第一，从世界背景看，特大城市及其大都市区日益成为各国经济增长的引擎，美欧各国已将对其研究上升到国家战略层面。人口超过1000万的超大城市已经成为世界上城市快速发展的特殊地区，日益成为各国经济增长引擎的同时，也受到交通拥堵、环境污染、安全威胁和服务不能满足日益增长的需求等种种困扰。基于特大城市及地区在全球经济中的统领地位及重要影响，世界上一些发达国家，包括美国、欧盟各国、德国、英国、瑞士等，都将对特大城市的研究上升到国家战略层面。
第二，从国家背景看，我国的城市化已进入快速增长阶段和打造更具国际竞争力城市群的关键时期。“十二五”时期是我国城市化快速增长阶段，也是我国特大城市及其城市群迅速形成发展的重要时期。随着世界经济重心向亚洲转移和中国经济的迅速崛起，未来的中国需要建立若干个全球性超大城市以及以其为核心的全球巨型城市区。
第三，从特大城市产业结构来看，全球范圈内产业结构出现了“分散中集中”的空间重组。以互联网、物联网及云计算等信息科技的发展和高铁、飞机等高速运输技术的普及，以及后经济危机发达国家再工业化的发展，这些都导致了产业链在大尺度的区域空间乃至全球范围内的重新布局，区域分工模式发生了很大变化，即出现以区域空间分工为主要特征的新区位模式。受该分工模式的影响，世界城市体系也在重构，城市体系总体呈现出扁平化的趋势，跨国公司子公司和管理分部纷纷开始向大的区域级城市集中，而其总部则向世界级大都市集中，世界级大都市日益成为全球性的辐射、影响和控制中心；产业链中的研发、设计、营销等高端环节也逐渐向世界级大都市的核心区域集中；产业链中的加工、制造和装配等低端环节则由世界级大都市的核心区向中小城市开始转移，空间上呈现扩散趋势。总的来说，新区域空间出现了制造业的空间分散和管理控制职能相对集中的规律。
一方面在城市化进程中，随着产业结构的升级调整，产业中的要素必然会引起城市土地利用结构和城市规模等空间结构的变化；从另一个方面来看，一个城市空间结构的演变会为其产业结构的升级提供空间上的支撑，同时空间结构的调整也会对产业发展起到一定的引导作用。
第一，城市化发展的最基本动力是寻求交易成本降低的产业空间集聚。随着人类社会的不断发展，人们通过集聚经济来寻求交易成本的降低，这使得城市化成为必然趋势。第二，产业结构调整带来城市土地利用结构的变化，进而导致城市空间演变。第三，产业结构升级带来产业功能区的空间布局调整，促进新的城市规划的产生，进而导致城市空间形态的变化。
城市主导产业的集聚，会带来中间品企业在周边的配套，引发产业链条的各个环节在城市及其周边区域的布局，城市空间布局会围绕主导产业的产业链来布局。下面以产业升级顺序探讨城市空间演变。
1.农业社会的城市空间结构。一是城市发展缓慢，农业产业化和农业革命对城市空间结构变化起到推动作用。农业剩余的产生是城市发展的基础，因此早期城市大多处于自然条件比较优越的区位，城市逐渐形成以商品集散、行政等功能为主导的产业和产业集聚地，成为区域发展的“增长极”。二是城市数量少、规模较小，呈现低水平均衡分布。从城市空间结构上看，城市的数量比较少，各级城市的规模较小，且呈现低水平均衡分布；从城市所承担的功能看，城市功能单一，以行政中心、宗教中心、贸易中心和军事重镇为主，同级城市之间缺乏密切联系，整个城市呈现低水平的均衡分布。
2.工业化初期的城市空间结构。一是由于工业和制造业的快速发展，城市日益成为一个国家核心竞争力所在。一些城市由于具有资源丰富、位置优越或交通方便的优势，逐步成为物资集散和商品交换的中心，其中尤其在制造加工业得到了长足发展、经济发展速度呈几何级数增长的城市，逐渐成为一个国家或地区的政治、商业、金融等具备核心竞争力的职能中心。二是各种生产要素快速在城市集聚，产业集聚促进城市空间演变。导致区域内部空间在经济发展程度、城市化程度等方面的不平衡，其中远离城市的边缘地区由于一直为城市输送资源而得不到较好的发展条件，发展水平仍处于很低的状态。产业集聚发展促使资源向更高等级城市集聚，使得大城市得到快速发展，成为某一地区的经济发展中心，而中低等级的城镇发展速度仍然较慢，区域呈现极化、非均衡的发展态势，城市间联系仍以不同等级城市间的纵向联系为主。
3.工业社会的城市空间结构。一是区域产业分工体系开始完善，城市空间内部呈现一定的空间经济梯度。随着产业革命的继续深化影响，技术进步和社会变革日益加快，区域产业分工体系日臻完善。区域经济发展的不平衡性凸显，这就使得城市化、城市经济发展产生了一定的空间经济梯度。二是低附加值产业向城市周边扩散和高附加值产业在城市中心集聚已经成为常态。随着中心城市更高层次的经济活动不断涌现，而同时由于受中心城市的环境容量、商务成本提高和经济效益的限制，导致某些低层次、低收益的经济活动开始向较低等级城市扩散就成为了必然的趋势，这就使得城市等级中的中小城市出现较快发展，区域城市之间职能分工体系开始逐步形成，由原来中心城市的发展转向在城市体系内由高到低、逐级递进和均衡化方向发展，因此，非稳态的、由中心城市向较低等级城市逐步扩散发展的点轴状城市体系结构开始形成，也逐步展现出首位性城市和克氏中心地等级特征。
