中外城市比较研究是城市科学研究中的一个重要方面。近年来，随着中国城市与社会发展问题的日益突显，学者们广泛研究中外城市发展、管控的差异，意在吸取全球城市规划与管理经验，帮助中国城市克服现有城市问题并探索新的规划建设模式。
近年来北京市由于人口大规模集聚，加之城市空间的无序扩张，出现了严重的交通拥堵、环境污染、住房困难等典型的城市病，严重制约了北京市的可持续发展和生态文明建设。2015年，中央政治局审议通过《京津冀协同发展规划纲要》。作为重大国家战略，核心是有序疏解北京非首都功能，其中控制和疏解北京的人口是京津冀一体化战略的重要目标之一。2015年11月，北京市“十三五”规划（2016—2020）的建议中，“严格控制人口规模不超过2 300万”的表述，首次出现在中共北京市委全会的决议里，可见政府试图通过控制人口，来解决城市病的决心。然而，从北京人口管控的历史来看，政府对于北京市人口控制的目标在逐渐扩大，然而北京市人口的实际增长却远远超出了政府的目标控制。如第六次人口普查显示，2000年北京常住人口达到1 363.6万人，提前突破了2010年的目标；2011年底，北京市常住人口达到2 018.6万人，也提前突破了2020年的目标。然而，北京市合理的人口规模是多少？北京市城市人口的增长是否可以通过疏解得到控制呢？通过控制北京城市人口来解决城市病是否是有效的或是不多的方式呢？
交通拥堵、环境污染、地价飞涨等这些城市发展问题，即城市病，是城市化发展到一定阶段的产物，城市化的不同阶段城市病的严重程度和主要表现也有所不同。我国的城市化进程从改革开放以后才开始步入正轨，并不断加速，用了30年的时间城市化率超过了50%。此前，日本在战后城市发展迅速，1950—1975年城市化水平从37%上升到76%。对比来看，中日的城市化速度都很快，都经过差不多30年左右的时间高速完成了欧美发达国家用了100多年时间才完成的城市化过程，在亚洲率先实现了国家的城市化。作为日本较大的城市，东京拥有3 800万人口，大约比北京多1 650万，核心区的人口密度甚至超过北京，同样是亚洲的大都市，同样经历过高速城镇化和机动化的历程，东京交通、环境协调有序，甚至居民满意度也较高。因此，东京作为较有代表性、较为成功的巨型城市发展案例，现已经成长为较为成熟的都市圈，其城市空间发展、规划等方面的经验对北京市的发展具有重要的借鉴意义。
然而目前，中外城市空间发展及居民日常行为的分析多为理论讨论，鲜有基于一手数据的直接比较；缺乏完善的空间比较分析框架。本文基于对比的视角，运用详细的城市空间数据，通过Arc⁃GIS平台，直观地比较东京和北京在交通网络结构和土地利用方面的差异，探讨北京市的人口容量潜力，对今后北京市的交通规划、土地利用以及合理人口规模的研究与政策的制定提供一定的参考。
一、研究综述
1、城市规模研究
城市是集聚经济的产物，但是，当城镇化继续发展，过度的要素空间聚集，集聚经济的净效益为负，就会产生聚集不经济。现代大都市普遍面临的地价上升、交通拥挤、环境污染等问题正是集聚不经济的体现。周一星认为城市规模与产出之间存在弱正相关。Bettencourt等发现城市相关的很多指标，如耗电量、专利数量等都与城市人口呈幂指数函数；而城市基础设施建设方面的指标，如加油站数量、道路面积等，则正比于人口的0.8次方左右。这就意味着，与城市人口增加的速率相比，基础设施增加的速率较小，也就是说出现了规模经济性。Batty则基于Bettencourt等人的研究，认为人口的增加在不同环境下可以创造出不同的经济效应，城市规模并不一定与经济社会产出呈幂指数关系。
