方鵬飛,羅震東,張 佶,畢瑜菲
(1.南京大學(xué) 建筑與城市規(guī)劃學(xué)院,南京 210093;2.廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,廣州 510060)
城鄉(xiāng)接合部位于中心城市建成區(qū)與農(nóng)村腹地之間,是土地利用、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口結(jié)構(gòu)的過渡地帶,城鄉(xiāng)之間最具活力的區(qū)域(崔功豪,1990;顧朝林,1993)。21 世紀(jì)以來(lái),隨著城鎮(zhèn)化、全球化以及信息化影響的不斷加深,大都市郊區(qū)的城鎮(zhèn)化因素更趨復(fù)雜,城鄉(xiāng)接合部的經(jīng)濟(jì)社會(huì)特征更加混合、充滿活力,相關(guān)認(rèn)知也逐漸從消極的城市向積極的、超越的城鄉(xiāng)二元新型地域轉(zhuǎn)變(楊浩 等,2014;Idczak et al., 2018;曹義 等,2019;陸希剛等,2020),并日益成為地理學(xué)、社會(huì)學(xué)和城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)等學(xué)科的關(guān)注焦點(diǎn)。開展城市研究最為基礎(chǔ)且首要的工作是空間界定,這對(duì)于介于城鄉(xiāng)之間的城鄉(xiāng)接合部尤其重要。相關(guān)研究從不同角度測(cè)度分析了城鄉(xiāng)接合部的空間范圍與特征,然而迄今為止,學(xué)界并未就其界定形成共識(shí)(Pryor, 1968; Mortoja et al., 2020;劉守英 等,2022)。模糊不清的空間界定,使得城鄉(xiāng)接合部研究缺乏清晰的空間范圍,很難開展更為深入的科學(xué)研究。與此同時(shí),缺乏與似城非城、似鄉(xiāng)非鄉(xiāng)、又城又鄉(xiāng)的空間特征相匹配的空間界定,也就難以補(bǔ)足針對(duì)上述類型空間相應(yīng)的治理政策(林堅(jiān) 等,2007;張磊 等,2019)。深化空間研究、推動(dòng)空間治理,必須建立在準(zhǔn)確的城鄉(xiāng)接合部空間界定基礎(chǔ)上。
國(guó)土空間規(guī)劃體系的建立為城鄉(xiāng)接合部空間界定研究提供了良好條件。中央全面深化改革委員會(huì)第六次會(huì)議審議通過的《關(guān)于建立國(guó)土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實(shí)施的若干意見》明確提出,建立全國(guó)統(tǒng)一的國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái),形成全國(guó)國(guó)土空間規(guī)劃一張圖;建立全國(guó)統(tǒng)一、責(zé)權(quán)清晰、科學(xué)高效的國(guó)土空間規(guī)劃體系(國(guó)務(wù)院,2019)。統(tǒng)一的國(guó)土空間規(guī)劃將打破城鄉(xiāng)二元分割的規(guī)劃體系,為城鄉(xiāng)接合部的規(guī)劃與治理提供平臺(tái)。而與國(guó)土空間規(guī)劃體系建設(shè)同步推進(jìn)的國(guó)土信息調(diào)查,為城鄉(xiāng)接合部的精準(zhǔn)界定提供了技術(shù)支撐。高精度的“三調(diào)”數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確地反映城鄉(xiāng)土地利用現(xiàn)狀,進(jìn)而準(zhǔn)確地識(shí)別城市實(shí)體地域范圍(林堅(jiān) 等,2007;黃玫 等,2022),而城市實(shí)體地域的精確識(shí)別是城鄉(xiāng)接合部空間界定最堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐?;诖耍狙芯炕趪?guó)土空間規(guī)劃視角,在全面梳理城鄉(xiāng)接合部空間界定研究與實(shí)踐進(jìn)展的基礎(chǔ)上,提出基于城市實(shí)體地域的城鄉(xiāng)接合部空間界定指標(biāo)與方法,以期有效銜接國(guó)土空間規(guī)劃技術(shù)體系,為更深入的研究提供明確的空間基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。
1937 年,Smith 在對(duì)美國(guó)路易斯安那州的調(diào)查中發(fā)現(xiàn),城市的合并范圍與建成區(qū)的擴(kuò)展速度不匹配,其首次使用“Urban Fringe”描述增長(zhǎng)迅速的城市外圍建成區(qū)空間特征(Smith, 1937),之后該空間引起廣泛關(guān)注,相關(guān)研究采用多種方法描述和測(cè)度了城鄉(xiāng)接合部空間,對(duì)城鄉(xiāng)接合部形成深入認(rèn)識(shí)。然而迄今為止,城鄉(xiāng)接合部的空間界定并未形成共識(shí),其空間劃分一直是研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)(Pryor, 1968;程慧 等,2014;劉守英 等,2022)。難度源于城鄉(xiāng)接合部空間界定單元、指標(biāo)和方法的不清晰,具體表現(xiàn)為空間界定單元多樣性、指標(biāo)選取多樣性與測(cè)度方法多樣性。