蔣偉峰，李天宇，李倩，吳鍶夢(mèng)，周裕祺，陸林

（安徽師范大學(xué)地理與旅游學(xué)院，安徽蕪湖241000）

城市建成區(qū)是指行政區(qū)范圍內(nèi)經(jīng)過(guò)征用的土地和實(shí)際發(fā)展起來(lái)的非農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)地段，包括城市中集中連片的區(qū)域、近郊內(nèi)聯(lián)系密切的其他城市建設(shè)用地中的非農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)用地［1］?？偨Y(jié)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)城市建成區(qū)的研究成果，主要集中在研究城市建成區(qū)的空間形態(tài)格局演變［2］、擴(kuò)張模式［3］、驅(qū)動(dòng)機(jī)理［4］、生態(tài)效應(yīng)［5，6］等方面。城市空間形態(tài)研究從傳統(tǒng)定性描述城市擴(kuò)張，轉(zhuǎn)變?yōu)橐袁F(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)為基礎(chǔ)，定性定量分析城市建成區(qū)擴(kuò)張?zhí)卣鳎?］；建成區(qū)擴(kuò)張模式研究以分析國(guó)內(nèi)外城市建成區(qū)（不透水面）土地利用類型為背景，探究建成區(qū)擴(kuò)張的規(guī)模、速率等［8］；建成區(qū)擴(kuò)張驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究分為單一要素和綜合要素兩大類，采用回歸分析、聚類分析、地理因子探測(cè)器等方法分析區(qū)域城市擴(kuò)張的內(nèi)在機(jī)理［9］；在建成區(qū)擴(kuò)張生態(tài)效應(yīng)研究方面，主要探討建成區(qū)擴(kuò)張的水環(huán)境效應(yīng)、景觀格局風(fēng)險(xiǎn)及空間耦合關(guān)系等［5，6］。上述研究?jī)?nèi)容從不同研究角度分析了城市建成區(qū)擴(kuò)張?zhí)卣?，揭示了一般城市建成區(qū)擴(kuò)張的普遍規(guī)律。遙感影像具有獲取空間尺度大、周期短、地物信息豐富等特點(diǎn)，在研究方法上，一些學(xué)者基于不同遙感數(shù)據(jù)源［10-12］，多角度探究了城市空間擴(kuò)張過(guò)程；另一些學(xué)者基于不同遙感數(shù)據(jù)處理平臺(tái)［13］，分析了城市空間演化格局以及驅(qū)動(dòng)機(jī)制；還有學(xué)者基于像元二分法、改進(jìn)型聚集密度法等提取城市建成區(qū)外圍邊界［14］。利用上述研究方法提取、測(cè)度城市建成區(qū)，可較為準(zhǔn)確地分析城市擴(kuò)張演變格局。在研究區(qū)域上，現(xiàn)有研究更多以沿海發(fā)達(dá)城市和內(nèi)陸地區(qū)重要省會(huì)城市為案例地，測(cè)度城市擴(kuò)張演變格局，以及發(fā)展模擬預(yù)測(cè)［15-18］。在數(shù)學(xué)方法上，現(xiàn)有研究一般選取城市擴(kuò)張熱點(diǎn)等數(shù)學(xué)方法表征城市擴(kuò)張的絕對(duì)與相對(duì)測(cè)度值［19］，但缺少絕對(duì)測(cè)度值與相對(duì)測(cè)度值相融合的綜合測(cè)度指標(biāo)體系去表征城市建成區(qū)擴(kuò)張，這可以在研究中進(jìn)一步完善。

皖北地區(qū)包括宿州、淮北、蚌埠、阜陽(yáng)、淮南、亳州6 市，各市所處地理環(huán)境具有相似性：均位于華北平原南部區(qū)域，地勢(shì)平坦開(kāi)闊，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達(dá)，是我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地。但相對(duì)應(yīng)的是，皖北地區(qū)人地關(guān)系緊張、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后等問(wèn)題突出，尢以阜陽(yáng)市最為典型。阜陽(yáng)市是皖北人口大市、全國(guó)重要?jiǎng)趧?wù)輸出城市，2018 年市區(qū)人口229.88 萬(wàn)人，龐大的人口數(shù)量對(duì)城市空間擴(kuò)張產(chǎn)生了強(qiáng)大刺激作用。在快速城市化和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的背景下，研究城市建成區(qū)的空間擴(kuò)張過(guò)程對(duì)探索人口密集城市擴(kuò)張與人口、經(jīng)濟(jì)、土地供需等方面的關(guān)系具有借鑒意義。本文以阜陽(yáng)市為案例地，基于多源長(zhǎng)時(shí)序遙感影像，從時(shí)空維度構(gòu)建綜合測(cè)度指標(biāo)體系，分析了城市建成區(qū)擴(kuò)張時(shí)空過(guò)程并探討了驅(qū)動(dòng)機(jī)制，旨在為該市城市規(guī)劃提供決策支持，同時(shí)為研究其他城市擴(kuò)張?zhí)峁﹨⒖肌?/p>

