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正如《世界发展报告2009》指出的那样，当今世界经济的一个突出特征是，经济在空间上的分布是不平衡的（World Bank，2008）。经济集聚在少数地区，是先天地理条件和规模经济的共同作用的结果。
传统的区位理论和城市经济学解释了地理条件在经济集聚和城市形成过程中的作用。例如，在对外贸易非常重要的时期，港口的交通枢纽作用使得生产活动聚集在港口周围，这就形成了港口城市为核心的经济圈（Mills，1972，Ch.5；Goldstein and Moses，1975；Schweizer and Varaiya，1976，1977）。新经济地理学认为，只要存在规模报酬递增，并且存在运输成本，即使在一片各个地方初始条件完全相同的区域内，在经济的自我演进过程中仍会产生集聚。用通俗的语言来说，企业之所以愿意“扎堆”，是因为通过分享、匹配、学习这三个机制，能利用规模经济效应降低生产成本。而从消费者角度来说，大城市的生活更加丰富（即消费品的多样性），更容易找工作，更能够积累经验和获取信息，因此也愿意在大城市“扎堆”。
当然，新经济地理学和传统的区位理论并不是互相排斥的，它们在解释经济的空间集聚上是互相补充的，对于当前的城市格局的形成，往往需要二者结合才能更好地解释。最初由于地理优势或者历史事件形成的大城市，由于规模效应和外部性，其集聚力量存在着自我强化的效果。不管大城市最初形成是由于历史还是地理因素，当这些因素的作用变弱甚至消失的时候，自我强化产生的锁定效应（lockin effect）将使得已有的大城市仍然可能占据国家（地区）经济的主导地位（Fujita and Mori，1996）。这也就解释了为什么当今世界的很多大城市都曾经是大港口，即使今天这些城市的港口功能已经非常不重要。从经济发展的规律来说，经济集聚发展将是大势所趋。世界各国的经济都集聚在少数大城市或大都市圈，而且越是发达的国家经济集聚程度越高（World Bank，2008）。
在城市化水平提高的过程之中，经济的集聚程度进一步上升，这时，不同城市所共同形成的城市体系也将发生改变。城市不是独立存在的，在地理位置上相近的城市总是围绕着一些核心大城市而形成一个城市体系。决定一个城市体系中城市布局的力量来自两个方面：向心力和离心力。向心力主要是新经济地理学所说的本地市场效应（home-market effect）——中心城市市场容量较大，在存在运输成本的情况下，离中心城市越近就意味着面临更大的市场，可以进行更大规模的生产；若生产存在着规模报酬递增，其他条件不变时，厂商扩大规模是有利可图的。离心力包含两个方面，一是拥挤效应，离大城市越近，竞争越强，稀缺资源价格更高，如住房和土地租金；另一方面是，经济中有一部分人口是不流动的（例如一部分低技能劳动者，以及从事农业生产的人），这部分人口可能住在远离中心的地带，他们的需求也需要满足，这也会引致一部分经济活动远离中心城市（Combes et al.，2008）。
在向心力和离心力的共同作用下，城市体系将形成一个“中心—外围”结构，图2.1用一个示意图模拟了这样一个城市体系。在一个单中心的城市体系中，一个地区的市场潜力
和该地区距离中心城市的距离之间有着“∽”形曲线关系：随着到中心城市距离的增加，市场潜力先下降，到一定距离之后又开始上升，最后又会下降，“∽”形曲线的第二波峰代表着经济体的次中心。是否在“中心—外围”的城市体系里会出现第二波峰，在很大程度上取决于距离和贸易成本，如果到核心城市足够远，贸易成本足够大，离散力足够强，那么城市体系中就会出现次中心。并且，当人口越来越多时，次中心的市场潜力也越来越大，距离与市场潜力之间的关系中出现第二波峰的可能性也越大（Fujita and Krugman，1995；Fujita et al.，1999a，1999b）。当城市体系中出现第二个波峰的时候，就会在中心城市和第二个波峰之间出现一个“集聚的阴影”（agglomeration shadow），在这一区域内，城市就像处在中心大城市的阴影之下，因为向心力很强，于是，在一定的地理范围之内，距离中心城市越近，市场潜力越大。而过了一个市场潜力的低谷后，由于离心力的作用，距离中心大城市远反而市场潜力更大。
注：其中， N 和 L 分别表示人口数量和运输成本，随着 N 和 L 的下标越来越大，其取值也逐渐增加。
图2.1 城市体系的中心—外围结构示意图
在城市体系的形成中，离散力通常就是指在大城市更高的生产要素价格（主要是地价与房价），以及产品运往其他地区的运输成本。在城市研究者和政策制定者中，对于发展大城市的忧虑是城市病，主要体现在拥挤、污染和犯罪三个方面，并且也常常将这些因素作为城市发展的离散力。但是，将城市病与城市规模相联系的思想正在经受挑战，最近的研究说明，不能简单地认为城市病与城市规模是正相关关系。
