諶子群，王樹(shù)建 （上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，上海 201400）

1 引言

城市發(fā)展進(jìn)入新階段，面臨土地資源過(guò)度消耗、交通擁擠以及經(jīng)濟(jì)活力降低等問(wèn)題。為解決這些挑戰(zhàn)并實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，集約緊湊發(fā)展被認(rèn)為是一種有效的策略。至今，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于空間緊湊發(fā)展已經(jīng)進(jìn)行了大量研究。在理論層面，緊湊發(fā)展在上世紀(jì)70 年代著重應(yīng)對(duì)低密度城市蔓延帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題[1]，而90 年代歐共體發(fā)布環(huán)境綠皮書(shū)更加關(guān)注城市密度和功能多樣性的重要性[2]，直到聯(lián)合國(guó)通過(guò)《2030 年可持續(xù)發(fā)展議程》，緊湊城市發(fā)展內(nèi)涵和意義進(jìn)一步拓展，研究重點(diǎn)更加聚焦于功能體之間的可達(dá)性、聚合性以及形態(tài)上的高效性。在測(cè)度指標(biāo)方面，早期研究主要關(guān)注城市形態(tài)或單一功能指標(biāo)，而后越來(lái)越多的學(xué)者提出多指標(biāo)測(cè)度方法。例如Burton E[3]從高密度、功能混合和可達(dá)性三個(gè)角度建立了城市緊湊度綜合指標(biāo)體系；Angel S[4]則圍繞鄰近度、聚合度和形態(tài)上的深度指數(shù)，從用地形態(tài)、功能布局及行政邊界的進(jìn)深角度論證城市緊湊發(fā)展的路徑策略。國(guó)內(nèi)研究方面，新城市主義規(guī)劃和精明增長(zhǎng)理論的引入使得緊湊發(fā)展更加注重多維指標(biāo)體系的構(gòu)建[5]。方創(chuàng)琳等[6-7]提出包含規(guī)模、密度、均衡分布和集聚程度等四維指標(biāo)。此外，韋亞平等[8]構(gòu)建緊湊發(fā)展的土地利用效益模型，強(qiáng)調(diào)人口和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)分布的功能緊湊概念。綜上，緊湊發(fā)展的測(cè)度指標(biāo)聚焦在密度、混合度、可達(dá)性、均衡性、集聚性和連接性等方面，涵蓋城市形態(tài)、功能、密度和結(jié)構(gòu)等多個(gè)維度。

以上關(guān)于空間緊湊發(fā)展理論內(nèi)涵及測(cè)度方法的經(jīng)典研究，不足在于缺乏對(duì)緊湊發(fā)展精準(zhǔn)多維度特征的評(píng)估，以城市群為研究對(duì)象的較少。因此，本研究貢獻(xiàn)在于：①緊湊發(fā)展指標(biāo)突破單一形態(tài)維度向形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能及強(qiáng)度等綜合維度轉(zhuǎn)變，且采用POI數(shù)據(jù)精準(zhǔn)量化，利用耦合協(xié)調(diào)度構(gòu)建綜合指數(shù)，并運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)差橢圓模型分析其時(shí)空演變特征。②研究尺度上從城市群入手探討區(qū)域協(xié)同緊湊路徑。研究成果有助于實(shí)時(shí)精準(zhǔn)地了解城市空間結(jié)構(gòu)、設(shè)施資源配置及土地復(fù)合利用效益，解決不同類型城市緊湊空間發(fā)展路徑及城市空間結(jié)構(gòu)與功能配置如何優(yōu)化等問(wèn)題，科學(xué)系統(tǒng)促進(jìn)緊湊發(fā)展。

