中國的城市職能分類研究
（一）區域性的城市職能分類
80年代中期以來中國廣泛開展的區域城鎮體係規劃，大多數都包含城鎮職能分類的內容。
以筆者參加的山東濟寧市域城鎮體係規劃為例，濟寧市域包括濟寧市和9個轄縣。1984年有地級市1座，建製鎮54個。通過統計分析和定性分析相結合的方法，把全部市鎮的職能性質分為4大類和若幹小類（圖42），通過分析現狀生產力布局中的不合理因素、各市鎮的發展條件和今後的開發計劃與前景，又提出了濟寧市域規劃的城鎮職能類型（圖43），形成新的城鎮職能結構（圖44）。市域一級的城鎮職能特點相對來說比較簡單，故分類不必使用很複雜的方法。
已故地理學家孫盤壽先生的“西南三省城鎮的職能類型”是中國區域性城鎮職能分類研究中最早且比較深入係統的一個例子。分類的對象包括四川、貴州、雲南3省22個城市和515個非農業人口2000人以上的鎮（包括部分鄉村中心）。由於資料的局限性，作者沒有采取一攬子分類的方法，而是采取兩種分段處理。一是把22個城市和515個鎮的職能類型分別處理，重點放在城市；二是在城市的職能分類中，對城市的基本類型和城市的工業類型又分別處理，然後加以綜合。
圖43濟寧市域城鎮現狀職能類型係統
對城市部分分類的思路是先利用城市職工部門構成的資料，取其中工業、運輸、科教文衛、機關團體4個部門的職工比重進行城市基本類型的劃分。因為工業是所有城市的第一大部門，平均占全部職工數的一半，工業的門類又多，因此又利用工業職工的部門構成資料，取其中冶金、煤炭、化學、機械、食品、紡織、造紙7個部門，進一步劃分城市的工業職能類型。
圖43濟寧市域城鎮規劃職能類型係統
分類的定量標準主要借用納爾遜的平均值加一個標準差。但按這個指標進行的分類發現有許多不理想的地方。例如符合分類標準進入工業城市的隻有個舊、東川；分入運輸城市的有西昌、宜賓、內江、綿陽；分入科教文衛城市的有南充、綿陽、自貢；分入機關團體類行政職能的城市有樂山、綿陽、西昌。上述一共是9個城市，其餘象重慶、成都、昆明、貴陽等13個城市都屬於綜合性城市。孫先生為了彌補這種方法的不足之處，對納爾遜方法的分類結果作了大幅度的調整，隻有某部門既達到平均值加一個標準差的分類標準，又在本市部門結構中居於首要地位的，才被確定為城市的基本類型或工業職能類型。同時把城市各種職能在全部城市中所居地位以及在城市本
圖44濟寧市域規劃城鎮職能類型圖
身的重要性作為輔助指標，供劃分職能類型時的參考。調整後的分類結果，所包含納爾遜方法的成分已經不多（表46）。
表46西南三省城市職能分類係統
劃分鎮和鄉村中心的職能類型，主要的客觀標準隻是地（州）縣駐地，代表是相應區域內的政治、經濟、文化中心。這類中心鎮占了515個鎮中的64.7％。根據非農業人口的規模，細分為大、中、小3個等級。至於其它城鎮很難作準確的劃分，隻能參考工礦企業分布及有關文字資料，定性地歸入工商業鎮、礦業鎮、加工工業鎮、郊區鎮、區中心和鄉中心等類。
（二）全國性的城市職能分類
由於一直缺乏必要的係統資料，職能分類這一個城市地理傳統的熱門課題，在中國卻相對門庭冷落。1985年首次出版《中國城市統計年鑒》，公布了全國295個城市（包括轄縣）各工業部門的產值及其它有關資料，為進行全國城市的工業職能分類提供了可能性。直到1988年才有第一篇這方麵的成果公開發表，這篇成果是筆者和R.布雷特肖對“中國城市工業職類分類”的研究，包括理論、方法和結果，在本書下麵的內容中將具體介紹。但總的來說，迄今為止，中國全國性的城市綜合性職能研究仍受到資料的局限。
1.中國城市工業職能分類的理論和方法
所謂城市的工業職能，就是指在全國城市工業生產體係中，每個城市的工業為外地服務的作用。城市間工業職能的差異，由3個要素來反映（圖45）：專業化工業部門。可能是一個部門，也可能是幾個工業部門。職能強度，取決於城市工業的專業化程度。若某部門的專業化程度很高，則該部門產品的輸出比重也高，職能強度則高，反之亦反。職能規模，有些小城市工業的職能強度雖高，對外服務的絕對規模卻不一定大；相反，一些大城市某些部門
