孫平軍，修春亮

(1.東北師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130024;2.路易斯維爾大學(xué)地理與地球科學(xué)系，美國(guó)路易斯維爾 40292)

0 引言

城市空間是城市人口、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)和基礎(chǔ)設(shè)施等相對(duì)集中布局而形成的建成區(qū)地域空間，強(qiáng)調(diào)的是一種非行政區(qū)概念的地理空間［1］，是城市各種社會(huì)生產(chǎn)、生活活動(dòng)的場(chǎng)所空間和城市景觀(guān)的地域載體［2］。城市空間擴(kuò)展指的是城市空間在城市居民為滿(mǎn)足自身多層次生理心理需求的發(fā)展訴求下所引發(fā)的規(guī)模和內(nèi)涵的發(fā)展變化:規(guī)模上表現(xiàn)出建成區(qū)地域空間范圍的擴(kuò)大，由內(nèi)往外向農(nóng)村地域推進(jìn);內(nèi)涵上呈現(xiàn)出城市內(nèi)在結(jié)構(gòu)的調(diào)整，規(guī)模、密度和形態(tài)的更新演替，由地面向空中、地下伸展。正如J.E.Stiglitz等［3-4］所言，20世紀(jì)90年代以來(lái)，中國(guó)城市化以年均1%的速度和1 300萬(wàn)人次的規(guī)模而成為21世紀(jì)人類(lèi)社會(huì)最具影響力的顯著性事件之一。據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，截止2011年末中國(guó)城市(鎮(zhèn))化率已超過(guò)50%。然而城市化不僅是一個(gè)人口、產(chǎn)業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施等空間集聚的過(guò)程，同時(shí)也是一個(gè)地域空間的表達(dá)過(guò)程——城市數(shù)量規(guī)模的增加和城市地域空間范圍的擴(kuò)展。毫無(wú)疑問(wèn)，城市化伴隨一系列的城市問(wèn)題，如城市蔓延、生態(tài)環(huán)境惡化、周邊高產(chǎn)農(nóng)田不斷被吞噬等［5-6］，極大地制約著城市可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程。人多地少、位處城鎮(zhèn)化加速階段的基本國(guó)情和現(xiàn)實(shí)發(fā)展訴求，尤為強(qiáng)調(diào)城市空間擴(kuò)展在中國(guó)城市問(wèn)題研究中的必要性和必然性，也由此引發(fā)了學(xué)術(shù)界的廣為關(guān)注。研究?jī)?nèi)容隨著研究方法和技術(shù)手段的發(fā)展更新而不斷得到豐富和延展，從早期的引進(jìn)與借鑒、定性描述等基礎(chǔ)性研究到當(dāng)前的立足國(guó)情、定性定量相結(jié)合的理論與實(shí)踐“歸一”的綜合性研究，涵蓋了城市空間擴(kuò)展過(guò)程、特征、模式、機(jī)制、方法、關(guān)聯(lián)及其預(yù)測(cè)模擬等多方面內(nèi)容［7-9］;GIS和遙感技術(shù)手段更是將其推上了研究的高潮，極大地?cái)U(kuò)展了中國(guó)城市空間研究的廣度和深度［10-11］。

開(kāi)展城市空間擴(kuò)展研究的目的，一方面在于揭示單個(gè)城市發(fā)展演化進(jìn)程中所呈現(xiàn)出的特征、問(wèn)題和主要影響因素等屬性特征，以期為有針對(duì)性地從技術(shù)、制度、政策等城市層面對(duì)其理想化擴(kuò)展模式、擴(kuò)展方向、擴(kuò)展規(guī)模和擴(kuò)展時(shí)序等提出優(yōu)化調(diào)控對(duì)策;另一方面在于歸納總結(jié)多個(gè)或區(qū)域性城市空間擴(kuò)展的內(nèi)在規(guī)律性，如城市規(guī)模空間擴(kuò)展、城市地帶空間擴(kuò)展以及城市功能空間擴(kuò)展等的規(guī)律性，強(qiáng)化區(qū)域或國(guó)家層面相應(yīng)調(diào)控對(duì)策與措施的類(lèi)型化和區(qū)域化。個(gè)性特征與共性規(guī)律的交互演替彰顯著城市與區(qū)域(或國(guó)家)兩個(gè)尺度的規(guī)劃對(duì)照互補(bǔ)。本研究立足于中國(guó)城市空間擴(kuò)展現(xiàn)有研究，從城市空間擴(kuò)展特征與模式、城市空間擴(kuò)展效應(yīng)、城市空間擴(kuò)展機(jī)制和城市空間擴(kuò)展對(duì)策與模擬4個(gè)方面梳理和分析我國(guó)城市空間擴(kuò)展研究進(jìn)展，揭示其研究中存在的“短板”，并由此把握和明確今后研究的方向和主次。