2 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

選取長(zhǎng)三角地區(qū)41 個(gè)城市作為研究對(duì)象，利用2012-2020 年面板數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析。其研究區(qū)域內(nèi)建成區(qū)范圍、建成區(qū)面積及周長(zhǎng)數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心土地利用柵格數(shù)據(jù)（30m 精度），均通過(guò)ArcGIS 10.6 提取及計(jì)算得到；各類POI 數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)方式從高德平臺(tái)獲取，篩選并分15 類，同時(shí)創(chuàng)建漁網(wǎng)（2km 精度）進(jìn)行分區(qū)空間統(tǒng)計(jì)；研究區(qū)域城市中心選用行政中心經(jīng)緯度坐標(biāo)。

3 研究方法

3.1 城市緊湊度測(cè)算

基于現(xiàn)有研究成果，緊湊城市發(fā)展是多維度的概念，是一種高質(zhì)量的開(kāi)發(fā)模式，本質(zhì)上體現(xiàn)土地集約利用和城市高效運(yùn)行，著重強(qiáng)調(diào)空間形態(tài)的連續(xù)性、基礎(chǔ)設(shè)施的均衡可達(dá)性及土地混合利用的高效性，表征為城市空間鄰近、土地形態(tài)完整及功能混合。因此，本研究認(rèn)為城市緊湊度可通過(guò)連接度、鄰近度及功能混合度的耦合協(xié)調(diào)度來(lái)綜合測(cè)算（表1）。

表1 城市緊湊度測(cè)算指標(biāo)體系

其中，連接度表征形態(tài)維度，基于生態(tài)學(xué)連接理論來(lái)研究建成區(qū)形態(tài)特征并強(qiáng)調(diào)用地?cái)U(kuò)展方式，反映地塊完整性[9]；鄰近度表征結(jié)構(gòu)維度，著重強(qiáng)調(diào)空間基礎(chǔ)設(shè)施的均衡與可達(dá)性，設(shè)施越臨近，通勤距離越近，城市運(yùn)行效率越高[10]；功能混合度表征功能維度，用來(lái)衡量地塊設(shè)施的集聚和混合程度，關(guān)注地塊利用類型的多樣化[11]；連接度、鄰近度及功能混合度均體現(xiàn)強(qiáng)度內(nèi)涵，強(qiáng)調(diào)城市空間活動(dòng)的密集性。

3.2 模型構(gòu)建

3.2.1 耦合協(xié)調(diào)度模型

城市緊湊度綜合指數(shù)是連接度、鄰近度及功能混合度的有機(jī)耦合及協(xié)同作用。因此，借鑒陸遠(yuǎn)權(quán)等[12]的研究，引入耦合協(xié)調(diào)度模型，評(píng)價(jià)其各項(xiàng)分指標(biāo)交互耦合的協(xié)調(diào)程度，同時(shí)在構(gòu)建綜合指數(shù)之前，采用Sigmoid 函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)其進(jìn)行無(wú)量綱化處理[13]。其具體計(jì)算公式如下：

式中：U1、U2及U3分別為各項(xiàng)分指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值；C為綜合評(píng)價(jià)耦合指數(shù)；D代表耦合協(xié)調(diào)指數(shù)；T為各項(xiàng)分指標(biāo)的協(xié)調(diào)指數(shù),反應(yīng)各指標(biāo)整體協(xié)同效應(yīng)；同時(shí)認(rèn)為構(gòu)成緊湊度綜合指數(shù)的各項(xiàng)分指標(biāo)同等重要，因此取λ1=λ2=λ3= 1/3。

3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)差橢圓模型

標(biāo)準(zhǔn)差橢圓作為有效的地理空間分析方法，利用ArcGIS 空間統(tǒng)計(jì)分析工具多維度對(duì)地理要素的空間分布和集聚特征分析。本文旨在通過(guò)橢圓的重心坐標(biāo)、長(zhǎng)短軸、方位角及面積等空間指標(biāo)，探究城市緊湊度的集聚、離散和演變趨勢(shì)。具體計(jì)算公式如下：

