徐懿德，尚正永

(蘇州科技大學(xué) a.建筑與城市規(guī)劃學(xué)院；b.地理科學(xué)與測繪工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215000)

小城鎮(zhèn)是城鄉(xiāng)之間的過渡區(qū)域，包括縣城在內(nèi)除設(shè)市以外的建制鎮(zhèn)[1]。不同小城鎮(zhèn)在功能等級上的聯(lián)系和劃分稱為城鎮(zhèn)體系[2]。城鎮(zhèn)體系的規(guī)模結(jié)構(gòu)是地理學(xué)的研究熱點之一，而分形研究(fractal studies)是當(dāng)代理論地理學(xué)研究的主要內(nèi)容之一[3]。分形理論是由Mandelbrot創(chuàng)立，在《英國的海岸線有多長》一文中首次闡明了分形思想[4]，并最早對城鎮(zhèn)規(guī)模分布的分?jǐn)?shù)維性質(zhì)展開了探討。D.Wong、A.S.Fothering ham和P.Frankhouser等先后研究了城鎮(zhèn)體系的位序-規(guī)模法則及Pareto分布與分維的關(guān)系。S.L.Arlinghaus和W.C.Aringhaus在早期的工作基礎(chǔ)上探討了L?sch中心地結(jié)構(gòu)的分形特征[5]。分形理論的產(chǎn)生與發(fā)展有助于解決和解釋非線性世界中一些具有隨機(jī)性和復(fù)雜性特征的現(xiàn)象和問題[6]。20世紀(jì)90年代，研究人員在基礎(chǔ)理論、應(yīng)用方法和實證研究方面[7]獲得了顯著成果。城鎮(zhèn)體系分形研究是分形理論在人文地理學(xué)應(yīng)用中的一個較為成熟的方面[8]，目前的研究主要著眼于國家、省域、市域等大區(qū)域?qū)用妫瑢h域?qū)用娴难芯肯鄬^少。因此，本文以蘇州市代管的太倉、昆山、常熟、張家港等市的小城鎮(zhèn)為研究對象,對縣域小城鎮(zhèn)人口規(guī)模結(jié)構(gòu)及其演變的分形特征進(jìn)行比較研究。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

蘇州市位于長江三角洲中部，江蘇省東南部，地處東經(jīng)119°55′～121°20′，北緯30°47′～32°02′，屬亞熱帶季風(fēng)海洋性氣候，東傍上海，南接浙江，西抱太湖，北依長江。截至2020年底，市域總面積8 657.32 km2，常住人口12 748 262人。蘇州代管的縣級市有昆山市、張家港市、常熟市、太倉市，四個縣級市地區(qū)總面積4 016.76 km2,占蘇州市的46.4%，常住總?cè)丝? 032 703人，占蘇州市的47.32%。

圖1 研究區(qū)略圖Fig.1 Sketch map of the study area

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文研究主要通過文獻(xiàn)研究法，如昆山市市志(1981-2010)、太倉市志(1986-2005)、張家港市志(1986-2005)、常熟市志、相關(guān)統(tǒng)計年鑒等，通過查詢、收集、整理有關(guān)小城鎮(zhèn)的文獻(xiàn)資料，對各縣級市城鎮(zhèn)人口數(shù)量、行政區(qū)劃調(diào)整與城鎮(zhèn)變遷情況等進(jìn)行梳理歸納，形成研究依據(jù)。

1.3 研究方法

1.3.1 城鎮(zhèn)首位度與四城鎮(zhèn)指數(shù)

根據(jù)馬克·杰斐遜(M.Jefferson)的城鎮(zhèn)首位度，用區(qū)域內(nèi)最大城鎮(zhèn)規(guī)模與第二位城鎮(zhèn)規(guī)模的比值來衡量城鎮(zhèn)規(guī)模分布狀況。首位度大的城鎮(zhèn)規(guī)模分布稱首位分布，計算公式為：

S2=P1/P2

(1)