4.后工业社会的城市空间结构。一是服务业取代制造业成为经济发展的主要动力，区域内空间和资源得到了更合理的利用。后工业社会或工业化后社会的重要特征是服务业取代制造业成为经济社会发展的主要驱动力，在这个阶段形成了现代化通讯和交通运输体系，区域内的空间和资源获得更为优化的配置。二是规模经济及交通通信设施的完善对城市发展产生了直接影响，城市等级结构开始形成并逐步完善。城市群中核心城市的功能开始逐步向外疏解，核心城市的规模经济趋势日趋显著，区域交通通信设施日趋完善，城市群内不同城市间的同城化变的可能，这些变化对城市发展和城市间的功能定位产生了直接而显著的影响，使得各城市在职能上呈现分异化发展，区域经济结构也呈现出多样化发展，使得同等级城市和不同等级城市之间相互联系的网络得以完善，核心城市发挥着越来越多的区域控制力、辐射力和影响力的作用，这种城市间联系与交流的密切使各等级城市都得到相应的发展，城市化质量和水平得到较高发展，城市内地域空间结构也将发生很大变化，开始呈现均衡化、网络化和多中心等特征，而且城市群体的空间分布和规模结构都呈现较为均衡状态。这时，城市群发展开始进入都市圈绵延带的状态，通常呈现以一个综合性中心城市为核心或者以数个职能分异、互补的中心城市为多核，构造出大、中、小城市之间互相促进发展、交错联系的均衡网状结构。
第一，城市发展本质在于城市规模在空间上的扩展，与此同时伴随着一系列的结构变化。根据上述分析，本文认为城市发展的本质在于城市规模在空间上的扩展，与此同时伴随着一系列的结构变化，包括经济结构(主要是产业结构)、社会结构、政治结构、空间结构和技术结构等。国内一些城市出现“摊大饼”的现象，其本质原因在于该城市所属的新城、卫星城、飞地等发展不足，没有形成多中心的格局，导致城市只是规模上、空间上的扩展，没有伴随着结构变化，没有遵循自然界的最基本规律。也就是说，城市发展应由最初的单中心扩张，到多中心发展的模式，再到多个中心均衡发展模式，强调城市的功能分区，从而减轻中心城区的压力，在此过程中伴随产业结构的调整，同时也促进了城市空间形态的优化。
第二，“沸水”理论的提出——空间结构上的产业集聚和扩散。根据以上的理论探讨，可以看出，在城市化的进程中，产业发展和空间结构的关系主要表现为产业在空间上的集聚和扩散，这种集聚和扩散现象穿插在整个城市化进程中。本文认为城市发展总体上应符合否定之否定规律，城市发展初期整个区域发展的是农业，是低水平的均衡；随着工业化的出现，整个区域内显现极化发展，出现增长极，区域呈现非均衡的发展；随着后工业化的出现，城市等级结构开始出现，产业在城市中心的集聚与扩散成为常态；随着知识经济和信息经济发展最高阶段，信息网络非常普及，在区域内任何地方都一样能及时准确地获取所需的信息，企业总部就不需要在大城市中心区集聚，同时由于社会服务的均等化，人员也没有必要集聚在城市中心区，正是由于这种集聚经济的消除，城市空间就开始出现在区域内扩散，最终实现区域内高水平的均衡，如图1所示。
图1 产业结构与空间结构关系示意图
这种现象和烧开水的现象很相似，一开始是冷水，是低水平的均衡；在加热过程中，水开始出现受热不均，最先变热的水密度变低，热水开始向上和向外扩散，新的水就填补了扩散了以后的热水区域，冷热水在空间上不断出现集聚和扩散现象。温度继续上升，继续扩散，如此不断进行；最后等到水烧开了，整个水都到达沸水状态，这时水温都是100度，最终达到高水平的均衡，如图2所示。
图2 “沸水”理论示意图
结论
根据以上的描述，在本文中，将产业升级和城市空间结构互相影响的关系称作为“沸水”理论。根据沸水理论，城市发展大致可以划分为四个阶段：一是城市发展的低层次均衡阶段；二是城市发展的极化阶段，即虹吸效应阶段；三是城市发展集聚与扩散效应并存阶段，即虹吸效应和涓滴效应并存阶段；四是城市发展的高层次均衡阶段，即多中心、网络化的城市等级结构阶段。
参考文献：
1.宁越敏.新城市化进程——90年代中国城市化动力机制和特点探讨.地理学报，1998(5)
2.陆大道.关于“点-轴”空间结构系统的形成机理分析.地理科学，2002，22(1)
基金项目：
本文为北京社科基金重点项目“首都经济圈的目标定位与战略重点研究”、北京社科基金特别委托项目“北京城市功能疏解与首都圈城镇体系研究”(编号：13JDCSD003)的阶段成果；受北京市教委科研基地——科技创新平台—首都圈研究中心(2013)(项目编号：PXM2013-014205-000121)、北京市经济社会发展政策研究基地资助