从城市体系结构来看，城市作为人口、物质、信息的集聚点，根据克氏中心地理论，不同的集聚点有不同的吸引力，从而形成不同的等级规模，构成了城市等级体系。高等级的城市，服务范围大，人口多，经济发展水平较高，功能等级较高，构成的一个地区的中心，如北京、东京等特大城市和大城市；低等级的城市则相反，服务半径较小，人口较少，功能较弱，如集镇、农村等。因此，从理论上说，一个国家和地区的城市系统的发展应存在某个临界点，在该点城市系统平衡性能较好，可以实现城市综合效益较佳，符合这个城市人口分布的城市规模称合理规模。
纵观城市发展的历史，接近性的变化随着经济、交通和信息等技术的而变，因此随着技术的发展，城市的规模也越来越大。农业社会的城市依靠水运、马车和面对面交流进行物产的交易，因此规模都很小，大致几万人左右，而且往往分布均衡，起到一个国家或地区的行政、军事和贸易中心的作用。而工业城市则是生产和消费中心，依靠轨道交通和汽车、电话等通讯手段支持，城市规模可以达到几百万甚至上千万。近些年来，随着全球化、信息化的高速发展，物质流、信息流也发生了巨大的变化，改变了人类过去对地理空间远近的认识与依赖，从而进一步影响了理论上的城市较佳规模，以及城市体系的重构。
城市的规模不仅仅是经济的产物，它也同时受社会制度、政策、特别是城市规划的影响。例如，政府力量很强的罗马时代的罗马、中国唐代的长安，它们的城市规模可以达到上百万，而中世纪欧洲的商业城市大都不到10万人。同样，在计划经济的中国，1978年以前，采取严格的户口制度，农民不能自由移动到城市，因此在1950—1980年的30年中，全世界城市人口的比重由28.4%上升到41.3%，其中发展中国家由16.2%上升到30.5%，但是中国大陆仅由11.2%上升到19.4%，可见社会制度和政策对城市发展的影响很大。此外，除了上述人口、经济、技术、城市系统、制度和政策因素，对某个特定的城市来说，它的规模还受到当地的环境制约，例如用地、用水等。因此，政府政策应该基于城镇人口、经济、空间和环境之间的协调发展关系的视角制定。
城市的规模受如此众多的、互相关联的因素影响，那么对于北京这样的特大城市，在当今这样的时代背景下，多大的人口规模才是合理的或者应该可以达到多少人口规模呢？大部分学者认为北京人口规模的持续增长是北京经济发展和中国处于加速城市化阶段的必然现象，也有学者通过模型模拟预测北京市人口还将继续增加下去。对于北京人口快速增长的原因，大体而言，宏观的土地制度、住房制度和户籍管理制度的桎梏与变革，中观的城市产业结构更新、规划调控以及城市空间发展规划的问题，微观的城市居民职业分化、经济收入水平的提高以及居住观念的改变等，综合形成了北京人口增长和空间布局变化的动力模式。
从全球经济的发展经验来看，全球大都市圈的人口仍在继续增长。联合国的统计数据显示：500万-1 000万之间的特大城市群由1950年的4个上升到38个，1 000万以上的巨型城市由2个上升到23个。纽约市目前800万人口，未来预测还要增长100万；新加坡是550万人口，未来可能要增长到700万。同样在日本，虽然全国总人口已开始减少，但东京圈的人口仍在增长。因此，在我国高速城市化的背景下，北京作为政治、文化、国际交流的中心，完全控制人口增长是不现实的。
2、东京与北京比较研究
既往对东京的研究主要集中在都市圈的发展过程，都市圈内的城市的职能分工、人口结构、土地利用结构、交通网络及枢纽规划等方面。这类文章的特点是侧重介绍东京，而对我国的建议则比较概念性，没有基于严格的比较分析。例如，谭瑜等对东京大都市圈的发展过程和空间结构规划战略进行了介绍，针对北京，提出了必须打破行政管辖范围进行空间规划的想法。卢明华等介绍了东京大都市圈内各核心城市的职能分工，对京津冀地区各主要城市与地区的职能提出了建议。但是这些研究缺乏地理范围的概念，因为正如下文可以看到，东京都的面积只有北京的1/8，因此超出行政区范围的发展成为必然，而面积如此之大的北京是否一定超过了它应有的人口容量却没有考虑在内。