其中，P1、P2為各個城鎮(zhèn)按人口規(guī)模大小排序后最大城鎮(zhèn)人口規(guī)模和第二位的城鎮(zhèn)人口規(guī)模。理論上而言，城鎮(zhèn)首位度越高，城鎮(zhèn)規(guī)模差異越大[9]。但是，僅僅用兩個城鎮(zhèn)的人口有時并不能很好地表示城鎮(zhèn)分布規(guī)模，為了彌補(bǔ)這種局限性，引用四城鎮(zhèn)指數(shù)作為另一指標(biāo)。

四城鎮(zhèn)指數(shù)：用區(qū)域內(nèi)第一大城鎮(zhèn)與第二、第三、第四大城鎮(zhèn)人口數(shù)量和比值來衡量城鎮(zhèn)規(guī)模分布狀況，計算公式為：

S4=P1/(P2+P3+P4)

(2)

其中，P1、P2、P3、P4為城鎮(zhèn)按人口規(guī)模大小排序后第一、二、三、四位的城鎮(zhèn)人口規(guī)模。“四城鎮(zhèn)指數(shù)”越高，說明鎮(zhèn)區(qū)人口在不同規(guī)模城鎮(zhèn)上分布越不均衡，城鎮(zhèn)規(guī)模差異越大。

1.3.2 城鎮(zhèn)人口規(guī)模結(jié)構(gòu)的分形模型

城鎮(zhèn)規(guī)模分布一直是城鎮(zhèn)體系研究的核心問題之一。就區(qū)域城鎮(zhèn)規(guī)模分布而言，在一定時空條件下具有分形性質(zhì)并滿足G·K·Zipf位序-規(guī)模法則[8]。但是，位序規(guī)模法則對城鎮(zhèn)等級規(guī)模分布模型的參數(shù)解釋具有局限性，因此采用位序規(guī)模法則與分形理論相結(jié)合方法。具體思路：對于一個特定區(qū)域，給定按城鎮(zhèn)人口規(guī)模從大到小排布的城鎮(zhèn)序號r，則相應(yīng)的城鎮(zhèn)人口數(shù)N(r)與r滿足關(guān)系[10]：

N(r)∝r-D

(3)

式(3)是一個分形模型，其中D是豪斯到夫(Hausdorff)分形維數(shù)，可轉(zhuǎn)化為：

lgN(r)=A-Dlgr(A為常數(shù))

(4)

而1949年G·K·Zipf提出了一個通用的城鎮(zhèn)規(guī)模分布法則：

(5)

2 結(jié)果分析

2.1 小城鎮(zhèn)的數(shù)量變化

通過文獻(xiàn)研究的方法，對昆山市、常熟市、張家港市和太倉市行政區(qū)劃調(diào)整與城鎮(zhèn)變遷情況進(jìn)行了歸納總結(jié)，具體情況見表1、表2、表3、表4。總體上可大致分為3個階段，即建制鄉(xiāng)改建制鎮(zhèn)、建制鎮(zhèn)合并和建制鎮(zhèn)改街道3個階段。

第一階段是1985—1995年，建制鄉(xiāng)改建制鎮(zhèn)階段。此階段的行政改革主要通過建制鄉(xiāng)改建制鎮(zhèn)，在縣域范圍內(nèi)減少建制鄉(xiāng)的數(shù)量，至1995年末建制鄉(xiāng)全面改革為建制鎮(zhèn)，實行鎮(zhèn)管村體制。其中昆山市在1990年末率先完成，同時也成為江蘇省第一個“無鄉(xiāng)之市”。常熟市建制鄉(xiāng)改建制鎮(zhèn)的幅度最大為32個，其次是張家港市25個，太倉市21個，昆山市最少為18個。鄉(xiāng)鎮(zhèn)總體數(shù)量有所收縮，但總體收縮程度不大，其中張家港市最大，鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)從27個收縮至23個。

表1 太倉市行政區(qū)劃調(diào)整與城鎮(zhèn)變遷Tab.1 Adjustment of administrative divisions and urban changes in Taicang City

