近30 a 黃河流域中心城市空間擴展特征及啟示

萬 赟， 吳文恒,2， 劉金鳳， 史海金， 劉力萌

（1.西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安 710127；2.陜西省地表系統(tǒng)與環(huán)境承載力重點實驗室，陜西 西安 710127）

人口和經(jīng)濟增長致使城市用地擴展［1-2］。空間擴展推動了外延城市化與郊區(qū)化［3］，人口、設(shè)施、產(chǎn)業(yè)或經(jīng)濟的占用情況反映空間擴展質(zhì)量。1990 年代以來，伴隨經(jīng)濟全球化和經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，我國城市化進程加快［4］，城市用地規(guī)模快速增長，空間形態(tài)結(jié)構(gòu)急劇變化，擴展增強［5］。至2015 年，中央城市工作會議提出“堅持集約發(fā)展，樹立‘精明增長’‘緊湊城市’理念，科學(xué)劃定城市開發(fā)邊界，推動城市發(fā)展由外延擴張式向內(nèi)涵提升式轉(zhuǎn)變”［6-8］，優(yōu)先考慮既有城區(qū)的再開發(fā)，避免城市無序蔓延，以節(jié)約集約利用土地與國土空間。在此背景下，探究城市空間擴展特征具有重要理論和現(xiàn)實意義。2019 年9 月，國家提出黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展重大戰(zhàn)略，強調(diào)防止城市“攤大餅”式無序擴張，推動沿黃特大城市瘦身健體、減量增效。同時，流域高質(zhì)量發(fā)展，離不開中心城市輻射帶動及其整個戰(zhàn)略功能的發(fā)揮［9-10］。因此，檢視流域中心城市空間擴展數(shù)量與質(zhì)量，成為落實流域高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)工作，如何刻畫城市擴展質(zhì)量則成為重要的科學(xué)問題。適時研究黃河流域中心城市空間擴展態(tài)勢，有助于整體上更好地認識和科學(xué)規(guī)劃新時期流域城市建設(shè)用地，優(yōu)化中心城市空間布局，踐行黃河流域高質(zhì)量發(fā)展［11-13］。

目前城市空間擴展研究主要有全國、區(qū)域和城市3 個尺度。在全國層面，關(guān)注城市的土地利用變化及成因［14］、空間擴展質(zhì)量［15-16］和不同地域的城市空間擴展差異［17-18］等。在區(qū)域?qū)用?，主要分析城市空間擴展格局以及不同等級城市的空間生長過程，諸如長三角城市群、京津冀城市群等［19-21］。在城市層面，探究案例城市空間擴展的時空特征［22-23］、驅(qū)動力［24］，預(yù)測模擬城市發(fā)展方向［25-26］。上述研究，集中在經(jīng)濟社會劇烈轉(zhuǎn)變的東中部地區(qū)，尤其長江三角洲地區(qū)，較好地反映中國典型城市和城市群的空間擴展特征，但城市空間擴展質(zhì)量的多維指標評估、西部地區(qū)及不同地區(qū)城市空間擴展的對比認識需加強。分析黃河流域中心城市空間擴展特征，可以更全面認識東、中、西地區(qū)之間城市空間擴展的差異性。同時，探究城市空間擴展與人口、經(jīng)濟增長不協(xié)調(diào)的成因機制，指導(dǎo)國土空間規(guī)劃，仍是待解決的研究命題［27-30］。在城市空間擴展因素與驅(qū)動力方面，西方相關(guān)研究進展可總結(jié)為動力因素、自然機制、市場機制、社會價值機制和政治權(quán)力機制五大類［27］，國內(nèi)學(xué)者普遍認為自然環(huán)境、政策規(guī)劃、經(jīng)濟發(fā)展、交通區(qū)位、人文社會等是影響城市擴展的主要因素［31-33］。

本文基于空間、人口和經(jīng)濟多元數(shù)據(jù)，采用城市空間擴展強度指數(shù)、城市空間擴展強度差異指數(shù)以及熵權(quán)TOPSIS 評價法、耦合協(xié)調(diào)度模型，探究1992—2020 年黃河流域中心城市空間擴展數(shù)量與質(zhì)量特征。其中，采用空間擴展規(guī)模和空間擴展強度2個維度刻畫空間擴展數(shù)量特征，空間與人口、經(jīng)濟耦合關(guān)系2 個維度刻畫空間擴展質(zhì)量特征，梳理相關(guān)啟示，以期為促進黃河流域中心城市高質(zhì)量發(fā)展及東、中、西地區(qū)協(xié)調(diào)健康發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

