中國城市規模擴張與效率提升的協同發展

賀斌 袁曉玲 房玲

摘要：本文運用夜間燈光數據，以中國285個地級及以上城市為研究對象，在城市規模測度中融入空間結構特征，構建空間視角下的城市規模指數，進而基于EBM?DEA模型測算城市效率，通過耦合協調度和ESDA、GWR空間分析方法，分析城市規模和效率協調發展水平、演化趨勢和影響因素。研究發現：城市規模指數全國平均值在2003—2013年間呈現階梯式增長趨勢，但是受地理位置和經濟發展等影響，東部地區保持了持續增長，2008年后中部及西部地區出現不同程度下降，城市中心地區繁榮和外圍蔓延現象更為明顯;中國城市效率整體處于較低水平，城市發展對生產要素投入依賴，資源利用效率整體偏低;中國城市規模與效率的協調耦合度在2003—2013年的均值為0.6067，處于協調發展階段的中等協調，二者間整體彼此聯系、相互作用較強。而從區域布局來看，我國區域間城市“規模效率”耦合協調度呈現中部塌陷的結構，地區間差距在2008年的不斷增大。在影響要素分析中，各城市在不同時點受到要素影響方向和強度并不相同，呈現出一定的區域分布格局，因此需要實施差別化的政策和方案來促進區域城市協調發展。

關鍵詞：城市規模;城市效率;空間結構;耦合協調度;高質量發展

文獻標識碼：A

文章編號：100228482020（01）012014

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

隨著城市發展過程中吸收的要素不斷增多，城市逐漸演變成一個復雜的、多層次的系統。城市規模則是城市地域空間范圍內聚集的物質與要素在數量上的差異，是人口數量、土地規模和經濟總量有機組合的綜合表征?[1]，城市效率是區域內要素配置及利用程度的反映?[2]。在中國經濟快速發展階段，依靠地方政府主導的外生性城市擴展模式已實現城市集聚擴張發展。從城鎮化率來看，從1978年的17.9%，增長到2018年的59.58%，年均增長在1%以上;我國形成了長三角、珠三角、京津冀等國家級城市群，也成為了世界上超大、特大型城市最多的國家。在注重成績的同時，不可忽視的是在傳統城鎮化進程中，引發了大量城市問題，主要表現在大城市人口過快集聚，城市管理水平低下，交通擁堵、垃圾處理能力不足等“城市病”日益突出;中小城市同質化競爭嚴重，城市粗放擴張，土地資源浪費嚴重，空間利用效率低?[3]。城市規模與效率間發展失衡已經成為制約提升新型城鎮化建設的瓶頸。部分學者預計到2030年中國城鎮化率將達到70%，在此階段中國城鎮化建設仍將處于中高速發展。因此，研究城鎮化進程中城市規模與效率的協調發展、探索城市可持續發展規律，對于實現城市發展“質”與“量”的統一尤為重要。

一、文獻綜述

圍繞城市規模和城市效率二者關系研究多是基于集聚視角出發?；诔鞘薪洕碚?，城市規模是集聚經濟的正負外部性共同作用的結果?[4]。勞動力、資本等要素在“城市中間產品共享、勞動力匹配和知識溢出”的集聚機制的作用下，城市集聚向心力不斷增強，城市結構趨向極化形成單中心的區域結構，城市規模不斷擴張?[5]。但城市地理空間有限，企業、人口數量增加會引起居民住房和通勤等成本的提高，進而可能形成城市集聚過程中反向離心力。在實證研究方面，眾多學者證明二者間存在倒U型的關系，但有關最優的城市規模的結論不盡相同?[67]。城市不僅僅是人類活動的簡單物質承載，更是人類社會活動的空間綜合體。城市空間結構是個體綜合利弊后“用腳投票”的結果，反映了要素數量集聚的空間組織形態?[8]。集聚效應的發展階段的變化也要求空間結構隨之變動。忽略空間結構去討論城市規模與效率間的作用，可能遺漏必要的空間內涵。

城市空間結構是區域內要素流動的結構表現。目前對城市空間結構研究依照不同地理尺度分為“集聚—分散”“單中心—多中心”兩個空間表現形式?[9]。“集聚—分散”側重描繪城市整體結構，而“單中心—多中心”則是城市內部更為精細的微觀測度。要素在某一空間點的不斷集聚就等同于單中心空間結構的產生，由此可見，兩種形式本質上具有共通性。Fujita等?[10]基于新經濟地理理論構建了多中心城市土地利用模型，理論上證實城市中心的數目隨著城市人口規模的擴大和通勤成本的增加而增加，城市逐步演化成多中心發展。Anas等?[11]基于消費者效用最大化，指出不存在規模經濟限制的情況下，人們的經濟活動會呈單中心蔓延式擴散，而在存在規模經濟限制條件下，城市生產活動則會分散到不同地區再集聚，從而形成多中心結構。而從實證研究來看，大多數學者證實當城市規模較小時，集聚和單中心的城市空間結構更優，而當城市規模較大時，分散和多中心結構更優。這些研究也充分證實了空間結構對城市效率的影響。