1 城市空間擴(kuò)展特征與模式

1.1 過(guò)程特征

過(guò)程特征是指時(shí)序上單個(gè)城市或某個(gè)區(qū)域(單樣本)在城市用地?cái)U(kuò)展規(guī)模、擴(kuò)展速度、擴(kuò)展彈性等方面所展現(xiàn)出來(lái)的階段性演化規(guī)律。隨著遙感與GIS方法和技術(shù)手段的發(fā)展更新，當(dāng)前國(guó)內(nèi)這類(lèi)研究較多。喬林凰等［12］在GIS等技術(shù)手段的支持下，依據(jù)相關(guān)年份的土地利用現(xiàn)狀圖和衛(wèi)星影像圖，利用年均擴(kuò)展指數(shù)(AGI)對(duì)1990—2004年的蘭州市城市空間擴(kuò)展時(shí)序演變特征進(jìn)行了實(shí)證檢驗(yàn)，結(jié)果呈現(xiàn)出明顯的階段性特征，其中1990—1995年處于快速擴(kuò)展階段，1995—2000年處于緩慢擴(kuò)展階段，2000—2004年處于高速擴(kuò)展階段;王厚軍等［13］基于遙感影像和GIS，利用人機(jī)交互式方法提取了1979—2006年沈陽(yáng)市城市空間擴(kuò)展信息，并從擴(kuò)展強(qiáng)度、擴(kuò)展彈性、重心坐標(biāo)及緊湊度和分形維數(shù)等視角對(duì)其時(shí)序變化特征展開(kāi)了分析，結(jié)果同樣呈現(xiàn)出城市建設(shè)用地總量在持續(xù)增加、擴(kuò)展強(qiáng)度在逐漸增強(qiáng)等特征。然而現(xiàn)有這些研究，一是研究單元多集中于特大城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)城市，而對(duì)于中小城市和中西部經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)城市研究顯得不足;二是針對(duì)特殊類(lèi)型的城市空間擴(kuò)展研究不多，如礦業(yè)城市、山地城市、河谷型城市、海港型城市、生態(tài)脆弱區(qū)城市、糧食主產(chǎn)區(qū)城市等。由于不同時(shí)期、不同類(lèi)型的城市其發(fā)展各具特色，共性的歸納和個(gè)性的彰顯需要對(duì)這些研究的不足加以彌補(bǔ)。

1.2 格局特征

格局特征是指空間上某區(qū)域或全國(guó)多城市樣本在城市用地?cái)U(kuò)展規(guī)模、擴(kuò)展速度、擴(kuò)展彈性等方面所表征出來(lái)的地帶性、規(guī)模性、功能性等擴(kuò)展規(guī)律。張利等［14］基于1997—2007年中國(guó)222個(gè)地級(jí)以及地級(jí)以上城市的市轄區(qū)建成區(qū)面積，利用位序—規(guī)模法則、分形理論和城市用地?cái)U(kuò)張幅度指數(shù)(UEI)，對(duì)城市空間擴(kuò)展格局規(guī)律進(jìn)行了總結(jié):在地帶上，擴(kuò)展速度呈現(xiàn)出東部地區(qū)＞西部地區(qū)＞中部地區(qū)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，且主要集中于直轄市和東部沿海城市;在規(guī)模上，總量在持續(xù)增加，擴(kuò)展速度呈特大城市＞大城市＞中等城市＞小城市的趨勢(shì)。李加林等［9］基于 1979—2005年相關(guān)年份的 Landsat MSS，TM，ETM衛(wèi)星影像，利用遙感和GIS手段提取分析了長(zhǎng)三角地區(qū)在該時(shí)段內(nèi)城市空間擴(kuò)展的規(guī)模、速度和空間結(jié)構(gòu)信息，行政等級(jí)上擴(kuò)展速度呈現(xiàn)出直轄市＞地級(jí)市＞副省級(jí)市＞縣(縣級(jí)市)、總量在持續(xù)增加的特征。而姚士謀等［15］則從定性的視角對(duì)我國(guó)大城市空間擴(kuò)展規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)梳理，認(rèn)為中國(guó)城市空間擴(kuò)展存在交通脈動(dòng)(以交通走向?yàn)橹鞯妮S帶擴(kuò)展)、定向開(kāi)發(fā)和經(jīng)濟(jì)集聚與擴(kuò)散等內(nèi)在規(guī)律性。但總的來(lái)說(shuō)，當(dāng)前中國(guó)城市空間擴(kuò)展格局特征研究任重道遠(yuǎn)。研究數(shù)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在中國(guó)知網(wǎng)上所搜索到的文獻(xiàn)不超過(guò)10個(gè);由于影像圖片及方法技術(shù)手段的限制，當(dāng)前定性分析和參數(shù)替代分析(用市轄區(qū)建成區(qū)面積替代城市空間擴(kuò)展面積)占主導(dǎo)地位，對(duì)于揭示的規(guī)律性還有待驗(yàn)證;對(duì)于不同區(qū)域(尤其是各類(lèi)國(guó)家級(jí)、省級(jí)經(jīng)濟(jì)核心區(qū))、不同類(lèi)型(工業(yè)城市、農(nóng)業(yè)城市、港口城市、礦業(yè)城市等)的比較分析較為缺乏，當(dāng)前揭示的多是一些規(guī)模性、大尺度地帶性和行政等級(jí)性擴(kuò)展特征，而對(duì)于中小尺度和功能性擴(kuò)展規(guī)律歸納總結(jié)顯得不夠。

