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中国主要城市建设用地扩张特征

本站小编 Free考研考试/2021-12-29

童陆亿¹^,²^,, 胡守庚¹^,²^,³^,

1. 中国地质大学（武汉）公共管理学院,武汉 430074

2. 国土资源部法律评价工程重点实验室,武汉 430074

3. 中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101

Characterizations of urban sprawl in major Chinese cities

TONGLuyi¹^,²^,, HUShougeng¹^,²^,³^,

1. School of Public Administration,China University of Geosciences,Wuhan 430074,China

2. The Key Laboratory of the Ministry of Land and Resources for Legal Evaluation Engineering,Wuhan 430074,China

3. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100101,China

通讯作者:胡守庚,E-mail：husg2009@gmail.com
收稿日期:2015-01-7
修回日期:2015-10-19
网络出版日期:2016-01-25
版权声明:2016《资源科学》编辑部《资源科学》编辑部
基金资助:

基金项目：国家自然科学基金（41101535）

教育部人文社会科学研究基金（14YJCZH192）

博士后基金（2013M530709,2014T70115）

作者简介:
-->作者简介：童陆亿,男,湖北宜昌人,博士生,主要研究方向为城乡土地利用转型及其资源环境效应。E-mail：lytongc@gmail.com

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摘要
多维度城市扩张度量,是深刻揭示城市扩张规律及驱动力,实现高效城市扩张控制,推进中国新型城镇化及生态文明建设的重要基础。本文利用城市扩张自由度、蔓延度、感观优劣度指数对中国216个主要城市2000-2012年期间的扩张特征进行了综合度量。结果表明：①中国城市扩张总体趋于紧凑,但低约束扩张模式所催生的“低质量”城市发展态势严峻;②不同维度城市扩张特征不尽相同,东、中部地区是中国近年城市扩张的集中地,扩张自由度及蔓延度较高、区域差异明显,扩张模式不尽合理;广东、河北、山东、河南、安徽等省份“低质量”扩张现象较为严重,西部省份及少数民族自治区扩张模式整体较优;城市圈地区扩张紧凑度较高,但统筹协调程度较低,区域扩张差异明显,局部地区扩张质量较低;③内陆及城市圈地区将成为中国城市扩张的重要发生地;④广州、石家庄、济南、合肥、湘潭城市扩张感观优劣度相对较低。努力构建并完善“国家-地区-城市”多级城市扩张监管体系,是统筹协调区域城市建设用地开发利用,积极推进高质量城镇化,实现城市可持续发展的首要任务。

关键词：城市化;城市扩张;自由度;蔓延度;感观优劣度;中国
Abstract
Synthetic multi-scale expansion measurements are essential to identifying inherent urban sprawl driving forces and dynamic principles,approaching effective national urban sprawl control,and facilitating neo-urbanization and ecological civilization construction in China. We characterized urban sprawl from 2000 to 2012 in 216 major cities in China using degree-of-freedom,degree-of-sprawl and conceptual degree-of-goodness metrics. We found that despite overall compact urbanization sprawl observed in China,the relatively low-quality urban growth contributed by the expansion under uncontrolled modes was still scared. This showed different characteristics of urban sprawl at varied scales;specifically,the major sites for sprawl in eastern and central China with high degree-of-freedom and degree-of-sprawl values, which were mixed in different areas, obtained less comfortable expansion. Relatively low-quality expansion processes were observed in Guangdong,Hebei,Shandong,Henan and Anhui,while autonomous and western regions experienced more amicable urban growth. Although general compact growth patterns were generated in metropolitan areas,they were less coordinated,i.e.,high heterogeneous expansion in space and low-quality urban growth in some local parts from a conceptual perspective. It is predicated that inland and metropolitan districts will be major sites where urban land will be developed in coming decades. At the city scale,Guangzhou,Shijiazhuang,Ji’nan,Hefei and Xiangtan have lower degree-of-goodness values for urban sprawl. Initiatives to achieve hierarchical （national,regional,and local city levels）urban sprawl monitoring and management frameworks are vital tasks for integrated and balanced urban land development in time and space,high quality urbanization patterns,and sustainable urban development in China.

