黃 碩, 郭青海, 唐立娜

(1.中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所，城市環(huán)境與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 廈門 361021；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)， 北京 100049)

空間形態(tài)受限型城市緊湊發(fā)展研究
——以廈門島為例

黃 碩1,2, 郭青海1,*, 唐立娜1

(1.中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所，城市環(huán)境與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 廈門 361021；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)， 北京 100049)

土地資源缺乏決定了空間形態(tài)受限型城市急需轉(zhuǎn)變現(xiàn)有城市發(fā)展模式。城市中心區(qū)內(nèi)建設(shè)用地集中分布、城市功能混合配置的緊湊發(fā)展模式符合空間形態(tài)受限型城市需求。近似圓形的城市形態(tài)和海陸隔離的特征讓廈門島成為典型的空間形態(tài)受限型城市，為城市緊湊發(fā)展理論在空間形態(tài)受限型城市擴(kuò)張中的適用性研究提供了天然場(chǎng)地。選取廈門島南北向的廈禾路—嘉禾路和東西向的湖濱北路—呂嶺路兩條城市發(fā)展軸作為樣帶，從南到北、從西到東分別劃分10個(gè)樣方，采用class水平的CA和PLAND指數(shù)分析舊城區(qū)及城市擴(kuò)張方向上的景觀格局特征，以空間飽和度和功能單一度表征城市發(fā)展緊湊程度。結(jié)果顯示65%的樣方空間飽和度較高，但城市功能主要單一化，大部分樣方以居住功能為主，公共服務(wù)功能和商業(yè)服務(wù)功能比例較小甚至缺失；在城市向北、向東的擴(kuò)張過(guò)程中，廈門島建成區(qū)的城市用地利用強(qiáng)度降低，空間飽和度下降，城市功能雖有所增加和轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)，但綜合配置水平較低，廈門島還未形成緊湊發(fā)展。最后提出廈門島向緊湊城市發(fā)展的6條建議。

空間形態(tài)受限型城市；緊湊發(fā)展；空間飽和度；功能單一度

城市化給人最直觀的感受就是城市景觀的空間擴(kuò)張[1]。僅占我國(guó)國(guó)土總面積9.6%的東部平原、低山丘陵區(qū)內(nèi)集中分布了多個(gè)城市群[2]，較為平坦的地形為城市“攤大餅”式蔓延提供了條件，其中尤以北京城區(qū)環(huán)路圈層形式擴(kuò)張為最。然而所有城市的擴(kuò)張空間都不是無(wú)限的，且城市無(wú)序擴(kuò)張導(dǎo)致一系列的交通擁堵、住房緊張、環(huán)境惡化等“城市病”[3- 5]。土地資源的稀缺性和人多地少的國(guó)情共同決定了我國(guó)大部分城市空間擴(kuò)張方式轉(zhuǎn)型的必要性[2]。與地域廣闊型城市相比，城市用地緊缺問(wèn)題在島嶼城市、山地城市和河谷城市等空間形態(tài)受限型城市發(fā)展過(guò)程中更加突顯?？臻g形態(tài)受限型城市無(wú)法一直走無(wú)序擴(kuò)張的城市化老路，急需探求更符合可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)城市理念的城市發(fā)展方式。有學(xué)者提出“緊湊發(fā)展”[6- 7]的城市模式，香港島和新加坡島等城市擴(kuò)張案例證明了緊湊城市理論在空間形態(tài)受限型城市建設(shè)中的可行性與實(shí)用性。Richardson 等用城市經(jīng)濟(jì)學(xué)理論證明圓形是最高效的城市建設(shè)外部空間形態(tài)[8]。趙景柱等認(rèn)為圓形的城市空間形態(tài)具有最大緊湊度[9]。

廈門島四面環(huán)海，是廈門市城市主體，其南北長(zhǎng)13.7 km、東西寬12.5 km，近似圓形的城市形態(tài)是研究空間形態(tài)受限型城市緊湊發(fā)展的極佳區(qū)域。本文結(jié)合緊湊城市理論，通過(guò)對(duì)廈門島城市發(fā)展軸的景觀格局分析，量化廈門島主要建成區(qū)的空間飽和度和城市功能單一度，著重考慮空間形態(tài)受限特性對(duì)廈門島城市擴(kuò)張的影響，探討廈門島在城市中心區(qū)更新、城市主要建設(shè)區(qū)的土地高強(qiáng)度開發(fā)和城市功能混合配置與自然生態(tài)保護(hù)方面達(dá)到平衡的發(fā)展路線，為廈門空間擴(kuò)展提供依據(jù)，并為我國(guó)其他城市空間擴(kuò)張方式轉(zhuǎn)型提供參考。

