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。