基于地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的城市建成區(qū)空間擴(kuò)張研究

趙卓文，張時(shí)智，吳勤書

（江蘇省測(cè)繪研究所，江蘇南京 210013）

0 引言

城鎮(zhèn)空間分布格局是城市發(fā)展的骨架，是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和總體建設(shè)的空間格局的體現(xiàn)［1］，而城市空間擴(kuò)張是城市化作用于地理空間的直接結(jié)果［2］，對(duì)于分析城市空間的分布格局與發(fā)展趨勢(shì)有重要意義。學(xué)術(shù)界對(duì)于城市空間擴(kuò)張的研究涵蓋面較廣，但通常以城市建成區(qū)作為城市擴(kuò)張監(jiān)測(cè)的主要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)［1-8］。城市建成區(qū)通常是行政范圍內(nèi)實(shí)際建成或正在建成的相對(duì)集中分布的地區(qū)，是城市建設(shè)發(fā)展在地域分布上的客觀反映。從數(shù)據(jù)源看，先前城市建成區(qū)的提取通常通過遙感影像的解譯直接得到［4-8］，影像分辨率相對(duì)低，精度得不到保證。近年來，由于地理國(guó)情監(jiān)測(cè)工作的開展，城市建成區(qū)擴(kuò)張是地理國(guó)情變化監(jiān)測(cè)的重要組成部分［9］。大量研究均基于地理國(guó)情監(jiān)測(cè)成果，通過地理國(guó)情監(jiān)測(cè)技術(shù)提取城市建成區(qū)，分析城市空間擴(kuò)張?zhí)卣鳎?0-13］。從研究區(qū)域看，以往研究成果充分響應(yīng)了地理國(guó)情普查成果服務(wù)國(guó)家級(jí)新區(qū)的政策，大部分城市空間格局的研究都是基于國(guó)家級(jí)新區(qū)［9，14］，對(duì)于江蘇省的研究也主要集中在寧鎮(zhèn)揚(yáng)、蘇錫常等城市建設(shè)較快的蘇南地區(qū)［8，11，15］，對(duì)江蘇省全省的研究相對(duì)較少。從研究尺度看，以往研究更多集中在單一地市［16-17］，較少對(duì)省域?qū)嵤┐蟪叨?、長(zhǎng)時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

當(dāng)前，隨著江蘇省城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市擴(kuò)張速度也越來越快，城市空間格局和用地的合理分布也越來越受到人們的關(guān)注。本文以地理國(guó)情專題性監(jiān)測(cè)所獲得的多期長(zhǎng)時(shí)間序列的江蘇全省城鎮(zhèn)建成區(qū)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，從省級(jí)、地市級(jí)、縣區(qū)級(jí)統(tǒng)計(jì)單元出發(fā)，全面分析了江蘇省城市建成區(qū)的空間擴(kuò)張變化和趨勢(shì)，為全省城鎮(zhèn)空間發(fā)展戰(zhàn)略制定提供決策支撐。

1 區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

江蘇地處長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶，是中國(guó)東部的經(jīng)濟(jì)大省。陸地面積10.72萬km2，占全國(guó)的1.12%。截至2017年，江蘇省地區(qū)生產(chǎn)總值達(dá)到85 900.9億元，地區(qū)常住人口達(dá)8 029.3萬人，城鎮(zhèn)化率達(dá)到67.7%。江蘇省各級(jí)政府為了集聚資源促進(jìn)城市發(fā)展，提高城市綜合承載能力及輻射帶動(dòng)能力，在2005—2017年進(jìn)行了多次行政區(qū)劃調(diào)整，例如揚(yáng)州江都市2011年撤市設(shè)區(qū)，蘇州吳江市2012年撤市設(shè)區(qū)，淮安市洪澤縣2016年撤縣設(shè)區(qū)等。本項(xiàng)目在進(jìn)行江蘇省城鎮(zhèn)建成區(qū)的空間格局監(jiān)測(cè)過程中因地制宜，根據(jù)各區(qū)縣（市）發(fā)展情況及實(shí)際需求，進(jìn)行不同尺度的分析。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文所采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括2005年、2010年、2015年、2016年、2017年多個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)江蘇省70個(gè)縣區(qū)級(jí)城鎮(zhèn)的建成區(qū)邊界，主要來源于江蘇省地理國(guó)情城鎮(zhèn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目所采集的數(shù)據(jù)。