在國內學者的研究中，陳良文等?[12]將城市內部空間結構和外部規模經濟效應同時整合到標準的新經濟地理學模型框架之中，得出作為重要分散力量的城市內部通勤成本和作為重要集聚力量的馬歇爾外部規模經濟效應都對經濟活動的集聚程度有重要的影響。孫斌棟等?[13]基于2010年市域數據，定量分析市域范圍的城市規模分布對經濟績效的影響。結果表明，在控制了其他重要的生產要素后，市域范圍內單中心規模分布具有更高的勞動生產率。李婉等?[14]利用2000年和2010年人口普查數據，通過帕累托指數、赫芬達爾指數和首位比重指數刻畫了中國城市市域空間結構的特征及其演化。但限于數據的有限性，并沒有深入描繪出演變規律。隨著時空數據的開發應用，劉修巖等?[15]運用燈光數據對城市內部、市域范圍和省域三個不同地理尺度范圍下的城市空間結構進行測度，研究城市空間結構對經濟效率的影響及差異，指出在城市內部和市域較小的尺度范圍下，單中心的空間結構仍將促進經濟效率的提升，而在省域較大空間尺度下，多中心的空間結構更能促進經濟效率提升。

縱觀已有的相關文獻，具有以下不足：首先，當前城市規模衡量的指標主要有城市用地規模、城市人口規?；虺鞘薪洕幠！５?，這些數據均是從總的數量上來衡量城市數量規模的，忽略了城市內部人口、土地和經濟要素的空間上分布異質。城市中心城區的持續繁榮和城市邊緣建設用地迅速擴張是中國城市快速城鎮化發展過程中不可忽視的事實。忽略了城市空間結構，難以準確把握城市規模擴張規律。其次，城市效率的測度大多是以經濟效率為代表，對經濟、社會和生態系統的綜合測度較為缺乏。隨著經濟發展水平的提高，城市是生產與生活共同的聚集地，城市生活品質、環境與生態質量的需求日益增強，需要多方面統籌規劃實現城市高質量發展。第三，學者對當前城市規模與效率間研究多側重于運用經典的計量模型對二者的作用機制展開研究，對于二者間協調發展的時空演變研究還較少。我國城市發展過程中，經濟發展、產業結構、資源稟賦等均存在空間差異，呈現出明顯的空間布局分異。對于中國這樣一個幅員遼闊、人口眾多，并且快速城鎮化的國家來說，區域和城市的協調發展始終是影響國家發展質量的重要議題。

綜上所述，本研究首先基于夜間燈光數據所具有的數量和空間的二重屬性，將城市空間結構融入城市規模指數的構建，拓展城市規模擴張的內涵。其次，分析城市規模和效率耦合協調發展水平的演進歷程、區域差距。最后，基于空間異質性，采用局部變系數模型對影響區域城市規模和效率耦合發展的要素進行分析，準確把握區域內的城市治理重點。在全面分析城市規模和效率發展水平的現狀、空間差異與影響因素的基礎上，把握城市發展規律，為不同地區的新型城鎮化高質量發展決策提供支持。

二、研究方法及數據處理

（一）燈光數據處理

（1）燈光數據校正

全球衛星燈光數據是由美國國防氣象衛星計劃所屬衛星觀測并搜集，經由美國國家地球物理數據中心處理并對外發布。本文運用穩定燈光數據，借鑒曹子陽等?[16]的處理方法，經過相互校正、飽和校正和影像間的連續性校正三步校正，解決原始數據影像的非連續性和存在的像元DN值飽和現象，使得燈光數據在1992—2013年保持連續可比。

（2）空間視角下城市規模指數構建

圍繞燈光數據研究表明，燈光亮度較高的地區經濟活動密集和人口密度大，人類的經濟生產活動頻繁密集。燈光數據的“數量”和“空間”二重屬性，正是構建空間視角下城市規模指數的基礎。借鑒楊孟禹?[17]關于城市規模指數的構建思路，以中國地級及以上城市燈光DN值中位數為標準，將燈光數據下城市識別區域分為高亮度發展區和低亮度發展區。高亮度發展區城市集聚效用明顯，社會經濟發展綜合水平高;低亮度發展區域人口、經濟密度低，土地利用強度低，城市低密度外延發展態勢明顯。測算公式如下：

Ursi=HiHi+Li（1）

其中，Ursi為第i個城市的規模指數，Hi是該市高于全國地級及以上城市燈光亮度DN值中位數的投影面積，Li是該市低于全國地級及以上城市燈光亮度DN值中位數的投影面積。該指數在0到1之間變動，越接近0則說明城市低密度發展區域占比較大，城市蔓延現象明顯。反之，越接近1則城市空間范圍內城市高亮度發展區域占比大，城市均衡發展，發展質量較高。本文依照已有研究，在提取城市識別區域光斑時閾值設定為6，即DN值高于6的光斑被認定為城市區域;中國地級及以上城市燈光DN值中位數為23，則DN值高于23的光斑區域為高亮度區域，介于6與23間的光斑區域為低亮度區域。相對于以絕對數量衡量的城市規模，本研究更關注區域空間內相對數量及結構變動與城市效率的相互影響，以此才能更深入把握城市規模擴張與城市效率提高的耦合發展規律。自2003年經營性用地“招拍掛”制度的施行，城市房地產市場迎來全面發展，中國城市發展進入快速通道，本人采用上述指數構建方法，測算2003—2013年的中國地級及以上城市規模指數。

