2000年以來寧波城市空間擴展特征及其驅動力分析

季順偉, 馬仁鋒, 任麗燕*

2000年以來寧波城市空間擴展特征及其驅動力分析

季順偉1,2, 馬仁鋒1,2, 任麗燕1,2*

（1.寧波大學 人文地理與城鄉規劃研究所, 浙江 寧波 315211; 2.寧波大學 寧波陸海空間利用與治理協同創新研究中心, 浙江 寧波 315211）

基于遙感影像數據, 提取寧波城區土地利用數據, 從擴展速度與強度、緊湊度等方面分析城市空間擴展特征, 選取區位環境、人口社會、產業經濟和政府決策四方面分析寧波城市擴展驅動力. 研究發現: (1)寧波主城區城市空間擴展存在明顯階段性, 2000~2005年空間快速擴張, 此后擴展強度緩和; 外延式擴展方式造成了城市形態復雜, 緊湊程度較差. (2)受制于地形影響, 城市空間向東沿交通干道呈現廊道式擴張; GDP和常住人口是城市空間擴張的決定性因素; 產業結構、政府投資微弱地影響城市擴展趨勢.

城市建成區; 城市化; 驅動力; 行政區劃調整

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源及處理

本文選取寧波市2000年12月、2005年11月、2010年12月、2015年12月、2018年12月云量低于5%的Landsat4-5TM、Landsat-8OLI_TIRS遙感數據影像, 利用ENVI5.3對遙感影像進行幾何校正、大氣校正、降噪處理等預處理, 目視解譯采用最大似然分類法進行監督分類, 將研究區域土地類型劃分為建設用地、耕地、林地、水體、其他用地. 對照非遙感信息, 結合野外實地調查和同年土地利用遙感監測圖的建設用地進行精度檢驗, 提取寧波市建設用地面積、周長、重心等相關指標. 高程數據選取30m精度的DEM數據, 高速公路道路數據、主要水系、主要鐵路數據從OSM獲取. 在《寧波統計年鑒》《浙江統計年鑒》中選取人口、產業等社會經濟數據分析驅動力.

表1 城市擴展各指數的表述

1.2 研究方法

1.2.1 城市擴展評價指標

篩選城市空間擴張指標, 結合地理特征選取兩類指標對寧波主城區的擴展進行描述(表1): 第一類為擴展速率指標, 包括城市空間擴展速度和擴展強度; 第二類為擴展形態指標, 包括城市空間形態的緊湊度和分形維數.

1.2.2 地理探測器

地理探測器是王勁峰等[13]提出探測空間分異性并揭示驅動因子的一種統計學方法, 優點在于自變量之間無線性假設, 能夠探討社會經濟現象背后的驅動力及各影響要素的交互作用. 它包括4個探測器: 因子探測、交互作用探測、風險區探測和生態探測. 本文利用因子探測來分析寧波城市空間擴展的要素[13], 公式如下:

2 寧波中心城區空間擴展分析

2.1 擴展指數分析

計算得到寧波城市擴展強度變化. 發現2000~ 2018年, 建成區面積由252.0km2擴大到680.8km2, 整體擴展強度為9.45%. 城市擴展迅速, 階段性明顯. 由表2數據可見: (1)2000~2005年是寧波城市擴展速率和強度最大的時期, 擴展速度0.42km2?a-1, 擴展強度16.67%. 新世紀以來, 城市化進程加快, 城市土地利用價值被挖掘, 隨著寧波城市經濟的快速發展, 城市建設用地需求明顯增加. (2) 2005~ 2010年, 擴展強度明顯減緩. 城市總體規劃強調限制城市規模無序擴張, 寧波城市擴展得到了明顯控制. (3)2010~2015年, 擴展強度進一步減緩至2.82%, 處于低速擴展階段, 城市功能逐漸完善, 東部地區加強與中心城區的聯系. (4)2015~2018年, 寧波城市空間穩定擴展, 擴展強度為2.89%. 沿海工業帶形成, 大批企業進入, 增加了用地需求.

