多元學科視角下城市規模研究理論與方法綜述

丁凡琳

[摘 要] 基于城市規模研究視角，在分析其成因與變化背后經濟學原理的基礎上，從多元學科方法結合角度總結城市規模研究領域所運用的涉及經濟學、社會學、人口學、地理學與管理學等學科的研究思路與方法，總結歸納最優規模、影響因素、規模分布以及調控機制等主要研究方向，并對相關研究文獻進行梳理與評述。同時，結合當前該領域研究進展，總結歸納出空間區域與環境兩大前沿研究領域和未來研究的創新點，并提出將環境經濟地理與演化經濟方法結合，或注重對城市規模異質性的差異化分析方面的研究展望，為深入研究城市規模問題提供新的思路。

[關鍵詞] 城市規模;多元學科視角;空間分析;環境

[中圖分類號] F299.2 [文獻標識碼]A ?[文章編號]1673-0461（2020）07-0059-09

城市是以非農業產業和非農業人口在一定空間和時間聚集形成的較大居民點，是社會分工和商品經濟發展到一定階段的產物，是人類社會經濟活動在空間中的投影。隨著時代的發展，城市被賦予了更多功能，在一定時期內對地區的政治、經濟和文化生活起到重要作用，是帶動國家經濟增長的核心動力。基于對城市的理解提出城市規模的概念，指在城市地域空間內聚集的物質與經濟要素在數量上的差異性及層次性，主要包括人口規模、用地規模和經濟規模等。其中，經濟規模是指城市中聚集的物質與經濟要素的數量;人口規模是指城市人口的數量;用地規模是指城市建成區域的土地面積[1-2]。城市規模概念的提出，對進一步理解和探究城市擴張機制，以及技術、勞動力、成本、知識、環境等因素的影響奠定了理論基礎[3]。

隨著城市在經濟發展中地位的不斷提升，人們逐步意識到城市規模變動與環境、經濟、社會、文化和政治等均具有長期、深遠的相互影響，是帶動城市經濟均衡發展的根源。為了在城市化進程越發加快的新時代背景下解決超特大城市規模膨脹困境，加快中小城市經濟增長步伐，對城市規模的研究不應僅局限于經濟學領域，而應通過引入多元學科分析其最優規模、影響因素與分布規律，以探尋對城市規模管理的最優路徑。本文在厘清城市規模概念的基礎上，將經濟學研究中的城市規模與管理、規劃、社會與人口等學科研究相結合，梳理總結目前城市規模研究領域的主要研究方向及成果，并基于此探討該領域研究的未來展望。

一、城市規模研究的理論基礎

新經濟地理學認為城市規模是城市集聚過程中外部經濟和外部不經濟相互權衡與循環累計作用的結果①[1，4]。作為資源聚集中心和輻射源，城市不斷吸引要素與經濟活動的集聚，逐漸產生多種商品與勞務的供給并形成產業體系。產業集聚產生的規模效應一方面使供給方的生產廠商能夠獲得充足的生產要素，通過在城市中獲得城市資本、勞動力等資源的充足供給而得以迅速發展，在實現規模經濟的同時實現生產或銷售成本的降低。各產業廠商在城市的聚集，能夠更為快捷地獲取技術與市場信息，并通過基礎設施、交流技術知識共享[5]，促進分工和專業化發展;而上下游廠商的聚集有助于降低運輸成本，促進產品供應鏈體系的完善，形成城市的相對優勢產業。另一方面消費者能夠在城市的集聚過程中獲得更為多樣的商品與服務來進行選擇搭配，以實現最大化效應[1]，城市的生活條件和商業機會吸引生產要素的進一步集聚，加快了知識傳遞和人力資本積累的速度[6]，形成產品—資本—要素三聯市場體系。城市規模是集聚的結果，但受到空間和能源等客觀條件的限制，當規模達到某一界限時，社會成本的不斷上升使規模對集聚產生反作用。當規模擴張到超過其內部成本收益的均衡水平時，過度的集聚會導致擁擠效應，限制了城市的經濟發展和進一步吸納生產要素的能力，使得社會凈效益下降，其外在表現為土地短缺、交通擁堵和環境污染等，城市呈現規模增長速度放緩、甚至萎縮的現象，這些現象在國際各國大都市中普遍存在，居民健康與生活舒適度受到嚴重威脅。

