和2019年的城市金字塔

2.4 基于位序-规模法则的中原城市群等级规模结构分析

最早由奥尔巴克(F.Auerbach)提出的位序-规模法则，主要是从城市的规模与规模位序的关系角度来考察一定区域范围的城市体系结构。后经罗特卡(A.J.Lotka)等学者进一步发展完善，当前被广泛使用的公式是对罗特卡(A.J.Lotka)模式Pi=P1·R-q的对数变换1gPi=1gP1-q1gRi，其中P1为规模第一位的城市人口，Pi为第i位城市的人口，Ri为第i位城市的位序，q为Zipf维数，具有分维特征，是分维数D的倒数，即q=1/D。当把一定区域范围内城市体系的城市按规模位序落到双对数坐标图上，然后进行y=a+bx形式的线性回归分析，回归的结果中，a值的大小反映了第一位城市的规模，b值是回归线的斜率，反映了城市体系规模分布的集中与分散情况。当q>1、D<1时，表明城市规模分布相对集中，首位度较高；当q<1、D>1时，表明城市规模分布相对分散。如果对多年回归分析结果进行对比，|b|值变大，表明集中的力量大于分散的力量，城市规模分布趋于集中；|b|值变小，表明分散的力量大于集中的力量，城市规模分布趋于分散[12]。

分别将2009年和2019年中原城市群9 个省辖(管)市和(14)15个县级市，共(23)24个城市的城市人口规模和位序分别对应落在双对数坐标图上 (图2、图3)，然后做线性回归分析，并计算两个年份的分维数D和Zipf维数，结果见表2。

图2 2009年中原城市群城市位序-规模分布图

图3 2019年中原城市群城市位序-规模分布图

表2 中原城市群2009年、2019年位序规模分析

由表2可知：(1)两个年份回归的相关系数都很高，说明中原城市群城市规模分布符合位序-规模分布；(2)回归方程中a值变大，表明中原城市群首位城市郑州的城市规模增大；(3)与 2009年相比，|b|值变大，表明在这10 a里，中原城市群城市人口分布集中的力量大于分散的力量，人口向中心城市集中的趋势明显；(4)2019 年与 2009 年q值均大于1,D值均小于1时，表明城市规模分布相对集中，首位城市相对较强。

3 中原城市群城市体系等级规模结构特征

3.1 城市首位度相对较低，中心城市郑州有待进一步加强

城市首位度在某种程度上体现了中心城市在城市群内的作用和地位，与我国其他一些城市群相比，中原城市群城市首位度仍然偏低，2019年长三角城市群“2城市指数”为3.8，珠三角城市群为1.96，中原城市群为1.93。同时，作为中原城市群中心城市郑州2019年的城区人口规模为404万，尚未步入特大城市行列，其人口密度为1.15万人/km2，而同期我国长三角城市群中心城市上海人口密度高达1.96万人/km2，珠三角城市群中心城市深圳人口密度为1.4万人/km2。

从人口规模、城市首位度(见表3)及人口密度来看，中原城市群中心城市郑州与全国性中心城市上海、深圳相比仍然有较大差距，这一方面会直接影响郑州在区域中龙头作用的发挥，对其他城市的吸引能力并不强，难以真正起到引领作用；另一方面也表明中原城市群仍然处于集聚发展状态，对区域内其他城市和地区的扩散作用并不明显，辐射带动作用不能充分发挥，将会影响区域内各城市的分工与协作及区域内物质、人才、信息等资源要素的合理流动。

表3 国内主要城市群2009年、2014年和2019年城市首位度

3.2 城市体系规模结构不尽合理，位序-规模分布处于较低水平

根据中国城市建设统计年鉴提供的各市区城区人口数据，截至2019年底，中原城市群24个城市的城市体系规模等级结构见表4。由表4可知：近10 a来，尽管各城市人口数量均出现了不同程度的增加，规模扩大，但超大城市和特大城市仍然缺失，中心城市郑州仅为大城市；大城市数量较少，2019年与2009年相比，数量并没有发生变化，只有郑州和洛阳两个大城市，在中原城市群 24个城市中，所占比重为8%；小城市向中等城市晋升的速度较慢，2019年与2009年相比，仅增加了一个中等城市，漯河；小城市数量相对较多，所占比重较高，2019年所占比重为70.8%。

