第三节　城市群演化规律及特征

一、城市群形成机制

城市群是新时期推进城市化快速发展的主体形态，也是区域重点开发及其协调发展的主要形式。城市群的发展对于形成合理的区域发展格局及其健全的协调互动机制，从而促进城市化健康发展具有重要的意义⁽⁶³⁾。

（一）城市群形成机制研究的相关研究范式

城市群理论研究始于埃比尼泽·霍华德（Ebenezer Howard）对由若干个田园城市围绕中心城市所构成的社会城市的设想，后经过法国学者戈特曼（Gottmann）的开拓性贡献，特别是以亨德森（Henderson）为代表的城市经济学家和以克鲁格曼（Krugman）为代表的新经济地理学家的不断完善，城市群研究逐渐理论化和系统化。城市群研究的核心问题是城市群是如何产生的，城市群的形成机制是什么。对城市群形成机制的研究，根据赵勇的研究，从总体来说主要受到四种范式的影响：一是传统的城市经济学，强调经济主体之间的相互作用；二是产业组织理论，强调产业间的联系和产品的差异化；三是新经济地理学，强调外部性与集聚在空间结构形成中的作用；四是内生增长理论，强调人力资本和知识在城市增长中的作用⁽⁶⁴⁾。

1. 城市经济学范式下的城市群形成机制研究

城市经济学关于城市群形成的核心思想是城市的集聚力来源于本地化的外部规模经济，分散力则源于“地租”的集聚不经济，而空间距离对最终产品的交易无影响，城市群的形成有赖于地方政府或利润最大化的发展者。基于阿隆索—穆特（Alonso—Muth）的城市内部结构模型框架，亨德森在假定存在着马歇尔型集聚、拥挤导致分散、产品和劳动的完全流动、大代理人（城市发展者）能够创造新城市等假设的基础上，用一般均衡的方法把阿隆索—穆特的模型扩展到具有有限产业部门的城市体系上，建立了城市体系形成的静态模型，模型中强调了地方政府或城市发展者在城市群形成中的作用。但亨德森的模型存在着两个明显的缺陷：一是缺乏微观经济基础；二是假设城市体系中所有城市都是专业化城市。对此，后来的一些学者进行了修正：阿普杜勒—拉赫曼和藤田昌久（Abdel—Rahman & Fujita）用张伯伦型集聚，赫尔斯利和杜兰特（Helsley & Duranton）用斯密型集聚分别代替了马歇尔型集聚，获得与亨德森模型同样的结果；亨德森进一步研究了专业化城市系统的形成，认为城市的规模取决于当地产业部门的规模，规模经济较大的产业将有助于形成较大城市，同时认为交通服务所需土地数量限制了城市的规模。

为了解决城市体系中无多样化城市的问题，阿普杜勒—拉赫曼（Abdel—Rahman）曾先后通过引入非贸易性最终产品、产业部门问的外部性和范围经济，建立了专业化城市和多样化城市共存的城市系统模型。而戈尔兹坦和格荣伯格（Goldstein & Gronberg）所建立的城市经济模型，将分析的焦点集中于城市聚集经济的源泉这一问题上。当在一个城市中联合生产（不一定在这个城市的一家企业内生产）两个或更多的产品系列时，如果出现其生产成本低于在不同区域分别生产同样产品的成本时，那么就存在着聚集经济。一个城市之所以在生产多种产品时具有类似于范围经济的城市聚集经济，主要是因为不同产品的生产厂商共用了城市的公共基础设施，因而节省了成本。理查德森（Richardson）根据聚集经济与不经济提出了城市最优规模理论，认为随着人口的聚集，聚集经济使居民的边际收益呈倒“U”形曲线变化，而聚集不经济使居民的边际费用呈“U”形曲线变化，边际收益与边际费用相等时的人口规模为城市最优规模。正的外部性促使生产集中，负的外部性（如土地成本上升）促使生产分散，因此城市会有一个“最优规模”。然而，卡佩罗和卡玛齐（Capello & Camagni）经过实证研究发现，城市人口规模的变化并没有表现出所谓的最优规模，进而指出最优规模理论忽略了城市结构的调整和城市间的联系。纯粹的外部性假设常常无法把聚集现象与经济的微观特点联系起来，存在难以明确的有关聚集外部性和微观行为关系的“黑箱”。

此外，比较有影响的研究是亨德森对城市集中度和制度因素在城市群形成中的作用研究。亨德森对世界上80多个国家的经济增长状况与城市集中度进行研究后，认为城市集中程度将直接影响城市的经济增长，并且，在给定的收入水平和国家大小的情况下，都存在一个最佳的城市集中度。亨德森建立了一个包括政府在内的城市形成的动态模型，解释了城市的序位形成，强调了制度因素在城市以及城市系统形成中的重要作用。