空間界定單元多樣性主要表現(xiàn)在單元選擇的方式與尺度上。一方面,不考慮行政邊界的研究通常利用遙感技術(shù)以網(wǎng)格為單元進(jìn)行分析,基于城鄉(xiāng)存在的顯著景觀差異,計(jì)算突變區(qū)域,劃分城鄉(xiāng)接合部的邊界(Martin et al.,1989;章文波 等,1999;Peng et al., 2016),然而不同分辨率的衛(wèi)星影像導(dǎo)致不同研究的網(wǎng)格尺度往往不同。另一方面,考慮行政邊界的研究中,既涉及模糊不清的郊區(qū)(崔功豪,1990;顧朝林,1993),又涉及行政村、鎮(zhèn)、縣等多個(gè)尺度(陸海英 等,2004;王紀(jì)武 等,2015;陸希剛 等,2020)。
相比空間單元,指標(biāo)選取更為多樣。早期通常選取人口結(jié)構(gòu)作為單一指標(biāo),如人口數(shù)量變化(Mckain et al., 1953)、非農(nóng)人口比例(Myers et al.,1947; Russwurm, 1964)等。而城市景觀特征則是更常用的單一指標(biāo),如Pryor(1968)基于10 個(gè)典型案例分析,將城市景觀(Urban Land-use)作為識(shí)別城鄉(xiāng)接合部空間最重要的指標(biāo);王紀(jì)武等(2015)基于對(duì)杭州城市邊緣區(qū)研究,將建設(shè)用地作為城市邊緣區(qū)的識(shí)別依據(jù)之一。隨著城鄉(xiāng)接合部研究的深入,更為綜合的多指標(biāo)法開始出現(xiàn),如Gon?alves 等(2017)實(shí)地調(diào)研分析葡萄牙里斯本都會(huì)區(qū)(LMA)城市邊緣區(qū)的結(jié)構(gòu),從可移動(dòng)性、身份和生活方式、自然元素、土地利用、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)以及空間作用6個(gè)維度,構(gòu)建了83個(gè)指標(biāo)表征邊緣區(qū)的空間特征,基本涵蓋城鄉(xiāng)接合部?jī)?nèi)部的各種要素特征。國(guó)內(nèi)學(xué)者也嘗試通過計(jì)算研究單元內(nèi)的人口密度、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、社會(huì)特征和空間形態(tài)等進(jìn)行城鄉(xiāng)接合部的空間界定(陳貝貝,2013;張磊 等,2019;廖霞 等,2021)。
隨著指標(biāo)選取的多樣,測(cè)度方法也更為復(fù)雜,但基本思路仍是根據(jù)城市和鄉(xiāng)村所具有的不同性質(zhì)與特征,測(cè)度流動(dòng)與變化的終止點(diǎn),進(jìn)而通過對(duì)斷裂點(diǎn)位置的計(jì)算進(jìn)行劃分。主要方法有閾值法(Myers et al., 1947; Mckain et al., 1953; Russwurm,1964;王紀(jì)武 等,2015)、聚類分析(Gon?alves et al., 2017;黃玫 等,2022)、模糊集理論(Pagliacci, 2017)、空間連續(xù)小波變換方法(Peng et al.,2016;戴俊杰 等,2021)、香農(nóng)多樣性指數(shù)(章文波 等,1999;錢建平,2007)和滑動(dòng)T檢驗(yàn)(廖霞等,2021)。更多元的指標(biāo)、更復(fù)雜的方法和更多維的尺度,固然有助于獲得更為精準(zhǔn)的城鄉(xiāng)接合部空間界定,然而從實(shí)踐應(yīng)用角度,則存在過于復(fù)雜、不易操作,無(wú)法達(dá)成共識(shí)等問題。隨著國(guó)土空間規(guī)劃改革的深化,有必要對(duì)城鄉(xiāng)接合部的空間研究單元、測(cè)算指標(biāo)和測(cè)度方法進(jìn)行統(tǒng)一,以有效服務(wù)于存量規(guī)劃與治理實(shí)踐。
城鄉(xiāng)接合部的空間形態(tài)通常表現(xiàn)為城市景觀入侵鄉(xiāng)村景觀、人造斑塊增加、自然斑塊減少。然而中外制度的差異性使得中國(guó)的城鄉(xiāng)接合部具有鮮明的中國(guó)特色。最突出的差異在于土地制度方面,城鄉(xiāng)二元性伴隨著復(fù)雜的空間景觀效應(yīng)??焖俪擎?zhèn)化進(jìn)程中,大中城市的建成空間快速蔓延,多元的城鄉(xiāng)接合部行政管理主體使土地權(quán)屬的復(fù)雜程度進(jìn)一步加劇。陳佑啟(1996)在對(duì)北京城鄉(xiāng)交錯(cuò)帶的實(shí)地考察中發(fā)現(xiàn),城鄉(xiāng)接合部地區(qū)“三交叉,兩不清”的土地利用以及各用地單位盲目占地、非法建設(shè)等行為,使得城鄉(xiāng)接合部形成集體與國(guó)有土地權(quán)屬交錯(cuò)混亂的結(jié)構(gòu)。劉君德等(1998)在研究上海城鄉(xiāng)接合部管理體制時(shí)發(fā)現(xiàn),城鄉(xiāng)接合部普遍存在“一地、兩府、三方”的特征。由于農(nóng)村集體建設(shè)用地沒有容積率方面的管理規(guī)范,導(dǎo)致城鄉(xiāng)接合部地區(qū)存在大量無(wú)規(guī)劃、高密度的“握手樓”(吳敬璉,2019)。城鄉(xiāng)接合部政府管理主體和規(guī)劃政策不明確,導(dǎo)致地區(qū)出現(xiàn)諸多民生問題、存在尖銳的權(quán)屬矛盾。
