行政边界对城市群交界地区土地利用变化的影响——以通州—武清—廊坊地区为例

由于各地资源禀赋差异和各级政府之间的复杂关系,城市群交界地区不可避免地存在经济社会发展上的矛盾和不平衡。已有研究揭示了行政边界效应在省域、城市群等不同尺度均普遍存在,且在不同阶段影响土地利用变化的程度大小不一,但多将行政边界转化为虚拟变量而非空间地理要素,不足以理解中微观尺度各种因素之间的复杂相互作用。论文旨在利用1985—2020年的中国年度土地覆盖数据集,以区县为单元,运用质心迁移、核密度分析和Logistic回归方法,分析京津冀典型城市群交界地区“通州—武清—廊坊(通武廊)地区”不透水面(ISA)的扩张机理并测度行政边界效应的影响。结果显示：① 不同行政区因资源禀赋和所处发展阶段的不同,城市用地扩张的速度和主要时期存在一定的差异;② 由于要素的高度流动,地理邻近的行政区城市扩张驱动要素表现出一定的相似性;③ 在不同区域分工水平下,行政界线的边界效应对城市用地扩张的影响表现出一定差异性。通过“强—弱”管控提高通武廊地区各要素协调水平,减少行政边界对地方之间资源整合的负面影响,对于实现京津冀城市群协同发展具有重要作用。     

中国城市群城市用地扩张时空动态特征

认识城市群城市用地扩张特征、扩张质量及景观生态效应等综合信息将有助于城市群空间高质量发展规划与决策。选取10个不同发育等级的城市群作为研究对象,综合运用城市用地扩张强度指数、城市用地扩张强度差异指数、景观扩张指数、景观格局指数,分析1990—2015年期间城市群城市用地扩张时空特征及景观生态效应,并构建人口、经济与城市用地协同发展指数,据此分析城市用地扩张中“人—地”关系协同程度。结果表明：① 1990—2015年,各个城市群城市用地面积持续增加,建成区的范围不断扩大,扩张强度呈现“上升—下降”的趋势;在2010年之前成熟型城市群的扩张强度最高,2010年之后培育型城市群成为扩张强度最高的类型。② 城市群城市用地扩张总体上呈现不均衡布局的趋势,高速扩张区域主要分布在沿海地区。从全国视角来看,东部高于中、西、东北部,整体城市群快速扩张的中心由东向西移动。③ 城市群城市用地空间扩张模式表现出边缘式和飞地式两种空间扩张模式并存,不同发育等级之间具有明显差异性,成熟型城市群的空间结构较为稳定,其他两种类型的城市群空间结构初具雏形或尚未形成。④ 城市群城市用地扩张“吞没”了郊区和农村地区,破碎化程度、形状的复杂程度较高,景观格局表现出不稳定。⑤ 城市群“人口—土地”协同程度逐步增强,“经济—土地”协同程度整体较高,整体上表现出城市用地扩张质量有所提升。新时期城市群城市用地应严格控制扩张规模,加快中小城市的发展,促进城市群城市用地扩张均衡发展,为城市群国土空间高质量发展提供重要参考。     

长三角城市群网络特征与省际边界效应——基于人口流动视角

构建城市网络化与消除行政边界所导致的阻隔效应是城市群一体化过程中所面临的双重问题。网络视角下,行政边界呈现出何种程度的空间效应是揭示区域演化机制的科学问题。基于人口流动要素构建长三角城市群网络,定量识别城市网络中的省际边界效应问题。研究指出：① 网络密度、平均中心性和平均控制力三项指标一致表明基于人口流动的长三角城市群网络呈现出强联结状态;② 经济规模、政治资源、产业结构、历史基础、就业机会和劳动收益是人口流动网络形成的重要影响因素,而省际边界、跨界频数、时间距离是人口流动网络流向的关键引导因素;③ 基于二次指派程序（QAP）的人口流动影响因素和网络拓扑结构分析共同表明,长三角城市群网络中存在显著的边界效应,且人口流动网络中边界效应表现出明显差异。省际边界在长三角城市群人口流动网络中发挥了融合（沪苏边界上海-苏州段）、过滤（沪浙边界上海-嘉兴段等）、接触（浙皖边界湖州-宣城段等）、阻隔（苏皖边界常州-宣城段等）四种不同的空间效应。论文对于深入理解城市群一体化驱动机制具有理论和现实意义。     

