空间一致性视角下的城市紧凑发展与土地混合利用研究——以上海市为例

郑红玉，吴次芳，郑　盛，卓跃飞，张　群

空间一致性视角下的城市紧凑发展与土地混合利用研究
——以上海市为例

郑红玉1，吴次芳1，郑盛1，卓跃飞1，张群2

（1.浙江大学公共管理学院，浙江 杭州 310029；2. 上海市地质调查研究院，上海 200072）

研究目的：直观呈现上海城市紧凑度及土地混合利用度空间发展特征，并进一步探索其空间一致性。研究方法：GIS空间分析技术、层次分析法。研究结果：（1）上海市整体紧凑度不高，形成以中心城区为核心、郊区新城为延展的“掌状”分布，“中心城区—外围”空间梯度差异显著；（2）上海市土地混合利用度较高，从中心城区向郊区缓慢递减，布局相对均衡；（3）空间一致性区域面积占比约43%，上海整体依据“紧凑度—混合度”可划分为高紧凑高混合的中心城区及郊区新城、低紧凑高混合的城市边缘区、低紧凑低混合的远郊区三大区域。研究结论：上海市已形成“中心城区—郊区新城” 高紧凑高混合向心蔓延的空间格局，可通过整合城市空间形态及土地利用布局，实施多元互补的区域发展政策，推动城市空间优化和存量土地改革。

土地利用；紧凑发展；空间一致性；GIS；上海市

紧凑城市（Compact City）理念起始于20世纪80年代后期，并在探寻全球可持续发展之道的进程中得以快速推进［1］，在此发展过程中，其内涵也在不断演化，从最初单一的保护自然生态环境或农用地免遭城市发展蚕食的容纳式发展，逐渐演变为包含社会、经济、生态等多目标可持续性的发展思路［2］。目标范畴的拓展为管理和服务城市发展提供了更为全面的实施方案，即通过对城市空间利用方式的影响来改善生态环境、提升经济效益、促进社会公平。紧凑城市已在许多西方国家的城市发展理论与实践中产生了深远的影响，然而，相较于理念的普及，其存在的一个关键问题在于概念的模糊性［3］，由此引发围绕概念的反复讨论及争论，而这也是本文研究的缘起，即从概念出发，定量化可视化核心内涵与紧凑城市的空间关系，彰显核心内涵的潜在贡献。

不同城市有其相异的发展背景，尚不存在普适化紧凑发展模型，而这也有可能是导致概念多样化的原因。尽管如此，学术界对于紧凑城市的核心内涵具有较高的共识：城市形态的高密度、土地利用的功能混合、公交系统的邻近可达［4-8］。考虑土地混合利用（Mixed land-use， MLU）可侧面反映其他两个核心内涵的特征：一方面不同土地利用类型在特定区域内相邻及混合往往意味着比单一土地具有更高的利用强度和密度，另一方面土地利用与交通发展密不可分，空间可及性影响了不同土地利用类型的形成［9］。此外，混合利用的物质空间形态表现为城市结构的功能、配置与布局［10］，被认为是可持续发展战略和良好城市形态理论的重要组成部分［11］，对城市空间具有极强的解释能力。因此，本文选取土地混合利用作为研究切入点。

紧凑城市是西方国家对城市蔓延等问题的深刻反思，为城市发展模式的研究提供了新的视角。目前中国城市发展面临的突出的问题是在城市化进程中，依旧沿袭“摊大饼”式的增长方式，从而加剧了城市扩张占地与耕地保护之间的矛盾［12］，在此背景下，紧凑理念日益被国内学者所认可。针对适用性问题，仇保兴认为紧凑性是中国经济社会可持续发展的核心要素之一［13］；韩笋生等认为以紧凑城市为基础的“分散化的集中”在中国大城市和特大城市空间规划中可重点借鉴［14］；陈海燕等通过对中国45 个特大城市定量分析认为中国应该推动紧凑城市在城市规划方面的应用，以容纳式发展替代蔓延式扩张［15］；面对高密度质疑，陈秉钊认为紧凑型城市并不意味着挤成一团，其也能建成生态型城市［16］。针对紧凑城市中的土地利用问题，洪敏等提倡土地功能适度混合利用是紧凑型城市土地利用的核心理念［17］；吴正红等提出紧凑城市不仅仅是一种城市发展理论，也是指导城市科学合理公平高效利用土地的理论［18］；李琳通过“紧凑”与“集约”的并置和比较指出以城市土地特性为出发点研究城市宏观形态可持续性的必要与重要性［19］；胡兆量提出建设“上天、入地、进山、下海、拓荒”的紧凑型城市来节约城市用地［20］。在宏观定性探讨之外，更多学者关注空间形态的量化研究，研究尺度从地级市［21］、特大城市［22-23］、省会城市［24］到城市群［25］，研究方法以多指标多维度综合测评为主。