（二）城市效率測算

（1）EMB?DEA模型

數據包絡分析法（DEA）是一種適用于多投入多產出決策單元績效評價的系統分析方法，由于無需具體成產函數關系、主觀賦予權重等，成為較為主流的評價工具。Tone?[18]提出了一種新的混合模型Epsilon?based?measure（EBM），EBM模型將非徑向和徑向特點納入統一框架。Tone定義EBM混合距離模型如下：

γ?*=minθ，λ，s?-θ-εx∑mi=1w?-is?-ixik

s.t.∑nj=1xijλj+s?-i=θxij

∑nj=1yrjλj≥yrj

λj≥0，s?-i≥0

i=1，2，…，mr=1，2，…，s（2）

其中γ?*為自由效率;θ為徑向模型計算的效率值;s?-i是第i個投入要素的投入松弛向量;w?-i是第i個投入要素的權重，并且滿足∑mi=1w?-i=1（w?-i≥0，i）;εx是包含了徑向變動比例θ和非徑向的松弛向量，是一個關鍵參數，需要與w?-i事先確認。Tone利用離散指數函數計算指標兩兩之間的離散指數，進而計算關聯指數和構建關聯指數矩陣。最終通過測算矩陣最大特征根及特征向量來獲取參數數值。納入非期望產出指標后，可將式（2）拓展成為基于非期望產出、非導向的EBM模型，公式如下所示：

γ?*=minθ-εx∑mi=1w?-is?-ixikφ+εy∑sr=1w?+rs?+ryrk+εb∑qp=1w?b?-ps?b?-pbpk

s.t.∑nj=1xijλj+s?-i=θxik

第三階段為2011—2013年。在此期間，中國城市規模指數均值處于0.30以上，呈現上升趨勢，但增加幅度有限。東部地區城市率先呈現上升趨勢;中部地區城市規模指數分別為0.2913、0.2916和0.2970與全國平均水平的變動趨勢相同;西部地區在2011和2012年間依然處于下降區間，最后在2013年實現尾部上翹;東北地區在2011、2012年依舊實現城市規模指數的上升，但是在2013年出現下降。

本文采用局部自相關分析的Getis?Ord Gi*指數進一步分析局部區域的空間聚類特征。結合2003年與2013年中國城市規模指數聚集狀態分布，可以發現處于高值的城市聚落主要分布在長三角城市群和珠三角城市群，并呈現一定向外擴散態勢，數量不斷增加。處于低值的城市聚集群主要沿著“山東—河南—陜西—四川—廣西”一線的城市帶，數量上也在不斷增加。

（二）城市效率演變

運用MaxDEA軟件實現對上述城市效率的測算，得到2003—2013年的城市效率。在研究期內中國地級及以上城市效率均值0.4667，說明我國城市效率整體處于較低水平，有待提高。中國城市效率均值的變化趨勢（圖2）顯示，大致可分為三個階段的N型變動：

第一階段為2003—2007年。在此期間，中國城市效率從2003年的0.4440增長到了2007年的0.5129，達到整個研究期內最大值。標準差系數則由0.1898下降至0.1738。城市間效率整體提升的同時，城市間差距下降，離散程度降低。

第二階段為2008—2011年。此期間，中國城市效率出現了大幅度的下降，并在2011年達到最低值0.4288。自2008年國際金融危機發生后，由于中國國際貿易量出現下降，使得以經濟指標表征的合意產出出現下降，全國GDP實際增速從2007年的14.2%下降至2009年的9.6%，增速開始逐漸下滑，到2012年后進入發展的“新常態”，大多維持在7%。同時2009年后，在中央政府4萬億投資的刺激下，各地快速上馬了大量固定資產投資項目，投資增多，但產出降低，城市效率因此出現了快速下降?[19]。

第三階段為2012—2013年。相較于2011年的谷底，2012、2013年城市效率均出現小幅上升，分別為0.4350和0.4435，但均低于研究區間的平均值?？赡茉谡叩囊I下，大量的基礎設施建設逐步帶動了工業產出的增加，城市效率出現回升。但此次經濟回升依靠的仍是傳統產業，這導致了產能過剩、資源消耗、環境破壞等一系列問題，并沒有使得我國城市效率實現本質性的大幅提升，僅是恢復到了之前的水平。

同時觀察2003年與2013年中國城市效率聚集狀態分布，可以發現處于高值的城市聚落主要分布在長三角城市群和珠三角城市群，這些城市間通過城市間要素配置，帶動周邊效率較低的城市的效率協同增長，有一定的促進作用。處于低值城市聚落的主要為沿著“安徽—河南—山西—陜西—甘肅”一線的城市帶，2013年在地理范圍上有一定收縮。從空間集聚的態勢可以看出，這些聚集的低效率城市是“中部塌陷”現象的有力證明。