1 研究進(jìn)展

1.1 空間形態(tài)受限型城市

隨著我國(guó)城市發(fā)展水平逐漸提高，城市面積增長(zhǎng)勢(shì)頭迅猛，城市景觀不斷擴(kuò)張[10]。除人類活動(dòng)外，城市空間形態(tài)還與所處地域的自然生態(tài)條件聯(lián)系緊密[11- 12]，根據(jù)城市周圍具有城市化潛力、可用于城市擴(kuò)張的土地面積大小，可以將城市分為地域廣闊型城市和空間形態(tài)受限型城市兩種類型?？臻g形態(tài)受限型城市往往分布于山區(qū)、丘陵帶和沿海地區(qū)，在地形、地質(zhì)構(gòu)造、自然水體等不適合城市擴(kuò)張或阻礙城市擴(kuò)張的自然因素影響下，可用于發(fā)展城市用地的土地面積有限，自然生態(tài)條件成為該類型城市擴(kuò)張過(guò)程中的重要考慮因素。與地處平原或大型盆地的地域廣闊型城市相比，山地城市、河谷城市和島嶼城市都可列入空間形態(tài)受限型城市。

現(xiàn)有文獻(xiàn)中對(duì)山地城市和河谷城市的城市化過(guò)程研究相對(duì)較多。山地城市依山就勢(shì)而建，橫向上城市形態(tài)受城市內(nèi)外自然山體所限，能擴(kuò)展的方向不多、能擴(kuò)張的面積不大，有的城市通過(guò)小規(guī)模開山填挖增加城市建設(shè)用地面積，如重慶[13]，還有的城市發(fā)展沿山而上的城市建成區(qū)，用豎向上的空間彌補(bǔ)橫向上的不足，如耶路撒冷[14]。河谷城市的空間形態(tài)與河流走向、河網(wǎng)布局有很大關(guān)系，隨著河流的拓寬或改道，城市中心往往隨之遷移，如蘭州城址隨黃河北移改道的變遷[15]。島嶼城市的城市擴(kuò)張研究相對(duì)少見，一方面由于島嶼城市數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于陸地城市，相當(dāng)一部分島嶼從屬于陸地城市，城市化程度比同個(gè)城市的陸地部分低，例如上海的崇明島[16]；另一方面由于一些島嶼城市的市域范圍包括數(shù)個(gè)島嶼，島嶼之間相距較遠(yuǎn)，給研究增加了難度，例如三沙市包括西沙群島、中沙群島和南沙群島；還有原因在于大部分島嶼城市以旅游目的開發(fā)，研究的關(guān)注點(diǎn)多為自然資源開發(fā)與生態(tài)保護(hù)，例如舟山群島[17]。島嶼城市一般位于海灣內(nèi)部、被海水完全包圍，或與大陸有部分連接、被海水半包圍，相對(duì)近年來(lái)陸地城市面積的不斷擴(kuò)大，受海岸線限制的島嶼城市面積較為固定，增加城市面積主要通過(guò)填海造地等途徑。如果像地域廣闊型城市一樣一味追求城市面積“量”的增長(zhǎng)，空間形態(tài)受限城市可用于城市擴(kuò)張的土地資源有限，其城市發(fā)展就會(huì)很快面臨無(wú)地可擴(kuò)的問(wèn)題。

1.2 空間形態(tài)受限型城市緊湊發(fā)展實(shí)例

緊湊城市理論在一定程度上解決了目前空間形態(tài)受限型城市面臨的土地資源有限的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了城市中心區(qū)的空間高度飽和和功能高度綜合。例如香港島提倡向上、向下和低間距的土地高效利用，規(guī)劃五條島內(nèi)向島外的輻射發(fā)展軸和高密度的公共交通網(wǎng)絡(luò)，確保島外的居住區(qū)與島內(nèi)的經(jīng)濟(jì)區(qū)、自然生態(tài)區(qū)成為聯(lián)絡(luò)的城市有機(jī)體[18- 20]，但保留島內(nèi)大部分山體作為城市的綠肺，設(shè)立綠帶(green belt)作為自然邊界，防止城市的無(wú)序蔓延[21]；新加坡島對(duì)中心城區(qū)進(jìn)行二次高層高密度開發(fā)，大批超高容積率的建筑將商業(yè)和金融業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)集中布局[22- 23]，沿五條放射狀城市發(fā)展軸設(shè)立的新市鎮(zhèn)集中了全國(guó)80%以上的居民，同時(shí)在發(fā)展軸間設(shè)立大面積城市綠地，形成綠地網(wǎng)絡(luò)(greenway network)，實(shí)現(xiàn)了從城市花園(garden city)到花園城市(city in a garden)的轉(zhuǎn)變[24]。綜上所述，“開山”“填?！辈荒艹掷m(xù)滿足空間形態(tài)受限型城市的擴(kuò)張需要，提高現(xiàn)有城市用地的利用效率、合理組織和布局城市功能才是調(diào)和人地矛盾的關(guān)鍵。

