1.2.1 城市群空间结构

1.2.1.1 国外城市群空间结构研究

城市群空间结构方面的研究最初多由国外学者提出。最初阶段的相关研究集中在对城市群空间结构的描述性分析、范围界定与形成机理探析等方面。

作为城镇化高度发展的产物，城市群相关概念1898年在英国学者埃比尼泽·霍华德的著作《明日的田园城市》中被提出。他认为这种城镇群体组合、功能互补的结构形式有助于形成集城市与乡村优势于一身的理想城市。Geddes（1915）在《进化中的城市》一书中，将“组合城市”（Conurbation）的空间结构形容成由若干建成区组成的连续体，提出它的空间结构演化是从城市地区到集合城市，再到世界城市。他认为当时的英国伦敦、法国巴黎、德国柏林和美国匹兹堡、芝加哥、纽约及其周边城市已经形成了城市群。同一时期，英国政府统计部门提出的“地方行政区域结合体”、美国政府提出的“标准都市区”也都在人口密度、城镇职能等方面具有城市群的一些特征。Unwin（1922）的卫星城理论提出了受到中心城市的辐射会在其外围发展出新的城镇，并与中心城市共同形成城市群体。苏联学者同样在20世纪一二十年代提出“城市经济区”“规划区”等类似城市群的城市空间结构，并从中心城市与外围地带的人口、距离等角度对其进行了界定。

Christaller（1933）将区域内的城市群体作为一个系统进行研究，以商业集聚中心的服务范围与所需的职能类别为出发点，研究了城市群体空间中城镇等级、规模与职能分配的结构关系，形成了中心地理论。1939年，Jefferson针对城市群规模体系展开了基本理论探讨。1942年Zipf将万有引力定律引入城市群空间结构的分析领域，首开定量地对城市群规模分布内部与城市间联系进行研究的先河。同年，R.Vining从理论上阐述了城市群结构体系存在的客观性和合理性。

大约1945年之后，各个角度的城市群空间结构研究更为丰富。

在城市群空间结构划分与界定方面，最有影响力的是Gottman和Friedman的研究。Gottman（1957）在分析纽约都市圈空间结构时，将城市群空间结构的演化阶段划分为孤立分散、城市弱联系、大都市带雏形与大都市带成熟阶段，提出了由都市区可组成更广大空间结构，即大都市带的思想。他提出的大都市带界定标准是较早的城市体系定量标准之一，主要包括其中有较密集城市，多个都市区、城市间有密切社会经济联系，连接核心城市的便利交通，人口规模超过2500万人，能起到国际枢纽作用。Gottmann认为当时符合标准的有美国东北部大西洋沿岸城市群、北美五大湖城市群、日本太平洋沿岸城市群、欧洲西北部城市群、英国伦敦周边城市群及中国长三角城市群。日本是亚洲较早由政府划定城市群标准的国家。该国行政管理厅早在1950年就提出了划定“都市圈”较为独特的标准，其中包括城市群的地域范围必须使得其中的城市能够在一日内享受某种城市服务，中心城市人口规模大于10万人。20世纪60年代又修改规定为中心城市须为政府指定，或人口大于100万人，且周边有50万人口以上的城市。此外还创造性地提出城市群周边城市到中心城市的通勤人口需占其自身人口的15%以上等标准。

在城市群空间结构的形成、演化及相关机制方面，区位理论、增长极理论、核心—边缘理论和中心—外围理论影响较为深远。

其中，Perroux（1955）提出的增长极理论阐述了增长极通过集聚与扩散效应对自身和周边地区经济增长的促进作用。Myrdal（1957）在研究了增长极后，认为影响经济体发展的空间结构演变过程是扩散与回流过程，回流效应为该理论补充了增长极对经济发展的负面影响机制。Boudeville（1966）认为城市体系是增长极在其影响范围内引导经济活动进一步开展的结果。增长极理论强调将资源投入首先集中在增长集，将会带动整个地区的全面经济增长，是将集聚经济理论与城市群空间结构研究相融合的重要理论。

