本书的研究涉及交通运输与城市群空间结构，所以有关的研究成果包括对区域空间结构的研究，交通运输在区域空间结构演化中的作用以及有关城市群的研究。

最早解释空间结构要素的美国地理学家哈格特[1]，他认为分析空间结构的第一个要素是“运动的模式”，即不同地方之间的货物、居民、货币、思想等的运动形式；第二个要素是“运动路径”，研究运动路径或网络的特点；第三个要素是“节点”，即网络或路径的交点；第四个要素是“节点的层次”；第五个要素是“地面”；第六个要素是“空间扩散”。

同时期的莫里尔（Morrill，R.L.）[2]在《社会的空间组织》一书中认为，空间具有与理解人类行为有关的五大要点：距离，即空间的分离；可接近性；集聚性；大小规模；相对位置。他认为，空间结构取决于下列状况：空间土地利用的梯度；区域的空间等级；由于环境变量引起的变形而产生不太规则但可预测的区位类型，有时变形是由于并非最恰当的区位，有时变形是由于空间扩散的变化。他认为区域空间结构构成要素包括节点、通道、流、网络和等级体系。

对空间结构构成要素，其他比较有代表性的观点包括：有些学者认为可以划分为点、线、面三要素；也有的认为可以划分为节点及节点体系、线及网络、域面三要素。

总的来说，地理学家通过对空间结构要素的把握以及它们之间的有形、无形联系来刻画空间的变化，以及度量空间结构的合理程度和功能完善程度。

值得注意的是，世界银行《2003年世界发展报告》[3]在讨论不同地区的经济与空间发展问题时，提出了“管理更为广泛的空间资产”的观点，他们认为空间结构是指影响经济发展过程的各种要素的空间组合状态，空间结构包括基础设施、产业组合、人力资源组合以及环境公共物品等子系统的空间结构。这种空间结构要素构成的观点更为强调区域发展过程中的空间组合和空间优化。

2.1.2.1　核心-边缘空间结构演化模式

美国区域经济学家弗里德曼（J.R.Friedman）于1964年发表的《区域经济发展政策》一书中，借鉴罗斯托的经济成长阶段理论和中心地理论，提出了区域空间结构演化理论，他认为按照区域经济自工业化前期阶段—工业化初期阶段—工业化成熟阶段—工业化后期以及后工业化时期的演进顺序，区域空间结构相应地呈现出自离散型空间结构—集聚型空间结构—扩散型空间结构—均衡型空间结构的演替次序[4]。

（1）工业化前期阶段

相距甚远的不同城市中心开始出现人口集中，城市处于自发形成、孤立发展、缺乏内在联系的无序状态。从空间结构上看是相互孤立的、分散的和小型的，其活动范围或影响范围也较小。

（2）工业化初期阶段

随着工业革命的到来，大规模机器生产和相应的经济发展产生了空间上规模更大的集中和较大经济中心的出现，单个城市迅速扩张。但在此时期，城市主要集中于自身集中型发展，各区域经济中心之间的联系还比较微弱，各经济中心基本上还是孤立地起作用并影响各自的腹地。

（3）工业化成熟阶段

随着工业化日渐成熟，规模较大的经济中心更多地发展起来，城市空间的局限性凸现，人口、就业压力凸现，城市开始进入有序化疏散阶段，郊区化现象出现，多核化趋势显现。此阶段从空间组织上看则表现为各区域内较大规模经济中心的增多，空间上相互更加接近，经济中心间的相互联系也日益增多起来。

图2.1　城市群空间结构演化模式[5]

（4）后工业化阶段

城市之间的联系加强，交通基础设施不断完善并形成发展走廊。最后的结果是，功能上相互依存的城镇体系（即经济中心体系）的出现，大大小小的经济中心较均匀地分布于各区域，经济中心互相依存、经济腹地相互交叉，集聚和扩散在相伴发展。经济活动的空间联系已是网络般交错密集，城市密集区开始出现并迅速发展，其更高层次的空间组织形式——城市群体空间也随之形成。

戈特曼对大都市带的形成也进行了研究，根据他的观点，从地域空间结构看，大都市带一般要经历四个阶段：城市离散阶段、城市体系形成阶段、城市向心体系阶段（都市区阶段）和大都市带发展阶段。

从戈特曼和弗里德曼对城市群（都市带）的空间结构形成的观点来看，有大同小异之处，都认为首先是单个城市孤立发展，然后单个城市向外扩展，城市之间联系加强，最终形成城市群或都市带。他们都强调交通的作用，认为城市的发展会沿交通线的轴向延伸。

2.1.2.2　点轴式的空间结构演化模式

陆大道[6]先生提出了点轴式空间结构演化模式：首先假定，在生产力水平低下，社会经济发展极端缓慢的阶段，生产力是均匀分布的；到工业化初期阶段，随着矿产资源的开发和商品经济的发展，首先在A、B两点出现居民点或城镇，并适应社会经济联系的需要，在A、B之间建设了交通线；由于集聚效果因素的作用，资源和经济设施继续在A、B两点集中，在这两点之间形成交通线、能源供应线、电信线等线状基础设施束。在沿线有一些经济设施建立，在C、D、E、F、G等点出现新的集聚，交通线得到相应延伸；这种模式再进一步发展，A—H—B—C沿线成为发展条件好、效益水平高、人口和经济技术集中发展的轴线；A、B点形成更大程度的集中，C、D、F、G、M、N成为新的集聚中心，大量的人口和经济单位往沿线集中，成为一个大的密集产业带。不仅如此，通过A、B、H三点还各出现一个另一方向的第二级发展轴线，通过D、I、F等点形成第三级发展轴线，如此发展下去，生产力地域组织进一步完善，形成以点—轴为标志的空间结构系统。

当前的区域空间结构是从一个历史的空间结构发展而来，其形成和演变过程具有历史继承性和不确定性，受到很多因素的影响。对区域空间结构演变机制主要有以下几种观点：

一是以不完全竞争市场结构为前提，在垄断竞争基础上，假设规模报酬递增，通过建立模型，模拟区域经济空间现象的产生过程，解释区域经济空间现象的结构，最典型的是新经济地理学的C—P模型。