1.3 城市緊湊發(fā)展評(píng)價(jià)方法

緊湊城市理論的核心內(nèi)容在于城市建設(shè)用地的集中分布、城市功能的混合配置、公共交通的高效利用和自然生態(tài)的重視保護(hù)[6- 7]。現(xiàn)有研究通常從城市外部空間形態(tài)、城市內(nèi)部功能混合布局和城市建成區(qū)人口密度等方面對(duì)城市緊湊發(fā)展進(jìn)行量化評(píng)價(jià)。表征城市建成區(qū)外部空間形態(tài)特征的常用指數(shù)包括Richardson指數(shù)、Cole指數(shù)、Gibbs指數(shù)、Moran′I指數(shù)、形狀指數(shù)和破碎化指數(shù)等[9, 25]，城市空間形態(tài)越趨于圓形，城市緊湊發(fā)展程度越高。城市內(nèi)部功能布局混合程度則通過(guò)游憩、公共服務(wù)、商業(yè)服務(wù)等各種城市功能的交通可達(dá)性和便捷性來(lái)衡量，城市功能的平均服務(wù)半徑越短，則城市發(fā)展越緊湊[26]。從城市建成區(qū)人口密度角度入手的研究綜合考慮了城市土地開發(fā)強(qiáng)度和人口規(guī)模，認(rèn)為城市建成區(qū)內(nèi)容納的人口越多，城市資源利用率越高，城市越緊湊[27- 29]。

2 廈門島緊湊發(fā)展分析

2.1 研究區(qū)域概況

廈門市地處福建省東南沿海地區(qū)，為我國(guó)第一批經(jīng)濟(jì)特區(qū)城市，城市化水平位居全國(guó)第33位[30]，包括島嶼部分(思明區(qū)、湖里區(qū))和陸地部分(集美區(qū)、海滄區(qū)、同安區(qū)和翔安區(qū))，是我國(guó)唯一一個(gè)以島嶼為主體的副省級(jí)城市。其中廈門島為廈門市的城市中心區(qū)域，城市化起步早、發(fā)展快、水平高、人口密集[31]，思明區(qū)的城市化率達(dá)到68.18%[32]。如圖1所示，廈門島四面環(huán)海，海陸隔離，屬于典型的空間形態(tài)受限型城市。

圖1 廈門市市域圖Fig.1 The whole Xiamen municipality

廈門島南部存在大面積山體，從1987、1997和2007三期廈門島TM影像(圖2)可以看出，廈門島城市景觀初期集中于島西南部的舊城區(qū)，之后逐漸由廈禾路向北、由湖濱北路向東擴(kuò)張。本文將廈門島的兩條城市主干道選為研究對(duì)象，即南北向的廈禾路—嘉禾路和東西向的湖濱北路—呂嶺路(圖3)。廈禾路橫穿舊城區(qū)，始建于20世紀(jì)20年代，之后歷經(jīng)4次拓寬；嘉禾路始建于1986年，途徑火車站、長(zhǎng)途車站和高崎機(jī)場(chǎng)，連接廈門大橋、杏林大橋，為廈門島與大陸的主要交通通道；湖濱北路有廈門“陸家嘴”之稱，兼具廈門市行政中心、金融商務(wù)中心和文化休閑中心三大城市功能；呂嶺路橫貫廈門島中部，與嘉禾路、湖濱北路相交，是廈門島東部開發(fā)區(qū)與主城區(qū)的主要連接道路。這兩條城市主干道都以舊城區(qū)為起點(diǎn)，隨城市擴(kuò)張趨勢(shì)延伸至島的最北端和最東端，穿過(guò)北部和東部的城市擴(kuò)張帶，其周邊城市景觀格局在舊城市核心區(qū)景觀和近20年擴(kuò)張的新城市建成區(qū)景觀方面具有很強(qiáng)的代表性。

