区域双核结构模式指在某一区域中由区域中心城市和港口城市及其连线所组成的一种空间结构。区域双核结构模式是一种重要的经济地理现象，不仅广泛存在于中国沿海地区，如沈阳—大连、北京—天津、济南—青岛等，也广泛存在于其他国家和地区中[1]。目前学术界对这种现象的研究主要沿着两个脉络展开:一是机理研究，包括剖析苏州—上海等典型案例和归纳双核结构现象共同点来归纳双核结构模式的一般优势[1-2]，以及借助几何学手段从区域可达性的视角对双核结构模式的演化过程进行数学推导[3];二是应用研究，应用区域双核结构理论来指导区域的发展战略[4]。但是总体来看国内学者在双核结构模式生成机理的研究方面仍然比较薄弱。本文将基于新经济地理学的技术手段和研究视角，构建模型模拟区域双核结构模式的生成过程。我们的研究将加深人们对区域发展空间结构演化机理的认识。我们的基本观点是，对外贸易是区域双核结构模式生成的基本驱动力量。我们的观点基于目前新经济地理学研究领域提供的两个证据。一是规模经济和运输成本的交互作用将导致制造业的集聚和城市的出现:Krugman[5]、Fujita和Krugman[6]的研究表明在区域经济空间结构演化过程中，制造业产品需求的循环累积因果效应发挥着重要作用。二是对外贸易政策是塑造国内经济地理格局的重要因素:Krugman和LivasElizondo[7]、Alonso-Villar[8]和Hanson[9]的研究表明，随着一个国家对外贸易规模的扩大，国内市场的相对重要性在下降，企业将倾向于在靠近国外市场的边境地区布局。因此从这个视角来看，区域双核结构模式是对外贸易政策的伴生物。在本文中，我们将给出对外贸易驱动双核结构模式生过程的严格论证，并探讨对外贸易影响双核结构的控制因素，最后进行总结。
1模型设定
1。1经济活动的空间格局我们的模型由两个狭长的、隔海相望的国家A和B构成，其中国家A是我们研究的对象(图1)。国家A和国家B的经济都由农业和制造业两个部门构成，其中农业部门都能够自给自足。为了简化分析，我们假设国家A是制造业产品的净出口国，且只有出口没有进口;同时把国家B看作一个“黑箱”，不考虑其内部空间结构，对于国家A来说国家B的市场规模为yf，这里yf的值随着国家A对外贸易政策的深化而提高。图1经济活动的空间格局国家A的长度被标准化为1，劳动力的数量也标准化为1，其中制造业劳动力的份额为u，农业劳动力的份额为1-u。受土地等农业资源的限制，农业劳动力被固定在r=0、r=0。5和r=1三个区位(形成三个村庄)。在这三个区位上，农业劳动力的份额分别为φ0、φ1和φ2。为简单起见，假设生产单位农产品需要单位土地资源和单位农业劳动力，同时假设农产品为计价物。这样农产品的价格和农民的收入都为1。制造业劳动力不能跨国流动，但是可以在国家内部两个区位r=0。5和r=1自由移动。如果制造业劳动力全部集中在区位r=0。5或r=1，则国家A是一个以区域中心城市(港口城市)为核心的单中心经济体;如果制造业劳动力同时分布在区位r=0。5和r=1，则国家A的空间结构呈现出双核模式。令区位r=1上的制造业劳动力份额为λ，W1和W2分别为区位r=0。5和r=1处制造业劳动力的工资，则在r=0、r=0。5和r=1三个区位上劳动力的总收入为Y0=φ0(1-u)(1)Y1=φ1(1-u)+(1-λ)uW1(2)Y2=φ2(1-u)+λuW2(3)。
1。2消费者和制造业企业消费者(劳动力)具有相同的多样化偏好，他们的效用U具有Cobb-Douglas函数形式。令CA代表农产品的消费量，M为制造业产品消费量的综合指数，δ(δ>1)为制造业产品的需求价格弹性和替代弹性，u表示制造业产品消费支出在消费者总支出中所占的份额，则:U=C1-uAMu(4)其中M=[∑ni=1c1-1/σi]1/(1-1/σ)制造业活动具有规模经济性和张伯伦式的垄断竞争市场结构。假设制造业活动只需劳动这一种要素投入，固定劳动投入为F，边际劳动投入为c，则制造业企业i的成本函数为L(i)=F+cQ(i)(5)。
2市场潜能
