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2024 , Vol. 79 >Issue 10: 2495 - 2510

DOI: https://doi.org/10.11821/dlxb202410006

城乡与区域发展

中国都市圈的产业分工与功能协同分析

  • 石敏俊 ,
  • 孙艺文
展开
  • 浙江大学公共管理学院，杭州 310058

石敏俊(1964-), 男, 浙江新昌人, 博士, 教授, 博士生导师, 研究方向为城市发展与环境治理、空间经济与绿色发展、全球变化应对与低碳发展政策。E-mail:

收稿日期: 2023-12-04

  修回日期: 2024-06-28

  网络出版日期: 2024-10-25

基金资助

国家社会科学基金重大项目(21ZDA071)

收起

Industrial divisions and the functional synergy of Chinese metropolitan areas

  • SHI Minjun ,
  • SUN Yiwen
Expand
  • School of Public Affairs, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China

Received date: 2023-12-04

  Revised date: 2024-06-28

  Online published: 2024-10-25

Supported by

Major Program of National Social Science Foundation of China(21ZDA071)

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摘要

都市圈正在成为支撑国家经济增长、促进区域协调发展和参与全球竞争合作的重要空间载体。国际上一般认为都市圈是1 h通勤圈，当前中国都市圈规划同时提出城市间产业分工协作的目标，希冀建成空间结构清晰、城市功能互补、产业分工协调的现代化都市圈。本文基于城市间投入产出分析，对中国都市圈内部的产业分工与功能协同展开研究。结果表明：① 基于产业分工与功能协同，可以将中国都市圈分为单中心离散结构、核心—边缘结构、边缘拓展结构和多中心网络结构4种类型，多中心网络结构是都市圈空间结构演化的高级阶段；② 中国都市圈的产业链空间网络多数由加工制造品生产环节网络流主导，首都、天津都市圈加工制造品生产环节网络流与同类型都市圈相比存在较大差距，成都、长株潭和广州都市圈生产性服务环节网络流存在明显提升空间；③ 若要将中国都市圈建设成为功能互补的产业协作圈，关键在于优化产业链空间网络，强化城市间功能协同，促进都市圈内部的空间融合；④ 长株潭、石家庄、成都和武汉等单中心离散结构都市圈应先向核心—边缘结构都市圈演化，南京、杭州等边缘拓展结构都市圈以及天津、深圳、广州和首都等核心—边缘结构都市圈应向多中心网络结构演化。

关键词： 都市圈; 空间融合; 产业分工与功能协同; 产业链空间网络; 城市间投入产出表

本文引用格式

石敏俊 , 孙艺文 . 中国都市圈的产业分工与功能协同分析[J]. 地理学报, 2024 , 79(10) : 2495 -2510 . DOI: 10.11821/dlxb202410006

Abstract

Metropolitan areas are pivotal in driving national economic growth, advancing harmonious regional development, and participating in competitive international collaboration. Consistent with international consensus, China's planning policies define metropolitan areas as a one-hour commuting circle. Simultaneously, these planning protocols particularly highlight the importance of industrial specialization and intercity collaboration, with the objective of developing modern urban agglomerations characterized by a well-defined spatial structure, complementary urban functions, and an integrated industrial division. This study uses the 2017 intercity input-output table analysis to examine patterns of industrial division and functional synergy in Chinese metropolitan areas. The findings are as follows: (1) From the perspective of industrial division and functional synergy, Chinese metropolitan areas can be categorized into four distinct spatial structures: the single-center dispersed structure, the core-periphery structure, the peripheral expansion structure, and the multi-center network structure representing an advanced phase in the spatial evolution of metropolitan areas. (2) The spatial network of industrial chains in Chinese metropolitan areas is predominantly governed by the flow of processing and manufacturing links. There is a substantial gap in the processing and manufacturing links between the Beijing and Tianjin metropolitan areas compared to similar types of metropolitan areas, and there is considerable potential for enhancing the productive service links in the Guangzhou, Chengdu, and Changsha-Zhuzhou-Xiangtan metropolitan areas. (3) The essence of transforming Chinese metropolitan areas into functionally complementary industrial cooperation areas is to further refine the spatial network of the industrial chains, strengthen functional synergy between cities, and encourage spatial integration in the metropolitan areas. (4) Single-center dispersed structure metropolitan areas, including Shijiazhuang, Chengdu, Wuhan, and Changsha-Zhuzhou-Xiangtan should initially transition toward a core-periphery structure. In contrast, peripheral expansion structure metropolitan areas such as Nanjing and Hangzhou metropolitan areas, and core-periphery structure urban agglomerations such as Tianjin, Shenzhen, Guangzhou and Beijing metropolitan areas should progress toward a multi-center network structure.