圖2 廈門島城市景觀擴(kuò)張趨勢(shì)Fig.2 The directions of urban landscape expansion in Xiamen Island

圖3 廈門島城市發(fā)展軸Fig.3 Two development axes in Xiamen Island

2.2 土地利用分類

對(duì)2009年1月18日空間分辨率為1.0 m的IKONOS影像數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何校正、數(shù)據(jù)融合和目視解譯，得到矢量圖。結(jié)合實(shí)際情況和研究目的，將廈門島土地利用方式分為13類，即耕地、園地、林地、公園與綠地、公共服務(wù)用地、商業(yè)服務(wù)用地、工礦倉(cāng)儲(chǔ)用地、商住混合用地、普通住宅用地、城中村、交通運(yùn)輸用地、水域和其他用地，具體如表1所示。與實(shí)地調(diào)查結(jié)果比對(duì)，解譯準(zhǔn)確度高于85%，滿足研究要求。

2.3 分析方法

基于城市整體景觀尺度的城市景觀格局描述，運(yùn)用景觀生態(tài)學(xué)方法和GIS軟件，從分析多期遙感影像數(shù)據(jù)的景觀斑塊類型、特點(diǎn)及其空間分布入手，研究城市景觀空間擴(kuò)張[33- 34]，鑒于矢量圖中城市道路為線性要素，本文利用ArcGIS軟件的“buffer”模塊對(duì)南北向的廈禾路—嘉禾路(廈嘉緩沖帶)和東西向的湖濱北路—呂嶺路(湖呂緩沖帶)做半徑1000 m的線形緩沖帶分析。為保證景觀格局提取的完整性和同個(gè)緩沖帶樣方大小劃分的一致性，廈嘉緩沖帶以距廈禾路起點(diǎn)1250 m處布第一個(gè)點(diǎn)，之后每1500 m布點(diǎn)，過(guò)點(diǎn)做垂線分割緩沖區(qū)，從南到北依次劃分10個(gè)樣方；湖呂緩沖帶以距湖濱北路起點(diǎn)920 m處布第一個(gè)點(diǎn)，之后每1250 m布點(diǎn)，過(guò)點(diǎn)做垂線分割緩沖區(qū)，從西到東依次劃分10個(gè)樣方，結(jié)果如圖4。然后提取各樣方內(nèi)的景觀格局，轉(zhuǎn)為Grid格式，在Fragstates 3.3軟件中選取class水平上的CA、PLAND等指數(shù)，對(duì)13種景觀類型進(jìn)行分析。

表1 廈門島土地利用分類

圖4 廈門島城市發(fā)展軸景觀格局Fig.4 The landscape pattern of development axes in Xiamen Island

廈門島具有近似圓形的外部空間形態(tài)，本文從城市內(nèi)部空間和功能角度考慮廈門島主要城市建成區(qū)(兩條緩沖帶)的集中建設(shè)水平和城市功能綜合配置程度，分別采用空間飽和度和城市功能單一度兩個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量?！帮柡汀痹改撤N溶劑不能更多地溶解某種溶質(zhì)時(shí)達(dá)到的一種狀態(tài)。本文將其賦予景觀生態(tài)學(xué)意義，用空間飽和度表征各樣方內(nèi)用于城市建設(shè)的土地資源比例，以城市建設(shè)用地等城市景觀類型占整體景觀可利用面積的百分?jǐn)?shù)(PLAND值)表示:

空間飽和度(PLAND值)=(城市建設(shè)用地面積/樣方可利用面積)×100%

(1)

其中，城市建設(shè)用地包括公園與綠地、公共服務(wù)用地、商業(yè)服務(wù)用地、交通運(yùn)輸用地、工礦倉(cāng)儲(chǔ)用地、商住混合用地、普通住宅用地等景觀類型；出于保護(hù)現(xiàn)有自然生態(tài)環(huán)境、保證未來(lái)城市擴(kuò)張不占用森林和水體的目的，林地和水域未列入可利用面積，即樣方可利用面積包括城市建設(shè)用地和潛在的城市擴(kuò)張用地，如耕地、園地、城中村和其他用地等。樣方中已用于城市建設(shè)的面積比例越高，則該樣方的空間飽和度越大，越符合緊湊城市理論中建設(shè)用地集中開發(fā)的要求。

