城市化進程中城市空間響應模式與發展策略

沈麗娜 劉傲然 趙新正

摘要：城市化進程中城市空間擴張的演化特征、響應模式與發展策略對于城市群的健康發展具有重要意義。通過對關中平原城市群的研究可以發現：城市化與城市空間擴張具有較高的相關性，二者異速生長模型中的標度因子是城市化進程中城市空間擴張響應模式的劃分標準，據此可將其劃分為城市化主導型、均衡發展型、空間擴張主導型、空間擴張失調型四種類型;尚處于孕育發展階段的關中平原城市群，其城市空間暫未完全步入轉型發展階段，應采取適宜性的空間發展策略。以標度因子為判識依據，積極建構城市化與城市空間擴張的均衡發展模式是實現城市群健康發展的戰略選擇。

關鍵詞：城市化;城市空間擴張;異速生長;關中平原城市群

中圖分類號：F129.9;TU984.2? 文獻標識碼：A文章編號：1009-3060（2021）03-0101-08

一、引言

改革開放四十多年來，我國城市發展成就斐然。城市化水平快速攀升，由1978年的17.9%提高到2018年的59.6%，年均增長1.04個百分點。與此同時，人口大量涌入城市，也給自然環境造成了極大的威脅。城市空間面臨從“增量擴張”向“存量挖潛”轉型的發展階段。但各個城市社會經濟發展情況各異，發展階段也不盡相同，對于是否所有城市均面臨著空間轉型發展、是否均步入了“存量挖潛”的發展階段等問題，依舊存疑。因此，探究城市化進程中的城市空間擴張演變規律就成為一個亟待解決的問題。

黨的十九大報告提出將城市群作為促進我國城鎮協調發展的空間主體，城市群成為我國新型城鎮化的主要空間形態與區域經濟發展的重要載體3。相比于京津冀城市群、長三角城市群、珠三角城市群等東部沿海地區城市群呈現出的城市化水平較高、空間擴張趨于飽和的成熟化特征，關中平原城市群仍處于孕育發展階段，城市可塑性相對更高，采取何種空間發展模式與策略仍有待探討。因此，從城市群的角度探究城市化與城市空間擴張的互動關系，對于引導西部地區城市化健康發展和空間有序擴張具有重要意義。

近年來，國內外學者針對城市化和城市空間擴張的相互關系進行了深入的理論探討。一般認為，城市化水平的提升會引起城市的空間擴張，二者成正相關關系5。人口城市化導致“人地失調”6，促使建設用地擴張以達到平衡7-。隨著我國城市化水平逼近60%，城市人口增長速度將逐漸放緩，加之城市空間的蔓延式發展和失控現象10，由“增量擴張”向“存量挖潛”的空間轉型就成為現階段被普遍認可的城市發展解決方案-12，但“存量挖潛”也暴露出空間承載力突破極限、安全風險增多等問題18]。因而，也有觀點認為，城市空間應持續擴張4或建立存量優化提升與增量智慧增長的雙軌目標體系5，提出通過經濟發展水平、城市性質、人口規模等多因素情景分析確定適合城市自身的空間發展模式6-17。但如何判識城市化進程中城市空間擴張的響應模式，定量測度城市空間發展類型7，并制定適宜性的城市空間發展策略8，仍需要進一步探索。鑒于此，本研究以關中平原城市群為研究對象，通過對城市化與城市空間擴張之間異速生長關系的分析，研判城市化進程中城市空間擴張的響應模式，并提出適宜性的發展策略，從而為城市群的健康發展提供理論支撐。

二、研究區概況與研究方法

（一）研究區概況及數據來源

關中平原城市群地處中國內陸中心，是歐亞大陸橋的重要支點，為連接東中西部的重要通道，包括陜西省的西安、咸陽、寶雞、銅川、渭南、商洛，山西省的臨汾、運城以及甘肅省的天水、平涼、慶陽等11個地級市。2018年1月，國務院批復《關中平原城市群發展規劃》，這標志著關中平原城市群建設與發展正式上升為國家戰略。本研究所提及的關中平原城市群內涵與外延均與《關中平原城市群發展規劃》保持一致。在國家宏觀戰略背景下，關中平原城市群承擔著促進向西開放、推動區域協調發展、引領西部新型城市

