馬振剛，李黎黎，閆 永，安定明

（張家口學(xué)院 理學(xué)系，河北張家口075000）

近年來，伴隨著我國城市化的熱潮，有關(guān)城市空間擴(kuò)展的研究成為研究熱點，學(xué)者們圍繞城市空間的體貌特征、演變模式、驅(qū)動機(jī)制、模擬預(yù)測和優(yōu)化調(diào)整開展了大量實證研究[1-2].國內(nèi)對城市擴(kuò)展的研究始于個案城市空間變化的計量表述[3-4]，隨后發(fā)展到時序特征的地圖再現(xiàn)[5-6]，目前轉(zhuǎn)向為對比性研究，包括不同經(jīng)濟(jì)條件[7]、不同政治條件[8]和不同地理環(huán)境條件[9]的對比研究，其中針對具有地域共性特點的城市進(jìn)行研究具有普遍意義.

過渡帶城市指處于自然過渡地帶和農(nóng)牧過渡地帶的城市，這類區(qū)域在系統(tǒng)學(xué)上是大尺度的混沌邊緣，存在著高度的生態(tài)壓力和多組分相互作用的激烈張力[10].過渡帶城市具有邊緣性、中介性和一體性3個特征，這些特征決定了其在城市化過程中，在自組織力作用下發(fā)展的同時受域外環(huán)境的影響更多.過渡帶內(nèi)外區(qū)域的耦合作用，引導(dǎo)著城市空間的發(fā)展演變歷程.馮文勇等[11-12]認(rèn)為，過渡帶城市的產(chǎn)生一般不是地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定階段后的自然產(chǎn)物，而是國防和地緣政治工具的空間化和物質(zhì)化.目前，有關(guān)張家口城市的研究多集中在京津冀一體化或首都經(jīng)濟(jì)圈中的功能定位上[13-15]，2006年，吳良鏞院士提出了京津冀地區(qū)“一軸三帶”的空間發(fā)展格局，張家口市位于山區(qū)生態(tài)文化帶上，是“京師”的生態(tài)保障和確保首都安全的戰(zhàn)略要地；2010年，河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)張云教授提出了環(huán)首都生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展構(gòu)想，認(rèn)為張家口起到了為京津阻沙源、蓄水源的作用；2013年，吳良鏞院士在《京津冀地區(qū)城鄉(xiāng)空間發(fā)展規(guī)劃研究三期報告》中建議在張家口設(shè)立國家級生態(tài)文明建設(shè)試驗區(qū)，作為一個政策先行先試地區(qū)，整體解決試驗區(qū)內(nèi)的扶貧、生態(tài)、移民和公共服務(wù)等問題.目前，有關(guān)張家口城市化進(jìn)程的專項研究較少，較為系統(tǒng)的對張家口城市空間擴(kuò)張?zhí)卣骷膀?qū)動因素的研究更鮮有涉獵，而搞清張家口城市發(fā)展脈絡(luò)和驅(qū)動因素，對合理定位張家口在京津冀一體化中的作用、促進(jìn)城市健康發(fā)展具有重要意義.

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 研究區(qū)設(shè)定

張家口市是冀西北中心城市，是首都經(jīng)濟(jì)圈和京津冀一體化的重要組成區(qū)域.它處于我國北方農(nóng)牧交錯帶上，同時處在首都經(jīng)濟(jì)圈與環(huán)首都貧困帶的疊加區(qū)上.張家口城區(qū)是三組群型城市，其中心城區(qū)由主城區(qū)（橋東區(qū)和橋西區(qū)）、宣化區(qū)和下花園區(qū)組成，考慮到目前主城區(qū)與宣化區(qū)、下花園區(qū)尚未聯(lián)為一體，本研究的研究區(qū)域為張家口主城區(qū)部分，不包括宣化城區(qū)和下花園區(qū).