黃河流域是指黃河水系自發(fā)源地到入海這段過程中，所流經(jīng)且對其產(chǎn)生一定影響的地理生態(tài)區(qū)域［34］，包含青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、山西、河南、山東9省區(qū)、73個城市［35-36］，除長江流域的成都市外，包括上游西寧市、蘭州市、銀川市、呼和浩特市，中游太原市、西安市與下游鄭州市、濟南市8 個省會（首府）中心城市（圖1）。2020 年黃河流域中心城市常住人口5.21×107人，占全國人口總數(shù)3.69%，上、中、下游中心城市人口比重分別為22.99%、35.07%與41.94%；市區(qū)GDP 總量4.53×1012元，占全國GDP 總量4.47%，上、中、下游中心城市GDP 比重分別為19.90%、31.26%和48.84%。中心城市的人口、經(jīng)濟總量較大，上中下游差異顯著。

圖1 黃河流域中心城市Fig.1 Central cities in the Yellow River Basin

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 指標選取與數(shù)據(jù)來源

城市擴展代表了農(nóng)業(yè)用地向非農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)化的空間城市化，與人口向城市集聚、郊區(qū)擴散以及居住郊區(qū)轉(zhuǎn)移的人口城市化，工業(yè)、辦公商服業(yè)等反映的經(jīng)濟城市化關(guān)系密切。高質(zhì)量的城市用地擴展是經(jīng)濟、人口與城市用地擴展協(xié)同發(fā)展的過程，并且能夠引導(dǎo)人口和經(jīng)濟有機疏散［17］。因此，用建成區(qū)面積衡量城市空間擴展數(shù)量，借用空間擴展指數(shù)與人口、經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)的耦合關(guān)系，刻畫城市空間擴展質(zhì)量。參考已有測度城市空間、人口和經(jīng)濟的指標體系［5,37-38］，遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性與可操作性原則，構(gòu)建衡量空間與人口、經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)的指標層和因子層。其中空間維度反映城市空間擴展情況，包括建成區(qū)面積、城市道路面積和城市綠地面積3 個指標；人口維度反映人口增長情況以及人口聚集程度，包括城市常住人口、城市人口密度與二三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)3 個指標；經(jīng)濟維度反映經(jīng)濟發(fā)展綜合水平以及單位面積經(jīng)濟產(chǎn)出，包括城市GDP總量、城市經(jīng)濟密度、二三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值3個指標（表1）。

表1 城市空間擴展與人口、經(jīng)濟耦合協(xié)調(diào)測度指標體系Tab.1 Indicator system for measuring coupling coordination between urban spatial expansion and population&economy

空間、人口和經(jīng)濟維度相關(guān)指標數(shù)據(jù)來自1993—2021年黃河流域各省市統(tǒng)計年鑒、發(fā)展年鑒及國民經(jīng)濟和社會發(fā)展公報，1993—1996年的建成區(qū)面積、城市道路面積和城市綠地面積的指標數(shù)據(jù)來自《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》，通過整理計算得到所有指標數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

2.2.1 熵權(quán)TOPSIS法通過熵值法確定指標權(quán)重，再利用TOPSIS 法逼近理想解以確定評價對象的相對優(yōu)劣［38-39］，步驟如下：

（1）數(shù)據(jù)標準化處理。為消除量綱影響，采用極差標準化法，對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理。當數(shù)據(jù)越大對系統(tǒng)發(fā)展越有利時采用正向處理，當數(shù)據(jù)越小對系統(tǒng)發(fā)展越有利時采用負向處理。

式中：Yij、Xij、Xjmax和Xjmin分別為第i個評價對象中第j項指標的標準化值、原始值、最大值和最小值。

（2）確定指標權(quán)重W。運用熵值法確定空間、人口和經(jīng)濟各指標層因子的權(quán)重，計算過程如下：

計算第j項指標下第i個評價對象指標值的比重Pij：

計算第j項指標的熵值ej：

計算第j項指標的差異性系數(shù)gj和權(quán)重wj：

（3）構(gòu)建加權(quán)規(guī)范化矩陣Z：

（4）確定最優(yōu)解Z+和最劣解Z-：

式中：Zij為第i行和第j列的指數(shù)值。

（6）計算各評價對象與最優(yōu)解的相對接近度Ui：

式中：Ui為空間擴展指數(shù)、人口（經(jīng)濟）發(fā)展指數(shù)，0≤Ui≤1，Ui值越大表示樣本越貼近最優(yōu)解。以上各式中，i=1,2，…,m；j=1,2,…,n。

