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研究人在城市中的居住活动的空间分布及其演变特征，有助于科学理性地规划城市。采用上海市4次人口普查数据，计算不同圈层的居住人口总量及其人口密度，分析3个10年期的演变特征和趋势，发现在不同的城市空间层次，人口变化存在明显差异：在1980—1990年间增长的人口主要分布在核心区，在1990—2010年间增长的人口主要集中在边缘区和外围区，核心区的人口外迁而呈持续下降态势，在1990—2000年间边缘区人口增长快于外围区，但在2000—2010年间，外围区的人口总量增长幅度快于边缘区。针对持续扩大的中心城区的人口密度分布及其变化，采用负指数函数模拟其分布曲线，发现人口密度曲线持续趋于平缓，说明居民克服空间阻力的能力在增强。并对上海城市居住活动在过去30年间的集聚和扩散所表现的规律性及其内在机制进行了讨论。
1研究回顾
1.1 人口密度度量, 城市空间结构及其模型
单位土地面积的人口数量为人口密度。时间维度上，指标数值的增减可反映社会经济活动在空间上分布是集中还是扩散的趋势。有经验认为，人口密度分布形态通常是随离中心的距离增加而逐步下降。
最早认知该现象并进行模型研究的是Colin Clark，他提出了著名的人口分布负指数函数，形式如下：
Y=Ae-bx
式中：x—自变量，指距市中心的距离；
y—应变量，指距离x处的居住人口密度（千人/km2）；
b—参数，反映人口密度随距离衰减的梯度；
A—参数，表示理论上的城市中心原点处的人口密度。
但在长期的城乡人口居住迁移过程中，出现了中心区常住人口密度降低，郊区人口密度隆起等郊区化现象。
1.2 国内研究进展
在过去的30年时间里，我国城市经历了快速城市化过程，人口密度分布及其空间结构发生了巨大变化，这吸引了众多学者的研究兴趣。综观已有研究可看出，单中心假设下的人口密度函数基本能够较好地描述中国城市的人口密度分布，其中负指数函数的拟合优度最好，能够较好地描述大多数城市的人口分布。
1.3 对上海的研究
对上海城市人口的增长及其空间分布的研究持续受到关注，有的学者关注城市人口的增长趋势和人口结构变化；有的则利用街道级的人口普查数据对人口密度的空间分布进行模拟，发现在城市中心区人口密度分布符合负指数函数模型。但吴文钰和马西亚还发现在上海近郊区的都市区内，人口分布模型却从1990 年的Smeed模型转变为2000年的Clark 模型。
本文在以上研究基础上，利用4次人口普查数据，对时跨30年的上海人口密度空间分布及其演变进行全过程地研究，并对其内在机制进行探讨。
2数据与方法
2.1 数据来源
人口普查采用的是现住地登记原则，所得数据基本上能准确地反映人口在调查时点的居住分布状况。笔者收集了自1980年代以来所进行的4次人口普查数据，普查数据统计空间单元为当时的街道（乡镇/公社）。
2.2 度量方法
生产生活活动在空间上的集聚而形成中心是城市的内生特征，以中心为圆心进行同心圆式的圈层分析城市的空间结构是许多研究学者通常采用的方法。本文以人民广场的上海市地理坐标原点为中心，以一定的宽度作为环带间距。各环带将覆盖不同的街道（镇）的形心，合计其人口总量，并除以环带陆域面积，即得各环带上的人口密度。公式如下：
式中：
Di—指第i环带的人口密度；
Pij—指在i环带中的j街道人口数；
Ai—指第i环带的土地面积。
空间圈层划分示意图
在市域层面着重考察各圈层的人口增减情况，分析3个10年期的人口密度变化特征；在中心城区层面则利用负指数函数对建成区范围内的人口密度进行模拟，试图分析1980年代以来距离衰减速率的变化，并探讨其内在动力机制。
3市域分析
3.1 市域空间层次
上海在长江南岸的辖区面积约为5 000 km2，本文根据建成区人口密度和形态划分为核心区、边缘区和外围区3个层次。
市域空间层次划分示意图
核心区大致范围为在1994年通车的内环线以内的区域。该区域是上海作为全球城市和区域发展龙头的核心，所对应的圈层半径为6 km。
边缘区是指内环至外环间及外环线外侧周边地区。经过20多年的社会经济持续高速增长，该区域的土地得到高强度的快速开发，目前已经与中心城形成蛙跳式的连绵型建成区。边缘区的边界所对应的圈层大致为18—20 km。
外围区则是指边缘区以外、市域管辖范围以内的广大郊区。主要分布有郊县新城、城镇、大型工矿区和量大面广的农村。
3.2 居住人口分布及其演变
根据4次普查数据，分析上海市域3个10年期的人口规模和密度变化情况。
各圈层常住人口总数分布图
各圈层常住人口密度分布图
第一个10年期（1980年—1990年）。上海总人口新增了近百万，其主要原因是“上山下乡”的知识青年返城。从两个时点的人口密度变化可以发现，新增人口集中核心区，边缘区和外围区的各圈层人口规模和密度没有显著变化。此时期的中心城的建成区圈层半径约为10—12 km。