四、中國城市“規模效率”的耦合協調發展及特征分析

（一）全國層面

中國城市規模與效率的協調耦合度在2003—2013年的均值為0.6067，處于協調發展階段的中等協調，但是從其變動趨勢來看卻值得深思。結合中國地級及以上城

市規模效率耦合協調度核密度演變趨勢（圖3）來看，2003—2007年，密度曲線整體向右遷移，反映出在該階段中國城市規模效率耦合協調度穩步提升，均值從0.5856增長至最大值0.6234，從過渡階段的勉強協調等級升級到協調發展階段的良好協調。而2007年轉折點后，曲線不斷左移，反映出在2008—2013年間耦合協調度出現下降，2013年出現小幅回彈，遏制住了下降態勢。從峰度變化上，密度曲線出現了“寬峰尖峰寬峰”的變化趨勢，在2003—2007年耦合協調度波峰升高、寬度變窄均說明城市間耦合協調度差距變小，2008年以后波峰下降、寬度變寬則說明城市間差距又擴大。

同時結合耦合度和綜合協調水平來看，耦合度均值為0.9525，說明城市規模和城市效率兩個系統間存在緊密聯系。從其變動趨勢看，在2003—2005年波動變化，2006—2013年間呈現不斷上升趨勢，說明兩系統間整體保持相同的變動趨向，相互間作用不斷加強。綜合發展指數在研究期內均值為0.3865，并且其變動趨勢與耦合協調度呈現相同的U型變動，2003—2007年綜合發展水平不斷上升，在2007年達到最大值0.4115，中國城市規模和城市效率發展水平不斷耦合上升，而在2008年后綜合發展水平不斷下降，在2013年出現小幅回彈。在2003—2007年，不斷上升的耦合度和綜合發展水平，說明中國城市規模和城市效率二者互惠共生，城市中高亮度區域有效擴張帶動城市效率提升，并且城市效率提升促進經濟、社會活動高效有序開展，促進區域內高亮度區域擴張。在2008—2012年內，高耦合、低水平的特征表明兩系統間協調發展陷入耦合下降的“低水平發展陷阱”。城市的低密度蔓延使得城市效率下降，而城市效率下降加劇產出下降、經濟活動收縮，高亮度區域縮小，進一步加劇城市規模指數下降。

（二）區域層面

從區域布局來看，我國區域間城市規模效率耦合協調度呈現中部塌陷的碗型結構：在2003—2013年樣本期內，東部地區耦合協調度均值為0.6459，始終領先于全國平均水平;東北和西部次之，分別為0.6036和0.5901;中部地區耦合協調度在四個區域內處于最低水平，均值為0.5487，并且與其余地區差距較大。從區域變動趨勢來看，除了東部地區城市呈現出階梯式上升態勢，東北地區、中部地區和西部地區城市“規模效率”耦合協調度變動趨勢呈現相同倒U型趨勢。

本研究認為造成上述區域發展態勢的原因可能是：首先，偏向中西部的土地供給。在我國，城市建設用地實行統一規劃與配置，從而城市的發展是以土地規劃為約束條件和發展基礎。中央政府試圖通過土地資源配置引導人口流動與區域間平衡發展。在2003年后，中西部地區新增土地供應占比從2003年的29%波動上升至2013年的56%，其中中部地區占比更多。而在人口流動上，東南沿海地區因地理優勢，在中國加入WTO后制造業實現快速集聚發展，由此吸引大量中西部人口遷移至東部地區工作生活。雖然在2008年后中部地區出現人口回流，但是僅是少部分區域中心城市，如武漢、長沙等，整體仍是人口流出地區。土地供給與人口流動的錯配是導致中部地區城市低密度擴張的可能原因之一。

其次，建設用地粗放利用。在以經濟增長為基礎導向的官員晉升錦標賽中，地方政府官員擁有巨大的行政權力和自由處置權?[25]。同時為了能在同一序列中獲得晉升的機會，地方官員需要盡可能推動地方經濟發展。在偏向中西部地區的土地供給政策下，中西部省份往往擁有過剩的建設用地指標，在產業發展滯后的前提下要想實現彎道超車，“建設新城—土地抵押與再融資—新城擴大建設”的“以地生財”與“以地融資”成為當地政府拉動經濟增長的首選便捷方式。地方政府在新城規劃設立后，完成對該區域的基礎設施建設，短期內帶動了經濟增長，但是后期在招商引資過程中，完成的實際引資規模往往遠低于事先規劃，逐步形成了大量“鬼城”“睡城”。

（三）區域差異分析

深入而全面地了解中國地級及以上城市的規模與效率的耦合協調度的差異狀況，有利于從整體上推動規模與效率的耦合協調度發展。為此，本研究利用泰爾指數的測度及分解方法測算中國總體地區差距，并依照上文四大區域的空間范圍進行分解。2003—2013年中國城市發展耦合協調度的泰爾指數及結構分解結果如表3所示。

從總體差距來看，在2003—2013年的樣本期內總體差距的均值為0.1281，差距變動整體呈現出階段性變化：在2003—2007年間，總體差距不斷縮小，從2003年的0.0133下降到2007年的0.0106，降幅達到20.30%。西部大開發、中部崛起、東北振興等區域協調政策的出臺，實現了這些地區城市規模和效率的協調增長。在2008—2012年總體差距不斷增加，從2008年的0.0107上升到2012年的0.0119，2013年則出現小幅彈壓。

