城市空間分布體系

1、1,第八章 城市空間分布體系,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散第二節(jié) 克里斯塔勒的中心地第三節(jié) 中心地學(xué)說的發(fā)展、驗證及評價,2,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,一、相互作用的分類二、相互作用產(chǎn)生的條件三、城市間、城市和區(qū)域間的相互作用四、空間擴散,3,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,空間相互作用(spatial interaction)地表上的任何一個城市都不可能孤立地存在。為了保障生產(chǎn)、生活的正常運行，城市之間、城市和區(qū)域

2、之間總是不斷地進行著物質(zhì)、能量、人員和信息的交換，我們把這些交換稱之為空間相互作用。正是這種相互作用，才把空間上彼此分離的城市結(jié)合為具有一定結(jié)構(gòu)和功能的有機整體，即城市空間分布體系。,4,一、相互作用的分類,海格特(P．Haggett)1972年提出一種分類，他借用物理學(xué)中熱傳遞的三種方式，把空間相互作用的形式分為對流:以物質(zhì)和人的移動為特征。如產(chǎn)品、原材料在生產(chǎn)地和消費地之間的運輸，郵件和包裹的輸送及人口的移動等等。傳導(dǎo):是指各

3、種各樣的交易過程，其特點不是通過具體的物質(zhì)流動來實現(xiàn)，而只是通過簿記程序來完成，表現(xiàn)為貨幣流。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,5,一、相互作用的分類,輻射:第三類，指信息的流動和創(chuàng)新(新思維、新技術(shù))的擴散等。城市間的聯(lián)系可表現(xiàn)為以下三種主要方式：貨物和人口的移動，財政金融上的往來聯(lián)系信息的流動。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,6,一、相互作用的分類,相互作用的進行，需要借助于各種媒介，其中交通通訊設(shè)施是主要的手段。鐵路網(wǎng)

4、、公路網(wǎng)、航空網(wǎng)，以及水路、管道等，是城市對外交通聯(lián)系的工具；電話、電報、傳真、衛(wèi)星通訊等，是城市對外通訊聯(lián)系的手段。如果把相互作用賴以進行的各種網(wǎng)絡(luò)和城市一起考慮，那么城市就是位于網(wǎng)絡(luò)之中的節(jié)點(node)。交織在城市中的網(wǎng)絡(luò)愈多，說明城市的易達性愈好，在城市體系中的地位也愈重要。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,7,二、相互作用產(chǎn)生的條件,美國學(xué)者厄爾曼(E．L．Ullman)認為相互作用產(chǎn)生的條件有三個：互補性、中介機會和可運

5、輸性。1．互補性兩地間的相互作用需要有這樣一個前提條件，即它們之中的一個有某種東西提供，而另一個對此種東西恰有需求，這時才能實現(xiàn)兩地間的作用過程。厄爾曼稱這種關(guān)系為互補性互補性側(cè)重于兩地間的貿(mào)易聯(lián)系，互補性越大，兩地間的流動量也越大。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,8,二、相互作用產(chǎn)生的條件,2．中介機會兩地間的互補性，導(dǎo)致了貨物、人口和信息的移動和流通。但是也可能存在以下情況：當貨物在A和B兩地間輸送時，A和B兩地間介入了

6、另一個能夠提供或消費貨物的C地，從而產(chǎn)生所謂中介機會(intervening opportunities)，引起貨物運輸原定起止點的替換。這時，即使A和B兩地間存在互補性，相互作用也難以產(chǎn)生。中介機會改變原有空間相互作用格局的因素。中介機會起兩種作用：地點上的置換，減少了長距離的相互作用，可以節(jié)省運輸費用。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,9,二、相互作用產(chǎn)生的條件,3．可運輸性距離，影響運輸時間的長短和運費。距離越長，產(chǎn)生相互

7、作用的阻力越大。如果兩地間的距離過長，克服距離過長的成本超 過了可接受的程度，那么，即使兩地間存在著某種互補性，相互作用也不會發(fā)生。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,10,評價：,厄爾曼提出空間相互作用的三個條件是在1956年，因而對物質(zhì)流的討論較多。比較而言，對貨幣流和信息流的探討較少，由產(chǎn)業(yè)組織的演變對空間相互作用產(chǎn)生的影響也未提及。例如，貨幣的流動受距離衰減規(guī)律的影響就較小。在通訊手段高度發(fā)達、全球金融網(wǎng)絡(luò)業(yè)已形成的今天，國際