2.2.2 城市空間擴展強度指數(shù)城市空間擴展強度指數(shù)（Urban expansion intensity index，UEII）指同一城市在不同時段的空間擴展強度，反應(yīng)同一城市在不同時段的空間擴展情況，公式為:

式中：UEIIn為第n個中心城市的空間擴展強度指數(shù)；分別為t1、t2時間段內(nèi)第n個中心城市的建成區(qū)面積；Δt為t1到t2的間隔年份。

2.2.3 城市空間擴展強度差異指數(shù)城市空間擴展強度差異指數(shù)（Urban expansion intensity differentiation index，UEDI）指某一序列時間段內(nèi)的城市空間擴展變化強度與所有城市空間擴展變化強度的比值，在不受中心城市體量大小的影響下，反應(yīng)不同城市空間擴展強度之間的橫向?qū)Ρ?，表示為年均城市空間擴展面積與土地總面積的比值［17］，公式為:

式中：UEDIn為第n個中心城市的空間擴展強度差異指數(shù)；At1、At2分別為t1、t2時間段內(nèi)所有中心城市的建成區(qū)面積。

2.2.4 耦合協(xié)調(diào)度耦合是2 個或2 個以上系統(tǒng)相互影響、相互作用的現(xiàn)象。利用耦合協(xié)調(diào)度模型，揭示空間與人口、經(jīng)濟之間相互影響和作用的內(nèi)在協(xié)同機制，刻畫城市空間擴展質(zhì)量狀況［5,40］。公式如下：

式中：f(U1)為空間擴展指數(shù)；f(U2)為人口或經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)；C為空間與人口、經(jīng)濟的耦合度，0＜C＜1，C值越大，耦合性越好；k為調(diào)節(jié)系數(shù)，本文耦合度模型由2個系統(tǒng)構(gòu)成，故k值取2。

為了反映系統(tǒng)協(xié)調(diào)的優(yōu)良性，體現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展水平的階段性，進一步運用耦合協(xié)調(diào)度模型探討空間與人口、經(jīng)濟之間耦合協(xié)調(diào)程度。公式如下：

式中：D為空間與人口、經(jīng)濟的耦合協(xié)調(diào)度；T為兩者的綜合協(xié)調(diào)指數(shù)；α、β為待定系數(shù)，且α+β=1，本研究認為空間和人口（經(jīng)濟）2 個子系統(tǒng)同等重要，故α=β=0.5。基于D值的大小，將其耦合情況劃分為4個大類［28,41］：0≤D＜0.3 為極度失調(diào)；0.3≤D＜0.5 為輕度失調(diào)；0.5≤D＜0.8 為初級協(xié)調(diào)；0.8≤D≤1.0 為優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)。

3 結(jié)果與分析

3.1 空間擴展數(shù)量特征

應(yīng)用UEII 和UEDI 分析1992—1997 年、1997—2002 年、2002—2007 年、2007—2012 年和2012—2020年5個階段黃河流域中心城市空間擴展數(shù)量的時間和空間特征。

3.1.1 空間擴展規(guī)模

（1）時間維度上，中心城市用地規(guī)模持續(xù)擴展、分時段差異大。1992—2020 年中心城市用地規(guī)模持續(xù)增加，除西寧市外均超過100 km2，8 個城市平均擴展面積315 km2。分時段看，1987—1997年是我國土地有償使用制度改革的初始階段［27］，故1992—1997年中心城市擴展規(guī)模普遍不大，最大的鄭州市為16 km2，西安市擴展了14 km2。1997 年開始土地市場化改革階段，1997—2002 年改革開放帶來的工業(yè)化與城市化效應(yīng)顯現(xiàn)，空間擴展增速，面積最大的濟南市為75 km2，呼和浩特市擴展了42 km2。2002—2007年城市空間擴展增幅達到一個峰值，其中鄭州市和濟南市分別擴展了165 km2和125 km2，西安市、太原市次之，分別擴展了81 km2和61 km2，這一定程度歸因于1990 年代以來我國各類開發(fā)區(qū)逐漸成規(guī)模建設(shè)，工業(yè)、居住、商貿(mào)服務(wù)業(yè)、辦公業(yè)郊區(qū)化發(fā)展的效應(yīng)顯現(xiàn)。2007—2012 年受2008年國際金融危機、國家規(guī)范城市建設(shè)用地等影響，用地需求進入相對穩(wěn)態(tài)，擴展增幅有所回落，期間增幅最大的西安市和太原市分別擴展了107 km2和72 km2。2012—2020 年黃河流域中心城市用地又呈現(xiàn)較大的擴展趨勢，其中濟南市、西安市、鄭州市的擴展規(guī)模分別達到了431 km2、326 km2與268 km2。