圖45城市職能三要素示意圖
在城市工業結構中所占的比重並不高，但產品輸出的絕對量卻可能很大。城市職能三要素，互有聯係，缺一不可。明確專業化部門是首要的。在職能強度很高的專業化城市之間，職能規模的差異常常退居次要地位。但在專業化程度並不高的綜合性城市，職能規模往往構成城市職能差異的主要因素。職能三要素的概念不僅適用於城市工業職能分類，也適用於包括政治、經濟、文化等多職能的城市分類。
在筆者和R.布雷特肖關於中國城市工業職能分類的研究成果中，一共采用了19個分析變量。其中，1～16變量是城市16個工業部門的產值結構，其餘3個分別是城市工業總產值、工業職工數和工業企業數這些可反映工業規模的變量。
作者對分類技術進行了多種嚐試，分別采用主因素分析、5種不同的聚類分析和納爾遜方法的統計分析進行對比。發現主因素分析法不能對出於同一母體的結構性資料進行理想的分類。因為19個變量中有16個部門的比重值加起來是100。在城市內部各部門比值互相牽製，此高彼低，此低彼高，獨立性差，使得因素分析所得的各個主因素“承擔量”都不高。
納爾遜分析方法用平均值加標準差來反映職能強度效果很好，缺點是用平均值加一個標準差作為確定主導職能的指標，標準偏高。而且不符合城市的基本部分隨城市規模級的不同而有變動的基本原理。中國城市的工業經濟結構，總體上專業化程度較低，多部門綜合發展的城市較多。用納爾遜的標準顯得更高。另一個缺點是它僅僅按部門概括各個城市的職能特征，沒有把職能特征類似的城市歸並成類，這有悖於人們“分類”的初衷。
因此，對中國城市工業職能的分類采用的方法是多變量分析和統計分析的良好結合。它首先借助於計算機程序的沃德誤差法的聚類分析取得科學客觀的分類結果。再借助於納爾遜統計分析的原理對劃分出的城市組群進行特征概括和命名。為了避免評價標準的一刀切，對於城市的最大工業部門、大於平均值的部門、大於平均值加半個標準差的部門以及大於平均值一個或幾個標準差的部門給予同樣的關注。以上海和鞍山兩個城市為例，鞍山的冶金工業產值比重（59.54％）在平均值以上3個標準差，很顯然是冶金工業高度專門化的城市。而上海在16個工業部門中沒有一個達到平均值加一個標準差的水平，但它的機械工業（26.42％）、紡織工業（22.29％）、縫紉工業（3.27％）、文教藝術製品工業（3.31％）達到平均值以上半個標準差，化學工業（12.94％）、冶金工業（11.19％）、電子工業（5.40％）高於平均值，其餘9個部門在平均值以下，故上海作為一個輕重工業並重的綜合性多職能工業城市的特點就非常明確。
沃德誤差法與其它聚類分析方法的不同在於它把平方誤差和（ErrorSumofSquare）作為樣本信息損失量的標準，聚類過程中每一步的歸並以增加的平方誤差和最小（即損失的信息量最少）為原則。計算公式為：
以數組｛2，6，5，6，2，2，2，0，0，0｝為例，把上麵10個數分成4組是最理想的：｛0，0，0｝，｛2，2，2，2｝，｛5｝，｛6，6｝。因為這時平方誤差和（ESS）等於0，沒有損失任何信息：
ESS＝ESS1＋ESS2＋ESS3＋ESS4＝0
如果要把4組歸並為3組，計算機就要計算每一種歸並方案的平方誤差和，選擇最小的一種方案執行，在這個例子裏必然是｛0，0，0｝，｛2，2，2，2｝，｛5，6，6｝。同樣原理，可以再歸並為兩組。歸並的每一步驟都遵循組內變差最小，組間變差最大的原則，這正是城市職能分類的要求。
“中國城市工業職能分類”的類別體係也不同於國外以往的成果。它在聚類分析所得的樹狀結構圖上切了3刀，形成由大類、亞類和職能組共同組成的3級分類體係。大類反映中國城市工業職能的總體差異，亞類反映城市工業職能的基本類型，職能組則是對亞類內城市更詳細的分類，同一職能組內的城市，工業職能特點十分相似。從類別的命名上可以反映出不同城市的主導工業部門（兼具市內規模最大、市外專業化程度較高的部門）、主要工業部門（城市中規模較大的部門）、專業化部門以及職能強度（專業化的或高度專業化的或綜合性的）、職能規模（國家級的、大區級的、省區級的或大型、中小型的）等特征信息。