1.研究區概況

化的重大歷史任務。然而，關中平原城市群尚處于孕育階段，區域內城市發展特點各異，呈現出與東部沿海地區城市群不同的地域特征。因此，關中平原城市群作為研究對象具有一定的代表性和典型性。

2.數據來源及預處理

本研究數據包括兩部分。城市化方面，通過《中國城市統計年鑒》《中國城市建設統計年鑒》以及各省市的統計資料，提取1992年、1997年、2002年、2007年、2012年、2017年共6個關鍵年份有關人口、經濟、社會和生態環境4個方面14個指標的統計數據（表1）。對于個別缺失的指標數據，采用插值法進行補充完善。

城市空間擴張方面，以“美國國家地球物理數據中心”的夜間燈光數據為基礎，選取研究區1992年、1997年、2002年、2007年、2012年的DMSP/OLS燈光數據以及2017年的NPP/VI-IRS燈光數據，判讀11個城市的建成區面積數據。具體步驟為：首先，借助ArcGIS 10.5軟件對2017年燈光數據進行預處理，以增強燈光數據的連續性與準確性;其次，采用統計一植被指數法確定燈光閾值;最后，根據燈光閾值提取出各城市建成區范圍，進而統計建成區面積。相較于傳統的統計數據，夜間燈光數據能夠反映多維度特征，有著較強的空間性與連續性[21]，可以較好地分析城市空間格局的演變過程。

（二）研究方法

1.熵值法

不同的城市化發展水平形成了不同發展階段的城市群，進而影響城市的發展階段與發展類型[2]。因此，本研究從城市化的內涵出發，基于指標正交性、完備性、非冗余性等原則，在前人研究的基礎上[23-25]，選取提煉出人口、經濟、社會和生態環境4個方面14個指標確定城市化發展指數（表1）。在構建城市化發展指數指標體系的基礎上，本研究首先對數據進行歸一化處理，保證量綱一致性;其次，因熵值法在權重確定方面具有客觀、真實的優點，適合多元指標綜合評價，故采用熵值法對城市化指標的權重進行計算[26];最后，通過加權求和的方式計算城市化發展指數。

2.雙對數異速生長模型

雙對數異速生長模型是通過對相互關聯的兩因素分別取對數，并進行線性關系求解來判斷兩因素之間的相互關聯性，在城市形態、城市體系等諸多研究領域都有應用27。城市化與空間擴張作為城市研究中的兩個重要因素，相互影響、相互制約，因此，通過雙對數異速生長模型對其進行測度，有利于明確城市空間發展類型。雙對數異速生長模型計算公式為：

式中，y為建成區面積，x為城市化發展指數，k為標度因子（斜率），C為常數。

通過“城市化一空間擴張”雙對數異速生長關系的擬合，將代表城市化與城市空間擴張協調性及發展優先度的標度因子k值作為城市空間擴張響應模式劃分的依據。在人口一面積雙對數異速生長模型中，標度因子（斜率）是判斷人口與土地是否處于良性發展關系的依據，k=1被定義為二者發展關系的臨界值8，并基于相關研究將k=0.67（2/3）作為負異速生長的分界點。需要說明的是，本研究在k=1臨界值的基礎上取±5%作為均衡發展型合理浮動區間，并以此劃分異速生長關系的類型（表2）。

三、城市化與空間擴張的演化特征

（一）城市化演化特征

從關中平原城市群整體演變趨勢看，城市化發展呈增長態勢，且增長速度逐漸加快（圖1）。1992—1997年，城市化發展指數大多維持在0.20?????? 以下，具有整體較低且發展較緩慢的特點;1997—2012年，城市化發展指數快速增長;2012年，所有城市均超過了0.25，且保持快速攀升的發展態勢，這說明區域發展的外部環境和發展條件良好，潛力巨大。在研究時段內，城市化發展態勢基本趨同，具有一致性。目前，東部沿海地區城市群的城市化發展水平相對較高，呈現逐漸減緩的趨勢[29。與之相比，關中平原城市群仍有較大的提升空間，尚處于孕育發展階段。

