黃 倩, 張小迪, 孫海玲

(1.河南城建學院 測繪工程學院，河南 平頂山 467000；2.河南城建學院 建筑學院，河南 平頂山 467000；3.河南城建學院 管理工程學院，河南 平頂山 467000)

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市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度分析
——以平頂山市為例

黃 倩1, 張小迪2, 孫海玲3*

(1.河南城建學院 測繪工程學院，河南 平頂山 467000；2.河南城建學院 建筑學院，河南 平頂山 467000；3.河南城建學院 管理工程學院，河南 平頂山 467000)

市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一體，是市域社會經(jīng)濟發(fā)展的內(nèi)在反映.該文根據(jù)協(xié)同學原理來分析市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)狀態(tài)，構(gòu)建市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度模型，以平頂山市為例進行實證研究，選擇六項指標建立模型，計算平頂山市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度.計算結(jié)果表明：從2006年至2014年，平頂山市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)度值由0.48增加到0.816，發(fā)展階段由基本不協(xié)調(diào)發(fā)展到中度協(xié)調(diào)，說明該體系正朝著可持續(xù)的方向發(fā)展.

城鎮(zhèn)體系；空間結(jié)構(gòu)；協(xié)調(diào)度；指標體系

1 市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)的理論依據(jù)

市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)是一個開放的系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間及系統(tǒng)內(nèi)部要素與外部要素之間存在著緊密的聯(lián)系和相互作用.根據(jù)協(xié)同學的序參量原理，系統(tǒng)的演化是由系統(tǒng)慢弛豫變量間的協(xié)同作用決定的，系統(tǒng)走向有序的機理不在于系統(tǒng)現(xiàn)狀的平衡或不平衡，關(guān)鍵在于系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)之間建立良好的協(xié)同作用.協(xié)調(diào)度是度量系統(tǒng)之間或系統(tǒng)內(nèi)部要素之間協(xié)調(diào)狀態(tài)好壞的定量指標.本文采用百分制分級標準進行分析.

表1 協(xié)調(diào)等級的劃分[1]

2 市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度分析指標體系和模型

2.1 指標體系

遵循綜合性、簡潔性、動態(tài)性和可操作性的原則，構(gòu)建市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化指標體系如下：市域經(jīng)濟發(fā)展水平X1，用人均GDP來表示.土地人口承載力評價指數(shù)X2，用全市土地人口承載力除以考察年份的人口數(shù)，數(shù)值越小代表土地承載的人口越超負荷.中心城市綜合實力指數(shù)X3，用中心城市人口數(shù)與建成區(qū)面積乘積的算術(shù)平方根[1]來計算，數(shù)值越大表明中心城市的綜合實力越強.市域城鎮(zhèn)密度X4，用“城鎮(zhèn)數(shù)(座)/每萬km2國土面積”表示，本文的城鎮(zhèn)指城市、縣城鎮(zhèn)和部分省重點中心鎮(zhèn).在正常清況下該值越大，市域城鎮(zhèn)空間結(jié)構(gòu)變化越趨向優(yōu)化.市域公路通車密度X5，用“市域公路里程數(shù)(km)/萬km2國土面積”計算，表示市域城鎮(zhèn)之間的交通便捷程度，指標值越高，市域城鎮(zhèn)之間相互聯(lián)系越方便.市域城鎮(zhèn)體系分形分維量X6，用聚集維數(shù)(D)表示，研究表明，在市域城鎮(zhèn)體系呈分形分布狀態(tài)下，分維值D介于0～2之間.D=2時，城鎮(zhèn)體系中的各城鎮(zhèn)都圍繞著中心城市均勻分布，這是一種平庸的空間結(jié)構(gòu)；當D>2時，是一種不正常的空間形態(tài)[2～5].

2.2 熵技術(shù)修正下的指標權(quán)系數(shù)賦值方法

(2) 求指標的偏差度dj：dj=1-E.

(4) 利用信息權(quán)重修正由層次分析法得出的指標系數(shù)，修正后的指標系數(shù)λi為：

2.3 協(xié)調(diào)度模型

3 平頂山市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度計算和分析

3.1 研究區(qū)域概況

平頂山市位于河南省中部，現(xiàn)轄舞鋼市、葉縣、魯山、寶豐、郟縣5個縣(市)，4個區(qū).汝州市于2014年1月1日實行省直管體制，因在地域上和傳統(tǒng)心理上與中心城市聯(lián)系較緊密，所以仍將其涵蓋在內(nèi).市域總面積7 882km2，總?cè)丝?02萬.2014年平頂山市城鎮(zhèn)化率為46.37%.

