基于POI視角的上海城市功能區(qū)演化特征及驅(qū)動(dòng)因素

茍愛萍，張 振，王江波

（1.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 生態(tài)技術(shù)與工程學(xué)院，上海 2 0 1 4 1 8；2.南京工業(yè)大學(xué) 建筑學(xué)院，江蘇 南京 211816）

0 引言

當(dāng)前，我國(guó)城市化發(fā)展進(jìn)入關(guān)鍵時(shí)期，城市問題逐漸增多，快速的無序建設(shè)、粗放的發(fā)展模式等造成了城市公共空間與資源分配不均衡［1］，精準(zhǔn)的空間潛力發(fā)掘、盤活存量、整合高密度的土地利用成為城市發(fā)展關(guān)注的重點(diǎn)［2］。因此，理清城市功能空間分布特征和演化規(guī)律迫在眉睫。探索城市功能空間動(dòng)態(tài)格局，分析演變歷程，探討演變機(jī)理，引導(dǎo)城市功能空間由粗放式的“增量擴(kuò)張”模式轉(zhuǎn)型為精細(xì)化的“存量?jī)?yōu)化”模式［3］，有利于促進(jìn)城市系統(tǒng)的健康發(fā)展，并為我國(guó)各級(jí)政府及時(shí)制定科學(xué)有效的規(guī)劃提供參考。

傳統(tǒng)的城市功能空間研究主要基于定性研究，通常運(yùn)用專家評(píng)判和調(diào)查統(tǒng)計(jì)方法［4，5］，但其主觀性太強(qiáng)、成本高、時(shí)效性差［6，7］。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展和成熟，可以通過影像來識(shí)別城市地表信息并確定其屬性，但只能識(shí)別建設(shè)用地、水體等，而難以全面準(zhǔn)確表征城市內(nèi)部功能屬性［8-11］。近年來互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，地理城市大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)為城市空間定量研究提供了新的研究思路［12，13］。手機(jī)信令和GPS軌跡數(shù)據(jù)涉及廣泛人群，能夠記錄居民蹤跡，多用來研究居民出行特征與城市功能區(qū)識(shí)別［14］，但該類數(shù)據(jù)獲取困難且費(fèi)用昂貴。社交媒體簽到數(shù)據(jù)可用來估算土地利用信息［15］，雖然不難獲取，但是數(shù)據(jù)量小且內(nèi)容相關(guān)性不強(qiáng)。興趣點(diǎn)POI（Point of Interest）數(shù)據(jù)具有分布較廣、數(shù)據(jù)量大、精度較高且容易獲取等優(yōu)勢(shì)［16］，相比于傳統(tǒng)方法，利用興趣點(diǎn)（POI）等數(shù)據(jù)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)對(duì)城市空間研究的方法不但排除了人為主觀因素的影響，而且降低了大量的人力、物力和時(shí)間成本，最終提高了結(jié)果的可靠性和精確性［17］。

上海是我國(guó)直轄市之一，也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心增長(zhǎng)極，城市逐漸邁進(jìn)世界前列，整體呈現(xiàn)出快速提升的趨勢(shì)?！渡虾Ｊ袊?guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》提出：到2025年，上海城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型取得重大進(jìn)展，國(guó)際經(jīng)濟(jì)、金融、貿(mào)易、航運(yùn)和科技創(chuàng)新核心功能邁上新臺(tái)階［18］。《上海市城市總體規(guī)劃（2017——2035 年）》提出：到2035 年，將上海建設(shè)成為具有全球影響力的長(zhǎng)三角世界級(jí)群的核心引領(lǐng)城市，并將其建設(shè)成卓越的全球城市［19］。當(dāng)前，上海已進(jìn)入城市轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，在充滿機(jī)遇的同時(shí)，面臨的城市功能轉(zhuǎn)型、人口持續(xù)增長(zhǎng)、環(huán)境資源約束等多方面的壓力也日益凸顯，研究上海城市空間結(jié)構(gòu)對(duì)增強(qiáng)城市核心功能，強(qiáng)化空間載體保障，促進(jìn)人口、土地資源要素 優(yōu) 化 布 局 極 為 重 要［18，19］。基 于 此，本 文 利 用ArcGIS分析等相關(guān)技術(shù)研究上海城市功能區(qū)空間結(jié)構(gòu)及演化方式，厘清城市功能空間集聚與擴(kuò)散之間的響應(yīng)關(guān)系，探索城市功能區(qū)動(dòng)態(tài)發(fā)展規(guī)律，可為未來上海城市發(fā)展和建設(shè)全球城市提供參考，并為同類型城市功能轉(zhuǎn)型升級(jí)提供支撐和依據(jù)。