為了加強(qiáng)城鄉(xiāng)接合部的管理,各層級(jí)政府出臺(tái)了應(yīng)對(duì)政策,但行政上對(duì)城鄉(xiāng)接合部的空間界定依然模糊,沒有明確的管控單元。早在1988年廣州市人民政府辦公廳發(fā)布的《關(guān)于劃分城區(qū)、城鄉(xiāng)結(jié)合部管理范圍意見》(廣州市人民政府辦公廳,1988)將全市劃分為市區(qū)、城鄉(xiāng)接合部和農(nóng)村3 個(gè)部分,根據(jù)各部分分類特征進(jìn)行政策制定和治理。對(duì)城鄉(xiāng)接合部的劃分基于4個(gè)原則:1)近期城市建設(shè)發(fā)展的地段;2)城市居民和農(nóng)民混居的地段;3)處于城市重點(diǎn)控制地區(qū)附近的農(nóng)民居住地段;4)城市主要出入口公路兩側(cè)各50 m控制地段。同時(shí),廣州市城鄉(xiāng)接合部的空間劃分被視為距中心城市有一定范圍的,具有城郊過渡特征的街道和村的區(qū)劃范圍,但該空間劃分做法并沒有具體規(guī)定城鄉(xiāng)接合部的空間單元。2002年建設(shè)部和國(guó)家紀(jì)委等9大部門發(fā)布的《國(guó)務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)城鄉(xiāng)規(guī)劃監(jiān)督管理的通知》(國(guó)務(wù)院,2002),將城鄉(xiāng)接合部定義為“建設(shè)用地、國(guó)有土地和集體所有用地混雜地區(qū);以及規(guī)劃確定為農(nóng)業(yè)用地且在國(guó)有建設(shè)用地包含之中的地區(qū)”,基本明確了城鄉(xiāng)接合部的空間特征,但該文件仍未明確城鄉(xiāng)接合部的空間單元。隨著快速城鎮(zhèn)化階段的到來(lái),各行政主體土地?cái)U(kuò)張的需求更加迫切,城鄉(xiāng)接合部的空間范圍處于頻繁變動(dòng)狀態(tài),所對(duì)應(yīng)的空間界定難以展開,處于擱置狀態(tài)(雷誠(chéng)等,2010)。2006 年國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的《關(guān)于統(tǒng)計(jì)上劃分城鄉(xiāng)的暫行規(guī)定》(國(guó)務(wù)院,2006),定義城鄉(xiāng)接合區(qū)是指與城市的公共設(shè)施、居住設(shè)施等部分連接的村級(jí)地域,首次明確城鄉(xiāng)接合部以村級(jí)為界定單元,但并未明確連接程度以及可以用于進(jìn)行空間界定的設(shè)施種類,對(duì)城鄉(xiāng)接合部空間界定的指導(dǎo)效果并不顯著(黃玫 等,2022)。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的進(jìn)一步推進(jìn),各級(jí)政府已經(jīng)意識(shí)到城鄉(xiāng)接合部是不同于城市和鄉(xiāng)村的“第三空間”,對(duì)城鄉(xiāng)接合部的行政管理進(jìn)行了各種嘗試,并逐漸明確以村級(jí)單元為城鄉(xiāng)接合部空間界定的基礎(chǔ)單元。但受制于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以及技術(shù)處理上的種種困難,行政管理實(shí)踐中依然沒有明確的界定標(biāo)準(zhǔn),在一定程度上導(dǎo)致城鄉(xiāng)接合部空間治理的困境。
國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中,城市實(shí)體地域多稱為城市景觀地域,以非農(nóng)業(yè)用地和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)為主的城市景觀實(shí)體(Bogue, 1953;周一星 等,1995)。周一星等(1995)觀察到中國(guó)城市行政地域與景觀地域嚴(yán)重背離現(xiàn)象,提出利用城市實(shí)體地域進(jìn)行城鄉(xiāng)劃分的思路。而國(guó)內(nèi)相關(guān)研究和政策制定中,與城市實(shí)體地域較為接近的概念為建成區(qū)。但建成區(qū)標(biāo)準(zhǔn)和劃定方法并未統(tǒng)一,地方政府對(duì)其認(rèn)識(shí)各異(李寶山等,2020;黃玫 等,2022)。進(jìn)入21世紀(jì),隨著全球化、信息化和城鎮(zhèn)化的推動(dòng),大量人口向城市地區(qū)快速涌入,城鄉(xiāng)邊界變得更加模糊(劉守英 等,2022)。眾多農(nóng)村行政管理的鄉(xiāng)村地域集聚大量從事非農(nóng)產(chǎn)業(yè)的外來(lái)人口,直接推動(dòng)鄉(xiāng)村景觀向城市景觀改變。然而短期內(nèi)進(jìn)行行政區(qū)劃調(diào)整存在難度,導(dǎo)致城市行政地域難以反映城市發(fā)展的實(shí)際情況,迫切需要構(gòu)建城市實(shí)體地域界定方法。因此,中國(guó)的城市實(shí)體地域既包括傳統(tǒng)的城市地區(qū),即中心城區(qū),也包括具有城市功能、城市景觀的鄉(xiāng)村地區(qū),這類鄉(xiāng)村地區(qū)是城市入侵鄉(xiāng)村所產(chǎn)生的城鄉(xiāng)混雜空間(程慧 等,2014),屬于城鄉(xiāng)接合部的范疇。
