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        城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的梯度分析
        ——以重慶市區(qū)為例

        2021-12-28 10:38:34陳健猛李珊紅史登峰
        重慶建筑 2021年12期
        關(guān)鍵詞:緩沖區(qū)象限梯度

        陳健猛,李珊紅,史登峰

        (昆明市建筑設(shè)計(jì)研究院股份有限公司,云南昆明 650051)

        0 引言

        城市擴(kuò)張的概念最初在美國學(xué)界被描述為城市地區(qū)的向外擴(kuò)張和低密度擴(kuò)張,隨后又在歐洲國家得到了研究。在中國,由于1978年經(jīng)濟(jì)改革而導(dǎo)致的城市數(shù)量快速增長引發(fā)了許多與土地相關(guān)的問題[1]??傮w而言,城市建設(shè)的無節(jié)制擴(kuò)張和低密度住房的分布已成為城市空間規(guī)劃和土地利用規(guī)劃的主要挑戰(zhàn)[2]。城市化是城市附近非城市土地被轉(zhuǎn)化為城市土地的過程,城市擴(kuò)張是城市化對土地利用的最顯著影響之一[3],人們普遍認(rèn)為城市擴(kuò)張對土地利用方式的轉(zhuǎn)變有直接和間接的影響。

        城市建設(shè)用地是城市土地的一部分,已經(jīng)成為城市化的重要載體[4]。城市建設(shè)用地、城市用地和城市建成用地之間存在顯著差異。城市建設(shè)用地包括住宅用地,公共管理和公共服務(wù)、商業(yè)服務(wù)設(shè)施,工業(yè)、倉儲、運(yùn)輸設(shè)施以及市政府的綠地用地,而城市土地包括城市地區(qū)和水域[5]。對城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的時(shí)空過程進(jìn)行分析不僅對城市發(fā)展研究具有重要意義,而且對全球環(huán)境變化研究也十分重要。

        自1978年以來,我國的城市化率一直在加速增長,城市化率年均增速比世界平均水平高2.14%[6],與此同時(shí),城市建設(shè)用地也在不斷擴(kuò)張。城市建設(shè)用地的擴(kuò)張是一個(gè)復(fù)雜的過程,其擴(kuò)張方式與區(qū)域的歷史和社會環(huán)境有關(guān)。在中國,城市擴(kuò)張遵循雙重模式,即政府主導(dǎo)的和自發(fā)的城市擴(kuò)張并存,前者是由非農(nóng)業(yè)人口的增長對城市建設(shè)用地的需求增加所致,而后者對城市建設(shè)用地的需求增加則是由于小城鎮(zhèn)的加速城市化[7]。

        城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的影響因素和動(dòng)力機(jī)制是城市發(fā)展研究的重要課題,它考察了城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的原因和機(jī)理,并為預(yù)測城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張?zhí)峁┝讼鄳?yīng)的對策[8]。首先,人口城市化是城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張最重要的內(nèi)部原因之一,城市建設(shè)用地的增長率與人口的增長率在一個(gè)階段內(nèi)的關(guān)系是恒定的。1978年,我國的城市人口為1.7億,占總?cè)丝跀?shù)量的18%,四十多年來城市人口急劇增加,2021年5月11日,第七次全國人口普查結(jié)果公布:居住在城鎮(zhèn)的人口為90199萬人,占總?cè)丝诘?3.89%[9]。其次,經(jīng)濟(jì)發(fā)展是城市建設(shè)用地增加的外部驅(qū)動(dòng)力。以城市住區(qū)為特征的中心地區(qū)和集聚經(jīng)濟(jì)體產(chǎn)生的土地價(jià)值和租金明顯高于農(nóng)村土地,導(dǎo)致了城鄉(xiāng)差異,足以吸引土地從農(nóng)村向城市用途轉(zhuǎn)化[10]。此外,由于不同國家或地區(qū)使用了不同的數(shù)據(jù),因此很難比較不同國家之間的城市增長管理策略。如今,根據(jù)不同的數(shù)據(jù)集已經(jīng)開發(fā)出許多不同的方法來測量城市建設(shè)用地的擴(kuò)張。