1 區(qū)域概況、數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

本文以上海市為研究區(qū)域。上海市下轄16 個(gè)轄區(qū)（圖1），土地總面積6340.50km2，建設(shè)用地面積3071km2，常 住 人 口2487.09 萬(wàn) 人［20］，外 來 人 口 約 占總?cè)丝诘?1%，城鎮(zhèn)化率為88.10%。2020 年，上海市全年實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)總值（GDP）38700.58 億元，實(shí)現(xiàn)第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值28307.54 億元。

圖1 上海市各區(qū)區(qū)位Figure 1 Location of Shanghai districts

本文選取2010 年、2015 年、2020 年3 個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行研究，綜合其他學(xué)者對(duì)城市功能區(qū)的分類，并參考POI 相關(guān)分類標(biāo)準(zhǔn)［1，21］，將上海市功能區(qū)劃分為6 類功能空間（表1）?；A(chǔ)數(shù)據(jù)通過統(tǒng)計(jì)年鑒等資料收集，并申請(qǐng)高德電子地圖平臺(tái)上備份的2010年、2015 年、2020 年P(guān)OI 數(shù)據(jù)，經(jīng)過去重、篩選、清洗等過程，得到有效數(shù)據(jù)2317228 條。

表1 上海城市功能區(qū)空間設(shè)施POI分類Table 1 POI classification for facilities of f unctional space in Shanghai

1.2 研究方法

本文使用ArcMap10.2 軟件對(duì)上海城市功能區(qū)的空間分異進(jìn)行了具體分析。首先，對(duì)上海市各區(qū)域功能區(qū)的空間設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析其數(shù)量演化情況；其次，對(duì)城市功能空間集聚特征、分布方向、演化趨勢(shì)和熱點(diǎn)區(qū)分布特征及演化規(guī)律等進(jìn)行研究；最后，結(jié)合地理探測(cè)器探究其演化動(dòng)因，以此挖掘上海城市功能區(qū)演化的驅(qū)動(dòng)因素。

平均最近鄰分析法：最近鄰指數(shù)通過實(shí)際觀察距離和理論觀察距離之比來描述點(diǎn)狀地理事物在空間相互臨近程度的地理指標(biāo)［22］，可反應(yīng)地理事物的空間分布特征。本文選取地理空間分析中的平均最近鄰分析來描述上海城市功能空間的集聚分布格局，數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

標(biāo)準(zhǔn)差橢圓模型：美國(guó)南加州大學(xué)社會(huì)學(xué)教授韋爾蒂最早采用標(biāo)準(zhǔn)差橢圓模型來分析點(diǎn)的分布和方向［24］，如今該模型已經(jīng)逐漸發(fā)展成主要應(yīng)用于地理空間分布特征的統(tǒng)計(jì)模型。本文通過標(biāo)準(zhǔn)差橢圓來揭示上海城市功能空間的主要分布方向及變化趨勢(shì)。

標(biāo)準(zhǔn)差橢圓模型主要包含4 個(gè)參數(shù)：橢圓中心表示空間設(shè)施的分布重心；長(zhǎng)軸表示空間設(shè)施在主要分布方向上的離散程度；短軸表示設(shè)施在次要方向上的離散程度；長(zhǎng)短半軸的差值與長(zhǎng)半軸的比值為扁率，扁率越大，表示設(shè)施分布越顯著，反之則越模糊［25］。方向角θ的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

最后確定x、y 的標(biāo)準(zhǔn)差：

核密度估算模型：本文利用核密度估算模型模擬空間集聚區(qū)域，以探索上海城市功能空間的熱點(diǎn)分布特征。模型是基于估計(jì)概率密度函數(shù)，采用平滑的峰值函數(shù)并選擇合適的半徑來擬合觀察功能區(qū)空間設(shè)施，然后顯示出平滑的密度來揭示設(shè)施在空間集中分布的狀態(tài)［26］。x1，x2，…，xn為獨(dú)立同分布的n個(gè)樣本點(diǎn)，設(shè)其概率密度函數(shù)為f（x），其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

式中：k［］為核函數(shù)；h 為函數(shù)寬帶；n 為在寬帶范圍內(nèi)的數(shù)目；d 為數(shù)據(jù)的維度；（x - xi）表示兩點(diǎn)之間的歐氏距離［27］。根據(jù)已有的城市空間結(jié)構(gòu)研究成果和不同寬帶可視化的效果，本文最終選擇了1000m的寬帶。