緊湊發(fā)展的另一個(gè)核心內(nèi)容為城市功能的綜合配置，即僅僅占用土地資源而不是高效利用土地資源，仍然不能達(dá)到緊湊城市要求。城市功能綜合概念與容積率概念類似，即樣方可利用面積相近或空間飽和度相近時(shí)，樣方內(nèi)各景觀類型所發(fā)揮的城市功能越多，城市功能綜合配置程度越高。根據(jù)《雅典憲章》，城市具有居住、工作、游憩和交通四大主要功能，本文將工作功能細(xì)分為公共服務(wù)、商業(yè)服務(wù)和工業(yè)生產(chǎn)三類，6種城市功能對(duì)應(yīng)的景觀類型如表2，其中商住混合用地按50%分別計(jì)入商業(yè)服務(wù)功能和居住功能的景觀類型中。景觀生態(tài)學(xué)中，當(dāng)各景觀組分所占比例一致時(shí)，景觀水平的香農(nóng)多樣性指數(shù)達(dá)到最大值，由此本文假定當(dāng)各城市功能比例相同時(shí)，城市功能多樣性達(dá)到最大，城市功能的綜合配置程度達(dá)到最高；反之，如果某一種城市功能比例具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)時(shí)，城市功能多樣性最小，城市功能單一。為方便量化城市功能綜合配置水平，將各個(gè)樣方內(nèi)各種城市功能的PLAND值與6種城市功能的PLAND值均值比較，取6個(gè)結(jié)果中的最大值為功能單一度(式2)。該最大值所代表的城市功能即為該樣方的主要城市功能。該最大值越大，表明該樣方的城市功能越單一:

空間飽和度高、城市功能單一度低的樣方符合緊湊發(fā)展要求

城市功能單一度= Max(某種城市功能PLAND值-6種城市功能PLAND值均值)

(2)

表2 城市功能及其對(duì)應(yīng)的景觀類型

3 研究結(jié)果

對(duì)20個(gè)樣方的空間飽和度和功能單一度進(jìn)行聚類分析。空間飽和度聚類分析表明，聚類分兩類時(shí)差異顯著，顯著度達(dá)0.001，廈嘉緩沖帶樣方10和湖呂緩沖帶樣方8、10為一類，空間飽和度低于70%，其余17個(gè)樣方為一類，空間飽和度均高于70%。功能單一度聚類分析表明，聚類分兩類時(shí)差異顯著，顯著度達(dá)0.003，廈嘉緩沖帶樣方8—10和湖呂緩沖帶樣方3、7、8為一類，功能單一度低于25%，其余13個(gè)樣方為一類，功能單一度均高于25%。

圖5 廈嘉緩沖帶樣方散點(diǎn)分布圖Fig.5 Compactness of 10 quadrats in Xiajia buffer

從兩條緩沖帶的空間飽和度和功能單一度的散點(diǎn)分布圖來(lái)看(圖5—圖6)：廈嘉緩沖帶上，只有樣方10的空間飽和度低于70%，功能單一度低于25%；樣方8、9空間飽和度高于70%，而功能單一度低于25%；其余7個(gè)樣方空間飽和度高于85%，功能單一度高于25%。廈嘉緩沖帶總體特征是空間飽和度高而功能單一度也高，不符合緊湊發(fā)展“空間飽和度高、城市功能單一度低”的要求。湖呂緩沖帶上，樣方8、9的空間飽和度低于70%，功能單一度低于25%；樣方3、7空間飽和度高于70%，而功能單一度低于25%；其余6個(gè)樣方空間飽和度高于85%，功能單一度高于25%，總體而言空間飽和度不高而功能單一度相對(duì)較低，也不符合緊湊發(fā)展要求。

圖6 湖呂緩沖帶樣方散點(diǎn)分布圖Fig.6 Compactness of 10 quadrats in hulv buffer

廈嘉緩沖帶的樣方1—7和湖呂緩沖帶的樣方1、2、4、5、6、9空間飽和度較高但未達(dá)到緊湊發(fā)展要求的原因在于城市功能單一化。圖7—圖8直觀表明了兩條緩沖帶各樣方的城市功能數(shù)量與比例，可以看出廈嘉緩沖帶樣方1、6和湖呂緩沖帶樣方1—4、9存在城市功能缺失，廈門島東端的公共服務(wù)功能欠缺；廈嘉緩沖帶樣方1—7以居住功能為主，湖呂緩沖帶樣方1、2、4、5、6、9的主要城市功能由游憩功能轉(zhuǎn)為居住功能；特別是舊城區(qū)所在的兩條緩沖帶的樣方1—5，城市空間飽和度都大于90%，但居住功能占據(jù)城市功能的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，城市中心區(qū)主要的商業(yè)服務(wù)功能和公共服務(wù)功能所占比例偏少。根據(jù)主要景觀類型的斑塊面積分析結(jié)果(表3)，舊城區(qū)的居住功能主要由中低層普通住宅用地承擔(dān)，對(duì)普通住宅用地進(jìn)行二次更新開發(fā)將是提升舊城區(qū)緊湊發(fā)展程度的重要途徑。