        目前,地理信息系統(tǒng)(GIS)和遙感(RS)的集成是研究城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的最基本方法[11]。將GIS和RS集成到城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張管理中涉及兩個(gè)過程:土地利用變化的檢測和土地利用變化對土地資源的影響評估。戴維斯和肖布通過比較鄰里地區(qū)的人口密度與允許建造的新房屋數(shù)量,分析了城市建設(shè)用地的擴(kuò)張速度[12]。Jochen制定了13種選擇標(biāo)準(zhǔn),并主要研究了其中4種不同方法,包括城市分散、總擴(kuò)張、城市景觀滲透和單位面積擴(kuò)張[13]。這些方法為本文的分析提供了依據(jù)。

        本文結(jié)合GIS和RS方法,并采用緩沖半徑梯度分析法對城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張進(jìn)行分析,目的在于厘清城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的機(jī)理與差異,為城市土地利用規(guī)劃和城市擴(kuò)張管理提供可借鑒的理論與經(jīng)驗(yàn)。

        1 研究假設(shè)與數(shù)據(jù)來源

        1.1 研究假設(shè)

        本文假設(shè):

        (1)城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的中心和梯度分布是合理的;

        (2)城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張呈現(xiàn)梯度變化。

        首先,分析重慶市區(qū)1975~2010年的城市建設(shè)用地?cái)?shù)量特征和空間形態(tài)。其次,基于密實(shí)度,研究不同緩沖半徑梯度下城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的機(jī)理和差異。第三,比較重慶、北京、上海和廣州的城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的差異。分析可為重慶及其他地區(qū)的土地利用規(guī)劃和擴(kuò)張管理提供科學(xué)參考。

        1.2 案例選擇

        重慶市中心位于長江與嘉陵江交匯處。重慶主城都市區(qū)位于山區(qū)和丘陵地帶,屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候,夏季炎熱,冬季溫暖,光線適中,無霜期長,降水多,濕度高。主城核心區(qū)域包括大渡口、沙坪壩、九龍坡、南岸、北碚、江北、渝北、渝中和巴南九區(qū),本文的研究范圍包括以上九個(gè)區(qū)的所有城市建設(shè)用地。

        1.3 數(shù)據(jù)與方法

        1.3.1 數(shù)據(jù)

        本文利用了來自五個(gè)不同時(shí)間段的遙感圖像,包括1975年的MSS圖像和1987年、1995年、2000年和2010年的TM圖像,使用了ERDAS 8.5系統(tǒng)分析獲取的遙感圖像。第一步,使用克拉索夫斯基橢球和墨卡托橫向投影進(jìn)行輻射和幾何校正。積分后,使用基于1:10000地形圖的三次多項(xiàng)式方法對圖像進(jìn)行幾何校正。第二步,使用點(diǎn)檢查,將變化控制為小于一個(gè)像素。第三步,基于校正后的圖像和中國科學(xué)院的土地利用分類標(biāo)準(zhǔn),利用人機(jī)交互解釋方法將三峽庫區(qū)的土地利用分為十類:耕地、土地、森林、草原、河流、其他水域、城市建設(shè)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)、其他建設(shè)用地和未使用土地。使用ARCGIS 9.2軟件選擇研究區(qū)域中的城市利用土地。

        1.3.2 方法

        目前,已經(jīng)存在許多方法來研究城市擴(kuò)張,但是需要選用合適的方法進(jìn)一步研究城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的范圍和方向。重慶市區(qū)的城市建設(shè)用地呈現(xiàn)出循環(huán)擴(kuò)張的模式和強(qiáng)烈的方向性,本文將研究區(qū)域劃分為9個(gè)緩沖區(qū)和8個(gè)象限,分析不同緩沖區(qū)范圍和不同方向上城市建設(shè)用地的密實(shí)度,并通過梯度分析擬合了密實(shí)度和不同梯度。