Key words： metropolitan areas; spatial integration; industrial divisions and functional synergy; spatial network of industrial chains; intercity input-output table

1 引言

随着中国城市化进程的推进，都市圈和城市群正在成为承载发展要素的主要空间形式。国家发展和改革委员会先后批复了南京、福州、成都、长株潭等都市圈规划，希冀都市圈成为支撑国家经济增长、促进区域协调发展和参与全球竞争合作的重要空间载体。都市圈本身是一个“舶来品”概念，在国际上一般认为都市圈是1 h通勤圈，但在中国本地化过程中，关于都市圈的概念内涵存在着认知分歧，这种分歧体现在都市圈建设的政策制定中。2019年国家发改委发布的《关于培育发展现代化都市圈的指导意见》，一方面沿用国际经验指出都市圈以1 h通勤圈为基本范围，另一方面也提出了产业分工协作和功能互补的原则，希冀打造空间结构清晰、城市功能互补、产业分工协调的现代化都市圈。这表明都市圈既被界定为基于共享劳动市场的1 h“通勤圈”[1]，也承担着功能互补的“产业协作圈”功能[2-3]，都市圈建设存在两个差异化的建设目标与发展方向。学术界对都市圈的概念内涵和建设方向也存在不同的认识，有研究认为都市圈应当回归1 h通勤圈的本义，都市圈规划应当缩小空间范围[1]；有研究认为都市圈建设应当尊重现实，以推动产业分工和功能协同为首要任务[2⇓-4]。在此背景下，如何界定都市圈的概念内涵，如何认识都市圈的建设目标和发展方向，就成为都市圈研究的关键问题和当务之急。
本文拟在梳理都市圈已有相关研究的基础上，基于产业分工与功能协同的视角，利用城市间投入产出表开展产业链空间网络分析，探讨都市圈空间结构演化逻辑与发展路径。本文的边际贡献主要在于利用城市间投入产出分析，系统刻画了都市圈产业链空间网络流，在产业链层面运用关系数据解构了中国都市圈的产业分工与功能协同水平，突破了产业协作网络研究聚焦单一行业的瓶颈，丰富了都市圈尺度的产业链“流空间”网络研究，可以为深化认识都市圈的建设目标和发展方向、优化都市圈发展政策制定提供科学参考。

2 都市圈的文献综述与理论逻辑

2.1 都市圈究竟是通勤圈还是产业协作圈

都市圈的概念源自日本对美国“大都市区”一词的翻译及借鉴[5]。一般认为，都市圈是指以某个大城市为中心，以密切社会、经济联系为纽带，依托便捷交通网络形成的圈层式空间组织[1]。美国、日本、加拿大等西方国家均以中心城市规模、中心—外围城市间通勤率为核心指标划定都市圈。都市圈概念在中国本土化的过程中，出现了“都市区”和“都市圈”两种内涵，其概念定义与空间范围界定存在显著差异[1]。1986年周一星最早将美国“都市区”概念引入中国[6]，将人口数量20万人以上的城市及其周边经济联系密切的区域划定为都市区。宁越敏优化了都市区划分方案，将中心城市人口高于50万人且外围区域城市化率高于60%的区域划定为都市区[7]。20世纪90年代，王建在借鉴日本首都圈概念的基础上，将都市圈定义为直径200~300 km、具有独立产业体系的区域空间[8]。张京祥等认为都市圈是都市区空间发展的后续形态[9]，都市圈的空间范围要大于以通勤联系划定的都市区[10-11]。2019年《国家发展改革委关于培育发展现代化都市圈的指导意见》、2014年《国家新型城镇化规划（2014—2020年）》以及2021年《都市圈国土空间规划编制规程》分别提出了“1 h通勤圈”和“1 h交通圈”的概念。“1 h通勤圈”是指基于通勤联系的都市圈，实质是职住通勤关系形成的共享劳动市场；“1 h交通圈”是指1 h可达的空间范围，其内涵偏向于在核心城市的经济辐射范围内打造分工有序、功能协同的“产业协作圈”[10-11]。
从国家发展和改革委员会批复的都市圈规划看，当前规划的都市圈空间范围大约在 2万 km2，相当于半径80 km的圆形区域面积，都市圈内部中心城市到外围城市的单向出行大多超过2 h甚至3 h[10-11]。《2022年度中国主要城市通勤监测报告》显示，中国特大、超大城市的通勤半径一般为30~40 km，超过85%的都市圈中心城市与外围城市之间每天平均人口流动规模不足8万人次[12]。究其原因，① 中国城市的市域面积偏大，对于多个城市组成的都市圈，通勤时间远超1 h。国外城市的市域面积较小，譬如东京都市圈90 km辐射半径内存在近80个超过10万人的城市。② 中国城际轨道交通建设滞后，城市地铁、轻轨等轨道交通建设大多局限于中心城区范围，市郊轨道交通里程过短、网络稀疏，难以为1 h通勤提供有效支撑。伦敦、纽约、东京、巴黎等国际大都市区的市郊铁路里程分别为3650 km、3000 km、2031 km和1867 km，北京市郊铁路里程仅有353 km。因此，中国规划中的都市圈大多超出了“1 h通勤圈”的空间范围，客观条件上也难以为“1 h通勤圈”提供交通基础设施支撑，以1 h交通可达范围划定的“产业协作圈”，更符合当前中国都市圈规划的实际情况。
有学者建议中国都市圈规划应当回归“1 h通勤圈”的本源，适当缩小都市圈的空间范围；也有学者认为产业空间组织在都市圈发展和规划的实践中起到决定性作用[13⇓-15]，以1 h交通可达范围划定“产业协作圈”，强化都市圈内部产业分工与功能协同，是中国都市圈发展的首要任务。两种观点孰优孰劣，短期内难有定论。如果以1 h交通圈的“产业协作圈”作为中国都市圈的建设目标和发展方向，都市圈内部的产业分工与功能协同就成为学术研究的重要课题。

