遼寧省城市緊湊度時空演變特征研究

沈皇谷，孫興

（遼寧師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，遼寧大連 116029）

0 引言

隨著中國經(jīng)濟迅速發(fā)展，城市設(shè)施逐步趨于完善，中國城市化水平也在不斷提高。深層次的城市化可以為城市帶來規(guī)模集聚效應(yīng)，但城市在取得快速發(fā)展的同時，土地粗放濫用，城市建設(shè)用地?zé)o序擴張，城市生態(tài)環(huán)境脆弱等問題正在給城市可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展帶來不小難題。中國在經(jīng)歷了城市數(shù)量和城市規(guī)模高速發(fā)展階段之后，發(fā)展速度逐漸放緩，也出現(xiàn)了相關(guān)的“大城市病”，不僅交通擁堵，環(huán)境惡化，還意味著城市抗風(fēng)險能力降低，這些問題逐漸成為影響城市可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵[1-2]。從普遍規(guī)律來看，城市化進程不可逆轉(zhuǎn)，大城市會促進經(jīng)濟的規(guī)?；途用裆钏降奶嵘?，隨著十四五提出“優(yōu)化提升城市中心城區(qū)功能”“完善城市宜居宜業(yè)功能”等諸多要求，也使得“緊湊型城市”逐漸成為中國城鎮(zhèn)空間結(jié)構(gòu)發(fā)展與適應(yīng)的新模式，很大程度來說，城市化發(fā)展的不同階段所產(chǎn)生的“大城市病”問題，只有通過更高程度的城市化，即緊湊城市才能得到解決。

緊湊城市理論最初是促進城市高密度發(fā)展，遏制城市蔓延[3-4]，后期研究逐漸深入，演變成在城市規(guī)劃建設(shè)中主張以緊湊的城市形態(tài)來有效遏制城市蔓延，堅持高質(zhì)量土地規(guī)劃設(shè)計，優(yōu)化城市布局與發(fā)展公共交通，進而提高城市效率，最終實現(xiàn)宜居的城市生活的城市規(guī)劃理論。緊湊城市模式在西方國家被證實是一種緩解能源緊缺和環(huán)境污染行之有效的大型城市的發(fā)展模式，最早在1973 年首先由Dantzig.G 和Satty.T 提出，后來，歐洲共同體委員會在1990 年的《城市環(huán)境綠皮書》中提出，一個城市的經(jīng)濟和社會重要性最終取決于空間密度和城市提供的交流環(huán)境的多樣性，并引申出“緊湊城市”的理念，該理念被認為符合可持續(xù)發(fā)展的要求。在接下來的幾十年里，探索緊湊型城市的專家和學(xué)者逐漸增多，黃永斌等[5]認為中國城市未來發(fā)展方向可以借鑒西方國家的緊湊城市發(fā)展模式；方創(chuàng)琳等[6-7]以中國23 個城市群為研究對象，構(gòu)建城市群緊湊度模型，認為適中的緊湊度是有利于城市群健康發(fā)展的；白永平等[8]通過主成分分析法測算分析隴海-蘭新-北疆沿線城市緊湊度，認為影響樣本城市緊湊度的主要原因是經(jīng)濟增長彈性和人口密度。遼寧省位于中國東北地區(qū)，是我國最北部的沿海省份，也是東北地區(qū)重要組成省份之一，2018 年遼寧省GDP為2.53 萬億元，位居全國第14名，作為東北地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平最高的省份，遼寧省各項經(jīng)濟指標(biāo)均位于東北地區(qū)首位，肩負起新一輪東北全面振興的重任?，F(xiàn)階段城市緊湊度空間尺度多集中為全國尺度和城市群尺度，但針對遼寧省城市緊湊度細致分析較少。

鑒于此，本文選取了2010—2018 年遼寧省十四個地級市作為研究對象，構(gòu)建城市緊湊度指標(biāo)體系，探究遼寧省城市緊湊度的時空演變特征，既關(guān)注國家對城市發(fā)展的新要求，又關(guān)注遼寧省城市的發(fā)展方向，使城鎮(zhèn)發(fā)展更加精細化，在新一輪老工業(yè)基地振興上實現(xiàn)遼寧城市發(fā)展速度和質(zhì)量同步提升，以便對城市緊湊度相關(guān)研究有所幫助。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 城市緊湊度測算方法

