【作者简介】
路青，规划师，北京大学城市与环境学院博士研究生
蔡震，通讯作者，教授级高级规划师，注册城乡规划师，清华大学创新领军工程博士研究生，深圳市城市空间规划建筑设计有限公司院长
吴昊天，高级规划师，清华大学建筑学院博士研究生
顾渐萍，副教授，博士，现任职于重庆大学管理科学与房地产学院
摘要
进入“十四五”规划时期，在我国新型城镇化发展中，都市圈将成为未来城镇化主体形态之一。文章通过梳理和总结都市圈的概念内涵及其结构和范围界定的理论与方法，以我国32个主要都市圈为对象，对我国都市圈进行全景式扫描，通过人口、土地和产出3个主要指标之间的比较与关联，探索我国都市圈发展的潜在规律，发现我国都市圈存在3条重要的发展曲线，分别为“倒U型”都市圈阶段曲线、“螺旋阶梯型”都市圈成长路径曲线和“对数线型”都市圈增长极限曲线。
[关键词]都市圈；演进曲线；成长路径；增长极限；规律
[文章编号]1006-0022(2021)10-0005-07
[中图分类号]TU984
[文献标识码]B
[引文格式]路青，蔡震，吴昊天，等．中国都市圈全景扫描及其发展规律研判[J]．规划师，2021(10)：5-11．
0 引言
我国已经进入城镇化中后期发展阶段。党的十九大报告指出，要以城市群为主体，构建大、中、小城市和小城镇协调发展的格局。都市圈与城市群发展将成为未来中国城镇化发展的主旋律。早在国家的“十一五”规划纲要中就提出了以城市群作为城镇化主体形态的战略，“十二五”和“十三五”规划纲要继续强调了这一城镇化战略，当时“都市圈”往往在地方规划实践中被提及，在学界出现了都市圈、城市群等众多相关概念混用的现象。随后《国家新型城镇化规划(2014—2020年)》明确了国家城镇化“两横三纵”的基本格局及城市群发展战略，进一步提出了“培育形成通勤高效、一体化发展的都市圈”。2019年2月19日《国家发展和改革委员会关于培育现代化都市圈的指导意见》出台，指出“发展都市圈填补了我国城镇化战略的最后一块拼图”[3]。2020年11月发布的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》再次强调“发挥中心城市和城市群的带动作用，建设现代化都市圈”。
都市圈的形成和发展是城镇化发展到较高阶段的产物，以核心城市及其周边区域构成的都市圈是参与国际竞争与合作的主要载体和平台，其具有更高的经济效率、强大的辐射能力和“场效应”。目前，我国以大城市、特大城市及超大城市为核心的各大都市圈发展得如火如荼，这些大都市圈是经济发展的“发动机”，是产业升级与科研创新的动力源。有数据显示，在我国近十年的城镇人口增长中，70％以上的人口集聚在全国三十几个大城市、特大城市、超大城市及其周边区域，这说明我国的城镇化发展已经进入都市圈时代。
1都市圈的相关要素界定
1.1 都市圈相关概念辨析
自20世纪80年代始，与都市圈相关的各种概念开始在我国出现，由于各学者的研究领域和个人认识的差异及翻译用语的偏好，相关的研究混杂，出现了概念混用的现象。经过学界三十多年的讨论与辨析，慢慢出现了都市区、都市圈和城市群3条主线。
(1) 都市区。
都市区是国外最常用的城市功能地域概念之一，已有百年历史，如美国的Metropolitan District。经过我国周一星、顾朝林 、孙胤社 和胡序威等众多学者的努力 ，都市区的概念与空间界定在我国得以确立。随后这一概念被广泛运用，但其用法经常被扩展为“大都市区”，也因此常与都市圈、城市群(带) 交叉混用, 近几年经过不断的比较辨析和深化认识，都市区概念和内涵逐渐缩小为都市圈的基本单元和核心区域。
(2) 都市圈。