2 研究方法

2.1 空間擴(kuò)展面積比例

空間擴(kuò)展面積比例指某一城市某一時(shí)間段內(nèi)空間擴(kuò)展面積占所有城市的比例。具體計(jì)算公式為：

Aai為i城市研究初期城市建成區(qū)面積，Abi為i城市研究末期城市建成區(qū)面積。

2.2 空間擴(kuò)展速率

空間擴(kuò)展速率指某一城市某一時(shí)間段空間擴(kuò)展的速度，主要指年增長(zhǎng)率。計(jì)算公式為：

其中，Aa為研究初期城市建成區(qū)面積，Ab為研究末期城市建成區(qū)面積，T為時(shí)間間隔。

2.3 空間重心遷移

空間重心是描述城市空間分布及遷移的重要指標(biāo)，其動(dòng)態(tài)變遷反映了城市空間分布的總體變化趨勢(shì)［14］。計(jì)算公式是：

其中，Xt，Yt分別為 t時(shí)間城市用地重心坐標(biāo)，Xi，Yi為第i個(gè)城市地塊的幾何中心坐標(biāo)，Cti為t時(shí)間第i個(gè)地塊面積。

3 結(jié)果分析

3.1 占地面積

3.1.1 從全省省域級(jí)別對(duì)比分析

2005—2017年，全省建成區(qū)保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2017年江蘇全省建成區(qū)面積規(guī)模達(dá)到5 996.52 km2，占全省陸域總面積的5.8%，對(duì)比2015年全省建成區(qū)面積，增加了3.08倍。

不同時(shí)期建城區(qū)擴(kuò)展速度不一（見圖1）。2005—2010年增幅較大，建成區(qū)面積增速較快，2010年與2005年相比，年均增加557.89 km2。2010—2015年增幅收窄，建成區(qū)面積增速回落，2015年與2010年相比，年均增加172.50 km2。2016年增幅擴(kuò)大到323.88 km2，2017年回落到72.26 km2。

3.1.2 從全省13個(gè)地級(jí)市對(duì)比分析

圖1 2005—2017年江蘇省建成區(qū)面積匯總統(tǒng)計(jì)

總體上，全省13市建成區(qū)的面積都呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，各市在不同時(shí)期增幅不一。從歷年全省13個(gè)地級(jí)市建成區(qū)面積最大值看，2005年，南京市建成區(qū)面積為333.35 km2，全省居首，但從2010年后，蘇州市一直占據(jù)全省第一的位置，截至2017年，蘇州市建成區(qū)面積達(dá)到1 287.55 km2，相比2005年其面積增長(zhǎng)了近4倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過全省其他地區(qū)。從歷年13市全省建成區(qū)面積最小值看，2005—2010年宿遷市建成區(qū)面積全省最小，到2010年建成區(qū)面積為154.78 km2。2015—2017年，連云港市建成區(qū)面積全省最小，到2017年建成區(qū)面積為224.81 km2。

從各市歷年面積增幅來看，宿遷市增幅最大，2017年建成區(qū)面積與2005年相比，增加了4.12倍；蘇州市、鎮(zhèn)江市、無錫市增幅靠前，建成區(qū)面積增長(zhǎng)均超過了3.7倍以上。而南京市增幅最小，2017年建成區(qū)面積與2005年相比，增加了2.22倍，其次為徐州市、連云港市，增幅在2.5倍左右。

3.1.3 從全省區(qū)縣級(jí)城市對(duì)比分析

統(tǒng)計(jì)2005—2010年、2010—2015年、2015—2017年全省13個(gè)地級(jí)市所在主城區(qū)面積發(fā)展變化，2005年南京市區(qū)最大，宿遷市區(qū)最??；2010年和2015年蘇州市區(qū)面積最大，泰州市區(qū)面積最?。?017年蘇州市區(qū)面積最大，連云港市區(qū)面積最小。