地理探測(cè)器：地理探測(cè)器通過空間異質(zhì)性探測(cè)因變量與自變量之間空間分布格局的一致性。其假設(shè)某些自變量對(duì)因變量有不同且重要的影響，自變量和因變量在空間分布上是相似的［28］，主要用于探究空間分異特征背后的驅(qū)動(dòng)因素。通過因子探測(cè)、交互作用探測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)和生態(tài)探測(cè)4 個(gè)模塊可解釋因變量對(duì)自變量的影響。本文借助地理探測(cè)器中因子探測(cè)和交互作用探測(cè)兩個(gè)模塊挖掘上海城市功能空間分異的驅(qū)動(dòng)因素。

2 上海功能空間演化特征

2.1 功能區(qū)空間設(shè)施演化特征

上海郊區(qū)功能區(qū)空間設(shè)施總量發(fā)展迅速，部分區(qū)域已經(jīng)超越中心城區(qū)。從時(shí)間上看，上海市POI增長(zhǎng)顯著，各中心城區(qū)的POI先增長(zhǎng)后減少，城市郊區(qū)的POI則一直在增長(zhǎng)。從空間上看，浦東新區(qū)無論是從增量上還是占比上都遠(yuǎn)高于其他區(qū)，城市總體POI分布特征為“中心城區(qū)分布多，周邊區(qū)域分布少”。以郊區(qū)松江新城、嘉定新城、青浦新城為代表的郊區(qū)發(fā)展迅速，至2020 年P(guān)OI總量已經(jīng)超越中心城區(qū)的靜安區(qū)、黃浦區(qū)、虹口區(qū)、金山區(qū)，具體如圖2所示。

圖2 上海市各轄區(qū)POI數(shù)量Figure 2 Number of POI number for each district in Shanghai City

各類功能區(qū)空間設(shè)施演化差異較大，休閑娛樂設(shè)施的變幅最大。2010 年休閑娛樂空間設(shè)施的占比為0.34%，2015 年占比達(dá)61.30%，其中，綠地與廣場(chǎng)空間設(shè)施的占比最小。各類功能空間設(shè)施增幅有所差異，公共服務(wù)空間、綠地與廣場(chǎng)空間、道路與交通設(shè)施空間設(shè)施始終保持倍速增長(zhǎng)，從2010 年的2.65%增長(zhǎng)至2020 年的10.21%，公共服務(wù)設(shè)施從2010年的6.76%增長(zhǎng)至2020 年的12.60%，綠地與廣場(chǎng)空間設(shè)施從2010 年的0.34%增長(zhǎng)至2020 年的0.66%。居住、商業(yè)金融、休閑娛樂設(shè)施占比下降。其中，居住、商業(yè)金融設(shè)施先下降后增長(zhǎng)，休閑娛樂設(shè)施的變幅最大，2010 年占比為55.42%，2015 年增長(zhǎng)至61.30%，2020 年又降至45.90%（圖3）。

圖3 上海市功能區(qū)空間設(shè)施POI數(shù)量占比Figure 3 POI percentage for facilities of functional space in Shanghai City

功能區(qū)空間設(shè)施呈現(xiàn)明顯的“圈層式”結(jié)構(gòu)。以人民廣場(chǎng)為中心，以5km 半徑為緩沖區(qū)，統(tǒng)計(jì)各緩沖區(qū)內(nèi)功能區(qū)空間設(shè)施POI 數(shù)量占比。不同半徑下，各類型的數(shù)量差異明顯，占比從人民廣場(chǎng)向外圍逐漸降低（圖4）。在距離人民廣場(chǎng)10km 的半徑處形成“凸起帶”，從20km 半徑處，各類設(shè)施占比總體逐年遞增，在35km處出現(xiàn)小“凸起帶”，城市出現(xiàn)次核心區(qū)與核心區(qū)界線。2010 年上海城市功能區(qū)空間設(shè)施集聚熱點(diǎn)區(qū)域蔓延至離人民廣場(chǎng)5km 范圍處，2015 年蔓延至10km范圍處，2020 年不同緩沖區(qū)之間占比出現(xiàn)下降，但下降趨勢(shì)較為平緩。

圖4 不同半徑下上海市功能區(qū)空間設(shè)施占比Figure 4 Proportion of spatial facilities of functional space in Shanghai City at different radius

2.2 功能空間集聚性演化特征

休閑娛樂空間集聚密度升高，其他功能空間集聚密度下降。上海市3 個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的城市功能空間設(shè)施分布的最近鄰指數(shù)R 值均通過顯著水平檢驗(yàn)（表2），最近鄰指數(shù)從2010 年的0.18 增長(zhǎng)至2020年的0.20，表明城市功能空間集聚密度雖然有所下降，但是仍處于高度集聚狀態(tài)。各類功能空間的最近鄰指數(shù)均落在0.15——0.33 區(qū)間，表現(xiàn)出極高的集聚特征。不同功能空間集聚特征變化有顯著差異，受到上海市“退二進(jìn)三”的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響，休閑娛樂空間集聚密度持續(xù)增強(qiáng)，最近鄰指數(shù)由2010年的0.15 下降至2020 年的0.04。其他5 類空間集聚密度均有所下降，綠地與廣場(chǎng)空間表現(xiàn)最為顯著，受到自然生態(tài)條件和城市開放空間的影響，最近鄰指數(shù)R 值由0.25 增至0.39。