現(xiàn)階段對城市緊湊度測算的方法主要有單一指標(biāo)測算法和綜合指標(biāo)測算法，后者因使城市緊湊度測算更具科學(xué)性而受到廣泛應(yīng)用。城市緊湊度綜合指標(biāo)測算方法主要有主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法。主觀賦權(quán)法雖簡便快捷，但受主觀因素影響較大?？陀^賦權(quán)法是根據(jù)不同指標(biāo)下數(shù)據(jù)的分布規(guī)律經(jīng)過科學(xué)計算后來確定不同指標(biāo)的權(quán)重，雖然權(quán)重的設(shè)置可以反映數(shù)據(jù)的分布規(guī)律，但是卻容易忽視數(shù)據(jù)無法體現(xiàn)的質(zhì)的信息。主成分分析法是一種將原來具有一定相關(guān)性的指標(biāo)重新組合成新的相關(guān)性較低的綜合指標(biāo)的計算方法[9]。在選取指標(biāo)較多，且信息相互重疊的情況下，可以采用主成分分析法。相較熵值法而言，主成分分析法不僅考慮了單指標(biāo)下的數(shù)據(jù)分布規(guī)律，還考慮了指標(biāo)之間的信息重疊與相互干擾。因此，本文采用主成分分析法中的全局主成分分析法[10]來進行相關(guān)分析。

1.2 城市緊湊度指標(biāo)體系

緊湊城市目前的核心理論是高密度開發(fā)、混合的土地利用和優(yōu)先發(fā)展公共交通[9]。因此，基于上述認識，綜合國內(nèi)外研究成果，按照綜合性、科學(xué)性、可操作性原則，構(gòu)建出本文的城市緊湊度綜合指標(biāo)評價體系（表1），包括6 個一級指標(biāo)和18 個二級指標(biāo)：（1）土地緊湊度。在不盲目擴張城市的前提下，利用有限的土地高強度發(fā)展城市建設(shè)用地，具體包括市區(qū)開發(fā)利用強度、建筑用地率、路網(wǎng)面積三個二級指標(biāo)。（2）經(jīng)濟緊湊度。城市經(jīng)濟發(fā)展是城市功能賴以發(fā)揮作用的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，具體包括單位面積產(chǎn)出強度，人均GDP，二三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值密度三個二級指標(biāo)。（3）人口緊湊度。經(jīng)濟發(fā)展需要城市化，而城市化離不開城市人口的增長，具體包括城市人口密度，就業(yè)人口密度，二三產(chǎn)業(yè)人口占比三個二級指標(biāo)。（4）交通緊湊度。優(yōu)先發(fā)展公共交通是緊湊城市理論的核心之一，發(fā)展城市公共交通不僅是緩解城市交通擁堵的有效措施，提高城市運轉(zhuǎn)效率，也是改善城市人居環(huán)境，促進城市可持續(xù)發(fā)展的必然要求，具體包括人均路網(wǎng)面積，萬人公交車數(shù)量，萬人出租車數(shù)量三個二級指標(biāo)。（5）教育醫(yī)療緊湊度。現(xiàn)代化大城市常具有多種職能，城市職能隨社會、經(jīng)濟、自然條件而變化，城市擴張并不是無序擴張，也要考慮基本層面，如教育、醫(yī)療等需求，具體包括萬人中小學(xué)數(shù)量，萬人醫(yī)院數(shù)量，萬人圖書館藏書量三個二級指標(biāo)。（6）生態(tài)環(huán)境緊湊度。人居環(huán)境一直是城市從高速度發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展不可缺少的一個重要要素，具體包括綠地用地率，人均公園綠地面積，污水集中處理率三個二級指標(biāo)。

表1 城市緊湊度指標(biāo)體系

1.3 數(shù)據(jù)來源

基于數(shù)據(jù)的可取得性，上述研究數(shù)據(jù)來源于2011—2019 年《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》《中國城市統(tǒng)計年鑒》《遼寧省統(tǒng)計年鑒》以及各地級市統(tǒng)計年鑒，個別缺失數(shù)據(jù)采用線性插值進行補充。

2 城市緊湊度結(jié)果與分析

2.1 城市緊湊度時間序列分析

采用SPSS 25.0 軟件對遼寧省14 個地級市2010—2018 年原始指標(biāo)數(shù)據(jù)的Z 值進行標(biāo)準(zhǔn)化處理并對數(shù)據(jù)進行PCA 分析，得到特征根和因子貢獻率，前五個因子的累計方差貢獻率達到85.312%，因此選取前五個因子作為主成分并計算出F1、F2、F3、F4和F5的得分，最后根據(jù)特征根和因子貢獻率對5 個因子的方差貢獻率進行加權(quán)，得到每個城市的整體緊湊度得分，分數(shù)越高，城市的緊湊程度越高。根據(jù)城市緊湊度綜合得分，結(jié)合現(xiàn)有研究成果，將遼寧省14 個地級市城市緊湊度劃分為高度緊湊、較高緊湊、較低緊湊和低度緊湊四個等級。

