§ 1. Как определить необходимое для устойчивого развития территории количество городов?
Зависимость численности населения города от его ранга в системе расселения. В 1913 г. немецкий ученый Ф. Ауэрбах, анализируя фактические данные по соотношению числа городов разных размеров, выявил следующую закономерность: людность города и его порядковый номер (ранг) зависят друг от друга — численность населения искомого города равна численности жителей крупнейшего города страны, деленного на порядковый номер искомого города. Закон Ауэрбаха не получил широкой известности, однако вскоре подобная закономерность в распределении других видов человеческой деятельности была вновь найдена социологом Ципф Джордж»>Д. Ципфом, по имени которого ее стали называть правилом Ципфа «ранг—размер».
Согласно правилу Ципфа, если территория представляет собой целостный экономический район, население n-го по размеру города составляет 1/n числа жителей самого крупного города территории:
где r — ранг данного города,
Nr — численность населения города ранга r,
N1 — численность населения самого крупного города.
Таким образом, если численность населения самого крупного города (города с рангом 1) гипотетической страны равняется 1 млн чел., то расчетная численность 2-го города — 500 тыс. чел., 3-го — 333 тыс. чел., 4-го — 250 тыс. чел., 5-го — 200 тыс. чел. и т. д.
Зависимость системы расселения страны от уровня ее развития. Отклонения в распределении городов от идеального по правилу «ранг—размер» связаны с историей развития экономики страны и формирования ее государственного пространства (колониальный статус, объединения и распад государств), природными условиями — рельефом, климатом, а также ролью некоторых городов в глобальной и региональной системе расселения.
Так, объем функций и численность населения мировых городов — Лондона, Парижа, Нью Йорка, играющих важную роль в системе глобального расселения, значительно больше, чем это необходимо для системы расселения стран — Великобритании, Франции, США.
Крупные города в развивающихся странах расположены, как правило, на побережьях и основаны европейцами как колониальные столицы — «ворота» для экономического освоения территории, порты вывоза минерального сырья и продуктов тропического земледелия. Вся остальная территория длительное время была лишена крупных городов, а нередко лишена городов вообще. Огни столиц, где концентрировалась вся современная промышленность, банки, образование и культура западного типа, а довольно часто и почти все городское население, притягивали со всей страны сельских мигрантов, ищущих более высоких заработков и лучшей жизни.
По мере развития экономики страны, вовлечения в хозяйственный оборот удаленных районов и появления региональных полюсов роста система расселения начинает приближаться к идеальному распределению по правилу Ципфа.
Таким образом, по кривой Ципфа можно судить о распределении городов и о сформированности системы городского расселения, и при наличии соответствующих статистических данных, о динамике системы городского расселения во времени.
Если в стране имеется лишь один крупный город, где сконцентрирована основная часть городского населения, реальная кривая будет располагаться ниже идеальной. Такой тип характерен для развивающихся стран с короткой историей развития экономики современного типа, неразвитой системой городов.
Если для территории характерна высокая плотность населения и она «насыщена» городами, то реальная кривая располагается выше идеальной. Такой тип характерен для развитых стран с длительной историей развития экономики.
Источник
Как определить численность населения в городах и количество городов, необходимых для устойчивого развития. 11-й класс. Профильный уровень
Класс: 11
Цели:
Образовательные: сформировать представление о зависимости численности населения города от его ранга в системе расселения, о зависимости сформированности системы расселения в стране от уровня развития этой страны.
Воспитательные и развивающие: научиться оценивать сформированность систем расселения по правилу «ранг-размер», закрепить навыки построения и анализа графиков; сбора, анализа и представления информации; участия в дискуссии.
Оборудование: интерактивная доска, диск (В.Н.Холина «Общественная география современного мира»), учебник (В.Н.Холина География 11 класс), атлас, цветные карандаши, статистика по городскому населению, интерактивные карты «Политическая карта мира», «Карта плотности населения», презентация к уроку.
– Здравствуйте, ребята! Прочитайте высказывания о городах, которые размещены на слайде. Какую общую мысль содержат все эти высказывания?
Слайд 1
1.Дальнейшая урбанизация – это тупиковый путь развития человечества, поскольку препятствует пропорциональному развитию хозяйственной деятельности людей на Земле и не отвечает гармоничному развитию самого человека. (К. Кушнер) 2. Каждый мегаполис – раковая опухоль на теле Земли. (К. Кушнер) 3. Города лучше строить в деревне, где воздух гораздо лучше. (А. Мурье) 4.Лондон – чудесное место для жизни, если вы можете уехать из него. (А. Бальфур)
– Все эти цитаты содержат негативные высказывания о роли городов в развитии цивилизации.