從關中平原城市群內部結構看，其表現為中心城市首位度較高、其他城市水平偏低且均質的特征。西安的城市化發展指數呈現一枝獨秀的狀態。2017年，西安城市化發展指數為0.65，遙遙領先于其他城市，反映了區域生產要素高度集中、首位度明顯的特征。其他10個城市發展較落后，雖然寶雞與咸陽于2017年突破了0.40，但與其他城市的差距并不明顯，具有地域均質性的特點，且維持在較低的水平。這進一步說明關中平原城市群尚處于發展孕育階段，與西北地區在我國社會經濟發展中的實際情況基本相符。

（二）城市空間擴張演化特征

關中平原城市群城市空間擴張總體上呈現不斷增長的趨勢，經歷了“緩慢增長—加速—趨緩”的變化過程（圖2）。

（1）緩慢增長階段：1992—1997年的城市空間擴張水平多處于20%以下;1997—2002年的空間擴張水平雖有所提升，但仍維持在20%～30%之間，城市建成區面積增長較為緩慢。（2）加速階段：2002—2007年，西安、渭南、平涼、銅川的擴張水平超過50%;2007—2012年，西安、寶雞的擴張水平超過50%;其他城市在20022012年期間的擴張水平也維持在30%～40%，城市建成區面積快速增長。（3）趨緩階段：2012—2017年，在經歷了快速的城市空間擴張后，大多數城市的空間擴張水平明顯回落，大致維持在10%左右，僅有渭南（48.7%）、西安（30.9%）、商洛（20.0%）等少數城市仍保持在一個相對較高的發展水平，城市建成區面積趨于穩定。東部沿海地區城市群的城市空間擴張已漸趨穩定，而關中平原城市群的城市空間擴張相比于東部城市群具有一定的滯后性，這與城市群快速擴張的中心由東向西移動的觀點是一致的[3]。

在關中平原城市群的11個城市中，西安城市空間擴張水平遠遠超過其他城市，特別是在2002—2012年其增長速度超過50%，雖然在2012—2017年有所減緩，但仍保持了30.9%的擴張速率，基本符合西安作為國家中心城市的定位;雖然銅川、寶雞、臨汾、平涼四個城市在城市建成區面積上有所差異，但空間擴張速度在2002—2012年之間明顯加快，也超過了50%;咸陽、商洛、運城、天水、慶陽則在1992—2012年呈現了較為勻速的增長趨勢，擴張速度較為穩定，2012—2017年增長速度相對減緩;渭南則以2012年為分界點，前期增長較為緩慢，而后期表現為快速的增長態勢。

四、城市空間擴張響應模式與發展策略

（一）城市空間擴張響應模式

將標準化的城市化發展指數與建成區面積分別求對數，構建“城市化一空間擴張”雙對數異速生長模型。模型中R2值最小的為運城（0.8704），其他10個城市的R2值均大于0.9（表3），這說明模型回歸擬合效果較好，二者之間具有線性正相關關系，且相關性顯著。

為了進一步驗證分類的科學性，以k值為研究對象，運用SPSS軟件組間聯接方法進行系統聚類分析，度量標準采用平方Euclidean 距離，得到城市發展類型聚類圖（圖3）。

據此，可將11個城市分為4種類型：中心城市西安的k值為1.217>1.05，為正異速生長，屬于城市化主導型城市;銅川、平涼的k值位于0.95～1.05，為勻速生長關系，屬于均衡發展型;慶陽、渭南、寶雞、商洛和臨汾的k值均位于0.75～0.95，為輕度負異速生長，屬于空間擴張主導型;運城、天水、咸陽的k值位于0.5～0.6，為中度負異速生長，屬于空間擴張失調型。通過探究城市空間發展規律，辨析不同的空間擴張響應模式，有利于關中平原城市群的科學健康發展。與沿海地區城市群相比，處于孕育發展階段的關中平原城市群，其城市空間擴張尚未完全步入從“增量擴張”向“存量挖潛”轉型的發展階段。