結(jié)果表明：在時序上，從圖1 可知，2010—2018 年大連、盤錦的城市緊湊度得分較高且穩(wěn)定，位列前兩位。沈陽、鞍山、錦州、營口城市緊湊度得分高于平均值，朝陽、葫蘆島城市緊湊度得分均位于遼寧省末二位。2010年，高度緊湊的城市有大連、盤錦，占總數(shù)的14.2%，低級緊湊的城市有丹東、阜新、朝陽、葫蘆島，占總體的28.6%。各級別緊湊度城市呈現(xiàn)出“水滴形”形態(tài)分布。2014年，高度緊湊城市有沈陽、大連、盤錦，占總數(shù)的21.4%，低級緊湊城市有丹東、阜新、朝陽、葫蘆島，占總數(shù)的28.6%。2018年，高度緊湊的城市有大連、營口、盤錦，占總數(shù)的21.4%，低級緊湊的城市有朝陽、丹東，占總數(shù)的14.2%，標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)從2010 年的0.47 增加至2018 年的0.53，證明遼寧省內(nèi)城市緊湊度差距不斷拉大，極化現(xiàn)象明顯。中位數(shù)由2010 年的-0.20 增長至0.01，總體呈現(xiàn)出增長趨勢但增長速度較為緩慢，這也是由于遼寧省經(jīng)濟增長乏力，經(jīng)濟增長速度低于全國平均增長速度。自改革開放以來，第二產(chǎn)業(yè)一直是遼寧省經(jīng)濟增長的主力點，但隨著時代發(fā)展以及第三次工業(yè)革命影響進一步加深，主流發(fā)達國家搶占科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)深層發(fā)展的制高點，中國產(chǎn)業(yè)模式也朝著創(chuàng)新性驅(qū)動轉(zhuǎn)換，發(fā)展模式也從最初的高速度發(fā)展轉(zhuǎn)向為高質(zhì)量發(fā)展，但遼寧省并沒有抓住產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的機遇，依舊把低端產(chǎn)業(yè)，尤其是資源型產(chǎn)業(yè)放在第一位，這也導(dǎo)致了當(dāng)省內(nèi)資源型城市資源枯竭后，經(jīng)濟下行壓力變大，人口流失現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，失業(yè)人口增多，消費增長緩慢，城市活力低迷，最后形成惡性循環(huán)。值得一提的是，中小城市中，盤錦市城市緊湊度僅次于大連，高居遼寧省第二，主要是因為盤錦市區(qū)面積較小，人口較少，但是各類經(jīng)濟指標(biāo)都位于全省前列。盤錦產(chǎn)業(yè)及時轉(zhuǎn)型，并依托現(xiàn)有資源優(yōu)勢進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，延長已有產(chǎn)業(yè)鏈，提高產(chǎn)品附加值，同時發(fā)揮盤錦地理區(qū)位優(yōu)勢，向海發(fā)展，依托沈大，因此，“地小人少產(chǎn)值高”的盤錦與省內(nèi)其他城市相比，城市緊湊度相對較高。

圖1 2010—2018 年按均值排列的遼寧省城市緊湊度

2.2 城市緊湊度空間集聚特征

空間自相關(guān)分析是一種空間統(tǒng)計方法，指同一屬性在不同空間的相關(guān)性[11]。如果城市緊湊度的相似性在空間上聚集，說明存在正的空間相關(guān)性。如果城市緊湊度的差異性在空間上聚集，則表現(xiàn)為負的空間相關(guān)性。本文運用全局空間自相關(guān)考察城市緊湊度在全國范圍內(nèi)的空間聚集特征和變化規(guī)律，采用Moran’s I 統(tǒng)計量度量。計算公式為：

式中，n 是觀察值數(shù)目；xi、xj是位置i、j 的觀察值；為平均值；Wij為空間權(quán)重矩陣，采用臨近標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用Z 檢驗，公式為：

式中，E(I)為莫蘭指數(shù)的數(shù)學(xué)期望值；Var(I)為莫蘭指數(shù)的方差。

本文選取了2010 年、2014 年、2018 年遼寧省14 個地級市城市緊湊度得分，分別進行全局空間自相關(guān)分析，用統(tǒng)計量Z 來進行檢驗。根據(jù)公式，運用Open-GeoDa 1.12.1 分析軟件得到遼寧省14 個地級市城市緊湊度空間自相關(guān)系數(shù)。結(jié)果表明，2010 年（Moran’s I=0.16，Z=1.46）、2014 年（Moran’s I=0.06，Z=0.86）、2018年（Moran’s I=0.22，Z=1.86），整體Moran’s I 指數(shù)均大于零，但呈現(xiàn)出先減后增的“U”型趨勢。表明遼寧省地級市存在顯著的空間集聚特征，2010年，遼寧省城市緊湊度空間分布較為分散，高級緊湊城市主要分布在遼寧南部地區(qū)，低級緊湊城市主要分布在遼寧西部地區(qū)。2014年，遼寧省城市緊湊度呈現(xiàn)出較為明顯的通道特征。高級緊湊城市和較高緊湊城市分布于沈海高速（沈大段）沿線上，2018年，遼寧省高緊湊度城市呈現(xiàn)出較為明顯的空間集聚特征，高緊湊度城市分布于遼寧省南部沿海區(qū)域，大連、營口、錦州依托地理區(qū)位優(yōu)勢，逐漸形成遼寧南部城市群。遼寧省東北部城市以較低緊湊為主，緊湊度分布的通道特征雖然減弱但依舊存在。