第二階段是1996—2009年，建制鎮(zhèn)合并階段。這一階段改革目的主要是精簡建制鎮(zhèn)機(jī)構(gòu)，擴(kuò)大建制鎮(zhèn)規(guī)模，集中人口和生產(chǎn)資料，從而加快建制鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在此階段，常熟市建制鎮(zhèn)數(shù)量變化最大，建制鎮(zhèn)的數(shù)量從1996年的32個收縮至2009年末的10個，收縮幅度為69%。太倉市位列第二，建制鎮(zhèn)數(shù)量從22個收縮至7個，收縮幅度為68%。張家港市位列第三，從23個收縮至8個，收縮幅度為65%。昆山市建制鎮(zhèn)合并數(shù)量最小，從20個收縮至10個，收縮幅度為50%。此后，昆山市、常熟市、張家港市和太倉市建制鎮(zhèn)數(shù)量收縮幅度很小，基本穩(wěn)定，撤鄉(xiāng)并鎮(zhèn)工作基本結(jié)束。

第三階段是2010年至今，經(jīng)撤鄉(xiāng)并鎮(zhèn)調(diào)整之后，在縣域范圍內(nèi)形成了新的行政區(qū)劃格局[12]，即建制鎮(zhèn)改街道階段。建制鎮(zhèn)改街道是城市發(fā)展的必然后果，隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化水平不斷提高，中心城鎮(zhèn)發(fā)展受到空間的限制，城鎮(zhèn)向外擴(kuò)張成為必然選擇，處于相鄰的建制鎮(zhèn)成為中心城鎮(zhèn)吞并的對象。從2010年至今，常熟市由建制鎮(zhèn)改為街道的數(shù)量最多為6個，分別是莫城街道、虞山街道、琴川街道、常福街道、東南街道及碧溪街道，占建制鎮(zhèn)總數(shù)的43%。其次是太倉市和張家港市，建制鎮(zhèn)改街道都為3個，分別是科教新城、婁東街道、陸渡街道，金港街道、后塍街道、德積街道，占建制鎮(zhèn)總數(shù)的33%和30%。昆山市目前尚未有建制鎮(zhèn)改街道，建制鎮(zhèn)總數(shù)為10個。

表2 昆山市行政區(qū)劃調(diào)整與城鎮(zhèn)變遷Tab.2 Adjustment of administrative divisions and urban changes in Kunshan City

表4 張家港市行政區(qū)劃調(diào)整與城鎮(zhèn)變遷Tab.4 Adjustment of administrative divisions and urban changes in Zhangjiagang City

2.2 小城鎮(zhèn)的等級規(guī)模變化特征

2.2.1 人口數(shù)量

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計年鑒、第五次全國人口普查、第六次全國人口普查和第七次全國人口普查報告得到各縣級市人口數(shù)據(jù)(見表5)。從人口數(shù)量來看，昆山市人口數(shù)量最多為2 092 496人，常熟市位列第二位1 677 050人，太倉市人口數(shù)量最少為831 113人；從人口增量來看，昆山市增量亦最大，為1 557 377人，其次是常熟市，增量為679 019人，接著是張家港市為649 344人，太倉市增量最少，為395 754人；從人口年平均增長率來看，昆山市年平均增長率最高，為8.31%，太倉市位列第二，為2.6%，張家港市位列第三，為2.37%，常熟市相對最低為1.94%。

2.2.2 城鎮(zhèn)首位度與四城鎮(zhèn)指數(shù)變化

采用城鎮(zhèn)人口作為衡量城鎮(zhèn)規(guī)模的主要指標(biāo)，運用城鎮(zhèn)首位度和四城鎮(zhèn)指數(shù)這兩種數(shù)學(xué)方法對1985年、2000年、2009年和2020年這4個時間點進(jìn)行數(shù)據(jù)計算。

表5 不同年份人口總量 (人)

表6 不同年份四市首位度和四城鎮(zhèn)指數(shù)Tab.6 The first degree of four cities and the index of four towns in different years