1.3 擴(kuò)展方式

擴(kuò)展方式是指城市空間擴(kuò)展所呈現(xiàn)出的外在表征形式或模式。依據(jù)城市空間擴(kuò)展的內(nèi)涵，包含由內(nèi)往外向農(nóng)村地域推進(jìn)的外延擴(kuò)展和由地面向空中、地下伸展的內(nèi)涵擴(kuò)展兩個(gè)方面。楊榮南等［16］基于城市用地增長(zhǎng)的空間區(qū)位屬性，將城市空間擴(kuò)展方式(模式)歸結(jié)為集中型同心圓式擴(kuò)展模式、沿主要交通線(xiàn)帶狀擴(kuò)展模式、跳躍式呈組團(tuán)式擴(kuò)展模式以及低密度連續(xù)蔓延擴(kuò)展模式4種類(lèi)型，其實(shí)質(zhì)是對(duì)外延擴(kuò)展的一種人為目測(cè)和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的定性歸納。目前，隨著遙感和GIS方法和技術(shù)手段的不斷更新發(fā)展，結(jié)合城市土地利用的緊湊度、破碎度和軸帶擴(kuò)展度而量化分析其外延擴(kuò)展模式已成為一種主要的分析工具或手段，國(guó)內(nèi)這方面的研究文獻(xiàn)較為豐富［17-18］。而內(nèi)涵擴(kuò)展，換句話(huà)說(shuō)就是存量擴(kuò)展——城市存量土地利用集約化和空間功能結(jié)構(gòu)重組，通常采用特定時(shí)段內(nèi)某城市存量土地的利用結(jié)構(gòu)和效益(單位產(chǎn)出、單位資本投入)來(lái)量化分析，但研究文獻(xiàn)不多［10，19］，原因可能在于存量土地效益的模糊性。然而不管是外延擴(kuò)展還是內(nèi)涵擴(kuò)展，其擴(kuò)展模式是復(fù)雜多維的，很難具體到某種單一的擴(kuò)展模式，一般可能在軸帶擴(kuò)展中伴隨跳躍式組團(tuán)擴(kuò)張、集中同心圓擴(kuò)展中夾帶地域低密度蔓延擴(kuò)展、外延擴(kuò)展可能與城市更新同步進(jìn)行等，分析得出來(lái)的只是一個(gè)主要的擴(kuò)展模式。

綜上所述，當(dāng)前國(guó)內(nèi)城市空間擴(kuò)展特征和模式分析還有很大的提升空間。時(shí)空格局特征分析一方面需要強(qiáng)調(diào)研究對(duì)象的多樣化，另一方面也需要加強(qiáng)多樣本的類(lèi)比分析，從整體上認(rèn)識(shí)中國(guó)城市空間擴(kuò)展的現(xiàn)狀、揭示其內(nèi)在擴(kuò)展規(guī)律性特征。與此同時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)搜集渠道的擴(kuò)展，盡量剔除市轄區(qū)建成區(qū)面積參數(shù)替代的不科學(xué)性。而對(duì)于城市空間擴(kuò)展模式分析，一方面需要加強(qiáng)內(nèi)涵存量擴(kuò)展模式分析，另一方面，當(dāng)前國(guó)內(nèi)尚缺乏一套行之有效的城市空間擴(kuò)展模式合理性評(píng)價(jià)體系，對(duì)于何種擴(kuò)展模式是高效可持續(xù)的、何種擴(kuò)展模式是符合城市個(gè)性特征的研究缺乏論證，亟需強(qiáng)化。

2 城市空間擴(kuò)展效益

城市空間是一個(gè)基于建成區(qū)地域社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—生態(tài)環(huán)境的人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，不僅是城市居民各種社會(huì)生產(chǎn)、生活活動(dòng)的場(chǎng)所空間，而且是城市景觀(guān)的地域載體。其擴(kuò)展效益實(shí)質(zhì)上就是城市社會(huì)子系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)相互作用、交互耦合過(guò)程中所產(chǎn)生的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益的綜合，它是對(duì)城市發(fā)展效應(yīng)的一種反饋映射。

2.1 社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

當(dāng)前與城市空間擴(kuò)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益直接掛鉤的研究并不多，且多從某個(gè)側(cè)面予以反映。趙淑玲［20］以鄭州市為例，從城市空間擴(kuò)展對(duì)城郊經(jīng)濟(jì)的影響展開(kāi)了實(shí)證分析，認(rèn)為結(jié)構(gòu)調(diào)整和空間擴(kuò)展對(duì)郊區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)產(chǎn)生重要影響，促進(jìn)了郊區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代工業(yè)演化，同時(shí)加速調(diào)整了農(nóng)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，催化了房地產(chǎn)業(yè)的崛起和旅游業(yè)的發(fā)展等;張曉青等［21］從城市空間擴(kuò)展和城市經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力提升的關(guān)聯(lián)視角指出城市空間擴(kuò)展能夠促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的提升，但期間可能存在階段性特征;韋燕飛等［22］則從土地價(jià)值的影響視角展開(kāi)了分析。在社會(huì)效益方面，羅典等［23］以廣州市為例分析了城市空間擴(kuò)展對(duì)居民出行率、出行方式、出行距離及出行耗時(shí)等出行特征的影響;李懷［24］基于“城中村”視角指出城市空間擴(kuò)展并沒(méi)有自然帶來(lái)失地農(nóng)民的市民待遇的提升等。而其他視角研究較多的當(dāng)屬經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與城市建設(shè)用地的回歸分析、擴(kuò)展彈性系數(shù)的土地資源投入的粗放抑或集約利用等［25］。但總的說(shuō)來(lái)，這些研究都是間接地反映城市空間擴(kuò)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 生態(tài)環(huán)境效益