從經濟學角度分析，城市規模由聚集效應和擁擠效應共同影響，與環境、經濟、社會、文化和政治等城市發展的各個環節均存在長期、深遠的相互作用關系，是影響城市經濟動態均衡的根源。為了能夠全面探尋城市集聚與蔓延的動因，學者們將包括管理學、地理學、規劃學、人口學、社會學等學科在內的研究思路和方法應用到對城市規模問題的研究中，結合經濟學中對城市規模形成機制的界定，從最優取值區間、空間分布、影響因素及調控機制等角度對城市規模現狀、演化趨勢和對城市發展的影響進行綜合分析，以探尋驅動城市規模演化的動因，對城市環境、經濟、社會等領域發展的影響，以及城市管理實施的依據，為引導城市有序蔓延與實施規模管理提供思路。

二、多元學科視角下的城市規模問題研究

（一）經濟學視角——最優城市規模測算

人口規模作為城市規模的主要組成部分之一，人口的集聚為產業發展帶來充足的勞動力供給，為地方經濟增長帶來源源不斷的消費需求，是城市規模形成的根源。其直觀的數據表達和明顯的變化趨勢能夠直接反映出城市規模的動態演化過程，且在相近的社會經濟條件下與城市的經濟和用地存在正相關關系，可在對最優城市規模進行測算和模擬的過程中用于對城市規模含義和影響的表達。根據所依據的經濟學原理不同，目前對最優規模的主要測算方法可以歸納為4類：成本—收益分析、勞動力生產效率、公共物品與福利、集聚與擁擠效應等，分別從成本效益、經濟效率、社會效益和本地市場效應理論機理出發，求解城市規模的最優取值。

1.成本—收益分析法

成本—收益分析是目前經濟學研究領域最常用的測算最優城市規模的方法之一。其研究機理源自于Alonso[7]提出的均衡理論，認為城市的最優規模是邊際效益與邊際成本相等（即使社會凈效益達到最大點）時對應的城市人口數量（見圖1）。Capello等[8]運用意大利58座城市的截面數據分別對成本和效用函數進行最優化分析，得出城市效益最大化條件下的最優城市規模為36萬人，成本最小化條件下為55萬人。其后通過改進，在原有方程基礎上進行了優化，加入城市化水平、犯罪率和發展指數等新變量約束，得出城市依據自身稟賦不同，最優規模也存在差異，而不存在唯一、不變的最優值。王小魯、夏小林[9]運用我國666個城市的統計數據，驗證了城市規模的成本收益模型在中國的適用性，并通過模擬總效益和總成本函數的表達形式，得出我國城市的最優規模范圍為50萬人—200萬人。成本—收益分析是基于經濟學最優化理論對城市規模數值進行的擬合，由于理論成熟、涉及變量的量化過程相對簡便，是目前對最優規模測算所主要采用的方法。

3.對土地規模影響因素的分析

土地規模是對城市空間大小的量度，因具有穩定和持續性特點而不易產生自發變動，其規模的蔓延是人口和產業經濟規模驅動的結果。最早對用地規模的理論研究是MillsMuth模型，該模型基于居民為能夠實現交通成本節約的區位而愿意支付額外價格這一假設前提，得出地租和交通成本會導致用地規模變動的結論[36-37]。然而模型的缺陷在于其對城市同心圓結構的強假設脫離現實，且著重考慮居民的消費需求，而忽略了企業區位選擇對城市用地的影響[38]。在對土地私有制國家的研究中，土地與公共物品的關系得以證明，若使一個城市達到最優規模，則其純公共物品的支出需等于城市的總地租[39];而對于中國這類土地公有制國家，在對城市用地規模影響因素進行分析時，主要強調了對城市空間規模的增減而非產業用地性質的轉變，通過計量模型分析得出用地規模的變動是一個由經濟發展水平引發的動態過程，并基于此提出城市規劃的方向在于適應經濟擴張速度，根據不同類型城市用地進行差異化、數據化管理[40]。技術進步和環境質量對城市土地規模的影響也同樣顯著，當自然條件不變時，技術進步會促進城市功能輻射范圍的增加;當技術水平不變時，環境質量的提升會對用地規模產生“擠出效應”，環境承載能力減小[41]。