由于城市實(shí)體地域包含城市入侵鄉(xiāng)村后形成的不同于鄉(xiāng)村的景觀空間,因此在城鄉(xiāng)空間的劃分上與城鄉(xiāng)接合部具有高度一致性。城鄉(xiāng)空間和城鄉(xiāng)接合部的劃分均基于城市和鄉(xiāng)村的異質(zhì)性設(shè)置閾值,進(jìn)行空間界定。依據(jù)自然資源部2021年6月制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城區(qū)范圍確定規(guī)程》(TD/T 1064-2021)(中華人民共和國(guó)自然資源部,2021),城市實(shí)體地域的識(shí)別基于“三調(diào)”數(shù)據(jù)中的“城市”數(shù)據(jù),即城市圖斑(代碼為201 和201A)、必選圖斑和候選圖斑,通過緩存區(qū)分析、迭代更新判斷、地物類別判斷、連接判斷和邊界核查等處理后形成。從識(shí)別的流程看,既考慮了具有城市屬性的用地,也對(duì)實(shí)際建設(shè)設(shè)施覆蓋“連接”進(jìn)行定量化定義,對(duì)建成區(qū)的內(nèi)涵進(jìn)一步擴(kuò)大,有助于更為精準(zhǔn)地識(shí)別非農(nóng)業(yè)用地和非農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)空間。同時(shí)也顯著提高了城市實(shí)體地域的識(shí)別精度,確定了城市實(shí)體地域識(shí)別的技術(shù)規(guī)范和管理標(biāo)準(zhǔn)(黃玫 等,2022)。
基于城市實(shí)體地域的精確識(shí)別,城鄉(xiāng)接合部空間界定的關(guān)鍵在于最小統(tǒng)計(jì)單元的設(shè)定,以及最小統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)城市實(shí)體地域所占比例的閾值的設(shè)定。根據(jù)2006年國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的《關(guān)于統(tǒng)計(jì)上劃分城鄉(xiāng)的暫行規(guī)定》(國(guó)務(wù)院,2006)以及相關(guān)研究(張磊 等, 2019),以村級(jí)單元為城鄉(xiāng)接合部空間界定的最小統(tǒng)計(jì)單元已達(dá)成共識(shí),因此村級(jí)單元內(nèi)城市實(shí)體地域所占比例的閾值設(shè)定成為空間界定需要突破的關(guān)鍵問題。
2.2.1 城鄉(xiāng)接合部空間界定的閾值設(shè)定標(biāo)準(zhǔn) 確定閾值設(shè)定標(biāo)準(zhǔn),即確定最小統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)城市實(shí)體地域斑塊的占比范圍,處于該范圍內(nèi)的單元均被判定為城鄉(xiāng)接合部。梳理國(guó)內(nèi)外城鄉(xiāng)接合部空間界定研究,可以發(fā)現(xiàn),多數(shù)研究將最小統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)的建成區(qū)、非農(nóng)人口或城市景觀等指標(biāo)占比在25%~75%的單元視為城鄉(xiāng)接合部。如Myers 等(1947)以及Russwurm(1964)分別對(duì)底特律和加拿大的城市邊緣區(qū)進(jìn)行研究,均將非農(nóng)人口占比在25%~75%的統(tǒng)計(jì)單元視為城鄉(xiāng)接合部;Pryor(1968)將城市景觀占比為25%~75%的單元視為城鄉(xiāng)接合部;王紀(jì)武等(2015)將統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)建設(shè)用地比重為25%~75%的單元視為城鄉(xiāng)接合部。
將廣泛認(rèn)同的、較為理想的25%~75%設(shè)定為閾值,城鄉(xiāng)接合部的空間界定主要有3個(gè)步驟(圖1):1)按照自然資源部國(guó)土空間規(guī)劃局關(guān)于城區(qū)范圍劃分的技術(shù)規(guī)范,確定城市實(shí)體地域范圍;2)將城市實(shí)體地域范圍與村、居行政邊界疊加,計(jì)算每個(gè)最小統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)圖斑面積占比;3)識(shí)別城市實(shí)體地域圖斑占比在25%~75%的最小統(tǒng)計(jì)單元,將其界定為城鄉(xiāng)接合部。
圖1 城鄉(xiāng)接合部空間劃定示意Fig.1 Schematic diagram of spatial delineation at the Urban-Rural Fringe
2.2.2 城鄉(xiāng)接合部空間界定閾值的驗(yàn)證與優(yōu)化 將城市實(shí)體地域的占比在25%~75%的最小統(tǒng)計(jì)單元界定為城鄉(xiāng)接合部,是建立在不考慮自然地理等外部因素影響的理想模型。真實(shí)空間中大量存在包含山林、河湖水系等自然資源的行政村、居委會(huì),如果自然資源占據(jù)較大用地比例,往往導(dǎo)致識(shí)別出的城市實(shí)體地域斑塊占行政村、居委會(huì)邊界范圍內(nèi)總用地比例不高,但城市實(shí)體地域斑塊占非自然資源用地的比例卻較高,單元具有典型的城鄉(xiāng)接合部特征。如果不考慮真實(shí)世界存在的復(fù)雜情況,簡(jiǎn)單地使用25%~75%的閾值會(huì)存在偏差。