都市圈的概念源于20 世纪50 年代的日本，并且已经有相当成熟的理论和实践经验。我国学者周起业、沈立人 、王建 、高汝熹 、张京祥及张伟等都对都市圈的概念进行了引进与阐述，并在国内的规划实践中加以应用。都市圈的概念和内涵虽然也有被扩大化甚至有时与城市群混用，但是总体来说学界对其的认知没有本质上的争议，并形成了两个关键共识：①都市圈是以一个或多个大城市作为中心城市的；②都市圈一般指与中心城市有紧密经济联系的周围一体化地区。
(3) 城市群。
相较于都市圈，城市群的概念无论是来源与发展都更具有争议性，我国多数学者认为城市群的概念源自法国地理学家Gottmann 的巨大城邦、大都市带(Megalopolis)，也有学者将城市群概念溯源至更早的Howard 的社会城市、Geddes 的集合城市(Conurbation) 等相关著述和理论。在国内外的研究与实践中，与城市群相近似的概念层出不穷，包括McGee 的超级都市区(Mega Urban Region)及城乡融合区(Desakota)、Ginsburg 的大都市延伸区(Extended Metropolitan Region)、周一星的都市连绵区(Metropolis Interlocking Regions)和Peter Hall 的巨型城市区域(Mega-City Region) 等。国内城市群的概念由姚士谋提出并得到广泛的应用，随后，吴启焰对其概念进行了丰富。国家“十一五”规划纲要中采用了这种城市群的提法，使得原本繁杂的城市群相关概念得以明确。之后，肖金成、方创琳等学者对城市群的概念做了进一步的梳理和论述 。
通过简要地辨析相关概念可以看出，都市区—都市圈—城市群是一个由小到大、在不同发展阶段层层嵌套的体系。面对当前我国城镇化、城市区域化高速发展的形势，都市区已不再具有太大的实践价值，而都市圈与城市群则具有更广阔的研究前景和实践应用价值。其中，都市圈主要以核心城市及其影响区域为重点，力图构造城市区域一体化发展格局；城市群则侧重于城市与城市之间的群体网络关系，试图促进网络格局优化和战略协同。从实际应用角度看，都市圈具有自下而上的实践特色特征，城市群具有自上而下的政策引导特征。从发展阶段看，城市群是都市圈发展的更高级阶段。
1.2 都市圈空间结构与范围界定
虽然学界对都市圈的概念、内涵已基本达成共识，但是对于都市圈的范围界定却难以形成一致或公认的标准。从国际视野看，各国在政治经济体制、行政区划、社会架构和财政体系等方面大相径庭，所以其发展的动力机制和空间逻辑也都各有特点，难以进行直接简单的比较及理论和标准的借用。从国内的理论和实践看，都市圈的空间结构与范围界定大致可以分为两大类：一是以理论研究为主体的方向，几乎所有上文提到的阐述都市圈理论的学者都相应给出了都市圈范围的界定理念、方法或标准；二是基于单个都市圈规划实践进行范围界定而提炼出的方法、标准，总体来说更加切实和精细。但是两者之间难以达成完全的统一，主要是因为我国地域发展不均衡，个体城市和都市圈在地域、人口、发展阶段等方面差异很大，难以形成统一的认识和标准，如要通过中国都市圈全景扫描归纳其相关发展规律，则需要确定一个简洁、通用和可比较的都市圈范围界定方法。
1.2.1 都市圈空间结构