1.2 研究方法

張家口城市發(fā)展的歷史和演變過程主要通過地方志、歷史地圖和已有研究成果進(jìn)行綜合整理歸納得出.本研究對改革開放以后的張家口城市化進(jìn)行分析，主要依據(jù)衛(wèi)星遙感影像、建國后的經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計年鑒和相關(guān)政策文件.通過采用遙感和地理信息系統(tǒng)分析相結(jié)合的方法，利用ERDAS和ARCGIS等軟件，首先對1975年—2013年的5期遙感影像進(jìn)行彩色融合和幾何校正等預(yù)處理，然后利用人機(jī)交互的方式提取建成區(qū)，如圖1所示.

圖1 1975年—2013年張家口建成區(qū)擴(kuò)張過程Fig.1 Process of Zhangjiakou urban expansion from 1975to 2013

通過疊置分析和表面分析等空間分析方法，確定了張家口城市空間擴(kuò)展的時序變化特征，包括空間擴(kuò)展的面積、速率和方向以及地形因素的影響；然后綜合歷史政治背景和城市功能定位等社會經(jīng)濟(jì)因素以及地形、交通和人口等地理學(xué)因素，探討影響城市空間擴(kuò)張的決定因素.本研究所用遙感影像主要來源于馬里蘭州大學(xué)網(wǎng)站，有關(guān)數(shù)據(jù)如表1所示.

表1 遙感影像資料及其解譯方法Tab.1 Remote sensing image data and its interpretative method

2 張家口城市發(fā)展歷史進(jìn)程

張家口是在清朝一統(tǒng)天下，蒙漢區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系日益密切的背景下，從明朝長城衛(wèi)口的軍事城堡發(fā)展成清朝時期著名的“陸路商埠”，民國時期成為具有政治、經(jīng)濟(jì)和文化等多功能的邊疆城市.

2.1 明朝的軍事城堡到清朝的蒙漢互市之所

張家口因軍事駐防選址而建，明宣德四年（1429年）始筑張家口堡（俗稱下堡），是張家口城區(qū)發(fā)展的原點.1613年為滿足蒙漢商品物資交換，在現(xiàn)大境門處修筑了來遠(yuǎn)堡（俗稱上堡）.公元1644年清軍入關(guān)，在上下堡之間的上東營、下東營、蒙古營、南營坊和茶坊等多地，派八旗兵圈地駐防[16]，百姓隨隊就地落戶居住.由于清康熙、雍正和乾隆諸皇帝成功地實行民族團(tuán)結(jié)和睦政策，出現(xiàn)了長城內(nèi)外200多年相對和平和內(nèi)外一統(tǒng)的局面，張家口的人口日益增多，民族商業(yè)貿(mào)易迅速發(fā)展，以毛皮在國內(nèi)外影響最大，成為譽(yù)滿中外的“皮都”.

2.2 張庫大道的興起與橋西區(qū)的形成

17世紀(jì)末，清朝重修以北京為中心，由張家口經(jīng)興和（今張北）至庫倫（今蒙古國首都烏蘭巴托）并可延伸至俄羅斯帝國的恰克圖的張庫大道，使張家口成為對內(nèi)蒙古和蒙古國貿(mào)易的商品集散地；1860年中俄《天津條約》簽訂后，大量商業(yè)資本流入張家口，1902年中俄簽訂《依露支條約》，張家口大境門外的元寶山開放為通商貿(mào)易市場，張家口設(shè)立洋務(wù)局，標(biāo)志著近代城市管理的開始[17].民國七年（1918年），國民政府整修張庫大道為公路，使張家口成為名副其實的西北旱碼頭.張庫大道的日漸興盛促進(jìn)了上下堡的相向發(fā)展，形成了南北長約3 km、東西約1km的商業(yè)區(qū)，形成了以上下堡為軸線的橋西區(qū)格局.

2.3 京張鐵路的興建與橋東區(qū)的形成

光緒三十年（1904年），清政府為支持張庫大道的運輸，決定修筑京張鐵路.1909年京張鐵路通車，近代交通運輸業(yè)的發(fā)展使城區(qū)突破了城墻的限制，沿鐵路延伸，形成了新的商業(yè)區(qū)，促使城市人口涌現(xiàn)，開啟了張家口城市近代化進(jìn)程.張家口的城市空間由橋西擴(kuò)展到橋東，并初步確定橋東、橋西的城市空間格局.