8、金融業(yè)務(wù)可實行一天24h的運轉(zhuǎn)。再如，跨國公司的發(fā)展已導(dǎo)致全球工廠的出現(xiàn)，這使跨國公司的內(nèi)部貿(mào)易日益重要。在跨國公司的壟斷下，貨物的可運輸性已不成為一個重要的制約空間相互作用的因素，而跨國公司以外的中介機會亦很難參與跨國公司內(nèi)部的貿(mào)易引隨著經(jīng)濟與社會的發(fā)展，貨幣流和信息流在空間相互作用中的地位將日益重要，因此有必要進一步研究它們獨自的特點。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,二、相互作用產(chǎn)生的條件,11,三、城市間、城市和區(qū)域間的相互作

9、用,1、結(jié)節(jié)點、結(jié)節(jié)區(qū)域和城市等級體系結(jié)節(jié)點：城市是人類進行各種活動的集中場所，通過各種運輸通訊網(wǎng)絡(luò)，使物質(zhì)、人口、信息不斷地從各地向城市流動，這種過程類似光線的聚焦作用，而城市就是各種網(wǎng)絡(luò)中的聚焦點，或稱結(jié)節(jié)點。結(jié)節(jié)區(qū)域：結(jié)節(jié)點連同其吸引區(qū)組成結(jié)節(jié)區(qū)域。城市對區(qū)域的影響類似于磁鐵的場效應(yīng)，隨著距離的增加，城市對周圍區(qū)域的影響力逐漸減弱，并最終被附近其它城市的影響所取代。城市等級體系：每一個結(jié)節(jié)區(qū)域的大小，取決于結(jié)節(jié)點提供的

10、商品、服務(wù)及各種機會的數(shù)量和種類。一般地說，這與結(jié)節(jié)點的人口規(guī)模成正比。不同規(guī)模的結(jié)節(jié)點和結(jié)節(jié)區(qū)域組合起來，形成城市等級體系(the urban hierarchy),第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,12,1、結(jié)節(jié)點、結(jié)節(jié)區(qū)域和城市等級體系如果把不同規(guī)模的結(jié)節(jié)區(qū)域或不同層次的城市體系重疊在一起，可以發(fā)現(xiàn)：小的結(jié)節(jié)區(qū)域總是鑲嵌在大的結(jié)節(jié)區(qū)域中，大的結(jié)節(jié)區(qū)域又鑲嵌在更大的結(jié)節(jié)區(qū)域中，由此向上，直到等級體系中的最高一級結(jié)節(jié)區(qū)域。城市間的相

11、互作用，除了不同等級城市之間的垂直聯(lián)系外，還存在著與同一等級其它城市間的橫向聯(lián)系。實際上，即使屬于同一等級的城市，由于其規(guī)模、職能各不相同，其吸引區(qū)的大小也不同。因此，結(jié)節(jié)區(qū)域的劃分，或稱城市吸引區(qū)邊界的確定，就成為一項比較復(fù)雜的工作。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,三、城市間、城市和區(qū)域間的相互作用,13,2．城市吸引區(qū)邊界的確定 劃分結(jié)節(jié)區(qū)域，確定城市吸引區(qū)的邊界，是研究城市間、城市與區(qū)域相互作用中的一個重要內(nèi)容。 (1

12、)格林的方法 格林(H．L．Green)曾探討了紐約與波士頓在新英格蘭南部的相互影響。他根據(jù)五項指標：①鐵路通勤人員的流動方向、②報紙發(fā)行范圍、③電話呼喚方向，④公司負責人的辦公地點、⑤銀行負責人的辦公地點，分別測量了紐約與波土頓之間的平均邊界，即在這一條邊界上紐約與波士頓的影響相同，然后綜合出一條紐約和波土頓之間的模式邊界。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,三、城市間、城市和區(qū)域間的相互作用,14,新英格蘭南部的節(jié)