        (1)梯度分析

        梯度分析是衡量城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的有效方法,目前,梯度分析已廣泛應(yīng)用于景觀變化和土地利用變化的測量中[14]。梯度范式是研究城市化的生態(tài)效應(yīng)的有用方法,在城市化過程中,到市區(qū)中心的距離可以用來衡量城市化的空間特征。市區(qū)的中心被不對稱的圓圈包圍,景觀變化的幅度隨著圓的擴(kuò)大而減小,這將導(dǎo)致漸變效果;緩沖區(qū)是指距對象邊界、點(diǎn)或點(diǎn)組不超過一定距離的區(qū)域。建立用于梯度分析的緩沖區(qū)是有幫助的,可為確定城市中心提供定量參考,梯度效應(yīng)和梯度分析可以揭示城市擴(kuò)張的方向、城市擴(kuò)張的空間格局以及城市發(fā)展的趨勢。

        確定市區(qū)或緩沖區(qū)的中心非常重要,本文選擇嘉陵江與長江的交匯點(diǎn)作為市區(qū)和緩沖區(qū)的中心?!吨貞c市城市規(guī)劃(2005-2020年)》將重慶市區(qū)分為三個(gè)部分,根據(jù)嘉陵江與長江的交匯點(diǎn),對這三部分進(jìn)行劃分。北部位于嘉陵江以北,南部位于長江以東,西部位于嘉陵江以南和長江以西(PGCC 2005)。在重慶市區(qū),城市建設(shè)用地圍繞嘉陵江與長江交匯處形成的地塊構(gòu)成一個(gè)有組織的結(jié)構(gòu)。城市建設(shè)用地的擴(kuò)張呈現(xiàn)出明顯的方向性,使用梯度分析和緩沖區(qū)來揭示城市建設(shè)用地的擴(kuò)張?zhí)卣髦陵P(guān)重要。為了確定圓形緩沖區(qū),文章使用ARCGIS 9.2軟件的Buffer模塊建立了同心緩沖區(qū),緩沖區(qū)的半徑為0~5 km(R1),5~10 km(R2),10~15 km(R3),15~20 km(R4),20~25 km(R5),25~30 km(R6),30~35 km(R7),35~40 km(R8)和40~45 km(R9),它們覆蓋了重慶市區(qū)的所有城市建設(shè)用地。

        為了確定象限位置,本文在ARCGIS 9.2軟件中建立了笛卡爾坐標(biāo)系,并以中心1為坐標(biāo)原點(diǎn)。然后,通過將兩個(gè)軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°,將四個(gè)象限進(jìn)一步劃分為八個(gè)象限(按逆時(shí)針順序):北西北(NNW)或0°~45°,西西北(WNW)或45°~90°,西西南(WSW)或90°~135°,南 西 南(SSW)或135°~180°,南 東 南(SSE)或180°~225°,東東南(ESE)或225°~270°,東東北(ENE)或270°~315°,北東北(NNE)或315°~360°。它們的標(biāo)簽如圖1所示。

        圖1 重慶市區(qū)城市建設(shè)用地、循環(huán)緩沖區(qū)和象限分布示意圖

        (2)密實(shí)度

        密實(shí)度表示城市的空間集中度模式,代表城市的集聚程度。密實(shí)度遵循形態(tài)相關(guān)原理,該原理指出土地越圓,密實(shí)度越高。城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張有兩種方式:填充式擴(kuò)張和外延式擴(kuò)張。一個(gè)城市的發(fā)展水平不僅取決于人口和面積,還取決于城市的集聚程度(例如填充式擴(kuò)張)。隨著市區(qū)內(nèi)的空曠空間逐漸被填滿,市區(qū)邊緣將變得平坦,因此城市形態(tài)應(yīng)變得更加緊湊,而如果城市擴(kuò)張為可擴(kuò)張類型,則形態(tài)將變得不那么緊湊。城市外部輪廓由城市擴(kuò)張確定,對于分析城市社會經(jīng)濟(jì)問題至關(guān)重要。城市表面形態(tài)的變化會影響交通、通訊、生產(chǎn)和生活的規(guī)劃和建設(shè),城市表面形態(tài)的緊湊性是反映城市形態(tài)的重要概念,其計(jì)算公式如下:

        式中:CD為城市緊湊度;U為城市建設(shè)用地面積;C為城市建設(shè)用地的輪廓周長。

        ARCGIS 9.2軟件自動(dòng)計(jì)算了城市建設(shè)用地面積和等高線周長。通常,CD值在0到1之間,較高的CD值表示更緊湊的形態(tài),反之亦然。

        整合城市建設(shè)用地圖和緩沖區(qū)圖,并對其進(jìn)行重新采樣,以獲得每個(gè)緩沖區(qū)中城市建設(shè)用地地塊的面積和周長。使用等式(1)計(jì)算在緩沖區(qū)中的密實(shí)度,在計(jì)算過程中,U為一個(gè)緩沖區(qū)或一個(gè)象限方位角中的城市建設(shè)用地總面積,C為一個(gè)緩沖區(qū)或一個(gè)象限方位角中所有城市建設(shè)用地的周長之和,一個(gè)緩沖區(qū)或一個(gè)象限方位角可以計(jì)算出一個(gè)城市緊湊度。

        2 重慶市區(qū)城市建設(shè)用地的擴(kuò)張

        2.1 城市建設(shè)用地面積變化

        1975年至2010年,重慶市區(qū)的城市建設(shè)用地變化分為兩個(gè)時(shí)期。第一階段是1975年至2000年。在此期間,城市建設(shè)用地面積增加了3309.22公頃,1975年至1987年的年均增長率保持穩(wěn)定,1987年至1995年增長率為0.73%,1995年至2000年為0.83%。第二個(gè)時(shí)期是2000年至2010年。在此期間,城市建設(shè)用地面積急劇增加到4126.31公頃,年均增長5.69%。同時(shí),歸類為城市建設(shè)用地的城市土地總比重也逐漸增加,與城市建設(shè)用地變化的趨勢相似。1975年到2000年,該比重從2.67%緩慢增加到3.27%,而2000年到2010年,該比例急劇增加到4.39%。

        2.2 城市建設(shè)用地的空間變化

        重慶市區(qū)的城市建設(shè)用地主要分布在長江和嘉陵江及其交匯處,西南向東北的河流是長江,西北向東南的河流是嘉陵江,兩條河流的交匯點(diǎn)為朝天門。從1975年到2000年,城市建設(shè)用地呈現(xiàn)出一個(gè)中心和三個(gè)子中心的空間模式。中心1顯示穩(wěn)定的空間變化;子中心2遠(yuǎn)離中心1,并于1975年開始發(fā)展,因此在1975年至2000年間顯示出穩(wěn)定的變化;子中心4靠近中心1;子中心4,尤其是子中心3逐漸發(fā)展。2010年,城市建設(shè)用地呈現(xiàn)出一個(gè)中心和四個(gè)子中心的空間模式,子中心3在空間上與中心1相連,隨后形成了一個(gè)新的子中心5。整個(gè)重慶市區(qū)呈現(xiàn)出瓶形的空間形態(tài),如圖2所示。

        2.3 緩沖區(qū)半徑梯度下的城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張

        緩沖區(qū)半徑梯度的變化趨勢如圖3所示。從1975年到2010年,每個(gè)時(shí)期城市建設(shè)用地的密實(shí)度在緩沖區(qū)半徑1—8之間顯示出相似的變化模式,密實(shí)度在緩沖半徑1—3中逐漸減小,表明城市建設(shè)用地變得不那么密實(shí)。但是,密實(shí)度在緩沖半徑3—5中增加,表明城市建設(shè)用地變得更加密實(shí)。緩沖區(qū)半徑6沒有建筑用地,因此成為中心城市和小城鎮(zhèn)的邊界。密實(shí)度在緩沖半徑7—8中逐漸增加,表明城市建設(shè)用地變得更加密實(shí)。在緩沖區(qū)半徑9中,密實(shí)度顯示出較大的變化。