学界对于都市圈的概念和内涵最大的共识在于核心城市和其周边区域影响的范围，这基本上确定了都市圈的通用结构。从空间影响角度看，根据Friedman的城市场(Urban Field) 理论，都市圈由核心城市和环绕其周围的“城市场”构成。就城市向周边拓展与影响关系而言，都市圈包括实体空间、外接空间和外联空间三重空间，这三重空间组成了圈层结构系统。按城市区域活动的强度和性质，还可以将都市圈分为核心圈、外围圈和机会圈，也是一个分层结构。受木内信藏“三地带学说”(中心地域、周边地域和边缘广阔腹地) 影响的日本都市圈也具有圈层性质。通过对国外各都市圈空间范围的比较发现，国外的都市圈空间呈现出圈层分异特征。我国众多学者在对都市圈概念、内涵及边界范围进行界定时，也多采用了明显的圈层结构。在这一基本结构的基础上，都市圈的集聚和扩散会在不同方向上表现出不同强度，呈现出明显的廊道形态，且往往结合区域基础设施廊道展开，并受区域吸引力、地形空间的限制。都市圈的这一通用结构可以概括为“圈层+廊道”模型。现实中，都市圈所展现出来的空间形态均是在这一基本结构模型的基础上变形或组合而成的。
1.2.2 都市圈空间范围界定
关于都市圈空间范围界定的国内外理论、方法和实践极其丰富，总结起来可以分为5个方面：①按照核心城市的地域特征和范围来确定(地域导向)；②按照人口数量与人口密度进行划分和界定(人口导向)；③按照交通通勤确定范围与边界(交通导向)；④按照经济联系密度与结构划定边界(实力与功能导向)；⑤多种辅助方法校核(修正导向)。
结合都市圈的空间结构可以提炼出一套可供比较研究的、简洁通用的界定方法。将都市圈的空间结构划分为3个圈层：核心圈、城市圈和都市圈。核心圈是城市空间实体最紧密的地带，可以通过建成区、人口密度、服务水平等方式确定。核心圈成“块状”或“团状”，而非一个“点”，体现了不同城市的差异，同时也为外围圈层交通通勤的起点或到达边缘提供依据。城市圈是城市外围最紧密的联系地带，可以通过通勤率来确定，再辅以其他方法进行校核。最外围的都市圈体现着城市的影响范围边界，可以引入极限通勤的概念(在我国都市圈，核心城市的平均通勤时间为40～60分钟，极限通勤时间为60～100分钟)，按照时空等时范围来界定基本范围，再结合多元数据进行校核，最后为便于数据获取和比较，按照所涉及的乡镇或县域行政边界划定。
2 中国都市圈全景扫描
2.1 研究对象及数据来源
选取全国(不含港澳台地区)32个主要城市作为研究对象，其中31个位于胡焕庸线以东地区。包括4个直辖市(北京、上海、天津和重庆)、5个计划单列市(深圳、大连、青岛、宁波和厦门)；10个副省级省会城市(广州、南京、杭州、武汉、成都、西安、哈尔滨、长春、沈阳和济南)；11个地级省会城市(郑州、合肥、长沙、昆明、南昌、南宁、太原、贵阳、福州、石家庄和海口)，以及1个地级市(苏州)，另包括位于胡焕庸线以西的“一带一路”重要核心城市乌鲁木齐。
数据来源包括国家及地方统计数据(2018)、中国联通智慧足迹手机信令数据(2019)、高德POI兴趣点数据(2019)、高德通勤数据(2019)、DMSP/OLS遥感灯光数据(2015)及遥感影像数据(2018)等。
2.2 都市圈划定
依据人口分布密度、设施空间密度及经济生产活动强度等因素，将区域中发展强度最高且在区域中承担中心职能的空间单元确定为核心圈。核心圈的确定过程具体如下：以公里网格对中心城市的六类能反映人类活动和城市公共服务的POI数据(住宿、政府、餐饮、金融机构、科研教育和办公大厦)及居住人口、休闲人口的数量进行统计，归一化处理后加权得到各公里网格的得分，提取得分大于15分的单元作为基础图层，对乡镇街道数据进行筛选，得出核心区的初始边界，进而使用灯光指数数据完成校核(反映经济生产活动集中水平)，提取灯光指数值大于一定阈值的区域与核心区初始边界进行空间交集运算，从而得到校核后的都市核心圈(图1)。
图1 都市圈核心圈层确定方法示意
城市圈圈层是区域内与核心圈具有紧密联系的空间单元，选取能够直观反映不同区域联系程度的通勤水平作为指标。基于高德地图通勤数据，以核心圈周边的区县为基本单元，识别与核心圈通勤率大于10％的区县单元为城市圈圈层范围。