表2 寧波市主城區城市建設用地變化

通過式(3)、(4)計算得到表3, 可見城市整體分形維數較高, 形態復雜, 形狀不規則, 緊湊度水平極低. (1)2000~2005年, 城市分維數從2.34降低到2.08, 緊湊度上升. 此階段城市擴展以中心城區內部填充為主, 以提高城市形態的緊湊性, 降低邊界復雜性. (2)2005年以后, 寧波城市擴展向東延伸, 分維數上升至2.15, 緊湊度也下降至0.023. 說明東部地區呈現向外擴張的特征. 2015年城市形態變化較小, 2018年城市空間分維數升至2.30, 緊湊度降至最低. 城市離散程度加大, 向外擴張勢態明顯. 東部地區大量未開發利用土地轉換為建設用地, 擴張過程也是分散復雜, 造成整個城市的緊湊度不斷下降, 城市形態越來越趨向于復雜不規則, 而不規則擴展形態和分散的城市空間也降低了整個城市內部資源利用效率.

（四）產品銷售階段財稅激勵政策作用。產品銷售階段企業必然要進行廣告宣傳和推廣，這一階段會產生大量的廣告宣傳費用。政府通過稅收優惠政策等，允許企業對這部分費用進行加計扣除，可減少企業在這一階段的成本消耗，讓企業投入更多的財力到產品的研發階段。同時，產品銷售階段，政府也可通過一定的舉措幫企業開拓銷售渠道，為企業擴展銷路，如通過政策采購的方式，刺激產品的市場需求，帶動購買。

表3 寧波主城區城市空間形態變化情況

2.2 擴展過程分析

以2000年城市中心作為圓心, 將寧波主城區分割成8個方向的區域(圖1), 計算每個方向上的建成區面積、擴展速度、擴展強度. 由圖2可見, (1) 2000~2005年寧波城市空間主要擴展方向為東北和西南兩個方向. 東北方向上擴張強度為42.72%, 西南方向上擴展強度為22.64%. 擴展面積總和超過120km2. 期間開發區、科技園區和產業園的建立對城市建設用地提出了更大需求, 具體集中在區位優勢明顯的鄞州和江東. (2)2005年后擴展速度減緩, 但在正東方向上出現較大幅度增長, 擴展強度為8.85%. 2006版《寧波市城市總體規劃》中明確指出合理控制城市規模, 嚴禁在設立范圍之外建立各類開發區和城市新區. 此背景下, 城市擴展明顯減緩. (3)2010~2015年, 寧波城市擴展主要以東、東南為主. 正東方向上擴展強度為7.92%, 東南方向上擴展強度為7.10%. 沿海地區成為重點建設區域, 鎮海、北侖與三江口主城區組成寧波三片雙心的組團式結構. (4)2015~2018年, 東、東南、東北方向上以外延擴張為主, 城市形態復雜, 緊湊度下降. 北侖區沿海港口地帶吸引了大批企業的進入, 增加了用地需求[14]. 這一時期的鎮海、北侖同中心城區呈現融合趨勢, 聯系更加緊密.

圖1 寧波主城區建設用地擴展方位

圖2 寧波主城區各方向建設用地擴展強度階段變化

總體上, 寧波城市空間呈現東西廊道式擴張、條帶狀發展. 自2005年以來, 城市空間逐漸向東延伸, 擴展態勢明顯. 城市形態趨于復雜, 對于城市內部功能的使用效率存在一定的削弱影響[15].

3 寧波中心城區擴展動力分析

在城市發展過程中, 各因素產生了不同影響. 參考已有研究[16], 選取地點區位、人口社會、產業經濟和政府決策四個因素對寧波城市擴展的驅動力進行分析(表4).

3.1 區位環境分析

區位環境因素決定了城市擴展的總體趨勢, 包含自然因子和鄰域因子, 其中自然因子包含高程、水系, 鄰域因子包含距高速公路距離、距鐵路距離以及距城市中心距離.