在基于数据分析的比较研究中，一部分是以介绍国外大城市为主的，如纽约、东京和伦敦之间的比较。近些年在北京人口剧增的背景下，东京与北京的比较也多了起来。例如，马剑平等比较了北京与东京、纽约、伦敦在人口密度、道路面积与密度、经济水平、国际化和文化发展方面的指标。
周建高比较了中日城市人口、道路、公共设施的密度。由于各国城市概念、统计口径的不同，城市之间比较需要严格的地域范围的定义，而这些文章恰恰在这方面比较疏忽。另外即使数字准确但如果不全面分析的话也会造成误解。例如，很多文章和报道说，北京、上海的地铁长度已经超过了东京。但是，地铁的密度是多少，站点如何分布，更重要的是，地铁以外的轨道交通如何，如果不进行综合考虑，采用某个数字往往会带来很大的误解。
通过本文空间上的、综合的比较，我们将看到北京的轨道交通设施远远不如东京完备。
二、研究方法与数据来源
1、研究区概况与数据来源
北京下辖16个区县，其中，东城区、西城区、朝阳区、海淀区、丰台区、石景山区为北京的市区。近些年，伴随城市化的快速发展和变革，北京城市内部空间结构发生大规模重组与调整，土地利用与产业结构的协调性也受到很大的挑战，职住空间错位的程度并没有得到缓解。距市中心15 km左右是城市就业功能和居住功能主导地位转化的分界线，职住平衡度整体上呈现出由内圈层到外圈层递减的趋势。加之近些年小汽车的普及，城市的无序扩张，北京出现了严重的交通拥堵、环境污染、住房困难等典型的大城市病。如根据高德地图发布的《2015年度中国主要城市交通分析报告》显示，北京平均车速22.61km/h，高峰拥堵延时指数为2.06，即北京驾车出行的上班族通勤要花费畅通下2倍的时间才能到达目的地，拥堵时间成本全国较高。
再如北京市环保局统计，在2015年共49%的日子北京空气有污染，其中重度污染31 天，严重污染15天。这些问题都严重制约了北京市的可持续发展和生态文明建设。
东京并非严格的行政区名，东京都是由23个特别区、26个市，5个町、8个村组成，面积2 191km2；其中23个特别区（623km2）是东京都以及东京大都市圈的核心地区，聚集着政府厅舍、企业、商业设施，2014 年GDP 为92 兆9 千亿日元，人均GDP 为689万日元，相当于人民币39.9万元/人（以2016年3月的汇率计算）。城市化连绵地区不仅包括东京都内，其范围延伸到琦玉县、千叶县、神奈川县甚至更远的地区，成为世界较大的城市连绵地区。因此，对于东京的研究地理空间范围的界定非常重要。截止到2015年9月，东京都总人口约1 348万人；其中，23区总人口约923万人。并且，根据日本总务省发布的基于居民基本台帐（户口簿）的2014年人口迁移报告显示，日本人口向东京周边集中的趋势进一步加强，东京都一年净迁入了73 280人。
虽然东京人口在不断增加，但并没有出现严重的城市病，其交通、环境、居民满意度反而有所上升。日本国土交通省资料显示，目前整个东京大都市区单程通勤时间在2h 以内的居民比重占到96%，77%居民的通勤时间可控制在1.5h之内。且东京的主要通勤交通是各类铁路，因此通勤用时精确计算，公路拥堵情况较少。空气中SO2、NO2、悬浮颗粒物全部达到环境标准，尤其是2000年以来环境指标越来越好。近年来受中国PM2.5的影响也出现了高于环境标准的现象，但是东京都年平均值仅为16.0（μg/m3），98%值也较多43.8（μg/m3）。