Friedman在1973年基于Rostow的经济发展阶段理论与“核心—边缘”理论，指出经济发展与空间人口结构演化的相关性，以此反映城市群的发展阶段与空间结构演化过程，并将这一过程分为工业化前期、工业化初期、工业化成熟期与工业化后期。这为后续学者们在城市群空间结构角度对经济发展进行研究奠定了坚实的基础，影响深远。

另一个从经济学角度解释城市群空间结构形成、演化规律的重要理论是“中心—外围”理论。Krugman（1999）也强调随着经济增长，城市体系的中心城市经济成本将不断增加，促使产业转移，继而在外围形成新的增长极。

此外，许多学者从经济、人口与产业等角度对城市群空间结构的演变机制进行了研究。1962年，Berry和Peter分别探讨了城市体系的形成与经济发展的关联。1970年，Berry又从人口分布角度研究了中心地等级体系。Haggett和Cliff（1977）根据现代空间扩散理论提出了城市群空间演化模式。

Friedman（1986）对城市体系的等级网络进行了研究，指出城市体系的等级关系将成为跨国公司纵向生产地域分工的体现。1991年，Sassen首次提出了全球城市概念，引发了学者们对于类似纽约、伦敦、东京这类联结全球经济资源的核心节点城市的研究。

在增长极与集聚经济理论的影响下，许多学者将增长极理论与集聚与扩散效应的机制应用于集聚经济理论与城市群空间结构的研究中，指出城市群是资源集聚、产业集聚的产物，城市群空间结构反映了城市群内经济要素的集聚情况。Kunzmann和Wegener（1991）对跨国网络化城市群结构体系进行的研究表明城市群是产业空间集聚与分工协作的产物。Ke（2010）指出产业的空间集聚是提高城市群生产力的重要因素，解释了城市化与现代经济增长中的收入不平等现象。Oya等（2008）、Andersson和Lööf（2011）、Sanfilippo和Seric（2016）等学者先后利用不同地区的数据得出了位于城市群中的企业较其他企业更有竞争力，位于更大城市群中的企业比位于中小规模城市群中的企业更有竞争力的结论。Lee（2015）还提出发展中国家城市的发展不仅与增长极城市集聚效应相关，还与劳动力迁徙互为因果。

在城市群空间结构特征的总结和梳理方面，城市群的网络特征与集聚特征同样受到了最多学者的重视。

网络特征方面，在Friedman城市体系等级关系网络的基础上，Papaioannou提出全球城市群结构体系呈现出网络化发展模式，为对城市群结构进行网络分析奠定了理论基础。Castells（1989）提出“流空间”是“不必邻接即可实现城市间要素流动共享的社会组织”，城市群中的城市流是经济要素在城市间或其内部进行的流动。Castells（1996）又提出，通过建立城市流强度模型，将城市群视作动态城市体系的学者们可以分析城市间的经济联系与城市群的增长特征、分配机制等，能够分析得出城市群的结构特征。

集聚程度与集聚特征方面，Katie Williams（2000）进行了紧凑城市的研究，认为紧凑、精明增长的空间结构耗费的公共支出与自然资源较少。Burchell（2000）也同意类似观点。

除此之外，学者们主要围绕要素分布的集聚程度与集聚分布特征对城市群空间结构进行研究。

例如，Henderson利用城市首位度对城市群空间结构的中心度进行研究（2003）。Glaeser和Kahn（2004）则研究了城市群中心城市的郊区化指数。Meijers和Burger（2010）利用Harris与Ullman（1945）曾使用过的城市位序—规模法则研究城市群的中心度结构，对此后城市群中心度方面的研究影响深远。2010年，Deng等借助场模型对我国华中地区城市集群进行研究，表明该地区是以武汉为唯一中心城市的单中心结构地区，城市集群所影响范围的基本空间结构是单极类型、附聚型，紧密相关的组类型和松散相关的组类型。20世纪初，由欧盟区域发展基金出资委托的欧洲多中心巨型城市区域可持续发展管理项目针对欧洲的八大城市群进行了一系列研究，指出其正在发生从“单中心”向“多中心”发展的趋势，试图为欧洲的城市群空间政策提出建议。