表2 2010——2020 年上海市功能空間分布特征Table 2 Distribution characteristics of functional space in Shanghai City，2010——2020

2.3 功能空間分布格局演化特征

上海城市功能空間發(fā)展向心力減小，離散力增強(qiáng)，分布重心與城市中心錯(cuò)位。以人民廣場(chǎng)為城市中心［29］，分析其與城市功能空間分布重心的位置偏離情況，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分析上海市功能空間中心離散趨勢(shì)和方向變化趨勢(shì)，具體如圖5 所示。從圖5 可見：上海城市功能空間分布重心雖然持續(xù)向西南方向移動(dòng)，但是始終在徐匯區(qū)徐家匯一帶，且與城市中心顯示具有一定程度的差異。從偏移距離來看，商業(yè)金融空間偏移最大，居住空間偏移最小，說明居住空間分布重心相對(duì)穩(wěn)定，與城市中心的融合狀況要優(yōu)于公共服務(wù)商業(yè)金融、休閑娛樂、綠地與廣場(chǎng)、道路與交通5 類空間，各類功能空間重心偏離程度呈現(xiàn)“商業(yè)金融空間＞休閑娛樂空間＞綠地與廣場(chǎng)空間＞道路與交通空間＞公共服務(wù)空間＞居住空間”的位序特征。橢圓長(zhǎng)軸與短軸向外擴(kuò)張的同時(shí)保持“東北——西南”方向的延伸，說明此方向是上海市公共資源分布的主導(dǎo)方向。長(zhǎng)短半軸逐漸增加且兩者差距越來越小，整個(gè)城市向心力逐漸變小，離散力逐漸變大，整個(gè)城市不斷由內(nèi)向外擴(kuò)張。

圖5 上海市功能空間分布重心與標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分析Figure 5 The mean center and standard deviational ellipse of functional space in Shanghai City

各類功能空間發(fā)展方向與城市重心發(fā)展方向一致。綠地與廣場(chǎng)空間橢圓長(zhǎng)短軸最長(zhǎng)，扁率最小，由于該類設(shè)施主要是政府投資建設(shè)，在規(guī)劃期間首先考慮廣大市民的文化需要，空間分布最為廣泛；居住空間橢圓長(zhǎng)短軸最短，扁率最大，空間集聚的方向性最為明顯，集聚指向表現(xiàn)較強(qiáng)的向心性；休閑娛樂空間橢圓分布重心、形態(tài)大小基本與上海市整體功能空間分布類似；商業(yè)金融空間橢圓方向與南北方向平行，且向郊區(qū)方向延伸最為明顯，與上海市整體發(fā)展方向保持一致，呈“核心——外圍”模式，其經(jīng)濟(jì)高中低水平從中心城區(qū)到遠(yuǎn)郊區(qū)梯度遞減［30］。