（2）空間維度上，下游城市空間擴展面積大于中上游城市。研究時段內(nèi)，下游城市平均擴展面積大于中上游，濟南市擴展最大（684 km2），西寧市最?。?4 km2）（表2）。下游中心城市人口、GDP比重分別占流域的48.84%、41.94%，人口和經(jīng)濟優(yōu)勢突出，同時得益于區(qū)位、改革開放和東部地區(qū)率先發(fā)展戰(zhàn)略，擴展面積較大。中上游城市面臨自然條件、資源環(huán)境、區(qū)位交通、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、投資就業(yè)、人口與勞動力等因素限制，擴展規(guī)模相對較小，中游城市平均擴展面積大于上游城市。太原市與蘭州市在1990年代城市建設(shè)用地已達一定規(guī)模，后期擴展變化遲滯。

表2 黃河流域中心城市擴展規(guī)模變化Tab.2 Change of expansion scale of central cities in the Yellow River Basin/km2

3.1.2 空間擴展強度

（1）空間擴展強度呈波動性特征，2002—2007年最大。分時段看，空間擴展強度差異較大，整體呈先升后降再回升的波動性特征（圖2）。第一、第二和第三階段（1992—2007年）為上升期，這一時期是計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的重要階段，各類開發(fā)區(qū)和房地產(chǎn)大熱［42］，UEII 值普遍呈波動上升的趨勢，其中鄭州市、銀川市和濟南市在2002—2007 年擴展強度分別達到了21.05%、15.67%和13.16%。第四階段（2007—2012年）為下降期，2008年宏觀金融危機等影響，濟南市、西寧市和蘭州市的UEII 低于5.00%。第五階段（2012—2020 年）為回升期，除太原市和呼和浩特市以外，其余城市UEII值較上一時段均上升，其中濟南市達到了14.83%，西安市、鄭州市和蘭州市分別為10.86%、8.97%和8.21%，但強度整體小于2002—2007 年。隨著我國的城鎮(zhèn)開發(fā)邊界劃定、城鎮(zhèn)化水平已達一定高度（2022 年末全國常住人口城鎮(zhèn)化率65.22%，接近國際上70%左右的城鎮(zhèn)化相對穩(wěn)定階段）與內(nèi)城挖潛提質(zhì)增效的普遍趨勢，未來黃河流域中心城市空間擴展強度恐不會有過大的上升。

圖2 黃河流域中心城市空間擴展強度指數(shù)Fig.2 Index of spatial expansion intensity of central cities in the Yellow River Basin

（2）空間擴展強度整體呈現(xiàn)下游向中上游遞減的階梯狀分布?；诹饔虺叨扔嬎愠鞘锌臻g擴展強度差異指數(shù)，運用自然斷點分級法將空間擴展強度劃分為緩慢擴展（0～0.30）、低速擴展（0.31～0.60）、中速擴展（0.61～0.90）、快速擴展（0.91～1.50）以及高速擴展（＞1.50）5大類型［17］。不同時段與總時段的空間擴展強度整體呈現(xiàn)由下游向中上游遞減的階梯狀分布，高速擴展主要分布在下游地區(qū)（圖3）。

圖3 黃河流域中心城市空間擴展強度差異指數(shù)圖Fig.3 Differentiation index of spatial expansion intensity of central cities in the Yellow River Basin