1 研究區(qū)概況

阜陽(yáng)市隸屬于安徽省，地處該省的西北部，處于115°37′58″—115°59′46″E，32°46′17″—33°2′32″N 之間，現(xiàn)轄穎州、穎泉、穎東3 區(qū)（圖1），市轄區(qū)面積1836km2。截至2018 年末，全市總?cè)丝?070.8 萬(wàn)人，人口數(shù)量居全省第一，是全國(guó)重要?jiǎng)趧?wù)輸出大市。2019 年，全市實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)總值2705 億元，居全省第四位。同時(shí)，阜陽(yáng)市擁有京九線最大的貨運(yùn)編組站、高鐵站、西關(guān)機(jī)場(chǎng)等交通設(shè)施，交通條件優(yōu)越。

圖1 研究區(qū)位置

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文主要數(shù)據(jù)包括1981 年、1990 年、2003 年、2008年、2013 年、2018 年6 個(gè)時(shí)相的Landsat 系列遙感影像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來(lái)源于遙感數(shù)據(jù)共享平臺(tái)（http：//ids.ceode.ac.cn/），影像空間分辨率為30m×30m；阜陽(yáng)市區(qū)邊界數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家測(cè)繪局地理信息局標(biāo)準(zhǔn)地圖底圖（http：//bzdt.nasg.gov.cn/index.jsp），所用底圖邊界完全無(wú)修改；阜陽(yáng)市人口經(jīng)濟(jì)信息數(shù)據(jù)來(lái)源于《阜陽(yáng)市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒》（1999—2020）和《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》，部分缺失數(shù)據(jù)通過(guò)內(nèi)插法補(bǔ)全。

2.2 遙感圖像預(yù)處理

首先，本文通過(guò)ENVI5.1 和ArcGIS10.2 軟件進(jìn)行遙感圖像預(yù)處理，包括快速大氣校正、去云降噪等；其次，對(duì)各年份遙感影像進(jìn)行波段合成與裁剪，得到建成區(qū)多時(shí)相遙感影像；第三，在完成上述操作后，進(jìn)行監(jiān)督分類、提取建成區(qū)面積和精確度評(píng)價(jià)，得到符合要求的建成區(qū)分類結(jié)果；最后，通過(guò)拓?fù)涮幚淼玫讲煌攴莸某鞘薪ǔ蓞^(qū)矢量圖層，并通過(guò)字段計(jì)算器得出其周長(zhǎng)和面積等數(shù)據(jù)（圖2）。

圖2 影像處理流程

2.3 主要測(cè)度指標(biāo)

關(guān)于對(duì)城市建成區(qū)的相關(guān)測(cè)度，一般從時(shí)間和空間維度進(jìn)行。時(shí)間維度指在研究年份的時(shí)間范圍內(nèi)，測(cè)度建成區(qū)的土地使用規(guī)模的變化規(guī)律，可選取擴(kuò)張強(qiáng)度與速度等指標(biāo)進(jìn)行量化表述［19］；空間維度是指在單位時(shí)間內(nèi)城市建成區(qū)用地空間擴(kuò)展的強(qiáng)弱和快慢情況［20］，可選取重心轉(zhuǎn)移指數(shù)、分形維數(shù)與緊湊度等指標(biāo)進(jìn)行量化表述。測(cè)度公式如下：

擴(kuò)張時(shí)間測(cè)度指標(biāo)：

式中，I1、I2分別為擴(kuò)張速度指數(shù)、擴(kuò)張強(qiáng)度指數(shù)；S1、S2分別為研究期始末城市建成區(qū)面積；T 為研究時(shí)間。

