城市生态位测度研究——以天山北坡城市群为例

依据生态位理论,界定了城市生态位等相关概念。以天山北坡城市群为研究对象,选取1980-2010年人口、产业和投资等数据,根据城市生态位宽度模型、分异指数模型和重叠指数模型,分析了该城市群中各城市生态位空间宽度、生态位结构变化及其相互作用关系,为实现城市群的持续发展提供了新视角。结果表明：天山北坡城市群中,乌鲁木齐和石河子的人口生态位较大,而在经济生态位及资源生态位方面乌鲁木齐和克拉玛依位居前两位,说明城市生态位具有不连续性特征。天山北坡城市群中经济生态位宽度最大值的城市是最小值城市的32倍,说明天山北坡城市群中城市生态位宽度的差异悬殊。同时,天山北坡城市群的人口、经济及资源生态位分异指数均呈现下降趋势,人口与经济要素在空间上的不平衡得以改善,城市之间人口、经济发展的差距在逐渐缩小。天山北坡城市群正逐渐由“单中心”城市群向“多中心”城市群演进。在城市生态位重叠指数方面,城市之间的重叠指数呈现不断增大趋势,说明天山北坡城市之间的产业结构趋同性增强,同质竞争日趋激烈。针对天山北坡城市群城市生态位特征,按照专业化分工协作的要求,提出了城镇组团错位发展的设想。     

天山北坡城市群地域空间结构时空特征研究

正确认识城市群地域结构的形成及发展规律对促进城市群的健康发展有着十分重要的意义。运用分形理论和多变量聚类统计分析等方法,以干旱区天山北坡城市群为研究对象,对其1990—2005年城市群规模和职能结构时空特征、空间分布进行研究。研究结果表明,该区域城市群城市规模等级结构和空间相互作用都具有分形特征。天山北坡城市群等级规模结构比较松散,呈明显的首位分布,人口分布不均,且有极化趋势。城市群职能分工不明显,城市经济结构雷同,经济活动的主导部门都是工业,优势职能为交通和商业,但城市群职能结构不断发展完善。城市群空间布局受到自然条件的制约与影响,城市缘绿洲疏密相间分布、沿河流空间扩张分布,交通干线两侧集聚的特点,城市间连通度很高,接近直线式连通。城市空间组织形态呈现出总体带状发展,点面结合、圈面集中的特点。     

中国城市群技术知识单中心与多中心探究

城市空间组织的多中心、网络化特征受到区域经济研究关注。但由于发展阶段、空间尺度、研究视角的差异,城市区域多中心格局有待商榷,知识经济时代解读知识流作用下的城市空间组织应成为经济地理学重点破解的命题。基于中国知识产权局2014年申请和联合申请发明专利数据,运用社会网络分析法和基尼系数,从知识生产和知识网络层面,对京津冀、长三角、珠三角、长江中游、成渝五大城市群技术知识形态多中心和多尺度功能多中心进行测度。研究发现：① 城市群技术知识创新呈现网络化模式,但在形态和功能上多呈现单中心格局,与已有研究基于城市间基础设施联系、企业联系、科学知识联系广泛认同城市群呈现多中心格局的观点不同;② 城市群技术知识网络结构具有空间异质性,国家尺度技术知识流强度的空间不均衡性更加显著,强联系由少数核心城市控制;③ 形态和功能多中心程度存在区域差异,同城市群创新基础、经济实力、协同发展水平有关;④ 功能多中心程度具有尺度敏感性,区域尺度功能多中心程度高于国家尺度。研究结论有助于引发对城市空间组织理论的再思考。     

关中平原城市群城市联系与影响范围分析

利用NPP-VIIRS夜间灯光数据,通过OD成本分析计算最短通行时间,对关中平原城市群2017年78个县级行政单元的规模、联系与影响范围进行分析。结果表明:关中平原城市群城市规模呈"金字塔型"结构,中小型城市发育,大城市数量少,具有空间集聚性;城市规模密度具有梯度特征,呈现出以西安为中心的单核心多层级空间分布形态;城市联系极化现象明显,具有普遍弱联系、个别强联系的特点;西安、咸阳、长安区形成强联系三角形城市带,但与大部分城市联系较弱,空间位置集中导致辐射范围重叠,限制了三者对城市群的辐射作用;城市联系强度表现出空间性、行政级别特征与交通依赖性;城市群影响范围呈现出"一超、两极、多强"的引力中心格局,据此,可将城市群划分为东、中、西南、西北四大城市影响区。     