具體來看，1992—1997年鄭州市、銀川市、呼和浩特市和濟南市的空間擴展速度高于中心城市的UEDI 平均值1.27，其他城市介于0.02～0.71 之間。1997—2002 年呼和浩特市、濟南市、銀川市和鄭州市的空間擴展速度高于中心城市的UEDI 平均值1.07，其他城市介于0.22～0.66之間。2002—2007年鄭州市、銀川市和濟南市的空間擴展速度高于中心城市的UEDI 平均值1.04，其他城市介于0.11～0.94之間。2007—2012年太原市、西安市和鄭州市的空間擴展速度高于中心城市的UEDI平均值0.96，其他城市介于0.38～0.80之間。2012—2020年濟南市、西安市、鄭州市的空間擴展速度高于中心城市的UEDI平均值1.04，其他城市介于0.20～1.03之間。1992—2020 年濟南市、西安市、鄭州市和銀川市的空間擴展速度高于中心城市的UEDI平均值1.14，其他城市介于0.38～0.97 之間，其中濟南市和鄭州市的UEDI指數(shù)分別為2.12、2.00，達到了高速擴展的狀態(tài)。

3.2 空間擴展質(zhì)量特征

3.2.1 城市空間擴展與人口耦合質(zhì)量特征

（1）耦合質(zhì)量隨時間波動上升

1992—2020年8個中心城市空間擴展與人口耦合平均值由0.42 波動上升至0.89。第一、二階段（1992—2002 年），除太原市以外，中心城市空間與人口耦合質(zhì)量均有不同程度的提升（圖4）。第三、第四階段（2002—2012 年），除西安市、西寧市和蘭州市外，其他城市耦合質(zhì)量呈上升趨勢，其中銀川市和呼和浩特市增幅最大。西寧市和蘭州市分別因為生態(tài)保護政策和河谷型地形限制，空間擴展受到剛性約束，耦合質(zhì)量較低。第五階段（2012—2020年），濟南市、鄭州市和西安市等中心城市耦合質(zhì)量在經(jīng)歷了一定幅度的下滑后又繼續(xù)回升，2020年除蘭州市為輕度失調(diào)狀態(tài)，其余中心城市的耦合質(zhì)量基本達到了優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)的發(fā)展階段，人口與空間處于較為協(xié)調(diào)的發(fā)展水平。

（2）耦合質(zhì)量空間上從下游向中上游遞減

2020年下游城市濟南市（0.97）和鄭州市（1.00）為“優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)”；中游城市太原市（0.85）和西安市（0.95）均為“優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)”發(fā)展階段；上游城市西寧市（1.00）、銀川市（0.94）和呼和浩特市（0.96）為“優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)”，蘭州市（0.47）為“輕度失調(diào)”。總體看，中心城市的耦合質(zhì)量均值呈從下游（0.98）向中游（0.90）、上游（0.84）遞減的分布特征（圖4）。2020年蘭州市空間擴展指數(shù)低（0.10），人口發(fā)展指數(shù)相對最優(yōu)（0.49），兩者相距懸殊，帶來耦合輕度失調(diào)；下游城市空間和人口發(fā)展指數(shù)差距相對較小，均達到優(yōu)質(zhì)耦合協(xié)調(diào)。

3.2.2 城市空間擴展與經(jīng)濟耦合質(zhì)量特征

（1）耦合質(zhì)量波動上升，上游城市增幅相對較大

1992—2020年8個中心城市耦合平均值在研究時段內(nèi)由0.19 波動提升至0.81。第一、第二階段（1992—2002年），中心城市空間擴展指數(shù)和經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)較低，空間與經(jīng)濟協(xié)同程度和耦合質(zhì)量相對較差，其中下游城市整體上升幅度最大（圖4）。第三階段（2002—2007年），下游中心城市耦合質(zhì)量有所下降，上游中心城市耦合質(zhì)量不斷提升，其中西寧市和呼和浩特市的上升趨勢最為顯著。第四、第五階段（2007—2020年），上游城市呼和浩特市和蘭州市的耦合質(zhì)量有所下滑，中下游城市除濟南市外呈穩(wěn)步提升趨勢?？傊?，城市擴展面積小的西寧市、銀川市、太原市以及擴展面積大的鄭州市，經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)與之較為匹配，整個時段內(nèi)耦合協(xié)調(diào)態(tài)勢較好。