分類結果充分證明，中國城市（包括轄縣）工業職能分類的基
本思想和方法是有效的。主要的缺憾是中國公布的城市工業資料中，帶轄縣的城市與不帶轄縣的城市缺乏可比性，帶轄縣的城市之間可比性也不強。這一缺點可在後續研究“中國城市體係的工業職能結構”中得到彌補。
2.中國城市工業職能的分類體係
根據1984年中國295個城市市區的資料，進行聚類分析後得到了樹狀結構圖（圖46）。筆者分別以距離係數5.5，3和1.5或1為界，把中國295個城市按工業職能特點分成4個大類、18個亞類和43個職能組（職能組隻注出少數經調整後的編號，其餘正常編號的部分圖中省略）。
在下麵的分類結果中，列出了類別名稱及其城市歸屬，並且注出每個城市超過平均值加一個標準差的工業部門和超過平均值以上幾個標準差。
中國城市工業職能分類結果：
Ⅰ全國最重要的綜合性工業基地
Ⅰ1全國最重要的綜合性工業基地
Ⅰ1A全國最大的綜合性工業基地：上海
Ⅰ1B全國綜合性工業基地：北京（化學1，文教1），天津
Ⅱ特大及大中型為主的加工工業城市
Ⅱ1大區級綜合性工業基地
Ⅱ1A大區級綜合性工業基地：沈陽（機械2），武漢（冶金1），長春（機械2），成都（文教1），西安（機械1），哈爾濱（機械1），廣州（化學1，文教1），重慶（機械1）
Ⅱ2省區或省內重要的綜合性工業中心城市
Ⅱ2A以機械、紡織或石油、化學工業為主的特大、大型綜合性工業城市：石家莊（紡織1，縫紉1），青島（化學1），大連，蘭州（石油1，化學1），南京，杭州，濟南，鄭州（紡織1），長沙（文教1），合肥（機械1），南昌（機械1），貴陽，昆明
Ⅱ2B以機械、冶金為主的重型綜合性工業城市：邯鄲（電力1），唐山（電力1），太原（冶金1），包頭（冶金1），邢台，湘潭（機械1），長治（機械1），株洲（冶金1），遵義（冶金1，電子1），寶雞（機械1），張家口，煙台，衡陽（機械1），柳州，西寧（機械1，縫紉1），齊齊哈爾（機械1），洛陽（機械1），烏魯木齊
Ⅱ2C以冶金、機械或化學、食品、紡織工業為主的綜合性中小城市：承德、通化、臨汾（冶金1），蕪湖，安陽，連雲港（化學1），淮陰（化學1，食品1），濟寧（化學1），開封（化學1），三明（化學1，紡織1）
Ⅱ2D以石油加工為主要專業化部門的綜合性工業城市：撫順（石油2），淄博（石油2），錦州（石油1），寧波，安慶（石油2），嶽陽（石油2，化學2）
Ⅱ2E以煤電或煤電化或水電為主的大中型綜合性工業城市：赤峰（電力1），阜新（電力1，煤炭1），平頂山（電力1，煤炭1），棗莊（電力2，煤炭1），遼源（化學1），徐州，淮南（電力1，煤炭1，化學1），焦作（電力2，化學1），鎮江（電力1），宜昌（電力2）
Ⅱ3化學工業城市
Ⅱ3A專業化的化學工業城市：滄州（化學2，石油1），桂林（化學1），銀川（化學2），吉林（化學3），牡丹江（化學2），運城（化學3），瀘州（化學3），衢州（化學5），格爾木（化學3）
Ⅱ3B高度專業化的化學工業小城市：二連浩特（化學5）
Ⅱ3C文教工業較發達的專業化的化學工業小城市：衡水（化學1，文教2），河池（化學2，文教1），威海（化學1，縫紉1，皮革1，文教2）
Ⅱ4紡織工業為主的城市
Ⅱ4A以紡織、機械、食品工業為主的綜合性城市：廊坊（紡織1，縫紉1），常熟（紡織1，縫紉2），湖州（紡織1，建材1），喀什（紡織1，皮革1，建材1，文教1），白城（縫紉2，造紙1），大理（縫紉1），榆次（紡織2，機械1），聊城（紡織1，機械1），呼和浩特，泰州（紡織1），濰坊（紡織1），襄樊（紡織1），德州（紡織1），益陽（紡織1），鹽城（紡織1），金華（紡織1），紹興（紡織1），內江（食品1），南充，九江（紡織1，石油1，建材1），荷澤（紡織1，文教2），石河子（紡織2，食品1），和田（紡織3，文教1）