陳天宇,李 坦

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，合肥 230036)

城鎮(zhèn)化問(wèn)題一直是我國(guó)學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)，它是一項(xiàng)涉及社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人口統(tǒng)計(jì)、地理空間等多方面的復(fù)雜問(wèn)題。

近年來(lái)，隨著空間統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展，基于DMSP/OLS 數(shù)據(jù)的城鎮(zhèn)化研究，迅速成為研究熱點(diǎn)。DMSP/OLS 數(shù)據(jù)涵蓋了交通道路、居民地等與人口、城市密切相關(guān)的信息，如何從中挖掘出信息并加以分析，成為了各方研究的主要問(wèn)題。安徽省被中國(guó)“十三五”規(guī)劃列為首個(gè)新型城鎮(zhèn)化試點(diǎn)省份，具有極大的研究?jī)r(jià)值。本文基于1992—2012年DMSP/OLS 數(shù)據(jù)及相應(yīng)年份的統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，建立城鎮(zhèn)化指標(biāo)體系，采用指標(biāo)對(duì)比分析法了解其主要特征和發(fā)展趨勢(shì)，并結(jié)合空間自相關(guān)分析，測(cè)度安徽省城市的聚集度。以期為安徽省新型城鎮(zhèn)化發(fā)展提供建議。

一、研究區(qū)域及數(shù)據(jù)來(lái)源

(一)研究區(qū)域概況

安徽省界于東經(jīng)114°54′－119°37′，北緯29°41′－34°38′之間，總面積14.01 萬(wàn)平方千米，下轄有17 個(gè)地級(jí)市，省會(huì)合肥是境內(nèi)經(jīng)濟(jì)文化中心。安徽省人口眾多，近年來(lái)經(jīng)濟(jì)增速位居全國(guó)前列，城鎮(zhèn)化現(xiàn)象顯著。

(二)研究數(shù)據(jù)來(lái)源

研究數(shù)據(jù)主要包括DMSP/OLS 影像數(shù)據(jù)和安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)。本文參考已有文獻(xiàn)[1,2]，選取F101992、F141997、F142002、F162007、F182012這5 期的影像，對(duì)1992—2012 年安徽省城鎮(zhèn)化進(jìn)程進(jìn)行研究和分析。

二、研究方法

(一)數(shù)據(jù)預(yù)處理

首先為避免投影面積隨經(jīng)緯度變化而變形，將DMSP/OLS 影像轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ambert 等積投影，并選用NEAREST 臨近法進(jìn)行重采樣；再用安徽省行政邊界對(duì)影像進(jìn)行裁剪；最后為了使數(shù)據(jù)在時(shí)間序列上保持穩(wěn)定，以黑龍江省雞西市F162007 燈光數(shù)據(jù)為參照進(jìn)行校正[3]。

(二)城市建成區(qū)提取方法

提取城市建成區(qū)，核心問(wèn)題是確定最佳閾值，常用方法主要有：經(jīng)驗(yàn)閾值法[4]；突變檢測(cè)法[5]；輔助數(shù)據(jù)比較法[6]。為了在減少共工作量的同時(shí)，盡可能提高提取精度，本文將“輔助數(shù)據(jù)比較法”和“經(jīng)驗(yàn)閾值法”結(jié)合使用，計(jì)算公式為：

k=1,2代表安徽省和合肥市，Dt表示k區(qū)域的給定閾值，表示k區(qū)域內(nèi)DN值為Dx的面積，Dx表示η（Dt）到η（Dmax）的和，Sk表示統(tǒng)計(jì)年鑒中的建成區(qū)面積，E（Dt）表示在閾值Dt下Dk與Sk的差值。

(三)城市建成區(qū)擴(kuò)張指標(biāo)體系

1.城市建成區(qū)擴(kuò)張速度AGA

UAi為第i年的城市建成區(qū)面積，UA（n+i）為第n+i年的城市建成區(qū)面積，n為以年為單位的時(shí)間間隔。

2.城市建成區(qū)擴(kuò)張總量ΔU

3.城市建成區(qū)擴(kuò)張強(qiáng)度R

三、結(jié)果分析

(一)夜光數(shù)據(jù)提取及分析

運(yùn)用“經(jīng)驗(yàn)閾值法”，結(jié)合之前國(guó)內(nèi)外其他學(xué)者所作研究[7,8]，確定最佳閾值的范圍為：35—42，設(shè)定步長(zhǎng)為1。運(yùn)用二分法思想，結(jié)合統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，采用“輔助數(shù)據(jù)比較法”，將提取出的建成區(qū)面積與實(shí)際建成區(qū)面積進(jìn)行對(duì)比，兩者絕對(duì)差值最小時(shí)的閾值，即為最佳閾值。由表1 知，最佳閾值為39時(shí)，平均相對(duì)誤差最小為 0.32%。

以此為依據(jù)，運(yùn)用ArcGIS 軟件，對(duì)1992—2012年的安徽省夜光影像進(jìn)行處理，將提取到的地級(jí)市建成區(qū)面積進(jìn)行整理。

