(西北師范大學 地理與環(huán)境科學學院,甘肅 蘭州730070)

資源環(huán)境支撐視角下的干旱區(qū)城市區(qū)位研究
——以河西走廊城市為例

陳佳銀,石培基,馮浩源
(西北師范大學 地理與環(huán)境科學學院,甘肅 蘭州730070)

水土資源、生態(tài)環(huán)境、交通、公共設施是城市發(fā)展的重要支撐要素,影響城市區(qū)位的優(yōu)劣。將資源與環(huán)境作為關鍵因子引入到干旱區(qū)城市區(qū)位研究中,采用“狀態(tài)指數(shù)”法、綜合交通可達性賦值測度法和區(qū)位熵分析河西走廊城市區(qū)位狀況。結果表明:河西五市水土資源和生態(tài)環(huán)境區(qū)位多項指標處于危機和預警狀態(tài),張掖市相對最優(yōu);城市間交通區(qū)位差別較大且對內(nèi)、對外交通基礎設施不協(xié)調(diào),嘉峪關市交通區(qū)位最好,交通可達性指數(shù)是金昌市的1.8倍;公共設施發(fā)展不均衡,具有區(qū)位比較優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)部門主要集中在張掖市和酒泉市。根據(jù)區(qū)位因子優(yōu)劣的分析結果,為河西走廊城市發(fā)展提出建議。

干旱區(qū);城市區(qū)位;生態(tài)環(huán)境;水土資源

區(qū)位論是研究人類活動最優(yōu)空間的理論[1],城市區(qū)位研究以克里斯泰勒的“中心地理論”為開端,自20世紀30年代以來國內(nèi)外學者不斷修正拓展,在城市形成與發(fā)展動力、城市空間結構、城市體系等方面進行了深入的探索,城市區(qū)位研究已從最初單一職能的空間均衡條件下的中心地模型擴展為多職能的均衡體系[2]。區(qū)位選擇是一種空間優(yōu)化,不僅選擇一個地點,更重要的是選擇與這個地點相關的自然、經(jīng)濟和社會要素[3]。正如克羅農(nóng)提出地理學中的“第一自然”和“第二自然”一樣,“第一自然”是城市所在地的區(qū)位優(yōu)勢;所謂“第二自然”,則是由居住于城市所在區(qū)位人類創(chuàng)造的[4]。自然地理區(qū)位與經(jīng)濟地理區(qū)位共同起作用,成為城市尋求最優(yōu)發(fā)展道路的根基。因此,基于可持續(xù)發(fā)展訴求的城市建設必須立足于城市區(qū)位的分析與決策。河西走廊是國家“一帶一路”戰(zhàn)略對外開放的通道,其區(qū)域協(xié)調(diào)對絲綢之路經(jīng)濟帶建設至關重要。那么如何利用區(qū)位研究發(fā)掘城市的優(yōu)勢來促進發(fā)展,從而建設好西北經(jīng)濟通道？

河西走廊地處西北內(nèi)陸干旱區(qū),水資源短缺是制約西北經(jīng)濟發(fā)展和導致生態(tài)惡化的最重要因素[5]。周干峙[6]等指出,西北地區(qū)城市發(fā)展有賴于水資源和礦產(chǎn)資源,且水資源的分布決定了城市的基本格局。自然要素對人類的空間分布影響深刻,在很多情況下甚至決定著城市活動的區(qū)位[7]?；诤游髯呃瘸鞘械膶嶋H情況,以水資源為首的自然條件的考慮使城市區(qū)位研究與資源、環(huán)境更加緊密地結合。因此,本文嘗試將資源與環(huán)境作為重要區(qū)位因子，引入到水資源約束條件下干旱區(qū)的城市發(fā)展研究中,強調(diào)城市資源與環(huán)境區(qū)位對城市發(fā)展規(guī)劃的影響力。以河西走廊城市為例,展開對支撐干旱區(qū)城市發(fā)展的水土資源、生態(tài)環(huán)境、交通、公共設施區(qū)位研究,綜合運用區(qū)位熵、狀態(tài)指數(shù)法從支撐性角度分析區(qū)位優(yōu)勢得以充分發(fā)揮的可能性[8],為制訂正確城市發(fā)展規(guī)劃、完善區(qū)域組織結構提供必要前提。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