2.2 都市圈产业协作的文献综述

近年来城市间产业协作网络及其空间结构开始引起学界的关注。由于缺乏关系型数据，部分学者曾利用基于GDP、工业产值和分行业从业人员等属性数据的引力模型构建产业空间网络[16]。这种方法估计了潜在的产业联系，而非反映城市间实际产业联系。随着交通物流等关系型数据出现，产业空间网络研究得以深化拓展。学界开始利用生产性服务业总部—分支分布[17⇓-19]、企业间投融资[20-21]和企业间业务往来[22-23]等城市间流动数据，构建城市间产业联系网络。然而，既有研究大多聚焦于生产性服务业等单一行业或企业投融资等单一要素，对于产业间协作与城市间功能互补的分析不够系统深入。投入产出模型可以系统刻画产业部门间的经济联系。已有研究开始借助投入产出模型分析国家尺度上区域间产业关联强度[24]和区域尺度上城市间的产业间联系[25-26]，但既有城市间产业联系网络研究主要是基于国家层面的全国投入产出表和区域间投入产出表中的产业间关联系数估算城市间产业联系，不能精准刻画都市圈产业结构特征和城市间产业联系的网络结构。
与此同时，当前产业协作网络研究大多聚焦于城市群尺度，针对长三角、京津冀、珠三角和长江中游[27-28]等城市群产业协作网络展开广泛讨论，但针对都市圈内部产业分工与功能协同的讨论尚不充分。都市圈内部的产业协作可看作是浓缩的城市群产业协作[29]，但二者产业协作的侧重点存在差异。相较于城市群尺度的产业分工协作，都市圈尺度更强调围绕具体产业链的生产环节打造近距离的产业集群[1-2]。譬如，上海、苏州分别聚焦于集成电路产业链的研发设计环节和制造封测环节，联手打造全国芯片制造高地。然而，当前都市圈产业链相关研究大多集中于产业布局、产业结构以及空间集聚等属性研究视角[30]，对基于产业链生产环节分工形成的产业链空间网络的研究尚不充分[31]。
本文拟利用城市间投入产出表，系统刻画中国都市圈产业链内部生产环节之间的分工协作，有利于突破产业协作网络研究聚焦单一行业的瓶颈制约，丰富都市圈产业链“流动空间”网络研究。

2.3 都市圈空间结构演化的理论分析

都市圈可以看作核心城市与周边城市共同构成的功能协同的“流动空间”[32]，频繁的要素流动是都市圈的本质特征。核心城市发展势能外溢，与周边城市形成产业分工与要素对流，推动都市圈空间结构的形成和演变[33]，逐步形成功能协同的一体化经济空间[34]。产业链空间网络的发育与都市圈空间结构演化密切相关，产业链空间网络流越发达，城市间经济联系越紧密，产业分工和功能协同水平越高。
在都市圈发育的初级阶段，商品和服务流动往往由核心城市向边缘城市单向流动。随着城市间交通运输条件改善、制度壁垒和产业结构壁垒逐步弱化，都市圈由传统的“场所空间”向“流空间”演化，具有不同专业化部门的城市之间可以通过借用规模和借用功能获得城市网络外部性[14,35]。规模经济和城市网络外部性共同驱动城市间的商品和服务流动[36⇓-38]，这种流动不仅存在于核心城市与边缘城市之间，也存在于边缘城市之间[35]，进而推动都市圈逐步向功能协同的多中心网络化结构演化[39-40]。
产业链空间网络中网络流流量和流向可以用来衡量都市圈产业分工与功能协同水平。根据产业链空间网络中初级产品、加工制造品以及生产性服务等不同生产环节网络流的流量和流向，可将都市圈空间结构划分为单中心离散结构、边缘拓展结构、核心—边缘结构和多中心网络结构等4种类型（表1）。① 单中心离散结构。都市圈发展初期阶段，产业链空间网络流量微弱，网络流主要集中于边缘城市向核心城市输送初级产品，核心城市向边缘城市输送加工制造品、生产性服务的单向流动，边缘城市间空间融合水平不足[41]。② 边缘拓展结构。都市圈中产品服务贸易流通过产业链空间网络实现扩散，边缘城市间构建起以初级产品、加工制造品为主的产业分工协作关系，边缘城市间、核心—边缘双向流量增强。③ 核心—边缘结构。随着核心城市制造业能级显著提升，核心城市向边缘城市单向流动的加工制造品网络流构建起产业链空间网络骨架，网络整体流量大幅提升，但边缘城市间联系有待加强。④ 多中心网络结构。核心城市辐射带动能力增强，产业转移带动边缘城市加工制造业发展，边缘与核心城市加工制造品生产环节之间形成紧密的产业联系。部分边缘城市能级持续提升，发育为次级中心城市，边缘城市间产业分工协作深化，都市圈演化为空间融合发展的多中心网络化格局[42]。
表1 基于产业分工和功能协同的都市圈空间结构类型

Tab. 1 Space organization classifying metropolitan areas by industrial division and functional synergy

网络流流向
初级产品流向 加工制造品流向 生产性服务流向
网络流流量 低流量 类型Ⅰ：
单中心离散结构
类型Ⅱ：
边缘拓展结构
高流量 类型Ⅲ：
核心—边缘结构
类型Ⅳ：
多中心网络结构