2005年全省建成區(qū)超過100 km2的縣級(jí)城鎮(zhèn)（區(qū)）有5個(gè)，2010年增加到10個(gè)，2015年增加到14個(gè)，2017年則增加到16個(gè)。2005—2010年，江蘇省區(qū)縣級(jí)及以上城市建成區(qū)面積增長(zhǎng)2 789 km2，增長(zhǎng)較大的地區(qū)以蘇南地區(qū)為主。建成區(qū)面積增長(zhǎng)較大的地區(qū)為蘇州市市區(qū)、無錫市市區(qū)、常州市市區(qū)、南京市市區(qū)和蘇州昆山市。2010—2015年，面積增長(zhǎng)較大的地區(qū)為蘇州市昆山市、南京市市區(qū)、宿遷市市區(qū)、徐州市市區(qū)、南通市市區(qū)。2015—2017年，面積增長(zhǎng)較大的地區(qū)為蘇州市市區(qū)、泰州市市區(qū)、徐州市市區(qū)和南通市市區(qū)。近幾年來，建成區(qū)面積增長(zhǎng)較大的地區(qū)除各地級(jí)市主城區(qū)外，蘇中、蘇北的縣級(jí)城鎮(zhèn)如海安、儀征、沛縣、泗洪等建成區(qū)面積增長(zhǎng)較大。

3.2 空間擴(kuò)展面積比例

從全省區(qū)域來看（見表1），2005—2010年全省建成區(qū)面積共增長(zhǎng)了2 789.43 km2，占全省2005—2017年建成區(qū)增長(zhǎng)總面積的69%。2010—2015年全省建成區(qū)增長(zhǎng)面積有較大幅度減少，縮減至862.48 km2。2015—2017年2年內(nèi)增加了396.14 km2，占全省2005—2017年建成區(qū)增長(zhǎng)總面積的10%。

表1 江蘇省建成區(qū)面積增量匯總 （單位：km2）

從全省13個(gè)地級(jí)市看（見圖2），2005—2010年，蘇州市城市空間擴(kuò)展面積占到全省29.36%，是增長(zhǎng)最小的泰州市的十倍有余，該時(shí)期是蘇州市城市擴(kuò)展的巔峰時(shí)段。其次是無錫市、南京市，城市空間擴(kuò)展面積比例分別為16.57%和10.41%，在此時(shí)期全省大部分的地區(qū)城市空間擴(kuò)展面積比例都在5%以下，城市面積擴(kuò)張有限，總體上呈現(xiàn)蘇南高蘇北低的趨勢(shì)。2010—2015年，全省空間擴(kuò)展面積比例最大為徐州市，擴(kuò)展比例為11.73%；其次是南京市、蘇州市，城市空間擴(kuò)展面積比例分別10.61%和10.45%；全省空間擴(kuò)展面積比例最小的為連云港市。2015—2017年，全省空間擴(kuò)展面積比例最大為泰州市，擴(kuò)展比例為14.19%；其次是蘇州市、南通市，城市空間擴(kuò)展面積比例分比為13.58%和12.86%；全省空間擴(kuò)展面積比例最小的連云港市為4.25%。在此期間全省13個(gè)地級(jí)市建成區(qū)空間擴(kuò)展比例較大集中蘇中地區(qū)和徐州，且沿海地區(qū)總體上大于內(nèi)陸地區(qū)。

從全省各區(qū)縣對(duì)比分析，對(duì)2005—2010年、2010—2015年、2015—2017年三個(gè)時(shí)期全省區(qū)縣級(jí)及以上城鎮(zhèn)的空間擴(kuò)展面積比例前10地區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（見表2）。

2005—2010年，江蘇省區(qū)縣級(jí)及以上城鎮(zhèn)建成區(qū)面積擴(kuò)展比例較大的10個(gè)地區(qū)如表2所示，這10個(gè)地區(qū)空間擴(kuò)展面積占全省增加面積的一半以上（63.6%），其中，蘇州市市區(qū)建成區(qū)空間擴(kuò)展面積比例達(dá)16.42%。這一時(shí)期建成區(qū)空間擴(kuò)展面積比例較大的為蘇南地區(qū)。2010—2015年，江蘇省區(qū)縣級(jí)及以上城鎮(zhèn)建成區(qū)面積擴(kuò)展比例較大的10個(gè)地區(qū)，增加面積占全省增加面積的38.20%。“十二五”較“十一五”期間，一是漲幅大幅度減小，二是增長(zhǎng)變化在各區(qū)縣級(jí)城市趨于均衡增長(zhǎng)。2015—2017年，建成區(qū)空間擴(kuò)展比例較大的10個(gè)地區(qū)，增加面積占全省增加面積的49.40%。近兩年間，江蘇省縣級(jí)及以上城鎮(zhèn)建成區(qū)面積又呈現(xiàn)集中增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，蘇中地區(qū)與蘇南地區(qū)一并成為建成區(qū)空間擴(kuò)展面積比例較大的地區(qū)，特別是蘇中的海安市和揚(yáng)州市儀征區(qū)處于建成區(qū)面積增長(zhǎng)的前列。