2.4 功能區(qū)熱點(diǎn)區(qū)域分布特征及演化規(guī)律

2010——2020 年，上海城市各功能空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化，核心熱點(diǎn)區(qū)域及集聚規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)，空間設(shè)施密度不斷提升，結(jié)構(gòu)逐漸均衡。具體表現(xiàn)為：2010 年，中心城區(qū)呈面狀集聚，郊區(qū)呈點(diǎn)狀集聚，形成以黃浦區(qū)人民廣場(chǎng)為城市核心、靜安區(qū)（靜安寺）、徐匯區(qū)（徐家匯）、浦東新區(qū)（世紀(jì)大道）等多個(gè)組團(tuán)結(jié)構(gòu)。以人民廣場(chǎng)為中心，邊緣東至黃浦區(qū)城隍廟，西至靜安區(qū)靜安寺，北延至虹口區(qū)——靜安區(qū)邊界，南至靜安區(qū)——黃浦區(qū)——徐匯區(qū)交界處為主要的熱點(diǎn)區(qū)域，分布有外灘金融中心，陜西南路、淮海中路、黃陂南路等歷史街區(qū)，南京路步行街、新天地等大型商業(yè)區(qū)，還有以徐匯區(qū)徐家匯、長(zhǎng)寧區(qū)東華大學(xué)次熱點(diǎn)區(qū)域，具體如圖6 所示。公共服務(wù)空間、休閑娛樂空間、道路與交通設(shè)施空間熱點(diǎn)區(qū)域分布在距離人民廣場(chǎng)0——5km 范圍內(nèi)，涉及徐匯區(qū)北部和黃浦區(qū)南部，主要沿地鐵10 號(hào)線、陜西中路、淮海中路、黃陂南路、老西門、南京東路等街區(qū)和以靜安寺為核心的區(qū)域，商業(yè)金融空間在浦東新區(qū)陸家嘴形成顯著的熱點(diǎn)區(qū)域，居住空間在距離人民廣場(chǎng)5——10km范圍內(nèi)形成了以虹口區(qū)京城公園、靜安區(qū)嶺南公園、楊浦區(qū)黃興公園、長(zhǎng)寧區(qū)華山綠地等公園為核心的熱點(diǎn)區(qū)域。相比其他類型的功能空間，綠地與廣場(chǎng)空間集聚區(qū)相對(duì)分散，除了城市中心區(qū)域以靜安寺、淮海中路、黃陂南路、城隍廟等歷史街區(qū)為熱點(diǎn)的區(qū)域外，近郊區(qū)還形成了以嘉定區(qū)的秋霞圃、松江區(qū)的方塔園、浦東新區(qū)的古鐘園等風(fēng)景區(qū)的次熱點(diǎn)區(qū)域，具體如圖7 所示。

圖6 2010 年上海市整體功能空間核密度Figure 6 Kernel density of the overall urban functional space of Shanghai City in 2010

圖7 2010 年上海市各類功能空間核密度Figure 7 Kernel density of the various functional space of Shanghai City in 2010

2015 年，中心城區(qū)多核結(jié)構(gòu)顯著，集聚密度增強(qiáng)，郊區(qū)呈現(xiàn)點(diǎn)狀擴(kuò)散態(tài)勢(shì)，出現(xiàn)了以楊浦區(qū)五角場(chǎng)、長(zhǎng)寧區(qū)中山公園為核心的新熱點(diǎn)區(qū)域，同時(shí)原有熱點(diǎn)區(qū)域集聚密度和區(qū)域增加，向北延至虹口區(qū)海倫路、東寶興路，且在周邊形成了多個(gè)次熱點(diǎn)區(qū)域（圖8）。居住空間較2010 年變化顯著，出現(xiàn)多個(gè)熱點(diǎn)區(qū)域。距離人民廣場(chǎng)5——10km 范圍內(nèi)，原有熱點(diǎn)區(qū)域密度有所下降；由于浦東新區(qū)常住人口不斷增加，此區(qū)域形成了多個(gè)熱點(diǎn)區(qū)域，主要集中在浦東新區(qū)云山路、世紀(jì)公園和沿地鐵13 號(hào)線的濟(jì)陽(yáng)公園、東明路、下南路等區(qū)域。公共服務(wù)空間、商業(yè)金融空間、道路與交通設(shè)施空間在原來的熱點(diǎn)區(qū)域集聚密度有所增加，休閑娛樂空間形成以黃浦區(qū)的南京路步行街、徐匯區(qū)的徐家匯、楊浦區(qū)的五角場(chǎng)為核心的3個(gè)集聚密度最高的熱點(diǎn)區(qū)域，郊區(qū)組團(tuán)態(tài)勢(shì)顯現(xiàn)，但集聚密度不高（圖9）。

圖8 2015 年上海市整體功能空間核密度Figure 8 Kernel density of the overall urban functional space of Shanghai City in 2015

圖9 2015 年上海市各類功能空間核密度Figure 9 Kernel density of the various functional space of Shanghai City in 2015

2020 年，上海中心城區(qū)熱點(diǎn)區(qū)點(diǎn)面融合向郊區(qū)蔓延，集聚密度下降，郊區(qū)熱點(diǎn)區(qū)域擴(kuò)張明顯，嘉定新城、青浦新城、松江新城、奉賢新城、南匯新城的熱點(diǎn)區(qū)進(jìn)一步向外發(fā)展形成集中的面狀區(qū)域。至此，新的空間格局已經(jīng)基本形成，上海市功能空間熱點(diǎn)區(qū)域多中心發(fā)展趨勢(shì)更加顯著（圖10）。

圖10 2020 年上海市整體功能空間核密度Figure 10 Kernel density of the overall urban functional space of Shanghai City in 2020