2.4 國際環(huán)境劇變與城市功能轉(zhuǎn)型

張家口對蒙俄高度依賴的外向型經(jīng)濟(jì)特點決定了其受國內(nèi)外社會環(huán)境變化影響重大.1921年蒙古國宣布獨立，1927年民國政府與蘇聯(lián)斷絕外交關(guān)系，阻斷了張庫商路的商業(yè)活動，外管市場的凋敝導(dǎo)致橋西的經(jīng)濟(jì)一蹶不振，張家口的經(jīng)濟(jì)中心轉(zhuǎn)移到橋東區(qū).張家口依托周圍地區(qū)豐富的工礦和農(nóng)牧業(yè)資源，憑借傳統(tǒng)皮毛加工的優(yōu)勢成為具有一定工業(yè)基礎(chǔ)的城市.1924年，張家口的官方統(tǒng)計人口為69881人.

2.5 新中國的成立與現(xiàn)代城市的形成

張家口1948年第2次解放，建國后城區(qū)建設(shè)迅速發(fā)展，以清水河為界，形成了橋東、橋西兩大片.橋西區(qū)為老區(qū)，橋東區(qū)為新區(qū)，長青路是全市政治中心.1978年改革開放后，開始探索市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展之路；1995年張家口被批準(zhǔn)為區(qū)域性對外開放地區(qū)，打破了歷史上形成的封閉半封閉狀態(tài)，城市建設(shè)進(jìn)入了全新的發(fā)展階段.

3 張家口城市空間擴(kuò)展特征

3.1 城市增長極的變化

城市增長極是指城市發(fā)展的著力點，城市空間以它為核心向外延展，張家口城市增長極的變化過程如圖2所示.

圖2 張家口城市增長極的變化過程Fig.2 Process of growth pole change of Zhangjiakou

張家口因城而市，以市促城.建城源于明朝防御殘元勢力襲擾的軍事需要，以上堡和下堡為基點；城市起于以張庫大道為代表的長城內(nèi)外蒙漢、中俄之間的物質(zhì)交換和資本融通，形成橋西區(qū)；城市發(fā)展于中國人建設(shè)的第一條鐵路京張鐵路的開通，并形成了以火車北站為錨點的新的城市空間生長區(qū)，即橋東區(qū).目前，張家口城市空間正向南蔓延，并在建設(shè)中的京張城際鐵路的吸引下，催生了以火車南站為增長極的高新區(qū)的生長.城市增長極的遷移由早期的長城內(nèi)外軍事防御關(guān)口到中俄、蒙漢貿(mào)易的通道，再到溝通國內(nèi)東西部的區(qū)域樞紐，體現(xiàn)了張家口從早期的軍事功能到經(jīng)濟(jì)功能的轉(zhuǎn)型，由外向型經(jīng)濟(jì)向內(nèi)向型經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變.以張庫大道和京張鐵路為代表的交通要道，成為張家口城市空間擴(kuò)展的重要區(qū)域.

3.2 城市面積擴(kuò)展過程分析

張家口城市面積及其擴(kuò)展速率變化情況如圖3所示.由圖3可以看出，1975年張家口主城區(qū)建設(shè)用地面積為12km2，2013年為63 km2，38年來面積擴(kuò)大5倍.1970年代以來擴(kuò)展速率呈明顯的加快趨勢，1975年—1984年擴(kuò)張速率為0.78，1984年—1995年擴(kuò)張速率為0.82，到1995年—2004年擴(kuò)張速率為1.33，2004年—2013年擴(kuò)張速率達(dá)到2.56.速率的變化與1978年我國改革開放和1995年張家口區(qū)域性對外開放2個時間節(jié)點有關(guān)，2004年以后城區(qū)的高速擴(kuò)展與市區(qū)跳出山谷的約束獲得充裕的發(fā)展空間有關(guān)，城市用地模式由內(nèi)部填充轉(zhuǎn)變?yōu)橥庋有?