学者们关于多中心或单中心——究竟具有何种要素集聚分布特征的城市群空间结构更具有经济绩效的争论也从未停止。

一方面，有的学者坚持单中心是更具经济绩效的一种城市群经济要素集聚分布的空间结构。Bailey和Turok（2010）从定性角度分析，阐述了多中心仅是简单的城市中心组合体，该种结构产生的集聚经济效应较同等规模的单中心空间结构更低的观点，原因在于相对分散的多中心空间结构往往意味着更长的商品流和信息流，不利于形成具有竞争力的投资环境。而从定量角度，Cervero（2001）利用经验数据进行实证检验，发现单中心结构更能促进地域经济增长，这种促进现象不仅在大城市内部，且在大城市之间也被证明是显著的。在张浩然和衣保中（2012）的研究中将城市群规模也考虑了进去，认为单中心城市群的经济绩效更优性在中小城市显现得尤为明显，但当城市规模较大，单中心城市群则会更多地受到集聚不经济的影响。

另一方面，持相反观点的学者认为，由于存在“互借规模（Borrowed Size）”效应，多中心城市群会使得小规模城市获得更高收益（Alonso，1973）。此外，由于动态空间外部性的影响，在规模较小的城市发生产业聚集和人口聚集所带来的负外部性比在大城市聚集更小，同时也能使其更易获得资金和技术聚集带来的正外部性。

另外值得一提的是，麦克劳林（1988）指出在研究城市群经济要素集聚模式结构的同时，通过理性规划约束使得城市群空间结构达到可持续平衡发展更为重要，促生了其后的城市群空间结构优化研究与规划实践。

1.2.1.2 国内城市群空间结构研究

自从20世纪80年代宁越敏将城市群空间体系相关研究引入我国，我国的城市群空间结构研究日益丰富。

在城市群空间结构的分类与界定方面，中国学者早在20世纪80年代就展开了研究。我国较早被界定的城市群是长三角和珠三角。当时的学者也提出了一些城市群的界定标准，例如社会生产力水平较高，商品经济较发达，城镇化水平较高，工业较发达，人口较稠密，由不同等级、类型、特点的城镇集聚而成，等等。1992年，姚士谋等在《中国城市群》一书中提出量化的城市群界定方法：总人口大于1500万；城镇人口比重超过40%；铁路网与公路网的密度分别为250～350公里/万平方公里和2000～2500公里/万平方公里；社会消费品零售总额、工业总产值、流动人口分别占全省区超过45%、70%、65%。同年，崔功豪将城市群结构划分为城市区域、城市群组和巨大都市带三种类型。

周一星和史育龙也在1995年具体化了城市群界定标准，包括有两个以上人口超过百万人的特大城市作为城市群的增长极，至少其中之一为开放度较高的国际性都市；有规模较大（年货运吞吐量大于一亿吨）和技术领先的海、空港；有综合交通走廊，各城市间交通便利，运输方式先进；且总人口超2500万人，人口密度达每平方公里700人；各级节点城市间经济社会联系紧密。

顾朝林（1999）提出中国正在形成11个城市集聚区，这一称谓与城市群非常相似，具体包括呈块状分布的辽中南、首都、长三角、珠三角，和呈线状分布的胶济—津浦、滨洲—牡佳、郑州—陇海、成渝四大铁路沿线、湘中和浙赣铁路枢轴、宁夏黄河灌区与闽东中部沿海。

官卫华与姚士谋提出城市群结构的转化除了空间因素以外，还需注重经济、社会等方面的深层融合。朱英明（2004）在分析了城市群的等级、职能、再分配和增长后，提出要进行城市群空间结构的规划与战略管理。

方创琳等于2005年提出中国城市群的结构体系是由28个大小、规模和发育程度不一的城市群组成，尚处发育初期，是中国未来发展最具潜力的增长极，“主宰着国家经济发展的命脉”。他们还构建了城市群发育程度指数模型，将中国城市群划分为三个等级。

同年，孟祥林利用增长极理论和聚集、扩散、回流效应对中国的城市进行研究后，提出当大城市发展到一定阶段时充分发展小城镇是城市化进程的客观规律，为之后的城市群研究奠定了基础。他两年后提出的经济波辐射理论进一步认为城市产生的过程是经济核通过经济波对区域内其他经济体的辐射过程。紧接着，孟祥林又指出城市与其内部的经济关系可以区分为吸收和辐射两种模式。