从美国城市发展历史来看，在拥挤方面，虽然大城市总体上来说通勤时间更长，但是，在1980—2000年期间，大城市规模不断扩张，而城市规模与通勤时间的关系并没有明显的变化。而且，大城市的人使用公共交通更多，这也是他们通勤时间更长的部分原因，如果只比较使用私家车的居民，那么，大城市与小城市之间通勤时间的差异就缩小了。更重要的趋势是，在大城市扩张的过程中，出现了人口和就业岗位的同时郊区化，这样，大城市那些住在市郊的居民也并不需要长时间地赶往市中心上班，同时，这部分居民也更多地开车。于是，平均来看，大城市居民通勤时间并没有明显增加。如果只比较那些住得离市中心比较远的居民的通勤时间，大城市和小城市之间的区别就几乎消失了（Kahn，2010）。
中国还处在快速的城市化进程中，正确的政策导向不是通过限制城市人口来减少城市病，而应该充分利用城市人口增长所产生的规模经济效应，发展快速便捷的公共交通（特别是地铁），缓解来往市中心的交通拥挤问题。同时，要引导企业将并不特别依赖于城市集聚效应的一些生产和生活服务业分散至市郊，推进就业岗位与居住同时分散化，减少向市中心的交通需求。
随着城市长大，污染会更严重，这也是一个认识上的误区。大城市依靠密集的地铁网络来解决出行的难题，再加上对使用汽车的限制——比如香港提高牌照费、停车费、燃油税和环境税，再比如伦敦和新加坡对特定路段征收拥堵费，其结果就是，城市汽车的密度可以得到有效的控制，从而有效地减少了私家车对于尾气的排放。同时，汽车保有量的控制也使出行的车速不至于太慢，对于减少汽车尾气的排放也有益。 [1] 郑思齐等（Zheng et al.，2010）在对中国74个城市居民交通出行碳排放所做的分析中发现，城市人口密度与出租车碳排放、公共汽车碳排放都呈现显著的负相关关系，平均每平方千米增加1000人会减少全年平均每户家庭出租车碳排放0.424吨，减少公共汽车碳排放0.837吨。另外，大城市的环境保护在很大程度上依赖于产业结构的变化，大城市的产业结构更以服务业为主，相比工业城市更有利于减少污染排放。欧美的城市很多曾经历过环境污染再到改善的过程，其中的关键就是城市功能在日渐变化。
不仅是服务业的发展有利于单位GDP的减排，从总体上来说，制造业向大城市周围集中也有利于总体上减少污染排放以及治理污染。国务院发布的《全国主体功能区规划》也指出，“相对于小规模、分散式布局，经济的集中布局和人口的集中居住将大大有利于污染治理水平的提高”。污染物的排放本身就是有规模经济的，无论是兴建工业园时的固体废弃物，还是在生产过程中使用的能源、运输设备和机器，甚至道路的照明，只要是在企业之间可以共享、分摊或提高利用率的，都能够通过生产活动的空间集聚而降低单位GDP的污染。在中国，一个省内的城市之间工业产值规模或二产就业规模差距越大，表明该省的经济和就业的集聚程度越高，相应的，该省每单位GDP的工业污染排放就越低（参见图2.2）。
因此，集聚的发展模式也更有利于完成中国政府向国际社会承诺的减排目标，降低单位GDP的排放。相反，如果盲目地将企业搬迁到经济欠发达地区，或者给予中小城市相对更多的建设用地使用指标，引导工业的分散发展，反而会加重总体上的环境代价。例如，在中国治理长江污染时，环境管制却导致污染企业向长江上游搬迁，对下游地区还产生了跨界的污染（Chen，Kahn，Liu， and Wang，2016）。
图2.2（a） 工业COD排放强度与城市非农业人口规模差距的关系
图2.2（b） 工业COD排放强度与城市第二产业从业人员规模差距的关系
在犯罪方面，也不能简单地将城市规模与犯罪联系在一起。虽然总体上大城市犯罪率更高，但同时，在大城市防范和治理犯罪方面也有“规模经济”。从美国的情况来看，20世纪70年代和80年代犯罪率有所上升，但自90年代早期以来，城市的犯罪率有了大幅度的下降，大城市犯罪率的下降尤其明显（Kahn，2010）。拉丁美洲的经验也可以参照。很多人认为，拉丁美洲的犯罪率高是因为这些国家有些特殊性。其实不然，最新的研究发现，影响拉美国家犯罪率的主要就是三个因素：不平等、出警状况和监禁率，收入不平等增加犯罪，而增加警察和提高监禁率则降低犯罪率（Soares and Naritomi，2010）。换句话说，犯罪是一个公共管理的问题，如果运用合适的政策缩小不平等，加强打击力度，犯罪就可以得到有效的治理。在一些拉美城市，正是因为实施了这样的政策，犯罪得到了有效的控制（Soares and Naritomi，2010）。相反，如果像中国这样通过人口控制政策来限制城市发展，必然造成城市原有居民和城市新移民之间的身份差异，从而拉开收入差距，增加社会不满，对和谐社会建设不利（Jiang，Lu and Sato，2012；陈钊、徐彤、刘晓峰，2012）。在中国，有运用省级面板数据的研究发现，城市化水平提高本身并不增加犯罪，但人口中外来人口的比重却增加犯罪（陈硕，2010）。这说明，不是城市化进程本身，而是城乡分割的户籍制度把人分成了城市居民和外来人口，是这种身份差异所孳生的社会不公更可能增加犯罪。
[1] 《经济学家》（ Economist ）杂志在2012年6月16—22日一期第68页的一篇文章中，也给出了基于世界银行研究的一组数据，说明人口密度高的城市人均的交通出行碳排放较低。