針對(duì)自然地理因素可能導(dǎo)致的空間界定偏差,本研究嘗試采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行閾值的驗(yàn)證與優(yōu)化。其中,聚類分析是減少研究對(duì)象類目最為常用的手段和統(tǒng)計(jì)分析方法,大量研究利用層次和非層次聚類分析進(jìn)行城鄉(xiāng)接合部空間界定。其主要原理是根據(jù)研究單元的相似性確定閾值,然后進(jìn)行類型劃分(Gon?alves et al., 2017;張磊等, 2019;黃玫 等,2022)。本研究采用層次聚類中的瓦爾德聚類分析法(Ward D)對(duì)閾值進(jìn)行驗(yàn)證與優(yōu)化。該方法被廣泛應(yīng)用于區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)研究,其對(duì)研究對(duì)象的特征進(jìn)行分類,使同一類個(gè)體之間具有高度的同質(zhì)性,不同類的個(gè)體之間具有較高的異質(zhì)性。在以區(qū)域?yàn)闃颖镜募壕垲愔校琖ard法展現(xiàn)出較為理想的分類效果,常用于輔助分區(qū)決策(楊志恒,2010;張立軍 等,2017)。Ward法又稱離差平方和法,其先將s個(gè)樣本各自單獨(dú)成一類,在進(jìn)行類別合并時(shí),計(jì)算類別重心間的方差,此時(shí)s個(gè)類別的離差平方和為0,選擇離差平方和增加幅度最小的2個(gè)類別進(jìn)行合并,依次循環(huán)迭代,直到所有的樣本聚為一類為止。具體算法如下:
將n個(gè)區(qū)域樣本分成k類:G1、G2…Gt用xit表示Gt中的第i個(gè)樣本(xit是p維向量即有p個(gè)系統(tǒng)聚類指標(biāo)),nt表示Gt中的樣本個(gè)數(shù),xt是Gt的重心(即該類樣本的均值)則Gt中樣本的離差平方和為:
則k個(gè)類的類內(nèi)離差平方和為:
基于對(duì)閾值設(shè)定驗(yàn)證與優(yōu)化的考慮,進(jìn)一步優(yōu)化城鄉(xiāng)接合部空間界定的工作流程(圖2)。第一步,明確以村、居委會(huì)行政邊界范圍為最小統(tǒng)計(jì)單元,以自然資源部精準(zhǔn)識(shí)別的城市實(shí)體地域?yàn)閯澏ㄖ笜?biāo),進(jìn)行空間疊加,計(jì)算最小統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)城市實(shí)體地域的占比;第二步,篩選最小統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)城市實(shí)體地域占比在25%~75%的單元為城鄉(xiāng)接合部初始界定范圍;第三步,利用瓦爾德聚類分析法,對(duì)閾值設(shè)定進(jìn)行驗(yàn)證與優(yōu)化,形成更準(zhǔn)確的閾值設(shè)定,完成城鄉(xiāng)接合部的最終界定。
圖2 城鄉(xiāng)接合部空間劃定的流程Fig.2 Process diagram for spatial delineation of Urban-Rural Fringe
廣州作為改革開放以來(lái)吸納外來(lái)人口最多的城市,其城鄉(xiāng)接合部的空間特征尤為典型,是國(guó)內(nèi)開展城鄉(xiāng)接合部研究與治理的先發(fā)城市。由珠三角率先起步的工業(yè)化與城鎮(zhèn)化進(jìn)程為大量的農(nóng)村剩余勞動(dòng)力創(chuàng)造了就業(yè)機(jī)會(huì),而廣州作為珠三角的中心城市,首當(dāng)其沖地吸納了巨量外來(lái)人口。人口普查數(shù)據(jù)顯示①數(shù)據(jù)來(lái)源:廣州市統(tǒng)計(jì)局(https://tjj.gz.gov.cn/)。,1982 年廣州市外來(lái)人口僅有8.3 萬(wàn),至1990 年規(guī)模達(dá)48.7 萬(wàn)。在隨后的10 年,經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展使外來(lái)人口規(guī)模迅速突破百萬(wàn),至2000年達(dá)到331.3 萬(wàn)人。截至2020 年第七次全國(guó)人口普查,廣州市非本地戶籍人口達(dá)869.53萬(wàn)人,占總?cè)丝诘谋壤哌_(dá)46.23%。大量外來(lái)人口(尤其農(nóng)村轉(zhuǎn)移人口)基本無(wú)法負(fù)擔(dān)廣州中心城區(qū)高昂的居住與生活成本,因而鄰近中心城區(qū)的城市近郊鄉(xiāng)村自然成為其首選。隨著外來(lái)人口數(shù)量的持續(xù)激增,旺盛的租房市場(chǎng)需求,迅速成為城市近郊鄉(xiāng)村自發(fā)進(jìn)行空間營(yíng)建的強(qiáng)勁動(dòng)力。在缺乏嚴(yán)格、明確的空間治理機(jī)制的快速城鎮(zhèn)化階段,城市近郊鄉(xiāng)村集體土地上的自發(fā)建設(shè)幾乎與城市國(guó)有建設(shè)土地上的開發(fā)同步進(jìn)行,“不城不鄉(xiāng)”“半城半鄉(xiāng)”“又城又鄉(xiāng)”的城鄉(xiāng)接合部面貌由此形成。針對(duì)城鄉(xiāng)接合部存在的問題,20 世紀(jì)80 年代末廣州便已開展過相關(guān)的治理實(shí)踐與相關(guān)研究,為本研究奠定了堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐與理論基礎(chǔ)。