二是运用系统论研究区域经济空间结构的形成与演变。克鲁格曼运用复杂性理论来研究区域和空间结构问题，将最初的区域经济空间分异归于一种历史偶然，初始的优势因“路径依赖”而被放大，从而产生历史锁定效应。根据克鲁格曼在《自组织经济》[7]一书中提出的“多中心城市空间自组织模型”，由于规模报酬递增的存在，导致了在存在不同消费者偏好的条件下，“集聚产生集聚”，引发了持续选择；而微观群组的选择，在经济体系规模递增的内在规定性作用下，“自下而上”地从“不稳定”最终演化出宏观上有序的多中心城市空间结构。阿伦（Allen P.M.）借助耗散结构理论，通过中心地之间的非线性、非对称的相互作用模拟生成了静态的克里斯泰勒的中心地空间结构。

三是通过地域分工来解释空间结构的形成与演变。制度学派将新制度经济学提出并发展起来的交易成本概念引入空间分析，把企业间的交易活动看成一个生产系统，形成了自己的新工业区位理论，即CWS（Coase Willamson Scott Model）模式。斯科特（Scott，A.J.，1985）[8]强调劳动过程对纵向一体化和纵向分解所起的作用，把纵向分解及由此产生的联系网络看成是现代城市出现的原因和雏形。斯科特（Scott，A.J.，1988）把劳动分工分为三个层次：企业内部的技术分工、企业间的社会分工和劳动的空间与国际分工，赋予了纵向一体化和纵向分解空间的概念，并且认为纵向联合和空间分散的生产组织方式比纵向联合和空间集聚的生产组织方式要优越，而纵向分离空间分散的生产方式最为优越。

按照斯科特的观点，当代西方国家中以大批量生产为核心的福特制正在衰落，而以更高的适应性技术和制度结构为基础的灵活生产系统正在大规模地扩张。在这种不同产业和生产的分散与重新集中的空间变化及发展中，都市中心被新的产业和经济活动、新的生产社会关系和新的劳动力市场形式所代替；城市的边缘区也已不再单纯地靠廉价、缺少组织性的劳动力等因素来吸引资金密集型和低劳动技能的分支公司，相反，变成高度多样化的经济活动和经济增长的重要地域。

总的来说，虽然已有部分解释区域空间结构形成与演变的研究成果，但是，现有成果还不能系统地、细致地揭示区域经济空间分异的规律性，还不能形象地、科学地描绘区域经济空间现象所形成的结构，也还不能完整地给出区域经济空间现象所形成的影响因素体系以及这些影响因素对区域经济空间结构形成与演变所发挥作用的大小。

区位理论是距离的经济学，对于距离等空间维度的考察，经济学中往往以运输成本来体现，正是运输成本的差异导致企业在区位选择上不同。

2.2.1.1　交通运输与农业区位

约翰•冯•杜能（J.H.von Tunen，1826）在《孤立国同农业和国民经济的关系》中提出了著名的杜能圈，杜能以孤立国这一封闭的资本主义经济模式为假设前提，把生产费用和运输费用最小以及销售价格最低视为生产布局的最高原则，利用一系列假设条件描述了因运输成本不同导致的农作物带围绕孤立国呈同心圆分布[9]。这是对运输与区域空间结构的最早描述。

杜能同时指出，如果是存在着交通方式的选择，同心圆式的作物带可能会因为交通运输的发展而发生重大变化。这说明杜能已经意识到交通水平的提升会影响到区域内产业的布局。

2.2.1.2　交通运输与工业区位论

劳恩哈特（C.F.W.Launhardt，1882）和阿尔弗雷德•韦伯（Alfred Weber，1909）的研究则是针对铁路运输系统出现后引发的工业区位的变化而展开的，韦伯考察了成本最小化支配下的区位选择。韦伯认为在存在两个资源区和一个市场的情况下，最佳区位可能选在由这三个位置构成的三角形之内；他进而将模型一般化，他假设运费最小点为P，原料、燃料和市场有M1，M2，…，Mn个，运量为m1，m2，…，mn，到P点的距离为r1， r2，…，rn，单位运输成本不变，则工业选址应当满足。韦伯同时指出，运输系统的类型和使用范围会使不同体系之间产生巨大的成本差异，即使在一个统一的运输系统中，系统的不同部分使用的强度不同，这种不同的强度使得一定重量在一定距离上的运输成本的不同，最终导致工业在空间上的分布不同[10]。

需要指出的是，韦伯提出了区位因子的概念。它主要包括从自然到社会的各类工业区位形成的条件，目的是要实现工业生产和运输费用的节约。韦伯进而指出运输成本、劳力费用和集聚是一般区位因子，其中前两者能够决定工业区位的基本格局，而后者只有在格局形成以后，才能够对集中或分散做修正。

尽管韦伯将决定工业区位的变量设为运输成本、劳动成本和集聚效益，但在给出的数学模型中运输变量成为决定工业选址的唯一变量。

我们可以借助奥沙利文的研究，对以韦伯理论为基础的企业的空间选址行为做一小结。

表2.1　企业空间选址行为[11]

劳恩哈特和韦伯的局部静态分析高度强调运输成本在工业区位选择中的重要作用，将空间问题基本归结为运输成本问题或是运输决定区位变化。这有两方面的原因：一方面与铁路在当时经济活动中的强大作用有关，工业依赖交通运输体系进行布局则往往会有一定的优势；另一方面运输成本与其他区位因素相比更易于进行定量分析，这也是韦伯之所以在模型分析中将运输变量作为工业选址唯一变量的重要原因。

2.2.1.3　交通运输与市场区位

克里斯泰勒[12]（W.Christaller，1933）通过对德国南部的城市和乡村集镇及其四周的农村服务区之间的空间结构特征的研究，首创了以城市聚落为中心，以市场原则、交通原则和行政原则等中心地区原则进行市场区位与网络分析的中心地理论。

廖什（A.Losch）[13]在1945年出版的《区位经济学》一书中，提出了与中心地理论相似的市场区位理论。廖什认为，区位选择正确的方法应是找出最大利润的地方，因此，需要引入需求和成本两个空间函数，同时，廖什也发现最佳区位的问题不能只靠个别厂商来解决。廖什把工业区位趋势解释为转移成本和规模经济相互作用的结果。

