許蕓鷺,雷國平
(東北大學(xué) 土地管理研究所,遼寧 沈陽 110819)
城市蔓延是一種過度的城市空間增長形式,在空間形態(tài)上具有低密度、條帶狀、非緊湊開發(fā)、機(jī)動(dòng)化依賴等特征[1]。在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生產(chǎn)能力日漸增強(qiáng)的發(fā)展過程中,城市規(guī)模不斷增長,建成區(qū)面積從1985年的9775km2增長到2015年的40900km2,城市建成區(qū)面積增長了4倍多,我國地級以上城市異速生長特征系數(shù)達(dá)0.97,超過0.85的合理臨界值[2]。2016年《中共中央國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》(簡稱《意見》)指出,要加強(qiáng)空間開發(fā)管理,劃定城市開發(fā)邊界等實(shí)現(xiàn)城市集約發(fā)展,可見城市蔓延已成為我國城市可持續(xù)發(fā)展面臨的重要現(xiàn)實(shí)問題[3,4]。近年來,城市群作為國家參與國際分工與全球競爭的全新地域單元[5],已成為推動(dòng)我國城市化進(jìn)程的主體形態(tài),以城市群為主體的蔓延形式逐步取代了城市蔓延。
遼中南城市群作為我國9大區(qū)域城市群之一,是國家增長第四級的重要引擎,在振興老東北工業(yè)基地過程中具有舉足輕重的作用。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2006—2014年遼中南城市群建成區(qū)用地面積年增長率為3.93%,而人口年增長率僅為0.73%,城市用地增長彈性系數(shù)高達(dá)4.71,超出了1.12的合理值,城市用地過度擴(kuò)張現(xiàn)象十分顯著。因此,研究城市群的城市蔓延態(tài)勢和城市的時(shí)空演變特征,一方面能為蔓延治理和城市群發(fā)展提供參考方向,另一方面對促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展也具有重要的意義。
目前國內(nèi)外學(xué)者對城市蔓延研究較廣泛。在研究對象上,多圍繞單一大城市或具有相同特質(zhì)的經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū),少數(shù)以城市群內(nèi)多個(gè)城市為研究區(qū),忽略了城市群在發(fā)展中的優(yōu)勢地位;研究內(nèi)容上,著重對城市蔓延界定[6]、特征[7,8]、驅(qū)動(dòng)力[9-11]、機(jī)理[12]、測度[13]等方面進(jìn)行分析。研究方法上,以空間數(shù)據(jù)分析為主,忽視了土地與人口之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系,而“土地—人口”單指標(biāo)方法能夠直觀反映城市擴(kuò)張過程中人口與土地的變化。本文以遼中南城市群為研究區(qū),基于經(jīng)濟(jì)學(xué)視角,借鑒“人口—土地”單指標(biāo)蔓延測度方法,構(gòu)建城市蔓延指數(shù),探究城市群及內(nèi)部城市的蔓延狀態(tài)和時(shí)空演變特征,并根據(jù)蔓延深度提出治理城市蔓延的方向,為有效控制城市蔓延提供依據(jù),為城市群區(qū)域規(guī)劃制定提供參考。
遼中南城市群位于遼寧省中南部,瀕臨渤海,與京津冀都市圈、山東半島城市群構(gòu)成環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈(圖1)。
圖1 研究區(qū)示意圖