狀態(tài)指數(shù)法:城市支撐條件的區(qū)位因子分析主要借鑒城市綜合承載力研究中的狀態(tài)指數(shù)級別劃分方法[15-17]?；凇岸贪濉崩碚?選擇對城市可持續(xù)發(fā)展制約較大的資源環(huán)境指標,結合河西五市的實際情況,確定指標相應的閾值或目標值區(qū)間。采用式(1)計算各指標的狀態(tài)指數(shù)R,用以衡量該指標所處的狀態(tài)級別(表1),計算時要考慮所選指標的正、負向之分。

(1)

式中,R表示某指標的狀態(tài)指數(shù);V現(xiàn)狀值為該指標的實際狀態(tài)值;V最大值為該指標在閾值區(qū)間內(nèi)的最大值;V最小值為該指標在閾值區(qū)間內(nèi)的最小值。

表1 狀態(tài)指數(shù)R級別劃分

基于交通基礎設施建設水平的可達性測算:交通可達性指數(shù)是評價城市交通優(yōu)勢高低的一個集成性指標,交通可達性指數(shù)越高,交通優(yōu)勢度越突出。城市綜合交通可達性可用市域內(nèi)道路連通程度和對外可達性度量。參考《省級主體功能區(qū)域劃分技術規(guī)程》和金鳳君[10]、劉傳明[11]、程鈺[12]等對交通水平的測度方法,城市綜合交通可達性指數(shù)計算公式為:

(2)

式中,T為城市綜合交通可達性指數(shù);f1、f2分別為市域內(nèi)連通度指數(shù)、城市對外可達性指數(shù);α1、α2分別為f1、f2的權重,本文取等權賦值,均取0.5。

市域內(nèi)連通度指數(shù):城市市域內(nèi)的交通主要依賴公路,其連通度可用公路網(wǎng)密度來表示。具體測算采用分級賦值的方法,等級劃分和臨界值引用《省級主體功能區(qū)劃分技術規(guī)程(初稿)》方案,賦值方法借鑒黃曉燕[13]關于海南交通優(yōu)勢度與經(jīng)濟發(fā)展關系研究中使用的0.5間隔賦值法。具體賦值標準為:

(3)

式中,x為城市公路網(wǎng)密度。

城市對外可達性指數(shù):城市對外交通主要包括公路、鐵路、航空和水運,因此對外可達性指數(shù)主要側重于高速公路、鐵路、機場航線和航道泊位的變化測算[14]，計算方法見式(4),具體賦值在參閱金鳳君和劉傳明關于區(qū)域綜合交通可達性賦分標準基礎上,結合河西五市實際情況加以修正得到(表2)。

f2=ΣAkm∈(1,2,…,K)

(4)

式中,Ak為城市k類節(jié)點或線路所對應的賦值。

表2 交通線路和節(jié)點的對外可達性賦值

注:n為車站個數(shù);i為鐵路線技術等級,分為高速鐵路、普通鐵路,取值分別為2和1;m為火車站等級,主要考慮一等站、二等站、三等站和四等站,取值分別為1、2、3、4。

區(qū)位熵:區(qū)位熵(簡稱“LQ系數(shù)或專門化率”),廣泛運用于衡量一個國家或地區(qū)某部門產(chǎn)業(yè)專業(yè)化和集聚程度[9]。若產(chǎn)業(yè)的區(qū)位熵大于1,則表示該產(chǎn)業(yè)在當?shù)赜忻黠@的比較優(yōu)勢;區(qū)位熵越大,優(yōu)勢更突出。計算公式為:

(5)

式中,LQik表示某城市中某個行業(yè)區(qū)位熵;i表示某城市;k表示某行業(yè);L表示全國(或上級區(qū)域)從業(yè)人員數(shù)量。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文統(tǒng)計數(shù)據(jù)主要來源于2015年的《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國城市統(tǒng)計年鑒》、《甘肅發(fā)展年鑒》、2014年的《甘肅省水資源公報》和2014年張掖市、酒泉市、嘉峪關市、金昌市和武威市的國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報。