按照位序-規(guī)模的原理，正常的城鎮(zhèn)首位度為2，四城鎮(zhèn)指數(shù)為1。由表6的計算結(jié)果可知，2000年之前各縣級市城鎮(zhèn)首位度和四城鎮(zhèn)指數(shù)均大于理想值，說明城鎮(zhèn)規(guī)模差異較大。隨著行政區(qū)劃的調(diào)整，目前昆山市和張家港市城鎮(zhèn)首位度和四城鎮(zhèn)指數(shù)大于理想值，其中昆山市城鎮(zhèn)首位度及四城鎮(zhèn)指數(shù)皆為最大，分別為3.18和1.63，說明昆山市城鎮(zhèn)規(guī)模差異最大，鎮(zhèn)區(qū)人口在不同規(guī)模的城鎮(zhèn)上分布最不均衡；而太倉市和常熟市均小于理想值，其中太倉市城鎮(zhèn)首位度和四城鎮(zhèn)指數(shù)最小分別為1.1和0.49，說明太倉市城鎮(zhèn)規(guī)模差異最小，鎮(zhèn)區(qū)人口在不同規(guī)模的城鎮(zhèn)分布最均衡。

2.2.3 城鎮(zhèn)人口規(guī)模結(jié)構(gòu)的分形特征

根據(jù)城鎮(zhèn)等級規(guī)模結(jié)構(gòu)的分形分析方法，以太倉市1985年城鎮(zhèn)人口為例，進(jìn)行城鎮(zhèn)規(guī)模大小排序(見表7)，按此類方法在EXCEL中以lnr為橫坐標(biāo)，以lnP(r)為縱坐標(biāo)，分別做出各市1985年、2000年、2009年和2020年城鎮(zhèn)規(guī)模分布雙對數(shù)坐標(biāo)圖，結(jié)果如圖2、圖3、圖4和圖5所示。結(jié)果顯示，相關(guān)系數(shù)R2大都在0.9以上，說明相關(guān)性好，可以進(jìn)行分形分析。昆山市對應(yīng)的q值為1.323 5、1.014 2、1.221 2和1.553 2，而對應(yīng)的分形維數(shù)D分別為0.755 6、0.986、0.818 9和0.643 8。常熟市q值為1.052 3、1.115 4、0.841 6和0.878 1，分形維數(shù)D值為0.950 3、0.896 5、1.138 8和1.162 1。張家港市q值為1.381 3、1.026 2、1.178和1.057 3，分形維數(shù)D值為0.724、0.974 5、0.848 9和0.945 8。太倉市q值為1.417 8、1.224 5、1.024 2和0.788 3，分形維數(shù)D值為0.705 3、0.816 7、0.976 4和1.268 6?？梢缘贸隼ド绞泻蛷埣腋凼衠值>1，D值<1，昆山市更明顯，說明昆山市城鎮(zhèn)體系人口規(guī)模結(jié)構(gòu)最分散，人口分布差異程度最大，首位城鎮(zhèn)的壟斷性最強(qiáng)。而常熟市和太倉市D值變化比較大，主要是受建制鎮(zhèn)改街道的影響，調(diào)整了原先城關(guān)鎮(zhèn)的行政區(qū)域，其中太倉市目前q值最小，D值最大，說明太倉市城鎮(zhèn)規(guī)模分布最集中，人口分布最均衡，中間位序的城鎮(zhèn)數(shù)目最多。驗證了城鎮(zhèn)首位度和四城鎮(zhèn)指數(shù)的計算結(jié)果。

表7 1985年太倉市城鎮(zhèn)人口規(guī)模等級 (人)

位序歸莊鄉(xiāng)鹿河鄉(xiāng)新湖鄉(xiāng)陸渡鄉(xiāng)新塘鄉(xiāng)九曲鄉(xiāng)王秀鄉(xiāng)板橋鄉(xiāng)牌樓鄉(xiāng)時思鄉(xiāng)老閘鄉(xiāng)沙溪鄉(xiāng)人口68967262357056353550246140735332747lnP(r)6.546.516.436.356.336.286.226.136.015.875.793.85lnr2.562.642.712.772.832.892.9433.043.093.143.18

圖2 昆山市規(guī)模分布雙對數(shù)坐標(biāo)圖Fig.2 Double logarithmic coordinate graph of the size distribution of Kunshan City

圖3 常熟市規(guī)模分布雙對數(shù)坐標(biāo)圖Fig.3 Double logarithmic coordinate graph of the size distribution of Changshu City