13、結(jié)地域,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,三、城市間、城市和區(qū)域間的相互作用,,①鐵路通勤人員的流動方向、②報紙發(fā)行范圍、③電話呼喚方向，④公司負責人的辦公地點、⑤銀行負責人的辦公地點，,15,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,實際上，情況更復(fù)雜些，由于各功能的吸引范圍不同，在紐約與波士頓之間存在著一條中間分界帶。在中間分界帶內(nèi)，紐約(或波士頓)某些功能的影響更強些，而某些功能的影響更弱些(圖8—1),16,2．城市吸引區(qū)邊界的確定

14、(3)康弗斯(P．D．Converse) “斷裂點”(breaking point)。兩個城市間的分界點(即斷裂點)可以用下列公式求出：式中，dA為從斷裂點到A城的距離；dAB為A和B兩個城市間的距離；Pb為較小城市B城的人口；Pa為較大城市A城的人口。按照這一公式，A城由于規(guī)模較大，其吸引區(qū)也較大，因而將斷裂點推向更靠近B城的地方。斷裂點公式在實際運用中有著相當大的局限性，因為城市人口規(guī)模不完全反映城市的實際吸

15、引力。根據(jù)本地區(qū)的具體情況，選擇出若干有代表性的指標來確定城市吸引區(qū)的邊界將更符合這個城市的實際情況。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,三、城市間、城市和區(qū)域間的相互作用,17,2．城市吸引區(qū)邊界的確定(2)賴利零售引力規(guī)律賴利(W．J．Reilly)1931年根據(jù)牛頓力學(xué)中萬有引力的理論，提出了“零售引力規(guī)律”，其公式為：式中，Ta和Tb為從一個中間城市被吸引到a城和b城的貿(mào)易額；da和db為a城和b城到那個中間城市的距離；

16、Pa和Pb為a城和b城的人口。 根據(jù)這個規(guī)律，一個城市對周圍地區(qū)的吸引力，與它的規(guī)模成正比，與離它的距離成反比。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,,三、城市間、城市和區(qū)域間的相互作用,18,2．城市吸引區(qū)邊界的確定,在現(xiàn)實世界中，有很多因素相互作用流構(gòu)成障礙，從而形成城市吸引區(qū)的邊界。①各種地理邊界——河流、山脈、海洋等等，都會有效地限制城市之間的相互作用流，甚至限制同一系統(tǒng)內(nèi)部的互相交流。如上海的黃浦江，其寬度達400—80

17、0m，使得上海城市的發(fā)展長期偏居浦西一隅。如要開發(fā)浦東，就必須克服自然障礙物的影響。②政治邊界的影響。政治邊界常常沿著地理分界線的走向。在各種政治邊界中，國家的政治邊界通常是影響相互作用的最大障礙。但是，隨著跨國公司的發(fā)展和區(qū)域集團的形成，在某些情況下，國家或地區(qū)邊界的作用已不如過去那樣明顯。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,三、城市間、城市和區(qū)域間的相互作用,19,3．相互作用模式：(1)引力模式引力模式是根據(jù)牛頓萬有引力定律推導(dǎo)

18、出來的。該模式認為，兩個城市間的相互作用與這兩個城市的人口規(guī)模(表示城市的質(zhì)量)成正比，與它們之間的距離成反比。其 一般形式如下： Iij為ij兩個城市間的相互作用量，Pij為 ij兩個城市的人口規(guī)模。Dij兩個城市間的距離，b為測量距離摩擦作用的指數(shù)。WiWj為經(jīng)驗確定的權(quán)數(shù)。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,三、城市間、城市和區(qū)域間的相互作用,20,3．相互作用模式：(1)引力模式 城市質(zhì)量：①一般用人口

19、規(guī)模，②在探討大城市的移民問題時，用就業(yè)機會和收入水平③考慮市場問題時，用城市的零售總額比人口規(guī)模更多地反映出城市對產(chǎn)品的需求量。④更好的方法是，選取若干個相互獨立又能反映城市實力的指標，采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計的方法構(gòu)造出一個指數(shù)，用這個指數(shù)來表示城市的質(zhì)量。 引力模式中的距離一般用km表示。但隨著各種現(xiàn)代化運輸工具的發(fā)展，傳統(tǒng)的距離概念正受到挑戰(zhàn)。在交通便捷的地方，空間上的距離被“縮短”了，因此也可以用時間、運輸成本等特殊距離單位來衡