與城市空間擴(kuò)展經(jīng)濟(jì)效益的研究相比，生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究卻較為豐富。李月輝等［26］基于地勢(shì)地貌、地面塌陷危害、水體(河流湖泊和農(nóng)田)、林地、基本農(nóng)田和土壤污染6個(gè)生態(tài)控制因子，揭示了沈陽(yáng)市城市空間擴(kuò)展的生態(tài)安全格局;韋亮英［27］基于TM衛(wèi)星影像對(duì)1990—2006年南寧城市空間擴(kuò)展生態(tài)環(huán)境效應(yīng)展開(kāi)了實(shí)證分析。這與我國(guó)當(dāng)前的基本國(guó)情相吻合，城市化加速發(fā)展，一方面推進(jìn)了人口、產(chǎn)業(yè)的空間集聚，促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，另一方面也刺激了土地城鎮(zhèn)化，在現(xiàn)有的制度(政府績(jī)效考核體系、土地有償使用制、財(cái)政分稅制、戶(hù)籍制度、住房制度、農(nóng)村集體土地征地補(bǔ)償制等)安排下，刺激了地方政府的“擴(kuò)張沖動(dòng)”，紛紛以“區(qū)域主體”的身份參入到“區(qū)際利益”的博弈中，為了實(shí)現(xiàn)自身目標(biāo)函數(shù)(政府績(jī)效和地方財(cái)政可支配收入的最大化)而不切實(shí)際地大規(guī)?！爸惨P”，巧設(shè)各種名目的開(kāi)發(fā)區(qū)、科技園、產(chǎn)業(yè)園等，“造城運(yùn)動(dòng)”、“圈地運(yùn)動(dòng)”也由此成為當(dāng)前城市化的時(shí)髦話(huà)題，最終“贏(yíng)得”的卻是一種“驅(qū)趕型”土地城鎮(zhèn)化，無(wú)疑給脆弱的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了巨大的壓力與破壞，嚴(yán)重影響到居民的幸福指數(shù)和城市的可持續(xù)發(fā)展［28］。這在一定程度上說(shuō)明了國(guó)內(nèi)城市空間擴(kuò)展效益研究相對(duì)重視生態(tài)環(huán)境效益分析而忽視社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益分析的原因所在。土地作為與資本、勞動(dòng)力構(gòu)成新古典經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模型的3個(gè)基本要素之一(彼此間可代替)，隨著城市空間擴(kuò)展進(jìn)程的推進(jìn)而不斷實(shí)現(xiàn)累加，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提升，故而潛意識(shí)里認(rèn)為城市空間擴(kuò)展增加社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益是理所當(dāng)然的，也就沒(méi)有研究的必要，而量的發(fā)展引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題才是研究的關(guān)鍵，從而自覺(jué)不自覺(jué)地將城市空間擴(kuò)展定性為一個(gè)基于生態(tài)環(huán)境負(fù)效應(yīng)的貶義詞。

城市空間擴(kuò)展生態(tài)環(huán)境效益具體研究視角也較為豐富，涉及到各個(gè)方面。楊樂(lè)［29］從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的角度分析了山地城市空間擴(kuò)展的生態(tài)環(huán)境效益，指出城市空間擴(kuò)展規(guī)模、方向與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈一種顯性的反向關(guān)聯(lián)，隨著城市空間擴(kuò)展進(jìn)程的推進(jìn)，其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在迅速下降，也影響了生態(tài)系統(tǒng)正常功能的發(fā)揮，并進(jìn)一步指出飛地式的城市空間擴(kuò)展模式反而更有利于減少對(duì)山地城市生態(tài)效益的影響;盧遠(yuǎn)等［30］對(duì)南寧的實(shí)證分析也證實(shí)了城市空間擴(kuò)展與生態(tài)服務(wù)價(jià)值的顯性反向關(guān)聯(lián)性;韋燕飛等［22］從農(nóng)用地的脅迫視角，指出城市空間擴(kuò)展導(dǎo)致大量的農(nóng)用地被迫轉(zhuǎn)為建設(shè)用地，對(duì)農(nóng)用地產(chǎn)生了嚴(yán)重的脅迫作用;吳俊范［31］基于歷史視角分析了城市空間擴(kuò)展對(duì)上海河濱資源利用和生態(tài)環(huán)境的影響，指出城市空間擴(kuò)展自然驅(qū)動(dòng)的河濱利用方式是近代以來(lái)上海臭河道產(chǎn)生的根源所在;蘇偉忠等［32］基于洪澇孕災(zāi)環(huán)境特征變化視角，采用多源數(shù)據(jù)及GIS、實(shí)地偵測(cè)等分析手段，揭示了江寧開(kāi)發(fā)區(qū)城市空間擴(kuò)展對(duì)澇災(zāi)的影響。而對(duì)其他視角如熱島效應(yīng)［33］、河流自然演進(jìn)影響［34］、城市環(huán)境污染和生態(tài)安全格局［26］等也展開(kāi)了分析。但概括說(shuō)來(lái)，城市空間擴(kuò)展對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響主要是由城市空間擴(kuò)展模式和擴(kuò)展進(jìn)程中土地覆蓋類(lèi)型變化所引起的。因此，今后城市空間擴(kuò)展生態(tài)環(huán)境效益研究一方面需要繼續(xù)實(shí)現(xiàn)研究視角的多元格局，另一方面需要加強(qiáng)城市空間擴(kuò)展模式效益的類(lèi)別分析，豐富和完善土地覆蓋類(lèi)型變化的科學(xué)測(cè)算手段。