圖7 廈嘉緩沖帶各樣方不同城市功能景觀類型面積比例Fig.7 PLAND values of urban landscape types with different urban functions in Xiajia buffer

景觀類型Landscapetype樣方Quadrat12345678910廈嘉緩沖帶商業(yè)服務(wù)用地33.116.224.842.632.139.69.931.212.611.3Xia-Jiabuffer工礦倉(cāng)儲(chǔ)用地1.02.815.26.355.675.878.862.5商住混合用地8.620.819.03.512.737.31.80.80.1公共服務(wù)用地21.936.920.99.321.812.421.235.813.15.8交通運(yùn)輸用地32.933.539.238.554.742.234.436.7100.828.2普通住宅用地131.2124.9123.3139.6131.5120.091.050.514.69.5城中村5.231.930.120.324.0湖呂緩沖帶商業(yè)服務(wù)用地16.017.125.243.324.86.16.40.452.1Hu-Lübuffer工礦倉(cāng)儲(chǔ)用地6.842.550.055.259.536.2商住混合用地1.31.86.120.731.6公共服務(wù)用地8.016.350.84.514.416.622.20.417.6交通運(yùn)輸用地13.424.835.139.252.437.017.06.018.521.8普通住宅用地51.457.582.6122.896.494.842.145.0139.916.8城中村24.031.144.08.637.4

圖8 湖呂緩沖帶各樣方不同城市功能景觀類型面積比例Fig.8 PLAND values of urban landscape types with different urban functions in Hulv buffer

圖9 廈嘉緩沖帶各樣方內(nèi)城市空間飽和度Fig.9 The space saturation of quadrats in Xiajia buffer

圖10 湖呂緩沖帶各樣方內(nèi)城市空間飽和度Fig.10 The space saturation of quadrats in Hulv buffer

廈嘉緩沖帶的樣方10和湖呂緩沖帶的樣方8、10城市功能綜合配置水平較高但未達(dá)到緊湊發(fā)展要求的原因在于樣方內(nèi)還存在相當(dāng)面積的未利用土地。圖9—圖10清晰展示了兩條緩沖帶各樣方的城市建設(shè)用地與潛在城市用地的比例，可以看出這3個(gè)樣方土地利用率不高，即廈門島北端和東端的空間飽和度較低，東端存在更多待開發(fā)的土地資源。結(jié)合圖7—圖8和表3，廈門島北端和東端以工業(yè)生產(chǎn)功能得到很大發(fā)展，居住功能中城中村承擔(dān)的比例上升，且與工礦倉(cāng)儲(chǔ)用地存在一定的共生關(guān)系，則加大城市建設(shè)力度和工業(yè)區(qū)及其配套居住區(qū)的整合開發(fā)將是這兩個(gè)區(qū)域緊湊發(fā)展的主要目標(biāo)。

4 討論與結(jié)論

廈門島是典型的空間形態(tài)受限型城市，海岸線為天然的城市擴(kuò)張紅線，原本的填海造地和海涂圍墾等城市擴(kuò)張方式造價(jià)高，獲得的土地資源有限，且對(duì)海洋生態(tài)有一定的影響，在已經(jīng)具備近似圓形的高效的城市外部空間形態(tài)情況下，實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)部的緊湊發(fā)展才是符合廈門島空間形態(tài)受限特性的城市發(fā)展戰(zhàn)略。