Keywords：urbanization;urban sprawl;degree-of-freedom;degree-of-sprawl;conceptual degree-of-goodness;China

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童陆亿, 胡守庚. 中国主要城市建设用地扩张特征[J]. , 2016, 38(1): 50-61 https://doi.org/10.18402/resci.2016.01.06
TONG Luyi, HU Shougeng. Characterizations of urban sprawl in major Chinese cities[J]. 资源科学, 2016, 38(1): 50-61 https://doi.org/10.18402/resci.2016.01.06

1 引言

城市化进程中日趋剧烈的土地利用变化是影响地区乃至全球社会经济发展及生态稳定的重要因素^[1,2]。近半个世纪以来,大部分地区尤其是发展中国家经历了快速的城市化过程,大城市、超大城市不断涌现,由无序城市蔓延所导致的区域社会经济、生态问题频发^[3,4]。如何有效控制城市扩张,防治区域社会经济及生态环境乱局,寻求可持续城市发展路径已成为当前城市研究的重要内容。
及时准确的城市扩张度量,是深入开展城市扩张机理及可持续城市发展战略研究,全面提升城市管理成效的重要基础。自20世纪60年代以来,国内外****就开始对城市扩张进行系统研究^[5]。近年,随着图形学、空间统计学等学科的发展,以及“3S”等现代信息技术的革新,****们在城市扩张度量方法及指标体系研究中取得了较为丰硕的成果,能有效表征城市用地扩张过程及格局的建设用地密度、景观生态指数等^[6-9]指标在城市扩张度量中得到了广泛应用。近期,Bhatta等还成功运用卡方检验、信息熵理论构建了用以综合度量城市扩张过程及格局的模型,并对印度豪拉市、加尔各答市地区的城市建设用地扩张自由度、蔓延度和优劣度进行了定量测度^[10]。日益丰富土地信息数据更是使小区域城市建设用地纵向扩张的综合表征与度量取得突破^[11]。此外,基于社会、经济、生态多指标组合的城市扩张度量及驱动力分析方法^[12-17]与城市形态等研究^[18-20]成为城市扩张分析的重要发展方向。然而,城市扩张是扩张过程与格局相互耦合的结果,现有研究大多侧重于城市扩张度量指标的时空差异分析,缺乏对多维度城市扩张过程及格局时空耦合规律的综合探究,难以满足地区尤其是发展中国家构建高效城市管理体系对城市扩张综合信息获取的迫切需求。
近30年来,中国取得了举世瞩目的城市发展成就,区域社会经济水平大幅提升^[21-23]。但是,在以经济增长为导向的城市发展模式刺激下,盲目城市扩张席卷全国^[24,25],由此引发的耕地流失、交通拥堵、地价暴涨、环境污染等资源环境乱局凸显^[26-29]。构建“以人为本、城乡统筹、绿色节约、宜居和谐”的城市发展模式,深入推进新型城镇化及生态文明建设战略,须形成系统、有效的城市扩张控制管理框架,以降低城市扩张乱局日趋恶化的风险^[30-32]。而中国地域宽广、地貌类型复杂、社会经济发展模式多样且区域差异明显,单一对象的城市扩张过程、格局研究难以深刻揭示区域城市扩张的本质规律及影响因素。为此,充分认识中国城市扩张过程及格局耦合作用结果,已成为其开展区域城市扩张综合研究的基础,更是发掘城市扩张驱动力,遏制城市蔓延,推进可持续城乡发展的重要途径。本文基于统计数据,对中国主要城市近13年城市扩张特征进行综合度量,以期为多维度城市扩张度量及可持续城市发展战略综合研究提供参考。

2 数据来源及研究方法

2.1 数据来源

研究以216个地级及以上城市为对象,开展中国城市建设用地扩张特征分析,城市建成区和行政区面积来源于2001年、2005年、2009年、2013年《中国城市统计年鉴》^[33-36]。216个城市分布于4个直辖市、4个自治区和22个省（图1）,东北、东、中及西部地区的城市分别为20、76、67和53个。

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图1城市样点分布
-->Figure 1Distribution of sampling cities
-->

2.2 城市扩张度量

城市建设用地（城市建成区）扩张是城市扩张最直观的表征。近年来,随着大城市及城市群地区建设用地扩张的兴起,城市扩张强度、模式、区域差异及综合成效等问题成为社会各界人士关注的焦点。研究以城市扩张区域协同程度、模式及其综合质量为重点,利用城市扩张自由度、蔓延度及感观优劣度指数^[10]对中国主要城市建设用地扩张特征进行综合分析。
2.2.1 城市扩张自由度
城市扩张自由度,通过度量城市扩张理论预测值（即理想值）及实际观测值时空差异来刻画城市扩张协同程度的指标。其中,Almeida等认为一定区域内的城市扩张规模可以利用与其相邻地区的城市建设用地扩张实际观测数据来预测^[37]。为消除城市辖区范围差异对城市扩张度量的影响,研究利用城市扩张规模系数对城市扩张规模进行修正：

\begin{matrix} S I_{ij}^{O} = 100 \times \frac{U S_{ij}^{O}}{A S_{j}^{}} \end{matrix}

