空间经济学|冯・杜能模型

冯・杜能模型是空间经济学里最早研究 “土地利用与距离关系” 的经典模型,哪怕过去 200 多年,至今仍是分析城市周边土地布局的基础框架。简单说,这个模型核心就是:城市周边的土地会根据 “到城市中心的距离”,形成一圈圈不同用途的农业地带,本质是 “距离决定地租,地租决定土地用途”

简单解释:一句话懂模型核心

想象一个完全平坦的平原,正中间只有 1 个城市(比如只卖农产品的市场),所有农产品都要靠马车运到城市里卖,运得越远成本越高。这时,农民会怎么选种地的位置和作物?

  • 离城市最近的地:地租贵,只能种 “运费高、利润高” 的作物(比如蔬菜、牛奶,放久会坏,必须快卖);
  • 离城市中等距离的地:地租中等,种 “运费中等、能储存几天” 的作物(比如小麦、玉米);
  • 离城市最远的地:地租最便宜,种 “运费低、能长期储存” 的作物(比如养牛、种木材,牛能自己走,木材不怕放)。

最后,城市周边就会形成 “一圈圈” 的农业带 —— 这就是冯・杜能模型最核心的逻辑。

详细解析:模型的 4 大核心维度

基本概念

冯・杜能在 1826 年的《孤立国同农业和国民经济的关系》里提出这个模型,为了简化分析,设定了 4 个 “理想化前提”,这是理解模型的基础:

  • 前提 1:空间是 “均质平原”—— 没有山脉、河流,土地肥力到处一样,交通成本只和 “距离” 有关(比如每公里运费固定);
  • 前提 2:只有 1 个 “中心城市”—— 这个城市是唯一的农产品消费市场,也是唯一的工业品供应地(农民买工具、化肥只能去这);
  • 前提 3:运输方式单一 —— 比如只有马车,没有火车、汽车,运输成本随距离线性增加(运 10 公里的成本是 5 公里的 2 倍);
  • 前提 4:农民是 “理性人”—— 只会选 “利润最高” 的作物和种地位置,利润 =(农产品价格 – 生产成本 – 运输成本)。

基于这些前提,模型推导出 “围绕中心城市的 6 个同心圆农业带”,从内到外依次是:

  1. 自由农业带:离城市最近,种蔬菜、水果、牛奶(易腐、高运费、高利润);
  2. 林业带:种树木,用于城市燃料、建筑(木材重,运费高,但比蔬菜耐储存);
  3. 谷物轮作带:种小麦、玉米,采用 “轮作制”(比如一年种小麦,下一年种牧草养牛),平衡土地肥力和产量;
  4. 谷草轮作带:一半土地种谷物,一半种牧草养牛,更侧重畜牧业,因为离城市远,谷物运输成本高,养牛能减少运输量(牛能自己走);
  5. 三圃轮作带:把土地分成 3 份,分别种黑麦、大麦、休耕(恢复肥力),产量低但投入少,适合地租便宜的远郊;
  6. 畜牧带:离城市最远,纯养牛、放羊,因为牲畜能自己步行到城市,运输成本极低,且不需要频繁运输。

核心逻辑

这是模型的灵魂,本质是 “距离决定运输成本,运输成本决定利润,利润决定地租承受能力,最终决定土地种什么”:

  • 地租:离城市越近,地租越高(因为大家都想抢近地降低运输成本,供不应求推高地租);
  • 作物选择:不同作物的 “运输成本敏感度” 不同 —— 比如蔬菜的 “运输成本占比” 远高于小麦(蔬菜运 10 公里可能烂一半,小麦运 10 公里只是多花点运费);
  • 利润公式:利润 =(农产品售价 – 生产成本)-(运输成本 × 距离) —— 离城市越远,“运输成本 × 距离” 越高,利润越低,所以只能种 “运输成本敏感度低” 的作物(比如牧草、牲畜)。

举个具体例子:假设小麦和蔬菜的售价、生产成本相同,运 1 公里的成本都是 1 元。

  • 离城市 1 公里:蔬菜利润 =(10-5)-(1×1)=4 元;小麦利润 =(10-5)-(1×1)=4 元(两者利润相同);
  • 离城市 10 公里:蔬菜利润 = 5-10= -5 元(亏本);小麦利润 = 5-10= -5 元?不对,实际中蔬菜易腐,运输 10 公里可能损耗 50%,实际售价会降到 5 元,利润 =(5-5)-10= -10 元;而小麦损耗几乎为 0,利润还是 – 5 元 —— 所以远郊只能种小麦,不能种蔬菜。

适用范围

模型的 “理想化前提” 决定了它不是万能的,但在以下场景中仍有很强的参考价值:

  • 城市周边农业布局:比如分析 “大城市郊区为什么多蔬菜大棚、奶牛场,远郊多粮田、牧场”—— 北京郊区的蔬菜供应主要来自周边 50 公里内,而小麦主要来自河北、河南等更远的地区,本质就是冯・杜能模型的体现;
  • 单一中心城市的土地利用:比如只有 1 个核心城区的中小城市(如一些县城),周边土地会明显按 “距离” 划分用途 —— 城区周边是商业、住宅,再往外是工业,远郊是农业,符合模型的 “圈层逻辑”;
  • 交通成本主导的空间决策:比如在没有高铁、高速公路的偏远地区,运输成本仍是决定 “产业在哪布局” 的核心因素,这时模型能很好解释 “为什么小集镇周边多小卖部,县城周边多批发部”(小卖部服务近,批发部服务远,对应不同 “运输成本”)。

优缺点

维度具体内容
优点1. 首次量化 “空间距离” 对经济活动的影响,为空间经济学奠定了 “区位选择” 的分析框架;2. 逻辑简单清晰,能解释现实中 “城市周边土地用途圈层化” 的普遍现象(比如郊区农业、远郊工业);3. 可扩展性强 —— 后来的学者在它基础上加入 “交通干线”“多个城市” 等变量,发展出更贴近现实的模型(如 “轴带模型”)。
缺点1. 前提太理想化,忽略了现实中的 “非均质空间”—— 比如有河流、山脉会改变交通成本(河边的地哪怕远,运费也可能低),土地肥力也不是到处一样;2. 没考虑 “现代交通技术” 的影响 —— 比如有了冷藏车,蔬菜可以运到几百公里外,有了高铁,工业可以布局在远郊但仍快速对接城市;3. 只关注 “农业”,没涵盖工业、商业、住宅等现代土地用途 —— 比如现实中城市周边先发展住宅,再发展工业,和模型的 “农业带” 逻辑不符;4. 忽略了 “政策、技术” 等变量 —— 比如政府补贴远郊种粮,会让农民即使利润低也愿意在远郊种粮,打破模型的 “理性人选择”。