南部是以大連為中心的遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶,中部是以沈陽為中心的沈陽經(jīng)濟(jì)區(qū)。全區(qū)以沈大、沈本、沈撫等高速公路和沈哈、沈吉、沈丹等鐵路干線構(gòu)成的交通網(wǎng)絡(luò)為鏈接通道,包括沈陽、大連兩個(gè)副省級城市,鞍山、本溪、遼陽、丹東、撫順、營口、鐵嶺和盤錦8個(gè)地級市,12個(gè)縣級市和18個(gè)縣[14]。2015年,遼中南城市群的土地總面積為96690km2,建成區(qū)面積1666km2,城市土地利用開發(fā)強(qiáng)度達(dá)85.3%,總?cè)丝?126.6萬人,占全省的73.67%,地區(qū)生產(chǎn)總值252467.79億元,占全省的88.05%,是遼寧省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心區(qū)域,也是東北區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的龍頭。
建成區(qū)面積與人口之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系變化可反映城市蔓延的整體態(tài)勢。2001—2015年遼中南城市群的城市數(shù)據(jù)顯示,城市群、內(nèi)部城市的城區(qū)面積和市區(qū)面積的變化并不大,擴(kuò)張主要集中在各城市建成區(qū),本文采用城市建成區(qū)數(shù)據(jù)作為面積指標(biāo),人口采用市轄區(qū)非農(nóng)業(yè)人口作為主要依據(jù),所采用數(shù)據(jù)來自于2001—2016年的《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》。
城市蔓延是超過一定限度的過度低效的城市體系空間增長,確定城市蔓延的首要問題是界定合理的城市體系空間增長標(biāo)準(zhǔn)。合理的城市空間增長即為人口增長或經(jīng)濟(jì)增長消耗土地面積增長所產(chǎn)生的剛性城市空間的增長,一般包括外延式增長和內(nèi)涵式增長,兩者均屬于城市空間合理增長范疇。如果在[0,t]時(shí)期內(nèi),城市空間增長大于合理的城市空間增長,認(rèn)為產(chǎn)生了蔓延。
基于“土地—人口”動(dòng)態(tài)關(guān)系,本文構(gòu)造了城市蔓延指數(shù)(SI)[15]。基期城市空間范圍(S0)等于基期市轄區(qū)非農(nóng)業(yè)人口總數(shù)量(P0)與基期人均需要建成區(qū)土地面積(L0)的乘積,即:
S0=P0L0
(1)
假設(shè)城市蔓延的土地面積為Sm,第t年城市空間范圍為:
St=(P0+ΔP)(L0+ΔL)+Sm
(2)
式中,△P、△L分別表示[0,t]時(shí)期內(nèi),市轄區(qū)非農(nóng)業(yè)人口總體增長數(shù)量和人均消耗土地面積的增長數(shù)量。該時(shí)期城市空間增長范圍(包括合理增長和蔓延式增長)即為式(2)減式(1)得到:
ΔS=St-S0=(P0+ΔP)(L0+ΔL)+Sm-P0L0
=PtΔL+ΔPL0+Sm=Sp+Sq+Sm
(3)
式中,Pt為第t年的城市市轄區(qū)非農(nóng)業(yè)總?cè)丝跀?shù)量;Sp和Sq分別表示人口和經(jīng)濟(jì)增長所產(chǎn)生的合理空間增長。城市蔓延指數(shù)(SI)表示蔓延式增長的土地面積占實(shí)際城市土地增長的比例,公式為:
(4)
由于人均消耗土地面積增長屬于內(nèi)涵式增長,即剛性需求,本文不予討論。假設(shè)△L=0,即人均消耗土地面積固定不變,城市蔓延指數(shù)(SI)為:
(5)
根據(jù)△S、△P和SI的取值情況,將城市空間增長分為5類,城市蔓延只存在于建成區(qū)面積增長且存在過度增長的情況下(△S>0,且Sm>0)。由表1可知,第Ⅰ種和第Ⅲ種類型城市空間增長方式屬于城市蔓延。在△S>0的情況下,若SI為正,SI值越大,城市蔓延程度越嚴(yán)重;若SI為負(fù),表示城市群集約發(fā)展。相反,如果建成區(qū)面積不變或減少(△S≤0),SI值越小,表示城市集約發(fā)展程度越高。
表1 城市空間擴(kuò)張類型
為了反映遼中南城市群內(nèi)各城市在不同時(shí)間段的蔓延深度差異,為下一步城市群蔓延治理提供針對性和方向性依據(jù)。首先,采用極差標(biāo)準(zhǔn)化方法對蔓延指數(shù)進(jìn)行無量綱化處理;然后,借助于SPSS22統(tǒng)計(jì)分析軟件,選擇系統(tǒng)聚類對不同時(shí)間段的城市群內(nèi)各城市蔓延深度進(jìn)行聚類,分析不同時(shí)段城市蔓延的時(shí)空特征演變。
遼中南城市群總體分析:從表2可見,在建成區(qū)增長方面,遼中南城市群建成區(qū)年均增長率在3個(gè)時(shí)間段內(nèi)呈現(xiàn)“先小幅度上升后大幅度下降”的態(tài)勢。其中,2005—2010年是建成區(qū)年均增長率最快的階段,年均增長速率達(dá)4.48%;2010—2015為建成區(qū)年均增長速率最緩慢的階段,年均增長率為1.86%。相比2005—2010年,建成區(qū)年均增長率下降了2.62%。在人口增長方面,遼中南城市群人口增長速率在3個(gè)時(shí)間段內(nèi)呈“先升后降”的態(tài)勢。2005—2010年是遼中南城市群人口變化速率最快時(shí)段,達(dá)2.07%;2010—2015年則是人口增長速率最慢的時(shí)段,為1.14%。綜上所述,遼中南城市群建成區(qū)年均增長率變化與人口年均增長率變化趨勢一致,且在研究期內(nèi),建成區(qū)年均增長率始終高于人口增長率。在城市群蔓延類型方面,遼中南城市群在研究期內(nèi)均發(fā)生了第Ⅰ種類型的蔓延,表明遼中南城市群的蔓延主要依賴土地驅(qū)動(dòng)。在城市群蔓延指數(shù)方面,城市群蔓延程度逐漸減弱,蔓延指數(shù)分別為0.69、0.56和0.40,表明遼中南城市群蔓延態(tài)勢所有收斂,城市治理初見成效。
表2 遼中南城市群建成區(qū)年均增長率及人口年均增長率
各城市區(qū)域分析:由表2、圖2可知,在建成區(qū)增長方面,大連、鞍山和遼陽的建成區(qū)年均增長率的變化與遼中南城市群的變化一致,呈現(xiàn)“先升后降”的態(tài)勢;2005—2010年是建成區(qū)面積增長最快的階段,隨后建成區(qū)擴(kuò)張開始收斂。本溪、營口、丹東和鐵嶺的建成區(qū)增長率變化與遼中南城市群的變化相反,呈現(xiàn)“先降后升”的態(tài)勢,表明2010—2015年城市發(fā)展對城市土地的需求加大。撫順和盤錦的建成區(qū)年均增長率持續(xù)上升,而沈陽的建成區(qū)年均增長率卻持續(xù)下降,表明撫順和盤錦的建成區(qū)處于加速擴(kuò)張階段,而沈陽的建成區(qū)擴(kuò)張速率在逐步減弱。
圖2 不同時(shí)間段各城市建成區(qū)年均增長率與人口年均增長率對比
在人口增長方面,鞍山、撫順、本溪、營口、遼陽、盤錦和鐵嶺的人口年均增長率呈現(xiàn)“先升后降”的態(tài)勢,這一變化與遼中南城市群的人口年均增長率的變化一致,說明城市人口集聚性減弱,部分城市甚至出現(xiàn)了人口負(fù)增長階段,如撫順、本溪等。沈陽和丹東的人口年均增長率持續(xù)小幅度上升,而大連的人口年均增長率則持續(xù)小幅度下降,表明沈陽、丹東的城市發(fā)展對人口的吸引力逐步增強(qiáng),大連的人口集聚能力有所下降。在研究期內(nèi),人口增長速率普遍低于建成區(qū)年均增長率。