影響因素分析是基于理論與實證研究的結合，通過對量化數據的建模分析得出城市規模形成的動因，由此得到的結論對解決城市的社會問題，調整人口規模與結構均具有一定指導意義，因而一直以來是城市規模研究領域的熱點話題。然而，由于數據獲取和模型表達等方面的局限性，現有的研究多集中于對人口、經濟和土地某一種規模變動的原因分析，而從城市規模整體角度考量三者間相關關系及影響的研究較少（見圖2）。同時，建立在人口與社會學基礎上的城市規模影響因素研究，主要側重于以穩態均衡作為理論依據，對城市規模的時點狀態進行量化分析，而忽略了規模自身動態變化所引起的連帶效果，需通過以城市規模作為自變量，或在建模時去除其內生性與滯后性，以實現城市規模研究的完整性和準確性。

資料來源：根據文獻內容整理[42]。

（三）地理學視角——等級與分布研究

城市規模分布是就某一國家或區域內不同城市規模差異化的測定，與經濟學和政策學側重于對最優規模測算和影響因素分析不同，規模分布主要基于地理學視角，對區域、空間差異及其成因進行分析，聚焦于如何合理控制各等級城市數量及人口規模，關注于城市經濟結構的轉變與社會結構分異等[43]。

對城市規模分布的測定方法經歷了從帕累托分布到齊普夫定律再到吉布拉改進的演變過程。用冪律分布來近似表示城市分布規律的思路最早由Auerbach[44]提出，認為某個區域內的城市規模分布服從帕累托分布。陳勇等[45]運用帕累托分布建立了城市分維體系，并通過擬合得出發達國家城市的規模分布與發展中國家存在明顯差別的結論。發達國家城市規模分布較為分散，而發展中國家則比較均衡，不同等級城市間規模差異也較小。Loannides 、Skouras[46]在對美國城市數據的研究中也得到了相似的結論。Zipf[47]在帕累托分布的基礎上對城市規模分布的規律進行了進一步總結與完善，形成了專門用以表示城市規模分布的齊普夫定律：

P（Size>S） =a/Sζ

其中，P為規模大于S的城市分布概率，a為常數，且冪律指數ζ= 1。

該模型通過描述城市規模分布的特征，探討其成因及演進趨勢，進而來解釋城市規模分布的合理性。其近似表示為“位序—規模法則”（RankSize Rule），認為如果一定區域內的所有城市按照人口規模大小排序，則城市規模與其位序呈反比，即任何一個城市的位序與其人口規模的乘積等于一定區域內首位城市的人口規模。此時城市規模分布服從第二大城市的規模是第一大城市的1/2，第三大城市的規模是第一大城市的1/3，以此類推。齊普夫定律是城市規模分布研究領域的經典理論之一，準確揭示了經濟空間結構中顯著的規律性，并被多次用于對國家或區域內城市規模分布與等級的驗證中，證明其在世界范圍內的普適性[48-49]。然而，隨著城市規模蔓延復雜程度的加劇，齊普夫定律在對規模分布的驗證中被發現存在一定程度的偏差[50]，由于缺乏經濟學理論基礎且對城市邊界的定義模糊，使其應用于經濟和管理領域的研究中存在一定局限性。

為了歸納出更符合城市規模現實分布特點的一般性規律，Gibrat[51]基于隨機增長理論與城市系統理論，為齊普夫定律的應用環境添加了限制條件，認為如果城市按同樣的期望增長率及相同的方差隨機增長，則其城市規模分布極限符合齊普夫定律。這一隨機過程被稱為Gibrat s法則，為城市規模分布研究提供了理論支撐和條件限定，被認為是齊普夫定律成立的充要條件[52]。該法則指出，在某一個特定時期所有不同規模的城市預期增長幅度的概率一樣，即增長的概率與期初規模無關，屬于均衡增長。其表達式可表示為：

dpopitpopit=μdt+σdBit

其中，dpopitpopit是城市在t時期的人口變動百分比，μ為增長趨勢，Bit為均值是0、方差是σ2的獨立沖擊。

Reed[53]對這一定律進行了優化，在遵循規模隨機增長的基礎上，加入每一時間間隔新城市出現的概率，并將該城市作為現有城市的衛星城市處理。Eeckhout[54]通過構建密度函數對美國城市規模數據進行擬合，得出其隨機增長過程符合Gibrat s法則，且城市規模分布逐漸趨于雙重帕累托對數正態分布（Double Pareto Lognormal，簡稱DPLN），但需加入勞動者可以自由遷徙，以及城市內部所積累的規模外部性無法溢出等前提假設。經過Gibrats法則改良后的城市規模分布定律在德國、中國等8個國家選取的城市數據分析中得以證實[55-56]，可用于解釋隨機城市形成過程中，城市規模隨機增長的穩態變化。