总的来看，古典区位论都很重视交通运输在区位选择中的作用，甚至在建立模型时，由于其可计量性，交通运输变量成为决定区位选择的唯一变量。也许正如贝克曼所说：“没有运输成本就不会有区位的问题。其次，决定一个同质地区的区位格局的唯一因素是转运成本和规模经济。……区位模型的产生依赖于实际的资源分布和自然运输障碍与通道的布局……”[14]

2.2.1.4　交通运输在区位选择中的微观分析的数学化倾向

在接下来的研究中，发达国家日渐完善和复杂的交通运输网络使得对运输成本的考察变得更为复杂，交通运输的微观分析中开始出现明显的数学化倾向。工业区位分析被拓展到消费者和家庭区位分析、公共设施区位分析等，空间的供给和需求的均衡分析开始成为研究的主流。希契科克（Hitchcock，1941）、康托洛维奇（Kantorovich，1942）、科普曼斯（Koopmans，1949）利用线性规划着重研究了可获得性与可运输性之间的相互关系，确定了给定产量范围的产品生产的空间分布；萨缪尔森（Samuelson，1952）进一步通过非线性规划方法研究了空间市场均衡问题，即在流量约束条件下，确定位于需求区位的消费者剩余与生产和运输成本之差的最大值[15]。

拉伯（Labber）和蒂斯（Thisse，Jacques－Francois）等学者利用拓扑网络构建区位模型[16]研究微观经济主体的区位选择问题。哈克密（Hakimi S.L.，1964）用拓扑网络方法证明了劳恩哈特模型的结果，称为哈克密原理（Hakimi Theorem）[17]。该原理指出，网络点集含有一个最小区位点，包含两个特征：第一，含有优区位的点集是有限的；第二，当这些点集是市场区、原料地或节点时，从这些点集中找出优区位点的效果很显著。但是，企业最后定位在哪个点上，由网络的形状、市场的空间配置和物品（含投入品和产成品）的相对价值决定。拉伯（Labber，1985）在她的博士论文中对哈克密原理的扩展进行了综述。就区域经济学家来说，如何解决使运输成本最小化的多个企业的区位选择是最有价值的问题。由艾伦科特（Erlenkotter，1978）设计的对偶运算规划技术，是一种解决极点集的优区位结构的有效方法[18]。

2.2.1.5　交通运输在新经济地理区位论中的作用

对新经济地理的主要模型，规模经济、运输成本和要素流动三大因素的相互作用的结果导致经济集聚。克鲁格曼认为[19]，运输成本是工业区位选择及经济集聚最为决定性的影响因素。

2.2.1.6　交通运输在企业区位选择中的作用争论

交通运输在企业区位选择中的作用是否在下降，其主要的争论点[20]是运输成本是否在下降，以及由此带来的距离远近对决定企业在某一市场上的竞争优势的作用是否变小。

对于这个问题的看法，有多种观点，有的认为信息和货物跨空间运输和运输成本在过去几十年间下降，有的则认为上升。

从总体上看，交通运输成本随着交通技术的发展确实在下降，但是如果分行业来看的话，就有明显的区别，在空间交易性质没有发生显著变化的行业，如原材料、农业、采矿业以及根据生命周期处于成熟阶段的制成品生产业，运输和交易成本一直在稳定地下降[21]。相反，在需求显著下降的生产部门，或者信息种类和复杂性已经显著增加的部门，空间交易成本在过去几十年中并没有明显的下降，在某些情况下，实际还在上升。

之所以与货物运输有关的交易成本在上升，是因为目前要求运输的次数更多。第一，货物装运的提前时间随着货物运输频率的增加已经缩短；第二，如果不考虑交通成本的各种成分，物流和交通活动占全球产出的比例在过去几十年中并没有下降[22]；第三，在过去几十年，虽然大宗原材料的交通运输成本在下降，但是，制成品运输成本占总产出的份额的比重却在上升；第四，对及时运输要求比较高的行业和产品价值非常高的行业倾向于重组它们的贸易模型，以有利于供给者和消费者在地理上的接近[23]。

从上述关于运输对区位影响的文献回顾中可以看出，从古典区位理论一直到新经济地理理论，运输成本始终是空间经济理论研究中的决定性变量。尽管随着信息技术和交通技术的发展，运输成本的下降趋势明显，但是正如有的经济学家指出的：“从工业革命开始之时就出现的运输成本下降并不意味着生产活动与布局地点的选择一点关系都没有了，即使运输成本下降，对空间布局来说，真正起作用的也只是其相对的变化。”[24]

集聚和扩散是区域发展和区域空间结构演进的最基本的力量，它们分别以自身的特殊作用机制推动区域空间结构的演进。但是，在古典区位理论中，虽然已经注意到了交通运输在区位选择中的决定作用，但其对运输在区域发展中的作用还是采用一种静态的观点，对区域动态发展中运输在集聚和扩散中的作用机理缺乏深入认识。

在新经济地理理论体系中，运输成本不仅是形成经济集聚的三大因素之一，而且还对其他两个因素有着深远影响。

在新经济地理最重要和最基本的模型之一，即核心—外围模型中，用市场接近效应、生活成本效应和市场拥挤效应来解释产业的集聚和扩散，其中前两种效应是空间集聚的向心力，后一种效应是离心力。

在运输成本、规模经济和要素流动的假设前提下，垄断竞争厂商一般会选择市场较大的地方作为生产区位，于是该区位的劳动力需求增加，从而市场需求也随之扩大，产品就近销售节约大量运输成本，该厂商利润增加，这会激励其他厂商生产也定于此区位，当众多厂商集聚于此区位时，集中供货、库存减少以及中间投入品的运输成本减少，厂商的利润增加，进一步增加其他厂商集聚，形成“市场接近效应”。大量厂商定位于此区位，使得该市场提供的商品种类繁多，消费者在当地购买本地产的商品可以节约运输成本，从而使价格指数降低，和产品的种类数一起提高消费者的效用，从而吸引劳动力集聚于本区位，形成“生活成本效应”。随着厂商在该区位的集聚，厂商间的产品竞争加剧，本地厂商需求减少，边际收益下降，利润减少，从而抑制进一步的集聚，产生“市场拥挤效应”。在离心力和向心力的作用下，整个区域经济在空间结构上形成一种动态均衡。