Выход на тему урока
Слайд 2
– Устойчивое развитие мировой экономики – это развитие, которое не ставит под угрозу жизнь и безопасность будущих поколений.
Слайд 3
– Как человечество должно управлять развитием процесса урбанизации, чтобы достигнуть устойчивого развития?
Дети отвечают на вопрос, учитель записывает предложения на доске: контролировать численность населения в городах, следить за экологической обстановкой, производить планировку городов эколого-приемлемым способом, формировать оптимальную систему расселения, определять количество городов, необходимое для устойчивого развития территории.
– Давайте сегодня попробуем применить количественные методы решения нашего вопроса. Сформулируйте этот проблемный вопрос. Не забывайте вести записи в тетради.
Слайд 4
Тема урока: Как определить численность населения в городах и количество городов, необходимые для устойчивого развития территории?
Главные слова урока: система расселения, устойчивое развитие, правило Ципфа «ранг-размер», кривая Ципфа
– Сформулируйте цель урока.
Слайд 5
– Найти способы определения оптимальной численности населения в городах и оптимального количества городов, необходимых для устойчивого развития территории. Предложите способы достижения поставленной цели.
Дети предлагают, учитель записывает на доске предложения.
– Давайте познакомимся с мнением ученых. В 1913 г. немецкий ученый-физик Феликс Ауэрбах, анализируя фактические данные по соотношению числа городов разных размеров, выявил следующую закономерность:
Слайд 6 – фотография Ф. Ауэрбаха.
Закономерность: людность города и его порядковый номер (ранг) зависят друг от друга – численность населения искомого города равна численности жителей крупнейшего города страны, деленной на порядковый номер искомого города.
Это интересно:
В 1914 г. известный немецкий ученый-физик Феликс Ауэрбах в работе “Графические представления” впервые отметил, что «графические методы в науке – это своеобразный язык, при помощи которого добытые научные результаты легко сделать всеобщим достоянием». Работы Ауэрбаха не получили широкой известности. Позднее, филолог Джордж Ципф проверил и подтвердил выявленную закономерность на примере других видов человеческой деятельности. Тогда закономерность и стали называть по имени ученого правилом Ципфа «ранг-размер».
– Ребята, откройте учебник на стр. 37 (рис. 24). По рекомендации Ауэрбаха, будем пользоваться графическими методами. Проанализируем кривые, изображенные на графике. Учитель с помощью вопросов выясняет, понимают ли ученики, как строится идеальная и реальная кривая.
Слайд 7
Правило Ципфа «ранг-размер»: если территория представляет собой целостный экономический район, население n-го по размеру города составляет 1/ n числа жителей самого крупного города территории.
r – ранг данного города Nr – численность населения города ранга r N1 – численность населения самого крупного города.
– Эта формула используется для построения идеальной кривой. На слайде изображен рис. 24 из учебника.
Слайд 8
Это интересно
Закономерность, выявленная ученым, справедлива и для других сторон человеческой деятельности.
Закон Ципфа: если все слова языка (или просто достаточно длинного текста) упорядочить по убыванию частоты их использования, то частота n-го слова в таком списке окажется приблизительно обратно пропорциональной его порядковому номеру n (так называемому рангу этого слова). Например, второе по используемости слово встречается примерно в два раза реже, чем первое, третье — в три раза реже, чем первое, и т. д.
Джордж Ципф также установил, что наиболее часто употребляемые слова языка, существующего длительное время, короче остальных. Частое употребление их «истерло». Такая же закономерность действует для доли рынка программного обеспечения, безалкогольных напитков, автомобилей, конфет, для частоты обращений к интернет-сайтам и т.д. Стало ясно, что практически в каждой сфере деятельности быть номером один намного лучше, чем номером три или номером десять. Причем от порядкового номера зависит и размер вознаграждения.
– Найдите на рис. 24 опечатку. На какой график должна указывать стрелка № 3? (На голубой) – Как мы заметили при анализе кривых, существуют исключения в правиле «ранг-размер». Важно, что в социально-экономической географии используют именно термин «правило», а не закон, т.к. правило имеет исключения. – С чем связаны исключения в правиле «ранг-размер»?
Ученики отвечают на вопрос. Учитель записывает варианты на доске.
Слайд 9
история развития экономики государства;
формирование государственности (колониальный статус, объединение или распад государств);
природными условиями (рельеф, климат);
роль города в региональной и глобальной системе расселения и т.д.