早先對城市規模分布的研究大多以驗證其規律性為主，隨著對城市功能與定位理解的進一步深化而逐漸延伸為對城市規模分布現狀的改進，即借助已有分布定律找到城市規模最佳取值范圍，并通過對區域內各城市的實際人口規模和等級定位的交叉對比，提出規模分布的優化方向和差異化管理方法。目前城市規模分布研究中大多采用齊普夫定律，或加入隨機效應演化而來的雙重帕累托對數正態分布進行驗證，然而這些定律只是地理學分布在數理上的規律性印證，缺乏經濟和管理學的理論支撐，得出的結果也只能作為對城市規模分布現狀的驗證或實施改進的輔助性建議，而對區域內城市規模分布形成的內在機理難具解釋力。

（四）管理學視角——調控機制研究

從管理學視角出發對城市規模的研究，主要聚焦于探尋有效、實用的政策與措施，通過調整經濟、社會與環境等城市發展各個領域的供需、收支或管控條件，以實現對城市規模進行調控的目的。對城市規模的調控主要指政府通過政策或機制的設置對城市系統性質與功能進行根本上的改良，以“看得見的手”解決城市管理中持續存在的市場失靈問題[57]。調控機制的設定是建立在解決城市規模管理問題、促進城市可持續發展的基礎上，通過直接或間接方式對城市規模進行調節。其中，直接調控是指直接作用于人口、土地和經濟的縱向指令式政策，多以國家宏觀政策為主，以區域性、地方性政策為輔;間接調控是指除直接調控外，作用于城市其他要素的政策或法規，旨在通過一系列橫向政策的相互作用與調節，實現對城市規模調控的目的。

國家政策的巨大轉變是影響城市規模內生性變動的重要外在因素，也是地方、區域性改革的指導性文件，通過政治干預對各規模城市的治理與發展進行整體把控（如戶籍制度、城市化政策和轉移支付等），旨在從宏觀角度調節城市間分工與協作，實現區域整體的穩定和城市間發展的相對均衡[58]。與中央傾向于均衡、協調的政策出發點不同，地方政府通常注重于對微觀經濟活動的干預[59]：如中國的地方政府通常采用直接投資和補貼手段進行市場干預，具體形式包括直接投資、稅收減免、財政補貼、土地供給和信貸優惠等。這些縱向政策的效果被證實作用于要素流動、產業區位分布、城市等級體系以及地區差距等與規模相關的各個環節，影響經濟集聚、區域功能分工與城市間互動關系，繼而引發城市規模的變化[60-61]。

目前關于城市規模調控機制的研究大多以各國大型城市為主要研究對象，關注并解決在城市規模不斷擴張過程中所暴露的系列問題。然而，由于城市間規模發展的異質性較大，相同類型政策在不同城市間的差異效果難以通過量化形式表達;同時，研究得出的政策性結論大多以補貼、投資等財政類政策為主，而對處罰、規制類政策的影響分析不足[62]。此外，現實中的城市并非一個個獨立的個體，隨著交通和貿易發達程度的不斷提升，大城市與周邊中小城市在地理和經濟雙重層面上的連通和依賴關系也愈發密切，對城市管理的研究不能再僅局限于城市內部，周邊城市政策外溢與連帶效應、針對區域核心城市周邊邊緣類城市的現狀分析與發展抉擇以及中小城市在城市群中的發展抉擇等，均是不容忽視的問題[63-64]。近年來，世界各國的城市治理思路也在不斷向空間拓展，空間均衡的發展思路為城市群建設、城市間資源協調提出了更高要求。