擴(kuò)張空間測(cè)度指標(biāo)：

式中，I3、I4分別為緊湊度指數(shù)和分形維數(shù)指數(shù)；S3、L1分別為某一時(shí)期城市建成區(qū)圖斑面積與周長(zhǎng)。

式中，Xj、Yj分別為T 時(shí)相城市重心經(jīng)、緯度坐標(biāo)；Cij為第i 塊矢量圖斑面積；Xi、Yi分別為第i 塊矢量圖斑幾何中心坐標(biāo)；D 為T 到Tn+1時(shí)刻地理單元空間重心轉(zhuǎn)移距離。

為了更直觀地解釋城市建成區(qū)擴(kuò)張方位差異，本文采用“等扇方位法”分析了各年份城市建成區(qū)，分別計(jì)算了8 個(gè)方位上的擴(kuò)張強(qiáng)度指數(shù)，以達(dá)到定量分析城市建成區(qū)擴(kuò)張時(shí)空特征的目的。

3 阜陽(yáng)市城市建成區(qū)擴(kuò)張時(shí)空特征

3.1 建成區(qū)擴(kuò)張時(shí)間特征

阜陽(yáng)市區(qū)城市建成區(qū)擴(kuò)張速度呈明顯的不均衡性特征（表1）。1981—1990 年，建成區(qū)面積共增加了19.5km2，擴(kuò)張速度為2.2；1990—2003 年，處于上升階段，擴(kuò)張速度為2.4；2003—2008 年，處于快速擴(kuò)張階段，這一時(shí)期城市化高速推進(jìn)，伴隨承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移與房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)，城市功能布局不斷優(yōu)化調(diào)整，建成區(qū)面積增加了28.8km2，擴(kuò)張速度為2.8；2008—2012年處于調(diào)整階段，城市發(fā)展以內(nèi)部城市化為主，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與完善產(chǎn)業(yè)發(fā)展配套體系同步展開(kāi)，建成區(qū)面積增加了10.1km2，擴(kuò)張速度為2.0；2012—2018 年，城市發(fā)展進(jìn)入新階段，城南新區(qū)和重大基建項(xiàng)目（合阜高鐵）同時(shí)開(kāi)工建設(shè)，建成區(qū)面積增加了133.9km2，擴(kuò)張速度達(dá)到26.8。

城市建成區(qū)擴(kuò)張強(qiáng)度與擴(kuò)張速度變化呈一致性（表1）。1981—1990 年處于開(kāi)始階段，建成區(qū)擴(kuò)張面積小、速度慢，但在研究期初始就存在建成區(qū)面積，這一階段擴(kuò)張強(qiáng)度系數(shù)為0.3；1990—2008 年處于平穩(wěn)階段，擴(kuò)張強(qiáng)度系數(shù)為0.1；2008—2013 年處于過(guò)渡階段，城市建成區(qū)擴(kuò)展面積小，擴(kuò)張強(qiáng)度系數(shù)為0.09；2013—2018 年處于上升階段，城市建成區(qū)擴(kuò)張速度最快，面積最大，擴(kuò)張強(qiáng)度系數(shù)達(dá)到最大值0.3。

表1 1981—2018年阜陽(yáng)市城市建成區(qū)空間擴(kuò)張情況

3.2 城市擴(kuò)張形態(tài)與邊界

分形維數(shù)可測(cè)度城市邊界形狀的不規(guī)則性和復(fù)雜性，緊湊度可測(cè)度城市形態(tài)的緊湊程度，二者擁有較強(qiáng)的獨(dú)立性和相互驗(yàn)證的效果［21-23］。阜陽(yáng)市城市建成區(qū)擴(kuò)張分形維數(shù)與緊湊度指標(biāo)二者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（表2、圖3），說(shuō)明該市城市建成區(qū)大而分散的格局正在逐步形成。1981 年城市化水平較低，功能布局主要傾向于行政領(lǐng)域和重化工領(lǐng)域，人口主要集聚于周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)，緊湊度指數(shù)達(dá)到最大值0.11，分形維數(shù)指數(shù)達(dá)到最小值1.25。1981—1990 年，阜陽(yáng)市火車站擴(kuò)建，推動(dòng)城市建成區(qū)向東擴(kuò)張，潁州區(qū)逐步成為居住功能為主的片區(qū)，推動(dòng)建成區(qū)向西南擴(kuò)張，因此緊湊度指數(shù)下降至0.07。同期，城市建設(shè)規(guī)劃不斷引導(dǎo)城市擴(kuò)張，城市建成區(qū)邊界逐漸突破自然限制，分形維數(shù)則上升至1.26。20 世紀(jì)90 年代末，房地產(chǎn)行業(yè)進(jìn)入金融化開(kāi)發(fā)階段，潁州區(qū)和潁泉區(qū)成為商品房集中分布區(qū)，城市建成區(qū)面積進(jìn)一步增大，城市邊界則進(jìn)一步規(guī)則，緊湊度指數(shù)下減至0.06，分形維數(shù)指數(shù)上升至1.29。2003 年以后，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與承接區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移政策共同推動(dòng)建成區(qū)地域結(jié)構(gòu)變化；2011 年以后，市區(qū)啟動(dòng)城南新區(qū)建設(shè)規(guī)劃，城市進(jìn)一步南擴(kuò)；到2018 年，城市緊湊度指數(shù)達(dá)到最小值0.02，分形維數(shù)達(dá)到最大值1.35。