圖2 2005—2017年各地級(jí)市建成區(qū)面積擴(kuò)展比例

表2 江蘇省區(qū)縣級(jí)城市各時(shí)期建成區(qū)空間擴(kuò)展面積比例前10地區(qū)

3.3 空間擴(kuò)展速率

從全省看（見表3），全省城市建成區(qū)在2005—2010年大幅增長(zhǎng)，空間擴(kuò)展速率為19.45%。2010年以后，全省城市建成區(qū)空間擴(kuò)展速率保持在3.4%左右，增長(zhǎng)速度比較平穩(wěn)。

表3 江蘇省城鎮(zhèn)建成區(qū)空間擴(kuò)展速率

從全省13個(gè)地級(jí)市看（見圖3），2005—2010年，各市空間擴(kuò)展速率整體較快，全省13市城市空間擴(kuò)展速率平均達(dá)到18.02%，城市空間擴(kuò)展速率最大的為蘇州市（28.64%），其次為無錫市、常州市，均集中在蘇南地區(qū)。城市空間擴(kuò)展速率最小的為徐州市（11.17%）。該期間總體上呈現(xiàn)南高北低的趨勢(shì)。2010—2015年，各市空間擴(kuò)展速率大幅減緩，全省13市城市空間擴(kuò)展速率平均僅為4.41%，城市空間擴(kuò)展速率最大的為宿遷市（8.37%），城市空間擴(kuò)展速率最小的為蘇州市（1.53%）?？傮w上蘇北建成空間擴(kuò)展速率較高。2015—2017年，全省13市城市空間擴(kuò)展速率平均為4.32%；城市空間擴(kuò)展速率最大的為泰州市（12.25%），城市空間擴(kuò)展速率最小的為無錫市（1.44%），建成區(qū)空間擴(kuò)展速率沿海地區(qū)總體上大于內(nèi)陸地區(qū)。

圖3 2005—2017年江蘇省地級(jí)市建成區(qū)空間擴(kuò)展速率

表4 江蘇省區(qū)縣級(jí)城市各時(shí)期建成區(qū)空間擴(kuò)展速率前10地區(qū)

從全省各區(qū)縣對(duì)比分析（見表4），2005—2010年，江蘇省區(qū)縣級(jí)及以上城市建成區(qū)空間擴(kuò)展速率最大的地區(qū)是鎮(zhèn)江丹徒區(qū)（76.89%）。空間擴(kuò)展速率最小的地區(qū)是徐州邳州市（3.46%）。“十一五”期間，江蘇省縣級(jí)及以上城市建成區(qū)面積平均每年增長(zhǎng)為17.93%。2010—2015年，全省縣級(jí)及以上城市建成區(qū)空間擴(kuò)展速率最大的地區(qū)是泰州高港區(qū)（13.46%），緊隨其后的為徐州賈汪區(qū)、南通通州區(qū)、徐州邳州市、淮安淮安區(qū)，全省前10地區(qū)空間擴(kuò)展速率相差不大?？臻g擴(kuò)展速率較最小的地區(qū)是蘇州張家港市（0.21%）。“十二五”期間，江蘇省縣級(jí)及以上城市建成區(qū)面積平均每年增長(zhǎng)5.56%。2015—2017年，全省縣級(jí)及以上城市建成區(qū)空間擴(kuò)展速率較最大的地區(qū)是泰州市區(qū)（25.46%），從排名前10的區(qū)域看，地區(qū)空間擴(kuò)展速率的差距增大，城市建成區(qū)擴(kuò)展速率不一。空間擴(kuò)展速率較最小的地區(qū)是鹽城建湖縣（0.69%）。“十三五”前期，江蘇省縣級(jí)及以上城市建成區(qū)面積平均每年增長(zhǎng)4.78%。