2 河西走廊城市支撐性區(qū)位因子分析

2.1 水土資源與生態(tài)環(huán)境區(qū)位分析

河西五市資源和環(huán)境約束指標閾值和現(xiàn)狀值見表3。其中,人均建設用地閾值根據(jù)《城市用地分類與規(guī)劃建設用地標準》(GB50137-2011)得出;人均水資源參照聯(lián)合國規(guī)定的人均水資源豐水線(3000m3/人)和警戒線(1700m3/人);人均城市供水量閾值由中華人民共和國建設部主編的國家標準《城市居民生活用水量標準》(GB/T50331-2002)確定;環(huán)境空氣質量指標參考國家《環(huán)境空氣質量標準》第三次修訂的環(huán)境空氣污染物一般項目濃度年平均限值;城市污水處理率以2014年全國平均水平為參照標準。結合表3,通過式(1)計算得到2014年河西五市主要資源和環(huán)境約束指標的狀態(tài)指數(shù)和級別見表4。

表3 2014年河西五市資源和環(huán)境約束指標的閾值和現(xiàn)狀值

表4 2014年河西五市資源和環(huán)境約束指標指數(shù)與級別

從表4可見,河西走廊城市水土資源和生態(tài)環(huán)境區(qū)位不容樂觀,多項指標處于危機和預警狀態(tài)。借鑒因子評價法,不考慮指數(shù)大小,僅就狀態(tài)級別從良好到危機狀態(tài)依次賦值4、3、2、1對五個城市水土資源和生態(tài)環(huán)境區(qū)位進行評分,則其區(qū)位條件從優(yōu)到劣依次為:張掖市gt;嘉峪關市gt;酒泉市gt;金昌市gt;武威市。張掖市水土資源區(qū)位最優(yōu),但多項指標仍處于預警狀態(tài)。在生態(tài)環(huán)境指標中最具優(yōu)勢的是綠地資源,城市污水處理呈危機狀態(tài),對城市發(fā)展有顯著制約。嘉峪關市人均城建用地嚴重超標,水土資源都處于危機狀態(tài),人地矛盾十分突出。在經(jīng)濟對自然地理區(qū)位的補償作用下,盡管嘉峪關市的人均水資源最少,但城市人均供水卻處于良好狀態(tài)。酒泉市在五個城市中最具優(yōu)勢的指標是二氧化硫平均濃度,為一般狀態(tài),水土資源都呈預警狀態(tài),人均綠地面積影響了整體的生態(tài)環(huán)境區(qū)位。金昌市與嘉峪關市相似,都是水資源嚴重不足而城建用地擴展迅速,不同的是金昌市的環(huán)境整體質量較差,在污水處理和綠地建設方面不如嘉峪關市。武威市的水土資源和生態(tài)環(huán)境區(qū)位最差,有5個指標都處于危機狀態(tài),人均建設用地不達標,水資源和城市供水不足,城鎮(zhèn)化速率和效率的支撐力薄弱。

需要指出的是,在河西走廊城市資源和環(huán)境的主要約束指標中,可吸入顆粒物年均濃度指標均處于危機狀態(tài),是影響城市區(qū)位的限制因素;人均城建用地、人均水資源和城市污水處理也是導致城市支撐力不足的重要方面。此外,五個城市都位于干旱區(qū),但就人均綠地指標來看,嘉峪關市與張掖市都十分注重生態(tài)環(huán)境的修復和改善,從側面反應出資源和環(huán)境在干旱區(qū)城市發(fā)展中有著基礎的支撐性地位。