随着运输成本的下降，经济集聚的离心力和向心力都会减弱，如果运输成本明显下降，厂商集聚节约的运输成本会显得微不足道，“市场接近效应”就会减弱，同样，“生活成本效应”也会减弱，经济集聚的向心力就会减弱；同时，“市场拥挤效应”也会减弱。当然，运输成本下降带来的两种力量的变化比较复杂，在不同的情况下可能形成几个集聚地或者会分散于众多区位。

一些学者认为新经济地理不过是重复了韦伯、马歇尔以及其他发展经济学的观点，如其关于历史事件的“锁定”就与阿瑟的“新增长理论”密切相关，同时，其观点也难以解释对运输成本并不敏感的高新技术产业集聚现象以及交通通讯技术发展带来运输费用的普遍降低与产业群仍然构成世界产业空间格局这一悖论（朱华晟，2003）。

交通走廊的研究长期以来是国内外交通规划、交通运输经济、区域经济等多个领域的研究热点。

交通走廊是指由高度发达的多模式的交通网络连接的廊道状地域经济空间系统，主要强调交通走廊引发的部门与部门和区域与区域之间的辐射作用。与之意义相近的概念包括交通经济带。

2.2.3.1　交通走廊的形成

美国地理学家泰弗等人通过对发展中国家的考察，指出发展中国家的交通网络是以从沿海到内地深入性扩展为主。泰弗等将交通运输发展划分为六个阶段。在第六个阶段中，主要交通线路连接主要集散地和内陆中心，形成运输走廊。该理论模型说明了交通运输走廊是在交通运输系统发展到一定阶段才产生的[25]。

张文尝等认为，交通经济带是一个复杂而又特殊的带状区域经济系统，有其自身的构成要素，这些要素对它的形成、发展和演化有着重要影响。影响交通经济带形成的因素包括：交通基础设施是交通经济带形成与发展的前提条件；产业的发展与壮大是交通经济带的主体与核心；经济中心城市是交通经济带的主体与核心；自然资源的禀赋差异与开发时序影响交通经济带的形成特征与发展进程；交通区位也在交通经济带的形成过程中发挥重要作用[26]。

2.2.3.2　交通走廊与区域经济发展

德国学者沃纳•松巴特提出生长轴理论。该理论认为，随着连接中心城市的重要交通干线的建设，运输费用会降低，新的交通干线对产业和劳动力具有吸引力，使产业和人口向交通干线集聚，以交通干线为“主轴”将逐渐形成一条产业带。生长轴理论将人们对交通运输与区域经济作用的认识提高到一个新的高度，并且在实践中得到了很好应用。原联邦德国就主要根据生长轴理论制定国土整治规划，通过改善交通条件来调节区域投资大小和人口流动方向，在实践中取得了很好的效果[27]。1984年，中国科学院地理研究所陆大道研究员以增长极理论和生长轴理论为基础提出了“点轴系统理论”，该理论强调社会经济因素在空间上的组织形态，包括集中与分散程度、合理集聚与适度规模，强调点与点之间、点与轴之间的关系等，尤其重视交通运输干线，即“轴”的作用[28]。张文尝等认为，交通轴线是工业波空间扩散的主要依托基础，新技术及生产方式首先在最有利的地点逐步成长为增长极，然后沿着交通线逐步向外扩散，在有利的地点形成新的生长点。这一扩散过程如同波浪，既有波峰也有波谷，增长极与新生长点相互之间在资金、技术、人员、商品营销、原料供应等方面保持着密切的联系[29]。

英国学者威尔逊（A.Wilson）和比利时学者艾伦（P.Allen）结合耗散结构理论和突变理论，分别就空间相互作用模型和中心地理论模型进行动态模拟，结果发现，新的经济中心、居民中心总是在靠近交通线的地方产生，城镇体系的演化也具有沿交通线两侧分布的特征[30]。

加拿大的法兰西•吉恩博（France Jean）[31]指出高速公路的修建有利于城市走廊的复兴，并通过案例分析了加拿大Pembina高速公路及其影响区，认为该高速公路是一条意义重大的交通走廊，成为到达温尼伯湖的重要通道与门户。

2.2.3.3　交通走廊的规划建设

20世纪60年代以来，一些发达国家的交通运输经济专家在总结本国交通运输发展的基础上，提出要解决好一个国家的交通运输问题，关键是要大力开发和建设各具特色的交通走廊。因此，许多国家都在不同程度地进行交通走廊的规划与建设[32]。美国在全国范围内目前已有10条综合交通走廊，成为美国运输体系的一个混合骨架，加拿大已有两条横贯全国大陆的东西运输大走廊，印度建成了4条全国运输走廊[33]。

美国运输部设立了建设交通运输走廊的专门机构，其任务是研究和建设交通运输走廊。根据长期建设交通运输走廊的经验，美国编写了《交通运输走廊项目规划》、《波多黎各运输走廊可行性研究》、《东北运输走廊可行性研究》等[34]。

印度马德拉斯地区运输研究机构从发挥地区经济、提高综合运输能力出发，在1968～1970年间，完成了《1991年运输走廊》研究报告。

20世纪90年代初，美国学者沙利文（Edward C.Sullivan）等人对城市交通走廊进行了研究，提出了交通基础设施与沿线经济开发作为一个整体来看待，统一进行规划，并提出了三种与交通干线紧密相联的联合项目规划方法[35]。

加拿大彼得森（E.R.Peterson，2002）提出了一个公路走廊的规划模型——QROAD模型，该模型基于投资决算的约束，为公路走廊的规划提供一个最优的投资决算计划。该模型被用于提高印度近2000公里的国家公路等级项目[36]。

2.2.3.4　交通走廊运输领域的研究

为了提高运输走廊的运输效率和运输能力，很多学者进行了研究。1997年，加拿大学者Shahriar博士对城市交通运输走廊内多种运输方式的整合优化进行了研究，研究中提出了基于运输需求与运输供给之间的相互作用的模型和方法，根据选择的参数对走廊内旅客的出行决策进行模拟[37]。

澳大利亚的亨舍尔（D.A.Hensher）对悉尼—堪培拉之间的交通走廊进行了研究，研究了悉尼—堪培拉之间规划建设的快速轨道交通对人们出行行为的影响，并建立了模型估计运输走廊内各种运输方式之间的市场份额[38]。