        圖3 不同緩沖半徑梯度下城市建設(shè)用地的密實(shí)度變化示意圖

        在距緩沖區(qū)中心15km的范圍內(nèi),密實(shí)度隨距中心距離的增加而減小,而在15~25 km和30~40 km范圍內(nèi),密實(shí)度隨距中心距離的增加而增大。每年的密實(shí)度和緩沖區(qū)半徑散點(diǎn)圖表明,1975、1987、1995和2010年的散點(diǎn)高度相似(圖5)。此外,在2010年,緩沖區(qū)半徑1—8的散點(diǎn)與其他年份具有高度相似性。進(jìn)一步的分析表明,密實(shí)度和緩沖半徑每年都顯示出很高的擬合度。

        1975年至1987年以及1995年至2000年之間不同年份的系數(shù)非常相似,而2010年與其他年份大不相同,這很可能是因?yàn)樵撃甓鹊木彌_區(qū)半徑9顯示了密實(shí)度的急劇增加。每年的系數(shù)顯示相同的極性,表明擬合曲線的一致性。

        2.4 不同象限梯度的城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張

        象限角梯度分析的趨勢如圖4所示,每年城市建設(shè)用地的密實(shí)度呈U形。第1象限的密實(shí)度在1975年至2000年之間保持在0.3514,并在2010年降低到0.2845;在第2象限,密實(shí)度從1975年的0.1492增加到2000年的0.2098,然后在2010年降到0.1396;在第3象限,密實(shí)度從1975年的0.1639增加到2000年的0.1759,然后在2010年下降到0.1280;在第4象限中,密實(shí)度從1975年的0.1019增加到2000年的0.1219,然后在2010年減小到0.1117;在第5象限,密實(shí)度從1975年的0.1010上升到1995年的0.1205,然后在2010年下降到0.1140;在第6象限,密實(shí)度從1975年的0.0923增加到2000年的0.1135,然后在2010年下降到0.0981;在第7象限,密實(shí)度在1975年至2000年之間保持在0.2711,然后在2010年下降到0.1979;在第8象限,密實(shí)度在1975年至2000年之間保持在0.4475,然后在2010年下降到0.3480。象限1、2、3、7、8的密實(shí)度降低,尤其是象限7,其致密度降低了26.99%。同時(shí),第4、5、6象限的密實(shí)度增加,尤其是第5象限,增加了12.86%。

        圖4 不同象限梯度下城市建設(shè)用地的密實(shí)度變化示意圖

        每年的密實(shí)度和象限方位角散點(diǎn)圖表明,1975年、1987年、1995年、2000年和2010年的散點(diǎn)高度相似。進(jìn)一步的分析表明,每年的密實(shí)度和象限方位角顯示出很高的擬合度。

        3 研究結(jié)果

        3.1 城市建設(shè)用地的時(shí)空變化

        城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的空間形態(tài)因城市而異。在北京市區(qū),城市建設(shè)用地邊界的復(fù)雜程度逐年增加,而緊湊度在2001年之后下降。在上海市區(qū),2000年以后,城市建設(shè)用地以多核形式擴(kuò)張。在廣州市區(qū),自2000年以來,城市建設(shè)用地以多核和多軸形式擴(kuò)張。在重慶,城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的過程中,多中心和有組織的擴(kuò)張出現(xiàn)在市區(qū),從1975年到2000年,城市建設(shè)用地呈現(xiàn)出一個(gè)中心和三個(gè)子中心的空間模式。2010年,重慶城市建設(shè)用地呈現(xiàn)出一個(gè)中心、四個(gè)子中心的空間格局。

        城市建設(shè)用地的概念不同于建成地,因此,城市建設(shè)用地的面積也與建設(shè)用地的面積不同。但是,建設(shè)用地的擴(kuò)張帶動(dòng)了重慶市區(qū)的城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張,不過,城市建設(shè)用地的擴(kuò)張速度小于建設(shè)用地的擴(kuò)張速度。重慶市建成區(qū)經(jīng)歷了從20世紀(jì)80年代的多中心集聚城市到如今的3個(gè)主要城市區(qū)、12個(gè)居民區(qū)和11個(gè)周邊地區(qū)的城市歷史轉(zhuǎn)型。實(shí)際上,3個(gè)主要城市區(qū)域,12個(gè)居民區(qū)和11個(gè)周邊地區(qū)的模式與一個(gè)中心和多個(gè)子中心的空間擴(kuò)張模式是一致的。一個(gè)中心包括3個(gè)主要城市區(qū)域,多個(gè)子中心包括12個(gè)居民區(qū)和11個(gè)外圍區(qū)域。而在重慶建成區(qū)擴(kuò)建的過程中,舊的建成區(qū)被填埋。由于重慶市區(qū)的河流和山脈的擴(kuò)張方式與平坦城市地區(qū)不同,因此重慶建成區(qū)的有組織擴(kuò)張是以小規(guī)模有組織擴(kuò)張的形式為主,其中又以填充擴(kuò)張為最重要模式。