（二）城市空間發展策略

1.城市化主導型

該類型城市的城市化發展指數較高，城市建設較為完善，對空間擴張的需求逐漸減弱，以西安為代表，屬于良性發展模式。究其原因，西安作為西北地區的中心城市，在西部大開發、“一帶一路”建設等政策支持下，經濟社會加速發展，人口急劇增多，促進了城市化的綜合發展，借助高新、經開、西咸等新區建設發展有力地推動了城市空間的擴張，形成了城市化高速增長帶動城市空間快速擴張、城市空間擴張略微滯后于城市化增長的“城市化主導型”模式。因此，其需在“存量挖潛”的基礎上適度進行“增量擴張”，進一步促進城市化與城市空間的協調發展。

西安的土地資源浪費現象并不突出。因此，“存量挖潛”宜著眼于現有建設用地的高效利用，具體策略包括：通過容積率、建筑密度等開發強度指標的調整提高土地的使用效率;通過土地混合利用來實現用地功能的整合與優化，提高土地集約化程度;通過遷村并點的方式合理進行城中村、城邊村宅基地的騰退工作，節省建設用地以便他用。同時，此類城市的適度“增量擴張”，需要在對城市增長邊界進行合理劃定的基礎上，通過合理規劃新區（如西咸新區）采取組團式或飛地式的方式加以實現。

2.均衡發展型

該類型城市的城市化發展指數相對較低，同時，城市空間擴張程度也相對較慢，因此形成了相對均衡的良性擴張模式，包括銅川和平涼兩個城市。究其原因，該類型城市的產業結構較為單一，多為資源型和傳統煤電業主導城市，隨著煤炭資源的逐步枯竭，缺乏帶動經濟快速發展的新型產業，城市化水平較低。加之地理區位、經濟條件等因素的限制，該類型城市的空間并未出現大規模擴張，結果形成了城市化與城市空間擴張大致相同的“均衡發展型”模式。因此，為推動城市的健康發展，應采用“存量挖潛”和“增量擴張”相結合的發展策略。

該類型城市前期的空間擴張主要為煤炭業等傳統工業的布局提供支撐，現階段面臨著土地閑置的風險。因此，對于“存量挖潛”，具體策略可為：加強產業結構轉型，實現原有工業用地的再利用;通過引進現代高科技產業的入駐，積極推進第三產業的發展，構建更具活力的多元產業體系，實現原有存量工業用地的平穩轉型與高效利用，為建設用地的可持續利用提供現實條件。而對于“增量擴張”，則需要根據各級規劃要求，合理選擇城市發展方向，通過合理設立城市新區、增加建設用地面積的方式加以實現。

3.空間擴張主導型

該類型城市的城市化發展指數多呈現持續上升的趨勢，對空間擴張具有一定的推動力，但前期空間擴張程度略快于城市化發展水平，包括慶陽、渭南、寶雞、商洛和臨汾五個城市。究其原因，此類城市的新區建設及行政區變更較早完成，一定程度上加劇了建成區的擴展，導致產業發展與人口增加并未完全匹配，結果形成空間擴張快于城市化發展的發展模式。因此，在未來一段時間內，應側重建設用地的“存量挖潛”，并輔以少量適度的“增量擴張”，以滿足城市發展需求。

該類型城市中，對于城市化指數較高的城市（寶雞）而言，其前期城市空間的擴張主要由城市化的帶動而實現，土地資源利用較為合理。因此，“存量挖潛”的主要實現途徑為調整建設用地指標、加快土地流轉、劃定存量單元等，努力實現區域性城市更新。而對于城市化指數較低的城市（渭南、商洛、慶陽、臨汾），則需要加強產業結構轉型，實現工商業存量用地的高效利用;針對現有新區，積極篩查有無土地資源浪費現象，合理評價其發展潛力，通過再開發的方式高效利用已有土地資源。同時，根據城市各級規劃要求和城市化發展需要，采取沿線式或散點式的小規模的“增量擴張”模式，引導城市化與城市空間協調發展。

4.空間擴張失調型

該類型城市的城市空間出現了過度擴張現象，與城市化發展指數不相匹配，包括咸陽、運城和天水三個城市。究其原因，咸陽空間擴張受西安城市空間發展的影響，特別是西咸新區的建設，增速遠遠超過了城市化的發展增速;而運城和天水因受制于行政壁壘的制約和產業結構的單一，城市化發展程度較低，并且由于城市新區的建設和人口的快速增加，導致大量土地資源浪費，形成了不可持續、不健康的發展模式。因此，應盡快由“增量擴張”積極地向“存量挖潛”轉變，促進城市化的健康發展。