式中：n為城市數(shù)量；N(X,Y)為加權(quán)平均重心坐標(biāo)；（xi,y）i代表第i個(gè)城市的空間經(jīng)緯度坐標(biāo)；wi為權(quán)重；θ為標(biāo)準(zhǔn)差橢圓方位角；σx和σy分別表示橢圓長(zhǎng)軸X和短軸Y的標(biāo)準(zhǔn)偏差；標(biāo)準(zhǔn)差橢圓面積反映緊湊度的聚集狀況，即面積越小表明其空間分布越聚集。

4 結(jié)果分析

4.1 城市緊湊度的時(shí)空分布特征

為明確城市緊湊度時(shí)空分布特征，運(yùn)用ArcGIS 10.6 軟件將圖形數(shù)據(jù)與其綜合指數(shù)連接，并色彩分級(jí)空間可視化，將緊湊度分為較低緊湊、低緊湊、中緊湊、高緊湊及較高緊湊，結(jié)果如圖1 所示（注：限于圖幅，本研究只展示2012、2016及2020三年緊湊度數(shù)據(jù)，下同）。

圖1 長(zhǎng)三角41個(gè)城市緊湊度的時(shí)空演變圖（圖片來(lái)源：作者自繪）

長(zhǎng)三角區(qū)域整體緊湊度空間分布差異化明顯，呈現(xiàn)“北高-南低”兩翼格局。較高緊湊、高緊湊城市主要分布在中、東及北部地區(qū)，如上海、南京、常州、合肥及淮北等；低緊湊、較低緊湊城市主要分布在南部地區(qū)，如浙江省大部分城市（麗水、臺(tái)州、溫州及衢州等）。這些城市在此期間通過(guò)村鎮(zhèn)合并來(lái)擴(kuò)大中心城區(qū)面積，加大空間分散化，一定程度導(dǎo)致蔓延擴(kuò)張，影響城市緊湊發(fā)展[14]。

2012-2020 年，長(zhǎng)三角整體緊湊化程度呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)。較高緊湊、高緊湊城市數(shù)量由11 個(gè)增加到21 個(gè)，主要集中在上海都市圈、蘇錫常都市圈、合肥都市圈及滬寧合杭甬發(fā)展帶、沿海發(fā)展帶等沿線城市，逐漸形成以長(zhǎng)三角核心城市為典型代表的高緊湊區(qū)域。由于城市應(yīng)高質(zhì)量發(fā)展需要，僅依靠單純城市空間無(wú)序擴(kuò)張達(dá)不到可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，緊湊城市發(fā)展成為必然選擇，并且核心城市發(fā)揮著輻射作用，帶動(dòng)周邊城市緊湊發(fā)展。

4.2 城市緊湊度的時(shí)空演變及集聚特征

通過(guò)分析緊湊度空間分布的標(biāo)準(zhǔn)差橢圓（圖2）及其參數(shù)（表2），得出以下時(shí)空演變及集聚特征。

圖2 長(zhǎng)三角41城市緊湊度標(biāo)準(zhǔn)差橢圓及重心變遷（圖片來(lái)源：作者自繪）

表2 長(zhǎng)三角41個(gè)城市緊湊度標(biāo)準(zhǔn)差橢圓參數(shù)

從分布重心來(lái)看，長(zhǎng)三角城市緊湊度標(biāo)準(zhǔn)差橢圓重心整體向東北方向移動(dòng)，且趨勢(shì)逐漸放緩。2012-2016 年和2016-2020 年，橢圓重心分布在南京市，且向東北方向變遷的總位移分別為848.4m 和394.5m，表明兩個(gè)時(shí)間段尤其是長(zhǎng)三角東北部城市緊湊度提升較其他區(qū)域快，且前四年提升速度更快，與上述浙江省較多城市為低緊湊的結(jié)論符合。