圖3 城市面積及其擴(kuò)展速率變化情況Fig.3 Condition of urban area and its expansion rate

3.3 城市空間擴(kuò)展的各向分析

為了準(zhǔn)確揭示張家口市城市空間擴(kuò)展的各向特點，本研究采用“等扇分析法”，并結(jié)合張家口城市空間演變軌跡，以張家口市展覽館為中心（坐標(biāo)為：x=114°52.668′，y=40°49.034′），以 10km 為半徑畫圓，以正北0°為起點將圓劃分為8個面積相等的扇形區(qū)域，然后將1975年、1984年、1995年、2004年和2013年5個時期的城市形態(tài)進(jìn)行疊加分行，統(tǒng)計得出各時段的城市形態(tài)擴(kuò)展落入各扇形區(qū)的面積.根據(jù)不同時段各個方向上的面積，制作成雷達(dá)圖，結(jié)果如圖4所示.由圖4可以看出，張家口城市空間擴(kuò)展的方向以南方為主，且東南方增速要大于西南方.特別是從1995年開始，城市空間呈現(xiàn)明顯的南拓趨勢，而其他方向因受地形約束，向外擴(kuò)展面積很小.

圖4 各時期城市空間各向擴(kuò)張分析Fig.4 Analysis of city spatial expansion anisotropy in each period

3.4 城市空間擴(kuò)展的地形因素分析

人類活動在塑造城市景觀中占主導(dǎo)地位，而地形起伏特征通常是大尺度人為干擾活動地域分布格局的基本骨架[19].張家口地處山區(qū)，地形對城市空間擴(kuò)展的約束作用突出.連片的平坦土地是建設(shè)用地的適宜用地，因此開發(fā)的最早也最充分.山間河谷地形通常中部平坦，地勢向四周逐漸升高，相對于高海拔地區(qū)，低海拔的地區(qū)坡度平緩，更適合用于城市建設(shè)，不同高程帶上張家口城市面積如圖5所示.由圖5可以看出，張家口城市用地在1975年主要分布在700～800m高程帶上，后集中向市區(qū)周圍的高海拔擴(kuò)展；1995年—2004年，城市用地開始向800m以上和700m以下2個方向發(fā)展，且高海拔發(fā)展速度要高于低海拔發(fā)展速度；2013年，城市擴(kuò)展已蔓延到1km，但該高程帶上面積擴(kuò)展不大，說明高海拔方向擴(kuò)展已到極限，而向低海拔擴(kuò)展速度加快.今后洋河谷地將成為城市空間擴(kuò)展的主要區(qū)域.

圖5 不同高程帶上張家口城市面積的變化情況Fig.5 Changes of urban area at different altitudes in Zhangjiakou

4 張家口城市擴(kuò)展的主導(dǎo)因素分析

4.1 獨特的地形條件催生了城的落地

張家口地處長城關(guān)口，是華北平原與蒙古高原的交匯帶，歷來是兵家必爭之地.明朝建立后北伐攻陷元大都（今北京），元廷退居漠北，農(nóng)牧過渡帶地區(qū)成為殘元勢力侵?jǐn)_的前線，為穩(wěn)定邊防在張家口開辟了駐點.明清兩代均建都北京，進(jìn)一步提高了其周圍地區(qū)的軍事地位，北京北部燕山和陰山山脈成為神京屏翰的天然之地.張家口緊鄰北京，地處東西太平山之間，東、北、西三面環(huán)山，具有一夫當(dāng)關(guān)萬夫莫開的地形優(yōu)勢，使其成為扼守京城北面的戰(zhàn)略要地，促成了張家口堡的建成.城墻是城市空間物化的體現(xiàn)，大量士兵和家眷的移入促發(fā)的生產(chǎn)生活需求為市的發(fā)展提供了基礎(chǔ).

4.2 異樣的生產(chǎn)生活方式催化了城市的發(fā)展

過渡帶兩側(cè)氣候的異同導(dǎo)致了生產(chǎn)生活方式的差異.過渡帶一側(cè)為中原農(nóng)耕區(qū)，種植業(yè)和手工業(yè)較發(fā)達(dá)；過渡帶另一側(cè)為游牧區(qū)，牲畜的飼養(yǎng)和毛皮的生產(chǎn)成為可以交換的剩余資料.地域差異產(chǎn)生的生產(chǎn)專業(yè)化分工提供了商品交換的基礎(chǔ).張家口地處農(nóng)牧交錯帶，是塞外通往中原的主要通道，具有陸地商埠之天然形勢，為其承接中轉(zhuǎn)貿(mào)易提供了天時地利，催化了城市的發(fā)展與繁榮.