美国的Chang Lljoon[39]对交通运输走廊内具有多种相互竞争的交通运输方式的市场份额进行了估计，提出了一个基于网络的模型，这个模型对静态交通量的分配方法进行了创新。

国外关于城市群结构体系的研究最早源于20世纪初期。霍华德（E.Howard）最先从组合群体角度研究城市群结构体系，戈德斯（P.Geddes）在Cities in Evolution中运用区域综合规划方法，将城市演化形态归结为城市地区（City Region）—集合城市（Conurbation）—世界城市（World City），其中集合城市被看做是城市群结构体系。芬兰沙利能（E.Saarinen）于1918年提出了城市群是有机生命体的观点[40]。

20世纪30年代以后，随着西方国家城市化的推进和大城市扩散化趋势的逐步显现，越来越多的地理学者开始关注城市体系及其空间结构、规模等级的研究。德国地理学家克里斯泰勒（W.Christaller）首次对特定区域内的城市群体进行了系统化研究，在1933年的著作《德国南部的中心地原理》中提出了著名的中心地学说，成为城市群研究的基础理论之一。克里斯泰勒假定空间均质、交通系统统一和经济行为合理，经过研究得出城镇等级体系安排的一般原理，即市场原则、交通原则和行政管理原则。综合这三种原则的作用，一个国家或地区的城镇等级体系分布为：A级城市1个，B级城市2个，C级城市6～12个，D级城市42～54个，E级城市118个[41]。此后，另一位德国学者勒施进一步发展了中心地理论，他遵循微观经济学的研究路径，使用与克里斯泰勒相似的假设，推论了一个拥有连续K值的更为一般的中心地体系，克里斯泰勒的三种形式仅是其中的特例[42]。

中心地理论认为，城市体系分布具有等级递阶特征，即一个中心城市地域上控制若干个次级城市，次级城市又控制若干个更小城市。遵循这种特征，一些学者开始了对城市体系等级—规模分布的探讨。贝克曼（Beckmann，1958）提出了著名的城市体系异速生长模型，表明城市体系中的首位城市的相对增长率与整个城市体系的相对增长率具有恒定的比值[43]。町伯根（Tinbergen， 1968）建立了包括N级城市、各种产品等级间顺次单向流动的城市等级规模分布模型，通过设定若干参数可以得出各级城市所具有的经济规模[44]。戴维斯（Davis，1978）在研究10万人以上的城市规模分布时，发现了二倍数规律，即当城市规模按二进制规则自下而上分级时，各规模级的城市数自上而下倍增[45]。戴哥（Diego，1996）以交通运输成本、规模报酬递增、劳动力跨部门与地区流动等因素建立了首位城市优先生长模型，表明人口具有向顶级城市优先集中的倾向[46]。

与递阶模式不同，西蒙（Simon，1955）提出了一种城市体系规模分布的随机模式，指出城镇规模大小服从某种随机分布，这种分布是城市发展中空间、人口竞争的平衡点[47]。在西蒙研究的基础上，艾频克（Eppink，1987）的研究表明，城市体系中城市的规模分布服从帕累托分布[48]。

20世纪80年代末期发展起来的新经济地理修正了传统中心地理论的前提假设，肯定了特定产业规模经济性和城市集聚经济性的存在，肯定垄断竞争的市场结构和运输成本的区际差异，为城市群和城市体系研究提供了一个空间的一般均衡分析框架。霍布森（1987）认为，城市居民对非贸易商品或服务多样性（如许多不同的剧院、公园、饭店等）的需求是单个城市规模扩大的原因。他建立了一个封闭城市体系内产业结构和总人口外生给定，存在差异化非交易品的城市体系规模结构模型，证明随着个体城市规模的扩大，城市内差异化非交易品的种类也将增多，即大城市的出现本身就包含了城市内产品生产多样化的过程；城市居民对产品多样化的偏好越强，城市规模就会越大；在城市总人口给定的前提下，个体城市规模越大，城市体系中均衡的城市数量就越小[49]。亨德森和阿卜杜勒—拉赫曼（1991）放松了非贸易商品的假设，建立了封闭城市体系内产业结构和总人口外生且差异化产品可交易的城市体系模型，主要研究产品多样性及城市间分工、贸易对城市体系规模结构的影响。结果表明，当存在差异化交易品时，个体城市的均衡规模比最优规模大，从而城市体系中的均衡城市数量小于最优城市数量[50]。

另外，在新兴古典经济学框架内，杨小凯和霍宾（Yang，Hogbin，1990）关于城市分层网络的研究是城市体系空间结构研究的经典。该研究表明，交易的分层金字塔结构导致了城市分层网络，即城市体系的形成，最优交易效率决定内生分工水平、交易结构层次数和城市体系结构[51]。

刘继生等学者（1999）将分形理论引入城市群空间结构研究，提出城镇体系空间结构的分形维数指标及其测算方法[52]。薛东前、王传胜（2002）探讨了城市群空间结构的形成过程，指出在自然和社会经济条件均一的理想状态下，城市群形态应为多圈层同心圆形，包括核心首位城市带、城市组群发育带、城市个体分布带和城市群腹地带，但由于条件因素的不均一性，特别是交通条件的较大差异，使城市群形态呈现很大程度的变形，形成团聚状生长、带状生长和星状生长等多种形态[53]。另外，为了更为直观地反映城市群内部空间结构，刘小飞、司增绰（2005）基于城市地理空间、城市规模、城市功能完整性及城市开放程度四个方面的内容提出了一套综合指标体系，用于划分城市群内部空间层级[54]。

刘继生、陈涛（1995）实证研究了东北地区城市群空间结构的分形特征[55]。王良健、周克刚则以分形理论为依据，对长株潭城市群空间结构的分形维数进行了测度[56]。胡序威、周一星等人编著的《中国沿海城镇密集地区空间集聚与扩散研究》（2000）阐释了我国沿海地区四大城市群（珠三角、长三角、京津冀、辽中南）伴随城市化发展的空间结构演化过程[57]。周伟林（2005）从人地矛盾、政府竞争、企业选址、信息冲击四个方面探讨长三角城市群空间结构的演进机理[58]。盛科荣、张平宇等（2004）对辽中南城市群空间结构的形成与演化过程进行阶段性划分和数量分析[59]。方创琳、宋吉涛（2005）则明确提出城市群结构体系概念，对全国28个城市群的空间分布特征和分异格局进行了较系统的研究[60]。