表1总结了东京都和北京市的概况。可以看出，东京都行政区的范围仅仅是北京的1/8，人口为北京的60%左右，两个城市虽然都为国家首都，但是行政区的面积相差悬殊，无法直接比较。考虑到东京的城市连绵地区已经远远超出它的行政区范围，我们以东京都市圈人口重心为中心，以80km为半径，将东京的研究区域划定为与北京市市域面积基本相同的土地面积（以下简称东京）。从城市用地的角度来看，北京西部和北部有连片的山脉，东京的西部和南部、北部的大部分地区也是丘陵地带、而且东南部分是海湾，因此两个城市的用地都有各自的限制因素。
本文中使用的数据，东京的数据主要来自日本国土交通省，其中有关道路的详细数据来自ESRI等民间企业。北京市数据主要来源于开源数据，并经过作者的核对和矫正，其中地铁数据是作者根据北京地铁的官方地图矢量化获得。由于数据的滞后性，本文反映的是2013年前后的情况，因此可能会出现一些与现状不符的现象。
2、研究思路与方法
城市内部交通和土地利用结构是社会、经济等诸因素作用于城市地域上的直接产物，构成城市内部空间结构的骨架，且同时反作用于城市，促进城市的经济社会的发展。城市交通系统的完善程度影响着城市交通系统运力的大小，从而直接影响城市的人口容量。而城市的土地利用与交通系统之间存在着紧密的相互作用和相互影响的关系，土地利用与交通系统的统筹安排对城市的可持续发展，以及城市人口的空间合理分布起到关键的作用。因此，本研究选取城市交通和土地利用作为北京和东京城市结构比较的视角。通过ArcGIS空间分析平台，对北京与东京的交通网络结构、道路交通、公共交通、轨道交通以及土地利用几个方面分别进行比较研究。
（1）核密度分析法
核密度（Kernel）分析法是空间分析中运用广泛的非参数估计方法，用于计算要素在其周围邻域中的密度。该方法以特定要素点的位置为中心，将该点的属性分布在指定阈值范围内（半径为r 的圆），在中心位置处密度较大，随距离衰减，到极限距离处密度为0。通过对区域内每个要素点依照同样的方法进行计算，并对相同位置处的密度进行叠加，得到一个平滑的点要素密度平面。表达式为：
式中：k()为核函数；h 为阈值半径；n 为点状地物个数；x-xi为估计点x 到样本xi处的距离。为了能够准确反映商业点的分布特征而又不至过于细节化，经过反复试验，选取2.5km为距离阈值。
（2）人口集中区指标
在日本的人口普查出提出了DID（Densely In⁃habited District）的概念，DID是日本的统计人口集中区的指标，是指人口密度达到4 000人/km2及以上的基本调查区邻接，所形成的人口总量达到5 000人及以上的区域，其中基本调查区是日本人口普查结果集计的较小单位。
中国城市建成区在指标体系的建立和地域范围界定的方法上普遍缺乏可操作性，没能像日本的DID那样应用于城市统计和国情普查的实际工作中。中国目前的城市统计仍然主要以城市行政区为基本地域范围。因此，本文尝试将此概念运用到北京来，对东京和背景的土地利用状况和人口集中情况进行对比分析。
三、北京与东京比较及问题分析
1、交通网络结构
日本政府早在1963 年就提出了构建都市圈“三环九射”的高速道路网结构，但建设进程缓慢，到2013还没有完善，如图1。与此相对应的是，东京的轨道交通非常发达。铁路交通以山手环线为中心，向郊区放射出近20 条通勤电车。这种“环线+放射状”的格局早在1930 年代已经形成。目前，在离中心20km、30km附近形成了两条铁路外环线。轨道交通又分很多种类，有连接区域间的新干线系统，成为区域内外骨骼的旧国铁（现已民营）、地方政府和民营的地铁和通勤铁路等。中心23区的交通主要靠山手环线和地铁网组成。