綜上所述，城市空間擴(kuò)展效益研究是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，基于當(dāng)前研究中重生態(tài)環(huán)境效益分析而相對(duì)忽視社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益分析的不足，首先應(yīng)加強(qiáng)城市空間擴(kuò)展效益的綜合分析，它是城市空間擴(kuò)展合理性評(píng)價(jià)的重要組成部分，對(duì)于構(gòu)建合理性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系有著重要指導(dǎo)意義;其次要加強(qiáng)城市空間擴(kuò)展模式效益的類(lèi)型比較分析，豐富和完善城市土地覆蓋類(lèi)型變化及其重要影響因素的科學(xué)測(cè)定與量化。

3 城市空間擴(kuò)展機(jī)制

城市空間的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)屬性決定了城市空間擴(kuò)展進(jìn)程的自然性和社會(huì)性，而“人”的主體性進(jìn)一步明確了“社會(huì)性為主、自然性為輔”的功能定位。也就是說(shuō)，城市居民為滿(mǎn)足自身多層次心理生理需求而不得不大力發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)，“人”的需求由此成為推進(jìn)城市空間擴(kuò)展進(jìn)程的主要?jiǎng)右?，而在社?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展落實(shí)到具體城市空間上的過(guò)程中，地形地貌、用地適宜性、地理區(qū)位等自然屬性因子在成本—效益、當(dāng)前科技水平的制約下成為城市空間擴(kuò)展進(jìn)程推進(jìn)的輔助性因子。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是在特定的社會(huì)環(huán)境下進(jìn)行的，“人”的需求層次、需求“沖動(dòng)”和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式與當(dāng)時(shí)、當(dāng)?shù)氐闹贫劝才琶芮邢嚓P(guān)，其對(duì)城市空間擴(kuò)展進(jìn)程起著促進(jìn)或抑制作用。因此，城市空間擴(kuò)展的機(jī)制大體分為自然環(huán)境的制約、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)和制度安排的催化3個(gè)方面。

3.1 自然環(huán)境的制約

地形地貌、坡度、地下水文條件等復(fù)雜的自然基質(zhì)不僅對(duì)城市的形成與發(fā)展具有重要影響，而且決定了城市空間擴(kuò)展的總體趨勢(shì)。蘭州市由于東西向的河谷型地形條件的限制，城市空間擴(kuò)展只能向東西兩頭延展，最終形成的是一個(gè)多核心組團(tuán)的帶狀城市［12］。沈陽(yáng)城市空間擴(kuò)展在1990年以前由于渾河這個(gè)天然屏障的存在而使南拓停滯不前，直到21世紀(jì)初才開(kāi)始起建，并最終在渾南區(qū)形成“一城兩區(qū)”的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)［13］。而在武漢市的城市空間擴(kuò)展進(jìn)程中，由于水體眾多、山體連綿，加上長(zhǎng)江、漢水兩大水系的貫穿，導(dǎo)致粗放低效蔓延式擴(kuò)展特征明顯，山水城市特色在逐漸消失。可見(jiàn)，自然環(huán)境條件是城市空間擴(kuò)展的重要基礎(chǔ)條件，在很大程度上影響乃至決定著當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)爻鞘锌臻g擴(kuò)展的方向、區(qū)位、速度、規(guī)模及擴(kuò)展模式和擴(kuò)展效益等。

3.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)

“人”的需求引發(fā)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展是導(dǎo)致城市空間擴(kuò)展進(jìn)程推進(jìn)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)因素，而“人”的需求最終落實(shí)為衣、食、住、行4個(gè)基點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展是GDP(特指二、三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展)、固定資產(chǎn)投資(生產(chǎn)性、生活性基礎(chǔ)設(shè)施，如市政、教育、房地產(chǎn)等)和道路交通等。因此，學(xué)術(shù)界通常選取這3個(gè)要素和非農(nóng)人口規(guī)模作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展驅(qū)動(dòng)城市空間擴(kuò)展的等價(jià)物，定性定量地展開(kāi)彼此之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)分析。王厚軍等［13］在對(duì)沈陽(yáng)市城市擴(kuò)展的分析中將其等價(jià)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。廖和平等［35］基于關(guān)聯(lián)度分析法，將重慶市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展驅(qū)動(dòng)因素等價(jià)為經(jīng)濟(jì)因子(社會(huì)產(chǎn)值、固定資產(chǎn)投資、消費(fèi)因子)、交通因子和人口因子。類(lèi)似的實(shí)證分析在國(guó)內(nèi)較為普遍。與此同時(shí)，需要明確的是，“人”的需求具有共性和異性、階段性、層次性和地域性等特征，意味著社會(huì)經(jīng)濟(jì)各要素對(duì)城市空間擴(kuò)展的驅(qū)動(dòng)作用程度在不同階段、不同城市之間可能不盡相同。孫平軍等［25］以國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)核心區(qū)長(zhǎng)吉一體化地區(qū)的核心城市長(zhǎng)春市和吉林市為樣本，進(jìn)行城市空間擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)力的回歸分析，指出工業(yè)化和投資拉動(dòng)是二者共同的主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)因子，但其作用程度以及其他驅(qū)動(dòng)因子的影響隨城市規(guī)模、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段等而迥異，但是，舒適、宜人、高品質(zhì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的住房需求影響已越來(lái)越凸顯。陳本清等［36］指出人們對(duì)產(chǎn)品的需求結(jié)構(gòu)隨著收入水平的提升而從農(nóng)產(chǎn)品向制造業(yè)產(chǎn)品和服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)變，變動(dòng)的需求結(jié)構(gòu)進(jìn)而帶動(dòng)了投資結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化，導(dǎo)致城市空間擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)因子的變化等?？梢?jiàn)，城市空間擴(kuò)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)中，“人”的需求明確了其共性所在，而階段性、地域性、類(lèi)型性、規(guī)模性等特征屬性又彰顯了其驅(qū)動(dòng)因子作用程度、作用方式等的差異性的一面。但現(xiàn)有研究一方面類(lèi)型涵蓋不足，如礦業(yè)城市、海港城市等分析較少;另一方面對(duì)地帶性、規(guī)模性、功能性等共性規(guī)律性總結(jié)不夠，類(lèi)比分析較少。