本研究使用的城市實(shí)體地域圖斑數(shù)據(jù)和建設(shè)用地占比數(shù)據(jù)來(lái)自廣州市“三調(diào)”成果②廣州市“第三次國(guó)土調(diào)查”采用0.1 m 分辨率的高精度航空影像作為調(diào)查底圖,采取了多種措施支撐工作精細(xì)化管理。于2019-01-31前已經(jīng)形成城鎮(zhèn)村莊內(nèi)部細(xì)化調(diào)查、耕地及可調(diào)整地類調(diào)查、批準(zhǔn)未建設(shè)用地調(diào)查、相關(guān)自然資源銜接、村級(jí)工業(yè)園調(diào)查等初步成果。因“三調(diào)”具體數(shù)據(jù)涉及保密,因此,本文對(duì)含有“三調(diào)”數(shù)據(jù)的具體邊界和數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理。。廣州市居村委行政邊界來(lái)自國(guó)家地理信息公共服務(wù)平臺(tái)的天地圖③“天地圖”是國(guó)家測(cè)繪地理信息局建設(shè)的地理信息綜合服務(wù)網(wǎng)站。集成了來(lái)自國(guó)家、省、市(縣)各級(jí)測(cè)繪地理信息部門,以及相關(guān)政府部門、企事業(yè)單位、社會(huì)團(tuán)體、公眾的地理信息公共服務(wù)資源,向各類用戶提供權(quán)威、標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的在線地理信息綜合服務(wù)。本文廣州市村級(jí)行政邊界來(lái)自于天地圖·智慧廣州時(shí)空信息云平臺(tái)(https://guangdong.tianditu.gov.cn/guangzhou/smartgzsky/Map/Djcx)。,其包含廣州地籍子區(qū)的行政邊界④地籍子區(qū)是以行政村、居委會(huì)或街坊為基礎(chǔ)結(jié)合明顯地物劃分的穩(wěn)定區(qū)域。。用地圖斑來(lái)自中國(guó)科學(xué)院2020年30 m×30 m分辨率的土地利用/覆蓋變化(Land Use/Cover Change, LUCC)數(shù)據(jù)。相關(guān)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于團(tuán)隊(duì)從百度地圖獲取的2020年廣州市購(gòu)物和餐飲POI數(shù)據(jù)。
3.2.1 城市實(shí)體地域范圍劃定 以“三調(diào)”數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),按照國(guó)土空間規(guī)劃局編寫的《城區(qū)范圍確定規(guī)程》(中華人民共和國(guó)自然資源部,2021)進(jìn)行廣州市城市實(shí)體地域的劃分,得到廣州市城市實(shí)體地域范圍。該范圍與廣州市規(guī)劃和自然資源局統(tǒng)計(jì)的廣州市城市建成區(qū)1 366.02 km2的范圍較為接近,是對(duì)城市實(shí)體地域的準(zhǔn)確劃定。其中,荔灣區(qū)和越秀區(qū)的城市實(shí)體地域覆蓋比例最高,白云區(qū)和番禺區(qū)的城市實(shí)體地域面積最大。白云區(qū)的城市實(shí)體地域主要為靠近中心城區(qū)的南部地區(qū)。番禺區(qū)除市橋街道外,其他區(qū)域城市實(shí)體地域較為破碎,這與番禺區(qū)以村鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)為主體的工業(yè)化、城鎮(zhèn)化道路高度相關(guān)(雷誠(chéng) 等,2010)。增城區(qū)和從化區(qū)的城市實(shí)體地域占比較低,主要集中在區(qū)政府駐地街鎮(zhèn)。
3.2.2 門檻值法劃定城鄉(xiāng)接合部空間 根據(jù)城鄉(xiāng)接合部空間界定流程,將廣州市行政村、居委會(huì)邊界與城市實(shí)體地域進(jìn)行空間疊加,并計(jì)算最小統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)城市實(shí)體地域的面積占比。以最小統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)城市實(shí)體地域占比在25%~75%為空間界定的門檻值,初步界定城鄉(xiāng)接合部空間(圖3)。在定量測(cè)度的同時(shí),研究團(tuán)隊(duì)實(shí)地踏勘天河、海珠、番禺、白云和花都等包含較大城鄉(xiāng)接合部空間的行政區(qū)域,對(duì)典型村鎮(zhèn)進(jìn)行空間比對(duì)。結(jié)果顯示,海珠、番禺的城鄉(xiāng)接合部空間識(shí)別較為準(zhǔn)確,城鄉(xiāng)接合部空間特征顯著,其中,典型的城鄉(xiāng)接合部包括海珠區(qū)南洲、華洲街道的部分居委會(huì),番禺區(qū)洛浦街道、南村鎮(zhèn)的大部分行政村等。然而,白云、花都等區(qū)域的典型城鄉(xiāng)接合部空間并未被準(zhǔn)確識(shí)別,如花都區(qū)的花城街道和獅嶺鎮(zhèn)的部分村,以及白云區(qū)江高、太和及人和等鎮(zhèn)的部分村。這在一定程度上反映25%~75%的門檻閾值設(shè)定存在誤差。