（2）耦合質(zhì)量從中游向上下游遞減2020 年下游城市濟南市為初級協(xié)調(diào)發(fā)展階段（0.62），鄭州市為優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)（0.91）；中游城市太原市（1.00）、西安市（1.00）均達到優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)狀態(tài)；上游城市西寧市（0.92）、銀川市（1.00）為優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展階段，蘭州市（0.54）、呼和浩特市（0.50）為初級協(xié)調(diào)（圖4）。總體看，中心城市的耦合質(zhì)量均值呈從中游（1.00）向下游（0.77）、上游（0.74）遞減態(tài)勢。2020年濟南市、蘭州市和呼和浩特市的空間擴展指數(shù)分別為0.87、0.10與0.95，經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)綜合水平分別為0.17、0.84 與0.06，匹配協(xié)調(diào)程度相對偏弱，使得該3個城市耦合初級協(xié)調(diào)。

3.3 啟示

3.3.1 多因素綜合驅(qū)動流域中心城市空間擴展分異城市空間擴展及分異是自然條件、資源環(huán)境、區(qū)位交通、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、投資就業(yè)、政策條件、歷史基礎(chǔ)、創(chuàng)新發(fā)展及城市化、市場化、國際化等多因素綜合影響和作用的結(jié)果，一定程度是城市乃至區(qū)域人口、經(jīng)濟發(fā)展水平的反映。濟南市、鄭州市、西安市在這些因素方面多擁有自身優(yōu)勢和有利條件，空間擴展較為明顯，其中濟南市擴展規(guī)模最大，達到684 km2。相對來說，蘭州市、太原市、呼和浩特市、銀川市、西寧市或多或少受到了一些因素牽絆影響，發(fā)展條件與建設(shè)用地需求薄弱，空間擴展少。蘭州市河谷型城市建設(shè)用地的剛性約束，限制了用地空間擴展；太原市資源型地區(qū)、較好的歷史基礎(chǔ)沒能在改革開放大潮中很好地助力其快速發(fā)展，反而一定程度陷入了資源詛咒的陷阱；呼和浩特市與銀川市同為民族地區(qū)首府，遠離沿海、沿江與隴?！m新國家重要經(jīng)濟帶，發(fā)展機遇受到影響；西寧市地處青藏高原，區(qū)位條件與生態(tài)保護限制，影響建設(shè)用地需求與空間擴展。

3.3.2 濟南市、西安市和鄭州市空間擴展明顯，西安市需加強內(nèi)涵式用地管理在擴展數(shù)量方面，濟南市、西安市和鄭州市1992—2020年擴展面積分別為684 km2、553 km2和541 km2，擴展強度為22.19%、13.34%和17.07%，擴展最為明顯，2020 年建成區(qū)規(guī)模達到了794 km2、701 km2和641 km2。在擴展質(zhì)量方面，濟南市、西安市和鄭州市時段內(nèi)空間與人口耦合關(guān)系平均值分別為0.68、0.58和0.70，空間與經(jīng)濟耦合關(guān)系平均值為0.70、0.59和0.62，其中西安市兩者均低于黃河流域整體平均值0.65 和0.60，空間擴展出現(xiàn)了一定失衡狀況，需加強內(nèi)涵式用地管理。

3.3.3 與長江流域相比，黃河流域中心城市擴展數(shù)量少但質(zhì)量尚好黃河流域與長江流域同為橫跨我國東、中、西部的流域經(jīng)濟地帶，后者更是重大國家戰(zhàn)略經(jīng)濟帶，其發(fā)展具有一定可參考性。因此選取長江流域南京市（下游）、武漢市（中游）和成都市（上游）3 個省會中心城市，與黃河流域中心城市空間擴展數(shù)量和質(zhì)量兩方面進行差異對比。在擴展數(shù)量方面，僅1995—2019 年，成都市建成區(qū)面積增長821 km2，南京市和武漢市增長672 km2、612 km2，2019 年建成區(qū)規(guī)模分別達950 km2、823 km2和812 km2，空間擴展強度分別為26.50%、18.54%和12.76%，空間擴展數(shù)量和強度整體大于黃河流域中心城市。在擴展質(zhì)量方面，長江流域中心城市空間擴展與人口、經(jīng)濟耦合質(zhì)量1995—2019年的均值分別為0.65 和0.61，黃河流域1992—2020 年分別為0.65和0.60，較為接近。可以看出，黃河流域城市擴展數(shù)量小于長江流域，但城市擴展質(zhì)量尚好。