從分布范圍來(lái)看，長(zhǎng)三角城市緊湊度整體空間分布范圍呈收縮趨勢(shì)，經(jīng)歷了略微擴(kuò)張后收縮的過(guò)程。2012-2016年橢圓面積增加681.763km2，而2016-2020 年橢圓面積大幅縮小1771.725km2，其中長(zhǎng)半軸及短半軸分別減小0.708km、1.526km，表明以滬寧合杭甬發(fā)展帶為主的橢圓內(nèi)地區(qū)2016-2020年緊湊度提升較快，且分布范圍呈現(xiàn)出一定的聚集態(tài)勢(shì)。2012-2020 年長(zhǎng)三角城市緊湊度總體空間范圍有所收縮，但仍主要集中在都市圈區(qū)域，表明以都市圈為核心是提升區(qū)域緊湊度的主要方向，這也與地區(qū)人口及經(jīng)濟(jì)集聚相符合。

從分布方向來(lái)看，長(zhǎng)三角城市緊湊度標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的方向角度變化不大，主方向呈現(xiàn)東南-西北走向，表明東南、西北地區(qū)及中部地區(qū)城市緊湊度空間分異較明顯。

5 結(jié)論及建議

通過(guò)上述研究，得出以下主要結(jié)論。

①長(zhǎng)三角區(qū)域整體緊湊度空間分布差異化明顯，呈現(xiàn)“北高-南低”兩翼格局，中、東及北部地區(qū)核心城市緊湊化程度較高，以上海、南京及合肥為代表；南部地區(qū)（浙江?。┐蟛糠殖鞘芯o湊化程度低。

②長(zhǎng)三角地區(qū)2012-2020 年整體緊湊化程度呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)，高緊湊城市數(shù)量成倍增加，主要集中在上海都市圈、蘇錫常都市圈、合肥都市圈及滬寧合杭甬發(fā)展帶、沿海發(fā)展帶等地區(qū)，并逐漸形成以都市圈范圍為代表的高緊湊區(qū)域。

③長(zhǎng)三角城市緊湊度空間格局呈現(xiàn)向東北移動(dòng)趨勢(shì)，反映東北部地區(qū)緊湊提升更快；城市緊湊度空間分布范圍小幅收縮且以東南-西北為主方向，表明區(qū)域緊湊度空間分異主要體現(xiàn)在東南、中及西北部地區(qū)，且以滬寧合杭甬發(fā)展帶為主的中部地區(qū)緊湊度呈現(xiàn)一定的集聚態(tài)勢(shì)。

根據(jù)以上結(jié)論，針對(duì)如何在區(qū)域和城市規(guī)劃及政策制定上提升空間緊湊發(fā)展水平，助力城市高質(zhì)量發(fā)展及區(qū)域一體化協(xié)同治理，提出以下建議。

①根據(jù)區(qū)域緊湊度空間分異特征，重點(diǎn)提升南部及西南部城市緊湊度。主要從以下維度施策：形態(tài)上降低土地破碎化程度，重點(diǎn)加強(qiáng)政府宏觀調(diào)控，注重公共基礎(chǔ)設(shè)施均衡化配置，減小資源分配不均及社會(huì)分割現(xiàn)象；結(jié)構(gòu)上提升設(shè)施均衡及可達(dá)性，構(gòu)建“城市-分區(qū)-城鎮(zhèn)-社區(qū)”多層級(jí)公共中心，提高公共基礎(chǔ)設(shè)施與土地利用的匹配性；功能上強(qiáng)化土地利用效益，實(shí)現(xiàn)土地利用類型多樣化，提升土地集約利用水平及城市活力。

②由于呈現(xiàn)以都市圈為范圍的高緊湊區(qū)域，根據(jù)城市發(fā)展目標(biāo)及差異，以點(diǎn)帶線，以線成面，重點(diǎn)發(fā)揮區(qū)域核心城市輻射效應(yīng)，加強(qiáng)都市圈引領(lǐng)作用，降低空間緊湊化差異，提升區(qū)域協(xié)同緊湊水平。