上海居住空間在距離人民廣場(chǎng)0——25km半徑內(nèi)形成多個(gè)熱點(diǎn)區(qū)域，在郊區(qū)“五大新城”形成了次熱點(diǎn)區(qū)域。商業(yè)金融空間在世紀(jì)大道→延安路沿線高度集聚，包括陸家嘴外灘金融中心、人民廣場(chǎng)、淮海中路、徐家匯商務(wù)辦公區(qū)。其他熱點(diǎn)區(qū)域密度均下降，但蔓延趨勢(shì)顯著，郊區(qū)密度不斷提高，由中心城區(qū)向郊區(qū)遷移發(fā)展態(tài)勢(shì)顯著（圖11）。上海功能空間表現(xiàn)出中心城區(qū)至郊區(qū)集聚密度遞減，且在各郊區(qū)均有一定規(guī)模的集聚中心，呈現(xiàn)出“大集中、小分散”的形態(tài)與“多中心、組團(tuán)式”的城市功能空間結(jié)構(gòu)。

圖11 2020 年上海市各類功能空間核密度Figure 11 Kernel density of the various functional space of Shanghai City in 2020

3 功能空間特征演化驅(qū)動(dòng)因素

上海市功能空間演化特征受到多種因素的綜合影響，城市發(fā)展過程既會(huì)受制于自然交通要道的約束，也會(huì)與社會(huì)歷史文化底蘊(yùn)相互耦合。隨著城市居民收入的提高和生活方式的遷移，人口空間分布將會(huì)影響整個(gè)區(qū)域服務(wù)水平和就業(yè)空間的分布，城市功能空間的建設(shè)也將會(huì)隨之變遷。規(guī)劃政策、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口變遷等因素對(duì)空間重構(gòu)起到了重要作用，最終影響著城市功能區(qū)的空間格局。本文根據(jù)分析結(jié)果，并結(jié)合數(shù)據(jù)可獲取的相關(guān)因素，綜合考慮從以下5 個(gè)方面分析影響上海城市功能空間演化的驅(qū)動(dòng)因素：

自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)因素交互影響城市功能區(qū)的空間分布。根據(jù)上海市自身情況和數(shù)據(jù)的可獲取性，遴選出區(qū)域自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)具有代表性的指標(biāo)作為探測(cè)因素：①道路網(wǎng)密度作為自然因素代表區(qū)域交通的便捷程度；②人均GDP作為經(jīng)濟(jì)因素代表區(qū)域的經(jīng)濟(jì)水平；③人口密度作為社會(huì)因素代表區(qū)域的市場(chǎng)活力。利用地理探測(cè)器和空間插值等空間分析工具分析各影響因素對(duì)上海城市功能空間分異格局的影響，得出因素解釋力q 值（表3）：影響因素通過顯著水平檢驗(yàn)，q 值顯著，取值范圍在0——1 之間，值越大，說明該因素對(duì)空間分布的影響越大。人口密度對(duì)城市整體功能空間的影響最大，其次是道路網(wǎng)密度，影響最小的是人均GDP。功能空間分布受人口密度和人均GDP解釋力逐漸減小，道路網(wǎng)密度解釋力逐漸提高，說明城市功能空間分布受區(qū)域交通便捷程度的影響逐漸增強(qiáng)。對(duì)比交互探測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，任何兩種因素對(duì)空間分布的影響力均高于單因素的影響力，表現(xiàn)出雙因子增強(qiáng)的交互作用類型。其中，人口密度和道路網(wǎng)密度交互作用對(duì)功能空間解釋力最大，單因素中人口密度的解釋力最大，說明社會(huì)因素是影響城市發(fā)展與空間布局的關(guān)鍵因素。

表3 上海市功能空間分布驅(qū)動(dòng)因素的地理探測(cè)器解釋力Table 3 Geographical explanatory power of functional spatial distribution of driving fact ors in Shanghai City

區(qū)位條件與歷史因素推動(dòng)城市功能空間熱點(diǎn)區(qū)域的形成。熱點(diǎn)區(qū)域主要集中在中心城區(qū)，近百年的歷史積累形成了獨(dú)特的“租界”文化和海派文化［31］：延安東路北部、北京東路南部、河南中路東部，北至蘇州河，西至西藏中路的英租界、蘇州河北岸虹口地段的美租界，北至延安中路，南到斜橋、東達(dá)方浜西路，西至華山路的法租界。大量的人流、物流、資金流集中于此，形成了長(zhǎng)盛不衰的熱點(diǎn)區(qū)域。另外，人民廣場(chǎng)、城隍廟和淮海中路等歷史街區(qū)依托極高的歷史地位與雄厚的人口群體，對(duì)休閑娛樂空間具有極強(qiáng)的市場(chǎng)需求。

