本研究基于粤港澳大湾区 1300 万手机用户的轨迹数据，系统揭示了城市规模如何影响居民出行需求，并首次量化揭示：当城区人口达到约 180 万时，居民总出行频率会由“随城市变大不断增长”转向“随城市变大趋于稳定甚至下降”。研究进一步发现，随着城市扩张，城乡居民出行差距持续扩大，而城乡结合部则呈现独特的“先低后高”增长模式，显示其在城市化进程中的特殊作用。该研究不仅补充了人类流动缩放规律的重要缺口，也为城市交通规划、城乡公平与区域治理提供了新的理论依据和数据证据。

中文标题：城市增长背景下人群移动的标度律

英文原题：Unraveling urban dynamics: Scaling laws of human mobility across the cityscape divide

通讯作者：

赵鹏军，中国地理学会

第一作者：

赵虹剑，北京大学城市规划与设计学院

关键词：

人群移动，标度律，聚合效应，城市规模，农村与城市异质性

背景介绍

城市越大，出行会怎样变化？

随着城市扩张，人口与功能不断集聚，但出行规模是否也会快速增加？城乡差异会缩小还是扩大？这一系列问题长期缺乏大规模数据的验证。过去标度律研究多聚焦经济与基础设施中，而出行需求随城市规模的变化，尤其城乡差异一直是研究空白。

基于粤港澳大湾区 1300 万用户、3900 万条轨迹数据，我们系统分析了城市增长过程中的出行标度律(Scaling Law)。不仅识别出居民出行随城市规模变化的关键“转折点”，也揭示了城市、农村与城乡结合部在人群流动上的截然不同演化路径。

研究成果

出行数据告诉了我们什么？

1. 城市人口达到“180 万”时，居民出行规模出现关键拐点

如图1所示，我们发现当城市人口较小时，居民出行次数会随着城市变大呈超线性增长——简单说，就是“城市越大、人越倾向于多出门”。

但当城市人口达到约 180 万时，情况发生逆转（图1）。出行频率不再持续增长，而是开始放缓甚至下降。因为在大城市里通勤更耗时，人们的“时间预算”更紧张，城市功能更集中，往往一次出行可以完成更多事情。因此，人们反而会减少出行频率，转向更高效的出行模式。

2. 个体出行分布也随城市规模变化，极端高频出行者更少了

在城市更大时，我们观察到个体出行的幂律分布“尾部变短”，意味着极度高频出行的人越来越少。这也解释了为什么整体出行需求开始放缓。人们的出行逐渐受到成本、拥堵等多因素约束，个人极端出行行为减少，从底层推动了总需求的亚线性增长。

3. 城市、农村、城乡结合部呈现三种完全不同的增长模式

（1）城市地区：增长最快、拐点最晚

市区居民的出行随规模增长最明显，且在城市到达更大规模时才出现拐点，说明市区出行对城市扩张最敏感。

（2）农村地区：增长早早放缓、差距被拉大

农村出行规模最早就进入亚线性阶段，增长潜力明显弱于城市，这也意味着城乡出行差距会随城市扩张进一步扩大。

（3）城乡结合部：独特的“反向拐点”

城乡结合部前期几乎不随规模增长，但越过拐点后出行需求突然快速上升。由于人口迁入、职住分散与交通设施不足等因素影响，该区域可能成为未来城市交通管理的重点。

未来方向

本研究首次揭示了“城市规模—出行需求”的分段标度律，但也留下了许多值得进一步探索的问题：

1. 城乡出行差距扩大，是不公平还是自然现象？

未来研究可以从可达性、成本负担、收益差异等方面评估城乡出行的公平性问题。

2. 出行缩放规律如何用于实际交通规划？

大城市如何优化职住关系？城乡结合部需要怎样的交通投资？

如何提前识别城市即将进入“亚线性增长阶段”的信号？

引用本文

Hongjian Zhao, Pengjun Zhao, Qiyang Liu, et al. Unraveling urban dynamics: Scaling laws of human mobility across the cityscape divide. Fundamental Research. 5(6) (2025) 2731-2740.

原文链接（复制到浏览器中查看）：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667325824004394

Fundamental Research是由国家自然科学基金委员会主管、主办的综合性英文学术期刊。创刊于2021年，期刊立足反映国家自然科学基金资助的优秀成果，全方位报道世界基础研究前沿重要进展和重大创新性成果，提升中国基础研究和中国科学家在国际科学界的显示度和影响力，为中外科学家打造一个高端的国际学术交流平台。内容涵盖数学物理、化学化工、生命科学、地球科学、工程与材料科学、信息科学、管理科学、健康医学、交叉科学等领域，设置Article、Review、Highlight、Perspective、Commentary、Letter和News&Views等栏目。期刊已被ESCI、Scopus、DOAJ、PubMed、CAS（美国化学文摘社）、CSCD（中国科学引文数据库）、CSTPCD（中国科技论文与引文数据库）等国内外知名数据库收录。2024年影响因子6.3，位于综合性期刊Q1区。2024年入选中国科技期刊卓越行动计划二期英文梯队期刊项目。2025年入选《FMS管理科学高质量期刊推荐列表》B区。欢迎广大科研工作者关注、投稿、引用！

期刊主页：

www.keaipublishing.com/en/journals/fundamental-research/

文章阅读：

www.sciencedirect.com/journal/Fundamental-Research

投稿系统：

www.editorialmanager.com/fmre