該類型城市中均出現了大量土地資源閑置或者浪費的現象。因此，“存量挖潛”的主要實現途徑為閑置土地的再開發。對于前期由于快速擴張而未充分利用的土地資源，可采取由政府主導、多方合作的模式進行二次開發;對于完全閑置的土地，在合規合法的基礎上，以提升綜合城市化水平、實現人本化發展為目標，通過生態修復與城市修補，提升土地資源的使用效率，促進城市的健康發展。同時，對于城市化發展指數較低的城市（運城、天水），還應加快產業結構的轉型，構建支撐城市快速發展的創新和人才體系，實現城市存量工業用地的高效利用。

五、結論

本研究以關中平原城市群為研究對象，綜合運用熵值法、異速生長模型等方法，探究城市化與城市空間擴張之間的內在規律，對于識別城市空間擴張響應模式、提出適宜性的發展策略、促進城市群的健康發展具有一定的理論意義。主要結論如下：

關中平原城市群城市化與城市空間擴張持續增長。城市化發展呈增長態勢，且增長速度逐漸提升;城市空間擴張總體上也呈現不斷增長的發展趨勢，經歷了“緩慢增長—加速—趨緩”的變化過程。這與東部沿海地區城市群所普遍呈現的城市化發展水平較高但增長速度趨于穩定、城市空間發展模式轉向“存量挖潛”的基本特征形成鮮明的對比，也證實了關中平原城市群處于城市群孕育發展的階段，面臨空間發展模式的關鍵選擇。

城市化與城市空間擴張的相關度較高，但異速生長關系不盡相同，標度因子k值是城市空間擴張響應模式判識的指示劑。據此可將11個城市劃分為城市化主導型、均衡發展型、空間擴張主導型和空間擴張失調型等4種類型。與沿海地區城市群相比，尚處于孕育發展階段的關中平原城市群，其城市空間擴張尚未步入從“增量擴張”向“存量挖潛”轉型的發展階段。

不同類型的城市需采取適宜性的空間發展策略。基于城市空間擴張響應模式的判識，建議西安采取在“存量挖潛”基礎上適度“增量擴張”的發展策略，平涼和銅川采取“存量挖潛”和“增量擴張”相結合的發展策略，寶雞、渭南、商洛、臨汾和慶陽采取“存量挖潛”為主、“增量擴張”為輔的發展策略，而咸陽、運城和天水則采取“存量挖潛”為主的發展策略。以標度因子k值為判識依據，積極建構城市化與空間擴張的均衡發展模式是實現城市群健康發展的戰略選擇。

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The Urban Spatial Response Modes and Development Strategies in the Process of urbanization： Based on a case of

Guanzhong Plain Urban Agglomeration

SHEN Lina， LIU Aoran， ZHAO Xinzheng

（Shaanxi Key laboratory of earth Surface System and Environmental Carrying CapacityCollege of Urban and Environmental sciences Northwest University， Xi'an 710127， China）

Abstract： During the process of urbanization， the response mechanism of urban spatial expansion is of great significance to healthy development of urban agglomerations. Taking Guanzhong Plain urban agglomeration as the research object， this paper analyzes the evolution characteristics， response modes， development strategies between urbanization and urban spatial expansion with entropy method and allometric growth， and explores the internal law between them. The results show that there is a higher correlation between urbanization and urban spatial expansion， and the scale factor of their growth model is the criterion to classify the response modes of urban spatial expansion in the process of urbanization. According to this， it can be divided into four types： urbanization leading balanced development， spatial expansion leading and spatial expansion imbalance. Then， this paper suggests that the Guanzhong Plain urban agglomeration， which is still in the gestational development stage， has not yet fully entered the transformational development stage of urban spatial， and puts forward appropriate spatial development strategies. Based on the scale factor， it is a strategic choice to construct a balanced development mode between urbanization and urban spatial expansion

Key words： urbanization; urban spatial expansion; allometric growth; Guanzhong Plain urban agglomeration

（責任編輯：王晨麗）