2.2 交通區(qū)位分析

根據(jù)交通可達性測算方法,得到河西五市交通可達性指數(shù)(表5)。由表5可見:①城市間交通區(qū)位差別較大,嘉峪關市交通優(yōu)勢最突出,是交通可達性指數(shù)最低的金昌市的1.8倍。②城市對內(nèi)、對外交通區(qū)位條件不協(xié)調(diào)。嘉峪關市的市域內(nèi)道路連通程度和對外可達性都最好,尤其表現(xiàn)在公路網(wǎng)與鐵路建設上;金昌市雖然市域內(nèi)道路連通程度較高,但由于在高鐵發(fā)展上的滯后性導致城市對外可達性非常低,使金昌市的交通區(qū)位處于劣勢;武威市綜合交通可達性指數(shù)排名第二,但機場航線的對外可達性指數(shù)為0,這對武威保稅物流中心的發(fā)展而論交通基礎設施水平支撐力不足;張掖市的交通發(fā)展水平偏低,市域內(nèi)連通度有待提高;酒泉市的交通區(qū)位在五個城市中明顯不占優(yōu)勢,公路網(wǎng)密度是河西五市中最低的,僅為緊鄰的嘉峪關市的17%,與自身對外的交通發(fā)展水平相距甚遠。

表5 河西五市交通可達性指數(shù)

注:Ak1、Ak2、Ak3分別為高速公路、鐵路、航線對外可達性得分。

2.3 公共設施區(qū)位分析

公共設施是為城市居民提供公共服務產(chǎn)品的設施,具有公共性、服務性,其科學配置、合理布局、實現(xiàn)效率與公平最大化是城市健康發(fā)展的支撐要素之一。按照具體的項目特點,可分為教育、醫(yī)療衛(wèi)生、文化體育、交通、社會福利與保障等設施[18]。本文選取第三產(chǎn)業(yè)中水利環(huán)境和公共設施管理業(yè)、教育業(yè)、衛(wèi)生社會保障和社會福利業(yè)、文化體育和娛樂業(yè)、公共管理和社會組織業(yè)的區(qū)位熵進行公共設施區(qū)位分析,見表6。

表6 2014年河西五市公共設施區(qū)位熵

注:C1為水利環(huán)境和公共設施管理業(yè)；C2為教育業(yè)；C3為衛(wèi)生社會保障和社會福利業(yè)；C4為文化體育和娛樂業(yè)；C5為公共管理和社會組織業(yè)。

由表6可知,河西走廊城市公共設施發(fā)展不均衡,具有區(qū)位比較優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)部門主要集中在張掖市和酒泉市,金昌市公共設施區(qū)位較差;武威市的整體公共設施區(qū)位雖不如張掖市和酒泉市,但有3個產(chǎn)業(yè)部門區(qū)位熵排名第一。具體來說,在水利環(huán)境和公共設施管理方面河西五市都發(fā)展良好,產(chǎn)業(yè)部門區(qū)位熵均大于1,可見河西走廊城市對“水環(huán)境”的重視;文化體育和娛樂、教育、衛(wèi)生社會保障和社會福利是河西走廊城市相對薄弱的產(chǎn)業(yè)部門,其公共設施數(shù)量的高效配置和公共設施區(qū)位的合理選擇有待進一步提升。

3 基于區(qū)位優(yōu)勢的河西走廊城市發(fā)展建議

3.1 河西五市優(yōu)勢區(qū)位比較

我國當代著名辯證邏輯學家馮契在《邏輯思維的辯證法》[19]一書中指出,分析與綜合相結合的方法是辯證邏輯方法的核心環(huán)節(jié),整個認識過程是分析與綜合的統(tǒng)一。因此,要正確認識河西走廊城市區(qū)位優(yōu)劣,必須將各區(qū)位因子綜合進行整體評價。根據(jù)本文對水土資源、生態(tài)環(huán)境、交通、公共設施區(qū)位的分析,得到五個城市支撐條件從優(yōu)到劣依次為張掖市、嘉峪關市、酒泉市、武威市、金昌市,其中不同區(qū)位之間又存在著差異(圖1)。就交通區(qū)位而言,嘉峪關市、武威市占優(yōu)勢;就公共設施與水土資源區(qū)位而言,張掖市、酒泉市較好;就生態(tài)環(huán)境區(qū)位而言,嘉峪關市最佳?？梢?張掖市和嘉峪關市在五個城市中有著相對較好的自然基底和交通設施支撐,而金昌市明顯存在交通和環(huán)保發(fā)展的短板。