圖3 基于25%~75%門檻閾值劃定的廣州市城鄉(xiāng)接合部空間范圍Fig.3 The spatial of the urban-rural fringe in Guangzhou based on a threshold of 25%~75%
3.2.3 聚類分析法劃定城鄉(xiāng)接合部空間 針對(duì)25%~75%門檻閾值劃定所存在的誤差,采用瓦爾德聚類分析法對(duì)閾值進(jìn)行驗(yàn)證與優(yōu)化。結(jié)果顯示,城市實(shí)體地域占比在10%~78%范圍的最小統(tǒng)計(jì)單元為廣州市城鄉(xiāng)接合部空間范圍(圖4)。相比基于25%~75%門檻閾值劃定的城鄉(xiāng)接合部范圍,這一劃定所呈現(xiàn)的“中心-邊緣”空間特征更為顯著,較為符合城鄉(xiāng)接合部與中心城區(qū)的空間關(guān)系。以越秀、荔灣、天河和海珠4區(qū)的大部分空間構(gòu)成廣州市中心城區(qū),中心城區(qū)外圍分布著大量的城鄉(xiāng)接合部空間,主要集中分布于番禺、白云、增城、黃埔和花都5區(qū),尤其花都區(qū)外圍的城鄉(xiāng)接合部空間非常明顯,圍繞花都中心城區(qū),形成一條連續(xù)的環(huán)帶。未被25%~75%門檻閾值劃定法準(zhǔn)確識(shí)別的白云、花都2區(qū)的典型城鄉(xiāng)接合部空間也基本被識(shí)別。
圖4 基于聚類分析劃定的廣州市城鄉(xiāng)接合部空間范圍Fig.4 The spatial of urban rural fringe in Guangzhou based on cluster analysis
3.2.4 城鄉(xiāng)接合部空間最終劃定 針對(duì)2種界定方法閾值選取的偏差,尤其閾值下限的偏差,進(jìn)一步對(duì)城市實(shí)體地域占比為10%~25%的最小統(tǒng)計(jì)單元進(jìn)行衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)判讀。研究發(fā)現(xiàn),大量最小統(tǒng)計(jì)單元城市實(shí)體地域占比較低,其主要原因是單元內(nèi)山林、河湖水系面積占比較大。這些行政村、居委會(huì)邊界范圍內(nèi)城市實(shí)體地域斑塊雖然占比較小,但相對(duì)于行政村、居委會(huì)邊界范圍內(nèi)的可建設(shè)用地占比較大,空間景觀上城鄉(xiāng)接合部特征較為顯著,如圖5-a 所示?;谶@一判斷,利用中國(guó)科學(xué)院2020年30 m×30 m 分辨率的土地利用/覆蓋變化(Land Use/Cover Change, LUCC)數(shù)據(jù),對(duì)城市實(shí)體地域占比在10%~25%的行政村、居委會(huì)邊界范圍內(nèi)進(jìn)行土地利用分析,發(fā)現(xiàn)這些行政村、居委會(huì)邊界范圍內(nèi)若去除山林、河湖水系等自然資源面積,80%以上行政村、居委會(huì)邊界范圍內(nèi)的城市實(shí)體地域占比將處于25%~75%的閾值。這在一定程度上證明25%~75%是較為合理的理論閾值,但具體實(shí)踐則需要根據(jù)建設(shè)空間與非建設(shè)空間的比例關(guān)系進(jìn)行調(diào)整。因此,本研究最終確定廣州市城鄉(xiāng)接合部的界定閾值為10%~75%,如圖5-b所示。
圖5 廣州市城鄉(xiāng)接合部空間界定的優(yōu)化(a.城市實(shí)體地域占比10%~25%區(qū)域空間景觀特征;b.城鄉(xiāng)接合部空間分布)Fig.5 Optimization of spatial delimitation in the urban-rural fringe in Guangzhou City (a.landscape characteristics of regions with 10%~25%urban entity area; b.spatial distribution of urban-rural fringe)
基于10%~75%的閾值設(shè)定,廣州市城鄉(xiāng)接合部的最終范圍包含350個(gè)最小統(tǒng)計(jì)單元。城市區(qū)域包含753 個(gè)最小統(tǒng)計(jì)單元,鄉(xiāng)村區(qū)域包含856 個(gè)最小統(tǒng)計(jì)單元。根據(jù)此劃定結(jié)果,利用廣州市經(jīng)濟(jì)和土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)劃定的廣州市三大地域空間差別顯著,空間劃分的結(jié)果符合預(yù)期。