都市圈圈层是区域内与城市圈具有紧密联系的空间单元，基于极限通勤时间(一般取90分钟)，通过到都市核心圈层边缘的交通阻力模型计算出等时范围线，再将该等时范围线所涉及的区县单元纳入都市圈圈层范围。至此，可以划定出核心圈、城市圈和都市圈的范围，形成该都市圈的范围边界，随后的各项校核、统计、比较研究、专项研究及深化研究均在此基础上展开(表1)。
表1 我国32个都市圈基础数据统计结果
2.3 都市圈发展的3个规律认识
自改革开放以来，我国的政治体系与经济环境处于一个相对稳定的状态，因此各都市圈发展经历着几乎同样的历程。由此可以推断，当前较发达都市圈所呈现出的状态大概率会成为较不发达都市圈未来将呈现出的状态。当前所有都市圈的状态构成的图景，可以视为一条都市圈发展的轨迹。因此，可以尝试用多个对象静态现状完成都市圈发展动态过程描绘，进而实现规律发掘。
2.3.1 “倒U型”都市圈阶段曲线：都市圈空间范围与发展强度的关系
都市圈范围与发展强度的关系呈“倒U型”的曲线。根据各都市圈在“倒U型”曲线中所处的位置，可将各都市圈划分为“内外皆弱型”“内强外弱型”“内外皆强型”3个类型，同时这也是都市圈发展的3 个阶段(图2)。
图2 “人均GDP—都市圈面积”相关性曲线
“内外皆弱型”的都市圈位于“倒U 型”曲线左下方，该阶段都市圈内人均GDP 普遍较低，核心城市( 核心圈)与区域腹地( 城市圈、都市圈) 发育缓慢，内外经济联系强度较弱，长距离通勤占比低，都市圈所覆盖的面积较小，对外辐射的空间有限。
“内强外弱型”位于“倒U 型”曲线的顶点附近，呈现出“较为广阔的都市圈范围+ 一般水平的人均GDP”的特征。处于此阶段的都市圈核心城市(核心圈) 较为发达，但外围区域的经济发展水平较低，核心与边缘地区在经济水平上存在较大落差，这种状况在都市圈通勤行为上体现为长距离通勤占比偏高，也使得都市圈面积较大。
“内外皆强型”位于“倒U 型”曲线的右下方，最为明显的特征是具备较高的经济发展强度，但由于周边地区的经济发展水平也比较高，其长距离通勤交通比重不高，因此基于通勤率的都市圈范围反而会比“内强外弱型”的小，在某种程度上，该类都市圈正在进入城市群的发展阶段。若从经济联系强度层面判断，预计这些都市圈的经济影响范围将扩展至更加广阔的城市群网络。
2.3.2 “螺旋阶梯型”都市圈成长路径曲线：人口集聚与经济效率的关系
都市圈的成长路径可视为“人口集聚—产业升级”的螺旋循环上升过程，人口集聚为都市圈产业升级奠定了基础，产业升级为都市圈经济效率的提升带来了动力。已有学者证明城市的人口密度与经济发展速率呈现出一个“倒U型”曲线关系，即在一定范围(城市或国家行政边界)内，随着人口的集聚，经济发展的速率呈现出先升后降的态势。在人口密度增长的前期，经济发展动力以人口红利效应为主，经济发展速度较快，而到达一定的拐点就会出现人口密度过高带来的拥挤效应，经济发展速度下降。
由于都市圈的面积随着经济的发展会处于一个动态变化的过程，因此都市圈在一定程度上遵循与此并不相同的规律。都市圈中人口密度提升与经济发展关系演变将会呈现出更为复杂的过程，大体上可以划分为两类主要过程：在A类过程中，城市资源主要向产业投入，在产业集聚和快速发展的带动下，都市圈经济规模增长，经济效率提升，都市圈的整体实力得到增长，人均收入得以提高；在B类过程中，人均收入的增长将会促进人口在都市圈聚集，而到达经济增长效率的高点后，经济效率会发生停滞，而城市的建设投入重点将集中在城市公共服务设施和基础设施方面。对于都市圈而言，B类过程的人口规模集聚和基础设施投资会给下一轮的A类过程依托产业升级实现的经济效率提升奠定基础(图3)。
图3 都市圈“人口集聚—产业升级”成长周期示意