北京的道路网络自改革开放以后，随着北京市城市化快速发展，其建设就呈现快速扩张趋势。1978年，北京市公路里程为6 562km，发展到2008年，公路里程突破2万多km，增长3倍多。目前，北京市道路网系统已经形成5条环线、8条主要快速放射线和若干条辅助放射干线体系，已经形成了“棋盘式+环路+放射路”相结合的布局形式。在轨道交通方面，北京从1965年开始建设一号地铁线与环线，但长期以来没有受到重视，发展十分缓慢，1956—2002年的37年时间中一共建成通车运营仅54km。2000年后，北京开始转变交通发展思路，加快地铁的建设，到2014年底，北京地铁运营里程达到527km。但北京轨道交通种类单一，基本都是地铁，并且基本局限在城六环内，城市周边的昌平、怀柔等周边地区没有通勤铁路。北京也有比较发达的铁路网（图1），但这些主要是连接全国各地的高铁和长途火车，对本地的交通没有很大的贡献。
2、道路交通
图2为两个城市的路网图，东京的道路明显比北京分布广并且密集。从道路长度来看，东京远远大于北京；北京道路总长度为43 935km，而东京为173 632km，是北京市的3.9倍。但是从道路面积来看，北京道路总面积为2 089km2，东京仅为北京的一半左右。也就是说，北京的道路的特点是宽而短，而东京的特点是细而长。这是由于，与北京注重城市主干道的建设不同，东京保留了工业化早期的道路网特征。北京核心区道路宽度以西城区为例，主干道44.3m、次干道21.1m、街坊路9.9m。日本道路车道与人行道合计的平均宽度：国道13.0-15.8m、都道府县道8.7-10.6m、市町村道为5.2m，总计平均，日本道路宽度为6m。
从图3中可以看到，北京道路宽度为15m以上的远远大于东京。细密的路网使得道路长度增加，更多住宅、商店等城市元素直连道路。如果某个地点或者路段因工程或者事故交通中断的话，行者可以便利地拐走旁道，途径选择多样。因此，路长可容纳较多交通量。与此相对，宽阔道路使路网稀疏，人与车过度集中于数量有限的大路，不仅增加了交通事故发生率，而且一处交通障碍会瘫痪一大片，交通选择途径少，绕道造成的浪费较大，同时也是土地资源的极大浪费。
3、公共交通
东京共有40 686个公交站，北京共42 161个公交站，站点数量相差不多。本文通过ArcGIS平台，对东京和北京公交站点进行核密度分析（图4）。通过两市公交站核密度图的比对不难发现，北京的公交站点主要集中分布于城市的中心区，城市外围较稀疏，五环外公交站点就有减少的趋势，六环外则明显减少，周边所辖县只有中心区有较高密度，其余地区密度很低。而东京的站点保持密集地蔓延至城市外围，集聚趋势没有北京明显。从集聚程度来看，北京核密度系数较高达到240 000以上，而东京则没有超过90 000。由此可见北京的公交站点大都布局在城市中心，线路重复率较多，成为交通拥堵的原因之一。
4、轨道交通
东京是世界上典型的以轨道交通为主导的大都市。东京的轨道交通起步较早，在20世纪初，铁路、有轨电车、地铁等轨道交通已经形成基本完善的交通网络，目前承担了都市圈内旅客运输量的86.5%。相比较而言，北京的轨道交通建设就比较落后。从轨道交通站点来看，东京共2 327个，而北京地铁站仅574个；从密度分布来看，东京都每平方公里有1.3km的轨道里程，有1个轨道交通站，而北京每平方公里仅有0.4km轨道里程和0.2个地铁站。且东京都地铁与神奈川县、千叶县、神奈川县等连接较好，形成了整个都市圈的轨道交通网络；北京地铁站大多分布在城六区内，而城市周边的昌平、怀柔等周边地区没有地铁，更没有连通京津冀都市圈的通勤铁路网络（图5）。从核密度分析来看，北京市轨道交通站点多集中在三环内，六环外急剧减少，而东京核密度数值普遍比北京高很多，且空间分布比较均匀（图6）。
轨道交通作为一种先进的城市交通设施和公共产品，是城市供给基础设施的重要组成部分。不仅用地比城市道路要少得多，而且由于其强大的运输能力以及快速、准时、安全等特点，更能促进城市人口纷纷向轨道交通沿线区域聚集。而人口的集聚，导致各种城市基础设施和公共服务设施都随之兴建或改善，调整了城市空间结构，扩大了城市范围，另外还促进了城市用地集约化与居住环境改善的统一。