Задание: используя карту плотности населения мира, а также политическую карту мира в атласе, найдите крупнейшие города отсталых стран. Какова закономерность их размещения? (Это города порты, созданные европейцами, для того, чтобы вывозить ресурсы).
– Позднее, в этих городах стала концентрироваться промышленность, банки, образование и культура. Эти крупные города стали притягивать бедное сельское население окраин, ищущих более высоких заработков и лучшей жизни. Приведите примеры развитых стран, где правило Ципфа не работает (например, Франция). Париж выполняет функции на региональном и мировом уровне, он слишком большой для Франции. Если начинать строить график со второго города, то кривая будет практически соответствовать идеальной.
– Ребята, откройте стр. 38 в учебнике. Сравним кривые на рисунках 25 и 26.
Слайд 10
На слайде изображены рис. 25 и 26.
– По мере развития экономики, развития региональных центров-полюсов роста, система расселения начинает приближаться к идеальной кривой, идеальному распределению по правилу Ципфа.
Слайд 11
– Каково практическое применение кривой Ципфа?
Позволяет делать выводы о распределении городов и сформированности системы городского расселения.
Если кривая будет располагаться ниже идеальной кривой, то это значит, что в стране имеется всего один крупный город, в котором сконцентрировано хозяйство и основная часть городского населения страны. Такая ситуация характерна для отсталых стран (рис. 25 стр. 38)
Если кривая проходит выше идеальной кривой, для страны характерна высокая плотность населения, лона насыщена городами. Такая ситуация характерна для развитых стран (рис. 26, стр. 38).
– Итак, какой вид кривой Ципфа оптимален для достижения устойчивого развития территории?Идеальный, т.е. города должны быть равномерно распределены по территории и людность их должна быть примерно равномерна.
– Проверим правило Ципфа. Итак, давайте построим кривые Ципфа для отдельно взятой страны. Какие данные будем откладывать на осях, какие данные нам для этого потребуются.
Слайд 12
Учитель строит график на доске, ученики – в тетрадях.
Слайд 13
Физкультминутка
Вращение глазами по кругу
Вращение глазами по восьмерке
Вращение глазами влево-вправо
Посмотреть на кончик носа – затем посмотреть вдаль
Переводить взгляд с одного цвета на другой
Закрыть глаза, расслабиться
Слайд 14
Практическая работа
1. Найдите приведенные в таблице города на карте, дайте оценку их географического положения (в центре страны, на периферии, на равнине, в горах и т.д.), функций в системе расселения. 2. Используя данные таблицы, постройте реальную и идеальную кривые Ципфа для стран (по вариантам). 3. Сравните получившуюся реальную кривую с идеальной. 4. Сделайте вывод о сформированности системы расселения, применимости правила Ципфа для этой страны. 5.Объясните зависимость сформированности системы расселения страны от уровня ее экономического развития. 6.Приведите примеры стран, у которых кривая Ципфа будет похожа на кривую выбранной страны.
1 вариант: Австрия (1 клетка – 250 тыс. чел.)
2 вариант: Германия (1 клетка – 500 тыс. чел.)
Источник
masterok
Мастерок.жж.рф
Хочу все знать
«Закон Ципфа» был впервые применён для описания распределения размеров городов немецким физиком Феликсом Ауэрбахом в работе «Закон концентрации населения» в 1913 году. Он носит имя американского лингвиста Джорджа Ципфа, который в 1949 году активно популяризировал данную закономерность, впервые предложив использовать её для описания распределения экономических сил и социального статуса.
В России этот закон не работает.
Вернёмся в 1949 год. Лингвист Джордж Ципф (Зипф) заметил странную тенденцию в использовании людьми определённых слов в языке. Он обнаружил, что небольшое количество слов используется постоянно, а подавляющее большинство – очень редко. Если оценить слова по популярности, открывается поразительная вещь: слово первого разряда всегда используется вдвое чаще, чем слово второго разряда и втрое чаще, чем слово третьего разряда.
Ципф обнаружил, что это же правило действует в распределении доходов людей в стране: самый богатый человек имеет вдвое больше денег, чем следующий богач и так далее.
Позже стало понятно, что этот закон также работает в отношении размера городов. Город с самым большим населением в любой стране в два раза больше, чем следующий по размеру город и так далее. Невероятно, но закон Ципфа действовал абсолютно во всех странах мира на протяжении прошлого столетия.
Просто взгляните на список самых больших городов Соединённых Штатов. Итак, в соответствии с переписью 2010-го года население самого большого города США, Нью-Йорка, составляет 8 175 133 человека. Номер два –Лос-Анджелес с населением в 3 792 621 человек. Следующие три города, Чикаго, Хьюстон и Филадельфия, могут похвастаться населением в 2 695 598, 2 100 263 и 1 526 006 человек соответственно. Очевидно, эти числа неточны, но, тем не менее, они удивительно соответствуют закону Ципфа.