20、量兩地間的距離。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,三、城市間、城市和區(qū)域間的相互作用,21,3．相互作用模式：(1)引力模式,引力模式中的質(zhì)量加權(quán)選用適當?shù)臄?shù)值將能更好地改善這個模式的性能。質(zhì)量加權(quán)的基本原理，是要顯示人口規(guī)模不能反映出的人口結(jié)構(gòu)上的差異，因此，人口性別、年齡、收入、職業(yè)、受教育水平等因素都可以作為“權(quán)數(shù)”來考慮。但是，要加權(quán)，就將使引力模式變得復(fù)雜，計算困難。距離指數(shù)b理論上認為，b應(yīng)等于1．0或2．0(即取平

21、方)，但經(jīng)驗研究顯示，b值可以在0．5—3．0的幅度內(nèi)變化，其原因在于不同貨物的可運輸性不同，從而影響了距離指數(shù)的值。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,三、城市間、城市和區(qū)域間的相互作用,22,3．相互作用模式:(2)潛力模式根據(jù)引力模式，我們能計算一對城市間預(yù)期的相互作用量。如果我們計算一個城市與城市空間分布體系內(nèi)所有城市(包括它自身)的相互作用量時，那么，只需要應(yīng)用引力模式分別求出這個城市與其它每一城市的相互作用量，然后再求和，就

22、可以得到?？偨Y(jié)成公式形式如下：上述公式即為潛力模式的公式。式中的符號與引力模式中的符號意義相同。Dij有時采用i城與離它最近城市之間距離的一半，也可以用i城面積的平均半徑。 將上述公式兩邊同除以Pi，得到下式： 這一公式意味著i城的相互作用總量表現(xiàn)為每人或每單位質(zhì)量的相互作用量。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,三、城市間、城市和區(qū)域間的相互作用,23,3．相互作用模式(2)潛力模式以上公式中如采用城市人口作為

23、質(zhì)量單位，計算出的潛力稱為人口潛力，它表達了I城市與城市體系內(nèi)所有其他城市相互作用可能性的強度。如果對城市系統(tǒng)內(nèi)每一個城市分別計算出其潛力，根據(jù)計算結(jié)果可以畫出潛力等值線，從而繪出等人口潛力面。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,三、城市間、城市和區(qū)域間的相互作用,24,圖8-2 美國人口潛力面圖,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,圖8-2時美國1940年的等人口潛力面，從圖上可以看出，紐約的潛力最高，達550以上。以紐約為中心，人口潛力

24、向西、男、北三面漸減。但在西海岸三大城市，即西雅圖、舊金山、洛杉磯附近，人口潛力又有所回升?？偟内厔菔?，它與人口密度的分布大致相同。但人口潛力分布式在經(jīng)濟空間中反映了人的相互作用，因而對經(jīng)濟活動的區(qū)劃決策更為重要。,25,四、空間擴散,在人類社會，疾病的傳染，知識和時尚的傳播以及城市的蔓延等等也采用空間擴散的方式。因此，空間擴散導(dǎo)致自然或人文景觀的轉(zhuǎn)換，這與在一個現(xiàn)存結(jié)構(gòu)中維持日常功能所必需的相互作用不同。瑞典學(xué)者哈格斯特朗(T．Ha

25、gerstrand)于1953年在其論文“作為空間過程的創(chuàng)新擴散”中首次提出空間擴散的問題。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,26,四、空間擴散,1 空間擴散的基本概念空間擴散有三種基本類型：即傳染擴散、等級擴散和重新區(qū)位擴散。(1)傳染擴散現(xiàn)象從一個源生點向外作空間漸進的、連續(xù)的擴散過程，我們稱之為傳染擴散(Contagions Diffusion)，這一擴散過程同傳染病通過與病人的接觸傳播開來近似，故稱之為傳染擴散。由于距