总体上看，在一个循环周期内，都市圈将在上一循环周期所完成的人口规模基础上，通过产业升级完成经济效率的提升，而到了周期的后半段，当经济效率达到一定的高度后，人口规模又开始增长，城市福利将会明显提高。同时，这种循环的摆幅将越来越大(拐点与回归线的位置越来越远)，周期也将越来越长(完成一个循环的过程所需的时间也将越来越长)。都市圈完成不同阶段的跃迁升级的门槛将会越来越高，由于某些环节的失败，一些都市圈发展的状态将可能停滞，难以跃升至更高能级(图4)。
图4 “人口密度—地均产出”相关性曲线
找准都市圈在“人口集聚—产业升级”过程中的位置，对于识别都市圈发展重点具有重要的现实意义。都市圈人口集聚与产业升级的关系，在城市运营与管理上，体现为产业发展与城市基础设施建设工作重点的处理，这一点对于企业进行布局尤为重要。
基于以上判断，在都市圈人口集聚到一定的程度时，该区域未来的发展趋势将主要呈现为产业加速发展和升级，如成都都市圈及西安都市圈。因此，对于处于该状态的都市圈，应在适宜的位置进行产业园区与产业新城的建设，强化产业培育。当产业发展到一定的阶段，经济效率会到达周期峰值，较高的经济水平将会吸引更多外来人口在都市圈集聚，如广州都市圈及宁波都市圈。因此，处于该状态的都市圈对于强化城市配套基础设施建设、提供充足住宅具有较高需求。
2.3.3 “对数线型”都市圈增长极限曲线：土地生产与劳动力生产效率的关系
都市圈发展的极限状态往往体现在都市圈的生产效率上，都市圈发展核心生产要素存在从土地到人口的转变过程。同时，在都市圈发展到达一定阶段后，人均产出存在收敛、接近增长边际的现象。从“地均产出—人均产出”“人口密度—人均产出”两条曲线，均能显著看出都市圈可以分为在曲线左下、右上的两组(图5，图6)。
图5 “地均产出—人均产出”相关性曲线
图6 “人口密度—人均产出”相关性曲线
在都市圈发育初期(曲线前半段)，产业结构以第二产业为主，由于第二产业多为资源与资本密集型产业，处在该阶段的都市圈还未产生很强的人口集聚能力，主要生产要素为土地。通过对土地扩张和基础设施方面的大量投入，使得人均产出增长迅速，而地均产出水平相对较低。
都市圈后期(曲线后半段)，随着都市圈的经济发展，都市圈内的产业由以第二产业为主逐步转变为以第三产业为主。一方面，服务业的发展需要更多的劳动力，另一方面，都市圈内日益提升的生活水平也吸引着人口向都市圈集聚，因此处于该阶段的都市圈人口快速增长，主要生产要素转换为劳动力。该阶段的粗放型土地增长减少，人口集聚的红利释放成为主要经济动力，人均产出增速放缓，地均产出却迅速增加，地均产出增长速度较人均产出的增长速度更快。
通过上述分析，可以得出“都市圈人口集聚所带来的经济增长的边际效益递减”的结论。即处于都市圈发展初期的城市，往往人口密度和人均产出都较低，此时人口的集聚能够带来经济的快速增长；人口的持续集聚带来了人口密度的增加，当人口密度达到一定程度的时候，人口集聚所带来的边际效益递减，此时的经济增长速度放缓。
从对32个都市圈的考察来看，人均产出的边际约在14万元人民币( 约2 万美元)。换句话说，这一边际有可能是我国都市圈的“中等收入陷阱”。这一数据与国家尺度的“中等收入陷阱”是一致的，即一个国家最发达地区的人均GDP 约全国平均水平的1.5～2 倍(如美国人均GDP 为5.8 万美元vs 旧金山湾区平均GDP 为11.7万美元，日本人均GDP 为3.2万美元vs 首都圈平均GDP 为4.8万美元)。这侧面印证了人均GDP为1万美元是当前我国经济增长的压力位。
虽然边际效益递减的趋势难以改变，但仍有可能对整条增长曲线进行抬升。主要途径为“内生增长理论”(Endogenous Growth Theories)，即通过知识投入(如政府对科研、教育的投入增加)，确保技术的正外部性效应，对冲其他要素的规模投入递减，进而保持长期稳定的增长。