表4 寧波城市空間擴展指標體系

疊加處理得到寧波城市空間擴展部分, 生成近鄰表, 得到擴展空間到主要水系、城市中心、高速公路和主要鐵路的距離(圖3), 利用自然斷裂點分類法將其分為5類. 通過地理探測器分析區位環境因子的驅動力作用大小, 擴展區位因子值越大, 表示該因子對城市擴展的驅動力作用越大(表5).

圖3 城市空間擴展區位環境因素

表5 城市空間擴展區位因子q值

擴展區位因子值的大小依次是高程、距高速公路距離、距鐵路距離、距水系距離和距城中心距離. 高程的影響體現在城市擴展發生在海拔較低的地區. 寧波地形西南高、東北低, 西部以低山丘陵區為主, 東南部等地分布低山丘陵港灣. 東北和中部的甬江流域平原是寧波的經濟和政治中心. 城西受地形的限制, 以內部填充為主, 東部地區擴張集中于鎮海和北侖, 因此距城中心距離影響較小. 其次是距高速公路距離, 交通的建設有利于沿線土地的開發, 加快城市擴張. 寧波城市擴展與繞城高速的建設開通步伐一致, 道路的完善提高了資源配置效率, 也帶動了周邊地區發展. 雖然鐵路的開通在也一定程度上促進了周邊土地利用類型的轉換, 但影響程度不如公路距離影響明顯.

3.2 社會經濟分析

以寧波市建設用地面積作為因變量(), 選取驅動因子中人為社會因素市區戶籍人口(6), 常住人口(7), 城鎮化率(8), 國民生產總值(9), 第一產業占比(10), 第二產業占比(11), 第三產業占比(12), 公共財政支出(13), 固定資產投入(14)作為自變量進行多元線性逐步回歸, 且優先選擇城市擴展的主要社會經濟驅動因素. 建立回歸方程,2=0.994, 顯著性水平小于0.05, 回歸效果良好. 具體公式如下:

通過回歸分析得出, 寧波城市空間擴展的決定性因素為國民生產總值和常住人口. GDP反映寧波經濟發展狀況, 是城市擴展的基礎. 常住人口的不斷增加帶來的用地壓力驅動了城市的不斷擴展. 由于影響寧波城市擴展的社會經濟因素眾多, 以下從市場、社會和政府三方面具體分析.

3.2.1 產業經濟

寧波市GDP從2000年1175.75億元躍升到2018年10745.5億元, 產業結構變化推動了城市擴展. 第二產業是寧波主導產業, 占比超50%. 通過分析寧波市建設用地面積與產業結構相關性(圖4), 城市擴展與第一產業占比相關系數高達0.9970, 且方程系數為負數, 表明農業用地轉換為建設用地. 二、三產業比重相近, 相關性分別為0.5513和0.8347, 工業是寧波主導產業, 沿海工業用地的增加擴張了城市面積. 第三產業比重逐漸上升, 服務行業用地增加也是寧波城市擴展原因之一.

3.2.2 人口社會

寧波市城市常住人口迅速從628.4萬增至820.2萬. 大量勞動力向城市轉移, 擴展過程中的土地利用結構發生改變, 使眾多農業人口轉變為非農業人口. 分析寧波市建成區面積與市區人口和常住人口的關系(圖5), 發現城市擴展與常住人口關系十分密切, 存在明顯正相關, 相關系數達到0.9394和0.9541, 即城市的擴展會隨著人口增加而不斷增加, 人口壓力帶來大量用地需求, 因此, 人口因素是衡量寧波城市擴展因素的重要指標.