（1）

\begin{matrix} S I_{ij}^{E} = S I_{i}^{O} \times \frac{S I_{j}^{O}}{M_{T}^{}} \\ S I_{i}^{O} = \overset{n}{\sum_{j = 1}} S I_{ij}^{O} \\ S I_{j}^{O} = \overset{m}{\sum_{i = 1}} S I_{ij}^{O} \\ M_{T}^{} = \overset{n}{\sum_{i = 1}} \overset{m}{\sum_{j = 1}} S I_{ij}^{O} \end{matrix}

（2）
式中

S I_{ij}^{O}

、

S I_{ij}^{E}

分别为在i时段内j区域的城市扩张规模系数实际观测值及理论预测值;

U S_{ij}^{O}

为在i时段观测到的j区域的城市扩张规模;

A S_{j}^{}

为j区域的辖区面积;

S I_{i}^{O}

、

S I_{i}^{O}

分别为实际观测的城市扩张规模系数矩阵（

S I_{ij}^{O}

）的行、列和向量;

M_{T}^{}

为所选研究区在研究时段内,实际观测到的累计城市扩张规模系数;m、n分别为研究选取的研究时间段和区域数。
卡方检验,是测度两组数据一致性的常用方法。一般而言,拥有较大卡方系数的两组数据,往往存在较强的差异性^[38]。因此,可利用卡方检验来统计城市扩张规模系数理论预测值与实际观测值的差异,进而测度城市扩张自由度：

\begin{matrix} D F_{i}^{2} = \overset{n}{\sum_{j = 1}} [\frac{(S I_{j}^{O} - S I_{j}^{E})^{2}}{S I_{j}^{E}}] \\ D F_{j}^{2} = \overset{m}{\sum_{i = 1}} [\frac{(S I_{i}^{O} - S I_{i}^{E})^{2}}{S I_{i}^{E}}] \end{matrix}

（3）

\begin{matrix} D F_{}^{2} = \overset{m}{\sum_{i = 1}} \overset{n}{\sum_{j = 1}} [\frac{(S I_{ij}^{O} - S I_{ij}^{E})^{2}}{S I_{ij}^{E}}] \end{matrix}

（4）
式中

D F_{i}^{2}

、

D F_{j}^{2}

分别为研究区i时期、j区域的城市扩张自由度;

S I_{i}^{O}

、

S I_{j}^{O}

、m、n同上;、分别为理论预测的城市扩张规模系数矩阵（

S I_{ij}^{E}

）的行、列和向量;

D F_{}^{2}

为研究时段内全局的城市扩张自由度。城市扩张自由度越高,其扩张过程以及格局的差异性越强,区域城市扩张协同程度越低。
2.2.2 城市扩张蔓延度
“贪大求快”的城市扩张模式,是区域“蔓延式”城市扩张模式的重要驱动因素。而相对稳定的区域城市扩张强度,往往催生“紧凑”城市发展过程^[19]：

\begin{matrix} R_{ij}^{} = \frac{S I_{ij}^{O}}{U A_{ij}^{O}} \end{matrix}

（5）
式中

R_{ij}^{}

为第i阶段j区域的城市扩张强度指数;

S I_{ij}^{O}

同公式（1）;

U A_{ij}^{O}

为第i阶段初期所观测到区域j的城市建设用地比例（以百分制计）。城市扩张过程及格局的蔓延度,可根据熵值理论来计算：

\begin{matrix} D S_{i}^{} = - \overset{n}{\sum_{j = 1}} p_{i*, j}^{} \ln (p_{i*, j}^{}) ， p_{i*, j}^{} = \frac{R_{ij}^{}}{\overset{n}{\sum_{j = 1}} R_{ij}^{}} \end{matrix}

（6）

\begin{matrix} D S_{j}^{} = - \overset{m}{\sum_{i = 1}} p_{i, j*}^{} \ln (p_{i, j*}^{}) ， p_{i, j*}^{} = \frac{R_{ij}^{}}{\overset{m}{\sum_{i = 1}} R_{ij}^{}} \end{matrix}