（五）城市規模領域的研究前沿

近年來，多元學科的交融為城市規模問題研究開拓了新的思路。經濟地理研究的發展使學界對于城市規模的研究不再局限于單個城市內部，而逐漸向區域整體視角轉變，對其成因的研究也在傳統集聚理論的基礎上，加入了對系統內外部性的考量與探討。以環境經濟地理為代表的新興學派將地理、環境和經濟學等學科的研究思路綜合起來，通過與現實情況相結合，將環境因素和城市間的相互作用關系引入到城市規模估算、分布及其影響因素分析中，豐富了研究層次與范圍;兼顧宏觀與微觀的分析思路使對城市規模動因的研究更加豐滿、更具全面性。這些新興領域順應了當前城市治理發展趨勢，使研究結論能夠用于解決現實城市管理問題，在理論與實踐雙重角度均具有廣闊的研究前景。

1.引入區域視角的研究

對城市空間相關性的分析是城市問題研究的前沿方向之一。將城市規模影響的分析拓展到區域視角，把要素的空間相關性和依賴關系考慮在內，在城市群、區域多中心框架下探究不同規模、不同等級城市差異化發展與管理問題。Frick and Rodríguez[65]通過在新經濟地理（NEG）框架下對113個國家30年的面板數據進行模型分析，得到經濟是城市人口規模變動的原動力，而環境是決定經濟集聚和治理效率的外在因素。城市內聚居的人口通過在城市空間范圍內進行居住和生產的區位選擇，內生決定著城市空間邊界。隨著人口與產業的不斷集聚，其產生的規模效應吸引生產要素的進一步流入，并將技術與知識外溢到周邊區域，使空間邊界由此產生自發性變化[42]。因此，對城市規模的研究不能僅僅局限于城市內部，而需要從空間視角探究城市規模形成的綜合動因及相互影響。

區域視角的引入有效彌補了傳統研究中以某一城市，或全國地級市整體作為孤立化個體研究對象分析的不足，而以發達城市群或者高速增長的大都市區作為未來經濟或治理研究的重心，將城市地區視為系統而非單個實體[64]，考量其代表國家現階段發展水平，且作為參與國際經濟競爭的重要空間載體的地位。由于經濟、技術與環境均具有外溢性，區域內城市之間因地理空間鄰近、發展階段相近，任一城市的經濟與社會變動均會在周邊區域產生連鎖反應，因此在這一框架下展開對規模成因的綜合分析，與從單一城市或國家樣本切入研究相比，顯得更具一般性和現實性。

2.引入環境因素的研究

環境問題是21世紀困擾人類社會發展的重要難題之一。隨著世界各大城市環境污染問題的越發嚴峻，對生態因素的考量被納入城市問題研究中，通過與傳統經濟學理論的結合，以期全面、綜合分析現代城市規模變化的動因、影響及管理對策。在對局部均衡模型的效用函數改進過程中，環境污染被證實是城市規模過渡擴張的后果，而這種規模激增所帶來的擁擠效應又是導致環境與資源問題惡化的動因[66-67]。城市高密度人口集聚所產生的熱島效應，是近年來全球溫室氣體排放量大幅增長的主要原因[68]，而經濟對城市規模的促進效果也被證實在很大程度上與環境有關，污染產生的負外部效應將提高城市規模蔓延成本，抵消了經濟集聚所帶來的效益[65]。為了解決城市規模擴張所帶來的生態環境的負面影響，基于GIS系統、CGE模型和CO2傳感器數據等多種方法被運用到對環境質量的監測中，旨在通過數據監測來更加精確地量化這種社會成本[69-70]。

環境經濟地理學從經濟效率與區域關聯性角度分析了環境對城市規模集聚的影響，認為城市間環境的治理效率與政策嚴苛程度差異會影響規模的變動。“逐底競爭”“污染避難所”等假說認為環境規制使企業生產成本增加，因而驅使其向規制相對較弱的“避難所”區域轉移，繼而引起生產要素流動，帶動地方經濟發展。因此，城市群中相對落后的中小型城市具有采用降低環境規制水平的方式，換取規模提升的動機[71-72]。“波特假說”則從另一個角度分析了環境規制的意義，認為其對城市污染治理的技術革新具有明顯正外部性。因而，環境經濟地理學認為盡管環境規制在短期內會增加生產成本，但從長期而言反而能刺激技術創新，提升產業的綜合競爭力[73]。這一觀點為環境問題在城市規模領域的研究提供了新的思路，認為人口規模擴張的影響不僅僅引發社會成本的增加，還會帶來就業、技術進步等社會收益的提升，其綜合效益的大小決定了城市規模控制的方向。