圖1 河西五市區(qū)位優(yōu)劣比較

3.2 發(fā)展建議

以鄰近競爭對手城市為參照構思的戰(zhàn)略,容易導致追求幾乎相同的目標定位,形成城市惡性競爭[20]。在傳統(tǒng)城市定位側重城市自身資源稟賦條件的基礎上,依據(jù)支撐城市發(fā)展的區(qū)位因子優(yōu)劣和發(fā)展態(tài)勢,結合城市區(qū)域定位相關理論[21]為河西走廊城市提出發(fā)展建議。①嘉峪關市在交通區(qū)位和生態(tài)環(huán)境區(qū)位上排名第一,擁有打造絲綢之路文化旅游特色小鎮(zhèn)的基礎,符合工業(yè)城市轉型的路徑。公共設施區(qū)位薄弱會導致旅游和城鎮(zhèn)配套設施與服務能力低下,將城市建設用地量的注重轉化為對質的追求,加強城鎮(zhèn)基礎設施建設是嘉峪關市發(fā)展的正確選擇。②金昌市的區(qū)城市支撐條件差、生態(tài)環(huán)境脆弱,不宜再大規(guī)模擴展城市用地,應加強建設用地集約節(jié)約利用和環(huán)境保護,升級產(chǎn)業(yè)打造河西走廊區(qū)域科技創(chuàng)新基地。③武威市的交通區(qū)位與公共設施區(qū)位排名靠前,水土資源區(qū)位處于劣勢,其中人均城建用地偏少。武威市應繼續(xù)發(fā)揮交通優(yōu)勢,圍繞武威保稅物流中心重點拓展交通基礎設施建設,打造甘肅河西走廊段重要的綜合交通樞紐和現(xiàn)代商貿(mào)物流中心。④張掖市的自然地理區(qū)位在五個城市之中是最優(yōu)的,為城市發(fā)展提供了相對較強的支撐力,但污水處理等指標處于危機狀態(tài),因此加大環(huán)保投入打造宜居城市是張掖市發(fā)展的重點。⑤酒泉市的資源環(huán)境區(qū)位在河西五市處于居中的位置,文化體育和娛樂業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)基礎好。酒泉市應借助絲綢之路(敦煌)國際文化博覽會的平臺,建設可依托的經(jīng)貿(mào)腹地,打造甘肅西端商貿(mào)物流中心、絲綢之路經(jīng)濟帶上的商旅集散節(jié)點。嘉峪關市與酒泉市相距甚近,但交通區(qū)位條件相差甚遠,而交通作為旅游、商貿(mào)、物流等產(chǎn)業(yè)的支撐基礎,這就要求各城市在交通上同步發(fā)展且密切關聯(lián)發(fā)揮整體優(yōu)勢。各市在提高市域內(nèi)聯(lián)通度的同時,要合力打造更加完善的公路、鐵路和航空立體交通網(wǎng)絡。武威市的交通區(qū)位相對較差但擁有打造陸港的政策機遇,金昌市作為典型的工業(yè)城市但交通優(yōu)勢度差,不利于城市潛力的發(fā)揮;另一方面,武威市人均城建用地不達標而金昌市超標,處于危機狀態(tài),兩者存在明顯的相互補充與相互依賴的關系,一體化發(fā)展能拓展城市潛力。借鑒“以軸串群、以群托軸”[22]的國家城鎮(zhèn)化新格局思路,河西走廊城市可將區(qū)域經(jīng)濟一體化和城鎮(zhèn)群建設結合起來,以一體化為重點、城鎮(zhèn)群為主線進行發(fā)展。此外,河西走廊城市多項資源與環(huán)境指標處于危機狀態(tài),這就要求各市必須結合全國主體功能區(qū)規(guī)劃進行發(fā)展,引導城市發(fā)展與資源環(huán)境承載能力相適應。