從城市蔓延指數(shù)和類型分析表明(表3),2000—2005年除大連外,其他各城市均發(fā)生了不同程度的蔓延,其中丹東是第Ⅲ類蔓延,其建成區(qū)面積擴(kuò)張,人口卻減少,蔓延指數(shù)在該時(shí)段內(nèi)最大為1.10,其他城市均為第Ⅰ類建成區(qū)擴(kuò)張速度高于人口增長速度式蔓延。2005—2010年,丹東、營口、遼陽、盤錦和鐵嶺的人口增長速度高于建成區(qū)擴(kuò)張速度,屬于第Ⅱ類城市空間增長,本溪為第Ⅳ類城市空間增長,其建成區(qū)無擴(kuò)張,人口增加,這些城市被認(rèn)為在該時(shí)段內(nèi)發(fā)展較為集約并未產(chǎn)生蔓延。而沈陽、大連、鞍山和撫順則產(chǎn)生第Ⅰ類建成區(qū)擴(kuò)張速度高于人口增長速度式的蔓延,蔓延指數(shù)最大的是沈陽為0.86。2010—2015年,除大連外其他城市均發(fā)生了蔓延,其中撫順、本溪、鐵嶺和遼陽為第Ⅲ類建成區(qū)擴(kuò)張而人口減少式蔓延,其他均為第Ⅰ類蔓延,本溪是該時(shí)間段蔓延程度最重的城市,蔓延指數(shù)達(dá)2.11。從城市蔓延動(dòng)態(tài)變化分析,2000—2015年沈陽和丹東的蔓延指數(shù)持續(xù)下降,表明城市蔓延程度在逐步減弱,城市向集約方向發(fā)展;鞍山和撫順的蔓延指數(shù)呈“先降后升”的態(tài)勢,表明城市蔓延在減弱后進(jìn)一步加重;本溪、營口、遼陽、盤錦和鐵嶺等城市雖然在第二時(shí)間段內(nèi)并未發(fā)生蔓延,但第三時(shí)間段的蔓延指數(shù)均高于第一時(shí)間段,表明蔓延程度加重,需要進(jìn)一步調(diào)控。
表3 遼中南城市群不同時(shí)段的蔓延動(dòng)態(tài)
通過對不同時(shí)間段城市群中各城市的聚類分析,按照各城市所處蔓延深度的不同階段將其分為三類集群,分別為深度蔓延、中度蔓延和輕度蔓延(表4)。
2000—2005年,遼中南城市群中存在第Ⅰ類蔓延的城市有8個(gè),第Ⅲ類蔓延的城市1個(gè),只有大連未發(fā)生蔓延,屬于第Ⅱ類城市空間增長類型(圖3)。從城市蔓延深度指數(shù)分析:①蔓延指數(shù)集中在1.10—0.73之間的深度蔓延城市有沈陽、丹東、本溪、鞍山和遼陽。②蔓延指數(shù)集中在0.66—0.58之間的中度蔓延城市有鐵嶺、撫順。③蔓延指數(shù)集中在0.42—0.28之間的輕度蔓延城市有營口、盤錦。該時(shí)期遼中南城市群以深度蔓延城市為主,其規(guī)律是以沈陽為中心的發(fā)散式發(fā)展,沿東南方向的城市以深度蔓延為主,東北方向的城市以中度蔓延為主,而西南方向的城市則以輕度蔓延為主。由此可見,該時(shí)段城市群的發(fā)展重點(diǎn)是以沈陽為核心,依托東南方向的工業(yè)城市開展的。
表4 不同時(shí)段遼中南城市群內(nèi)城市蔓延程度
圖3 2000—2005年城市空間增長類型及程度
2005—2010年,第Ⅱ類非蔓延式空間增長的城市有丹東、營口、遼陽、盤錦和鐵嶺。本溪?jiǎng)t在建成區(qū)未擴(kuò)張的前提下,產(chǎn)生了人口集聚,實(shí)現(xiàn)了第Ⅳ類城市空間增長(圖4)。從城市蔓延指數(shù)分析:①蔓延指數(shù)集中在0.77—0.86之間的深度蔓延城市有沈陽、大連。②中度蔓延城市撫順,蔓延指數(shù)0.56。③輕度蔓延城市鞍山,蔓延指數(shù)0.16。該時(shí)段與第一時(shí)段相比,遼中南城市群內(nèi)產(chǎn)生蔓延的城市數(shù)量減少,深度蔓延重點(diǎn)集中于“雙核心”城市,中輕度蔓延產(chǎn)生于核心城市周邊的大城市,而大多城市則實(shí)現(xiàn)了非蔓延式的合理增長。對發(fā)生蔓延的城市,在同等蔓延程度水平下,蔓延指數(shù)低于往期,說明該時(shí)段相比上一時(shí)段城市群蔓延程度有所緩解。