表2 分形維數(shù)與緊湊度年際變化

城市建成區(qū)空間格局從小且緊湊轉(zhuǎn)為大而分散。市區(qū)正處于外延城市化和內(nèi)涵城市化并存階段，為預(yù)測(cè)建成區(qū)未來(lái)擴(kuò)張情況，對(duì)緊湊度指數(shù)和分形維數(shù)指數(shù)進(jìn)行趨勢(shì)線擬合，研究發(fā)現(xiàn)緊湊度函數(shù)為y= - 0.0021x + 4.2263，R2= 0.975，分形維數(shù)函數(shù)為y= 0.0029x - 4.468，R2= 0.955。二者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)市區(qū)城市發(fā)展仍是以空間擴(kuò)張與內(nèi)部城市化并存模式為主導(dǎo)。

3.3 城市重心遷移

城市空間重心是解釋城市空間分布的指標(biāo)［24］。縱觀1981—2018 年城市建成區(qū)重心遷移情況，總體呈現(xiàn)出東偏南的趨勢(shì)（圖4）。1981—1990 年，隨著潁東區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和早期城市化推進(jìn)，城市重心開(kāi)始向東部地區(qū)遷移，遷移角度為23.53°，遷移距離為1989.33m；1990—2003 年，市區(qū)重化工業(yè)建設(shè)以及房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)逐步推進(jìn)，城市重心向南遷移，遷移角度為79.13°，遷移距離為1417m；2003—2008 年，阜陽(yáng)市承接區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，各地企業(yè)進(jìn)駐，城市重心向西南遷移，遷移角度為83.17°，遷移距離為912.45m；2008—2013 年，伴隨轉(zhuǎn)移產(chǎn)業(yè)配套體系的完善以及城南新區(qū)建設(shè)啟動(dòng)，城市重心向南遷移進(jìn)程加快，遷移角度為45.24°，遷移距離為1878.07m；2013 年后，城南新區(qū)開(kāi)發(fā)進(jìn)程加快，包括政府機(jī)構(gòu)、醫(yī)院、學(xué)校、市民中心等單位遷至此處，城市重心向東南遷移，遷移角度為8.44°，遷移距離為3863.9m，城市重心最 終位于市區(qū)的東南部。

圖3 阜陽(yáng)市城市建成區(qū)年際變化

圖4 建成區(qū)重心遷移

3.4 城市擴(kuò)張方位差異

為更加直觀地展現(xiàn)建成區(qū)的擴(kuò)張?zhí)卣?，本文采用“等扇方位法”分析阜?yáng)市城市建成區(qū)1981—2018年在各方位的擴(kuò)張情況（圖5）。因各扇形區(qū)面積夾角均等，所以得到的擴(kuò)張強(qiáng)度系數(shù)在時(shí)空上具有可比性。

阜陽(yáng)市城市建成區(qū)在各方位上的擴(kuò)張存在明顯不均衡性。1981—1990 年間，城市擴(kuò)張?jiān)贓—NE 方向上最快，系數(shù)為0.07，在N—NE、W—NW 方向上擴(kuò)張較快，系數(shù)為0.04、0.05；1990—2003 年間，城市擴(kuò)張?jiān)贓—SE、E—NE 方向上擴(kuò)張最快，系數(shù)為0.003、0.002；2003—2008 年間，在N—NW、N—NE方向上擴(kuò)張較為迅速，系數(shù)為0.03、0.027，在南部方向上則無(wú)明顯擴(kuò)張；2008—2013 年間，總體擴(kuò)張系數(shù)較小，處于內(nèi)涵城市化階段，僅E—SE、E—NE 方向上擴(kuò)張較快，系數(shù)為0.02；2013—2018 年間，建成區(qū)總體呈現(xiàn)快速擴(kuò)張趨勢(shì)。在N—NW 方向上擴(kuò)張最快，系數(shù)為0.07，在W、S—SE、E—NE、W—SW 等方向上也以較快速度擴(kuò)張，這一時(shí)期阜陽(yáng)市城市建成區(qū)面積增加迅速。同時(shí)，阜陽(yáng)市城市建成區(qū)擴(kuò)展呈明顯的軸向性，城市沿河道向兩側(cè)發(fā)展，主導(dǎo)發(fā)展方向仍是南部方向，城南新區(qū)的開(kāi)發(fā)使其成為高速發(fā)展翼。