表1 動(dòng)態(tài)閾值對(duì)應(yīng)誤差

由表2 知，1992—2012 年安徽省城鎮(zhèn)化一直保持快速發(fā)展，但各地區(qū)城鎮(zhèn)化水平差異較大。

從皖北、皖中、皖南三大地區(qū)的對(duì)比來(lái)看：皖北地區(qū)城鎮(zhèn)化水平較低，城市分布較為分散。其中阜陽(yáng)市城市建成區(qū)面積擴(kuò)大最為明顯，城鎮(zhèn)化速度最快，蚌埠市和淮北市緊居其后；皖中地區(qū)，省會(huì)合肥的建成區(qū)面積擴(kuò)大最為明顯，增速最快，體量遠(yuǎn)超全省其他市。但是未能輻射帶動(dòng)周邊，甚至由于人口，產(chǎn)業(yè)都向合肥市聚集，在一定程度上限制了皖中地區(qū)其它城市的發(fā)展速度；皖南地區(qū)，以馬鞍山市，蕪湖市為代表的沿江城市帶區(qū)域，受南京大都市圈輻射影響，城市建成區(qū)面積迅速擴(kuò)大，城鎮(zhèn)化發(fā)展較快，城市聚合度較高，發(fā)展前景較好，但是皖南山區(qū)，由于自然地理環(huán)境影響，城市建成區(qū)面積較小，城鎮(zhèn)化發(fā)展受到一定限制，發(fā)展較為緩慢。

研究還發(fā)現(xiàn)安徽省城鎮(zhèn)化發(fā)展受政府政策影響較大，其中，“地改市”政策擴(kuò)大了城市規(guī)模，提高了地方人民的積極性，促進(jìn)了地方的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，對(duì)安徽省城鎮(zhèn)化發(fā)展推動(dòng)力明顯。

表3 城市建成區(qū)擴(kuò)張指標(biāo)

(二)建成區(qū)擴(kuò)張狀況的衡量

安徽省城市建成區(qū)面積持續(xù)增加，且擴(kuò)張的速度逐漸加快(見(jiàn)表3)。2007—2012 年擴(kuò)張總量(ΔU)甚至達(dá)到了1992—1997 年的將近五倍；城市建成區(qū)擴(kuò)張速度(AGA)也由48.73 平方公里/年增長(zhǎng)到240.51 平方公里/年；城市建成區(qū)擴(kuò)張強(qiáng)度(R)也是不斷增強(qiáng)，由11.65% 增長(zhǎng)為21.27%，反映出安徽省城鎮(zhèn)化發(fā)展的強(qiáng)勁勢(shì)頭。合肥市作為安徽省中心城市，其城市建成區(qū)擴(kuò)張總量(ΔU)在2002—2007年最高達(dá)到81.47 平方公里，同一時(shí)期的城市建成區(qū)擴(kuò)張速度(AGA)也達(dá)到了16.29 平方公里/年的最高值。合肥市城市建成區(qū)的擴(kuò)張強(qiáng)度(R)基本維持在3%以上，最高達(dá)到8.79%。

安徽省城鎮(zhèn)化一直保持較好發(fā)展勢(shì)頭，但皖北、皖中、皖南三大地區(qū)城鎮(zhèn)化發(fā)展水平差異較大：

1992—1997 年這一時(shí)期，皖北地區(qū)城鎮(zhèn)化發(fā)展水平位居全省第一，城市建成區(qū)擴(kuò)張總量最大，擴(kuò)張速度最快，擴(kuò)張強(qiáng)度最高；皖中地區(qū)城鎮(zhèn)化發(fā)展水平位居第二，不過(guò)由于其城鎮(zhèn)化發(fā)展起步較高，雖然城市建成區(qū)擴(kuò)張總量較大，擴(kuò)張速度較快，但是城市建成區(qū)擴(kuò)張強(qiáng)度要低于全省同期水平；皖南地區(qū)城鎮(zhèn)化發(fā)展處于末尾，城市建成區(qū)擴(kuò)張總量和擴(kuò)張速度均低于其他地區(qū)，擴(kuò)張強(qiáng)度更是沒(méi)有達(dá)到全省同期水平。

1997—2002 年這一時(shí)期，安徽省城鎮(zhèn)化發(fā)展速度減緩，各項(xiàng)指標(biāo)與前一階段相比均有大幅下降。在總體發(fā)展低迷情況下，皖中地區(qū)城鎮(zhèn)化發(fā)展仍然保持增速，建成區(qū)擴(kuò)張總量，擴(kuò)張速度，擴(kuò)張強(qiáng)度三項(xiàng)指標(biāo)躍居全省第一；皖北地區(qū)和皖南地區(qū)發(fā)展速度減緩，各項(xiàng)指標(biāo)較前一時(shí)期有較大降幅。這一時(shí)期也是皖南和皖北地區(qū)城鎮(zhèn)化發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