圖4 2005—2010年城市空間增長類型及程度
圖5 2010—2015年城市空間增長類型及程度
2010—2015年,大連由第Ⅰ類蔓延式擴(kuò)張轉(zhuǎn)變?yōu)榈冖蝾惙锹邮匠鞘锌臻g增長,撫順、本溪、遼陽、鐵嶺出現(xiàn)了建成區(qū)擴(kuò)張而人口流失的第Ⅲ類蔓延現(xiàn)象,其蔓延指數(shù)本溪>遼陽>撫順>鐵嶺,蔓延指數(shù)越大,表明地區(qū)人口流失越嚴(yán)重。其他城市仍然是第Ⅰ類蔓延,從城市蔓延指數(shù)第Ⅰ類蔓延分析(圖5):①深度蔓延城市丹東,蔓延指數(shù)0.80。②蔓延指數(shù)集中在0.73—0.76之間的中度蔓延城市有營口、鞍山、盤錦。③輕度蔓延城市沈陽,蔓延指數(shù)0.29。該時(shí)期城市群以核心城市周圍的二、三線城市擴(kuò)張為主,第Ⅰ類和第Ⅲ類蔓延形式共存,第Ⅲ類蔓延的城市集中在城市群的東北方向且緊鄰沈陽,主要是由于該時(shí)段沈陽作為核心城市,發(fā)展速度較快,建設(shè)較為成熟,對周圍城市人口和資源的吸引力增強(qiáng)。產(chǎn)生第Ⅰ類蔓延的城市數(shù)量減少,且以中度蔓延為主,城市間的蔓延程度差距縮小。
從城市蔓延深度聚類結(jié)果(表4、圖3—5)分析,2000—2005年遼中南城市群內(nèi)發(fā)生深度蔓延的城市數(shù)量最多,深度蔓延占總蔓延城市數(shù)量的50%,深度蔓延指數(shù)是3個(gè)時(shí)間段中最高的,蔓延主要集中在城市群的核心城市(沈陽)及其緊鄰的周邊城市,主要是由于該階段遼中南城市群重點(diǎn)依托工業(yè)城市進(jìn)行發(fā)展,沈陽及其緊鄰的周邊城市是由于產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度較高,能為彼此提供原材料,形成產(chǎn)業(yè)鏈,所以該階段城市蔓延的空間形態(tài)呈現(xiàn)以沈陽為中心的“半圓”式發(fā)展。因此,該階段城市蔓延治理應(yīng)著重從核心城市入手,控制其蔓延程度的加劇,周邊緊鄰城市的蔓延程度會(huì)隨核心城市蔓延的變化而變化。
2005—2010年是城市群中城市發(fā)生蔓延最少的階段,深度、中度和輕度蔓延的城市數(shù)量均有所減少,且蔓延深度相比上一時(shí)間段有所緩解,蔓延主要發(fā)生在遼中南城市群的“雙核心”城市(沈陽、大連)和重點(diǎn)資源型城市,這一時(shí)期大連的核心效應(yīng)開始顯現(xiàn),遼中南城市群的發(fā)展格局由“單核”向“雙核”轉(zhuǎn)變,鞏固核心城市地位,大力發(fā)展能拉動(dòng)城市群經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)資源型城市(鞍山、撫順),對城市群內(nèi)的二、三線小城市的扶持力度較弱,核心城市對其輻射能力不強(qiáng),單純依靠城市本身發(fā)展較慢,城市蔓延現(xiàn)象不明顯,所以該階段城市蔓延的空間形態(tài)從上一階段的“單核心半圓式”發(fā)展轉(zhuǎn)變成“雙核心條帶式”發(fā)展。因此,該階段城市蔓延治理重點(diǎn)是控制“雙核心”城市蔓延速度和深度,分散重點(diǎn)資源型城市拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長的壓力,提高核心城市的輻射帶動(dòng)能力,進(jìn)而加快城市群整體發(fā)展進(jìn)程。