城市群的边界效应与边界地区发展

在城市群主导区域发展的空间背景下,城市群间的相互作用已形成一种新的边界地区。提出城市群间相互作用的边界效应模型,并重构了边界地区的发展阶段。以武汉城市圈-中原城市群及信阳市为对象进行实证研究,结果表明:边界效应模型能够测度城市群间相互作用对其边界地区的可能影响;现阶段,武汉城市圈与中原城市群间的相互作用为信阳市发展提供了较大的介入机会,但尚未形成显著的边界效应,可能原因是信阳市自身的介入能力不足,说明边界效应是外部介入机会与内部介入能力耦合作用的结果;与此相对应,信阳市总体上仍处于地方化主导的发展阶段,推进区域化进程将是其未来发展的战略选择。研究结论能够为城市群间的相互作用及其边界地区发展提供借鉴和启示。     

城市群视角下空间联系与城市扩张的关联分析

在城市群发展的不同阶段,城市扩张表现出不同的时空特征。从城市群视角研究城市扩张的时空规律,对于理解城市扩张与城市群网络化组织结构之间的复杂耦合关系具有重要意义。本文以长江三角洲城市群为例,基于交通网络、引力模型和空间句法模型,结合1980、1990、2000和2010年Landsat遥感影像提取建设用地扩张信息,计算城市扩张强度与速度指标;采用核心城市可达性与空间相互作用力强度分析城市的交通网络区位;采用空间句法模型计算城市交通网络的通达性和城市在城市群交通路网中的地位。结果表明：城市扩张强度与核心城市可达性、核心城市空间相互作用力强度、空间句法变量指标呈正相关关系。城市扩张速度与上述指标在第一阶段(1980-1990年)和第二阶段(1990-2000年)呈正相关关系;但在第三阶段(2000-2010年)整体表现为负相关,分布在城市群外围、交通路网联系程度较低的城市扩张速度更快,呈现出空间收敛的趋势。表明城市群中的城市空间联系在城市扩张中起到重要但又不断演变的作用,研究结果对于长三角城市群规划和其他城市群城市扩张调控具有借鉴意义。     

中国城市群空间结构的稳定性分析

应用中心地理论,引入中心性指数和分形网络维数等方法以及GIS格网化技术,按照交通原则,即K ＝4作为参照系,采用2004年基础数据,对由160个地级市和700多个县级市构成的28个城市群及其空间结构的稳定性进行了定量测度。结果显示：① 中心性指数越大的城市群,其空间结构稳定性越强;② 中心性指数越大,与中心地结构相似性程度越高,空间稳定性越强;③ 网络维数越大,城市群空间结构稳定性越强;④ 点列数越长的城市群空间结构稳定性越强;⑤ 依据中心性指数大小,可将中国城市群划分为单核分割型、单核偏离型、单核集中型、双核平衡型和双核偏离型共5大类型;⑥ 根据半升梯形模糊隶属度函数模拟结果,将中国城市群空间结构稳定性划分为强稳定型、较强稳定型、中等稳定型、弱稳定型和不稳定型共5个等级;⑦ 根据不同等级的城市群个数,认为中国城市群空间结构的稳定性相对较差。本文最后提出了技术应用、参数选择等方面存在的问题以及未来研究的重点。     

基于空间句法理论的城市群核心区发展边界识别

准确识别当前城市群建设进程中核心区发展边界是研究城市群的一项重要内容。本文提出一种研究思路：采用空间句法分析城市群道路网,将得到的4个分析指标融合成新指标——“城市群集群度”,并提取“城市群集群度”等值线和“城市群集群度”曲线,通过计算找到最佳阈值从而提取出城市群核心区发展边界。以长株潭城市群为例,将基于空间句法的研究结果与基于Densi-Graph方法的研究结果进行对比,在除去数据质量因素后,城市群核心区发展边界识别差异有望控制在10%以内。研究表明：基于空间句法理论的城市群核心区发展边界识别方法容易获取计算数据,适用范围广,可靠性强。     