3 都市圈高质量发展瓶颈和发展产业新城的必然性
在都市圈的形成和发展过程中，核心城市产生的城市问题和功能外溢现象，客观上有助于形成区域经济的新增长极。我国都市圈在向高质量发展方向迈进时，面临多重挑战，有必要建立“核心都市+廊道延展+ 产业新城”的空间逻辑，破解都市圈演化方式的难题。
从都市圈的经济发展角度看，单一城市无法完全承担区域的所有职能，核心城市也不可能全方位地对周边中小城镇进行高度辐射影响，不同城市需各司其职共同促进都市圈均衡发展，产业新城的产生则有助于促进都市圈经济一体化发展。
从地方竞争型的政府管理体制看，地方政府需积极寻求与市场的结合点，加快自身城市发展以响应经济增长的诉求，产城融合的产业新城是新型城镇化背景下的地方经济新的增长极，其拥有新空间、新动力及新模式，背负的包袱更小、机会更多，可成为各地方政府积极发展实体经济的优先选择路径。
从生态与环境的压力看，在生态文明建设的新时代思维下，生态保护意识逐渐增强，城市生态的底线思维正在转变为城市发展的前提。我国主要的大城市的发展规模受到严格限制，不可能再以粗放蔓延的方式进行无限制的土地扩张，都市圈发展中空间拓展的需求必然以外围产业新城的形式出现。
从我国的城市治理水平看，我国当前“城市病”突出，其中固然有城市发展规律必然性的影响，但政府普遍存在治理大城市的经验不足、缺乏手段等问题，制约了城市规模在当前基础上进一步扩大的可能。以人为本的可持续发展战略鼓励通过区域协同的方式缓解“城市病”，以产业新城建设来疏解核心城市外溢的人口，减小核心城市发展的压力。
我国大部分都市圈都处在兼具集聚和分散特征的阶段，鉴于城市经济发展的必然需求和地方竞争型政府的管理导向，以及生态底线和治理水平的约束，必然会出现以产业新城为主体的外围重要节点城市，这些节点城市起到了支撑整体都市圈健康发展的作用。
4 结语
本文基于当前都市圈的状态所构成的图景，完成了我国都市圈发展轨迹的绘制。通过“人、地、财”3 个根本性指标的相关关系的比对，得出了我国都市圈的发展阶段、成长路径、增长极限3个方面的规律，并在明晰都市圈发展规律的基础上，提出了都市圈的空间发展策略：①都市圈的发展阶段呈现出“倒U 型”曲线，大致历经“内外皆弱型”“内强外弱型”“内外皆强型”3 个阶段，即都市圈发展重心会呈现出从核心到外围的转移过程。确定都市圈发展阶段对于在都市圈中找准产业新城落位极为重要。②都市圈的成长路径呈现出“人口集聚—产业升级”交替循环的螺旋上升过程，找准都市圈在循环周期的位置，能更好地把握、明确都市圈的工作重点是在城市基础设施供给方面还是在产业设施配套方面。③都市圈的生产效率在一定的程度会因边际效应而存在增长极限。都市圈的人均生产效率在一定的阶段后，会呈现出收敛的态势。如何通过技术发展与机制创新实现极限的突破，将会是大多数都市圈或当前处于领先状态的都市圈未来应当着力去解决的问题。
为保持口径一致以便于比较研究，本文所开展的我国都市圈的全景式扫描分析大幅度忽略了各个都市圈的个性和特性因素，这在很大程度上导致分析的结果在针对单个都市圈的描述结论方面具有一定的偏差，若要进行更深入地研究还需要加入更多的维度和个性、特性因素。本文希望能够为相关研究者在都市圈发展阶段、都市圈成长路径、都市圈增长极限等都市圈规律性问题的思考上带来一些启迪，并能够启发相关研究者开展长期、深入和持续的研究，以完善都市圈发展的理论并应用于都市圈的战略指引、规划管理和建设实践。
本文来源：规划师杂志
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