天山北坡城市群可持续发展战略思路与空间布局

城市群是国家工业化和城镇化发展到高级阶段的产物，是高度一体化和同城化的城市群体，城市群形成发育过程是一个各城市之间由竞争变为竟合的漫长自然过程，遵循自然发展规律。天山北坡城市群位于丝绸之路经济带核心区新疆的北疆地区，是国家“十三五”期间推动建设的19个城市群之一，也是重点建设的两个边疆地区城市群和丝绸之路经济带核心区建设的唯一一个城市群。本文分析了天山北坡城市群可持续发展的战略基础、发展机遇及存在问题，提出了天山北坡城市群可持续发展的战略定位、发展目标和空间布局设想。按照“创新驱动、开放带动、内外联动、重点撬动、兵地互动”的发展思路，未来可将天山北坡城市群建成丝绸之路经济带重要的战略支撑点、全国重要的战略资源加工储运基地、新疆城镇化与经济发展的核心引擎，边疆民族团结和兵地融合发展示范区；按照城市群内部干旱脆弱的生态功能区、产业集聚的生产功能区、城镇集聚的生活功能区三大功能分区管控要求，做实一带（丝绸之路经济带城镇化发展带），做强一圈（乌昌五都市圈），做通两轴（乌拉斯台口岸-准东-南疆库尔勒轴线、克拉玛依-奎屯-南疆库车轴线），做精四区（包括奎独乌胡都市区、石沙玛都市区、克拉玛依都市区和吐鲁番都市区四大兵地融合型都市区），形成由 “一带一圈、两轴四区”组成的“夫”字型兵地融合发展空间新格局。     

天山北坡城市群季节性地表温度与景观格局空间关系分析

探究景观格局与干旱区地表温度（LST）的空间关系,对于促进干旱区生态环境稳定发展具有重要的意义。基于Google Earth Engine(GEE)解析天山北坡城市群2003—2020年昼夜及季节性（白天）LST时空分布特征,使用Mann-Kendall非参数检验、Sen’s斜率并结合Hurst指数探究天山北坡城市群LST变化趋势并预测未来发展方向,运用标准差椭圆与重心迁移模型分析LST空间迁移特征,采用双变量空间自相关与多尺度地理加权回归（MGWR）模型分析LST与景观格局的空间关系。结果表明：2003—2020年天山北坡城市平均LST白天23℃,夜间-0.5℃,昼夜温差大,温度的季节性变化特征显著。LST未来变化趋势表明,夜间温度上升速度将高于白天上升速度,即冷岛强度白天高于夜间的现象将有所缓解。代表建设用地和植被的中温和低温,其温度重心在乌鲁木齐市。斑块密度（PD）、边缘密度（ED）和平均形状指数（SHAPE＿MN）与LST呈空间负相关关系,而最大斑块指数（LPI）、平均斑块面积（AREA＿MN）、聚集度指数(AI)和景观类型比例（PLAND）与LST呈空间正相关关系,表明斑块聚...     

城市群空间发育范围识别方法综述

城市群既是城市区域化的重要表现形式,也是区域工业化和城镇化发展到高级阶段的标志性产物。本文基于城市群多元化的概念演进历程,以城市群识别的技术方法和手段为主线,详细梳理了国内外学者对城市群发育范围划分和界定的研究历程,认为"概念本质的认识、界定标准的设定、最小分析单元的选用和识别方法的选择"是学术界对城市群空间范围识别难以共识的主要原因;理清了城市群空间发育范围识别和界定的研究脉络:以美国都市区划分为代表的传统社会经济指标法影响深远,奠定了西方国家关于城市群发育范围识别和界定的研究基调;采用引力模型对中心城市辐射范围划分成为当前中国城市群发育范围划分的主流;在明确识别对象的基础上,以GIS空间分析技术为手段,综合指标和模型多种方法为一身的集成模拟法,代表了城市群空间发育范围识别和界定研究的未来趋势。     

天山北坡城市群点-轴结构分形与干旱区绿洲城市群发展特征

针对中国西北区域的城市群发展问题,从干旱区绿洲空间碎片化结构特征及其对城镇空间的约束性出发,论证天山北坡城市群点-轴结构"多中心组群"式发展的自然客观性特征。通过构建城镇群点-轴结构位序-规模等级维数、空间关联维数和空间聚集维数表征的分形研究模型,解析了以天山北坡城市群13个建制市为样本的点-轴结构分形特征,推证了天山北坡城市群点-轴结构"多中心组群"式发展的绿洲空间结构特征、发展基础与优势,提出了绿洲区域层级性的城镇组群发展对策与建议。     