大部分城市群都是出现在交通发达地区，学者们在研究城市群时很早就注意到这一现象，并且试图去解释交通在城市群发展中的作用。一般认为，交通和通信网络是形成城市群经济联系网络的物质条件和必要前提，良好的交通连接和通信传递与国家、区域和全球层次城市群的空间整合有着密切的联系。

法国地理学家J.戈特曼（J.Gottmann）[61]在其发表的《大都市带：东北海岸的城市化》中，指出都市圈是构成都市带的基本地域单元，而大都市带（Megalopolis）是未来经济组织与人类聚居模式的方向，并探讨了都市带的空间生长模式，指出大都市的形成必须有五个基本条件：①区域内有比较密集的城市；②有相当多的大城市形成各自的都市区，核心城市与都市区外的地区有密切的经济社会联系；③有联系便捷的交通走廊把核心城市连接起来，各个都市区之间没有间隔，都市区之间有密切的社会经济联系；④必须达到相当大的总规模，人口在2500万以上；⑤属于国家核心区域，具有国际交往的枢纽作用。

周一星认为[62]，都市连绵区的形成必须有四个必要条件：①具有两个以上人口超过百万的特大城市作为发展极；②发展极和口岸之间有便利的交通干线作为发展走廊；③交通走廊及其两侧人口稠密，有较多的中小城市；④经济较发达，城乡之间有紧密的经济联系。

麦吉（T.G.McGee）[63]在实证研究的基础上，于1987年提出了Desakota概念。将其定义为“沿大城市核心间的交通走廊延伸的农业活动与非农业活动高度混合的地域”。他还提出大都会带（Mega－Urban Region）的概念，认为它产生的条件是两个或两个以上核心城市由高效的交通路线联接起来。

戴维斯（Davies，1990）认为，新的运输和通信技术的应用，空间的广度相应地扩展，出现了所谓的时间空间、成本空间和感知空间，城市间联系呈现出网络化特征[64]。

Kobayashi（1997）则以高速铁路系统建设为例，探讨了快速交通对城市资本、知识交流、城市规模分布、城际间相互作用等空间结构的影响，并建立多因子区际增长模型，动态模拟了城市群经济联系的发展[65]。T.Bunnell，P. A.Barter和S.Morshidi（2002）在评估大都市带区信息、技术、运输交流联系特征的基础上，分析了近几十年全球化进程中的城市社会空间联系扩展的演变过程[66]。

朱英明[67]认为，在城市群形成过程中，交通运输对城市组团或城市组群等地域结构基本单元起着制约、引导作用，从而形成沿交通走廊的城市组团或城市组群的城市群地域结构。并且认为城市群地域结构的演变的廊道效应将会更加显著，正像20世纪90年代杰夫等对美国加州人都市空间扩展的分析一样，城市群区的集散主要沿交通干线进行，城市群内的城市建成区扩展自市中心沿交通干线呈触角式增长。

旷彦昌认为[68]，交通通讯等基础设施条件是构成城市群的先决条件与关键，基础设施的布局影响生产要素的集聚和城市群的聚合能力，是决定城市群空间结构的关键。

杨建军认为[69]，交通作为人口流、物质流、资金流、技术流等的空间载体，已成为区域经济联系的纽带和城市群体空间建构的重要规划手段，而且直接影响着城市群空间的演变方式和发展方向，交通技术的每次创新都对城市群空间的演变起着不可替代的作用。

朱照宏[70]在谈到城市群综合交通系统构成时认为，在交通轴线上，各种运输方式的功能是不同的，应当协调发展形成综合交通通道。水运和大运量铁路运输特别有利于大宗货运；高速铁路、高速公路、城市快速轨道交通以及航空运输特别有利于客运。从区域综合交通系统的组成来讲，还应包括大中城市间的大运量快速通道、向外联系的交通干线、连接地区内城镇体系的交通网络骨架以及对外联系的重要港口和疏港的重要通道等。

徐永健[71]则认为，都市连绵区的形成可理解成交易网络（Transaction Network）扩张，中心城市将周围县（市）纳入其交易空间（Transaction Space），共同参与全球经济发展的过程。当前中心城市往往已经历过“极化”发展（Densification）阶段，在此阶段，它们调整经济结构，发展服务业等经济活动，同时集中了大量的基础设施建设，从而控制着区域的交易空间。极化发展的目标在于创造更高的生产率、产生更多的资本。而无法产生足够高的资本的经济活动被分散至边缘地带。它们在那里的布局能提高当地的生产率。在EMR（典型都市连绵区）内，某种类型的经济活动的“极化”发展往往导致了另外一些活动的分散（Dissemination），如中心市内第二、第四产业的集聚导致Desakota区的工业活动的增加。随着交通基础设施和相关技术的发展，可达性提高，交通费用下降，许多原依赖于一定的劳动力、资源与市场等区位因素的经济活动可在任何接近高效的交通系统的区位分布，从而引发了经济活动空间分布的扩展过程（Extension）。扩展过程实际扩大了交通中心、经济活动中心的影响区域，即它的交易空间。但这种交易空间的扩大并不是无止境的，到一定的程度，收缩过程（Contraction）也许会发生，其原因可能是交通成本的急剧增加等。

基础设施则是交易环境的支撑骨架，基础设施的扩展往往导致中心城市辐射范围的扩大。便捷的交通、通讯基础设施加强了城市、乡村从经济到空间上的一体化，亦即大都市区、Desakota区从劳动分工/生产组织变化到地域转型的空间过程。

孔令斌[72]用运输、服务、市场三要素来解释城镇密集区的形成。城镇密集地区在空间上的集聚和扩散是经济要素和产业集聚与扩散在空间上的反映，而交通运输则是空间和经济的联系特征的反映。区域交通运输体系是为集聚和扩散服务的重要支撑体系，既是生产成本的主要影响者，也是生产与服务、市场联系的纽带，是在城镇密集地区聚合上起主导作用的因素。