從泰爾指數的結構分解來看，在2003—2013年的樣本期內，城市規模效率的耦合協調度的地區內差距均值0.1148，對總體泰爾指數的貢獻率均值為89.69%;地區間的差距0.0133.貢獻率為10.31%，可見中國城市規模效率的耦合協調度的總體差距主要來自地區內城市發展的非均衡發展。從二者變動趨勢來看，2003—2008年間，地區內差距貢獻率總體保持穩定，而后進入下降通道;2003—2008年間，地區間的差距貢獻率波動下降，2008年后呈現快速上升，說明城市規模效率耦合協調度地區內差異隨著時間推移表現出一定的縮小態勢，而地區間差距卻不斷增大。

從四大區域內差距來看，各個區域處于不同的水平，并呈現出不同的變動趨勢。從表3可以看出，東部區域內差距的均值最高，其次為西部地區、中部地區，而東北地區區域內差距的均值最低。從變動趨勢來看，東部地區與西部地區呈現波動下降趨勢，下降幅度分別達30.87%、17.59%;中部地區呈現波動上升趨勢，上升幅度達到18.62%;東北區域變動趨勢呈現“下降—上升—下降—上升”的W型變動，在樣本期最后呈上升趨勢。因此，有效控制中部地區城市間規模效率耦合協調度區域內差距尤為重要，避免區域內差距進一步擴大。

（四）空間布局分析

縱觀上述研究，可以發現在中國城市發展過程中城市規模和效率耦合發展呈現空間非均衡態勢。本部分將從全域范圍和區域范圍分別研究，充分把握城市規模效率耦合協調度空間布局差異。

（1）全域相關性分析

首先，運用全局Morans I指數對整體序列的空間自相關性進行檢驗，其中空間權重矩陣設定為距離矩陣。從圖4可以看出，Morans I值介于0.08～0.14之間，在2003—2008年間Morans I穩步下降，表明空間集聚現象逐步弱化。西部大開發、中部崛起、東北振興等區域協調政策的出臺，空間上實現了地區城市規模和效率的協調增長，緩解了城市發展的差距，城市間實現均衡增長。在2009—2013年間Morans I穩步持續上升，呈顯著的空間集聚現象，即高耦合協調水平的城市聚集在一起，低水平的城市聚集在一起，城市區域間耦合協調水平差距不斷擴大。

（2）局域熱點分析

觀察2003年與2013年中國城市規模效率耦合協調指數的區域分布（見圖5），與效率和規模指數呈現大致相同的布局：長三角地區城市群和珠三角地區城市群及其周邊城市發展中城市規模和效率協調發展水平高，一定水平上二者間相互促進發展。從2003年和2013年結果對比來看，熱點區呈現出了一定擴張趨勢。尤其是長三角地區和周邊城市范圍擴張比較大。而冷點區域跨越了東中西較多的省份，沿著山東、河北、河南、山西、陜西、湖北和四川等省市呈現出一定的“箭頭”形狀。而到了2013年，范圍有所收縮，但冷點地區向西南廣西部分城市擴展的趨勢明顯。

五、城市規模與效率耦合發展影響因素分析

（一）GWR模型

在前文研究中，城市發展過程中地區間無論是經濟發展、產業結構、資源稟賦等社會條件內部均存在著差異，呈現出明顯的空間非平穩性。因此，若采用全局回歸模型的結果進行分析得到的是全域內平均的結果，一定程度上掩蓋了局部特性，難以準確把握區域內的城市治理重點。地理加權回歸模型將樣本點地理坐標引入回歸模型之中，依靠空間相鄰的觀測值的樣本數據進行局域回歸。相較于傳統回歸模型中的全局樣本回歸，其參數是隨著空間上局域地理位置的改變而產生變化，更好的展現空間范圍內的樣本的差異性?[26]。其模型設定為：

yi=β0（ui，vi）+∑kj=1βk（ui，vi）xij+εi（6）

式（6）中yi為各個城市的城市規模與效率耦合協調度，xij為i市耦合協調度的第j個影響要素，（ui，vj）為該城市的空間地理坐標，βk（ui，vi）為該城市第j個回歸參數，εi為隨機誤差項。

城市的發展是融合人口、土地與產業三者協同發展的過程，借鑒相關研究成果，綜合考量影響城市規模擴張與城市效率發展因素，將從人口、土地和經濟發展三方面選取影響因素進行分析。本文選取城市人口規模（市轄區年末人口數量）、城市建成區面積、人均GDP、產業結構（市轄區第三產業產值/第二產業產值）、固定資產投資（市轄區固定資產投資/GDP）、外資利用水平（當年實際使用外資金額/GDP）等共6項指標作為解釋變量。將各個指標進行標準差標準化處理，然后對標準化后的所有變量進行共線性檢驗，各個指標方差

膨脹因子（VIF）均小于10的，均可作為回歸指標。同時，GWR模型僅適用于截面數據分析，為了更全面地對中國城市規模與效率耦合協調水平分析，同時也為了避免單個時間截面數據可能存在的偶然性偏差，本文根據Morans I值變動趨勢，將研究期分為2003—2008年和2009—2013年兩個階段，研究數據分別采用兩個階段的均值。

