一、空間經濟學的傳統與演進

1.德國的古典區位幾何學

德國經濟學家運用地租學說和比較成本學說，創立了古典區位理論。

(1)馮·屠能(VonThünen)的農業區位論

18世紀末至19世紀初，德國仍然是一個封建割據的農業國，英法等國卻已走上工業化道路。英國工業化前后，農產品價格上漲，一些目光敏捷的德國農場主通過與英國的農產品貿易而獲利，于是盡量多買土地，擴大生產規模，德國農業開始向大型化商品化過渡。為了研究德國農業經營模式和產業化問題，馮·屠能潛心經營農莊十載，收集了極為詳細的資料，于1826年撰寫了巨著《孤立國同農業和國民經濟的關系》(簡稱《孤立國》)。馮·屠能設想了一個孤立于世界之外，四周為荒地所包圍的孤立國，其中心是一個大城市，這個城市是孤立國制造品的唯一供給者，而城市的食品則完全由四周的土地(一個農業大平原)供給;孤立國內各地自然條件和運輸條件相同，農業生產的利潤V=P-(C+T)，其中P為農產品價格，C為成本，T為運費。

馮·屠能以利潤最大化為目標函數，得出這樣的結論：為了利潤最大化目標，農場生產的品種選擇與經營方式的首要決定因素是距離，即生產地與市場的距離。農場種植什么作物獲利最大，主要不是由自然條件決定的，而與特定農場(或地塊)與中心城市(農產品消費市場)的遠近密切相關;農業經營規模，也與距離密切相關，增加投入必須使價格與邊際成本之差能償付追加的成本與運費。當生產成本一定時，離中心城市越近，追加的運費越低;邊際產量需償付的越少，生產規模擴大的可能性就越大。

馮·屠能研究的是農業區位問題，他的理論離不開對土地利用和地租的研究(注：克魯格曼在《發展、地理學與經濟理論》一書中總結歸納了經濟地理學的五大傳統，他將馮·屠能的思想列為第五個傳統“地租和土地利用”。其他四大傳統是：德國幾何學、社會物理學、積累因果夫系、當地外部經濟。)。馮·屠能認為地租與距離是負相關的，可以想像從中心城市向外圍平面延伸，隨著可耕地與市場的距離的不斷增大，可耕地的地租是不斷下降的，這樣便可形成一個個以城市為中心的同心圓環，半徑距離小的環上土地昂貴，宜種植運輸成本大或單位面積產值高的作物，而半徑距離大的環上則種植土地密集型或運輸成本大的作物。

于是他設計了孤立國六層農作物圈層結構(注：馮·屠能設計的孤立國六層農作物圈層結構為：第一圈層為自由農作圈，主要生產鮮菜、牛奶;第二圈層為林業圈，主要生產木材;第三圈層為輪作物圈，主要生產谷物;第四圈層為谷草農作圈，主要生產谷物、畜產品，以谷物為重點;第五圈層為三圃農作圈，主要生產谷物、牧產品，以畜牧為重點;第六圈層是荒野。)，這就是著名的圈層布局論。當時德國經濟學家們對農業生產和農產品貿易發展的基本觀點是：農業經營方式應該全面地從粗放經營轉向集約經營，集約化程度越高越好：農業布局方面則應根據自然要素稟賦的不同，各地應種植最適合本地生長的作物。

馮·屠能的理論使人耳目一新：農業經營方式上，并不是集約程度越高越好，離中心城市越近，集約化程度越高，離中心城市越遠，經營越粗放;農業布局上，并不是哪個地方適合種什么就種什么，與距離有關的地租、運費倒是最重要的決定因素。

(2)勞恩哈特(W.Launhardt)和韋伯(A.Weber)的工業區位理論

19世紀末，德國已完成了第一次產業革命，并迅速成為第二次產業革命的策源地之一，產業的大發展，使得產業遷徙和工業布局問題為學者們重視。勞恩哈特利用幾何學和微積分，將網絡結點分析方法應用于工廠的布局，在德國《工程師協會期刊》上發表“確定工商業的合理區位”(1882)一文，第一個提出了在資源供給和產品銷售約束下，使運輸成本最小化的廠商最優定位問題及其嘗試性的解法。他構造了一個區位三角形，尋找使“里程運費在生產的區位中必須保持平衡”的最小值點，即區位三角形的極點。他的這種尋求最優化的“極點原理”方法被喬治·皮克(GeorgPick)給出規范的更為一般的數學證明(注：喬治·皮克應韋伯之邀，為韋伯的《工業區位論》(第194-215頁)寫了一個“數學附錄”，以“梗概出一些對理解區位問題來說很必要的普通數學公式”，其中提到勞恩哈特的工作。于爾格·尼漢斯(Jurg.Niehans)認為：勞恩哈特的分析遠比后來韋伯在《工業區位論》中的分析高超得多。這大概是指勞恩哈特的數學分析方法。)。作為一名建筑工程師，勞恩哈特把網絡規劃應用于公路、鐵路運輸最優化問題和工廠成本最小化定位問題，而他在1885年發表的《經濟學的數學基捶一文，奠定了他在經濟分析史上的顯著地位。他研究運輸對生產和消費的影響而建立了“勞恩哈特漏斗”，為解決異質雙頭壟斷問題而建立了后來被稱之為的“勞恩哈特-霍特林”解法。