26、離的摩擦阻力效應(yīng)，事物的擴散隨著距離的增大逐漸被削弱。采取傳染擴散的例子很多，如城市對周圍農(nóng)村的影響即為一例。又如城市化的近域推進在不同時期有不同特征， 向外擴散過程中波狀現(xiàn)象特別明顯，形成城市地域的圈層結(jié)構(gòu)。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,27,圖8-3 傳染擴散：初始階段 圖8-4 傳染擴散：擴散階段,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,28,1 空間擴散的基本概念(２)等級擴散在現(xiàn)象的擴散中，地理

27、距離并不總是起著非常強大的影響作用，社會等級、城市規(guī)模等級等有時也在起著十分明顯的作用。例如，價格昂貴的耐用消費品的擴散就與收入等級有關(guān)， 而某些新思想、新技術(shù)在城市中的傳播亦往往跳躍緊鄰的小城市，在距離較遠但屬同級規(guī)模的城市中首先被接受，然后向次一級的城市擴散。這種形式的擴散稱之為等級擴散(hierarchical diffusion )。等級擴散的產(chǎn)生，在與某些新事物在最初被接受時具有較高的“門檻”，從而妨礙了他們迅速的擴散，只能

28、采取逐級向下擴散的過程(圖8—5)。一般地說，等級擴散只產(chǎn)生與人文現(xiàn)象擴散的場合，自然現(xiàn)象的擴散不采取這種方式。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,四、空間擴散,29,,,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,30,四、空間擴散1 空間擴散的基本概念(３)重新區(qū)位擴散在傳染擴散中，如果接收者的數(shù)量沒有增加，僅僅發(fā)生了原接收者的空間位移，我們稱之為重新區(qū)位擴散(relocation—type diffusion) 典型的例子就使移民過程。

29、,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,31,四、空間擴散1 空間擴散的基本概念(３)重新區(qū)位擴散實際上，現(xiàn)象的空間擴散過程常常采取多種方式。例如，城市化的近域推進，就建成區(qū)的向外擴張而言，是擴張型擴散；而就人口的重新分布而言，具有重新區(qū)位擴散的特點。對人文現(xiàn)象擴散的時間變現(xiàn)來看，在擴散的初始階段，接收者的比率呈緩慢上升趨勢，經(jīng)過若干時間后，阻礙新事物的各種障礙被消除，接收者的比率急劇增加；隨著接收者的比率趨于飽和，曲線再呈緩慢上升趨

30、勢。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,32,四.空間擴散,2、影響空間擴散的因素(１)阻力作用大多數(shù)人在接受該項創(chuàng)新之前，需要一個勸說的過程，使人們了解、證實并能親手操作這項新事物。新事物接收者的數(shù)量和時間分布成正態(tài)分布性，即在新事物傳播的初期階段，只用少數(shù)、富于革新、勇于承擔風險的人才會接受，大多數(shù)人由于更強的阻抗心理，則采取旁觀的態(tài)度。隨后加入接收者的隊伍的人逐步擴大。但當大到某個關(guān)鍵的接受者比率以后，往往會出現(xiàn)接收者的“

31、趕浪潮”效應(yīng)。由于“趕浪潮”效應(yīng)出現(xiàn)爆炸事的增長，最后由與接收者的數(shù)量趨于飽和，傳播的速度再次下降。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,33,2、影響空間擴散的因素(2)障礙作用障礙在空間擴散中可以其重要的限制作用。障礙可以分自然障礙，如河流、湖泊、山脈、沙漠等，如語言、種族、宗教上的差異等；社會障礙，反映在階級、年齡、性別、社會經(jīng)濟地位等方面；政治障礙，如民族性、意識形態(tài)的差異以及態(tài)度、個性等方面的精神障礙。 一般地，現(xiàn)象

32、的空間擴散會隨距離的增加而衰減，從而表現(xiàn)為一條下降的連續(xù)曲線。,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,34,,,第一節(jié) 空間相互作用和空間擴散,35,2.空間擴散現(xiàn)象,從表8—1中可以看到，上海報紙的擴散首先遵循著距離衰減規(guī)律。無論是在滬寧線上還是在滬杭、浙贛線上，上海報紙的萬人擁有量都隨距離增加而下降。但是這一下降趨勢在滬寧線上的南京呈突降，說明報紙的發(fā)行遇到了障礙。其原因在于南京是一個特大城市，又是省會，本身就是一個信息產(chǎn)生的集中場所，從