长株潭城市群核心区城镇景观空间扩张过程定量分析

城镇扩张是城镇化过程最直接的表现,定量研究与揭示城镇空间扩张模式,对理解区域城镇化过程及城镇空间规划具有重要的意义。利用景观扩张指数定量研究了长株潭城市群核心区1993-2006年城镇景观空间演化过程,揭示其城镇景观空间扩张规律。结果表明:①研究时段内,城镇用地发展经过了凌乱分散的初级发展阶段后正趋向局部紧凑和区域布局合理;②1993-2006年间,长株潭城市群核心区城镇景观扩张主要是以边缘式增长为主,但是不同的时期,景观扩张表现出相异的空间扩张模式:1993-1996年间,景观扩张方式主要是以边缘式和飞地式为主,这一阶段长株潭城市群核心区处于快速城镇化过程的初级阶段;1996-1998年城镇化过程加快,这一阶段的城镇发展显得凌乱而分散,飞地式扩张明显;1998-2001年处于快速城镇化发展的扩散阶段,以边缘式扩张为主;2001-2006年间,处于快速城镇化的聚合阶段,城镇发展主要以边缘式和填充式为主;③长株潭城市群核心区在1993-2006年间,其平均斑块扩张指数和面积加权平均斑块扩张指数都呈上升趋势,表明城镇景观扩张更趋于紧凑。     

中国城市群研究的回顾与展望

将我国城市群研究划分为起步期、渐进期和快速发展期3个阶段,对国内学者使用的诸多城市群区域的相似概念进行辨析;从城市群空间界定、城市群特征及其形成的动力机制、城市群空间结构和空间演化、城市群经济联系、城市群规划及其一体化发展、城市群经济整合和行政管理体制发展策略6个方面回顾了20世纪80年代以来我国城市群研究的理论进展,分析了目前我国城市群研究在理论的系统性、信息技术的应用、人文要素的关注以及生态环境研究等方面存在的不足,认为我国城市群的研究将在交通、生态以及土地集约利用等方面呈现新的发展趋势.     

基于POI与NPP/VIIRS灯光数据的城市群边界定量识别

科学识别城市群边界是城市群精明紧凑发展的关键,也是国家空间治理体系与空间治理能力的重要标志。论文以京津冀、长三角和珠三角3大城市群为研究区域,采用NPP/VIIRS(Suomi National Polar-orbiting Partnership / Visible Infrared Imaging Radiometer Suite)夜间灯光影像与POI(Point of Interest)数据,基于密度的曲线阈值法与分形网络演化算法,对3个城市群的实际物理边界和集聚空间范围进行精准识别与空间特征解析。研究结果表明：① 基于POI密度的曲线阈值法与NPP/VIIRS分形网络演化算法识别出城市群边界均小于国家城市群规划的行政边界,识别范围约占规划范围的20.90%~24.40%,识别结果显示3大城市群中长三角城市群发育最好,识别的城市群面积是京津冀和珠三角城市群的2倍左右;② 从POI与NPP/VIIRS灯光数据提取的城市群边界面积非常接近,其中POI数据提取的城市群面积偏大,更大程度上反映的是城市群整体边界轮廓而非内部细节;NPP/VIIRS影像提取的城市群更细碎,能更好地识别城市群聚集中心与关键核心区域,2种方法可以相互比较和验证;③ POI与灯光数据识别的城市群边界叠置分析发现,3大城市群中除了关键核心地带(集聚区)以外,外围还有众多孤立的点状区域(中小城镇),外围的点状区域与城市群集聚中心区空间割裂,一定程度上很难快速有效地接受来自城市群核心区域的辐射带动(涓滴效应)。     