3 研究方法与数据来源

3.1 城市间投入产出表

城市间投入产出表是在单个城市投入产出表的基础上，采用模型估计与大数据分析相结合的混合法编制而成[43-44]。城市间投入产出表可以量化体现城市网络内部各个城市、各个产业部门之间的投入产出联系，可以系统全面地刻画产业链空间网络及其结构特征。本文以2017年京津冀、长三角、珠三角、成渝和长江中游城市群城市间投入产出表为数据基础，构建起都市圈产业链空间网络。该数据包含38个产业部门的城市间商品和服务贸易流，能充分反映城市间产业分工与功能协同。
本文以京津冀、长三角、珠三角、成渝和长江中游城市群的11个重点都市圈为研究对象，其空间范围以《南京都市圈发展规划》《上海市城市总体规划（2017—2035年）》等都市圈发展规划和城市总体发展规划范围为基准。进一步地，以货车在高速公路行驶1~1.5 h路程80 km、120 km作为核心城市的辐射范围[32]，对比核心城市辐射范围与核心—边缘城市间圆心距，修正既有都市圈规划的基准空间范围。11个重点都市圈共涉及44个城市（表2）。
表2 重点都市圈及其核心、边缘城市

Tab. 2 Core and periphery cities of major metropolitan areas

辐射范围(km) 都市圈 核心城市 边缘城市
120 首都都市圈 北京 保定、张家口、廊坊
天津都市圈 天津 唐山、沧州
上海都市圈 上海 苏州、无锡、南通、湖州、嘉兴
广州都市圈 广州 佛山、肇庆、清远
深圳都市圈 深圳 东莞、惠州
80 石家庄都市圈 石家庄 邢台、衡水
南京都市圈 南京 镇江、扬州、芜湖、马鞍山、滁州
杭州都市圈 杭州 绍兴、嘉兴、湖州
武汉都市圈 武汉 黄石、咸宁、黄冈、孝感、鄂州
长株潭都市圈 长沙 株洲、湘潭
成都都市圈 成都 德阳、眉山、资阳

3.2 产业链空间网络的构建

3.2.1 识别核心产业链

本文基于2017年中国投入产出表，在全国层面识别出代表性核心产业链。中国投入产出表已剔除进口和区域外调入部门对本地中间需求和最终需求的影响，包括农林牧渔业（1个）、工业（24个）、生产性服务业（6个）和生活性服务业（7个）等38个产业部门。鉴于农林牧渔业在空间上不可移动，生活性服务业主要服务于本地市场，本文重点关注工业和生产性服务业，共30个部门。其中，部门产出份额超过2%的部门有21个，这21个部门的产出份额合计占总产出的94.8%，可以定义为核心产业部门。
直接消耗系数和直接分配系数可以反映产业间依存关系。通过计算核心产业部门 i与其他部门 j之间的直接消耗系数和直接分配系数，可以识别出与核心产业部门共同构成产业链的产业部门。
直接消耗系数 a i j的计算公式为：
a i j = z i j x j             ( i = 1 ,   2 ,   … ,   21 ;   j = 1 ,   2 ,   … ,   30 )
x j = ∑ i = 1 21 z i j + v j             ( j = 1 ,   2 ,   … ,   30 )
直接分配系数 b i j的计算公式为：
b i j = z i j x j             ( i = 1 ,   2 ,   … ,   21 ;   j = 1 ,   2 ,   … ,   30 )
x i = ∑ i = 1 21 z i j + y i             ( j = 1 ,   2 ,   … ,   30 )
式中： i为核心产业部门； j为其他部门； a i j、 b i j分别表示 j部门每单位产品中对 i部门产品的消耗占比、 i部门每单位产品对 j部门产品的分配占比； z i j表示 j部门对 i部门产品的直接消耗量；式（1）和式（2）中 x j表示 j部门的总投入， v j表示 j部门的增加值；式（3）和式（4）中， x i表示 i部门的总产出， y i表示 i部门产品的最终需求量。
若 a i j或 b i j高于均值，即 j部门与 i部门的联系紧密程度高于 i部门与其他部门联系紧密程度的均值，则认为 j部门与 i部门共同构成了产业链。
影响力系数和感应度系数可以用来判断各部门在产业链中的上下游位置。影响力系数和感应度系数可以通过完全消耗系数矩阵 C = ( 1 - A ) - 1计算得出。
表征产业链后向联系的影响力系数 I C j的计算公式为：
I C j = ∑ i = 1 30 c i j 1 / 30 ∑ i = 1 30 ∑ j = 1 30 c i j
表征产业链前向联系的感应度系数 R C i的计算公式为：
R C i = ∑ j = 1 30 c i j 1 / 30 ∑ i = 1 30 ∑ j = 1 30 c i j
式中：矩阵元素 c i j表示 j部门对 i部门产品的完全消耗量。
影响力系数 I C j大的部门，一般来说是产业链的下游部门，反之为上游部门；感应度系数 R C i大的部门一般来说是产业链的上游部门，反之为下游部门。
本文从识别出的产业链中选取代表资本密集型、技术密集型、劳动密集型和资源密集型产业的化学工业产业链、交通运输设备制造业产业链、纺织服装制造业产业链和冶金工业产业链为核心产业链。这4条核心产业链涉及化学产品、纺织品、金属制品业、电气机械和器材、通用专用设备、批发和零售、租赁和商务服务等16个产业部门，产值合计占都市圈总产值的38%~58%。