理论研究的推进也在进一步引导中国紧凑城市的政策实践。相较于西方国家的丰富经验①2010年，经济合作与发展组织（OECD）开展“OECD紧凑城市调查”，34个成员国中已有27个国家形成了全国或地方/区域层面的紧凑城市政策。，中国多数城市仍处于分散布局、功能分区的初级阶段，对紧凑理念的认同尚不广泛，但是部分一线城市发展已逼近空间极限，敦促政府反思“增量扩张”的发展模式，回归探索“存量内生”的战略决策，紧凑、混合等理念开始逐步被政策制定者所采纳，如上海②2011年，上海市发布《上海市控制性详细规划技术准则》，明确提出促进土地混合使用的规划导向；2014年，发布《关于进一步提高本市土地节约集约利用水平若干意见》提出建立紧凑型、节约型用地标准体系。、深圳③2010年，深圳市公布《深圳市法定图则土地混合使用指引》，对不同用地性质间的土地混合使用做出规定。2011年，深圳在《关于提升城市发展质量的决定》中提出建设紧凑型城市。等地正以此着力探索内涵增长模式推进城市的转型升级。本文以理论与实践研究为背景，选取上海市为研究对象，综合空间分析与量化分析，在评价城市紧凑度与土地混合利用度空间布局的基础上，研究城市紧凑发展与土地混合利用的空间一致性，并针对区域性差异提出相应的政策建议。

1　研究区域与数据

1.1研究区域

至2013年末，上海市共辖16个区，1个县，108个镇，2个乡。全市陆域面积约6833 km2，其中建设用地面积约3073 km2，占比约45%。2014年上海市政府明确提出“严守建设用地总量的‘天花板'，依靠存量优化、流量增效和质量提高满足城市发展的用地需求，实现全市规划建设用地总量‘零增长'”，为紧凑城市理念的适用性提供了理想的研究样本。

1.2研究数据

研究数据分为土地空间数据、社会调查数据、交通现状数据以及地质基础数据等。其中，土地空间数据主要为2013年上海市土地利用现状数据；社会调查数据包括上海市第六次人口普查数据和依据网络信息抓取的信息点数据；交通现状数据指轨道交通现状分布网数据；地质基础数据指天然地基适宜性等级分布数据。所有数据在ArcGIS 10.0软件平台下采用30 m×30 m的空间分辨率进行分析。

2　研究方法

2.1城市紧凑度评价

鉴于对紧凑度定义的不同理解，现有文献对紧凑度提出了多种定量评价方法：一是Richardson紧凑度指数、Cole紧凑度指数、Gibbs紧凑度指数等单指标测度法［26］；二是通过经济、人口、基础设施、公共服务、环境等数据构建的多指标综合评价体系［27］；三是基于规模、强度、密度、结构等维度建立的紧凑城市理论模型［28］。本文尝试依据OECD所提出的紧凑城市核心指标［2］，从城市密度、公共交通系统可达性、本地服务就业邻近度等方面，选取人口密度、容积率、地铁站点可达性、公共交通站点可达性、公共基础设施邻近度、公共建筑邻近度、POI邻近度、天然地基适宜性共计8个因子衡量城市紧凑度。其中，人口密度、容积率反映城市空间的使用强度；地铁站点及公共交通站点可达性反映城市内部各种活动之间的联系效率；公共基础设施、公共建筑及POI邻近度反映本地生活工作休闲的便捷程度；自然地理条件有可能成为紧凑度提升的重要限制因素，因此将天然地基适宜性也纳入评价体系。研究中将土地混用利用作为控制因子以研究其关系。