基于网络分析的城市影响区和城市群空间范围识别

以不打破行政界线为前提,利用Huff模型,基于矢量数据,采用最短交通路网距离和城市综合规模值来综合测算腹地与中心城市之间的势能,根据势能确定腹地县域的归属,对全国地级及以上城市的空间影响范围进行识别,并和基于改进场强模型的城市影响腹地范围界定结果进行对比。以全国发育较成熟的15个城市群为对象,综合测定城市群的影响范围,并与城市群规划中的空间范围进行对比,提出城市群空间范围调整建议。并以长株潭城市群为例,通过社会网络分析方法,综合分析测定城市群的空间影响范围。研究结果可为城市(群)规划提供科学依据和方法参考。     

中国主要城市群新增制造业用地特征及城镇体系耦合分析

为探索中国典型城市群新增制造业用地结构与布局状况、发展及功能分工特征,本文基于中国土地市场网2009-2013年制造业用地出让数据,通过区位熵、耦合分析、相关分析等方法,分析了长三角、珠三角、京津冀、长江中游和成渝5个典型城市群新增制造业用地分布特征以及城镇体系耦合特征差异。结果表明：①各城市群新增制造业用地差异显著。长三角、珠三角城市群新增制造业发展较为均衡;京津冀、长江中游和成渝城市群发展协调性仍有待提升。②新增制造业各行业用地在5个城市群中均呈现出一定的集聚特征,其中原材料等传统产业倾向布局在城市群边缘区及城市低等级区;电子信息产业等新兴产业多集中在核心城市及高等级区。③各城市群内部新增制造业用地市场化机制作用较为充分,地价呈现随等级提升而递增的趋势;城市群核心区市场活跃度较低而骨干区较高。相关结论可为城市群产业布局调整、优化以及制定不同等级区域协调发展战略提供参考。     

基于城市流和层级性的城市群扩展模型构建

城市群是具有网络关系与层级性的区域空间,一直是中国推进城镇化与区域协调发展的主体单元。本文综合考虑城市群的网络与层级性特征,运用城市流刻画城际网络交互作用,采用分层广义线性模型（HGLM）揭示城市群分层驱动机制。同时,选取长江中游城市群开展实证研究,通过与元胞自动机（CA）耦合,构建HGLM-CA模型模拟城市群空间扩展。将模拟结果与Logistic-CA模型、BBO-CA模型进行比对,据此评析HGLM-CA模型的优劣与改进方向。实证结果表明：城市群空间扩展是多层驱动因素共同作用的结果,城市流不仅会推动城市群空间扩展,而且对元胞层因素起到重要的调节作用,使之具有城际分异性;HGLM-CA模型相比Logistic-CA模型模拟精度更高,说明顾及城市流与层级性的城市群空间扩展模拟结果更为精准;与智能模型BBO-CA相比,HGLM-CA模型模拟精度较低,但其便于从层级性角度把握城市群空间扩展机制。     

基于财富中国500强企业的中国城市群城市网络联系分析

现有城市网络研究多集中于城市联系及各城市群内部的空间关联,多以企业总分机构关系型数据研究中国城市网络结构,尚较少涉及中国城市群城市网络联系的整体认知。本文基于财富中国500强中的311家金融与专业性服务企业数据,分析中国19个城市群及41个主要城市间城市网络联系,借助企业在属地城市群层面的跨尺度空间表达,依据关系地理将城市群视为互相联系的空间集合,运用网络分析与互锁网络模型相结合的方法,重点分析城市群金融与专业服务业城市网络联系。结论如下：一方面,中国城市群整体形成以京津冀、长三角、珠三角、成渝、山东半岛与长江中游城市群为核心的空间组织体系,并与国家中心城市分布特征一致。关中平原、辽中南、滇中等13个城市群为非核心层级空间组织,是中国城市群空间拓展的重要支撑。另一方面,城市群城市网络联系依赖于金融及专业性服务要素高效优化配置,城市群对外联系范围决定了该城市群对各类服务要素流的控制与配置能力,进而影响其发展地位。其中,京津冀城市群主导商业银行、多元金融投资、保险、会计和律师事务形成的城市网络联系,长三角城市群以绝对优势主导证券企业城市网络联系,长三角、成渝、珠三角城市群共同主导着广告代理、管理咨询企业间的城市网络联系。本文尝试以城市群关系邻近性认知企业行动与城市群间的跨尺度空间联系互馈机理,认为城市群间水平联系对中国城市群城市网络具有重要作用,为国家制定城市群相关政策提供参考。     