        2000年以后,城市建設(shè)用地增長速度更快。最重要的原因是政策、工業(yè)化和城市化以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)。首先,隨著重慶市在1997年成為中央直轄市,重慶市區(qū)成為31個(gè)區(qū)縣的政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心,這增加了城市對建設(shè)用地的需求。其次,工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快以及城市人口的急劇增加導(dǎo)致對基礎(chǔ)設(shè)施用地、居住用地和生命維持用地的需求增加。再者,城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的速度和方式取決于城市經(jīng)濟(jì),有研究顯示重慶市區(qū)的GDP與已建土地之間具有高度相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)為0.9730。

        3.2 城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的不同階段

        在城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的過程中,城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的形態(tài)特征和內(nèi)部動(dòng)力機(jī)制在不同階段的演化過程中發(fā)生了顯著變化。重慶、北京、上海和廣州市區(qū)處于明顯的擴(kuò)張階段。從1985年至2005年,北京市區(qū)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段,包括1985—1991年、1991—2001年和2001—2005年。從1980年至2004年,上海市區(qū)的發(fā)展也經(jīng)歷了三個(gè)階段:1980—1990年,1990—2000年以及2000—2004年。1978年至2004年,廣州市區(qū)的城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張經(jīng)歷了兩個(gè)階段:1978—2000年和2000—2004年。1975年至2010年,重慶市區(qū)的城市建設(shè)用地變化分為1975—2000年和2000—2010年兩個(gè)階段。其他研究也表明重慶市區(qū)的城市建設(shè)用地變化存在兩個(gè)階段,但是其他研究中的城市建設(shè)用地面積可能與本文中的有所不同,本文的研究范圍包括重慶市區(qū)九個(gè)區(qū)的所有城市建設(shè)用地。

        這些城市正處于2000年之后的城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的關(guān)鍵時(shí)期,但重慶城市地區(qū)的擴(kuò)張是最大的,北京、上海、廣州和重慶市區(qū)的城市建設(shè)用地比例分別為45.30%,37.92%、35.96%和71.64%。改革開放后,特別是1995年以后,城市建設(shè)用地面積明顯增加。此外,在城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張期間,大量耕地被占用,尤其是在低海拔平原地區(qū)。

        3.3 城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的梯度差異

        城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的梯度差異體現(xiàn)在周期和方向上。重慶、北京、上海和廣州市區(qū)呈現(xiàn)出按周期和方向擴(kuò)張的樣式。在北京市區(qū),城市建設(shè)用地的擴(kuò)張以循環(huán)的形式進(jìn)行,并沿著環(huán)形街道擴(kuò)張。在廣州市區(qū),城市建設(shè)用地以周期形式擴(kuò)張,分為兩個(gè)周期:一個(gè)距市中心1~14km,另一個(gè)距市中心15~26km。

