城市范围界定与标度律.pdf

第72 卷第2 期 地 理 学 报 Vol.72, No.2 2017 年2 月 ACTA GEOGRAPHICA SINICA February, 2017 城市范围界定与标度律 1 2, 3 2, 3 董 磊 ，王 浩 ，赵红蕊 （1. 清华大学建筑学院，北京 100084；2. 清华大学土木工程系地球空间信息研究所，北京 100084； 3. 清华大学3S 中心，北京 100084） 摘要：标度律作为城市发展的重要规律之一，反映了城市经济活动产值、基础设施数量等要素 随城市人口规模的变动情况，在城市研究领域引起了广泛讨论。但由于不同国家的城市统计 数据对应的空间范围各不相同，导致标度律系数受城市边界范围选取影响很大。本文通过比 较中、美两国统计数据对应的空间范围，并结合普查、城市统计年鉴和遥感数据，计算了不同空 间范围对应的标度律系数。结果表明：①不同空间尺度和数据源得到的标度律系数有较大差 异。就空间尺度而言，市辖区比市域范围的数据更符合标度律模型，因为中国城市市域范围内 还存在大量的非城市化地区，并不符合标度律模型的适用条件；就数据源而言，遥感数据比城 市统计年鉴数据有更好的拟合优度；②与美国城市相比，中国城市人口集聚带来的经济增长率 更高（标度律系数更高），市辖区人口每增加一倍，经济规模可增加122% ，这一数字在美国是 111% ；而在家庭能源消耗（用水、用电）和土地利用方面，中国城市的效率更低；③从中国城市 内部对比来看，大城市与中小城市在经济规模、土地利用方面的标度律（集聚效率）明显不同， 人口集聚效应带来的大城市经济增长率、工资收入要远高于中小城市；能源消耗方面，中小城 市比大城市更有效率。最后，本文还从建立更加有效的统计单元、传统统计数据与大数据结 合、模型机制探索3 个方面阐述了城市标度律未来可能的研究方向。 关键词：城市范围；标度律；异速增长；集聚效率 DOI: 10.11821/dlxb201702003 1 引言 近些年，得益于智能手机和移动互联网的发展，城市研究领域可获得的微观数据越 来越多；与此同时，城市研究学者从地理学、物理学、经济学等学科中借鉴了大量的模 [1] 型思路和方法，促进了城市研究向着模型化、定量化、数据化方向发展 。但数据的增多 让人容易陷入一个 “误区”：轻信定量数据带来的结论，忽视了数据的产生过程与适用范 围。数据的使用与待研究的问题密不可分，同一个研究问题，采用不同的数据可能得出 相异的结论，即便使用相同的数据，但采用不同的处理方法，结果也可能大相径庭。这 一点在近些年广受关注的城市标度律 （scaling law）研究中尤为值得注意。 标度律作为城市发展的重要规律之一，是指像道路网络、用地在内的城市属性在空 间的自相似分布 （在不同空间的时间尺度上重复一些模式），反映了城市内在的生长逻辑 [2] 和集聚规律 。城市标度律的研究借鉴了许多其他领域的成果，像语言学中词频幂率分布 收稿日期：2016-04-25; 修订日期：2016-10-18 基金项目：国家自然科学基金项目; 清华大学自主科研项目(2015THZ01) [Foundation: National Natural Science Foundation of China, No Tsinghua University Initiative Scientific Research Program, No.2015THZ01] 作者简介：董磊(1988-), 男, 博士生, 主要从事城市数据与空间分析研究。E-mail: arch.dongl@ 通讯作者：赵红蕊(1969-), 女, 教授, 研究领域为定量遥感、遥感与GIS 应用。E-mail: zh