3.3 制度安排的催化

制度安排映射著一個(gè)國(guó)家或地區(qū)城市空間擴(kuò)展的特征和模式，其通過(guò)對(duì)行為主體作用(影響行為主體的目標(biāo)函數(shù))而影響城市空間擴(kuò)展的速度、規(guī)模、模式等，成為城市空間擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)機(jī)制的“催化劑”。涉及到的行為主體主要有地方政府、開(kāi)發(fā)商、城市居民和農(nóng)民，其中，地方政府和開(kāi)發(fā)商是主導(dǎo)，城市居民和農(nóng)民處于從屬地位。在現(xiàn)有制度安排下，地方政府的目標(biāo)函數(shù)是行政績(jī)效和地方財(cái)政可支配最大化，開(kāi)發(fā)商的目標(biāo)函數(shù)是利潤(rùn)最大化，而城市居民和農(nóng)民的目標(biāo)函數(shù)是效用最大化。孫平軍等［25，28］分析指出，行政績(jī)效考核體系、土地有償使用制、農(nóng)村集體土地征用制等刺激了地方政府的“擴(kuò)張沖動(dòng)”，借助城市規(guī)劃的平臺(tái)而大面積圈地、“筑巢引鳳”，開(kāi)發(fā)商在地方政府扭曲的招商引資中追逐利潤(rùn)最大化，以廉價(jià)的土地投入替代資本大力發(fā)展粗放型(這里主要指土地資源)經(jīng)濟(jì)，重視城市邊緣區(qū)、新區(qū)開(kāi)發(fā)，相對(duì)忽視城市中心的更新發(fā)展，房地產(chǎn)業(yè)就是最好的證明。王厚軍等［13］認(rèn)為政府行為是城市空間擴(kuò)展方向及規(guī)模的激勵(lì)或約束機(jī)制。喬林凰等［12］認(rèn)為中國(guó)各種政策法規(guī)的變化發(fā)展是導(dǎo)致城市空間擴(kuò)展的誘因所在。李開(kāi)宇［37］認(rèn)為行政區(qū)劃調(diào)整促進(jìn)了番禹的城市空間擴(kuò)展。而Y.D.Wei等［38］認(rèn)為，改革和全球化的交互作用是當(dāng)前乃至今后城市空間擴(kuò)展的一個(gè)主要作用因素。然而制度安排對(duì)城市空間擴(kuò)展的作用程度有多大，作用效果是正是負(fù)(促進(jìn)抑或抑制)等量化分析是當(dāng)前研究中較為缺乏的，大多局限于定性的陳述。

城市空間擴(kuò)展是一個(gè)以“人”的需求為主體、自然性和社會(huì)性耦合依存的地域表達(dá)過(guò)程，決定了其擴(kuò)展機(jī)制的復(fù)雜綜合性和共性與個(gè)性共顯性特征。如何科學(xué)界定各作用機(jī)制及其作用程度、作用效果，了解地帶性、類(lèi)型性(規(guī)模、功能等)、階段性等規(guī)律性是當(dāng)前乃至今后城市空間擴(kuò)展機(jī)制的主要研究?jī)?nèi)容和方向所在。