3.2.2 产业链空间网络的构建方法

城市间投入产出表的中间交易矩阵 Z表征不同城市不同部门之间的产品（服务）流动，将核心产业链投影到城市上，可以得到都市圈内不同城市、产业部门间的贸易流量。本文将上述4条核心产业链形成的产业链空间网络在城市尺度进行加总，识别出核心产业链在都市圈内流动形成的产业链空间网络流 F R S。
F R S = ∑ a = 1 m ∑ b = 1 m z a b R S             ( R ,   S = 1 ,   2 ,   … ,   n )
式中： R、 S为都市圈内任一城市；矩阵 F R S表示核心产业链内 R城市流向 S城市的网络流； a、 b均为产业链内的产业部门； z a b R S为核心产业链内 R城市 a部门向 S城市 b部门输送的产品或服务价值量。
城市间初级产品网络流 F p R S、加工制造品网络流 F c R S以及生产性服务网络流 F s R S构成了都市圈产业链空间网络矩阵 F：
F = F P 11 + F C 11 + F S 11 ⋯ F P 1 S + F C 1 S + F S 1 S ⋮ ⋱ ⋮ F P R 1 + F C R 1 + F S R 1 ⋯ F P R S + F C R S + F S R S
为突出都市圈内的重要产业联系，需对城市间产业链空间网络流设定阈值，转换为示性函数形式：
I A w = 1 ,             w ∈ A 0 ,             w ∉ A
参考梁经纬等的研究[45]，本文将网络流流量按降序排列，绘制折线图并计算出各节点的斜率，选择直线最平缓处的节点网络流7144万元为阈值。该网络流节点斜率为“波谷”，将两侧“波峰”划分为组间差异较大的两组，大于该阈值的网络流设为1，反之为0。该阈值与网络流四分之一分位数大致相同，具有稳健性和代表性。

3.3 产业链空间网络的结构特征指标

本文利用社会网络分析中网络密度、网络韧性、网络中心势和聚类系数等指标量化产业链空间网络结构特征。其中，网络密度是指网络中实际连接的关系总数与潜在最多关系总数的比值，用以衡量网络整体发育水平；网络韧性能刻画外部干扰导致的节点中断时，其他路径能够保证网络整体正常运行的概率[46-47]。本文兼顾网络效率，以2步（3个城市）范围内的节点间实际路径数量均值与潜在最多路径数量比重衡量网络韧性；网络中心势 C D是指网络中核心节点的中心度与其他节点中心度差异程度，网络中心势越高，网络均衡性越差。其中，节点中心度 C R是衡量城市节点对其他城市的控制力和吸引力强度，节点中心度和网络中心势计算表达式分别为：
C R = ∑ S = 1 n F R S - μ σ
C D = R × C m a x - ∑ R = 1 n C R R
式中： μ是产业链空间网络 F的均值； σ是产业链空间网络 F的标准差。
节点聚类系数是与节点 R相连的所有邻居节点（不包括节点 R）之间的实际连接边数与潜在最多边数之间的比值，网络聚类系数则是网络节点聚类系数均值，用以衡量城市网络中节点间集结成团程度。

4 实证分析结果

4.1 中国都市圈产业分工与功能协同的水平测度

都市圈空间结构演化的理论分析表明，产业链空间网络流量越强、多向化水平越高，城市间产业协作与功能协同水平越高，都市圈空间融合程度越高。依据产业链空间网络的地均流量和网络流多向化水平，可将中国都市圈划分为单中心离散结构、边缘拓展结构、核心—边缘结构和多中心网络结构4种类型（表1）。
表3显示了11个重点都市圈的地均流量与各生产环节核心城市至边缘城市（C→P）、边缘城市至核心城市（P→C）、边缘城市间（P→P）网络流流向。长株潭、石家庄、成都和武汉都市圈产业链空间网络地均流量显著低于其他都市圈，网络流高度集中于核心城市向边缘城市的单向流动，为类型Ⅰ单中心离散结构都市圈；南京和杭州都市圈产业链空间网络流流量和多向化水平较高，边缘城市间初级产品和加工制造品生产环节产业联系密切，为类型Ⅱ边缘扩散结构都市圈；天津、深圳、首都和广州都市圈产业链空间网络流量高，核心城市在网络中处于支配性地位，为类型Ⅲ核心—边缘结构都市圈；上海都市圈产业链空间网络流量大、多向化水平高，产业协作频繁且均衡，为类型Ⅳ多中心网络结构都市圈。
表3 重点都市圈产业链空间网络地均流量与各生产环节流向

Tab. 3 Spatial network traffic and link direction of the industrial chains in major metropolitan areas

都市圈名称 地均流量
(万元/km2)		 初级产品(%) 加工制造品(%) 生产性服务(%)
C→P P→C P→P C→P P→C P→P C→P P→C P→P
类型Ⅳ 上海都市圈 1683 31 31 38 39 25 36 62 10 28
类型Ⅲ 天津都市圈 1086 66 25 9 66 25 9 66 33 2
深圳都市圈 478 55 24 21 51 27 22 39 16 45
首都都市圈 475 46 50 4 48 49 3 35 63 2
广州都市圈 304 34 44 22 42 28 30 29 44 28
类型Ⅱ 南京都市圈 429 24 15 60 30 14 56 39 22 38
杭州都市圈 403 31 26 43 30 25 45 56 23 21
类型Ⅰ 长株潭都市圈 112 66 18 16 60 23 17 59 34 7
石家庄都市圈 171 53 38 10 63 29 8 55 34 11
成都都市圈 62 70 11 19 66 13 21 55 35 10
武汉都市圈 134 47 15 38 45 13 41 54 37 9
进一步地，利用聚类系数、网络密度、网络韧性和网络中心势等社会网络分析指标量化产业链空间网络结构特征，可以揭示都市圈内部的产业分工与功能协同水平（表4）。网络中心势越接近1，网络极化程度越高，网络均衡性越差；聚类系数、网络密度和网络韧性指标越接近1，网络越近似紧密稳定的全域连接多中心网络结构。
表4 重点都市圈产业链空间网络结构特征