3.2 系數(shù)賦值

3.2.1 運用層次分析法計算權(quán)系數(shù) 將指標體系中的6個指標組成一個6階矩陣，請專家進行打分，經(jīng)過計算，λmax=6.147 ，CI= 0.029 4，CR=0.023 7<0.1，這表明判斷矩陣具有滿意的一致性.所求特征向量W=[W1，W2，W3，W4，W5，W6]T=[0.1，0.149，0.235，0.043，0.046，0.427]T.指標從大到小排序為：X6> X3> X2> X1> X5>X4，即市域城鎮(zhèn)體系分維度>中心城市綜合實力指數(shù)>全市土地人口承載力評價指數(shù)>市域經(jīng)濟發(fā)展水平>市域公路通車密度>市域城鎮(zhèn)密度.

3.2.2 熵技術(shù)修正權(quán)系數(shù) 經(jīng)過修改后，權(quán)系數(shù)的可靠性得到提高，為W=[0.230，0.143 9，0.344 9，0.025 8，0.027 5，0.354]T，指標排序為：X6> X3> X1> X2> X5>X4，與修正前相比，各個數(shù)據(jù)調(diào)整的幅度不大，對X1與X2的位置作了交換.

3.3 指標確定

3.3.1 平頂山市土地人口承載力評價指數(shù)的測算 土地人口承載力評價指數(shù)是將土地人口承載量與考察年份的人口相比較的值.得出平頂山市2000年、2014年和2020年的土地人口承載力評價指數(shù)：2000年，X2=1.05；2014年，X2=0.94；2020年，X2=0.91.

3.3.2 市域城鎮(zhèn)體系空間分形維數(shù)的測算 以中心城市為中心，將周邊縣城和重點鎮(zhèn)(共24個)到中心城市的距離從小到大排序得到ri(i=1,2,…,s)，換算成平均半徑Rs，再將點(Rs，s)繪成lns-lnRs坐標圖(圖1)，找出無標度區(qū)間，利用最小二乘法求出一元回歸系數(shù)的倒數(shù)，即分形維數(shù)D為1.72.

3.3.3 其他指標值的確定 對另外四個指標，將2000年的值作為指標的下限，2014年的值作為現(xiàn)值，2020年的規(guī)劃值作為指標上限.為了衡量研究對象在時間序列上的發(fā)展情況，選取2006年、2010年與2014年作為考察點.

其中X4(市域城鎮(zhèn)密度(座/萬km2))的確定如下：2000年，全市共有包括中心城市在內(nèi)的縣級以上城(市)鎮(zhèn)7個，汝州寄料鎮(zhèn)、魯山下湯鎮(zhèn)等5個省重點鎮(zhèn)，和魯山魯陽鎮(zhèn)、葉縣保安鎮(zhèn)等3個國家重點鎮(zhèn)，城鎮(zhèn)數(shù)量為15，則市域城鎮(zhèn)密度為19.03座/萬km2.2014年，全市重點城鎮(zhèn)數(shù)量為32個，市域城鎮(zhèn)密度為40.6座/萬km2.根據(jù)《平頂山市城市總規(guī)劃》(2011-2020)，預計到2020年，全市重點城鎮(zhèn)數(shù)量上升到40個，市域城鎮(zhèn)密度達到50.75座/萬km2.

3.4 協(xié)調(diào)度計算

將測算的指標數(shù)據(jù)整理,如表2所示：

表2 2006年、2010年和2014年指標情況

分別計算出2006年、2010年和2014年平頂山市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度：

2006年平頂山市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度：C2006=0.48；

2010年平頂山市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度：C2010=0.715；

2014年平頂山市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度：C2014==0.816.

3.5 結(jié)果分析

為了便于直觀分析，整理數(shù)據(jù)如表3所示：

表3 平頂山市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)2006年、2010年、2014年各指標的功效值及協(xié)調(diào)程度

從2006年至2014年，平頂山市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)程度逐步增加，發(fā)展階段從基本不協(xié)調(diào)發(fā)展到基本協(xié)調(diào)，最后發(fā)展到中度協(xié)調(diào).2006年協(xié)調(diào)程度僅為0.48，該區(qū)域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)迫切需要優(yōu)化，后經(jīng)發(fā)展，各個指標呈正相關(guān)增長，區(qū)域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)朝合理有序的方向發(fā)展，到2014年平頂山市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)發(fā)展到中度協(xié)調(diào)階段.對2014年各個指標分析如下：

① 市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)分形分布狀況(X6)良好.

X6權(quán)重最大為0.354，貢獻率最高.分形維數(shù)為1.72，分形維數(shù)小于2，說明平頂山市域城鎮(zhèn)體系在空間上圍繞中心城市呈聚集態(tài)分布，由平頂山市區(qū)向四周逐漸衰減，具有分形幾何特征，是優(yōu)化的空間結(jié)構(gòu).國內(nèi)外學者對城市形態(tài)的分形與分維進行了大量的研究，隨著城市的擴展，城市形態(tài)的分維呈波動上升趨勢,到1. 7～1. 8間趨于穩(wěn)定[6].