（二）實證效應分析

利用GWR4軟件實現全局和局部的地理加權回歸模型測算，其中全局回歸采用最小二乘法（OLS），得到的回歸結果如表4、5所示。與傳統全局回歸模型相比，在2003—2008年和2009—2013年兩個時間段內，GWR模型的R?2、和赤池信息（AICc）均實現優化，再次證明了GWR的擬合結果優于OLS。

從全局回歸的系數來看，2003—2013年間城市人口的增加整體對城市規模和效率的耦合協調發展起到促進作用，并且伴隨著時間增長，2009年后人口集聚的促進作用更大。城市人口作為城市的基礎構成，其活動總和構成了城市的主體。我國大部分城市建設過程中往往存在土地城鎮化速度快于人口城鎮化，造成了城市空間框架上的規?？焖贁U張，而人口城鎮化是實現了城市規模的有效擴張發展的本質。在城市建設的空間框架內實現人口的集聚，不斷提高城市規模，亦可能通過人力資本積累有效提高城市效率，促進城市效率提升，進而促進二者間耦合協調發展。在GWR模型的局部回歸下，2003—2013年人口規模作用系數呈現由東南向西北方向遞減的趨勢。其中，高值集中在江蘇、浙江、福建、廣東等省區城市，低值集中在山西、陜西、內蒙古、甘肅、寧夏和東北地區等地區。高值地區城市發展水平較高，吸引人口集聚，同時吸引更高質量的人力資本積累，從而產生更高的促進作用。

建成區面積的擴張對城市規模和效率耦合協調發展起到抑制作用，并且抑制作用不斷加強。從全局系數回歸結果來看，在2003—2008年間，全國城市建成區面積的擴張對耦合協調水平產生抑制作用但統計學意義上并不明顯，而2009年后城市建成區面積的擴張顯著抑制城市規模和效率的耦合協調發展。過快的土地投入數量，不僅抑制了城市效率的提升，而且導致城市低密度擴張進而城市規模指數的下降，對城市規模和效率耦合協調發展起到抑制作用。在GWR模型的局部回歸下，可以深入研究建成區面積作用所呈現復雜的區域特征。2003—2008年建成區面積的抑制作用呈現由東向西，由南向北的遞減態勢。東北地區城市和西北地區等城市抑制作用較小。而東南地區的城市發展水平較高地區抑制作用較大?？赡艿慕忉屖?，東南地區在出口導向型經濟發展模式下，城市經濟發展水平較高，帶動城市效率較快提升，而城市規模擴張的滯后，使得二者間差距增加，所以對二者耦合協調性抑制作用大。而東北地區和西北地區在建成區面積擴張和人口流失下，沒有實質增加城市規模，并且城市效率提升水平較低，所以對二者并沒太大的作用。而2009—2013年中，中部地區城市建成區面積擴張抑制作用增強，河北、山西、河南、湖北、重慶、湖南等省市城市均在此列。東南地區抑制作用有所緩解，主要包含浙江、福建、廣東等省份的城市?？赡芙忉屖?，中部省區城市的面積擴張不僅帶來城市蔓延，而且以投資為導向的增長方式進一步影響了該地區城市效率的提升，使得這些地區城市規模和效率的耦合下降。東南地區城市的抑制作用進一步緩解可能是隨著城市發展階段不同，從土地經營到城市經營理念的變動，使得城市進一步推動城市規模合理布局，加大了城市規模指數的提升，從而減緩了城市規模滯后效率的提升。

經濟發展水平對城市規模和效率的耦合協調發展起到促進作用，并且伴隨著時間增長，促進作用逐步加強。城市作為工業化和城鎮化承載節點，隨著城市經濟發展水平的提高，能吸引更多的人口流向城市，而城市人口的增加會吸引更多廠商進入，加強廠商競爭和促進生產效率的提升，進而實現城市效率和規模的耦合協調增長。在GWR模型的局部回歸下，2003—2013年經濟發展水平作用系數整體呈現出沿著“秦嶺—淮河”一線由中部城市分別向高緯度和低緯度兩邊遞減的趨勢。其中，東北地區的促進作用始終處于低值區域。

在GWR模型的局部回歸下，固定資產投資作用系數呈現復雜的區域特征。2003—2008年東部長三角地區和西部部分城市的抑制作用最小，而河北、山西、陜西、河南和內蒙古等地區城市的抑制作用最大。2009—2013年呈現出較大變化，首先是廣東、福建等省區城市的抑制作用加強。可能的原因是，這些地區固定資產投資水平領先全國平均水平，而過多的固定資產投資造成資本冗余，抑制了城市效率的上升，導致城市規模和效率的耦合驅動下降，這些地區城市更應控制固定資產投資。東北地區城市的城市人口一直處于流失狀態、產業結構的嚴重失衡狀態，增加固定資產的投資并不能有效提升城市效率，從而導致城市規模和效率的耦合驅動下降。中部地區的城市抑制作用有所下降，可能是部分人口回流和就地城鎮化作用下，使得二者間差距有所緩解。