（7）

\begin{matrix} DS = - \overset{m}{\sum_{i = 1}} \overset{n}{\sum_{j = 1}} p_{ij}^{} \ln (p_{ij}^{}) ， p_{ij}^{} = \end{matrix} \begin{matrix} \frac{R_{ij}^{}}{\overset{m}{\sum_{i = 1}} \overset{n}{\sum_{j = 1}} R_{ij}^{}} \end{matrix}

（8）
式中

D S_{i}^{}

、

D S_{j}^{} 、 D S_{}^{}

分别为研究区i时期的城市扩张蔓延度,j区域的城市扩张蔓延度和全局（全时段、全区域）城市扩张蔓延度;

p_{i*, j}^{}

为j区域的城市扩张强度比例系数;

p_{i, j*}^{}

为研究区i时期的城市扩张强度比例系数;

p_{ij}^{}

为j区域在i时期的城市扩张强度比例系数;m、n、

p_{ij}^{}

同上。城市扩张紧蔓延越大,表明城市无序蔓延越明显,当

D S_{i}^{}

、

D S_{j}^{} 、 D S_{}^{}

分别高于ln(n)/2、ln(m)/2和ln(m×n)/2时（本研究中分别为2.69、0.55、3.24）,表明与之对应的城市扩张表现出极为明显的“持续蔓延”态势。
2.2.3 城市扩张感观优劣度
城市扩张的优劣程度,可认为是由城市扩张自由性和扩张模式共同决定的^[10]。扩张自由度越高且“蔓延式”扩张模式越明显的城市,其扩张往往受强有力且难可控的复杂因素驱动,城市扩张协同程度及模式“不尽理想”,城市扩张特征“较差”;而由“紧凑式”扩张模式主导且高区域协同的城市扩张通常较为“理性”,感观特征“良好”。

\begin{matrix} D G_{i}^{} = \ln \{1 / D F_{i}^{2} [D S_{i}^{} / \ln (n)]\} \\ D G_{j}^{} = \ln \{1 / D F_{j}^{2} [D S_{j}^{} / \ln (m)]\} \end{matrix}

（9）

\begin{matrix} DG = \ln \{1 / D F_{i}^{2} [DS / \ln (m \times n)]\} \end{matrix}

（10）
式中

D G_{i}^{}

、

D G_{j}^{}

、

DG

分别为扩张时段i研究区的城市扩张感观优劣度、区域j在研究期内的城市扩张优劣度和全局城市扩张感观优劣度;m、n、

D F_{i}^{2}

、

D F_{j}^{2}

、

D F_{i}^{2}

、

D S_{i}^{}

、

D S_{j}^{}

、

DS

同上。负的城市扩张感观优劣度预示着复杂多变的城市扩张格局及过程,其往往由不尽协调的城市发展规划等因素所致;而正的城市扩张感观优劣度表示相对较优的城市扩张感观特征。

3 结果分析

3.1 全国城市扩张特征

2000-2012年,中国经历了快速的城市扩张进程。2000-2004年期间,城市扩张规模系数最大值为21.24,均值达1.83,标准差高达2.62（表1）。而随着中国社会经济水平的不断提升,区域城市扩张全面爆发,城市扩张差异进一步扩大。2004-2008年和2008-2012年期间,城市扩张规模系数最大值分别为26.10、26.98,最小值、均值、标准差均有不同程度提升。沧州、佳木斯、玉溪、咸宁、大庆、鞍山、太原等内陆省会及城市群地区表现出强劲的城市扩张动力,城市扩张强度指数序位持续上升（表2）。而2000-2004年期间扩张规模系数较大的上海、台州、佛山、珠海、佛山、金华等沿海发达城市,其扩张强度指数在2004-2012年期间明显下降。
Table 1
表1
表1中国城市扩张规模系数统计
Table 1Statistics for modified urban growth index in China

阶段	最大值	最小值	平均值	标准差
2000-2004年	21.24	0.02	1.83	2.62
2004-2008年	26.10	0.03	2.09	3.40
2008-2012年	26.98	0.02	2.41	3.35

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Table 2
表2
表2中国城市扩张强度指数统计
Table 2Statistics for urban growth density in China