2010—2015年,遼中南城市群發(fā)生城市蔓延數(shù)量最多,深度蔓延城市數(shù)量減少,中度蔓延城市數(shù)量驟然增多,超過深度蔓延的數(shù)量。城市蔓延主要以中度蔓延為主,深度蔓延重心從核心城市向二、三線城市轉(zhuǎn)移,表明在該時(shí)間段內(nèi)城市群的發(fā)展中心不再集中于核心大城市,在資源配置和投資方面均向周邊城市輻射,人口集聚有了多重選擇,不再一味地向核心城涌入,周邊的二、三線城市迅速擴(kuò)張,新興中心城市逐步形成,從而減弱了中心城市的蔓延擴(kuò)張速度和深度,該階段城市蔓延的空間形態(tài)呈現(xiàn)“多點(diǎn)開花”式發(fā)展。因此,該階段城市蔓延治理重點(diǎn)應(yīng)放在新興中心城市上,放緩對核心城市的控制,加強(qiáng)核心城市的對外輻射能力,從而有效預(yù)防中度蔓延進(jìn)一步深化為深度蔓延。
2010年10月頒布的《中共中央關(guān)于中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要的建議》中指出,要以大城市為依托,以中小城市為重點(diǎn),逐步形成輻射作用大的城市群,遼中南城市群的蔓延趨勢與政策導(dǎo)向相吻合。因此,未來幾年遼中南城市群的城市蔓延治理應(yīng)采取核心城市與周邊城市“兩手抓”的策略,才可有效控制城市群內(nèi)部中重度城市蔓延,從而降低城市群蔓延整體步伐。
本文將城市蔓延定義為過度的空間增長,采用單指標(biāo)方法(建成區(qū)面積與人口關(guān)系)構(gòu)建蔓延指數(shù),并根據(jù)建成區(qū)增長變化、人口增長變化和蔓延指數(shù)的取值不同,將城市空間增長分為5種類型(2種蔓延式、3種非蔓延式),對城市群內(nèi)產(chǎn)生蔓延式空間增長的城市通過聚類分析,分為深度蔓延、中度蔓延和輕度蔓延三大集群。
主要結(jié)論為:①在時(shí)序演變方面,2000—2005年、2005—2010年、2010—2015年3個(gè)時(shí)間段內(nèi)遼中南城市群的建成區(qū)增長率和人口增長率均呈現(xiàn)“先小幅上升后大幅下降”的趨勢,且建成區(qū)增長率始終高于人口增長率;遼中南城市群蔓延主要依賴土地驅(qū)動(dòng),以第Ⅰ種類型為主,但蔓延程度逐漸減弱,城市蔓延治理初見成效。②在空間演變方面,2000—2005年遼中南城市群的城市蔓延主要集中于核心城市(沈陽)及其緊鄰的周邊城市,空間形態(tài)呈現(xiàn)以沈陽為中心,“半圓式”的發(fā)展;2005—2010年,蔓延主要發(fā)生在“雙核心”城市(沈陽、大連)和重點(diǎn)資源型城市,發(fā)展格局由“單核”向“雙核”轉(zhuǎn)變,空間形態(tài)從“單核心半圓式”向“雙核心條帶式”發(fā)展;2010—2015年,蔓延主要以中度蔓延為主,深度蔓延重心從核心城市向二、三線城市轉(zhuǎn)移,空間形態(tài)呈現(xiàn)“多點(diǎn)開花”式發(fā)展。③在蔓延治理方面,2000—2005年城市蔓延治理應(yīng)著重從核心城市入手,控制其蔓延程度的加劇,周邊緊鄰城市的蔓延程度會(huì)隨核心城市蔓延的變化而變化;2005—2010年,城市蔓延治理重點(diǎn)是控制雙核心城市蔓延速度和深度,減輕重點(diǎn)資源型城市拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)的壓力,提高核心城市的輻射帶動(dòng)能力;2010—2015年,蔓延治理重點(diǎn)應(yīng)放在二、三線新興城市上,放緩對核心城市的控制,增強(qiáng)核心城市的對外輻射能力。