如果双核结构模式是一种均衡状态，那么必须保证区位r=0。5处的制造业企业没有动力逃逸到区位r=1，同时区位r=1处的制造业企业也没有动力逃逸到区位r=0。5。反之，如果企业逃逸后能够获得更大的利润，则这个空间格局是非均衡的。下面我们构建市场潜能函数来刻画制造业企业逃逸原有的区位时获得利润的相对大小。简单起见，(1)假设农产品不需要运输成本，工业制成品的运输成本采用萨缪尔森的冰山技术进行处理:单位产品运输单位距离后只有1/t到达，同时价格上升t倍;(2)选择合适的计量单位，使c=(δ-1)，F=u/δ;(3)不再单独考虑制造业产品离开国家A后的运输成本、关税等因素，国家B市场需求的存在等价于区位r=1处的收入由Y2增加到了(Y2+yf)。制造业企业逃逸到rD能否获得更高的利润，决于两个因素:第一，企业在rD处的生活成本指数。逃逸到rD处的企业要吸引工人就业，必须保证工人的实际工资率与原来的区位相等。如果企业所在rD处的生活成本指数较高，企业支付的名义工资就应该越高，这将降低产品的需求和企业利润。根据方程(4)和消费者均衡的条件，可以求出区位r=0、r=0。5和r=1处的生活成本指数方程为:G0=[(1-λ)(w1t/2)1-δ+λ(w2t)1-δ]1/(1-δ)(6)G1=[(1-λ)w1-δ1+λ(w2t/2)1-δ]1/(1-δ)(7)G2=[(1-λ)(w1t/2)1-δ+λw1-δ2]1/(1-δ)(8)第二，企业在rD处面临的总需求。在垄断竞争的市场结构下，企业的营业收入全部转化为工人的名义工资。如果在rD处企业面临的需求较高，则企业零利润时工人的名义工资率较高。这样，我们将企业面临总需求的大小转化为企业零利润时工人名义工资率的大小。根据方程(1)、(2)、(3)，区位r=0。5和r=1处制造业企业零利润时工人的名义工资率为(w1)δ=Y0(t/2)1-δG-(1-δ)0+Y1G-(1-δ)1+(Y2+yf)(t/2)1-δG-(1-δ)2(9)(w2)δ=Y0t1-δG-(1-δ)0+Y1(t/2)1-δG-(1-δ)1+(Y2+yf)G-(1-δ)2(10)根据上面的分析，如果逃逸企业能够获得更大的收益，则意味着企业零利润时付给工人的实际工资率大于原来区位工人的实际工资率。根据方程(6)、(7)和(8)，区位r=0。5和r=1处制造业工人实际工资为ω1=w1G-μ1(11)ω2=w2G-μ2(12)这样，我们定义区位r=1处相对于r=0。5处的市场潜能指数为，区位r=1处制造业企业零利润时支付给工人的实际工资率ω2和区位r=0。5处企业零利润时支付给工人的实际工资率ω1之比。如果ω2/ω1<1，则制造业企业在区位r=0。5处获得更高的利润，制造业企业将向r=0。5处迁移;如果ω2/ω1>1，则制造业企业从将向区位r=1处迁移。因此如果区域双核结构模式是空间均衡状态，那么意味着这时ω2/ω1=1，而且当λ的值增加时ω2/ω1下降，当λ的值下降时ω2/ω1增加。
3空间均衡
下面我们通过数值模拟来揭示对外贸易的深化即yf的增加对国家A经济地理结构的影响。由上面的分析，ω1和ω2由收入方程组(方程(1)、(2)和(3))、生活成本指数方程组(方程(6)、(7)和(8))、制造业工人名义工资方程组(方程(9)和(10))、制造业工人实际工资方程组(方程(11)和(12))共同决定。我们主要分析国家A面临三种对外贸易环境时经济地理结构的特点，这三种对外贸易环境为:完全封闭的经济环境、中等开放的经济环境和高度开放的经济环境。在每种经济环境下，我们都首先假设所有的制造业工人都集中在区位r=0。5处即λ=0，然后逐步增加区位r=1处制造业工人的份额，即逐步提高λ的值，来观察这个过程中ω2和ω1的相对大小的变化。图2是完全封闭的经济环境(yf=0)下区位r=1处的市场潜能ω2/ω1随着λ从0到1的变化曲线。图2(a)根据δ=3，u=0。2，t=6，区位r=0、r=0。5和r=1三个区位上农业人口规模分别为0。35，0。35和0。1的参数绘制。从图2(a)可以看出，ω2/ω1总是小于1。这说明如果企业逃逸到区位r=1，它将远离区位r=0和r=0。5处的消费市场，企业利润将大幅度下降。因此这时国家A的经济地理结构是以区域中心城市为核心的单中心经济体。(a)u2=0。2(b)u2=0。4图2封闭环境下区位r=1处的市场潜能图2(b)根据δ=3，u=0。4，t=6，区位r=0、r=0。5和r=1三个区位上农业人口规模分别为0。25，0。25和0。1的参数绘制。从图2(b)可以看出，ω2/ω1曲线向右上方倾斜:尽管当λ=0。95时ω2/ω1=1，但是λ<0。95时ω2/ω1<1，当λ>0。95时ω2/ω1>1。这说明λ=0是一种均衡状态，λ=1也是一种均衡状态。这时国家A的经济地理结构可能是以区域中心城市为核心的单中心经济体，也可能是以港口城市为核心的单中心经济体。图3是中度开放的经济环境(yf=0。3和yf=0。9)下ω2/ω1随着λ从0到1的变化曲线。图3(a)根据δ=3，u=0。2，t=6，区位r=0、r=0。5和r=1三个区位上农业人口规模分别为0。35，0。35和0。1的参数绘制。从图3(a)可以看出，ω2/ω1曲线都是向右下方倾斜的，而且当λ=0。