符合“空間飽和度高、城市功能單一度低”緊湊發(fā)展要求的樣方僅有4個(gè)，且相距較遠(yuǎn)，分別位于廈門島的西南舊城區(qū)內(nèi)、北端工業(yè)區(qū)內(nèi)和近東端工業(yè)區(qū)。65%的樣方雖然空間飽和度較高，但城市功能單一化問(wèn)題較為嚴(yán)重，大部分樣方以居住功能為主，體現(xiàn)城市化水平的公共服務(wù)功能和商業(yè)服務(wù)功能比例較小甚至缺失，這些樣方所在區(qū)域大致為廈門島舊城區(qū)及其周邊輻射區(qū)。15%的樣方雖然城市功能數(shù)量與比例較為均衡，但土地開發(fā)率不高，空間飽和度較其余樣方低，具有較大建設(shè)潛力，這些樣方集中于廈門島的北端與東端的工業(yè)區(qū)?？傮w而言，廈門島主要建成區(qū)內(nèi)土地資源接近充分利用，但城市功能綜合配置水平不高，廈門島現(xiàn)有的城市發(fā)展模式非緊湊發(fā)展。

城市規(guī)劃的引導(dǎo)與變化是造成這一現(xiàn)象的主要原因[35]。廈門島舊城區(qū)為人口聚集的自發(fā)性建設(shè)，主要考慮人口的容納，即住房建設(shè)，特別是舊城區(qū)推出福利性質(zhì)的大規(guī)模單位住宅，占用了舊城區(qū)內(nèi)大部分可利用土地資源，提高了空間飽和度，但影響了舊城區(qū)房地產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展，且公共服務(wù)、商業(yè)服務(wù)等其他城市功能的配套建設(shè)力度不夠，北部湖里經(jīng)濟(jì)特區(qū)集中了島內(nèi)工業(yè)，職住功能分離，城市功能分區(qū)明顯，由此形成城市功能單一的城市中心區(qū)；近年來(lái)城市規(guī)劃不再一味強(qiáng)調(diào)功能分區(qū)，廈門島北部工業(yè)區(qū)擴(kuò)張的同時(shí)，公共服務(wù)和商業(yè)服務(wù)功能配套建設(shè)逐步得到重視，東部則在工業(yè)生產(chǎn)功能之外，以會(huì)展中心為基礎(chǔ)大力發(fā)展公共服務(wù)功能，由此在廈門島北部和東部有個(gè)別樣方達(dá)到了城市功能綜合和空間利用飽和；廈門島北部和東部屬于城市新興開發(fā)組團(tuán)，城市功能綜合發(fā)展的同時(shí)，城市土地還未得到完全的利用，空間飽和度不高。趙景柱等計(jì)算了廈門緊湊度指數(shù)NCI值為0.083，也表明廈門城市緊湊度較低[9, 36]。綜合而言，廈門島內(nèi)主要建成區(qū)的城市用地比例較高，但城市功能綜合配置水平較低，目前廈門島還未形成緊湊發(fā)展。

緊湊發(fā)展模式通過(guò)城市土地的高強(qiáng)度開發(fā)、城市功能的合理組織和綜合布局，實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)的高效運(yùn)行，符合廈門島空間形態(tài)受限的特性。廈門島內(nèi)未達(dá)到緊湊發(fā)展，具有很大的提升潛力，因此需要對(duì)廈門島主要建成區(qū)的土地結(jié)構(gòu)和城市功能進(jìn)行整合優(yōu)化，提高島內(nèi)的空間飽和度，促使島內(nèi)有限的土地資源得到充分利用，同時(shí)提升城市功能綜合配置水平，實(shí)現(xiàn)城市緊湊發(fā)展。對(duì)此，本文提出幾點(diǎn)對(duì)策：(1)對(duì)舊城區(qū)核心區(qū)(兩條緩沖帶的樣方1—4)的早期單位福利房、老式中低層住宅等普通住宅用地和零散工業(yè)用地進(jìn)行更新開發(fā)，部分具有地域特色的沿街騎樓予以保留和修繕，充分利用狐尾山、仙岳山、西姑嶺之間的平地，建設(shè)商業(yè)用地和商住混合用地混合分布的高水平商務(wù)街區(qū)；(2)舊城區(qū)輻射區(qū)(廈嘉緩沖帶樣方5—6、湖呂緩沖帶樣方5)處于兩條城市主干道交匯地帶，交通便捷，人口密集，應(yīng)進(jìn)行高層高密度開發(fā)，建立商業(yè)服務(wù)、公共服務(wù)協(xié)同發(fā)展的金融核心區(qū)，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘蠧BD；(3)北端工業(yè)區(qū)(廈嘉緩沖帶樣方7—10)將污染較重的工業(yè)區(qū)遷出，發(fā)揮交通優(yōu)勢(shì)擴(kuò)大港口工業(yè)，開發(fā)現(xiàn)代居住小區(qū)，吸引外來(lái)人口的同時(shí)補(bǔ)足舊城區(qū)及其輻射區(qū)緊湊開發(fā)造成的居住用地缺口；(4)東端工業(yè)區(qū)(湖呂緩沖帶樣方6—10)保護(hù)現(xiàn)有綠地，縮減工業(yè)用地，改造城中村，集中建設(shè)面向低收入階層的保障房社區(qū)；(5)在緊湊開發(fā)兩條城市發(fā)展軸的同時(shí)，保留林地、水域等自然邊界和公園綠地等人工邊界，防止城市蔓延；(6)農(nóng)用地向城市用地轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，適當(dāng)保留小面積耕地、園地作為農(nóng)耕樂、采摘園等介于農(nóng)村景觀和城市景觀之間的景觀類型，可以發(fā)揮游憩功能。