	城市	城市扩张强度指数			城市扩张强度指数序位			2000-2012年序位变化
	城市	2000-2004年	2004-2008年	2008-2012年		2000-2004年	2004-2008年	2008-2012年
内陆城市	沧州	9.29	4.92	0.55	138	25	10	128
	武汉	2.17	14.39	0.09	200	4	77	123
	佳木斯	1.92	0.27	0.05	211	173	90	121
	玉溪	2.09	0.50	0.10	196	138	81	115
	咸宁	1.44	0.73	0.07	207	115	105	102
	黄冈	3.68	0.28	0.57	135	170	40	95
	承德	3.60	5.40	0.67	126	20	41	85
	大庆	1.25	0.41	0.10	197	148	115	82
	鞍山	3.04	1.92	0.64	127	60	47	80
	德州	14.29	1.30	1.30	84	86	5	79
	太原	4.93	2.81	1.37	82	45	22	60
沿海城市	上海	0.15	1.45	3.53	29	74	203	-174
	台州	0.07	0.20	2.80	42	186	215	-173
	珠海	0.26	0.68	2.80	41	119	191	-150
	佛山	0.18	0.66	2.26	57	121	200	-143
	金华	0.19	0.29	1.47	80	169	199	-119
	南京	1.26	2.29	5.99	13	51	114	-101
	漳州	1.25	1.25	5.24	18	87	116	-98
	阳江	0.63	0.05	2.07	61	211	154	-93

注：表中仅列出2000-2012年期间216个样点城市中城市扩张强度指数序位提升最快的11个内陆城市,以及序位降低最为快速的8个沿海城市。如有需要,可向笔者索取详细清单。

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统计发现,2000-2004年期间,中国城市扩张自由度高达144.12（表3）,区域城市扩张约束力较低,扩张自主性较强。与此同时,城市扩张蔓延度为4.98,远高于“蔓延式”城市扩张模式门槛值（2.69）,且扩张感观优劣度为负（-4.89）,城市蔓延局势较严峻。2004-2012年期间,城市扩张蔓延度、自由度与感观优劣度进一步扩大。近13年来,中国全局城市扩张蔓延度高达6.07（高于“蔓延式”城市扩张模式门槛值3.24）,城市扩张感观优劣度为-6.03,城市发展局势不容乐观。
Table 3
表3
表3中国各时期城市扩张度量结果指数
Table 3Temporal urban growth metrics of China

时期	扩张自由度	扩张蔓延度	扩张感观优劣度
2000-2004年	144.12	4.98	-4.89
2004-2008年	150.02	4.87	-4.91
2008-2012年	150.48	5.08	-4.96
2000-2012年	444.62	6.07	-6.03

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3.2 东北、东、中及西部地区城市扩张特征

2000-2004年期间,东部沿海、中部地区城市扩张规模系数最大值分别为21.24、15.14,明显高于东北及西部地区（表4）。东部地区城市扩张规模系数最小值、均值与标准差最高,西部最低。可见,东、中部地区是该阶段中国城市扩张最为剧烈的区域,且城市间扩张强度差异明显;西部及东北部地区城市扩张相对缓慢。而2004-2008年期间,东北及西部地区城市扩张动力小幅上涨,其均值分别达到1.02和0.70。与此同时,东、中部地区城市扩张规模系数均值分别增至2.84和2.67,且标准差进一步扩大。2008-2012年期间,东部城市扩张速度整体放缓,城市扩张规模系数最大值、最小值、均值及标准差均有不同程度下降,区域城市扩张差异缩小。中、东北及西部地区则表现出持续高涨的城市扩张热情,扩张规模系数均值较前一阶段分别上涨17.23%、68.63%和82.86%,扩张动力强劲。
城市扩张预测值与实际观测值差异（城市扩张预测与实际观测值差异=