基于夜光遥感影像与百度POI数据的中国城市群空间范围识别方法

提出基于夜间灯光遥感影像、电子地图兴趣点和社会经济统计数据等,以经济地理学中的“点-轴”理论为基础,以“点-轴集聚区”的识别为核心,利用迭代自组织聚类、聚合分析、指标阈值筛选等方法,识别中国城市群及其空间范围的技术方法。通过该方法识别出中国14个城市群,其中8个城市群的空间范围与规划范围接近;与规划范围不一致的则表现为三种情况,分别揭示出规划中需要考虑的不同问题。研究结果表明,本文提出的方法能突破行政边界限制,科学反映城市群辐射范围,客观反映城市之间的社会经济联系强度,并基于“现状-动态”视角有利于深入发掘潜在的城市群对象。研究结果可以为城市群规划和管理提供参考。     

中国城市土地城市化水平与进程的空间评价

土地城市化在中国快速而持续的城市化进程中扮演的支撑与制约角色越来越明显,但目前对土地城市化水平的测度框架依然没有明确统一的认识。基于此,提出了一种可供参考的土地城市化率的概念与测度方法,并确定其阈值。以中国656个城市的城区为研究单元,以2000年和2010年城市建设用地面积为基本数据,采用城市建设用地面积、土地城市化率、城市土地扩展面积和城市土地扩展速度分别评价了中国城市的土地城市化规模、水平、绝对进程和相对进程的空间分异格局。并分析了九大类城市建设用地类型对土地城市化进程的贡献率。结果表明：① 近10年来,中国城市总体土地城市化率提高近一倍,由“金字塔式”等级分布逐渐转为“钥匙式”的分布格局;东部地区城市建设用地规模较大,但城区面积更大,使其土地城市化率的数值较低。② 省会城市和沿海城市群的城市土地扩展面积最大,呈现出行政等级式分异和空间集聚式分异的空间格局;城市土地扩展速度呈现出沿海城市群与其他城市分异的空间格局。规模越大的城市,土地城市化进程越明显。③ 近10年来中国土地城市化进程的两大核心用地增长类型是居住用地和工业用地;规模越大的城市,工业用地增长的驱动作用越显著;中西部地区和中小规模城市以居住用地增长为核心,沿海城市群和重要交通轴线城市以工业用地增长为主。     

高铁对中国城市群生产性服务业集聚的影响

以中国16个城市群为案例，基于2007和2017年地级以上行政单元生产性服务业从业人员数据和铁路Origin-Destination（O-D，起讫点）旅行时间、班列数据，结合静态视角下生产性服务业集聚格局与高铁网络的空间关系分析和动态视角下的多元回归分析，探讨高铁对城市群生产性服务业集聚的影响及其空间分异。结果表明：1）高铁对生产性服务业集聚程度有积极影响，但影响效果在空间上不均衡；东部地区，尤其是珠三角、长三角和京津冀城市群受积极影响较显著，而同一城市群内，期初具有集聚优势的高铁城市为主要获益者。2）城市群经济发展水平和空间结构制约高铁影响效果，具备多中心结构的东部城市群内，普遍出现生产性服务业由核心城市向周边支撑条件良好的沿线城市相对扩散的现象。3）除时空压缩效应外，直达班列所代表的客运组织对于高铁影响力的形成具有重要作用；同时，高铁也通过城市人口集聚、市场需求扩大、信息化水平提升和地方政府积极参与的途径间接作用于生产性服务业。