人口空間變動(dòng)引起城市功能空間結(jié)構(gòu)的演化。城市功能空間分布與人口分布緊密聯(lián)系，人口密度高的地區(qū)有更高的功能配置需求。上海市統(tǒng)計(jì)局2020年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中心城區(qū)擁有極高的人口密度，其中，靜安區(qū)和黃浦區(qū)分別達(dá)到28680 人/km2、31808人/km2。但黃浦區(qū)處于負(fù)增長(zhǎng)狀態(tài)，10 年間常住人口減少了15.06 萬(wàn)人，功能空間設(shè)施POI 數(shù)量基本保持不變，僅增長(zhǎng)了0.08%。郊區(qū)人口增長(zhǎng)較快，浦東新區(qū)人口最多，2020 年達(dá)到556.7 萬(wàn)人，也是變化最大的區(qū)域，10 年間共增加了137.65 萬(wàn)人。上海市人口分布變化表現(xiàn)出明顯的郊區(qū)化，與中心城區(qū)的人口集聚密度差異有所縮小（表4）。2020 年，松江新城、嘉定新城、青浦新城的功能空間設(shè)施POI數(shù)量已經(jīng)超越中心城區(qū)的靜安區(qū)、黃浦區(qū)、虹口區(qū)、金山區(qū)。

表4 2010——2020 年上海市各區(qū)人口變化Table 4 Population change of each district in Shanghai City，2010——2020

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整改變城市功能空間的分布格局。2010 年以來，上海市“退二進(jìn)三”的演變愈發(fā)顯著。2010年，上海市三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比為1 ∶62 ∶86.3，2020年三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比為1 ∶104 ∶277.6，第二產(chǎn)業(yè)下降了14.54%，第三產(chǎn)業(yè)增加了14.9%。先進(jìn)制造業(yè)等集中在上海郊區(qū)，形成了張江微電子產(chǎn)業(yè)基地、寶山鋼材產(chǎn)業(yè)基地等六大基地，第三產(chǎn)業(yè)集中在中心城區(qū)。2010——2015 年，休閑娛樂空間設(shè)施激增，POI 數(shù)量增長(zhǎng)1 倍，浦東新區(qū)、黃浦區(qū)、靜安區(qū)、長(zhǎng)寧區(qū)發(fā)展最迅速，最高密度從2371.22 個(gè)/km2增至7077.83 個(gè)/km2，松江區(qū)、奉賢區(qū)、寶山區(qū)等倍速增長(zhǎng)，其中松江區(qū)增長(zhǎng)了2.13 倍?；ヂ?lián)網(wǎng)電商行業(yè)迅猛發(fā)展，實(shí)體經(jīng)濟(jì)受到嚴(yán)重影響，2015——2020 年上海休閑娛樂空間設(shè)施POI 數(shù)量下降了27.83%，熱點(diǎn)區(qū)域集聚密度驟降，從7077.83 個(gè)/km2下降至3411.61 個(gè)/km2；商業(yè)金融空間設(shè)施增長(zhǎng)較快，POI 數(shù)量增長(zhǎng)了37.94%，特別是浦東新區(qū)的陸家嘴——外灘商務(wù)辦公區(qū)。

政府政策引導(dǎo)城市功能空間的發(fā)展方向?！渡虾Ｊ谐鞘锌傮w規(guī)劃（1999——2020 年）》提出以中心城區(qū)為主體，形成“多層、多軸、多核”的城市空間結(jié)構(gòu)布局與“中心城、新城、新市鎮(zhèn)、中心村”的城市規(guī)劃體系［32］?！渡虾Ｊ谐鞘锌傮w規(guī)劃（2017——2035 年）》延續(xù)和優(yōu)化城鄉(xiāng)體系空間布局，形成“主城區(qū)——新城——新市鎮(zhèn)——鄉(xiāng)村”組成新的城鄉(xiāng)體系［19］。從兩個(gè)階段的城市總體規(guī)劃中可以發(fā)現(xiàn)上海市城鄉(xiāng)空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重點(diǎn)都在郊區(qū)，且著重提升主城區(qū)功能能級(jí)，切實(shí)防止中心城向外無序連綿發(fā)展，并引導(dǎo)城市空間多核多軸發(fā)展。相比上一階段的上海城市總體規(guī)劃，現(xiàn)階段上海市城市總體規(guī)劃強(qiáng)調(diào)主城區(qū)以中心城區(qū)為主體，沿黃浦江、延安路——世紀(jì)大道兩條發(fā)展軸引導(dǎo)核心功能空間集聚，并強(qiáng)化虹橋、川沙、寶山、閔行4 個(gè)主城片區(qū)的支撐，突出新城的綜合性節(jié)點(diǎn)城市功能，重點(diǎn)發(fā)展基礎(chǔ)較好的嘉定、松江、青浦、奉賢、南匯新城，同時(shí)促進(jìn)新市鎮(zhèn)協(xié)調(diào)發(fā)展，根據(jù)不同城鎮(zhèn)的功能特點(diǎn)，將其分為核心鎮(zhèn)、中心鎮(zhèn)、一般鎮(zhèn)，使上海市形成“多廊、多核、多圈”的市域總體空間結(jié)構(gòu)［19］。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