东京地铁、JR以及私铁等不同类型的铁路之间的交换，构成了几个大型枢纽车站，如新宿站、池袋站、东京站等，仅JR 线就每天分别就有748 157、549 503和418 184客流量。东京的地铁站多以公共交通为导向的模式（TOD）进行规划建设，大型社区中心或商业中心等围绕车站布置，各站点上线路的换乘、交通方式的转换都十分便利。这种用地布局在吸引远距离出行使用铁路的同时，还有效降低了居住区或商业区内部的机动车交通量，提高了土地集约利用程度，也方便了居民的出行。而现阶段北京的地铁站点，多数便利性不高，有些站点地铁线路的换乘也要花上十几分钟。近些年，北京也开始采用TOD模式进行规划建设，但有些地方并不成功，如望京、回龙观等都是在地铁沿线建立起来的大型社区，但其并没有真正实现土地的混合开发、弹性使用，仅仅是简单的在地铁周围开发大规模的居住项目。
5、土地利用
东京的DID地区共3 900km2，涵盖3 400万人，人口密度为8 700人/km2（图6）。将DID的概念应用于北京，北京DID地区共1 060km2，涵盖1 300万人口，人口密度为12 264人/km2（图7）。可见，北京的DID 地区面积不到东京的1/3，但人口密度较高。若将北京市人口高密度集聚区（DID）的面积扩大到和东京一样3 900km2，我们则可在目前人口密度相对较大的地区进一步提高其人口密度，作为未来开发和发展的潜力地区（图8b）。也就是说，如果合理规划和管理这些潜在DID地区的交通系统，北京容纳的人口理论上可以达到像东京一样3 400万人。因此，在不考虑其他限制条件的前提下，若北京按照东京的模式进行开发和管理，北京市在目前人口数量的基础上，还有1 000多万人的人口容纳潜力。
四、结论与讨论
通过本研究可以看出，北京市的人口容量还有很大潜力，因此北京的人口控制政策并不是不多的解决城市问题的途径，至少不是解决交通拥堵和由交通引起的环境问题的不多途径。如果规划和管控得好，北京市不仅可享受更高的城镇化质量，而且可以容纳更多的人口。
这就需要借鉴东京发展模式，从城市层面而言，大力发展轨道交通，建成以轨道交通与路面交通相辅相成的城市交通体系。一方面，北京市应加大轨道交通建设的规模，不仅在城市中心区，更要扩展到城市周边地区；轨道交通建设需要发展多元化的模式，提升各种交通方式之间的换乘便捷性，扩大公共交通的覆盖范围，提升居民对于轨道交通的满意度，使更多居民选择城市轨道交通出行。与此同时，公共交通体系规划尤其是轨道交通的建设应充分结合城市未来的规划布局，借鉴东京成功的TOD模式，在轨道站点周边加强开发密度，使其与商业设施、居住设施等有效衔接。尤其是在潜在DID地区，需要推进新城高标准配置的区域基础设施和公共服务资源，推行适度的土地利用混合。
城市的人口规模是一个复杂的问题，除了城市发展本身的规律，还有体制和规划管理的因素、城市的资源环境承载力等方面的因素。由于城市的复杂性，城市之间的比较，尤其是不同国家之间的比较更是充满挑战。日本是发达国家，土地私有，市场经济主导，且城市化进程已经达到后期的稳定阶段；而中国还处在发展中，土地公有，计划经济的因素仍然比较强，城市化进程尚在中期加速阶段。
因此，本文的比较结果仅是从交通和土地利用的角度出发，只是起到了一定的参考作用。在技术上，我们选择的比较范围只是面积相等而已，地形、海上交通对城市发展的影响也没有考虑。另外，东京的数据来自政府和民间企业，精度比较高，而北京的数据虽然经过作者的验证但是还不完善。尽管如此，北京交通规划在战略上存在的问题以及发展轨道交通对加大城市人口容量的可能性还是十分明显的。
（本文源自：《经济地理》）