4.3 交通方式的改善加速了城市生長

交通是影響城市空間形態(tài)變化的重要因素，它通過多種作用機(jī)制促進(jìn)城市形態(tài)的發(fā)展變化，牽引著城市空間擴(kuò)展方向.消費的需求和資本的逐利是城市生長的主要動力，而交通改善以縮短時間的方式改善空間，將供需雙方的心理需求變成了現(xiàn)實生產(chǎn)力.張家口市起于以張庫大道為代表的長城內(nèi)外資本的融通，發(fā)展京張鐵路的開通，而京張城際的建設(shè)正在影響著現(xiàn)在高新區(qū)的發(fā)展.交通的發(fā)展成為張家口攻城略地的排頭兵.

4.4 政治環(huán)境的變化影響著城市發(fā)展進(jìn)程

穩(wěn)定的政治環(huán)境是城市發(fā)展的基礎(chǔ)，這一點在過渡帶地區(qū)尤為明顯.17世紀(jì)中葉到19世紀(jì)中葉，長城內(nèi)外相對和平和內(nèi)外一統(tǒng)的局面使張家口由軍事重鎮(zhèn)發(fā)展為對外貿(mào)易中心，城市增長點也由市中心的張家口堡發(fā)展到城北大境門外的元寶山地區(qū)，這一增長極的形成完全是適應(yīng)蒙漢和中俄中轉(zhuǎn)貿(mào)易的結(jié)果，是在外長城經(jīng)濟(jì)區(qū)驅(qū)動下的產(chǎn)物.同樣由于依賴外向型經(jīng)濟(jì)，20世紀(jì)初，隨著外蒙的獨立和中俄關(guān)系的惡化，張家口城市發(fā)展開始衰落.政治環(huán)境的穩(wěn)定與否直接影響著城市人口數(shù)量的變化，決定著城市的發(fā)展和衰落，這一點從城市的人口變化中得到了印證，張家口主城區(qū)人口數(shù)量變化情況如圖6所示.

圖6 張家口人口數(shù)量變化情況Fig.6 Population changes of Zhangjiakou city

由圖6可知，1883年，張家口市區(qū)人口為14.23萬人，1912年達(dá)到13.26萬人，但1921年，人口數(shù)量下降到7.25萬人，至1924年下降到不足7萬人.張家口城市的發(fā)展由于外長城經(jīng)濟(jì)圈的敗落，在解放后開始趨向于內(nèi)長城經(jīng)濟(jì)圈，特別是改革開放后，開始了主動對接首都經(jīng)濟(jì)圈，城市增長點轉(zhuǎn)移到城區(qū)南部的火車南站，人口得到回流，2011年主城區(qū)人口達(dá)到了51.57萬人.

4.5 生態(tài)環(huán)境建設(shè)成為城市發(fā)展的重要影響因素

我國區(qū)域之間發(fā)展差異巨大，特別是在北京與張家口之間出現(xiàn)了皇城腳下不長草、燈下黑的現(xiàn)象，兩地之間存在著巨大的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、行政級別和人民需求的落差.隨著北京進(jìn)入世界城市建設(shè)進(jìn)程，其生態(tài)腹地不斷擴(kuò)大，由原來行政區(qū)范圍內(nèi)的本體生態(tài)空間擴(kuò)展到了自然區(qū)劃的空間[19]，導(dǎo)致張家口因承擔(dān)著為北京輸送青山碧水藍(lán)天的功能而被限制了大量產(chǎn)業(yè)的發(fā)展.國家以主體功能區(qū)為代表的空間重構(gòu)進(jìn)一步加重了不平等的再生產(chǎn)過程，使位于首都城市周邊生態(tài)腹地的城市的發(fā)展受到越來越嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)限制，發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)、實現(xiàn)綠色發(fā)展成為了這類城市的發(fā)展取向[20].過渡帶城市因其固有的地理區(qū)位成為各種生態(tài)要素流動的通道，做好生態(tài)要素流動的過濾、凈化和屏障作用將成為今后影響過渡帶城市發(fā)展的重要因素.