从上述研究可以看出，对交通运输在城市群空间结构中的作用主要从两个方面来进行：一些学者研究交通线路在城市群空间中的地位，指出交通运输是城市群空间的必要条件；另一些学者则主要研究交通运输在城市群空间结构中如何起作用，即从机理方面进行了研究。

耶兹[73]（Yeates M.）根据经济生产方式及交通条件的变化将美国大都市地区的形成划分为五个阶段。

（1）重商主义城市时期（Mercantile City）

在资本主义早期商业原则的作用下，从城镇群体的地域来看表现为沿海城市以港口为核心、内陆城市以农业或资源地为核心的紧凑分布形态；从城镇内部来看，为了满足最大的商业追求而将街道网布置成紧密的棋盘状。城市规模很小，城镇间交通较少，交通方式以马车为主。

（2）传统工业城市时期（Classic Industrial City）

工业成为区域城市社会经济组织的主导，并成为城镇群体空间演化的主要推动力量。从城镇群体地域来看，出现了按生产要素接近原则形成的城镇组合；从城镇内部空间来看，区位效应使城镇内部的社会经济功能分区发生了改变。城市空间处于不断扩张时期，乡村地域成为生产要素净流出的边缘，交通方式以马车和铁路为主。

（3）大城市时期（Metropolitan Era）

区位条件优越的城市成为生产要素集聚的场所，城镇等级体系在工业大生产组织的作用下重新建构，大城市逐渐形成并占据了主导地位。由电车和火车组成的快速、大容量交通系统为城市由向心集中转向放射状的向外扩展提供了可能，郊区有特殊经济地理意义的活动中心已有形成。A.Park与Burgess （1925）同心圆模式、H.Hoyt（1939）的扇形模式、Harris和Ullman （1945）的多核心模式等，都是描述这一时期的城市空间扩展状态。

（4）郊区化成长时期（Suburban Growth）

第二次世界大战以后经济与技术的迅速发展及城市人口规模的迅速增加，改变了城市与乡村地域（首先是郊区）的比较优势，郊区的生态价值以及经济价值重新得到发现，人口分散化成为居民、企业、政府的一项主动选择。小汽车及高速公路的发展并非单方面促进了这一过程的加速，而且也和这种过程交合在一起相互推进，在郊区以及更为广阔的区域里形成更多的空间据点，对原先的城镇群体空间起到了加密、加紧一体化联系的作用。

（5）银河状大城市时期（Galactic City）

20世纪80年代以后城镇群体空间在区域层面的大分散趋势继续成为主流，传统中心城市的作用被一种多中心的模式所取代，形成城乡交融、地域连绵的“星云状”的大都市群体空间。

在上述五个时期中，郊区化对城镇个体的形态及群体空间的演变具有最为重要的影响，而交通方式的变革和城际及州际交通运输网的完善促进了这一过程，而且也和这种过程交合在一起相互推进。在郊区以及更为广阔的区域里形成更多的空间据点，对原先的城镇群体空间起到了加密、加紧一体化联系的作用，并最终形成城乡交融、地域连绵的“星云状”的大都市群体空间，而原先中心城市的功能被一种多中心模式的城市群体整体功能所取代，其产业结构经历了由以第二产业为主向以第三产业为主的转变。

1957年美国地理学者乌尔曼（Ullman E.L.，1957）提出用空间相互作用理论来研究城市群内外空间相互作用机制圈[74]。乌尔曼认为相互作用的产生有三个条件：互补性（Complementally）、中介机会（Intervening Opportunities）和可运输性（Transferability）。城镇之间、城镇与区域之间总是不断地进行着物质、能量、人员和信息的交换，这种交换称为空间相互作用（Spatial Interaction），正是这种相互作用，才把空间上彼此分离的城市结合为具有一定结构和功能的有机整体，即城市空间的分布体系。

美国学者海格特（P.Haggett）借用物理学热传递概念，提出一种空间相互作用形式的分类：对流、传导和辐射。这种作用形式近似于城镇密集区内城镇之间的相互作用。

1）对流：以物质和人的移动为特征，如产品、原材料在生产地和消费地之间的运输，人口移动，邮件等。(www.daowen.com)

2）传导：各种交易过程，不是通过具体的物质流动来实现，而只是通过电子记录程序来实现，表现为货币流。

3）辐射：指信息流动和创新（新思维、新技术）的扩散。相互作用的产生和进行，需要借助各种媒介，其中交通通信设施是主要的手段。如果把相互作用赖以进行的各种网络和城市一起考虑，那么城镇就是位于网络之中的节点（Node）。交织在城市中的网络越多，说明城市的可达性就越好。

将上述物理学概念应用在城镇之间各种关联度分析上，可以较好地分类研究城镇群体的相互作用机制。一般来讲，可以将城镇之间相互联系分为自然、经济、技术、社会和行政五种基本类型。

戴维斯（Davies，1990）认为，城市间的联系从一开始便具有区域联系的特征。目前，区域城市间联系的特征是，相互作用的数量（或规模）和速度有了引人注目的增加。在城市群经济空间联系中，呈现出持续高水平的、以地区为相互作用的特征，具有空间结构流的形式。

G.Mulgan（1991）比较全面地分析了网络通讯技术对城市产业结构、城市间经济联系及城市体系地域扩展的促进作用[75]。格罗姆和马拉文（Graham，Marvin，1996）将信息技术对城市空间经济联系的作用概括为四种效应：协作效应、替代效应、衍生效应和增强效应[76]。Seil Mun（1997）建立了城市群的人口规模、工业结构、贸易水平、土地扩展及房产发展等与城市运网结构间的相互关系模型，强调运网投资带来的城市内部空间集聚特征以及运网发展引起的城市规模结构的空间分异现象[77]。Kobayashi（1997）则以高速铁路系统建设为例，探讨了快速交通对城市资本、知识交流、城市规模分布、城际间相互作用等空间结构的影响，并建立多因子区际增长模型，动态模拟了城市群经济联系的发展[78]。T.Bunnell，P.A.Barter和S.Morshidi（2002）在评估大都市带区信息、技术、运输交流联系特征的基础上，分析了近几十年全球化进程中的城市社会空间联系扩展的演变过程[79]。

对于城市群经济空间联系的未来发展趋势，朱英明认为，随着城市群区域经济的全球化步伐加快，城市群将会产生三种典型的技术—空间集聚。

表2.2　城市群区域技术-空间集聚的三种类型[80]

