【编者的话】

城市网络通常从宏观图景上为我们描述了城市间的互动和联系情况，其中，中心性和同配性等一系列指标主要用来衡量城市网络整体的属性。那么，城市网络局部的微观情况又如何，有哪些具体的特征。本期解释城市将聚焦城市网络中的微观结构，解剖局部的模体和小集团。

从整个城市网络到单个城市节点（或城市中的要素节点），中间的局部过程或区域特征也常常备受关注。在城市网络中，一般通过模体与小集团两种概念来描绘城市网络的局部特征。 

一、城市网络中的模体结构

无论是城内网络还是城际网络，整体看都是相互连接的整体。但是如果仔细看每个局部，会发现有一些结构总是反复出现。这些频繁出现的局部连接模式称之为网络的模体（motifs）。2002年，魏茨曼科学研究所和冷泉港实验室的几名研究人员在《科学》杂志联合发文，认为这种反复出现的局部连接模式正是网络的基础结构之一。比如3个节点的模体总共有13种类型，4个节点的模体总共有199种类型。这些频繁出现的模体代表了一些具有普遍意义的交互模式和行为模式。在城市网络中，则表现为特定的城市功能模块或行为特征。

图1  3个节点的模体主要包含这13种情况
资料来源：R. Milo et al. ,Network Motifs: Simple Building Blocks of Complex Networks.Science298,824-827(2002).

以城市之间的航空网络为例。研究表明，中国城市之间的航空网络主要由上图中的8号模体和13号模体构成。其中，8号模体占97%，13号模体占3%左右。占有绝对优势的8号模体其实代表了中国城市网络的一种普遍现象，在城市网络的局部总有一个枢纽型城市，其他城市与这个枢纽城市构成点对点的关系。比如，在中国中西部面积辽阔的区域，一些城市会首先与省会城市建立直航的班次；在东部地区，一般城市会优先选择直飞北京、上海、广州、深圳等一线城市的航班。这样就形成了8号模体的形态。而13号模体则主要出现在区域中心城市之间，各省会之间的直飞航班，构成了相互联通的一个完全网络（complete graph），虽然整体占比并不是很高，但在整体运输网络中发挥着桥梁作用。 

二、城市网络中的小集团（clique）

另外一种在城市网络中经常出现的局部微观结构称之为小集团（clique）（注：有时候也译作派系或者小圈子）。所谓小集团就是城市网络中相互联通的完全子图，即局部若干个城市节点之间两两都是连接的。小集团实际上代表了网络体系中紧密关联的一组城市群或城市团，这些城市群或城市团内部形成了一个相互紧密联系的网络结构。识别城市网络中的小集团结构有助于了解城市之间的互动路径以及城市群的真实构成。

图2  网络中的小集团结构（K2-K7分别代表由2-7个节点成员构成的小集团）
资料来源：笔者绘制

在全球城市网络中，这些小集团是整个网络的核心组件。比如，GaWC的世界城市名录中，以伦敦和纽约为代表节点的城市与其他十几个城市构成了多个成员的小集团。在3个成员组成的小集团中，华盛顿（特区）、布宜诺斯艾利斯、台北、苏黎世、墨西哥城、旧金山、圣保罗、悉尼、阿姆斯特丹、马德里和多伦多等城市都分别与伦敦和纽约构成了相互联通的“铁三角”；而东京和洛杉矶、巴黎和米兰、香港和布鲁塞尔，这些城市又与伦敦和纽约构成了相互联通的稳固集团。此外，5成员和6成员的小集团一定程度上反映了更大的城市集团“抱团取暖”的特征。

2005年，拉夫堡大学的B.Derudder和P. Taylor两位学者在此基础上进一步提出了相对城市集团化指数（relative city cliquishness）的概念，主要通过城市实际加入的小集团数量与其度中心性（上一期我们提到过这个概念）数学回归得到的残差来计算该指数。该指数一定程度上反映了城市在它所处的中心位置上应该加入了多少小集团与实际加入的小集团数量之差。

通过计算不同城市的相对城市集团化指数，他们也得到了一些非常有意思的结论。比如在一定的网络条件下，香港、新加坡和巴黎等城市都是实际融入的城市小集团数量要高于他们所处的中心位置上的平均水平，表现出更加集团化（over-cliqued）的城市特征；而芝加哥、多伦多和圣保罗等城市实际加入的城市集团要低于其预期的水平，属于不够集团化的城市（under-cliqued），两类城市所表现出来的集团化差异也是城市的重要特征之一。

表1全球城市网络中的城市小集团

资料来源：DERUDDER, B. and TAYLOR, P. (2005), The cliquishness of world cities. Global Networks, 5: 71-91.

这些模体也好，小集团也好，阐明了全球城市网络中的一个重要的区域维度，以及这些城市在区域间是如何相互关联起来的。此外，很重要的一点就是，从单个城市到整个全球化的过程中，城市模体和小集团是如何作为局部-整体之间纽带，服务于整个全球经济社会体系和过程的。 

 -----

 “解释城市”专栏由上海发展战略研究所戴跃华博士主持，关注城市科学发展的前沿趋势，解释城市科学以及城市中人类行为动力学的一般特征和规律，探究利用前沿城市科学理论优化城市治理的路径和方法。