天山北坡城市群城市综合承载力评价

天山北坡城市群是新疆打造丝绸之路经济带核心区的重要载体和节点。以新疆“十二五”规划中天山北坡经济带所覆盖的12个城市为研究对象,从人口、生态环境、资源、经济、公共服务、交通等6个维度构建评价体系,运用改进的熵值法、变异系数等对2011-2013年天山北坡城市群城市综合承载力进行分析。结果表明:天山北坡城市群城市综合承载力空间分异明显且呈固化趋势;资源和经济是造成各城市综合承载力差距的主要原因;生态环境与资源为承载力首要制约因素且二者均超载严重;城市群生态-生产-生活承载力耦合协调度整体有所改善,但情况依旧较差。     

新疆天山北坡干旱区GDP时空模拟

针对资源环境研究领域对空间型社会经济数据的需求,本文以新疆天山北坡为试验区,在分析区域经济发展特征的基础上,根据分县控制、分产业建模的思路,建立基于土地利用的1 km栅格GDP空间化模型对统计型经济数据进行空间分布仿真模拟。对第一产业产值采用面积权重的方法进行拟合;对第二产业建立基于道路的反距离加权模型;第三产业则以城镇规模为基础,通过引入城市边缘距离概念建立多中心的距离衰减加幂指数模型。结果表明,天山北坡GDP空间分布模拟在分产业和分县水平上具有较高精度,模拟值与真实值间的相对误差均在1%以内。从研究区GDP的空间分布来看,高值区主要集中在米泉至沙湾一线,以乌鲁木齐市、石河子市以及克拉玛依市为核心向周围地区辐射;城市内部GDP密度由城市中心向外围递减,建成区GDP密度明显高于城郊及农村地区。1995、2000和2007年三期GDP模拟结果的对比较真实地反映了区域经济发展的历程,对准确把握区域经济动态具有一定的实用价值。     

中国中心城市公路客运联系及其空间格局

依托中国地级中心城市间的公路长途客运联系数据,运用GIS空间网络分析方法,对中国公路客运联系网络结构及其分布格局进行清晰的空间解构。研究显示：公路客运联系强弱与城市人口规模和经济总量相关性较强,而与经济发展水平不相关性;中国人口经济密集分布的东中部地区中心城市间的公路客运联系密切,呈现区域性集聚的分布格局;最为密集的区域为长三角、珠三角两地,而京津冀、山东省、河南省和成渝地区的集聚程度也相对突出。总体上,中国公路客运联系以各省份的省会及区域中心城市为联系中心,以区内其他城市为联系对象,在中短途客运距离内形成自成一体的区域性空间集聚。研究表明：中国公路长途客运联系的适宜空间距离应在500 km以内,最佳客运距离为100~300 km左右;中国公路长途客运联系在200 km内是随着距离增大而增加,之后则呈现二次曲线型的距离衰减趋势;细分各距离区段内的公路客运联系可以清晰识别城市群内、省域内、省际间及大区域间等不同空间尺度下区域交通联系的结构特征。     

基于空间聚类方法的京津冀城市群多层级空间结构研究

在京津冀协同发展战略背景下,以建设京津冀世界级城市群为引领,遵循城市发展规律,优化城市空间布局,明确京津冀城市群等级结构及其空间特征具有重要意义。本文以京津冀城市群156个区县为研究对象,从经济中心性、交通中心性、信息中心性、人口中心性4个角度,利用4种空间聚类方法进行5个等级的聚类分析,并基于克氏中心地理论对京津冀城市群等级划分结果进行空间结构分析。结果显示,自组织特征映射神经网络算法(SOM)较适合京津冀城市群的等级划分;京津冀城市群正从以北京城区为单核心的圈层空间结构向3条带型空间结构转变,其中京津都市发展走廊发育成熟,沿海都市发展带也初具规模,而包括雄安新区在内的京石都市发展带正在孕育。     