表4 2009年、2019年中原城市群城市体系规模结构

同时，比较2009年、2014年和2019年的“2城市指数”、“4城市指数”和“11城市指数”发现，与2009年相比，2019年的更加接近理论合理值，同时，位序-规模分布回归分析更加接近于直线，说明经过10 a的发展，中原城市群城市体系等级规模结构相对更加趋于位序-规模分布。但是，2009年和2019年的位序-规模分布分析显示，2019年与2009年相比，a值变大，|b|>1，且|b|增大，表明当前中原城市群城市体系规模结构仍然处于集中力量大于分散力量阶段，即人口向大城市集中的趋势明显，这意味着中原城市群城市规模体系结构仍属于较低水平的位序-规模分布(见图4)。

图4 2019年中原城市群城市体系规模结构

4 中原城市群城市等级规模结构优化对策

4.1 大力发展中心城市，构建郑州大都市区

根据区域经济发展理论，城市群发展的核心是中心城市，其规模程度及社会经济发展水平，不仅是确定城市群地域范围的重要因素，也是整个城市群经济的集聚地和增长极，是产业升级和区域科学技术创新的源头。然而无论从城市首位度、人口规模还是人口密度来看，中心城市郑州的核心作用并不明显，因此，要继续加强郑州的发展力度，强化其作为中心城市的地位和职能，构建郑州大都市区。预计到2030年，郑州市城区人口将突破500万，跻身我国特大城市行列，通过调整产业结构，以第三产业为主导产业，实现产业结构的服务化和高端化。在此基础上，加强与其外围地方性中心城市(巩义、新郑、新密、登封、荥阳)的联系，将一些不适合在中心城市发展的产业转移到外围地区。在未来，将巩义、新郑、新密发展为城区人口达50万的地方性中心城市，荥阳、登封、中牟发展为城区人口25万人以上的地方性次中心城市的卫星城市。同时，运用TOD的规划理念加快都市区内轨道交通、通讯信息等基础设施建设，中心城市和各卫星城分工明确，职能清晰，产业互补，从而构建特色鲜明、优势互补、功能协调而又紧密联系的一体化网络化的郑州大都市区。

4.2 调整优化城市体系结构

城市群城市体系的等级规模结构不仅与区域自然资源条件、发展历史有关，还与区域社会经济发展水平，交通基础设施水平等密切相关。随着中原城市群城市化进程继续推进，社会经济进一步发展和一体化程度逐步深化，城市群内各城市人口将不断增长，综合实力也将得到极大提高，城市等级规模结构在原有基础上将进行新的重组和优化。在未来，中心城市郑州中心城区人口将会突破500万，进入我国特大城市行列，作为城市群的中心城市功能将进一步强化；依托自身较强的经济实力和良好的发展基础，实力较强的洛阳市城区人口将突破300万，发展成为区域性中心城市，同郑州一起共同引领中原城市群的发展；平顶山、新乡、焦作、开封、漯河、许昌作为重要节点性城市，人口将突破百万，晋升为大城市，成为区域性次中心城市，使城市体系第三等级规模结构更为合理；距离郑州较近且经济发展水平较高的巩义、新郑、新密、济源以及地区节点性城市汝州、禹州人口将突破50万，共同构成城市体系的第四等级层次；其他一些经济发展水平较好的县(尉氏、临颍、新安、宝丰、温县)有望升级为县级市，与现有的县级市荥阳、辉县、卫辉、长垣、长葛、偃师、沁阳、登封、舞钢、孟州共同构成中原城市群城市体系的第五等级层次(具体见表5)。

表5 中原城市群城市体系规模结构优化

通过中原城市群各个城市的不断升级发展，将形成新的城市等级层次结构体系(见图5)，城市群内部资源将会得到更有效的利用，资源、环境、经济、社会将更加协调发展，实现中原城市群城市体系规模分布由相对低水平的位序-规模分布向较高的首位度过渡，最终达到高水平的位序-规模分布。从而构建以郑州为中心城市、洛阳为区域中心城市，其余省辖市为区域和地方性次中心城市，大中小城市相互协调发展的完善的中原城市群城市规模等级结构。

图5 中原城市群城市体系规模结构优化

5 结论

在数据分析基础上，运用城市首位度、城市金字塔、位序-规模法则理论，通过实证分析得出如下结论：

(1)当前中原城市群城市体系等级规模结构城市首位度相对较低，作为中原城市群中心城市郑州集聚-辐射作用不强，其核心地位和功能有待进一步强化。

(2)城市体系规模结构不尽合理，城市群仍然处于集聚发展状态，属于较低水平位序-规模分布。

在此基础上，进一步提出大力发展中心城市，构建郑州大都市区；最终形成以郑州为中心城市、洛阳为区域中心城市，其余省辖市为区域和地方性次中心城市，实现中原城市群城市体系规模分布由低水平位序-规模分布向较高的首位度过渡，最终达到高水平位序-规模分布。