圖4 城市擴展與產業結構相關性分析

圖5 寧波城市擴展與人口增長相關性分析

3.2.3 政策與規劃

政府決策和規劃引導了城市發展方向和速度的變化. 在1986版寧波城市總體規劃中首次提出了寧波老市區、鎮海發展區和北侖開發區的三片區發展模式. 1999版規劃中明確寧波重要港口城市、長江三角洲南翼經濟中心和歷史文化名城的城市性質. 1998~2002年進行舊城改造和新城的開發. 加之鄞縣撤縣并區, 對寧波城市的擴展存在客觀貢獻. 此后伴隨著城市功能的完善, 交通基礎設施的建設, 東擴步伐加快, 沿江沿交通線向東軸向延伸. 2006年城市總體規劃強調調整城市發展規模, 構建組團式城市結構, 加強了鎮海、北侖與中心城區的聯系. 2018年提出“2049城市發展戰略”, 根據當前寧波擴展趨勢, 鎖定空間資源和發展規模, 強調優化空間格局, 以完善主城區的集聚核心功能. 城市的擴展離不開政策支撐, 不同時期的政策和規劃引導著寧波城市擴展的方向和速度. 圖6顯示, 公共財政支出、固定資產投入這兩項和城市建設用地的相關系數分別為0.5679和0.6094, 與城市空間擴展呈現正相關的關系, 對于城市的發展具有顯著的促進作用.

圖6 城市擴展與政府投資相關性分析

4 結論

城市空間擴展研究對當今有重要意義, 本文分析寧波城市擴展過程和城市擴展形態, 挖掘寧波城市空間擴展的特征及規律.

(1)城市整體擴張階段性明顯, 2000~2005年是城市擴展速度和強度最大的時期. 此后擴展速度和強度大幅回落, 城市形態趨于復雜和分散. (2)寧波城市空間擴展以東西條帶狀發展. 早期方向為東北和西南, 2006年后向東地區延伸. 鎮海、北侖與中心城區形成組團式結構. 近年東擴幅度更加明顯, 三片區呈現融合趨勢, 聯系更加緊密. (3)受制于地形, 城市向東隨著交通設施的完善而進行沿線擴張. GDP和常住人口是決定性因素, 同時產業結構、政策投資均對城市擴展有影響.

寧波城市快速擴張導致城市形態復雜, 降低了城市內部資源的利用效率. 加強鎮海、北侖與中心城區的聯系, 完善城市空間擴展形態是未來寧波城市發展的方向. 本文僅從宏觀層面研究寧波市主城區的城市空間演變過程, 未能結合不同階段用地的比例探討內部空間擴展的合理性, 未來需進一步整理城市內部不同功能用地資料, 以豐富城市空間結構的變化研究.

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Spatial expansion characteristics of Ningbo city and its driving forces since 2000

JI Shunwei1,2, MA Renfeng1,2, REN Liyan1,2*

( 1.Institute of Human Geography and Urban-Rural Planning, Ningbo University, Ningbo 315211, China; 2.Ningbo Land and Marine Spatial Utilization and Governance Collaborative Innovation Center, Ningbo University, Ningbo 315211, China )

The land use data of Ningbo urban area is extracted from the remote sensing image database to analyze the spatial expansion characteristics of the city in terms of expansion speed, intensity and compactness. The four aspects, including location environment, population and society, industry and economy, and government decision, are selected to study the driving forces of urban expansion in Ningbo. The study finds that: (1) Ningbo’s urban spatial expansion is advanced in a phase-wise manner, with rapid spatial expansion from 2000 to 2005, followed by a slow expanding momentum; the outward expansion results in complex urban patterns and poor space-planning. (2) Due to the influence of topography, the urban space expands corridor-like to the east with the improvement of transportation facilities; GDP and resident population are the decisive factors of urban spatial expansion, while industrial structure and investment less influence the momentum of urban expansion.

urban expansion; urbanization; driving forces; administrative division adjustment

TU982

A

1001-5132（2021）02-0096-06

2020?03?12.

寧波大學學報（理工版）網址: http://journallg.nbu.edu.cn/

國家自然科學基金面上項目（41771174）.

季順偉（1997－）, 男, 江蘇鹽城人, 在讀碩士研究生, 主要研究方向: 經濟地理與區域規劃. E-mail: 1911073006@nbu.edu.cn

任麗燕（1976－）, 女, 山東淄博人, 博士/副教授, 主要研究方向: 土地資源管理. E-mail: renliyan@nbu.edu.cn

（責任編輯 章踐立）