4.6 張家口城市發(fā)展的功能定位

以張家口市為代表的過渡帶城市，其發(fā)展過程始終與域內(nèi)域外政治經(jīng)濟(jì)環(huán)境緊密相連，域內(nèi)域外兩大區(qū)域相互作用內(nèi)容的變化規(guī)定著張家口城市的功能定位，過渡帶城市空間擴(kuò)張的影響因素如圖7所示.

圖7 過渡帶城市空間擴(kuò)張的影響因素Fig.7 Spatial expansion factors of transition zone city

早期的軍事駐防需要催生了城的建設(shè)，和平時期的商品交換需求催化了市的發(fā)展，交通運輸條件的改善加快了各類資本要素的聚集，而政治環(huán)境的穩(wěn)定與否直接影響著人口的數(shù)量變化.如今生態(tài)環(huán)境對區(qū)域發(fā)展的制約性作用愈加強(qiáng)烈，發(fā)揮好生態(tài)媒介功能已成為過渡帶城市融入?yún)^(qū)域一體化中的功能定位.

5 結(jié)論

城市的形成與發(fā)展受自然、經(jīng)濟(jì)和政治等多種因素影響，過渡帶城市因其具有的地理邊緣性、交通的中介性、與中心城市之間的軍事與生態(tài)的一體性等決定了其城市空間擴(kuò)展深受過渡帶內(nèi)外兩大區(qū)域的作用力影響.張家口城市增長極的遷移，體現(xiàn)了內(nèi)、外長城經(jīng)濟(jì)圈勢力的變化，明清時期的城市增長極北移是對蒙漢、中俄商貿(mào)交易的響應(yīng)，而建國后城市增長極的南移，反映了外長城經(jīng)濟(jì)區(qū)衰落后城市空間向以北京為核心的首都經(jīng)濟(jì)圈的趨向.張家口城市空間擴(kuò)展由早期的沿市中心向周圍高地發(fā)展演變?yōu)槟壳暗南虺悄系难蠛庸鹊装l(fā)展，體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的驅(qū)動作用和地形因素的約束作用.

過渡帶城市空間擴(kuò)展的根本動力是基于過渡帶與域內(nèi)域外所固有的區(qū)域差異，產(chǎn)生了不同的利用空間的方式，以獲取最大的利益.在早期邊疆不穩(wěn)定時期，張家口所處的過渡帶特殊的地形條件，符合了域內(nèi)首都城市軍事防御的需要，催生了城的落地；而中原與草原地區(qū)異樣的氣候條件及由此產(chǎn)生了不同的生產(chǎn)生活方式在農(nóng)耕區(qū)和游牧區(qū)產(chǎn)生了商品交換的需求，催化了市的發(fā)展；以張庫大道、張庫公路和京張鐵路為代表的交通方式的改善促進(jìn)了區(qū)域之間的生產(chǎn)要素的集聚與擴(kuò)散，加速了城市的生長；區(qū)域政治環(huán)境的穩(wěn)定與否影響著城市發(fā)展和衰落，并伴隨著人口的增長和下降，三者的周期幾乎同步.目前，隨著張家口所處的首都經(jīng)濟(jì)圈中核心城市北京的后工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，對城市發(fā)展所需要的生態(tài)環(huán)境的支撐要求將大大提高，過渡帶城市之于中心城市的生態(tài)腹地的功能將被凸顯，以獲取生態(tài)效益來利用空間不平衡的方式將成為主旋律，這類似于早期的軍事保護(hù)功能和目前的農(nóng)副產(chǎn)品保障功能.過渡帶城市對于域內(nèi)域外生態(tài)要素有效流通的媒介作用將成為影響未來城市空間擴(kuò)展的關(guān)鍵要素.

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