2.3 城市規(guī)模與城市緊湊度

根據(jù)國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于調(diào)整城市規(guī)模劃分標(biāo)準(zhǔn)通知》，本文將研究區(qū)地級市劃分成三類，劃分的2010—2018 年遼寧省地級市緊湊度均值如圖2 所示。由圖可知，城市規(guī)模與緊湊度呈現(xiàn)正相關(guān)，即城市規(guī)模越大，城市緊湊度得分越高。遼寧省十四個地級市城市緊湊度總體偏低。2010—2015年，遼寧省城市緊湊度均值緩慢上漲，從-0.15 漲至0.10。2015—2016 年出現(xiàn)大幅度下降。2016—2018 年又呈現(xiàn)增長趨勢，從-0.12增長至0.08。大城市城市緊湊度總體高于中等城市，二者均高于均值，小城市的城市緊湊度最低。這可以解釋為城市人口的增長提供了更多的勞動力資源，創(chuàng)造出更多的就業(yè)崗位，提升了勞動力市場活力，形成良性競爭，有利于城市發(fā)展；在現(xiàn)有條件下，城市規(guī)模較大的城市相較于城市規(guī)模較小的城市更有利于實現(xiàn)技術(shù)革新，提升城市創(chuàng)新能力；城市人口的增長不僅擴大城區(qū)規(guī)模，同樣也推動了城市公共交通體系的發(fā)展，使得城市空間總體朝著空間垂直化發(fā)展，提升城市效率。

圖2 2010—2018 年按規(guī)模劃分的城市緊湊度變化情況

3 結(jié)論與討論

通過對2010—2018 年遼寧省十四個地級市城市緊湊度進行綜合評價，分析其時空變化及影響因素，結(jié)果表明，（1）遼寧省城市緊湊度總體呈現(xiàn)出增減增的“N”形趨勢。高級緊湊城市數(shù)量有所增加，但是遼寧省內(nèi)依舊以較低緊湊城市為主。（2）遼寧省城市緊湊度存在較為明顯的空間集聚特征和較弱通道特征，高級緊湊城市集中在遼寧南部沿海地區(qū)，較低緊湊城市分布在遼寧省的東部與北部地區(qū)。低級緊湊城市則位于遼寧西部，城市緊湊度較高的城市都集中位于沈大沿線。（3）城市規(guī)模與城市緊湊度也表現(xiàn)出一定的正相關(guān)關(guān)系，遼寧省大城市以高級緊湊和較高緊湊為主，遼寧省中等城市以較高緊湊和較低緊湊為主，遼寧省小城市以較低緊湊和低級緊湊為主。

目前中國部分城市已經(jīng)進入城市化發(fā)展的后期階段，城市規(guī)模與城市人口已經(jīng)趨于穩(wěn)定，例如北京、上海都制定了相關(guān)政策來限制城市面積擴張與減少人口規(guī)模，而目前遼寧省還是處于城市化的中期階段，城市空間快速擴張，城市規(guī)模存在較大的提升空間。提升城市緊湊度有利于改善城市土地利用，提升城市密度，減少城市面積無序擴張，進而提升城市效率，而這需要依托于規(guī)劃、政策等相關(guān)手段來實現(xiàn)，城市緊湊度其本質(zhì)是一個通過政策，尤其是土地利用政策和經(jīng)濟調(diào)控政策來實現(xiàn)城市優(yōu)化組織和管理的概念。遼寧省應(yīng)積極發(fā)揮以大連為核心的遼寧沿海經(jīng)濟帶帶動作用和以沈陽為核心的省會中心城市帶動作用，在提升自身城市緊湊度的基礎(chǔ)上，利用地理區(qū)位優(yōu)勢，帶動沿線城市發(fā)展，提高沿線城市緊湊度，共同構(gòu)建高效城市空間，形成大都市、都市區(qū)、城鎮(zhèn)群的空間組織形式，使遼寧省在新一輪老工業(yè)基地振興中實現(xiàn)城市發(fā)展速度和質(zhì)量的同步提升，實現(xiàn)城市高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。