确定评价因子后，通过构建两两判别矩阵经专家意见确定因子权重（表1），并检验判别矩阵的一致性（CR = 0.03表明判别矩阵具有令人满意的一致性）。接着，以上述因子为基础，在ArcGIS平台下评价城市紧凑度。具体来讲，首先分别以各因子相关数据建立单因子图层，除人口密度、容积率、天然地基适宜性三个因子外，其余各图层均采用欧式距离［29］计算可达性，并按照自然间断点分级法［30］对各指标进行聚类分级；然后，参考《城镇土地利用分等定级规程（2014）》中“相对距离区间”级别数目，对各图层进行重采样；最后，按照各因子权重赋值，叠置各图层，得到紧凑度空间分布，并将整个上海市划分为不紧凑、低紧凑、中紧凑、较紧凑、高紧凑5个等级，最终获得城市紧凑度等级分布图，同时统计各等级面积，计算各等级频率。

2.2土地混合利用度①国内部分文献使用“土地利用混合度”，因目前没有统一的术语标准，为保持全文表达一致，这里采用“土地混合利用度”。评价

土地混合利用度的定量评价方法较多，其主要体现城市居住、商办、服务和休闲等功能的多样性融合。本文主要利用ArcGIS空间分析技术，依据《土地分类》三级分类体系，从上海市2013年土地利用现状数据中提取城镇住宅用地、工业用地、商业用地、公共基础设施用地、公共建筑用地、瞻仰景观休闲用地作为评价因子。采用与紧凑度相似的评价方法，对所有单因子图层进行可达性分析和重采样，然后将6个单因子图层依据相同的权重进行空间叠置分析，得到土地混合利用度分布，并划分为不混合、低混合、中混合、较混合、高混合5个等级，获得土地混合利用度等级分布，同时统计各等级面积，计算各等级频率。

表1　紧凑度等级评价指标的权重及处理Tab.1　Weights and spatial processing of compactness evaluation indices

2.3城市紧凑度与土地混合利用度空间一致性评价

图1　紧凑发展与土地混合利用空间一致性研究思路Fig.1　The research approach of spatial consistency between compact city development and mixed land use

主要包括整体评价和局部评价两方面。一方面，整体评价主要采用ArcGIS“等于频数”算法，此前评价已经分别得到针对城市紧凑度和土地混合利用度各5个等级（1—5），若像元在两次评价中处于相同的等级则为“一致”，反之则为“不一致”，从而得到空间一致性分布图。另一方面，分别提取“高紧凑”一级与“高混合”一级，其余4个等级分别归并为“低紧凑”、“低混合”，然后通过空间叠置作进一步的局部分析。整体研究思路如图1所示。

3 结果与分析

3.1紧凑度分析

基于GIS-AHP得到上海市紧凑度等级分布图（图2）。从空间布局来看，上海市紧凑度发展形成了以中心城区为核心、以郊区新城为延展的“掌状”分布。总体上，紧凑度等级从城市中心位置向外围郊区逐级递减。具体来看，处于中心城区边缘的宝山区、嘉定区、闵行区及浦东部分区域多处于较高或高紧凑布局，而到外围郊区的奉贤、金山、松江、青浦、崇明，除新城区域外，紧凑度显著下降，多为低紧凑或不紧凑地区。

从面积比例来看，上海市整体紧凑度发展水平不高，高紧凑区域面积占比最低，占总面积的13.87%，中紧凑面积占比最高，为27.22%，较紧凑、低紧凑、不紧凑占比分别为24.24%、20.59%和14.08%（表2）。紧凑度高低可反映区域公共服务的便捷程度、交通系统的运营效率及城市内部区域联系的紧密程度，因此紧凑度越高，表明区域具有更为良好可达的生产生活条件。上海市空间紧凑度布局显示了城市发展由中心向郊区蔓延的特征，一方面郊区新城较高的紧凑度凸显了区域发展优势，另一方面“中心城区—外围”发展空间梯度差异显著，郊区紧凑度仍有进一步提升的需求与空间。