圖5 阜陽(yáng)市城市建成區(qū)擴(kuò)張強(qiáng)度方位示意圖

4 阜陽(yáng)市城市建成區(qū)擴(kuò)張影響因素

城市建城區(qū)的空間分布形態(tài)是城市化進(jìn)程中人文因素和自然因素共同作用的結(jié)果。本文結(jié)合現(xiàn)有研究［9，19，27］，從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口因素、政府政策、地理因素4 個(gè)方面考慮，分析了推動(dòng)阜陽(yáng)市城市建成區(qū)空間格局形成及變化的影響因素。

4.1 經(jīng)濟(jì)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值

經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶動(dòng)城市發(fā)展，為城市擴(kuò)張?zhí)峁┝瞬唤叩膭?dòng)力［25］。改革開(kāi)放以來(lái)，阜陽(yáng)市生產(chǎn)總值持續(xù)增長(zhǎng)（表3），從1981 年的4.29 億元增加至2018年的604.17 億元，近40 年GDP 增加了599.88 億元，約140.83 倍。通過(guò)對(duì)阜陽(yáng)市各年份GDP和建成區(qū)面積進(jìn)行回歸分析可知，二者呈明顯正相關(guān)性，線性回歸方程為y=0.314x+19.005，相關(guān)性系數(shù)平方是R2=0.91，說(shuō)明區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)建成區(qū)擴(kuò)張的刺激作用顯著。其中，2003 年是阜陽(yáng)市城市建成區(qū)擴(kuò)張轉(zhuǎn)折點(diǎn)。2003 年之前年生產(chǎn)總值增長(zhǎng)緩慢，年均增長(zhǎng)率為9.1%，這一時(shí)期建成區(qū)擴(kuò)張以空間填充為主，2003 年以后阜陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入高速增長(zhǎng)階段，年增長(zhǎng)率為17.67%，這一時(shí)期建成區(qū)擴(kuò)張以跳躍式大面積擴(kuò)張為主。至2018 年底，阜陽(yáng)市城市建成區(qū)面積達(dá)到230.2km2，區(qū)域經(jīng)濟(jì)格局演變過(guò)程與城市建成區(qū)擴(kuò)張階段一一對(duì)應(yīng)。

經(jīng)濟(jì)對(duì)城市擴(kuò)張的驅(qū)動(dòng)作用，本質(zhì)是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)重塑產(chǎn)生了新的用地需求［16］。阜陽(yáng)市重化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展直接推動(dòng)了城市擴(kuò)張進(jìn)程。1981—1990 年間，工業(yè)產(chǎn)值從2.34 億元增長(zhǎng)到3.96億元，年均增長(zhǎng)率僅為6.8%，市區(qū)經(jīng)濟(jì)處于低速增長(zhǎng)階段，同一時(shí)期城市擴(kuò)張速率僅為2.2；2003—2018年間，工業(yè)產(chǎn)值從31.24 億元增至214.62 億元，年均增長(zhǎng)率達(dá)到14.8%，工業(yè)發(fā)展直接推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高速發(fā)展階段，同期城市擴(kuò)張速率達(dá)到最大值26.8，工業(yè)產(chǎn)業(yè)對(duì)區(qū)域生產(chǎn)總值的貢獻(xiàn)逐步加大。這說(shuō)明以重化工、裝備制造業(yè)為主的第二產(chǎn)業(yè)正逐步占據(jù)阜陽(yáng)市產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)地位。目前阜陽(yáng)市已建成4 家省級(jí)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)（阜陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)、阜陽(yáng)—合肥現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)園、潁州經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、潁東經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)）和一批縣區(qū)級(jí)別工業(yè)園區(qū)，伴隨這些經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)的成長(zhǎng)壯大，現(xiàn)已成為初具規(guī)模的城市工業(yè)新區(qū)，不斷推動(dòng)著城市建成區(qū)向外圍擴(kuò)張，其中阜陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)在2019 年被列入國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)培育期名單；第三產(chǎn)業(yè)對(duì)城市擴(kuò)張推動(dòng)力也正逐步加強(qiáng)，其中房地產(chǎn)業(yè)成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)極。2015—2018 年間，阜陽(yáng)市房地產(chǎn)行業(yè)產(chǎn)值由19.17 億元增長(zhǎng)至26.56億元，房地產(chǎn)建設(shè)投資額達(dá)到589.7 億元，僅次于合肥市。阜陽(yáng)市房地產(chǎn)的繁榮一方面會(huì)抬高地區(qū)房?jī)r(jià)，另一方面則直接推動(dòng)郊區(qū)城市化進(jìn)程，在城市外圍興建大批住宅、購(gòu)物中心、物流倉(cāng)儲(chǔ)、生產(chǎn)基地等，以追求更低房?jī)r(jià)和工業(yè)生產(chǎn)成本，這將進(jìn)一步推動(dòng)城市建成區(qū)空間向外圍擴(kuò)張。