3.3.4 嚴格落實黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略，科學(xué)踐行城市開發(fā)邊界，推動流域協(xié)調(diào)發(fā)展黃河流域及中心城市的發(fā)展有其自身的特殊性。一是黃河流域不通航；二是貧困地區(qū)及人口眾多，14個國家特困集中連片區(qū)里有7個涉及黃河流經(jīng)的省份；三是民族地區(qū)及人口多；四是上中游地區(qū)水源保護、草原草地保護、黃土黃沙面積廣、水土流失面積大的生態(tài)環(huán)境保護需要；五是上中游工農(nóng)業(yè)發(fā)展條件整體不佳。2019年9月提出的黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展重大戰(zhàn)略，主要是以生態(tài)保護為前提，強化區(qū)域聯(lián)系，優(yōu)化生產(chǎn)力布局，促進東、中、西部地區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展為要點的國家戰(zhàn)略，加強黃河流域的整體研究及推動區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展意義重大。

流域中心城市呈現(xiàn)一個全新的發(fā)展局面?？臻g擴展方面，從20 世紀90 年代以來開發(fā)區(qū)建設(shè)為導(dǎo)向的郊區(qū)化熱潮已漸消退，黃河流域中心城市向外大面積拓展的態(tài)勢逐步趨緩。人口增長方面，2020 年黃河流域中心城市的人口增長率均超過了全國的0.14%。經(jīng)濟發(fā)展方面，除蘭州市和呼和浩特市兩市以外，2020年中心城市的經(jīng)濟增長率都大于全國的平均水平（2.75%）。

基于上述現(xiàn)況，結(jié)合黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略，從空間、人口和經(jīng)濟3個方面對于流域及中心城市高質(zhì)量發(fā)展應(yīng)考慮和注重以下方面：一要完善黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃，尤其是城鎮(zhèn)開發(fā)邊界紅線約束的相關(guān)法律法規(guī)，科學(xué)踐行中心城市開發(fā)邊界［12,29］。二要加快形成具有特色的區(qū)域發(fā)展模式，促進地方經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，深化東、中、西部中心城市合作，推進黃河流域區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展［43］。三要通過調(diào)解城市空間擴展與人口增長、經(jīng)濟發(fā)展之間的相互關(guān)系，合理進行城市發(fā)展規(guī)劃與優(yōu)化。

3.3.5 未來可完善多因素復(fù)合評價體系深化研究本文主要研究區(qū)域中心城市，未涉及其他中小城市的空間擴展，未來可選取不同層級城市進行比較研究，豐富黃河流域區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展內(nèi)涵。在評價體系方面，著重分析空間與人口、經(jīng)濟之間的相互關(guān)系，沒能考量空間-人口-經(jīng)濟復(fù)合系統(tǒng)的影響，未來可完善多因素復(fù)合評價體系，進一步深化城市空間擴展的影響因素與驅(qū)動力研究。

4 結(jié)論

（1）中心城市建設(shè)用地規(guī)模持續(xù)擴展，時空分異較大。1992—2020年8市平均擴展面積315 km2，下游城市空間擴展面積大于中上游城市，其中濟南市擴展面積最大（684 km2）、西寧市最小（54 km2）。空間擴展強度以2002—2007年為最，呈下游向中上游遞減的階梯狀分布，濟南市、鄭州市、西安市和銀川市擴展強度較高。

（2）空間擴展質(zhì)量整體向好，中下游城市空間擴展質(zhì)量較高。1992—2020 年中心城市空間擴展與人口耦合平均值由0.42 上升至0.89，耦合質(zhì)量在空間上從下游向中上游遞減，2020 年除蘭州市外，中心城市基本達到了優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)。中心城市空間擴展與經(jīng)濟耦合平均值由0.19 提升至0.81，呈現(xiàn)從中游向上下游遞減的分布特征，2020年除濟南市、蘭州市和呼和浩特市外，中心城市均達到了優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)。

（3）科學(xué)踐行城市開發(fā)邊界，努力實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。黃河流域中心城市空間擴展分異是自然區(qū)位、經(jīng)濟發(fā)展、政策條件等多因素綜合驅(qū)動的結(jié)果，濟南市、西安市和鄭州市空間擴展最為明顯，其中西安市空間擴展出現(xiàn)了一定失衡狀況，需加強內(nèi)涵式用地管理。與長江流域相比，黃河流域中心城市擴展數(shù)量少但擴展質(zhì)量尚好，未來應(yīng)嚴格落實黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略，科學(xué)踐行城市開發(fā)邊界，合理規(guī)劃建設(shè)用地，推動流域協(xié)調(diào)發(fā)展。