先于霍特林44年，勞恩哈特便研究了如下問題：兩個位于街道不同地點的競爭供貨商，在假定對方銷售價已定的情況下如何使自己盈利最大。他還對位于同一地點的不同商品的銷售商進行了類似的分析，表明他們的環形市場區域是如何由運輸費用決定的。于爾格·尼漢斯認為，在19世紀的最后30年里，勞恩哈特的工作是德國最重要的、實際上也是唯一有意義的對“邊際革命”的貢獻。在對運輸和區位經濟學分析方面，這一貢獻直至20世紀30年代都沒有被人超過(注：參見《新帕爾格雷夫經濟學大辭典》第三卷，第151-153頁。)。

阿爾弗雷德·韋伯則是中國讀者更為熟悉的一位工業區位論的創始者(注：韋伯為我國學者們更為熟悉，因為他的名著《工業區位論》(亦譯為《工業區位純理論》或《純粹區位理論》)于1997年由商務印書館翻譯成中文并出版發行。而勞恩哈特的著作全部用德文寫成，甚至沒有被譯成英文，而且他的第一身份是建筑工程師和道路、鐵路和橋梁學教授而不是經濟學教授，他是德國漢諾威高等技術大學的第一任校長。他的工作顯示了120年前一個有能力的、注意經濟問題且懂一些數學的工程專家在經濟學上可以做些什么(以及不能做到什么)。他在微觀經濟學、運輸經濟學以及經濟數學分析方法上均有建樹，可惜他的有些出版物已很難找到，其出色的獨創性的工作的重要性至今還沒有得到經濟學界應有的承認。)。他在集前人研究基礎上于1909年撰寫了《工業區位論》。

在這部名著中，韋伯系統地建立了一系列概念、原理和規則，嚴謹地表述了一般的區位理論。當看到制造業規模龐大的遷徙，韋伯試圖回答：什么原因使某個工業從一個區垃移至另一個區位呢?決定遷徙的一般經濟規律是什么?韋伯將影響工業區位的因素分為兩類：區域性因素和集聚因素。工業是如何布局于各個區域的，受區域性因素影響;而在工業區域內，廠商為什么集中于此地而非彼處，則受集聚因素影響。工業在某個地方集中是集聚力和分散力相互作用直至均衡的結果。集聚力受技術發展、勞動力組織變化、市場化因素及經濟環境因素影響，分散力則可歸結為伴隨工業集聚而帶來的地租增長的影響。

韋伯設計了一個集聚函數，精確地表達大工業單元對小工業單元的吸引程度(注：韋伯定義每種商品的生產構成一個“單元”，這些單元能夠并確實參與相互間的競爭，這種競爭最終也影響單元的區位。)，用公式來表示，其中M為大工業單元的日生產量，R為集聚的擴散半徑，A是工業區位重(注：韋伯將生產原料分為地方原料和廣布原料，前者只產生于某一特定地點，而后者則是到處都容易得到的。不論是廣布原料還是地方原料都有可能又是“純原料”和“失重原料”，前者是指經加工后全部重量都完全轉移于產品之中的原料，后者是指在生產過程中必損失部分重量的原料(韋伯的這一思想對今天人們在國際貿易中常見到的“冰山成本”的定義有顯然的借鑒意義)。韋伯定義需要運輸的地方原料與產品重量之比為“原料指數”，而運輸單位產品的總重量稱為“區位重”。)，

s為運輸價格。韋伯在分析廠商的定位決策時繼承和擴展了勞恩哈特的方法(注：韋伯本人在《工業區位論》中只字未提勞恩哈特。馬釘貝克曼(MartinBeckmann)認為韋伯的這本書“確立了他繼馮·屠能之后在區位理論方面的領先地位，盡管他的理論模型被勞恩哈特搶先一步發表”(見《新帕爾格雷夫經濟學大辭典》第四卷PP958)。)一個廠商靠一個或多個供應商提供投入品，也為一個或多個市場提供產品，所以涉及的區位不少于三個，他將勞恩哈特著名的“區位三角形”概念，一般化為區位多邊形。韋伯也考慮了生產成本中的勞動費用，