圖4 張家港市規(guī)模分布雙對數(shù)坐標(biāo)圖Fig.4 Double logarithmic coordinate graph of the size distribution of Zhangjiagang City

圖5 太倉市規(guī)模分布雙對數(shù)坐標(biāo)圖Fig.5 Double logarithmic coordinate graph of the size distribution of Taicang City

3 結(jié)論與討論

3.1 主要結(jié)論

研究表明，昆山市、常熟市、張家港市和太倉市城鎮(zhèn)人口規(guī)模分布都具有明顯的分形特征，表現(xiàn)出自相似結(jié)構(gòu)，說明分形理論適合本區(qū)域城鎮(zhèn)人口規(guī)模結(jié)構(gòu)的分析比較研究，因此昆山市、常熟市、張家港市和太倉市在未來的城鎮(zhèn)體系規(guī)劃中可以運用分形思想設(shè)計城鎮(zhèn)體系規(guī)劃的等級規(guī)模結(jié)構(gòu)。

從小城鎮(zhèn)數(shù)量來看，常熟市收縮幅度最大，數(shù)量從1985年的34個收縮至2022年的14個。其次是張家港市和太倉市，分別從27個收縮至10個與24個收縮至9個。昆山市收縮幅度最小，從21個收縮至10個。目前，常熟市建制鎮(zhèn)改街道的數(shù)量最多，為6個，占建制鎮(zhèn)總體數(shù)的43%。其次是太倉和張家港，建制鎮(zhèn)改街道都為3個，分別占建制鎮(zhèn)總數(shù)的33%和30%。昆山目前尚未有建制鎮(zhèn)改街道。

從人口數(shù)量來看，無論人口總量還是增量，昆山市都處于領(lǐng)先地位，其次是常熟市和張家港市，太倉市相對較少，但人口年平均增長率僅次于昆山市。

從城鎮(zhèn)規(guī)模分布來看，歷年昆山市分維值D為0.755 6、0.986、0.818 9和0.643 8。常熟市D值為0.950 3、0.896 5、1.138 8和1.162 1。張家港市D值為0.724、0.974 5、0.848 9和0.945 8。太倉市D值為0.705 3、0.816 7、0.976 4和1.268 6。目前，昆山市和張家港市D值小于1，說明城鎮(zhèn)體系等級規(guī)模分布比較分散，尤其昆山市，人口分布差異最大，首位城鎮(zhèn)的壟斷性最強(qiáng)；常熟市和太倉市的D值大于1，說明城鎮(zhèn)規(guī)模分布比較集中，尤其是太倉市人口分布最為集中，中間位序的城鎮(zhèn)數(shù)目最多。

3.2 對策建議

通過梳理小城鎮(zhèn)的數(shù)量變化情況，根據(jù)對昆山市、常熟市、張家港市及太倉市城鎮(zhèn)人口規(guī)模結(jié)構(gòu)的分維測算結(jié)果，目前昆山市和張家港市城鎮(zhèn)的首位度較高，相比之下常熟市和太倉市城鎮(zhèn)體系規(guī)模分布還沒有達(dá)到最合理狀態(tài)，因此，常熟市和太倉市要重點突出中心城鎮(zhèn)的建設(shè),促進(jìn)生產(chǎn)要素向其集聚，實現(xiàn)城鎮(zhèn)的規(guī)模擴(kuò)張和功能擴(kuò)張。充分利用市政府駐地的區(qū)位優(yōu)勢條件,發(fā)揮較其他城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)實力相對雄厚的優(yōu)勢，擴(kuò)大對縣域物資、資金、人才、科技等要素集散的輻射帶動功能，整體帶動縣域小城鎮(zhèn)的綜合發(fā)展。加強(qiáng)以交通為主的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，通過提高城鄉(xiāng)之間的通達(dá)性水平來促進(jìn)城鄉(xiāng)之間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，以時間的可達(dá)性來縮短空間距離，從而放大城鄉(xiāng)之間空間上的聯(lián)系強(qiáng)度，促進(jìn)城鄉(xiāng)融合發(fā)展。