倪鹏飞（2008）在此前基础上，加入了城市群中的城市虽彼此之间在经济、社会方面联系紧密但又相对独立，人口与经济集聚的标准，还根据城市群发展阶段的不同设立了不同的阶段性界定标准。

方创琳在2009年明确提出城市群划分的最基本标准：组成城市中至少由三个以上大中城市，且必须由一个核心城市带动，内部城市间必须有发达的交通与通信网络，经济技术联系密切的，具有一体化潜力，发展前景广阔，并以此为原则设定了具体的量化标准。

也有相当一部分学者依据计算出的城市群空间辐射范围来对其进行界定，例如陈群元等（2010）、王洁玉（2010）和王丽等（2013）分别运用引力模型、场强模型、断裂点模型等对城市群空间进行界定。

在城市群空间结构特征及其测度的经验研究方面，中国学者的成果十分丰富。

2008年，方创琳等在Katie Williams（2000）紧凑城市研究的基础上提出了紧凑城市群概念，构建了紧凑度模型，说明了我国主要城市群的综合紧凑度呈现由东向西、由南向北逐渐降低的分异态势，且城市群综合紧凑度与城市群发育程度呈现出高度正相关。

在城市群空间结构的测度方面，一些学者利用首位度、位序—规模法则、赫芬达尔指数、基尼系数等对城市群中心度空间结构进行研究，例如周一星和史育龙（1995）、张浩然和衣保中（2012）、孙斌栋等（2019）、侯韵和孙铁山（2016），等等。还有学者则基于城市网络理论，利用社会网络分析（SNA）方法和城市流数据法，将城市群视为城市节点与它们之间的各种联系所构成的网络体系，对城市群的空间结构特征进行定量分析，例如崔大树和樊晏（2013）、曹炜威等（2016）、黄勤和刘素青（2017）、朱英明和于念文（2002）、王垚等（2017）。

另外，学者还尝试利用现代科技手段和方法考察城市群空间结构，例如使用卫星生成的夜间灯光数据，利用GIS（地理信息系统）等软件进行数据处理，继而得出城市群空间结构的相应指标与分析结论，例如赫胜彬和王华伟（2015）、王春杨等（2015）、魏石梅等（2019）分别将夜间灯光数据加入引力模型，对京津冀、成渝和中原城市群进行的研究。

在城市群空间结构的演化机制方面，一些学者从城市群的外部机制研究城市群空间演化，例如宁越敏（1998）认为长三角空间结构的演变主要受到政策、投资、市场等助推。姚士谋等（2001）在《中国城市群》一书中提出信息化会通过协作、替代、衍生与增强四大效应对城市群空间拓展产生影响。

诸多学者认为城市群经济要素的集聚和扩散对其空间结构的形成与发展影响较大。1992年，姚士谋就指出我国城市群的形成与发展与地区城镇化水平和城镇的集聚与扩散规律密切相关，认为我国的京津唐、沪宁杭、辽中及珠三角地区在当时开始了形成城市群的脚步。薛东前与姚士谋（2000）认为城市群演化的主要力量来自内聚力、辐射力和内部功能联系。王妙英与孟祥林（2009）创造性地提出了城市体产生过程中聚集会产生二重乘数效应，城市群空间结构是聚集经济与聚集不经济的均衡发展结果。

还有许多学者的研究认为工业化的发展、产业的集聚、转移和分工、合作等方面均对城市群空间结构的演化起到了重要作用，例如许学强和周春山（1994）、朱英明（2006）、乔彬和李国平（2006）、庞晶和叶裕民（2008）、郭荣朝和苗长虹（2010）、张亚斌等（2016）。

方创琳等（2018）总结提出了城市群形成发育遵循的自然规律，包括城市群形成发育的阶段性规律、城市群多尺度空间集约利用传导规律、城市群空间晶体结构组合规律、城市群自然生长的育树成林规律和城市群可持续发展的梯度爬升规律。

基于麦克劳林通过规划可以达到城市群空间结构平衡发展思想的启发，之后许多学者试图通过研究优化城市群的空间结构，以促进城市群的经济增长，例如景建军（2006）、孙晋芳等（2009）、彭翀等（2018）、熊鹰等（2019）和范擎宇等（2019）。