產業結構變遷對城市規模和效率耦合協調發展起到促進作用，并且促進作用不斷加強。在GWR模型中，2003—2008年產業結構變動的作用系數呈現出“中心—外圍”的特征。其中產生較大促進作用的城市區域集中在長三角地區和相鄰的部分中部地區城市，產業結構變動的促進作用在向外擴散中逐漸變弱，山西、陜西、內蒙古、甘肅、寧夏和東北地區等地區的促進作用最小，甚至部分城市出現負向抑制作用，這些低值地區城市主要是以工業為主導產業帶動地區的經濟增長的資源型城市，這些城市經濟發展往往依賴工業并伴隨工業結構的失衡的特點，第三產業占比增加對城市效率提升貢獻有限?[27]。2009—2013年間產業結構變動的高值地區向中部轉移，主要沿著河北、陜西、山西和四川、湖北貴州和云南一線，這些省區的城市承接部分東部地區轉移產業，工業化水平有所提升，此時產業結構的變遷促進了城鎮化發展，更好促進產業效率提升，對二者耦合發展促進作用最大。

外資利用水平在全局范圍內不僅始終處于統計學不顯著，并且在2009年后符號也發生了變化，由原先的正向促進作用轉向抑制作用。出現這些情況的可能解釋是：FDI對城市效率和城市規模指數作用方向存在差異。FDI不僅彌補城市發展中的資本短缺產生直接作用，并且會通過經濟增長、產業結構和技術進步三者產生間接影響，全面促進城市效率的提升?[28];而FDI進入城市方式不同對城市規模指數有不同方向作用?[29]。產生正向作用的城市，可能其利用外資一開始就進入城市中心，因此，外資進入并不會引起其城市低密度蔓延，而是不斷強化城市集聚發展的過程;在城市競爭過程中處于競爭弱勢的城市更多的通過“以地引資”的土地優惠政策等一系列優惠措施招攬FDI，直接進入工業園區、郊區，則可能造成城市低密度蔓延和城市規模指數下降。中國各級政府對FDI持有鼓勵和歡迎的態度，但由于各個城市處于不同的發展水平，利用能力和方式可能存在顯著差異。在GWR模型的局部回歸下，2003—2008年FDI作用系數呈現由南向北遞減的趨勢，符號亦逐漸由正轉向負。其中，正向高值集中在浙江、福建、廣東、廣西等省市，負值集中在山西、陜西、內蒙古、甘肅、寧夏和東北地區等地區。可以看出，東部沿海地區城市發展基礎起點高，FDI依舊對城市集聚發展起著正向促進作用。而北方諸多城市均是通過引入FDI與城市擴張相結合，造成城市低密度蔓延發展，從而抑制二者耦合協調發展。2009—2013年間FDI的正向促進城市個數有所減少，依舊保持正向的促進作用的城市主要處于浙江、福建和廣東等城市發展水平較高地區，負值系數的城市則由原先的地區逐步擴張增加了廣西、四川等西南地區城市。

六、結論

本文使用城市夜間燈光數據，嘗試從城市空間內部人口、經濟活動分布差異入手構建新的城市規模指數。并用運用EBM?DEA模型測算中國285個地級及以上城市2003—2013年的城市效率。基于二者，通過耦合協調度、泰爾指數和ESDA等空間分析方法，分析城市規模和效率協調發展水平的演進規律、空間差異和集聚特征，主要得到以下結論：

第一，中國城市規模指數平均水平較低，并且空間分異明顯。在2003—2013年全國平均呈現階梯式增長趨勢。但是受地理位置和經濟發展等影響，研究期內東部、東北地區持續不同程度增長，2008年后中部及西部地區均出現不同程度下降。同時，較高指數城市聚落則主要分布在長三角城市群和珠三角城市群，并呈現一定向外擴散態勢，數量不斷增加。處于低值的城市聚集群主要沿著“山東—河南—陜西—四川—廣西”一線的城市帶，數量上也在不斷增加。

第二，中國城市效率整體處于較低水平，變動亦呈現較大波動性。說明城市普遍仍采用的是低效的發展模式，城市發展對生產要素投入依賴，資源利用效率整體偏低有待提高。從區域差異來看，與傳統東中西梯度遞減態勢不同，中國城市效率呈現出廣義的“中部塌陷”的態勢，中部地區城市效率均值最低。

第三，中國城市規模與效率的協調耦合度在2003—2013年的均值為0.6067，處于協調發展階段的中等協調，同時結合耦合度和綜合協調水平來看，耦合度均值為0.9525，說明城市規模和城市效率二者間整體彼此聯系、相互作用較強。綜合發展指數在研究期內均值為0.3865，發展水平低。從區域布局來看，我國區域間城市“規模效率”耦合協調度并未呈現傳統的東中西梯度遞減態勢，而是呈現中部塌陷的碗型結構。從區域差距來看，2008年前總體差距穩步降低，2008年后地區間差距的不斷增大導致總體差異亦有所提升。