Tab. 4 Spatial network structure of the industrial chains in major metropolitan areas

聚类系数 网络密度 网络韧性 网络中心势 核心城市中心度 边缘城市中心度均值
长株潭都市圈 0.83 0.83 0.75 0.11 0.55 0.38
石家庄都市圈 0.00 0.67 0.50 0.19 0.76 0.48
成都都市圈 0.00 0.17 0.06 0.16 0.68 0.20
武汉都市圈 0.00 0.13 0.03 0.25 0.73 0.17
类型Ⅰ：单中心离散结构 0.21 0.45 0.34 0.18 0.68 0.31
南京都市圈 0.79 0.77 0.63 0.12 0.51 0.37
杭州都市圈 0.75 0.75 0.61 0.14 0.51 0.40
类型Ⅱ：边缘拓展结构 0.77 0.76 0.62 0.13 0.51 0.39
天津都市圈 1.00 1.00 1.00 0.14 0.73 0.27
深圳都市圈 1.00 1.00 1.00 0.11 0.83 0.41
首都都市圈 0.72 0.58 0.42 0.26 0.68 0.19
广州都市圈 0.83 0.83 0.72 0.16 0.46 0.25
类型Ⅲ：核心—边缘结构 0.89 0.85 0.78 0.19 0.67 0.28
上海都市圈 0.93 0.93 0.88 0.19 0.39 0.16
类型Ⅳ：多中心网络结构 0.93 0.93 0.88 0.17 0.39 0.16
（1）单中心离散结构。单中心离散结构都市圈空间结构不尽合理，产业分工和功能协同水平需大幅提升。网络中心势显著集中于核心城市，核心与边缘城市间网络中心度落差悬殊，核心城市长沙、石家庄、成都和武汉产业链空间网络中心度高达0.55、0.76、0.68和0.73，边缘城市网络中心度均值仅为0.31。此外，单中心离散结构都市圈空间融合不足，石家庄、成都和武汉都市圈中部分城市间尚未建立紧密产业联系，聚类系数、网络密度和网络韧性极低。
（2）边缘拓展结构。边缘拓展结构都市圈产业链空间网络结构较为完整，基于产业分工的功能联系多向均衡化特征明显。此类型都市圈的聚类系数、网络密度、网络韧性和网络中心势均值分别为0.77、0.76、0.62和0.13，初具网络化雏形。边缘城市间初级产品、加工制造品网络流，以及核心—边缘城市间生产性服务网络流构建起多向均衡发展的产业链空间网络。
（3）核心—边缘结构。核心—边缘结构都市圈网络流量高、密度高、聚类强，网络发育完备程度较高，但边缘城市产业分工和功能协同的空间融合水平存在提升空间。聚类系数、网络密度和网络韧性均值分别为0.89、0.85和0.78，近乎全域连接的完备网络结构。此类型都市圈短板在于网络流高度集中于核心城市，核心城市天津、深圳和北京的网络中心度高达0.73、0.83和0.68，边缘城市之间产业联系微弱，譬如首都都市圈中边缘城市间网络流占比不足5%（表3）。
（4）多中心网络结构都市圈。上海都市圈产业链空间网络呈现聚类强、密度高、韧性强的均衡网络结构特征，产业分工与功能协同水平远高于其他都市圈。上海都市圈产业链空间网络地均流量高达1683万元/km2，聚类系数、网络密度和网络韧性分别为0.93、0.93和0.88。此外，上海都市圈核心—边缘以及边缘城市之间网络流流向均衡，核心城市上海网络中心度仅为0.39，呈现多中心均衡网络结构。

4.2 都市圈城市间产业分工与功能协同特征

可视化的产业链空间网络可以显示不同类型都市圈内部城市间上中下游生产环节间网络流。图1~图4的弦图中外圈和连线分别衡量各城市各生产环节网络流总量和两两城市间网络对流，反映不同类型都市圈内部城市间产业分工与功能协同特征。
图1 2017年单中心离散结构都市圈产业链空间网络流(亿元)

Fig. 1 Spatial network flows in single-center dispersed structure metropolitan areas in 2017 (100 million yuan)

图2 2017年边缘拓展结构都市圈产业链空间网络流(亿元)

Fig. 2 Spatial network flows in peripheral expansion structure metropolitan areas in 2017 (100 million yuan)

图3 2017年核心—边缘结构都市圈产业链空间网络流(亿元)

Fig. 3 Spatial network flows in core-periphery structure metropolitan areas in 2017 (100 million yuan)

图4 2017年多中心网络结构都市圈产业链空间网络流(亿元)

Fig. 4 Spatial network flows in multi-center network structure metropolitan areas in 2017 (100 million yuan)