长江经济带主要城市群2h出行交通圈格局特征

城市群作为城镇化高级阶段区域社会经济发展和参与国际竞争的主要空间载体,良好的交通通达性是其高质量发展的必要条件。以《交通强国建设纲要》提出的城市群2h通达目标为研究视角,以长江经济带3个国家级城市群为研究对象,选取加权平均出行时间作为测度指标并引入场强和引力模型,对比分析3个城市群所有城市与中心城市两个层级2h出行交通圈格局特征。研究发现：① 3个城市群出行交通圈均表现为从中心向外围地区呈现出由低到高连续扩大的“圈层式”空间格局特征,且长三角和成渝城市群分别形成了“>”字型和“十”字型2h出行廊道,但长江中游城市群尚未形成2h出行廊道。② 城市群中心城市2h出行交通圈的空间分布受区位条件影响较大,越接近区域几何中心则2h出行交通圈覆盖范围越大,而影响腹地受中心城市综合规模的作用明显,3个城市群各中心城市2h出行交通圈和影响腹地的空间分异显著。③ 不同城市群中心城市2h出行交通圈衔接联系水平差异显著,表现出多元的圈层叠加的经济联系格局。④ 高密度高速公路路网在提高城市群中心城市2h出行交通圈衔接联系水平中发挥重要作用,按衔接联系模式特征可将各城市群总结为多中心网络型、多中心组团型与双中心轴辐型。     

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。     

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。     

城市群空间结构效益评价与优化研究——以长株潭城市群与环洞庭湖城市群为例

从城市群规模效益、距离效益和空间联系效益3个方面出发,运用ArcGIS和城市相互作用强度模型对长株潭城市群和环洞庭湖城市群空间结构效益进行评价比较分析。结果表明：环洞庭湖城市群在外在规模上具有相对优势,具体表现为人口规模、空间规模以及城市数量较大,但城市群的紧凑度不高,城市规模等级结构优势不够明显,空间可达性较差,重要城市之间的空间联系不够紧密,呈现“大而散”的特征;相对而言,长株潭城市群城市数量、人口规模及用地较小,但其紧凑度及规模效益较高,城市规模等级结构优势度相对较高,可达性较好,重要城市之间的空间联系较为紧密。在此基础上,以实现城市群空间结构效益最大化为目标,构建了以长沙为中心城市的“一心两圈三轴”结构体系。     

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)。     

中国东部沿海五大城市群创新效率、影响因素及空间溢出效应

作为经济发展的战略核心区域,东部沿海城市群的创新效率关系到创新驱动发展战略的实施和创新型国家建设。基于东部沿海五大城市群创新投入和产出面板数据,引入随机前沿生产函数测度2001—2015年五大城市群的创新效率,并利用空间Durbin模型定量分析创新效率的空间溢出效应。结果表明：① 2001年以来,五大城市群的创新效率均呈现稳定增长的趋势;② 京津冀创新效率增长缓慢,山东半岛城市群创新效率的提升幅度最大,长三角创新效率的提升幅度和均值仅次于山东半岛和京津冀城市群,而城市群核心城市虽然创新资源投入较多,但创新效率偏低;③ 经济发展水平、集聚经济、外商投资、劳动力素质、政府资助、基础设施、产业结构和高新技术产业对城市群创新效率有直接作用和溢出效应。     

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。     

城市群视角下中国人口分布演变特征

以“十三五”提及的19个城市群为研究对象,采用第五、第六次全国人口普查的常住人口数据,引入重心模型、空间自相关、泰尔指数等研究方法,从城市群视角分析中国人口分布的演变特征。结果表明：① 2000-2010年中国城市人口密度、自然增长率、流动人口、常住人口的空间演变与城市群的分布、发展密切关联;全国常住人口的空间分布重心朝东南方向移动;城市群是全国人口密度和人口总量增长的高值区,是人口自然增长率的低值区;全国集聚或扩散的人口流量较大的城市主要位于城市群内。② 10年间城市群内外地区的人口密度差异均呈扩大趋势,城市群的发展使人口大量流入城市群或其核心城市,城市群内的人口分布不均衡程度加剧,成为全国人口密度差异进一步扩大的主要原因。③ 中国城市群发展水平差异较大,处在不同发展水平的城市群表现出不同的人口集聚和扩散效应;处于发展水平较高的城市群主要位于东部沿海人口稠密地区,对人口有较强的吸引力,人口呈现总体集聚的特征,且逐步形成一定的等级结构。人口较稀疏的中西部地区的城市群大多仍处于发展水平较低阶段,对人口的吸引力较弱,人口呈现核心集聚边缘扩散的特征,城市体系结构尚未稳定。