3.4 空間重心遷移

江蘇省測(cè)繪地理信息局發(fā)布確定了江蘇省陸域地理幾何中心點(diǎn)，坐標(biāo)為32.970 7°N、119.498 1°E，位于揚(yáng)州市高郵市境內(nèi)（見圖4）。2005年，江蘇省城鎮(zhèn)空間重心位于地理坐標(biāo)為32.482 55°N、119.572 2°E。2010年，城鎮(zhèn)空間重心往東南方向遷移至鎮(zhèn)江市境內(nèi)，地理坐標(biāo)為32.284 93°N、119.761 2°E，偏移量為28.24 km，移動(dòng)幅度較大。截至2015年，重心向北折回，移至揚(yáng)州市內(nèi)南部邊界，地理坐標(biāo)為32.356 75°N、119.715 1°E，偏移量為9.08 km。2016年、2017年偏移趨勢(shì)與2015年一致，重心偏移量較小，分別為1.23 km和0.93 km，城市建成區(qū)空間擴(kuò)展趨于穩(wěn)定，同時(shí)城市建設(shè)應(yīng)以邊緣連片式建設(shè)和內(nèi)部填充建設(shè)為主［14］。

表5 江蘇省不同時(shí)期城鎮(zhèn)空間重心

4 結(jié)論與討論

圖4 2005—2017年江蘇省城鎮(zhèn)空間重心遷移

本文基于地理國(guó)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過對(duì)省、市、縣各個(gè)層級(jí)的建成區(qū)空間擴(kuò)張綜合分析，全面掌握2005—2017年江蘇省不同層級(jí)的城鎮(zhèn)空間發(fā)展趨勢(shì)和特征。（1）從空間擴(kuò)展面積比例看，2005—2017年期間，全省各地區(qū)建成區(qū)總面積都在增長(zhǎng)，但各地增幅不一。十一五和十二五時(shí)期，全省各市建成區(qū)空間擴(kuò)展面積比例較大的地區(qū)主要為蘇南地區(qū)；2015—2017年，增長(zhǎng)熱點(diǎn)主要集中在泰州市、蘇州市、南通市等長(zhǎng)江沿岸地區(qū)。2005—2017年，一方面城市間建成區(qū)空間擴(kuò)展比例差異大幅度減小，另一方面由蘇南地區(qū)增長(zhǎng)占絕對(duì)主導(dǎo)的局面變?yōu)樘K南、蘇中、蘇北齊增長(zhǎng)。（2）從空間擴(kuò)展速率看，十一五期間城市建成區(qū)空間擴(kuò)展速率均保持高速增長(zhǎng)，擴(kuò)展速率較高的地區(qū)主要集中蘇南地區(qū)；十二五時(shí)期各市空間擴(kuò)展速率整體大幅度減小，擴(kuò)展速率較大的地區(qū)以蘇北、蘇中地區(qū)為主；十三五初期空間擴(kuò)展速率較大的地區(qū)主要集中蘇中和沿海地區(qū)，包括泰州市、南通市、鹽城市等。（3）從空間重心遷移看，2005年，江蘇省建成區(qū)空間重心位于全省地理空間中心以南，此時(shí)期全省城鎮(zhèn)的空間重心分布偏向江蘇省南部。十一五期間，由于蘇南地區(qū)城鎮(zhèn)大規(guī)模建設(shè)和建成區(qū)邊界的急劇擴(kuò)展，全省城鎮(zhèn)空間重心進(jìn)一步向南遷移；十二五期間，城鎮(zhèn)空間建成區(qū)增長(zhǎng)由蘇南地區(qū)占絕對(duì)主導(dǎo)變?yōu)樘K南、蘇中、蘇北齊增長(zhǎng)，全省城鎮(zhèn)空間重心略向北遷移，這一時(shí)期，蘇北地區(qū)的城鎮(zhèn)建設(shè)水平與蘇南地區(qū)差距略縮小；近兩年來，城鎮(zhèn)空間重心繼續(xù)微量北移，變化幅度極小，說明近年來城鎮(zhèn)建成區(qū)的開發(fā)態(tài)勢(shì)整體趨向平穩(wěn)，且以內(nèi)部填充式和邊緣連片式發(fā)展為主。