25时区域经济空间结构是均衡状态。这时，制造业企业同时分布在r=0。5和r=1两个区位，而且在区位r=1处制造业企业的份额为0。25。同样，在yf=0。9的条件下，当λ=0。8时区域经济空间结构达到均衡。这时，国家A的经济地理结构是以区域中心城市和港口城市为双核心经济体系。(a)u2=0。2(b)u2=0。4图3中度开放环境下区位r=1处的市场潜能但是在中度开放的经济环境下，双核结构模式并不必然出现。图3(b)根据δ=3，u=0。4，t=6，区位r=0、r=0。5和r=1三个区位上农业人口规模分别为0。25，0。25和0。1的参数绘制。从图3(b)可以看出，ω2/ω1曲线都是向右上方倾斜的:当λ<0。7时ω2/ω1<1，当λ>0。7时ω2/ω1>1。这说明这时国家A的经济地理结构可能是以区域中心城市为核心的单中心经济体，也可能是以港口城市为核心的单中心经济体。图4是高度开放的经济环境(yf=2)下ω2/ω1随着λ从0到1的变化曲线。图4(a)根据δ=3，u=0。2，t=6，区位r=0、r=0。5和r=1三个区位上农业人口规模分别为0。35，0。35和0。1的参数绘制。图4(b)根据δ=3，u=0。4，t=6，区位r=0、r=0。5和r=1三个区位上农业人口规模分别为0。25，0。25和0。1的参数绘制。从图4可以看出，ω2/ω1总是大于1。这说明λ=1是均衡状态，这时国家A的经济地理结构是以港口城市为核心的单中心经济体。(a)u2=0。2(b)u2=0。4图4高度开放环境下区位r=1处的市场潜能根据上面的分析，对外贸易政策深刻的影响着国家A的经济地理过程，是双核结构模式生成的直接驱动力量。根据图2(a)、图3(a)和图4(a)，我们很容易绘制出图5(a)。图5(a)描绘了在δ=3，u=0。2，t=6，区位r=0、r=0。5和r=1三个区位上农业人口规模分别为0。35，0。35和0。1时，国家A城市区位的均衡状态随着对外贸易深化的变化过程。从图5(a)可以看出:在对外贸易联系较小时，城市仅出现在区域中心。当海外市场规模相对于内陆市场规模增加达到某个临界值时，一部分制造业企业最终会被吸引至海岸港口地区，另一部分制造业企业仍然留在区域中心以满足内陆市场的需求，这时的经济体系将呈现出以区域中心城市和港口城市为双核心的空间结构。如果海外的市场需求继续扩大，最终所有的制造业活动都将被吸引到海岸地区。这时区域双核结构模式将最终瓦解，这个区域将演化为一个以港口城市为核心的单中心经济体。(a)u2=0。2(b)u2=0。4图5对外贸易与经济地理但是图2(b)、图3(b)和图4(b)表明双核结构模式的形成受到农业劳动力消费市场规模的深刻影响。根据图2(b)、图3(b)和图4(b)，我们也很容易绘制出图5(b)。图5(b)描绘了在δ=3，u=0。4，t=6，区位r=0、r=0。5和r=1三个区位上农业人口规模分别为0。25，0。25和0。1时，国家城市区位的均衡状态随着对外贸易深化的变化过程。从图5(b)可以看出，如果农业劳动力消费市场规模较小，制造业部门的需求累积因果效应较为强烈，区域双核结构模式将不会出现。在封闭的经济环境和中等开放的经济环境中，历史事件和偶然因素在塑造经济地理结构中发挥着重要作用，城市可能仅仅出现在区域中心地区，也可能仅仅出现在沿海港口地区。当国外需求相对国内需求非常大时，一旦制造业企业开始被吸引至海岸地区，则这个地区成为整个区域经济中需求最大的区位，其他所有制造业企业最终会被吸引至海岸地区，最终港口城市将成为均衡状态。
4结论
本文基于新经济地理学的分析框架，研究了对外贸易推动区域双核结构模式形成的经济机理。研究表明，在规模经济和运输成本两个因素的作用下，区域双核结构模式和海岸发展轴都是制造业企业选择区位响应国内市场需求和国外市场需求的结果。本文的结论如下:第一，对外贸易是区域双核结构模式生成的基本驱动力量。在对外贸易联系较小时，以区域中心城市为核心的单中心经济体是均衡状态;随着对外贸易联系逐渐深化，在国外市场规模扩大到中等程度时，区域中心城市和港口城市将同时出现，区域经济呈现出双核结构模式;当国外需求相对国内需求非常大时，区域双核结构模式最终瓦解，港口城市将成为均衡状态。第二，区域双核结构模式的形成还受控于农业劳动力消费市场规模因素的影响。如果农业劳动力消费市场规模较小，区域经济体系将呈现出以区域中心城市或者港口成为为核心的单中心结构。只有当农业劳动力消费市场较大时，区内农业劳动力消费市场才有可能和国外消费市场形成抗衡的力量，制造业才会同时分布在区域中心和港口区位，区域双核结构模式才会形成。