4 城市空間擴(kuò)展對(duì)策與模擬

4.1 城市空間擴(kuò)展對(duì)策

國(guó)內(nèi)城市空間擴(kuò)展優(yōu)化調(diào)控研究起步較晚，始于20世紀(jì)90年代末期，且以引進(jìn)、比較借鑒歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)為主，其中最為典型的當(dāng)屬“精明增長(zhǎng)”理論。李雪梅等［39］基于“精明增長(zhǎng)”理論，從構(gòu)建多中心有序的緊湊型城市空間結(jié)構(gòu)、設(shè)置城市增長(zhǎng)邊界、保護(hù)綠色開(kāi)敞空間和有重點(diǎn)地選擇開(kāi)發(fā)區(qū)等視角，對(duì)蘭州市城市空間擴(kuò)展中存在的問(wèn)題提出了優(yōu)化調(diào)控;張娟等［40］從意識(shí)上(城市增長(zhǎng)邊界、TOD模式以及增長(zhǎng)管理等理念)、政策上(關(guān)注發(fā)展政策和法規(guī)的內(nèi)容)、技術(shù)上(倡導(dǎo)公交優(yōu)先、塑造社區(qū)歸屬感和創(chuàng)建緊湊有序的發(fā)展模式)等層面，分析了“精明增長(zhǎng)”理念對(duì)中國(guó)城市空間擴(kuò)展的啟示。國(guó)內(nèi)也有一些學(xué)者從其他視角展開(kāi)了探索，李翅［41］從土地集約節(jié)約利用視角優(yōu)化總結(jié)出界內(nèi)高密度控制型開(kāi)發(fā)、外界混合引導(dǎo)型開(kāi)發(fā)和綠帶低密度限制性開(kāi)發(fā)3種擴(kuò)展模式;朱振國(guó)等［42］從城市規(guī)劃視角將南京城市空間增長(zhǎng)基本管理措施確定為外圍總體控制(框定主城區(qū))、主城內(nèi)部空間的分片管理(結(jié)構(gòu)優(yōu)化)、區(qū)域?qū)用娴亩际袇^(qū)空間組織(外圍空間引導(dǎo))3個(gè)層面。而有的學(xué)者則從法規(guī)政策著手，張波［43］提出推行城市土地使用年租制改革是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下管理城市增長(zhǎng)最優(yōu)先的空間控制工具;孫平軍等［44］則從調(diào)整政府行為主體目標(biāo)函數(shù)的視角強(qiáng)調(diào)行政績(jī)效考核體系、征地補(bǔ)償?shù)戎贫鹊母母锱c完善以推進(jìn)城市空間擴(kuò)展的有序高效營(yíng)運(yùn)。但是，總的說(shuō)來(lái)，當(dāng)前基本處于對(duì)歐美國(guó)家成功經(jīng)驗(yàn)的借鑒運(yùn)用的起步階段，對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)“中國(guó)化”還有待深化，最為重要的是要逐步設(shè)計(jì)提出適應(yīng)中國(guó)國(guó)情的、自身的規(guī)劃管理理念和思想，單純依靠借鑒模仿是沒(méi)有出路的。

4.2 城市空間擴(kuò)展模擬

隨著研究方法和技術(shù)手段的不斷發(fā)展完善，對(duì)城市空間擴(kuò)展方向和規(guī)模進(jìn)行預(yù)測(cè)和模擬已開(kāi)始成為國(guó)內(nèi)一個(gè)新的熱門(mén)話(huà)題，且大體集中于元包自動(dòng)機(jī)(cellular automata，CA)模型和 Logistic、Binary、SLEUTH 等邏輯回歸模型兩大類(lèi)。朱順娟等［45］借助傳統(tǒng)的CA模型自下而上的運(yùn)行規(guī)則，通過(guò)引入自上而下的城市規(guī)劃控制層，將2種并行的法則綜合起來(lái)構(gòu)建預(yù)測(cè)模型，并以長(zhǎng)沙市為例展開(kāi)實(shí)證檢驗(yàn);閆梅［46］基于2001，2007年遙感解譯土地利用現(xiàn)狀圖，結(jié)合城市規(guī)劃與管理實(shí)際需要而預(yù)設(shè)的各種空間發(fā)展情景(城市發(fā)展速度情景、城市擴(kuò)張模式情景、重大建設(shè)項(xiàng)目情景、城市發(fā)展方向情景、生態(tài)環(huán)境保護(hù)情景和耕地保護(hù)情景)，借助Logistic模型，對(duì)北京市空間擴(kuò)展選址格局進(jìn)行了模擬;楊勇等［47］基于Binary邏輯回歸模型對(duì)西安市展開(kāi)了模擬分析;姜文亮［48］基于優(yōu)化組合預(yù)測(cè)模型和空間邏輯回歸模型，對(duì)深圳市龍崗區(qū)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。但毫無(wú)疑問(wèn)，城市空間擴(kuò)展預(yù)測(cè)模型都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，研發(fā)出具有開(kāi)放性的綜合性模型將是未來(lái)城市空間擴(kuò)展模擬預(yù)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)［49］。

城市空間擴(kuò)展對(duì)策和模擬研究是把握和實(shí)現(xiàn)城市協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。然而，當(dāng)前城市空間擴(kuò)展對(duì)策分析還處于借鑒起步階段，沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)“中國(guó)化”，而且自身理念和思想相對(duì)缺乏;城市空間擴(kuò)展模擬同樣處于起步階段，且當(dāng)前的實(shí)證分析基本局限于上海、北京等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市，預(yù)測(cè)方法較為單一，存在各種不足。因此，今后一方面需要強(qiáng)化對(duì)策措施的本土化和中國(guó)化，另一方面需要改進(jìn)完善預(yù)測(cè)模型及方法。

5 研究不足及展望

(1)樣本單元不全面，類(lèi)型分析欠缺。當(dāng)前研究基本局限于特大城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市，尤其是北京、上海、南京、廣州等城市，雖然具有典型的代表性，在一定程度上反映了中國(guó)城市空間擴(kuò)展的一般規(guī)律性特征，但是不同區(qū)域、不同類(lèi)型的城市其發(fā)展各具特色，尤其對(duì)于中國(guó)幅員遼闊、地帶分異明顯的復(fù)雜現(xiàn)實(shí)，更是難以一概而論;另外，針對(duì)不同類(lèi)型的城市，如鐵路樞紐城市、礦業(yè)城市、海港城市、生態(tài)脆弱區(qū)城市、糧食主產(chǎn)區(qū)城市等的分析較為缺乏。城市功能的差異性決定了空間結(jié)構(gòu)、擴(kuò)展模式、速度、動(dòng)力機(jī)制等的不同，在今后的樣本選取中，一方面需要加強(qiáng)對(duì)中西部地區(qū)城市、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)城市以及中小城市的涉及，另一方面也需要強(qiáng)調(diào)研究單元類(lèi)型的完整性。