分析城市功能單一度時(shí)，本文并未考慮城市職能對(duì)城市功能比例的影響，例如旅游城市的城市職能可能造成城市功能以游憩和商業(yè)服務(wù)功能為主，城市職能對(duì)城市緊湊發(fā)展的影響程度仍待后續(xù)研究?？臻g達(dá)到飽和、功能達(dá)到綜合、城市發(fā)展達(dá)到緊湊時(shí)，這種城市發(fā)展模式是否對(duì)城市生態(tài)效率產(chǎn)生影響[37]、是否產(chǎn)生新的生態(tài)過(guò)程和環(huán)境效應(yīng)[38]、城市居民對(duì)該模式的適應(yīng)度[6]也是未來(lái)研究關(guān)注的重點(diǎn)。

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Compactdevelopmentofspace-limitedcityacasestudyofXiamenIsland

HUANG Shuo1,2, GUO Qinghai1,*, TANG Lina1

1KeyLaboratoryofUrbanEnvironmentandHealth,InstituteofUrbanEnvironment,ChineseAcademyofSciences,Xiamen361021,China2UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China

The lack of land resource prompts space-limited city to change existing urban development mode.The cases of Hong Kong and Singapore show that the compact development mode, which requires construction land concentrated distribution and urban functions comprehensive allocation in urban center, meets the demand of space-limited city.The isolated and circle urban form of Xiamen Island makes Xiamen a typical space-limited city.So Xiamen Island is an ideal object for the study of urban compact development theory in the expansion of space-limited city.The urban landscape has obvious northern and eastern expansion trend in Xiamen Island.This paper chooses Xiahe-Jiahe Road as north-southern axes, and Hubinbei-Lüling Road as west-eastern axes.From south to north and from west to east, the two belt transects are divided into 10 quadrats, respectively.We select CA and PLAND landscape metrics in class level to analyze the landscape pattern feature of old town and vertical and horizontal development axes in Xiamen Island.We quantify space saturation by the urban construction area to available area ratio and urban function simplification by the max value of subtraction results of every urban function′s PLAND value and six urban function′s PLAND mean value in each quadrat.The more compact the quadrat is, the bigger the space saturation is and the smaller the urban function simplification is.The results show that: (1) Only 20% quadrats meet the requirements of compact city theory and the quadrats are far away from each other.That is to say, Xiamen Island has not yet formed in true compact city central district.(2) The urban functions are balanced for the quadrats at the northern and eastern end of Xiamen Island.The urban construction level is low and has potential for growth.(3) Although 65% quadrats have relative high space saturation, the urban function is still simple.Most quadrats are dominated by residence.The proportion of public service function and business service function are very small or even zero.(4) In the progress of the urbanization landscape expansions to the north and to the east, the strength of land use decreases, urban function comprehensiveness is low although there is a trend of increase and change of urban function in the major built-up area of Xiamen Island.In a word, the development level of Xiamen Island is far from the requirements of compact development theory.At last, we put forward six recommendations about compact construction and renewal development of Xiamen Island and point out the emphasis in future research.

space-limited city; compact development;space saturation; urban function simplification

廈門市科技計(jì)劃項(xiàng)目(3502Z20122001)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30800148，41101143)

2013- 07- 12;

2014- 03- 31

10.5846/stxb201307121883

*通訊作者Corresponding author.E-mail: qhguo@iue.ac.cn

黃碩, 郭青海, 唐立娜.空間形態(tài)受限型城市緊湊發(fā)展研究——以廈門島為例.生態(tài)學(xué)報(bào),2014,34(12):3158- 3168.

Huang S, Guo Q H, Tang L N.Compact development of space-limited city: a case study of Xiamen Island.Acta Ecologica Sinica,2014,34(12):3158- 3168.