Пол Кругман, писавший о применении закона Ципфа к городам, превосходно подметил: часто экономическую теорию обвиняют в создании сильно упрощённых моделей сложной, беспорядочной действительности. Закон Ципфа показывает, что всё обстоит с точностью до наоборот: мы применяем слишком сложные, беспорядочные модели, а действительность поразительно аккуратна и проста.
В 1999 году экономист Ксавье Габэ написал научный труд, в которой описывал закон Ципфа как “закон силы”.
Габэ отметил, что этот закон сохраняется, даже если города растут в хаотическом порядке. Но эта ровная структура ломается, как только вы переходите к городам, не входящим в разряд мегаполисов. Небольшие города с численностью населения около ста тысяч человек, по всей видимости, подчиняются другому закону и показывают более объяснимое распределение размеров.
Можно задаться вопросом, что же имеется в виду под определением «город»? Ведь, например, Бостон и Кембридж считаются двумя разными городами, так же, как Сан-Франциско и Окленд, разделённые водой. У двух шведских географов тоже возник такой вопрос, и они стали рассматривать так называемые «естественные» города, объединённые населением и дорожными связками, а не политическими мотивами. И они обнаружили, что даже такие «естественные» города подчиняются закону Ципфа.
Почему закон Ципфа работает в городах?
Так что же заставляет города быть столь предсказуемыми в количестве населения? Никто точно не может это объяснить. Нам известно, что города расширяются за счёт иммиграции, иммигранты стекаются в большие мегаполисы, потому что там больше возможностей. Но иммиграции недостаточно, чтобы объяснить этот закон.
Есть также экономические мотивы, поскольку в больших городах делают большие деньги, а закон Ципфа работает и для распределения доходов. Однако, чёткого ответа на вопрос это по-прежнему не даёт.
В прошлом году группа исследователей обнаружила, что у закона Ципфа всё же есть исключения: закон работает, только если рассматриваемые города связаны экономически. Это объясняет, почему закон действует, например, для отдельной европейской страны, но не для всего ЕС.
Как же растут города
Существует ещё одно странное правило, применимое к городам, оно имеет отношение к тому, каким способом города потребляют ресурсы, когда растут. Вырастая, города становятся более стабильными. Например, если город удваивается в размере, требуемое ему число бензоколонок не увеличивается вдвое.
Город будет вполне комфортно жить, если количество бензоколонок увеличится примерно на 77%. В то время, как закон Ципфа следует определённым социальным законам, этот закон более близок к природным, например, к тому, как животные потребляют энергию, становясь взрослее.
Математик Стивен Строгац описывает это так:
Сколько калорий в день нужно мыши по сравнению со слоном? Оба они млекопитающие, таким образом, можно предположить, что на клеточном уровне они не должны сильно отличаться. И действительно, если вырастить в лаборатории клетки десяти различных млекопитающих, у всех этих клеток будет одинаковая скорость метаболизма, они не запоминают на генетическом уровне, какого размера в действительности их хозяин.
Но если взять слона или мышь как полноценное животное, функционирующее скопление миллиардов клеток, то на одно и то же действие клетки слона будут расходовать гораздо меньше энергии, чем клетки мыши. Закон метаболизма, названный законом Кляйбера, утверждает, что метаболические потребности млекопитающего растут пропорционально его массе тела в 0,74 раза.
Эти 0,74 очень близки к 0,77, наблюдаемым у закона, управляющего количеством бензоколонок в городе. Совпадение? Может быть, но скорее всего нет.
В России население самого крупного города, Москвы, официально составляет около 11,5 млн. человек. Численность второго города, Санкт-Петербурга, — 5,2 млн. Как мы видим, соотношение численности населения двух городов примерно соответствует «закону Ципфа». По нему третий по численности город в России должен иметь около 4 млн. человек, а четвёртый — около 3 млн. Однако таких городов в России нет. В реальности третий город в России, Новосибирск, имеет численность 1,6 млн. человек (в 2,5 раза меньше нормы), а четвёртый, Екатеринбург, 1,4 млн., что тоже в 2 раза ниже нормы «по Ципфу».
Почему «закон Ципфа» не работает в России? Американский социолог Ричард Флорида в книге «Креативный класс» даёт ответ на этот вопрос. Он пишет, что «закон Ципфа» не работает в империях (или странах, имеющих рецидив империй) и плановых экономиках. Он называет три таких страны-исключения: Англию (где после Лондона нет даже второго города, меньшего по населению в 2 раза), Россию и Китай.