3.2土地混合利用度分析

土地混合利用度等级分布（图3）显示，上海市土地混合利用度依旧呈现从中心城区向郊区递减的趋势，但整体混合度较高，且相比紧凑度空间分布更为均衡。具体来看中心城区及其边缘的宝山、嘉定、闵行及浦东部分区域混合度最高，奉贤、金山、松江、青浦郊区县混合度居次，崇明县混合度最低。从面积比例来看，高混合及较混合的区域面积占比约57.94%，其中的高混合比例为25.28%，而低混合及不混合面积占比不足两成（表2）。土地混合利用度越高，更利于集中各种有效资源，激发城市内部生机，为社会经济快速发展提供有利支撑。

表2　紧凑度及土地混合利用度空间面积分布比例Tab.2　Space distribution proportion of compactness and mixed land use degree

3.3空间一致性分析

基于ArcGIS比较上海市紧凑度与土地混合利用的空间一致性，得到一致性分布图（图4）。整体来看，具有空间一致性特征的区域面积占总面积的比例为43.20%，空间一致性较高。通过提取“高紧凑”、“高混合”图层，叠加后得到其空间分布（图5），上海城市空间发展特征进一步凸显。“紧凑度—混合度”以中心城区为核心近似同心圆向外衰减，大体可以划分为三个区域：高紧凑高混合的中心城区及郊区新城；低紧凑高混合的城市边缘区，主要包括宝山、嘉定、闵行、浦东等部分近郊区域；低紧凑低混合的远郊区，主要包括青浦、松江、金山、奉贤、崇明大部分区域。高紧凑高混合意味着高强度的经济活力与社会互动，显示上海市已形成了“中心城区—郊区新城”向心蔓延的空间格局，新城与中心区域的连接廊道将成为城市未来空间发展的关键区域，因其可更好地服务于高质量的城市增长，也有可能导致无序低效的城市蔓延。

图2　上海市紧凑度空间等级分布Fig.2　Spatial pattern of compactness of Shanghai

图3　上海市土地混合利用度等级分布Fig.3　Spatial pattern of mixed land use degree of Shanghai

图4　上海市紧凑度与土地混合利用度空间一致性分布Fig.4　Spatial pattern of spatial consistency between compactness and mixed land use degree

图5　上海市高紧凑高混合空间分布Fig.5　Spatial pattern of high compact high mixed of Shanghai

4　讨论与结论

4.1讨论

（1）紧凑城市理念以促进城市可持续发展为目标，基于此目标开展的城市空间形态与人口分布、交通模式、产业结构等空间要素之间关系的研究较多。相较于传统的“自上而下”的定量分析，本文通过解构紧凑城市发展内涵，依据城市空间形态与土地特性开展“上下融合”研究。以空间分析技术为主要研究方法，将城市紧凑度、土地混合利用度以可视化的方式在空间格局上呈现，有助于问题分析的直观性与针对性。

（2）城市是一个典型的复杂系统，源自欧洲的紧凑城市理念并非放之四海而皆准，其作为一种空间规划战略也被部分学者所质疑，因此要更好地运用紧凑城市理念指导中国城市建设，需要对其内涵作更加深刻的剖析。视觉冲击常常引导我们认为高密度高混合在中国多数城市已普遍存在。然而“紧凑”并非是建筑密度、建筑高度的代名词，它更强调服务设施邻近可达、交通系统高效连接等特征，“混合”并非意味着杂乱拥堵，它更注重土地利用类型的结构优化、兼容互补。因此，对城市发展付诸感性认知的同时更需要科学的研究与判断。此外，从上海市的现状来看，高度混合的用地布局并非总能匹配高紧凑的城市形态，显然仍存在大量无序碎片的实体空间（如城中村、棚户区、旧厂矿等），制约着上海城市的可持续发展。