\sum | 城市扩张预测 值 - 城市扩张实际值 | / 2

）、城市扩张自由度较大的城市集中于中国中部、东部沿海及东北环渤海地区,濮阳、深圳、武汉、泉州、莆田、南昌、德州、许昌、张家口等地表现明显（图2）。濮阳扩张自由度高达33.72,钦州最低（0.000 1）。城市扩张自由度高于其均值（2.06）的城市共57个,占城市样本总数的26.39%（表5）。其中,东部及中部地区分别为33、17个,占该类城市的57.89%和29.82%（图3）。西部及东北部地区城市扩张自由度高于其均值的城市仅为1.39%和1.85%,城市扩张协同程度较高。城市扩张蔓延度平均值为0.89,低于“蔓延式”城市扩张门槛值（0.55）,城市扩张总体趋于紧凑,最小值为0.14（武汉）,最大值为1.10（钦州）,绵阳、济宁、邵阳、宣城、葫芦岛、龙岩、重庆、上饶等地区具有相对较高的城市扩张蔓延度。城市扩张蔓延度高于其均值的城市共计134个（占城市样本总数的62.04%）,东、中、西及东北部地区分别占30.60%、34.33%、26.12%和8.95%。此外,城市扩张感观优劣度分布于[-2.63,8.62],均值为0.63。呈现不理想扩张模式特征（感观优劣度小于0）的城市共计84个,占城市总样本的38.89%,其中82.14%的城市来自东部沿海及中部地区,濮阳、泉州、莆田、南昌、德州、深圳等地区的城市扩张感观优劣度较低。
Table 4
表4
表4中国东北、东、中及西部地区城市实际扩张规模系数
Table 4Observed modified urban expansion in northeastern,eastern,central and western China

地区	2000-2004年				2004-2008年				2008-2012年
地区	最大值	最小值	均值	标准差	最大值	最小值	均值	标准差	最大值	最小值	均值	标准差
东北	4.37	0.03	0.92	1.15	2.65	0.24	1.02	0.77	4.89	0.11	1.72	1.30
东部	21.24	0.08	2.70	3.21	15.17	0.05	2.84	3.44	19.62	0.07	2.75	3.31
中部	15.14	0.07	2.13	2.71	26.10	0.05	2.67	4.52	26.98	0.12	3.13	4.46
西部	2.53	0.02	0.55	0.60	3.87	0.03	0.70	0.80	6.84	0.02	1.28	1.39

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图22000-2012年中国主要城市扩张指数
-->Figure 2Urban sprawl metrics of main Chinese cities during 2000-2012
-->

3.3 省域城市扩张特征

北京、上海具有相对宽松的城市扩张环境,城市扩张预测与实际观测值差异、城市扩张自由度均明显高于天津和重庆（图4）。中部、东部沿海及环渤海地区的省份,城市扩张预测与观测值差异、城市扩张自由度分布范围相对较宽。山东、广东、河南、湖北、湖南地区城市扩张预测与实际值差异明显。辽宁、河北、山东、广东、河南、湖北扩张自由度存异常值,城市扩张“极化”现象较突出。西部省份及少数民族自治区城市扩张预测与实际值差异、自由度分布范围窄,且无明显异常值,区域城市扩张差异较小、协同程度较高。重庆、天津城市扩张蔓延度高于北京、上海、浙江、福建、广东、湖北、江西、内蒙古、陕西,城市扩张蔓延度分布范围较宽,内部差异明显（图4,表6）。辽宁、福建、河南城市扩张蔓延度均值较高,蔓延式扩张模式较明显,而城市蔓延度相对较低的异常值分布于辽宁、河北、江苏、河南、湖北。上海、黑龙江、青海“紧凑式”扩张格局明显。值得注意的是,少数民族自治区及西部省份未呈现出明显的感观优劣度负值,北京、上海城市扩张模式相对较差,重庆城市扩张“较优”。广东、河北、山东、河南、安徽等省份扩张特征较不理想,广州、石家庄、济南、合肥、湘潭等省会及城市圈地区的城市扩张感观优劣度低。

3.4 城市圈（群）地区城市扩张特征

城市圈地区是近年社会经济发展的重要区域,也是城市扩张的集中地^[39]。研究对成渝经济圈、海峡西岸城市群、环鄱阳湖城市群、江淮城市群、京津冀城市圈、辽宁中部城市群、山东半岛城市群、武汉城市圈、长江三角洲城市群、长株潭城市群和珠江三角洲城市群地区城市扩张特征进行分析。

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图3区域城市扩张特征及其比例
-->Figure 3Regional urban sprawl characteristics and corresponding ratio
-->

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图4省域城市扩张指数箱线图（注：“-”为直辖市（北京、天津、上海、重庆）与仅有单一城市参与城市扩张度量的省份（海南、新疆、青海））
-->Figure 4Boxplots for provincial urban sprawl metrics
-->

Table 5
表5
表5中国主要城市扩张特征分区域汇总结果
Table 5Summaries of urban growth characteristics of major cities of China at regional scale （城市数/占比%）