4.2 人口增長(zhǎng)與空間重組

經(jīng)濟(jì)因素不僅直接對(duì)城市空間擴(kuò)展產(chǎn)生影響，還通過(guò)刺激人口增加對(duì)城市空間擴(kuò)展起作用［26］（表3）。1981—2018 年，阜陽(yáng)市總?cè)丝趶?8.6 萬(wàn)人增長(zhǎng)至229.88 萬(wàn)人，人口增長(zhǎng)了約12.36 倍，而城市建成區(qū)面積擴(kuò)張了約36.5 倍。通過(guò)對(duì)人口和建成區(qū)面積進(jìn)行回歸分析可知二者呈正相關(guān)性，線性回歸方程為y=71.091lnx-134.42，相關(guān)性系數(shù)平方是R2=0.83，說(shuō)明人口增長(zhǎng)對(duì)城市擴(kuò)張的刺激作用顯著。

城市絕對(duì)人口數(shù)量的增加和空間移動(dòng)對(duì)城市原有基礎(chǔ)設(shè)施造成巨大壓力，這一點(diǎn)在中心城區(qū)、老城區(qū)尤為突出，現(xiàn)有人口數(shù)量超過(guò)基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施上限，交通擁擠、住房困難、衛(wèi)生環(huán)境狀況下降等問(wèn)題相繼出現(xiàn)，亟需疏解原先城區(qū)部分功能轉(zhuǎn)向周邊地區(qū)或郊區(qū)；區(qū)域經(jīng)濟(jì)狀況的改善推動(dòng)城市生活方式的改變，居民對(duì)居住區(qū)的要求由生存性為主轉(zhuǎn)變?yōu)楦P(guān)注居住區(qū)生態(tài)環(huán)境，更強(qiáng)調(diào)生活質(zhì)量；各工業(yè)園區(qū)在城市外圍的集聚也催生了產(chǎn)業(yè)工人居住點(diǎn)的出現(xiàn)，其對(duì)相關(guān)配套體系需求較高。綜上3 個(gè)因素作用，推動(dòng)城市建成區(qū)多方向擴(kuò)張：一是垂直擴(kuò)張，即修建高層或超高層居住區(qū)以緩解居住壓力；二是水平擴(kuò)張，即城市建設(shè)向郊區(qū)擴(kuò)張，郊區(qū)較低的地價(jià)和優(yōu)越的環(huán)境對(duì)城市居民具有極大吸引力。住房需求的增加推動(dòng)了阜陽(yáng)市郊區(qū)地產(chǎn)的開(kāi)發(fā)，如城南新區(qū)、祥源文旅城、中南現(xiàn)代城、香格里拉等，區(qū)域人口增加在一定程度上決定了一個(gè)城市空間擴(kuò)張的強(qiáng)度、規(guī)模等，是城市建成區(qū)擴(kuò)張的主要?jiǎng)恿Α?/p>

表3 阜陽(yáng)市區(qū)1981—2018年經(jīng)濟(jì)和人口變動(dòng)情況

4.3 政府政策與規(guī)劃引導(dǎo)