（3）本文从土地混合利用这一核心内涵研究紧凑城市，通过二者的比较以期监测城市空间发展规律及可能的制约因素。由于紧凑城市的量化指标较多，本文评价指标并非极尽完善。此外，土地混合利用度的空间量化集中于土地利用类型的可达性与频率，缺乏兼容性等因素的考量，这也是后续工作要研究的方向。

4.2结论与政策建议

（1）基于ArcGIS-AHP的分析方法，直观展现上海市紧凑度混合度空间分布。上海市紧凑度整体不高，高紧凑度及较紧凑区域面积不足4成，并呈现以中心城区为核心、以郊区新城为延展的“掌状”分布，“中心城区—外围”发展仍存在显著的空间梯度差异；上海市土地利用混合度较高，高混合及较混合区域面积占比近6成，混合度分布从中心城区向郊区缓慢递减，发展相对均衡；紧凑度与土地混合利用度的空间一致性较高，已形成 “中心城区—郊区新城” 高紧凑高混合向心蔓延的空间格局。

（2）上海市紧凑度与土地混合利用度的空间一致性特征，可作为整合城市空间形态及土地利用布局的依据，为政府实施多元互补的区域发展政策提供参考。上海城市空间可划分为三个区域：一是高紧凑高混合的中心城区及郊区新城，可定位为功能强化区。作为保持大都市空间活力的引擎，其发展目标是区域优势最大化负面效应最小化，该区域公共服务的供给往往大于需求，因此应确保居民与服务设施的有效匹配、鼓励可支付的住房供应、改善步行及非机动车的出行环境，促进城市中心绿色发展，发挥郊区新城呼应导向作用；二是低紧凑高混合的城市边缘区，如宝山、嘉定、浦东、闵行的部分区域，可定位服务提升区。该区域同时包含城市和农村土地利用形式，其核心是提升公共服务和城乡统筹协调，确保本地居民公共服务的可达性，包括交通、基础设施等，同时协调工业发展与土地利用发展政策，推进混合零星实体空间的归并与开发，提高空间紧凑度，疏解中心城区功能压力；三是低紧凑低混合的远郊区，如奉贤、金山、松江、青浦、崇明，可定位生态战略区，其发展可在耕地保护的框架下促进生态社区建设，通过可持续资源（水、垃圾、能源）管理、农村宅基地减量化、农村土地整治等实现乡村自然再生，推动上海绿色生态空间体系建设。

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（本文责编：仲济香）

The Spatial Consistency between Compact City and Mixed Land Use Development： A Case Study of Shanghai

ZHENG Hong-yu1， WU Ci-fang1， ZHENG Sheng1， ZHUO Yue-fei1， ZHANG Qun2
（1. School of Public Administration， Zhejiang University， Hangzhou 310029， China； 2. Geological Surveys Institute of Shanghai， Shanghai 200072， China）

This paper aims to present space development characteristics of Shanghai about urban compactness and mixed land use degree， and to further explore the spatial consistency. ArcGIS technology and analytic hierarchy process（AHP）are employed. The results show that: 1）Compactness of Shanghai is not high as a whole， which shapes as ‘palmate' distribution with city center as the core and suburban new town as the extension， with significant spatial gradient difference in ‘city center-periphery'； 2）Mixed land use degree of Shanghai is high， and decreases from city center to suburb slowly with more balanced distribution； 3）Overall， the area of spatial consistency accounted for about 43%，and Shanghai can be divided into three regions: ‘city center-suburban new town' with high compact high mixed， ‘city fringe area' with low compact high mixed， ‘outer suburbs' with low compact low mixed. Shanghai has formed ‘central city-suburban new town' which spreads toward the heart with a high compact and high mixed spatial pattern. We canimplement multiple and complementary regional development policies through integrating urban space form and layout of land use， in order to facilitate urban space optimization and the stock land reform.

land use； compact city development； spatial consistency； GIS； Shanghai

F301.24

A

1001-8158（2016）04-0035-08

2016-01-04；

2016-03-16

国家社会科学基金重点项目（13AZD012）。

郑红玉（1986-），女，河南新郑人，博士研究生。主要研究方向为土地与城市管理。E-mail: hongyuzheng@zju.edu.cn