4 結論與討論

本文將水土資源與生態(tài)環(huán)境區(qū)位重點考量到城市區(qū)位研究當中,完善和拓展了區(qū)位的研究思路和內(nèi)容。通過對五個城市區(qū)位優(yōu)勢的比較研究,結果表明城市發(fā)展支撐力最好的是張掖市,然后依次是嘉峪關市、酒泉市、武威市、金昌市。就交通區(qū)位和生態(tài)環(huán)境區(qū)位而言,嘉峪關市條件最優(yōu);就公共設施區(qū)位和水土資源區(qū)位而言,張掖市最佳且各項區(qū)位因子組合良好;金昌市工業(yè)發(fā)達但區(qū)域空間支撐能力不足,亟待轉型;武威市水土資源區(qū)位是發(fā)展短板。

本文依據(jù)城市區(qū)位優(yōu)劣狀況提出河西走廊城市發(fā)展建議,主要包括:一是根據(jù)五個城市的分析結果進行“揚長”和“補短”,以問題為導向,指出當前應抓緊發(fā)展的領域和方向:嘉峪關市以基建優(yōu)先,金昌市以科技優(yōu)先,武威市以交通優(yōu)先,張掖市以環(huán)保優(yōu)先,酒泉市以商旅優(yōu)先;二是基于城市區(qū)域定位理論,結合河西走廊城市面臨的機遇,提出河西五市要在全國主體功能區(qū)規(guī)劃下求同存異、優(yōu)勢互補,以“流”視角的交通網(wǎng)絡化為切入點,加快一體化和城鎮(zhèn)群建設,在協(xié)調(diào)發(fā)展中錯位競爭。

酒泉市肅州區(qū)與嘉峪關市位置毗鄰,研究表明酒泉市與嘉峪關市在交通、公共設施、水土資源與生態(tài)環(huán)境區(qū)位上都有不同程度的互補性。因此,在未來的城市發(fā)展上,兩個城市應將酒嘉地區(qū)作為一體進行規(guī)劃,適時展開行政區(qū)合并方案論證,從制度上消除行政壁壘,提升城市發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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LocationStudyonCitiesinAridRegioninViewofResource-environmentSupport——ACaseofCitiesinHexiCorridor

CHEN Jia-yin,SHI Pei-ji,FENG Hao-yuan
(College of Geography and Environmental Science,Northwest Normal University, Lanzhou 730070,China)

The scientific study of urban location provided theoretical support and practical basis for urban planning and urban location.This paper attempted to introduce resource and environment as the important location factors into the traditional study of location,and emphatically analyzed transportation,public facilities,land and water resources and ecological environment of five cities in the Hexi Corridor by means of index of status,location entropy and evolution of comprehensive transportation accessibility.The results showed that the rank of regional space support capacity of five cities in the Hexi Corridor.The orders of the advantage urban were:Zhangye City,Jiayuguan City,Jiuquan City,Wuwei City,Jinchang City.Zhangye City was the best area.Indices of status of resources and environment constraint indicators for five cities in the Hexi Corridor were in crisis and early warning state,Zhangye City was relatively optimal.The traffic between the cities was different,the transportion of Jiayuguan City was the best.The index of transportation accessibility of Jiayuguan City was 1.8 times bigger than Jinchang City.The development of public facilities was not balanced,there were some advantageous industries in Zhangye City and Jiuquan City.According to the analysis results of location factors,this paper put forward some reasonable suggestions for those cities,but also provided references for healthy development of urban and regional cooperation under the new situation.

arid region;urban location;ecological environment;land and water resources

10.3969/j.issn.1005-8141.2017.12.004

F291.1

A

1005-8141(2017)12-1428-05

2017-10-19；

2017-11-12

國家自然科學基金項目“河西走廊經(jīng)濟帶綠洲型城鎮(zhèn)簇群空間成長過程、機理及管治研究”(編號:41271133)。

陳佳銀(1993-),女,四川省廣漢人,碩士研究生,主要從事城市與區(qū)域發(fā)展研究。

石培基(1961-),男,甘肅省臨洮人,教授,博士生導師,主要研究方向為人文地理學、經(jīng)濟地理學、城市與區(qū)域發(fā)展規(guī)劃和國土整治。