续表

城市群区域的核心城市逐渐转化成孵化新的创新产业的基地。更少的劳动力密集的新的技术体系和产业关系的建立，使产业再组织的方式发生变化。新泰勒主义和新福特主义的生产方式在远离核心城市的其他地区广泛应用，而核心大都市成为具体体现新的技术及其社会化的场所。

张会清、王旭（2005）着重探讨长江三角洲城市群两个副中心城市——南京和杭州间的竞合关系[81]。易开刚（2005）则将长三角城市群商贸经济一体化的运作机制总结为：规划对接与定位协调机制，产业分工与优势互补机制，资源共享、价值共创、利益共占机制，以及辐射与集聚机制[82]。张虹鸥、叶玉瑶等（2004）采用城市流强度指标测度了珠三角城市群内城市间相互作用和联系的程度[83]。戴学珍（2005）利用空间相互作用理论对京津冀城市群的双核——京津之间的空间互动与一体化发展问题进行了比较系统的研究，揭示了京津空间互动的历史演变和基本特征，探讨了京津两地实现市场和生产一体化的动机、现状和途径[84]。江曼琦、林泉（2006）则着重探讨了交通基础设施建设对京津两地分工、合作关系的影响[85]。

马智胜、孙育平（2005）探讨了城市群内部空间结构与城市间功能分工的关系，认为前者对后者起决定性作用，城市群内城市间分工与联系的强度主要取决于城市经济活动的影响力，即投资集聚能力、市场集聚规模和技术经济水平[86]。刘宏在其博士论文中，以赫克歇尔—俄林定理为依据，提出了城市群循环分工理论假说：群内城市的核心要素决定城市产业结构，这种由核心要素决定的产业结构决定城市间的产业分工模式；城市产业结构改变城市价值空间，改变城市群的价值空间结构；而城市价值形成过程又影响着城市的规模等级；不同规模等级的城市会吸引不同的核心要素；核心要素的不同进一步决定产业结构，如此循环往复，不断累积就形成了群内城市分工体系[87]。

欧阳南江（1996）[88]从专业化部门的数量和发展水平以及专业化部门地区分布和组合两个方面揭示了20世纪90年代珠江三角洲工业地域分工的基本特点，认为虽然不少城市存在专业化部门多而不精、工业结构趋同的问题，但珠江三角洲地域分工格局已开始形成。

范剑勇（2004）[89]、刘传江等（2005）[90]研究发现，随着长江三角洲地区一体化进程不断推进，上海的制造业份额趋于下降，周边地区制造业份额不断增加，并且，上海与周边地区制造业结构差异不断扩大，各地区专业化倾向有所增强。王维工（2003）[91]、赵丽与夏永祥（2004）分析了长江三角洲地区工业的区域分工现状。通过对长江三角洲地区的区域分工协作状况、工业化水平和产业结构现状的分析，城市间产业结构的低水平趋同及其背后深层次的原因都是长三角地区为实现区域经济一体化所必须破除的樊篱。并认为长三角地区各城市的产业结构趋同正是长三角地区得以形成一个经济区域的基础，也是实现长三角经济一体化的基础，产业结构趋同不一定是坏事[92]。

相对于长三角和珠三角城市群，京津冀城市发展较慢，没有形成合理的城市职能分工体系。陈航等（2005）[93]运用因子分析法对京津冀城市群内各城市职能的现状进行量化分析，认为京津冀城市群内各个城市的职能并没有发挥出自身的基础和优势。城市各个部门发展都相对平庸，城市之间竞争大于合作。因此，只有实现京津冀城市群内各城市职能的整合，才能提高京津冀城市群整体的竞争力。

刘东勋（2005）对中原城市群九城市的产业结构特征和比较优势进行了分析，认为中原地区正处于经济崛起的初期阶段，中原城市群带动战略是中原腾飞的重要推动力，充分发挥中原城市群九城市各自的比较优势并进行产业分工，以大工业、大市场建立发达的专业化协作体系则是经济一体化的主要内容。为此，必须构筑发达的交通运输网络，建立统一的劳动市场和信息共享平台，加强各城市发展战略的协调[94]。

徐康宁（2005）认为产业分工是长三角城市群合作机制中最难破题的，但也是最关键的——没有产业上的适当分工，就没有真正的城市群一体化发展，也就没有真正形成有机的优势互补的城市群。长三角城市群内部合作在取得成绩的同时，还存在着诸多不足，其中最为突出的就是表现在产业分工上，城市间工业体系相似，结构雷同。长三角城市普遍的“大而全，小而全”的产业构架给以后长三角地区的经济整合、结构优化与升级等一体化进程设置了巨大的障碍，城市群整体竞争力的提高也迫切需要区域内城市在现有进展的基础上，进一步加强产业间的合作[95]。

传统的区域空间结构理论主要是解释空间结构的自然演化结果，是对区域发展所导致的区域形态的一种诠释或者是历史描述。即使有解释，由于理论工具的缺乏，也主要归结于区域要素分布的非均匀性，而且解释缺乏系统性，对许多现象缺乏解释力。新经济地理的兴起，为人们解释空间结构提供了一种全新的视角，通过规模报酬递增和运输成本之间的循环累积关系，比较好地解释了区域空间结构问题中的两个最重要问题：产业集聚和产业分工问题。这也为我们研究区域空间结构问题提供了一个比较好的理论工具。

城市群作为一个特殊的区域，城市群空间结构也成为区域经济学家、地理学家的一个重要研究对象。最早对城市群现象予以关注的是地理学家，由于学科背景的不同，地理学家对城市群现象更多地从地理学的角度来研究其形成、发展的原因。经济地理学家在对城市群的研究中也已经注意到了交通运输在城市群发展中的作用，但是，他们关注的重点是交通运输在城市群发展中起“何”作用，而对“为何”起作用以及“如何”起作用即作用机制方面则相对关注较少。

经济学家对城市群的关注主要集中在城市的规模和等级结构体系方面，对城市群内城市间的分工虽然有所涉及，但关注还是相对较少。另外，经济学家虽然研究了交通运输对城市群空间结构的影响机制，但对交通运输与城市空间结构之间的双向反馈作用研究较少，也基本没涉及交通运输如何去适应和引导城市群空间结构。

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