第四，在GWR模型的局部回歸下，2003—2013年人口規模作用系數呈現由東南向西北方向遞減的趨勢;2003—2008年建成區面積的抑制作用呈現由東向西，由南向北的遞減態勢。而到了2009—2013年中，中部地區城市建成區面積擴張抑制作用增強，東南地區城市的抑制作用進一步緩解;經濟發展水平對其對城市規模和效率的耦合協調發展起到促進作用，并且伴隨著時間增長，促進作用逐步加強;FDI不同利用方式對城市規模和效率耦合提升起到不同作用，整體呈現出由南向北遞減態勢;而隨著東部沿海地區產業升級和轉移，中部地區產業結構變遷對城市規模和效率耦合促進作用不斷增強。

根據文章的研究結論，為了更好地推動我國城市高質量發展，提出以下幾點政策建議供相關決策參考：

第一，在中國城市單體發展過程中，城市內部普遍存在著建設用地無序擴張、城市低密度發展，城市效率損失嚴重，尤其是中西部地區城市更為嚴重。中國城市發展應在已有的土地承載之上，應將人口規模集聚和空間結構優化有機結合，進一步通過科學合理的配套設施建設，有效引導資源在市域范圍內集聚發展，形成“中心—外圍”的合理空間層次，以提高各種資源效率為目標的基礎上去實現城市可持續發展。

第二，區域間的協調發展過程中，實現要素集聚和效率的平衡發展。向中西部地區的城市建設用地指標的過度供給，造成了城市規模和效率的耦合下降的低水平發展態勢。中西部地區城市經濟發展水平明顯落后于東部地區，城市發展仍然走的是通過投資建設新城、基礎建設來帶動當地經濟發展的投資為主導的粗放型增長模式，城市低密度蔓延嚴重損害城市發展質量，城市發展質量與東部地區發展差距愈來愈大。中西部地區城市發展需要加快產業優化升級，大力發展先進制造業，實現優勢主導產業由低端向中高端演進，用產業發展引導城市集聚效應的發揮。

第三，加快政府職能的轉變，改變政府角色，推進城市空間治理體系建設，激發市場內參與主體的活力，提高經濟體運行效率，為城市發展注入可續發展動力;同時調整政府功能，改變政府負責人只注重經濟發展速度，而忽視質量的考核方式。以效率提升為出發點進行政策創新，針對不同區域及發展階段城市特性，保障的公共資源在區域協同發展的前提下科學配置減少不必要的效率損耗，使得區域間城市發展質量共同穩定增長。

城市高質量發展是多方面綜合要素共同作用的結果，本研究嘗試將城市空間結構融入城市規模指數構建，并通過分析城市規模和效率協調發展分析中國城市新型城鎮化發展路徑，仍有以下不足：首先，數據時效性有所欠缺。由于衛星采集器變換，缺乏DMSP/OLS與最新的NPP?VIIRS燈光數據兩套數據轉換和校對，下一步展開后續研究需要完成兩套數據的校對，以便完成更長時序上的相關研究。其次，缺乏對不同城市定位的城市差異化發展研究。最后，本文圍繞城市空間結構的框架下城市規模與城市效率的發展展開研究，對其影響因素研究并未全部涉及，后續研究可著眼于此進行深化。

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責任編輯、校對： 鄭雅妮

The Synergistic Development of Urban Scale Expansion and Efficiency Improvement in China

HE Bin?1，2，3， YUAN Xiaoling?1，2，3， FANG Ling?4

（1. School of Economics and Finance， Xian Jiaotong University， Xian 710061， China;

2. China Environmental Quality Comprehensive Evaluation Center， Xian Jiaotong University， Xian 710061， China;

3. Shaanxi Science Research Base for High?quality Economic Development， Xian 710061， China;

4. State Grid Shanxi Electric Power Corporation Accounting Center， Taiyuan 030001， China）

Abstract：In this paper， 285 cities of China at the prefecture?level and above are taken as the research object and the spatial structure characteristics are integrated into the urban scale measurement to construct the urban scale index by using DMSP/OLS nighttime light data. Then， based on the EBM?DEA model， urban efficiency is measured， and the coordinated development level and evolution trend of urban scale and efficiency are analyzed by coupling coordination degree and ESDA and other spatial analysis methods. The study finds that the national average urban size index showed a stepwise growth trend from 2003 to 2013. Under the influence of geographical location and economic development， the eastern region has maintained a sustained growth， while the central and western regions have seen varying degrees of decline since 2008. The phenomenon of prosperity and peripheral spread in the urban center is more obvious; the overall efficiency of Chinese cities is at a low level. Urban development relies on the input of production factors， and the overall efficiency of resource utilization is low; from 2003 to 2013， the average value of the coordination and coupling degree of urban scale and efficiency in China was 0.6067， which was in the moderate coordination stage of coordinated development. As a whole， the two are related to each other and have a strong interaction. From the perspective of regional layout， the “scale?efficiency” coupling coordination degree of Chinas interregional cities presents the structure of central collapse， and the gap between regions has been increasing since 2008. In the analysis of influencing factors， different cities are affected by factors in different directions and intensities at different time points， showing a certain regional distribution pattern. Therefore， it is necessary to implement differentiated policies and programs to promote the coordinated development of regional cities.

Keywords：City size; Urban efficiency; Spatial structure; Coupling coordination; High quality development