        重慶市區(qū)城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張周期樣式不如北京市區(qū)和廣州市區(qū)明顯,其城市建設(shè)用地共有3個(gè)緩沖區(qū),其密實(shí)度較高,分別為緩沖區(qū)1、5和8。緩沖區(qū)半徑分別為5km、25km和40km,密實(shí)度逐漸提高。緩沖區(qū)1是重慶的舊城區(qū),包括渝中區(qū)、南岸區(qū)、巴南區(qū),其擴(kuò)張已經(jīng)穩(wěn)定,從1975年到2010年,城市建設(shè)用地面積的年均增長率為0.61%,土地周界的年均增長率為0.56%。由于舊城區(qū)的地形限制,幾乎沒有外部擴(kuò)張,1980年至2010年的內(nèi)部擴(kuò)張?jiān)黾恿酥旅苄浴>彌_區(qū)5的城市建設(shè)用地面積較小,并且城市擴(kuò)張速度最快,從1975年到2010年,城市建設(shè)用地面積的年均增長率為7.41%,地塊周界的年均增長率為1.02%,低于其他緩沖區(qū)。緩沖區(qū)8的城市建設(shè)用地面積更小,城市建設(shè)用地面積的年均增長率為0.66%,土地周界的年均增長率為1.05%。由于密實(shí)度對城市建設(shè)用地面積的二次影響,緩沖區(qū)8的密實(shí)度大于緩沖區(qū)5。緩沖區(qū)3的密實(shí)度最小是因?yàn)橛灞钡貐^(qū)的外部擴(kuò)張和巴南區(qū)的開發(fā)。渝北區(qū)的擴(kuò)張指數(shù)最高,從2000年到2005年為0.41,成為第一個(gè)擴(kuò)張核心。

        在方向上看,北京城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的方向是北京市區(qū)的東部和北部,東部是主要的擴(kuò)張方向。在上海市區(qū),主要的擴(kuò)張方向是向東和向南。重慶市區(qū)的擴(kuò)張方向明顯,象限45°~90°(WNW),90°~135°(WSW)和315°~360°(NNE)是城市擴(kuò)張的關(guān)鍵區(qū)域。

        4 結(jié)論

        (1)城市建設(shè)用地的擴(kuò)張直接影響了地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與土地價(jià)值。如圖5所示,2004—2011年間,重慶市區(qū)建成區(qū)面積與建設(shè)用地面積出現(xiàn)緩慢增長;自2012年起,城市擴(kuò)張速度加快,與此同時(shí),地區(qū)生產(chǎn)總值也在2012年后出現(xiàn)了快速增長。此外,隨著城市開發(fā)強(qiáng)度的增長,商品房銷售價(jià)格也分別出現(xiàn)了兩次快速增長(2008—2012年、2016—2018年)。相關(guān)指標(biāo)表明,城市建設(shè)用地的擴(kuò)張直接影響了地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與土地價(jià)值。

        圖5 重慶市2004—2018年間的城市擴(kuò)張發(fā)展指標(biāo)示意圖

        (2)在城市建設(shè)用地的擴(kuò)張過程中,形成了多中心模式并出現(xiàn)了有組織的擴(kuò)張。從1975年到2000年,重慶市區(qū)城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張呈現(xiàn)出一個(gè)中心、三個(gè)子中心的空間模式,從2000年到2010年,城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張呈現(xiàn)出一個(gè)中心、四個(gè)子中心的空間模式。重慶市區(qū)的城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張從1975年到2010年經(jīng)歷了兩個(gè)階段,第一階段是1975年至2000年,在此期間,城市建設(shè)用地面積緩慢增加;第二階段是2000年至2010年,在此期間,城市建設(shè)用地面積急劇增加。

        (3)城市建設(shè)用地的擴(kuò)張具有明顯的梯度效應(yīng),密實(shí)度的變化與緩沖半徑和象限方位角的變化高度相關(guān)。重慶市區(qū)城市建設(shè)用地具有三個(gè)高密實(shí)度的緩沖區(qū):緩沖區(qū)1、5和8,緩沖區(qū)半徑分別為5km、25km和40 km。45°~90°(WNW),90°~135°(WSW)和315°~360°(NNE)象限是重慶城市擴(kuò)張的關(guān)鍵區(qū)域。密實(shí)度從象限1開始逐漸降低,并在象限6達(dá)到最小值,隨后,密實(shí)度開始增加。第2和第3象限是城市擴(kuò)張的關(guān)鍵區(qū)域,第5和第6象限是非關(guān)鍵區(qū)域。關(guān)鍵區(qū)域的密實(shí)度高于非關(guān)鍵區(qū)域,但是關(guān)鍵區(qū)域的密實(shí)度隨著非關(guān)鍵區(qū)域的增大而減小。

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