【編者的話】

城市網(wǎng)絡(luò)通常從宏觀圖景上為我們描述了城市間的互動和聯(lián)系情況，其中，中心性和同配性等一系列指標(biāo)主要用來衡量城市網(wǎng)絡(luò)整體的屬性。那么，城市網(wǎng)絡(luò)局部的微觀情況又如何，有哪些具體的特征。本期解釋城市將聚焦城市網(wǎng)絡(luò)中的微觀結(jié)構(gòu)，解剖局部的模體和小集團(tuán)。

從整個城市網(wǎng)絡(luò)到單個城市節(jié)點（或城市中的要素節(jié)點），中間的局部過程或區(qū)域特征也常常備受關(guān)注。在城市網(wǎng)絡(luò)中，一般通過模體與小集團(tuán)兩種概念來描繪城市網(wǎng)絡(luò)的局部特征。 

一、城市網(wǎng)絡(luò)中的模體結(jié)構(gòu)

無論是城內(nèi)網(wǎng)絡(luò)還是城際網(wǎng)絡(luò)，整體看都是相互連接的整體。但是如果仔細(xì)看每個局部，會發(fā)現(xiàn)有一些結(jié)構(gòu)總是反復(fù)出現(xiàn)。這些頻繁出現(xiàn)的局部連接模式稱之為網(wǎng)絡(luò)的模體（motifs）。2002年，魏茨曼科學(xué)研究所和冷泉港實驗室的幾名研究人員在《科學(xué)》雜志聯(lián)合發(fā)文，認(rèn)為這種反復(fù)出現(xiàn)的局部連接模式正是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之一。比如3個節(jié)點的模體總共有13種類型，4個節(jié)點的模體總共有199種類型。這些頻繁出現(xiàn)的模體代表了一些具有普遍意義的交互模式和行為模式。在城市網(wǎng)絡(luò)中，則表現(xiàn)為特定的城市功能模塊或行為特征。

圖1  3個節(jié)點的模體主要包含這13種情況
資料來源：R. Milo et al. ,Network Motifs: Simple Building Blocks of Complex Networks.Science298,824-827(2002).

以城市之間的航空網(wǎng)絡(luò)為例。研究表明，中國城市之間的航空網(wǎng)絡(luò)主要由上圖中的8號模體和13號模體構(gòu)成。其中，8號模體占97%，13號模體占3%左右。占有絕對優(yōu)勢的8號模體其實代表了中國城市網(wǎng)絡(luò)的一種普遍現(xiàn)象，在城市網(wǎng)絡(luò)的局部總有一個樞紐型城市，其他城市與這個樞紐城市構(gòu)成點對點的關(guān)系。比如，在中國中西部面積遼闊的區(qū)域，一些城市會首先與省會城市建立直航的班次；在東部地區(qū)，一般城市會優(yōu)先選擇直飛北京、上海、廣州、深圳等一線城市的航班。這樣就形成了8號模體的形態(tài)。而13號模體則主要出現(xiàn)在區(qū)域中心城市之間，各省會之間的直飛航班，構(gòu)成了相互聯(lián)通的一個完全網(wǎng)絡(luò)（complete graph），雖然整體占比并不是很高，但在整體運輸網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著橋梁作用。 

二、城市網(wǎng)絡(luò)中的小集團(tuán)（clique）

另外一種在城市網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常出現(xiàn)的局部微觀結(jié)構(gòu)稱之為小集團(tuán)（clique）（注：有時候也譯作派系或者小圈子）。所謂小集團(tuán)就是城市網(wǎng)絡(luò)中相互聯(lián)通的完全子圖，即局部若干個城市節(jié)點之間兩兩都是連接的。小集團(tuán)實際上代表了網(wǎng)絡(luò)體系中緊密關(guān)聯(lián)的一組城市群或城市團(tuán)，這些城市群或城市團(tuán)內(nèi)部形成了一個相互緊密聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。識別城市網(wǎng)絡(luò)中的小集團(tuán)結(jié)構(gòu)有助于了解城市之間的互動路徑以及城市群的真實構(gòu)成。

圖2  網(wǎng)絡(luò)中的小集團(tuán)結(jié)構(gòu)（K2-K7分別代表由2-7個節(jié)點成員構(gòu)成的小集團(tuán)）
資料來源：筆者繪制

在全球城市網(wǎng)絡(luò)中，這些小集團(tuán)是整個網(wǎng)絡(luò)的核心組件。比如，GaWC的世界城市名錄中，以倫敦和紐約為代表節(jié)點的城市與其他十幾個城市構(gòu)成了多個成員的小集團(tuán)。在3個成員組成的小集團(tuán)中，華盛頓（特區(qū)）、布宜諾斯艾利斯、臺北、蘇黎世、墨西哥城、舊金山、圣保羅、悉尼、阿姆斯特丹、馬德里和多倫多等城市都分別與倫敦和紐約構(gòu)成了相互聯(lián)通的“鐵三角”；而東京和洛杉磯、巴黎和米蘭、香港和布魯塞爾，這些城市又與倫敦和紐約構(gòu)成了相互聯(lián)通的穩(wěn)固集團(tuán)。此外，5成員和6成員的小集團(tuán)一定程度上反映了更大的城市集團(tuán)“抱團(tuán)取暖”的特征。

2005年，拉夫堡大學(xué)的B.Derudder和P. Taylor兩位學(xué)者在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了相對城市集團(tuán)化指數(shù)（relative city cliquishness）的概念，主要通過城市實際加入的小集團(tuán)數(shù)量與其度中心性（上一期我們提到過這個概念）數(shù)學(xué)回歸得到的殘差來計算該指數(shù)。該指數(shù)一定程度上反映了城市在它所處的中心位置上應(yīng)該加入了多少小集團(tuán)與實際加入的小集團(tuán)數(shù)量之差。

通過計算不同城市的相對城市集團(tuán)化指數(shù)，他們也得到了一些非常有意思的結(jié)論。比如在一定的網(wǎng)絡(luò)條件下，香港、新加坡和巴黎等城市都是實際融入的城市小集團(tuán)數(shù)量要高于他們所處的中心位置上的平均水平，表現(xiàn)出更加集團(tuán)化（over-cliqued）的城市特征；而芝加哥、多倫多和圣保羅等城市實際加入的城市集團(tuán)要低于其預(yù)期的水平，屬于不夠集團(tuán)化的城市（under-cliqued），兩類城市所表現(xiàn)出來的集團(tuán)化差異也是城市的重要特征之一。

表1全球城市網(wǎng)絡(luò)中的城市小集團(tuán)

資料來源：DERUDDER, B. and TAYLOR, P. (2005), The cliquishness of world cities. Global Networks, 5: 71-91.

這些模體也好，小集團(tuán)也好，闡明了全球城市網(wǎng)絡(luò)中的一個重要的區(qū)域維度，以及這些城市在區(qū)域間是如何相互關(guān)聯(lián)起來的。此外，很重要的一點就是，從單個城市到整個全球化的過程中，城市模體和小集團(tuán)是如何作為局部-整體之間紐帶，服務(wù)于整個全球經(jīng)濟(jì)社會體系和過程的。 

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 “解釋城市”專欄由上海發(fā)展戰(zhàn)略研究所戴躍華博士主持，關(guān)注城市科學(xué)發(fā)展的前沿趨勢，解釋城市科學(xué)以及城市中人類行為動力學(xué)的一般特征和規(guī)律，探究利用前沿城市科學(xué)理論優(yōu)化城市治理的路徑和方法。