2002—2007 年這一時(shí)期，皖北地區(qū)城鎮(zhèn)化發(fā)展逆轉(zhuǎn)頹勢(shì)，各項(xiàng)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)較大增幅，其中建成區(qū)擴(kuò)張總量，擴(kuò)張速度兩項(xiàng)指標(biāo)躍居全省第一；皖中地區(qū)城市建成區(qū)快速擴(kuò)張趨勢(shì)趨緩，城市建成區(qū)擴(kuò)張強(qiáng)度低于全省同期；皖南地區(qū)城鎮(zhèn)化發(fā)展擺脫低迷，城市建成區(qū)擴(kuò)張強(qiáng)度躍居全省第一。從這一時(shí)期開(kāi)始，安徽省城鎮(zhèn)化進(jìn)入快速發(fā)展階段。

2007—2012 年這一時(shí)期，皖中居首席、皖北居次席、皖南居末席的安徽省城鎮(zhèn)化格局基本成型。這種格局的形成有客觀和主觀兩方面的原因。從客觀角度來(lái)看，皖北、皖中地區(qū)有平原地形分布廣，城鎮(zhèn)化程度高和人口眾多，城鎮(zhèn)化需求高，動(dòng)力足這兩方面優(yōu)勢(shì)；皖南地區(qū)，除長(zhǎng)江沿岸地區(qū)地形較為平坦，大部分地區(qū)山地廣布，人口較少且分布不集中，城鎮(zhèn)化發(fā)展受到較大限制。從主觀角度看，安徽省地方政府大力扶持和發(fā)展中心城市——省會(huì)合肥，皖中地區(qū)受其影響，城鎮(zhèn)化發(fā)展后來(lái)居上。皖北地區(qū)受其戰(zhàn)略定位影響，作為淮河平原商品糧基地，第一產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)且占據(jù)重要地位，水利設(shè)施和農(nóng)田林地占地較廣，城市分布較為分散，人口雖然眾多，但農(nóng)業(yè)人口比重大。

(三)空間統(tǒng)計(jì)分析

1.莫蘭指數(shù)。Moran's I 指數(shù)經(jīng)過(guò)歸一化的取值范圍在(-1，1)之間。Moran's I ＞ 0 表示空間正相關(guān)性，其值越大，空間相關(guān)性越大；Moran's I ＜ 0表示空間負(fù)相關(guān)性，其值越小，空間差異越大；Moran's I=0，則空間呈隨機(jī)性[8]。

n 是研究區(qū)域內(nèi)地域單元總數(shù)；Wij是空間權(quán)重矩陣的元素值；Yi，Yj分別是地域單元和地域單元的變量值。

表4 Moran’s I 指數(shù)

2.空間關(guān)聯(lián)性統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)算各個(gè)年份的Moran's I 指數(shù)：1992 年的 Moran's I 指數(shù)為0.001168，Z 得分為1.106093。而2012 年的Moran's I 指數(shù)已經(jīng)達(dá)到了 0.033704，Z 得分也達(dá)到了2.461124。說(shuō)明1992—2012 年，安徽省城市空間擴(kuò)展呈現(xiàn)加速集聚狀態(tài)。其中1992—2002 年，由于經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，城鎮(zhèn)化剛剛起步，城市人口不集中，產(chǎn)業(yè)布局分散，城市間聯(lián)系不緊密，在空間分布上呈隨機(jī)態(tài)勢(shì)；2002—2012 年，安徽省經(jīng)濟(jì)加快發(fā)展，人口快速增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)聚集程度加深，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市之間聯(lián)系日益密切，在空間分布上呈聚集態(tài)勢(shì)。

四、結(jié)論與建議

安徽省城鎮(zhèn)化區(qū)域發(fā)展不均衡，皖北、皖中、皖南差距明顯。省會(huì)合肥作為中心城市，雖然自身城鎮(zhèn)化發(fā)展迅速，但輻射帶動(dòng)效應(yīng)不足。因此安徽省在提升中心城市能級(jí)，加快合肥長(zhǎng)三角城市群副中心城市建設(shè)的同時(shí)，必須注重提升合肥市的輻射帶動(dòng)效應(yīng)。安徽省城市聚合度較低，地方政府應(yīng)當(dāng)著眼城鎮(zhèn)化發(fā)展全局，加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，特別是省內(nèi)道路交通規(guī)劃建設(shè)，加強(qiáng)城市間交流合作，形成合力共同發(fā)展新局面。

安徽省應(yīng)當(dāng)努力構(gòu)建沿江城鎮(zhèn)帶、合肥經(jīng)濟(jì)圈、沿淮城鎮(zhèn)帶三大城鎮(zhèn)群。首先要發(fā)揮合肥市的輻射帶動(dòng)作用，打造泛合肥大都市圈；其次，構(gòu)建沿江城鎮(zhèn)帶要以蕪湖，馬鞍山為雙核心，依托南京大都市圈輻射，深度融入長(zhǎng)三角城市群；沿淮城鎮(zhèn)帶以阜陽(yáng)市為核心，即要加強(qiáng)南北合作，向南依托合肥都市圈，也要向北融入中原經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)，依托鄭州大都市圈。皖南山區(qū)由于地形地貌限制，城鎮(zhèn)化發(fā)展條件不足，但可以通過(guò)加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，充分利用自然和人文資源將黃山市打造成世界一流的旅游城市。