② 中心城市綜合實力指數(shù)(X3)偏低.

X3權(quán)重排第二，平頂山中心城區(qū)發(fā)展的主要問題在于城市建成區(qū)規(guī)模的發(fā)展落后于人口規(guī)模的增長.

③ 市域經(jīng)濟發(fā)展水平(X1)發(fā)展較快.

市域經(jīng)濟發(fā)展水平是市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)形成和演化的主要動力，2014年平頂山市的人均國內(nèi)生產(chǎn)總值為31 406.8元，比2006年增長了500%.

④ 土地人口承載力評價指數(shù)(X2)壓力較大.

該值表明平頂山市的人口已經(jīng)超出土地資源承載力.

⑤ 市域公路通車密度(X5)發(fā)展較快.

近十幾年來，許平南、洛平漯高速公路、鄭堯高速公路以及一批干線公路的建設，極大地改善了交通區(qū)位條件，縣縣通高速，鄉(xiāng)鄉(xiāng)通二級，村村通油路.

⑥ 市域城鎮(zhèn)密度(X4)要進一步提高.

積極推進基礎較好、潛力較大的中心鎮(zhèn)建設，在每個縣市扶持3～5個中心鎮(zhèn)發(fā)展.

4 結(jié)論與建議

用定量的方法分析市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度的時序變化特征，構(gòu)建了市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度指標體系和協(xié)調(diào)度模型.通過測算，2006年至2014年期間，平頂山市域城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)度呈增長趨勢，由基本不協(xié)調(diào)發(fā)展到中度協(xié)調(diào)，空間結(jié)構(gòu)需要進一步優(yōu)化，建議繼續(xù)加強中心城市的發(fā)展，強化中心城市綜合職能，擴大城市規(guī)模，增強其輻射作用，重點發(fā)展縣級市和縣城，大力發(fā)展中心鎮(zhèn)，通過交通網(wǎng)絡的建設與延伸，提高城鎮(zhèn)密度，帶動周邊農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，在城鎮(zhèn)化進程的同時也要注重資源環(huán)境的保護，特別是對土地資源的保護，提高土地的利用效率.

[1] 何偉.區(qū)域城鎮(zhèn)鎮(zhèn)結(jié)構(gòu)及優(yōu)化研究[D].北京：國家圖書館；南京：南京農(nóng)業(yè)大學,2002.

[2] 林濤,孫婷婷.長江三角地區(qū)高速公路網(wǎng)絡與城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)的分形研究[J].人文地理, 2012(6):43-49.

[3] 同麗嘎,李百歲,張靖.內(nèi)蒙古城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)分形特征分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2011,25(2)：14-19.

[4] 李會,王利,趙彪.遼寧省城鎮(zhèn)體系分形研究[J].國土與自然資源研究, 2014(4):50-52.

[5] 李子峰,吳相利.基于分形理論的黑龍江省城鎮(zhèn)體系空間分布研究[J].哈爾濱師范大學自然科學學報, 2013,29(4)：91-94.

[6] BATTYM,LON GLEY P.Fractal cities: A geometry of form and function [M].London: Academic Press, 1994.

責任編輯：龍順潮

Coordination Degree Analysis of Spatial Structure of Urban System——Take Pingdingshan City as an Instance

HUANGQian1,ZHANGXiao-di2,SUNHai-ling3*

(1．School of Surveying Engineering, Henan University of Urban Construction, Pingdingshan 467000；2.School of Architecture, Henan University of Urban Construction, Pingdingshan 467000；3. School of Management Engineering, Henan University of Urban Construction, Pingdingshan 467000 China)

Spatial structure of urban system is a combination of structure and function, and it is the intrinsic response of urban social and economic development. According to the state of coordination principle of synergetic analysis of urban system spatial structure, constructs the urban system spatial structure of coordination degree model, taking Pingdingshan as a case study, to establish the model of six indicators, calculate the coordination degree of spatial structure of urban system of Pingdingshan.The calculation results show that : from 2006 to 2014, the coordination degree of Pingdingshan urban system spatial structure is increased from 0.48 to 0.816 , the stage of development is basic uncoordinated to moderate coordination，shows that the system is moving in the direction of sustainable development.

urban system;space structure;coordination degree；index system

2015-02-27

河南省教育廳自然科學項目(20111282)

孫海玲(1971— ),女，河南 焦作人，教授.E-mail:tt365kk@163.com

C939

A

1000-5900(2015)03-0115-05