(2)個(gè)案分析較多，共性規(guī)律性總結(jié)不夠。個(gè)性與共性對(duì)應(yīng)著城市與區(qū)域(乃至國(guó)家)2個(gè)層面的規(guī)劃和調(diào)控，個(gè)性特征映射了城市層面規(guī)劃調(diào)控的成效，而共性特征彰顯了區(qū)域或國(guó)家層面規(guī)劃調(diào)控的成效，二者是相輔相成的統(tǒng)一體，是把握事物內(nèi)在演變規(guī)律的有效分析工具。針對(duì)當(dāng)前普遍重視個(gè)案分析而相對(duì)忽視共性規(guī)律的歸納總結(jié)，無(wú)疑是不利于整體認(rèn)識(shí)我國(guó)城市空間擴(kuò)展特征的，也就造成了區(qū)域政策的針對(duì)性、成效性、可行性受到很多的質(zhì)疑。因此，今后城市空間擴(kuò)展研究應(yīng)該加強(qiáng)多案例共性規(guī)律的比較分析，比如大尺度地帶性城市空間擴(kuò)展規(guī)律(東部、中部、西部、東北)、功能性城市空間擴(kuò)展規(guī)律(不同類(lèi)型和不同行政等級(jí)城市)、規(guī)模性城市空間擴(kuò)展規(guī)律(城市人口規(guī)模)等。

(3)研究?jī)?nèi)容不完整，有待擴(kuò)展與延伸。城市空間擴(kuò)展模式的合理性評(píng)價(jià)至今尚缺乏一套行之有效的合理性評(píng)價(jià)體系，對(duì)于何種模式是高效的、何種模式是適應(yīng)地方特色的缺乏論證;城市空間擴(kuò)展效益中，目前較多關(guān)注的是生態(tài)環(huán)境效益而相對(duì)忽視社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的分析，城市空間是一個(gè)基于建成區(qū)地域單元的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，是一個(gè)有機(jī)綜合體，綜合效益的分析才是城市空間擴(kuò)展合理性分析的主要成分，其中存量擴(kuò)展的效益分析是關(guān)鍵;城市空間擴(kuò)展機(jī)制分析中，對(duì)于如何界定各作用機(jī)制(自然環(huán)境的制約、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)、制度安排的催化)的作用程度、作用成效等較為模糊，尤其是制度安排的催化作用，其對(duì)城市空間擴(kuò)展到底起多大的作用，目前基本偏于定性描述，缺乏定量的明確;城市空間擴(kuò)展對(duì)策與模擬方面目前基本處于借鑒起步階段，如何實(shí)現(xiàn)其中國(guó)化、本土化、多元化依然是任重道遠(yuǎn)。因此，構(gòu)建一套理想的城市空間擴(kuò)展合理性評(píng)價(jià)體系、加強(qiáng)城市空間擴(kuò)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益分析、定性定量結(jié)合分析城市空間擴(kuò)展機(jī)制和實(shí)現(xiàn)政策的中國(guó)化、本土化、模擬的多元化等將是中國(guó)城市空間擴(kuò)展研究的主體內(nèi)容。

(4)研究方法較為匱乏單一，數(shù)據(jù)來(lái)源不理想。當(dāng)前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，遙感、GIS、元包自動(dòng)機(jī)、景觀(guān)指數(shù)等研究方法已逐漸開(kāi)始廣泛應(yīng)用于城市空間擴(kuò)展研究中，促進(jìn)了研究的廣度和精度，但同時(shí)由于方法自身的缺憾而存在著較大的局限性，如由于城市光譜的復(fù)雜性，同物異譜或異物同譜現(xiàn)象嚴(yán)重，基于多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)而提取的城市用地專(zhuān)題信息的精度會(huì)受到影響［50］;遙感影像低分辨制約著城市細(xì)小分類(lèi)的操作;模擬預(yù)測(cè)模型由于自身工作原理的局限而影響結(jié)果的精度。對(duì)于研究數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，也正是研究方法和技術(shù)手段的缺失和限制，目前多采用遙感解譯數(shù)據(jù)和市轄區(qū)建成

區(qū)面積數(shù)據(jù)來(lái)替代，其中遙感解譯數(shù)據(jù)在整個(gè)解譯過(guò)程中由于分辨度的影響難免存在信息失真，而市轄區(qū)建成區(qū)面積參數(shù)替代更是如此，它忽視了建成區(qū)以外的各類(lèi)建設(shè)用地。為此，應(yīng)加強(qiáng)研究方法的豐富和發(fā)展，研發(fā)出具有開(kāi)放性的綜合性模型將是未來(lái)城市空間擴(kuò)展的發(fā)展趨勢(shì)，提高研究數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性將是今后城市空間擴(kuò)展研究中不可或缺的組成部分。

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