首先,城鄉(xiāng)接合部經(jīng)濟(jì)特征顯著區(qū)別于鄉(xiāng)村地區(qū),更接近城市經(jīng)濟(jì)特征。從購(gòu)物和餐飲POI數(shù)據(jù)(表1)可以清晰地看到,城鄉(xiāng)接合部的餐飲和購(gòu)物點(diǎn)數(shù)量遠(yuǎn)大于鄉(xiāng)村地區(qū),與城市地區(qū)的差距已不明顯。城鄉(xiāng)接合部最小統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)餐飲與購(gòu)物點(diǎn)數(shù)量最大值均已超過1 500,而鄉(xiāng)村地區(qū)最小統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)餐飲點(diǎn)的最大值只有城鄉(xiāng)接合部的1/3,購(gòu)物點(diǎn)數(shù)量最大值更小,僅為16。根據(jù)更代表性的四分位數(shù)統(tǒng)計(jì),在25%~75%比例上,城市餐飲點(diǎn)數(shù)量為33~163 個(gè),城鄉(xiāng)接合部介于18~114 個(gè),鄉(xiāng)村僅為0~12 個(gè);城市購(gòu)物點(diǎn)數(shù)量為62~276 個(gè),城鄉(xiāng)接合部介于31~171個(gè),而鄉(xiāng)村僅為5~7個(gè)。
表1 基于POI數(shù)據(jù)的廣州市最小統(tǒng)計(jì)單元經(jīng)濟(jì)分析Table 1 Economic analysis of the country in Guangzhoubased on POI data
其次,城市、城鄉(xiāng)接合部和鄉(xiāng)村地區(qū)的土地利用特征差異顯著,城鄉(xiāng)接合部用地混雜特征明顯。分析三大空間建設(shè)用地的占比(表2、圖6),可以看到,城市地區(qū)建設(shè)用地占比的中位數(shù)基本接近100%,說明已識(shí)別的城市區(qū)域基本為建設(shè)用地;城鄉(xiāng)接合部建設(shè)用地占比的中位數(shù)超過50%,上四分位數(shù)達(dá)到65.45%,建設(shè)用地的比例較大,呈現(xiàn)非建設(shè)用地和建設(shè)用地混雜的狀態(tài);而鄉(xiāng)村地區(qū)建設(shè)用地的下四分位數(shù)為6.33%,中位數(shù)為13.55%,上四分位數(shù)也僅為27.01%,非建設(shè)用地為主要用地構(gòu)成。
表2 廣州市城市、城鄉(xiāng)接合部和鄉(xiāng)村建設(shè)用地占比分析Table 2 Analysis of the proportion of urban, urban-rural fringe,and rural construction land in Guangzhou
圖6 廣州市建設(shè)用地占比頻率分布(a.城市;b.城鄉(xiāng)接合部;c.鄉(xiāng)村)Fig.6 Frequency distribution of the proportion of construction land in Guangzhou (a.urban; b.urban-rural fringe; c.rural)
本研究在全面梳理國(guó)內(nèi)外城鄉(xiāng)接合部空間界定研究及實(shí)踐的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)城鄉(xiāng)接合部空間單元、界定標(biāo)準(zhǔn)和界定方法并未形成統(tǒng)一的共識(shí),空間界定一直處在學(xué)術(shù)研究的狀態(tài)。且受制于中國(guó)城鄉(xiāng)二元的行政管理,針對(duì)不同于城市和鄉(xiāng)村的城鄉(xiāng)接合部也并未有明確的概念界定。使得城鄉(xiāng)接合部的研究討論很多,無(wú)法有效服務(wù)于其規(guī)劃與治理實(shí)踐?;诖耍狙芯刻岢龌诔鞘袑?shí)體地域的空間界定方法,進(jìn)而依據(jù)自然資源部高精度的遙感和土地調(diào)查數(shù)據(jù)以及成熟的城市實(shí)體地域劃定方法,以行政村和居委會(huì)為最小統(tǒng)計(jì)單元,以廣州市為典型案例,進(jìn)行城鄉(xiāng)接合部空間界定實(shí)踐,最終確定10%~75%為廣州市城鄉(xiāng)接合部空間界定的合理閾值。為城鄉(xiāng)接合部研究納入到國(guó)土空間規(guī)劃中提供了管理制度和規(guī)劃實(shí)施上的保證,確定了城鄉(xiāng)接合部的界定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
在城鄉(xiāng)接合部空間界定技術(shù)方法中,閾值的確定是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。通過在廣州的實(shí)踐應(yīng)用可以看到,國(guó)內(nèi)外大量研究所形成的25%~75%的閾值共識(shí)是較為理想的理論值,應(yīng)用場(chǎng)景基本處在大部分空間均為可建設(shè)用地的城市,即基本不包含山林、河湖水系等自然資源的平原城市。這樣的城市在真實(shí)世界是存在的,然而更為普遍的城市是包含較大比例山林、河湖水系等自然資源城市,這需要對(duì)理論閾值進(jìn)行在地化修正,從而形成更符合地方實(shí)際的空間界定,而不能僵化地套用理論閾值。本研究以城鄉(xiāng)接合部特征較為顯著的廣州作為研究對(duì)象,進(jìn)行的空間界定劃分,未來(lái)將結(jié)合其他城市進(jìn)行空間界定,對(duì)界定方法進(jìn)一步的優(yōu)化。同時(shí),本研究初步劃定了城鄉(xiāng)接合部空間,下一步將會(huì)對(duì)劃分的城鄉(xiāng)接合部空間進(jìn)行深入的研究,分析其空間經(jīng)濟(jì)、社會(huì)特征,為城鄉(xiāng)接合部的空間界定與優(yōu)化提供有益的支持。