项目	东部地区	中部地区	西部地区	东北地区	合计
扩张自由度大于均值的城市数/占城市样本总数的比例	33/15.28	17/7.87	3/1.39	4/1.85	57/26.39
扩张蔓延度大于均值的城市数/占城市样本总数的比例	41/18.98	46/21.30	35/16.20	12/5.56	134/62.04
扩张感观优劣度小于0的城市数/占城市样本总数的比例	43/19.91	26/12.04	9/4.16	6/2.78	84/38.89

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2000-2004年期间,城市圈地区城市扩张规模系数平均值达2.49,明显高于全国（表1）及非城市圈地区（表7）。2004-2008年期间,非城市圈地区城市扩张规模系数上涨7.69%,城市圈地区依旧保持快速稳定的扩张态势。2008-2012年期间,非城市圈地区城市扩张进一步加速,城市扩张规模系数均值增加40.26%,而城市圈地区城市扩张速度放缓,城市扩张规模系数均值较2004-2008年阶段降低5.37%。整体而言,随着区域社会经济快速发展,城市圈地区扩张自由度达2.99,区域协同程度不高。成渝经济圈、江淮城市群、辽宁中部城市群、山东半岛城市群和长江三角洲城市群城市扩张自由度分布范围较小、均值较低,武汉城市圈、环鄱阳湖城市群、海峡西岸城市群、京津冀城市群扩张自由度差异明显,均值较高（图5）。与此同时,“紧凑式”城市扩张比重呈现出“城市圈地区>非城市圈地区”的格局,但不同尺度下城市扩张蔓延度差异较小。武汉市城市圈、环鄱阳湖城市群和珠三角城市群扩张蔓延度低,“紧凑式”扩张格局明显,但城市圈内部扩张蔓延度差异较大。辽宁中部城市群、山东半岛城市群整体扩张蔓延度高,“蔓延式”扩张局势较为严重。非城市圈地区表现出更为合理的城市扩张格局,感观优劣度均值达0.96,城市圈地区扩张质量相对较低。除辽宁中部城市群、成渝经济圈、海峡西岸城市群、山东半岛城市群外,长株潭城市群、京津冀城市群等地区感观优劣度小于0,“低质量”城市扩张模式明显。
进一步分析发现,城市圈地区扩张自由度、蔓延度高于全国主要城市平均水平及呈现不理想扩张模式的城市分别为32、53和46个,占相应类型城市总数的56.14%、39.55%、54.76%（图6）,局部地区城市扩张“乱局”较严峻。
Table 6
表6
表6呈现不理想扩张模式特征城市汇总
Table 6Cities with negative sprawl patterns

省(直辖市)	城市数	城市	省(直辖市)	城市数	城市
直辖市	2	上海、北京	湖北	3	武汉、黄石、黄冈
广东	11	深圳、揭阳、潮州、广州、汕头、珠海、茂名、阳江、惠州、江门、佛山	江西	3	南昌、景德镇、鹰潭
广东	11	深圳、揭阳、潮州、广州、汕头、珠海、茂名、阳江、惠州、江门、佛山	辽宁	3	大连、盘锦、朝阳
河北	9	张家口、保定、沧州、邯郸、承德、石家庄、衡水、邢台、唐山	山西	3	太原、长治、运城
河北	9	张家口、保定、沧州、邯郸、承德、石家庄、衡水、邢台、唐山	四川	3	自贡、达州、泸州
山东	7	德州、威海、青岛、滨州、济南、临沂、潍坊	陕西	2	宝鸡、渭南
河南	6	濮阳、郑州、许昌、开封、安阳、周口店	吉林	2	辽源、四平
安徽	6	马鞍山、铜陵、蚌埠、合肥、安庆、芜湖	黑龙江	1	哈尔滨
福建	5	泉州、莆田、福州、漳州、厦门	贵州	1	贵阳
浙江	5	绍兴、宁波、温州、台州、杭州	广西	1	柳州
湖南	5	长沙、衡阳、湘潭、娄底、株洲	西安	1	西宁
江苏	4	南京、无锡、扬州、连云港	云南	1	玉溪

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Table 7
表7
表7城市圈、非城市圈地区城市扩张对比
Table 7Comparisons of sprawl at national,metropolitan and non-metropolitan levels

城市扩张指数	非城市圈均值	城市圈均值	城市扩张对比
2000-2004年扩张规模系数	1.43	2.49	城市圈扩张更快
2004-2008年扩张规模系数	1.54	2.98	城市圈扩张更快
2008-2012年扩张规模系数	2.16	2.82	城市圈扩张更快
扩张自由度	1.49	2.99	非城市圈扩张约束更强
扩张蔓延度	0.90	0.87	城市圈紧凑式扩张更明显
扩张感观优劣度	0.96	0.10	非城市圈扩张模式更理想