4.2.1 单中心离散结构都市圈

单中心离散结构都市圈普遍存在产业分工失衡的现象，初级产品、加工制造品和生产性服务生产中心均为核心城市，网络流集中于核心城市向边缘城市的单向流动，边缘城市之间产业联系薄弱（图1）。石家庄、成都、长株潭和武汉等核心城市网络流出量占比高达57%、66%、61%和48%，邢台、衡水、眉山、资阳、株洲、湘潭、鄂州、黄冈、孝感和咸宁等边缘城市之间的产业链空间网络流十分微弱。
从产业协作的生产环节来看，核心城市向边缘城市流动的加工制造品生产环节网络流量最高。石家庄—邢台、石家庄—衡水、成都—德阳、长沙—湘潭、长沙—株洲和湘潭—株洲加工制造品生产环节之间均产生了显著的网络对流。值得注意的是，成都和长株潭都市圈生产性服务生产环节网络流相较于其他都市圈十分微弱，存在显著提升空间。

4.2.2 边缘拓展结构都市圈

边缘拓展结构都市圈内部产业错位发展，呈现出核心城市与边缘城市均衡发展态势（图2）。南京都市圈核心城市网络流出量仅占总流量的29%，马鞍山、扬州、镇江、芜湖等边缘城市的网络流出量分别占总流量的25%、12%、13%和15%；杭州都市圈形成了杭州为生产性服务中心、以绍兴为初级产品和加工制造品生产中心的双核心空间格局，杭州、绍兴的网络流出量分别占总流量的34%和43%。
南京都市圈初级产品、加工制造品和生产性服务生产环节间网络流较均衡，如南京在加工制造品生产环节、马鞍山在初级产品生产环节的网络流具有显著比较优势。杭州都市圈网络流量集中于加工制造品生产环节，杭州—绍兴的加工制造品、绍兴—嘉兴的加工制造品生产环节之间形成了大规模的网络对流。

4.2.3 核心—边缘结构都市圈

核心—边缘结构都市圈呈现出核心—边缘城市间产业深度分工，但边缘城市间产业协作微弱的结构特征。天津、深圳、北京和广州等核心城市网络流出量占总流量的66%、48%、41%和36%。唐山、沧州超过75%的加工制造品流向天津，深圳—东莞、深圳—惠州间存在大规模网络对流，保定、张家口和廊坊网络流近全部流向北京，广州—佛山之间存在大规模网络对流（图3）。与此同时，边缘城市之间产业联系薄弱，唐山—沧州、东莞—惠州、清远—肇庆之间的网络流微弱，保定、张家口和廊坊间网络流占总流量比例不足5%。
核心—边缘结构都市圈产业链空间网络的主导生产环节各具特点。天津都市圈网络流集中于初级产品和生产性服务生产环节，加工制造品生产环节较为薄弱，唐山、沧州在上游初级产品生产环节缺乏比较优势。首都都市圈网络流集中于加工制造品和生产性服务生产环节，北京—保定和北京—廊坊的加工制造品之间形成大规模网络对流，保定和张家口交通运输、仓储和邮政部门为北京加工制造品和生产性服务提供了大量生产性服务。深圳都市圈网络流以加工制造品生产环节为主，深圳—东莞、深圳—惠州、广州—佛山间加工制造品生产环节网络对流为最强对流。广州都市圈网络流集中于初级产品和加工制造品生产环节，广州—佛山间初级产品、加工制造品生产环节存在大规模网络对流，生产性服务生产环节网络流存在较大提升空间。

4.2.4 多中心网络结构都市圈

上海都市圈形成了合理的产业分工与功能协同网络，呈现网络流量高、流向多向化的多中心网络结构。核心城市上海和次级中心苏州、无锡网络流出量高达2933亿元、1371亿元和1006亿元，单个城市网络流量超过成都、长株潭、武汉和石家庄等单中心离散结构都市圈总流量（图4）。
上海都市圈高水平的产业分工与功能协同体现在初级产品、加工制造品及生产性服务生产环节网络流均衡。核心城市上海网络流集中于加工制造品和生产性服务生产环节，上海的加工制造品和生产性服务覆盖全域；苏州、无锡和嘉兴等城市以初级产品和加工制造品生产环节网络流为主，网络流超过半数流向上海。上海与苏州加工制造品生产环节之间的网络对流规模最大，苏州是仅次于上海的加工制造中心。