2. 产业组织理论范式下的城市群形成机制研究

与城市经济学对城市群的研究不同，以霍布森、里维拉—贝蒂兹、阿普杜勒—拉赫曼和藤田昌久等为代表的学者，将迪克希特和斯蒂格利茨产品差异化模型和垄断竞争模型运用到城市环境中对城市群进行了开创性研究。这些研究深入地探寻了城市群形成的微观机理。在这些模型中，不完全竞争的企业具有内部规模经济，每个企业生产独特的差异化产品。这些产品要么作为最终产品供消费者使用，要么作为中间产品为生产同质性产品的投入品。由于企业自由进入，产品数量是内生决定的，而且这些产品的种类在城市水平上具有外部规模经济。差异化产品被假定为城市所特定的，城市之间不存在贸易。由于不同产业可以共同位于同一城市共享差异化中间投入，一系列的产品差异化模型被用来解释城市的多样化。为了建立更加一般的城市系统模型，阿普杜勒—拉赫曼和藤田昌久以及阿普杜勒—拉赫曼将生产中的范围经济概念运用到城市环境中，认为在均衡模式中专业化与多样化的城市能够共存；阿纳斯和雄（Anas & Xiong）以及阿纳斯将城市的多样化和专业化看作是贸易成本与城市区位成本相互作用的结果；杜兰特和帕格（Duranton & Puga）将城市企业区位选择的动态模型与产品周期的动态模型结合起来，对专业化城市与多样化城市的共存进行解释，从知识溢出的角度模拟了多样性城市的形成，并解释了专业化城市和多样性城市共存的微观机理。

3. 新经济地理学范式下的城市群形成机制研究

新经济地理学以报酬递增、规模经济、运输成本和路径依赖为核心概念，采用一系列微观经济学数学模型，分析城市体系结构形成的过程，将城市群的形成看作是一个自组织的过程。中心地理论的城市区位形成的主要因素是厂商的报酬递增。由于报酬递增，厂商坐落在彼此相邻的位置，这有利于获得马歇尔提出的外部集聚经济的三大优势，即劳动力市场匹配、共享中间产品和技术溢出。随着外部集聚经济规模的不断扩大，租金和工资成本随之提高，这迫使厂商通过增加生产地点来降低运输成本。这里，规模经济是促进城市形成的“向心力”，而运输成本则是阻碍城市形成的“离心力”。因此，在生产厂商的规模经济、运输成本以及要素流动三种因素的相互作用下，城市区位就有可能形成。

克鲁格曼（Krugman）最早考察了单城市经济的可能性；赫尔斯利和沙利文考虑了具有中心城市和次中心城市两种区位的大都市区域，中心城市首先形成，因其强调运输成本和通勤成本而导致次中心城市形成，最后就业的增长就在这两个区位上同时进行；克鲁格曼把哈里斯开创的市场潜力法引进一个动态的多区位模型来研究城市及城市体系的形成，并进一步阐明了谬尔达尔（Myrdal）提出的因果循环累积过程可以产生类似于克里斯泰勒和勒施的中心地理结果；克鲁格曼和藤田昌久基于单中心空间经济模型，隐含地得出单个城市体系将向多个城市体系转化，其模型中城市形成和城市体系演化的集聚力是制造品的种类，分散力则是城市之间及其腹地之间的运输成本，该研究证明在制造品差别足够大而人口不太多的情况下，德国农业经济学家约翰·冯·杜能（Johan Heinrich von Thunnen，1783—1850）于1826年出版了《孤立国同农业和国民经济之关系》一书，杜能的孤立国是一种空间均衡，当人口超过某一临界值时，杜能的单中心空间体将不再是一种空间均衡，单个城市体系将向多个城市体系转化；克鲁格曼在“杜能环”、“中心地理论”和谢林的“分割模型”的基础上，建立了“多中心城市结构的空间自组织模型”，并指出一个城市结构的形成是该城市中厂商之间的向心力和离心力相互作用的自组织结果。

克鲁格曼和莫瑞（Mori）以及藤田昌久、克鲁格曼和莫瑞，应用复杂性理论的最新成果——非线性动力学中的分叉理论，采用演化的方法，将藤田昌久和克鲁格曼模型扩展为多城市模型。这两个模型引进了对经济空间的动态调整，使模型能够明确地分析新城市形成的动态过程，这样就可以考察随着人口的增长，经济空间是如何演进的。模型中，城市体系的演进是从一个单中心城市开始的。其中，每种产业有不同的市场潜力曲线，随着人口的增长和农业区的扩展，弹性最高的产业的市场潜力曲线最先在某一区位达到临界值，此时，该类产业的厂商就会在市场潜力临界值地区办厂，并形成层级最低的城市；随着人口和农业区的进一步增长和扩展，弹性次高的产业的市场潜力曲线也会在某一层级最低的城市地区达到临界值，此时，该类产业的厂商就会到这个层级最低的城市地区办厂，从而形成层级次低的城市。如此下去，经济体内生形成了规则的城市层级结构。藤田昌久、克鲁格曼和维纳布尔斯（Venables）在综合了已有的关于城市体系研究的基础上，进一步通过模型论证了城市体系的形成和演化过程实际上是企业、居民或消费者在市场条件下追求各自利益或效用最大化的均衡求解结果。