Исследование по «закону Ципфа» проводилось и Финансовым университетом при правительстве России. Вывод в нём был таков:
«Реальное распределение городов России по численности населения не в полной мере соответствует кривой Ципфа ни для развитых, ни для развивающихся стран. Часть реальной кривой Ципфа для России расположена выше идеальной, что соответствует распределению городов в развитых странах, а часть ниже – соответствует распределению городов в развивающихся странах. Таким образом, по правилу Ципфа получается, что в России доминирующую роль играют крупнейшие города и города-миллионники. Отклонение реальной кривой от идеальной связано с обширной территорией страны и различными социально-экономическими и природно-климатическими факторами».
Два мегаполиса и малые и средние города (до 250 тыс. человек) вполне укладываются в тип западной урбанизации. А вот крупные города и города-миллионники — нет.
Вывод ещё одного исследования:
«Выявленные тенденции не соответствуют высказанным в литературе предположениям, что причиной отклонения России от закономерности Ципфа является централизованное планирование пространственного развития, которое включало поддержку средних и малых городов в советский период. Переход к рынку должен был устранить эти искажения и приблизить зависимость ранг – размер к канонической форме, однако, несмотря на подключение рыночных механизмов к формированию пространства экономической активности, в стране наблюдалось дальнейшее отклонение от неё».
(Кружками обозначена численность населения областей России)
Т.е. отклонение от «закона Ципфа» в России не результат плановой экономики (как в Китае), а следствие имперскости страны (когда один или два города играют роль метрополии).
Исходя из этих тенденций, вероятность развития/регресса городов в России такова:
— Большинство городов России лежит выше идеальной кривой Ципфа, поэтому ожидаемая тенденция — продолжение сокращения численности и людности средних и малых городов за счёт миграции в крупные города.
— 7 городов-миллионников (Санкт-Петербург, Новосибирск, Екатеринбург, Нижний Новгород, Казань, Челябинск, Омск), находящиеся ниже идеальной кривой Ципфа, имеют существенный резерв роста населения и ожидают прирост населения.
— Существуют риски депопуляции первого города в ранге (Москвы), поскольку второй город (Санкт-Петербург) и последующие крупные города сильно отстают от идеальной кривой Ципфа в связи со снижением спроса на рабочую силу при одновременном росте стоимости проживания, включая, прежде всего, стоимость покупки и аренды жилья».
(В СССР «закон Ципфа» тоже не работал — видно отклонение городов от кривой Ципфа, где они должны были бы находиться)
Ричард Флорида в книге «Креативный класс» замечает ещё одно отличие американских и российских городов. В США концентрация креативного класса — в средних городах, разбросанных по всей территории страны. Так, наивысшая доля креативного класса в таких города, как Сан-Хосе, Боулдер (штат Колорадо), Хантсвилл (штат Алабама), Корваллис (штат Орегон) и т.д. — в них эта доля составляет 40-48%. А вот самый крупный город США, Нью-Йорк в числе середняков по доле креативного класса — 35% от общего числа работников и 34-е место в рейтинге, второй город страны, Лос-Анджелес — вообще 60-е место. Похожая тенденция наблюдается и в других странах, где работает «закон Ципфа» (Германия, Франция, Италия, Швеция и т.д.).
В России же почти весь креативный класс страны сосредоточен в Москве, а остальные города так и остаются зоной индустриального времени образца середины ХХ века.
Всё это ужасно захватывающе, но, пожалуй, менее таинственно, чем закон Ципфа. Не так сложно понять, почему город, являющийся, по сути, экосистемой, хоть и построенной людьми, должен подчиняться естественным законам природы. Но закон Ципфа не имеет аналога в природе. Это социальное явление и оно имеет место только на протяжении последних ста лет.
Всё, что мы знаем, это то, что закон Ципфа действует и для других социальных систем, включая экономическую и лингвистическую. Таким образом, возможно, есть какие-то общие социальные правила, создающие этот странный закон, и когда-нибудь мы сможем их понять. Тот, кто разгадает этот ребус, возможно, обнаружит ключ к предсказанию намного более важных вещей, чем рост городов. Закон Ципфа может быть лишь небольшим аспектом глобального правила социальной динамики, которое определяет то, как мы общаемся, торгуем, образуем сообщества и многое другое.
П.С. лично мне кажется, что закон с такими примерными допущениями к цифрам и кучей исключений вообще то и законом назвать сложно. Просто случайное совпадение.
masterok 