4.3 基于产业分工和功能协同视角的都市圈空间结构演化路径

上述分析表明，城市间产业分工与功能协同影响着都市圈空间融合程度及其空间结构演化。不同类型的都市圈处于不同的发展阶段，都市圈发展需遵循都市圈空间结构演化路径。一般来说，在都市圈发育的初期，产业链各个生产环节均集中于核心城市，都市圈内部功能协同较弱，少量中间产品服务由核心城市流向边缘城市，呈现单中心离散结构。
伴随产业分工与功能协同深化，都市圈内城市能够通过功能借用调动布局在其他城市中的产业链各生产环节功能，不同城市得以聚焦产业链某一特定生产环节，从而实现城市间专业化错位发展。企业总部和研发中心向核心城市集聚，以实现充分利用核心城市优质人力资本、降低信息搜索成本和满足市场需求；周边中小城市充分利用低成本生产要素的优势，重点发展产品制造生产、装配环节。产业链开始出现跨城市分离，产业协作的边界效应逐渐弱化，都市圈空间融合得以深化。这一过程根据核心城市集聚效应和扩散效应的强弱，会分化为核心—边缘结构和边缘拓展结构两种类型。
在都市圈发育的高级阶段，城市间网络流产生的网络外部性驱动城市功能分化，都市圈核心城市承担起研发、管理与服务功能，次级中心成为高科技制造中心，周边小城市承担原材料和初级产品制造、零部件配套等功能，不同城市在多中心网络结构中共同实现规模经济与网络经济。
都市圈产业分工与功能协同水平的差异，要求不同类型都市圈需结合自身发展阶段明确深化空间融合的方向，弥补短板、突出重点。长株潭、石家庄、成都和武汉都市圈的产业分工格局尚不清晰，边缘城市的初级产品、加工制造品和生产性服务业规模与核心城市存在悬殊落差，产业发展依赖于核心城市，初级产品、加工制造品和生产性服务生产环节网络流均由核心城市向边缘城市的单向流动主导，边缘城市之间产业联系十分薄弱。因此，长株潭、石家庄、成都和武汉等单中心离散结构都市圈应沿“单中心离散结构→核心—边缘结构→多中心网络结构”的路径演化。一方面，提升核心城市发展能级，特别是成都、长株潭都市圈应重点强化核心城市生产性服务业；另一方面，推动边缘城市夯实制造业基础，补强上游初级产品和中游加工制造品生产环节。
南京、杭州等边缘拓展结构都市圈和天津、深圳、首都、广州等核心—边缘结构都市圈的演化方向在于迈向多中心网络化结构。南京和杭州等边缘拓展结构都市圈的优势在于边缘城市间产业协作水平较高，向多中心网络结构演化的关键在于提升整体网络流规模。核心城市南京和杭州需提升加工制造品和生产性服务中心地位，增强辐射带动作用，提升都市圈的整体竞争力。
天津、深圳、首都和广州等核心—边缘结构都市圈迈向多中心网络结构的关键在于强化边缘城市之间的产业协作，尤其需增强边缘城市在初级产品和加工制造品生产环节的比较优势，促进产业分工与功能协同的多向化发展。值得关注的是，首都和天津都市圈应及时扭转网络流过度集中于核心城市的局面。首都都市圈以生产性服务业为支柱产业，网络流高度集聚于核心城市，加工制造业发展水平与同类型都市圈相比存在较大差距。天津都市圈的网络流强度高、密度大，但加工制造环节相对较薄弱，唐山、沧州在初级产品生产环节缺乏比较优势，初级产品网络流也呈核心城市向边缘城市的单向流动。首都、天津都市圈需提升加工制造品生产环节竞争力，推动核心城市的初级产品和基础生产性服务生产环节向保定、廊坊、沧州等地转移，推动都市圈产业合理布局，迈向多中心网络结构。

5 结论与启示

中国都市圈建设借鉴了国际上“1 h通勤圈”的概念，同时提出了产业分工与功能协同的目标，将都市圈导向了“通勤圈”和“产业协作圈”两个方向，已批复的都市圈规划大多超出了“1 h通勤圈”的空间范围，更接近“产业协作圈”，由此导致了对于都市圈概念内涵和发展方向的认知分歧。基于这一现实背景，本文利用城市间投入产出表数据，开展了都市圈产业链空间网络分析，解构了11个重点都市圈产业分工与功能协同的现状特点，从产业分工与功能协同视角探讨了都市圈空间结构演化逻辑与发展路径。本文的主要结论可以归纳为：
（1）如果都市圈建设以“产业协作圈”为目标，应当强化产业分工与功能协同，深化都市圈内部的空间融合。本文发现，在都市圈产业链空间网络中，初级产品、加工制造品和生产性服务等生产环节间网络流的均衡性与空间结构多向化水平正相关。都市圈内城市应当合理布局产业链的生产环节，核心城市重点发展研发、金融服务、文化创意等生产性服务业，推动服务业与高端制造业深度融合；中小城市应夯实制造业基础，积极承接核心城市产业转移，重点布局初级产品和加工制造品生产环节。以产业链生产环节间分工协作，推动产业链空间网络流的均衡化与多向化，深化都市圈内部的空间融合。
（2）中国都市圈发展应基于都市圈空间结构演化规律，因地制宜、因时而异选择都市圈建设路径。本文发现，中国都市圈可划分为单中心离散结构、核心—边缘结构、边缘拓展结构和多中心网络结构4种类型，多中心网络结构是都市圈空间结构演化的高级阶段。长株潭、石家庄、成都和武汉等单中心离散结构都市圈宜先向核心—边缘结构都市圈演化，南京、杭州等边缘拓展结构都市圈与天津、深圳、广州、首都等核心—边缘结构都市圈宜加速向多中心网络结构演进。
本文从“流空间”的视角切入，基于城市间投入产出表数据进行的都市圈产业链空间网络分析，在产业链层面运用关系数据揭示了中国都市圈的产业分工与功能协同水平，研究结果有助于深化认识都市圈空间结构演化的理论逻辑，为都市圈发展的政策制定尤其是不同类型都市圈的建设路径选择提供科学参考。由于城市间投入产出表数据年份仅限于2017年，当下暂时无法分析都市圈空间结构的动态演化过程。这一遗憾有待下一步的研究工作去克服。

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