4. 内生增长理论范式下的城市群形成机制

与新经济地理学派不同的是，内生增长理论学派将知识和技术看作是城市群形成的重要内生动力。布瑞兹（Brezis）和克鲁格曼认为，边干边学和地方化知识是集聚力的来源，新技术的获得必将导致新城市的产生和仍然使用老技术城市的衰落（城市“跳蛙”）；杜兰特和帕格通过引入一个关于厂商学习怎样才能更好地生产新产品的动态维度，建立了一个与亨德森、阿普杜勒—拉赫曼和藤田昌久理论相关的分析框架，均衡中三种城市体系结构都可能存在：或者仅仅是专业化的城市，或者仅仅是多样化的城市，或者既有专业化城市又有多样化城市组成的混合型结构。当厂商学习处于中等程度困难时，混合型结构就会产生。在这种混合型结构里，厂商最初在一个多样化的城市里生产新产品的原型，当他们掌握了新产品的理想生产程序后，就会转移到专业化的城市里开始大规模的生产。如果城市的大代理人能够创造新城市，则就会形成一个具有最优规模的城市体系。

布兰克（Black）和亨德森将城市化与经济增长模型化，建立了一个有关城市形成演化的模型，解释了城市化如何影响经济增长过程中的效率以及经济增长如何影响城市化的模式。地方化知识溢出促进了人口的集聚，而人力资本的积累则加快了经济增长。个体城市规模随着当地人力资本和知识的溢出而增大，城市数量随着经济和人口的增长而增加。

格雷泽和塞兹（Glaeser & Saiz）将大学毕业生份额作为技术增长的一个重要指标，考察了受教育群体变化对城市增长的影响。在都市区水平上，具有大学学历的成年人人口每增加1个百分点，将使经济增长率提高将近0.5%；而在城市水平上，具有大学学历的成年人人口每增加1个百分点，将使经济增长率提高将近0.2%；在控制区域特征的情况下，基期都市区具有大学学历群体的标准差提高1%，会导致都市区规模提高2.5%。亨德森和王平（Wang）使用1996—2000年全世界超过l0万个都市区的数据，将都市区增长与一国范围内教育程度结合起来，研究了城市增长问题。他们发现了明显的知识溢出效应，该效应随着城市规模的扩大而提高。在拥有100万人口的城市中，受过高中教育人口的标准差每提高1个百分点，会导致城市规模扩大9%；而在拥有250万人口的城市中，该效应达到17%。这种不同效应意味着，随着一个国家受教育人口水平的上升，城市规模分布将递增扩散。

阿隆索—维拉尔（Alonso—Villar）发展了一个一般均衡模型，试图在垄断竞争的框架下解释都市区的形成。城市集中不仅与递增的规模报酬和城市问的运输成本有关，而且与人力资本溢出有关，人力资本外部性成为经济活动集聚以及城市增长的要素。成本外部性与知识外部性构成了城市集聚的向心力，而城市内部拥挤则成为城市集聚的一种离心力。伯利安特、瑞得和王平（Berliant，Reed & Wang）建立了一个空间集聚与城市发展动态相互作用的一般均衡模型，认为依赖于区位的知识溢出是城市体系形成的驱动机制。

（二）城市群形成机制与原因

研究表明，由于科技不断进步、经济专业化分工加强、产业不断聚集的推动促使产业与人口在空间上集聚与扩散运动，从而使城市化达到一定程度之后，就必然形成城市群，其是城市化发展的必然阶段。城市群的形成机制与原因主要有以下几点⁽⁶⁵⁾：

第一，城市群形成是产业结构演进和梯度转移的结果。

随着城市规模的扩大、经济发展水平的提高和产业结构的不断升级，大城市特别是其中心区的功能会逐步变化，大规模的专业化生产功能将逐步退出大城市而向外围转移，大城市具有更多的商务活动中心功能。产业转移及社会分工的深化使城市之间的相互联系程度增强，通过产业间的前后联系，在大城市周围会形成较大的人口和产业聚集区。

第二，城市群形成是聚集机制作用的结果。

随着城市规模的扩大和经济发展水平的提高，聚集利益区位将会发生变化，从而在城市外围地区会形成新的聚集中心，并且新的聚集中心总是以一定的经济活动聚集点为基础，这些新的聚集点就是原有的中小城市。因为在大城市发展的初期，资源向大城市聚集可以获得比较优势和利益，而随着城市的成长，原有的比较优势会逐渐丧失，包括大城市土地和劳动力等要素价格的上升等，同时在其他方面又形成新的优势，导致大城市丧失优势的经济活动向周边中小城市和城镇转移。

第三，在城市化中后期，扩散型城市化成为城市化的主要内容。

聚集是扩散的基础，城市的能量聚集到一定程度，必然会有能量的释放，即城市的扩散。扩散的过程引起扩散型城市化。在这种扩散过程中，区域内各层级城市之间的经济联系更加密切，城市之间协调发展，从而增强了区域内城市体系功能的完整性，带动了整个区域甚至国家经济的发展。