政府作為城市的管理者，通過(guò)政策或規(guī)劃來(lái)引導(dǎo)城市發(fā)展［19］。20 世紀(jì)90 年代，全國(guó)房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)和招商引資進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，在此背景下，阜陽(yáng)市于1992 年成立阜陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，成為阜陽(yáng)市向東南擴(kuò)張的基礎(chǔ)之一。之后，2008—2011 年先后投資建設(shè)潁州、潁東經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)和合肥—阜陽(yáng)產(chǎn)業(yè)園等，繼續(xù)引導(dǎo)第二產(chǎn)業(yè)布局向市區(qū)東南方向擴(kuò)張。20世紀(jì)90 年代，城市土地有償使用原則逐步確立，形成地價(jià)自市中心至郊區(qū)的遞減格局，并為未來(lái)市區(qū)房地產(chǎn)迅速發(fā)展和城南新區(qū)的大規(guī)模建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。2012 年以后，阜陽(yáng)市積極推進(jìn)“雙輪驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略”，即發(fā)展新型工業(yè)化和城鎮(zhèn)化，通過(guò)政策引導(dǎo)逐步形成市區(qū)目前的城市發(fā)展格局。

改革開(kāi)放以來(lái)，阜陽(yáng)市城市空間規(guī)劃歷經(jīng)多次調(diào)整，《阜陽(yáng)市城市總體規(guī)劃（2012—2030 年）》中明確指出：阜陽(yáng)市定位于區(qū)域性中心城市，提出“南進(jìn)、西拓、東控、北優(yōu)”的空間發(fā)展戰(zhàn)略導(dǎo)向。2011 年以來(lái)，阜陽(yáng)市區(qū)主導(dǎo)推進(jìn)“南進(jìn)”戰(zhàn)略，積極推動(dòng)城南新區(qū)建設(shè)，并將部分行政單位遷至此；2019 年，商合杭高鐵、鄭阜高鐵的開(kāi)通又帶動(dòng)了城區(qū)“西拓”，西湖新區(qū)成為市區(qū)下一個(gè)開(kāi)發(fā)重點(diǎn)。至此，阜陽(yáng)市中心城區(qū)6 大片區(qū)（老城區(qū)、泉北區(qū)、河?xùn)|區(qū)、經(jīng)開(kāi)區(qū)、城南區(qū)、西湖新區(qū)）發(fā)展格局初具規(guī)模。

4.4 地理環(huán)境與交通建設(shè)

自然地理環(huán)境是城市擴(kuò)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，地理環(huán)境的差異性直接影響了城市空間擴(kuò)展的方向、速度、潛力和形態(tài)格局［27］。阜陽(yáng)市區(qū)地處黃淮海平原南部，地勢(shì)平坦開(kāi)闊，地形以平原為主，泉河和潁河將市區(qū)一分為三（潁東、潁州、潁泉）。優(yōu)越的地理環(huán)境為阜陽(yáng)市以后的城市建成區(qū)發(fā)展提供了廣闊的空間。改革開(kāi)放伊始，城市建成區(qū)主要集中于潁州區(qū)中部和南部，建成區(qū)面積小且較為分散，因受到河流制約，而很少向東進(jìn)入潁東區(qū)或者向北進(jìn)入潁泉區(qū)，主導(dǎo)向南發(fā)展；1990 年以后，城市發(fā)展逐漸突破河流界線向其他方位擴(kuò)張，河流等自然地理要素對(duì)城市擴(kuò)張的阻礙作用逐步減弱?？v觀改革開(kāi)放以來(lái)阜陽(yáng)市城市建成區(qū)發(fā)展歷程，雖然有向西、向北擴(kuò)張趨勢(shì)，但是東南方向仍為擴(kuò)張主導(dǎo)方向，說(shuō)明區(qū)域整體自然環(huán)境對(duì)城市擴(kuò)張的影響在一定時(shí)間段內(nèi)是相對(duì)穩(wěn)定的。

合理的交通建設(shè)能在較長(zhǎng)時(shí)間對(duì)城市的擴(kuò)張起促進(jìn)作用［28］。交通建設(shè)一方面會(huì)占用城市土地，另一方面也會(huì)帶來(lái)新要素的集聚。1971 年阜陽(yáng)火車站修建，在經(jīng)過(guò)20 世紀(jì)80 年代和2006—2008 年擴(kuò)建后已成為京九線重要客貨運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)，貨運(yùn)站場(chǎng)和鐵路配套設(shè)施建設(shè)推動(dòng)了潁東區(qū)城市建設(shè)；高鐵建設(shè)方面，2019 年商合杭高鐵與鄭阜高鐵的開(kāi)通推動(dòng)了高鐵新區(qū)與潁州區(qū)城市建設(shè)；另外，阜陽(yáng)西關(guān)機(jī)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)使用也對(duì)城市擴(kuò)張起到了推動(dòng)作用。