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4 结论

多维度揭示城市扩张规律,是剖析城市扩张机理,构建城市扩张控制及区域协调体系,促进可持续城市发展战略研究的重要基础。本文尝试利用城市扩张自由度、蔓延度及感观优劣度指数对中国216个主要城市2000-2012年期间的城市扩张特征进行了综合分析。主要结论如下：
（1）中国正经历着快速但有待优化的城市扩张进程。近13年来,中国城市扩张规模系数最大值、均值与城市扩张自由度持续上升,城市扩张约束力较低,城市扩张蔓延度、感观优劣度达6.07、-6.03,“蔓延式”低区域协同的城市扩张局势较为严峻,城市建设用地发展模式不容乐观。
（2）城市扩张在不同研究维度下呈现不尽相同的特征。中、东部是中国近年城市扩张的集中发生地,2000-2004年和2004-2008年阶段其城市扩张规模系数均值高达2.13/2.70、2.67/2.84,但扩张约束力及区域协同程度较低,城市扩张综合质量理想度不高。西部及东北地区城市扩张规模相对较小,扩张自由度较低,整体呈“紧凑式”、“高质量”发展态势;辽宁、河北、山东、广东、河南及湖北城市扩张“极化”现象较突出,辽宁、福建、河南蔓延式扩张模式相对明显,北京、上海、广东、河北、山东、河南、安徽等地城市扩张感观优劣度小于0,扩张态势欠理想;西部省份及少数民族自治区城市扩张协同程度及扩张“质量”较高;而城市圈建设活动催生的建设用地扩张则表现出“高速、自由、紧凑、低质”特征。如何有效开展多维度城市扩张度量并充分应用其成果,找寻城市扩张本质规律及驱动,开展“国家-地区-省份-城市圈”多级城市建设用地可持续开发利用战略研究,是协调区域发展的重要内容。
（3）内陆及城市圈地区将成为中国城市扩张的重要发生地。2008-2012年期间,在东部城市扩张整体放缓的情况下,中国中部、东北及西部地区城市扩张规模系数较2004-2008年阶段分别上涨17.23%、68.63%、82.86%。城市圈地区则保持着较非城市圈地区更为快速、强劲的扩张势头,沧州、佳木斯、玉溪、咸宁、大庆、鞍山、太原等内陆重要城市表现突出。“以内陆省会及城市圈地区为热点”的城市扩张模式成为当前中国区域城市发展的新动力,“以沿海发达城市为主导”的城市扩张格局遭受冲击。着力关注内陆尤其是中、西部及城市圈地区城市扩张发展趋势,积极防治城市扩张乱局,激发城市圈建设对区域城市发展的辐射影响作用,将极大地促进西部开发、中部崛起等战略的顺利实施。
（4）局部快速的城市扩张是影响不同维度城市建设用地协同发展的重要因素。研究分析了由直辖市、省会及城市圈地区重要城市主导下的多维度扩张规律,揭示了上海、北京、石家庄、合肥、湘潭、南昌、济南、广州、深圳等重要城市快速城市扩张所导致的“省域-城市圈-地区-国家”城市扩张自由度、蔓延度及感观优劣度差异。如何在确保中国社会经济高速发展前提下,强化城市发展顶层设计,积极推进并完善“自上而下”的城市扩张控制策略与统筹协调长效机制面临挑战。
当然,城市扩张是区域社会经济及生态环境综合作用的结果。本文仅采用统计数据观测了城市建设用地扩张规律,如何将土地、社会、经济、生态环境等要素信息有机地融入到城市扩张综合度量体系中,构建完善的城市扩张综合度量方法,进而深入开展多尺度城市扩张特征及驱动力分析,是形成并完善的“国家-地区-城市”多级城市扩张监测监管体系,服务社会经济转型发展的必要前提,也是本研究未来深入的主要方向。

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图5城市群地区城市扩张指标
-->Figure 5The scatter of sprawl metrics in metropolis
-->

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图6城市圈及非城市圈扩张特征及比例
-->Figure 6Chiaracteristics and ratio for urban sprawl in metropolitan and non-metropolitan areas
-->

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献原文顺序
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中国主要城市建设用地扩张特征

本站小编 Free考研考试/2021-12-29

Characterizations of urban sprawl in major Chinese cities

1 引言