本文基于大數(shù)據(jù)環(huán)境背景下分析了2010——2020年上海城市功能空間分布特征、演化規(guī)律及驅(qū)動(dòng)因素，對(duì)各類功能區(qū)的空間集聚特點(diǎn)及分布特征進(jìn)行了研究。主要結(jié)論如下：①?gòu)目臻g演化規(guī)律來看，上海城市功能空間發(fā)展呈現(xiàn)出“組團(tuán)+圈層”的演化特征。2010——2020 年，上海城市功能空間整體上以外部擴(kuò)張為主，集聚態(tài)勢(shì)由“單核輻射發(fā)展”模式向“多核心、組團(tuán)式”模式轉(zhuǎn)型，郊區(qū)各區(qū)域基本形成了各自的極核，且呈現(xiàn)出輻射發(fā)展的態(tài)勢(shì)。②從空間分布特征來看，上海城市各區(qū)域功能區(qū)空間設(shè)施集聚密度的差異性較大。中心城區(qū)功能區(qū)空間設(shè)施增長(zhǎng)緩慢，且集聚密度有所下降；郊區(qū)功能區(qū)空間設(shè)施增長(zhǎng)迅速，集聚趨勢(shì)明顯增強(qiáng)，與中心城區(qū)的差距逐漸縮小。③從空間發(fā)展方向來看，上海城市功能區(qū)以“東北——西南”方向?yàn)橹?，“西北——東南”方向?yàn)檩o，分布重心向西南方向移動(dòng)，城市和郊區(qū)的邊界性逐漸模糊?！拔宕笮鲁恰卑l(fā)展迅速，新城地位逐漸凸顯，空間熱點(diǎn)區(qū)域呈面狀發(fā)展，集聚密度顯著增強(qiáng)。④從驅(qū)動(dòng)因素來看，區(qū)位條件和歷史因素是影響上海城市功能空間結(jié)構(gòu)分異的決定因素，人口因素是影響上海城市功能空間布局的重要內(nèi)生動(dòng)力。首先，外來人口在郊區(qū)的大量融入導(dǎo)致就業(yè)空間的分散化特征顯著，多中心化趨勢(shì)明顯。其次，交通便捷性與人口經(jīng)濟(jì)質(zhì)量的提升不僅促進(jìn)了城市功能區(qū)空間設(shè)施顯著的提升，還引導(dǎo)了城市功能空間結(jié)構(gòu)的外擴(kuò)。最后，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的有效驅(qū)動(dòng)、政府規(guī)劃的宏觀引領(lǐng)等因素也起到了重要作用。

4.2 建議

綜合以上研究，目前上海距離卓越的全球城市目標(biāo)還存在一定的距離。本文對(duì)未來上海城市功能空間發(fā)展提出3 個(gè)方面優(yōu)化建議：①優(yōu)化“多核、多軸、多層”的城市空間格局。進(jìn)一步改善上海城市人口布局，提升基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)水平，加強(qiáng)重點(diǎn)城鎮(zhèn)建設(shè)，強(qiáng)化沿湖、沿江、沿高速等重要廊道發(fā)展。②強(qiáng)化新城的綜合服務(wù)功能。加大對(duì)新城的政策支持，完善基本公共服務(wù)設(shè)施建設(shè)，充分發(fā)揮新城在優(yōu)化空間、集聚人口、帶動(dòng)周邊地區(qū)發(fā)展方面的作用，增強(qiáng)新城的區(qū)域輻射能力。③促進(jìn)中心城區(qū)與郊區(qū)均衡發(fā)展。繼續(xù)疏解中心城區(qū)部分功能至郊區(qū)，加快郊區(qū)功能空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化，推動(dòng)郊區(qū)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與布局調(diào)整，增加郊區(qū)就業(yè)崗位，提高人口集聚密度，推動(dòng)基本公共服務(wù)設(shè)施資源向郊區(qū)集聚區(qū)傾斜。④加大跨區(qū)域聯(lián)動(dòng)建設(shè)力度，推動(dòng)上海與周邊城市一體化發(fā)展。強(qiáng)化嘉定區(qū)、金山區(qū)、青浦區(qū)周邊城鎮(zhèn)與蘇浙皖的聯(lián)動(dòng)建設(shè)，加強(qiáng)規(guī)劃共同研究，提高基本公共資源共享能力，統(tǒng)籌跨區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，促進(jìn)功能空間融合發(fā)展。