5 結(jié)論與討論

5.1 結(jié)論

本文基于多時(shí)相遙感影像數(shù)據(jù)，通過(guò)構(gòu)建多指標(biāo)測(cè)度體系分析了1981—2018 年阜陽(yáng)市城市建成區(qū)的擴(kuò)張時(shí)空特征及其影響因素，主要結(jié)論如下：①?gòu)臅r(shí)間角度分析，阜陽(yáng)市城市發(fā)展正處在上升階段，城市建成區(qū)面積不斷增加，擴(kuò)張速度與強(qiáng)度指數(shù)波動(dòng)上升，擴(kuò)展速度指數(shù)從2.2 擴(kuò)大到26.8，擴(kuò)展強(qiáng)度指數(shù)從0.1 增至0.3。②從空間角度分析，阜陽(yáng)市城市發(fā)展正處于外延城市化和內(nèi)涵城市化并存階段，建成區(qū)空間格局從小而緊湊轉(zhuǎn)為大而分散，分形維數(shù)從1.25 增長(zhǎng)至1.35，緊湊度指數(shù)從0.11 下降至0.02。在整個(gè)研究時(shí)序內(nèi)，城市空間擴(kuò)張存在方位差異，建成區(qū)重心先向東再向南遷移，最后保持東南方向遷移趨勢(shì)。③經(jīng)濟(jì)、人口、政策、地理環(huán)境是影響阜陽(yáng)市城市建成區(qū)擴(kuò)張的主要驅(qū)動(dòng)因子。其中，經(jīng)濟(jì)因素是根本動(dòng)力，人口因素是主要推動(dòng)力，政府政策對(duì)城市擴(kuò)張有加速或延緩作用，地理因素是城市擴(kuò)張的空間基礎(chǔ)。不同階段，各影響因子的變化與調(diào)整導(dǎo)致城市建成區(qū)擴(kuò)張存在空間異質(zhì)性。

5.2 討論

城市擴(kuò)張是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)重組等方面的空間表現(xiàn)。2019—2020 年《長(zhǎng)三角區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》《安徽省長(zhǎng)三角一體化發(fā)展綱要計(jì)劃》和安徽省“十四五”規(guī)劃建議相繼發(fā)布，將阜陽(yáng)市定義為皖北產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移集聚區(qū)、長(zhǎng)三角綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地、國(guó)家重要物流樞紐和區(qū)域重點(diǎn)城市進(jìn)行建設(shè)，這說(shuō)明阜陽(yáng)市在安徽省和長(zhǎng)三角一體化中的戰(zhàn)略地位不斷上升。對(duì)此，阜陽(yáng)市要結(jié)合自身資源優(yōu)勢(shì)與區(qū)域定位，引導(dǎo)城市精明發(fā)展。一是要協(xié)調(diào)城市擴(kuò)張與土地存量之間的關(guān)系，保障農(nóng)業(yè)用地總量不減少，基于規(guī)劃引導(dǎo)城市建設(shè)用地開(kāi)發(fā)，提高土地利用效能；二是基于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移背景優(yōu)化區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高先進(jìn)制造業(yè)比例，打造區(qū)域強(qiáng)勢(shì)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，改變皖北地區(qū)弱工業(yè)基礎(chǔ)局面；三是基于空間存量設(shè)計(jì)思想規(guī)劃布局產(chǎn)業(yè)，避免城市無(wú)意義擴(kuò)張，提高工業(yè)園區(qū)的利用強(qiáng)度，積極發(fā)揮經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)的作用與功能。

隨著阜陽(yáng)市在區(qū)域規(guī)劃中的戰(zhàn)略地位不斷提高，阜陽(yáng)市未來(lái)的城市發(fā)展進(jìn)程還將面臨諸多問(wèn)題，需做進(jìn)一步研究。本文僅考慮了阜陽(yáng)市1981—2018年城市建成區(qū)擴(kuò)張的時(shí)空特征，而城市擴(kuò)張是一個(gè)長(zhǎng)期的多要素參與的系統(tǒng)性工程，有限數(shù)量測(cè)度指標(biāo)方法難以對(duì)城市擴(kuò)張過(guò)程進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)度與全面分析。在今后研究中，應(yīng)綜合考量更多因素對(duì)城市擴(kuò)張的影響，多維度分析城市擴(kuò)張演化機(jī)制。