第二个10年期（1990年—2000年）。以浦东开发开放等重大事件为标志，上海的社会经济发展进入了高速发展阶段。上海市域常住人口增长近400万，但不同的圈层，增长幅度不一：半径6 km环内的核心区内人口总量呈下降趋势，居住在核心区的人口开始郊区化；边缘区和外围区的常住人口均增长迅速，总体上说边缘区要快于外围区，人口增长幅度最大的区域是在9—13 km的环带上。2000年时上海中心城建成区半径扩大至14 km。
第三个10年期（2000年—2010年）。上海“世博”等大事件的驱动，社会经济仍然延续高速增长态势，10年间市域常住总人口增长了600多万。受轨道交通和外环线等重大交通设施建成通车的引导，核心区的居住人口总量仍在下降，郊区化进程仍在持续。这一时期，虽然边缘区和外围区的人口总量仍在增长，但不同于上个10年的是，外围区各圈层的人口总量增长幅度要大于边缘区的各圈层。外环线两侧区域受核心区人口外迁和外来人口迅速增长的双重影响，环中心城的连绵态势基本形成，上海城市的建成区范围也迅速拓展至20 km。
4中心城建成区人口密度分析
4.1 范围的界定
上海中心城的建成区是一实体，人口的流入与集聚，或流出与扩散，不仅使得城市人口在空间上的分布在不断变化，也使得实体规模在不断扩大，农村景观不断地转化为城市景观。根据各圈层不同时期的人口密度变化的分析，可基本认定1980和1990年代时的上海中心城建成区的半径约为10 km，2000年时城区半径是14km，到2010年该半径增加到了20 km。
进一步研究这一实体内4个时点上的人口密度曲线及其变化，有助于更加准确地认识城市发展规律。
4.2 人口密度模型及其解释
本文采用Colin Clark在1951年提出的负指数函数来表征人口密度分布曲线，对公式进行自然对数转换，得到如下公式：
Logey=logeA-bx
依据以上建成区半径，对建成区范围内的人口密度分布及其演变进行数理模型模拟。
人口密度指数函数回归系数
4次人口普查中心城区人口密度指数函数线性回归
在“三普”和“四普”两个时点， b值高达0.4以上，曲线斜率高，人口密度随距离衰减快，也说明居民克服空间阻力能力弱；两个时点的b值有小幅升高，说明上海城市的社会经济活动仍在向中心进一步集聚。
值得注意的是，b值从“四普”时的0.4177下降至“五普”时的0.1793，降幅非常大，且A值的下降幅度也巨大，两个值的巨幅下降说明有非常强的力量在推动人口郊区化。在1990年代的10年间，强力推进内环线建设和中心城的“退二进三”，将分布在中心城的大量的工业企业搬迁至郊区，同时为解决职工就近上下班的需要，强力推进“两个一千万”工程：在郊区建设1 000万m2的配套商品房和1 000万m2中低价房，导致了此一轮的城市空间开发和扩张。
“六普”时的b值仅有0.1169，比“五普”时仍下降了0.0624，人口密度曲线更加平缓，A值也从6.67下降到4.67，中心原点的人口密度值仍在下降。一方面说明核心区人口仍在郊区化，另一方面也说明居民克服空间阻力的能力在大幅度提高。
此外，不容忽视的另一个整体影响城市人口密度空间分布和结构的因素是外来人口的大量涌入。因为这些近900万的外来人口中大部分都选择居住在边缘区的外缘地带及外围区，使得在2000年后边缘区和外围区的人口增长幅度较大，显著地影响到人口密度的空间分布及其曲线。
5结论与讨论
（1）在快速城市化过程中，从区域宏观空间尺度来看，上海城市人口和建成区面积规模在不断扩大，集聚是主导力量；从中心城建成区的尺度来看，发现核心区的人口规模和密度在持续下降，分散是主旋律，居住活动的郊区化趋势仍在持续。
（2）在人口集聚和分散两种机制并存的情况下，并行作用的结果体现在中心城的建成区面积急剧扩大。上海中心城的建成区范围在短短的20年时间里，半径增加了一倍。在建成区范围扩张的同时，城市内部空间结构也随之发生了嬗变，人口密度空间分布曲线逐步平缓。
（3）在人口集聚和扩散的过程中，行政力量和市场力量均起到了相当大的作用。在建立市场机制的初期，政府是导致人口郊区化的主要力量，而在市场机制逐步完善后，政府更多地是通过规划政策手段来引导市场力量配置资源，从而逐步优化城市空间结构。
（4）在过去的30年时间里，上海城市人口密度空间分布曲线逐步平缓，说明居民克服空间阻力的能力在提高。其潜在原因可归结为大规模的轨道交通设施和快速路网的建设。在越来越发达的轨道交通网和快速路的支撑下，居民有条件且有能力在不损失出行时间效率的前提下，选择到更远的郊区居住以追求宽敞的空间和更高的生态环境质量及品质。
详情请关注《上海城市规划》2016年第5期《1980年代以来上海城市人口空间分布及其演变》，作者：刘贤腾，上海市城市规划设计研究院。