三、總結與展望

隨著城市化進程的加快，產業集聚帶動了經濟增長，并吸引人口、資本的不斷流入，在促進消費、提升城市活力的同時，也為城市產業體系的進一步發展提供了生產要素供給，形成規模效應。城市規模是集聚的產物，同時也是集聚的動因，在規模擴張過程中推動經濟效益、社會福利與科技創新的同時，也引發交通擁堵、資源短缺、環境污染等負面影響，是城市經濟與管理過程中所不容忽視的問題。通過圍繞城市規模的研究，在運用經濟學機理探尋規模集聚規律與動因的基礎上，通過與多元學科分析方法的結合，探究區域內城市規模的空間分布及影響，以用來解決現實中的城市管理問題，為城市未來規劃與發展提供指導方向，為城市或區域性政策的制定提供理論、思路與方向指導以及效果預測。

本文從對城市規模的研究視角出發，在分析其經濟學原理的基礎上，從多元學科結合的綜合分析角度出發，運用經濟學、地理學、管理學、社會學與人口學等學科研究思路與方法，對目前涉及城市規模的最優取值、等級分布、影響因素以及調控機制等方向的研究成果進行總結與分析，得到目前對城市規模的研究重心以探究最優規模及其影響因素為主，即將城市規模作為產業集聚的結果來探究其分布和產生原因，或從管理與規劃角度提出對城市規模進行引導與調控的機制政策。這類研究思路忽略了城市規模本身是一個不斷變化的動態過程，其變化所產生的集聚或分散效果也同樣影響著城市的經濟發展與管理決策，更會通過溢出效應影響周邊城市規模和管理決策的變動，因而應同時被納入到分析框架之中。

近年來，隨著世界各國城市對環境問題和區域發展的越發重視，對環境和生態效率的分析將是未來城市規模領域研究的主攻方向。由于環境本身所具有的外溢性特征，將空間、環境與城市規模三者的結合，從區域角度分析環境、經濟與規模之間的關系及影響，或結合當前城市群規模形成及城市間依賴與協調作用等，對解決城市發展問題具有較強的現實意義。多元學科結合的分析方法可以為這一領域的研究開拓新的思路，可引入環境經濟地理與演化經濟地理的分析框架，構建對城市規模問題研究的EEG2概念②[74]，或將對環境空間溢出影響的研究與分析經濟中的生產、分配和消費等環節的時空動態變化過程相結合，形成圍繞擴展區位的局部集群、全球價值鏈或核心—邊緣結構的綜合分析[75]，并通過對其內在機理的探究，實現對城市規模管理的有效推動。此外，還可將研究重心從大城市的人口規模膨脹問題轉移到對不同規模城市異質性分析，或對邊緣中小城市加速發展的對策建議上，從微觀角度探究區域發展背景下城市群內的大城市、中小城市的城市規模變化驅動因素及影響，以及對城市治理對策的取舍與選擇等。

[注 釋]

①其中，外部經濟主要指規模經濟，如由技術創新產生的空間集聚;外部不經濟主要指擁擠效應，如通勤成本與地租等。

②EEG2即兼顧演化經濟地理（Evolutionary Economic Geography）和環境經濟地理（Environmental Economic Geography）兩大研究方向的新研究框架。

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Abstract： Based on the study perspective of urban scale，this paper analyzes its cause and background economic principle，summarizes the ideas and methods of research from the angles of multidisciplinary，which includes economics，sociology，demography，geography and management.By documenting the hot research directions：the optimal scale，the influencing factors，the scale distribution and the regulation mechanism，this paper summarizes and reviews the relevant thesis.Meanwhile，according to the current research progress in this field，this paper sums up the frontier and innovation direction：the spatial field and the environment.This paper also proposes the research outlook，such as combining the environmental economic geography with the evolutionary economic method; or making difference analysis of the urban scale heterogeneity.These will provide some new ideas for the further study in the research field of urban scale.

Key words： city scale; multidisciplinary perspective; spatial analysis; environment

（責任編輯：蔡曉芹）