南通主城区空间形态演变研究*

2016-09-07余建华黄明华

苏州科技大学学报(社会科学版) 2016年4期

关键词：主城区南通空间

徐　敏，余建华，黄明华

(1.苏州科技大学建筑与城市规划学院，江苏苏州 215009；2.南通大学地理科学学院，江苏南通 226007)

南通主城区空间形态演变研究*

徐敏1，余建华2，黄明华1

(1.苏州科技大学建筑与城市规划学院，江苏苏州 215009；2.南通大学地理科学学院，江苏南通 226007)

以RS、GIS为技术支撑，选取南通市4个时期近30年的城市影像图，对南通主城区空间拓展强度指数、紧凑度指数、分形维数与形状指数进行量化分析。结果表明，南通主城区空间形态渐趋规则，由早期团块状经H型过渡转向星状结构，现阶段空间形态表现为内部填充与外延扩张式并存，并以轴间填充发展为主。对促进南通主城区空间形态演化的动力机制进行分析认为，实现南通主城区空间形态优化发展应从科学规划、经济空间集聚、行政管理等方面予以引导。

城市空间形态；演变机理；南通主城区

引言

新型城镇化背景下各种社会经济力量的成长、组合与演变必然会强烈地作用于城镇空间发展过程[1]，影响其空间形态的演变[2]。南通作为“中国近代第一城”[3]，随着城市立体交通网络的构建，交通与经济区位优势日益明显。在此背景下，南通主城区空间形态将如何演变？与哪些因素相关？认清这些问题对于优化南通未来城市空间结构，研究其演变过程、特点与动力机理等具有重要意义。

目前，相关专家学者对南通城市空间形态的研究主要集中于城建历史沿革、城镇体系、城镇空间结构等领域。余建华从宏观战略视角研究南通城市空间演变过程及发展趋向[4-5]；丁凤鸣等从城市文化积淀视角，提出城市空间结构演变的文化整合过程[6]；薛华培提出南通构建都市区“一主三副两轴多点”的网络状空间结构[7]；邱阳明以南通城市化及城镇体系为研究对象，剖析南通城镇宏观空间形态发展特征及空间变化的动力机制[8]；储金龙等以多时期TM/ETM卫星遥感影像为数据源，剖析南通地区各类城镇用地扩展过程与城镇空间结构分异过程[9]。综上，相关研究领域较为宽泛，但对多因素主导下的南通城市空间形态实证研究较为薄弱，对于研判南通主城区空间发展趋向支撑不足。基于此，笔者将对南通主城区空间拓展强度指数、紧凑度指数、分形维数与形状指数进行实证研究，分析促进主城区空间形态演化的动力机制，并提出引导南通主城区空间形态演变的优化策略。

一、研究区域与研究方法

1.研究区域概况

南通市地处长江下游冲积平原，东濒黄海，南倚长江，位居我国沿海经济带与长江经济带T型交汇处，下辖崇川区、港闸区、开发区、通州区，以及海安、如皋、如东、海门、启东五县市。改革开放以来，南通城市经济发展迅猛，三次产业结构进一步优化(见表1)。2009年，南通通州市行政区划整体并入南通市区，扩大了南通城区范围。南通市崇川区、港闸区、开发区作为中心城区的核心发展片区，对经济发展起重要作用。笔者以南通主城区(包括崇川区、港闸区、开发区)为研究区域，探究南通核心发展片区的城市空间形态演变。

表1　南通主城区历年经济统计数据

资料来源：南通市历年经济社会统计年鉴

2.研究数据来源与处理

南通主城区用地规模数据取自1978年和1983年南通城市总体规划用地现状(更新)图等资料；城市空间扩展数据选取1987年、1994年、2004年和2014年4个时期TM遥感影像解译。数据处理采用ENVI 4.7操作平台，经大气校正、影像投影转换、几何校正等步骤处理，并在该平台将获取的影像数据按波段合成，采用监督分类法提取主城区建设用地。遥感影像选择时间多为6—8月，该时段长江中下游平原农用地多为农作物覆盖，易于对城市建设用地信息进行识别。

3.研究方法

笔者借助GIS、RS平台，综合城市空间拓展强度与空间形态测度来反映南通主城区城市空间形态的演变过程。

空间拓展强度测度主要指标为城市空间拓展指数。根据南通主城区不同时期建成区用地面积数据，分析用地扩展强弱与趋势。其表达式为：

式中，ΔUij为j时段第i个研究单元建成区扩展值，Δtj为时间跨度，TLAi为第i单元建成区总面积。

城市外部空间形态测度包括紧凑度、分形维数、形状指数等指标。紧凑度指数是反映城市空间形态的重要指标。笔者采用的紧凑度公式为：

式中，BCI为紧凑度指数，A为城市建成区面积，P为建成区轮廓周长。BCI值越大，越具有紧凑性；反之，形态紧凑性越低。

分形维数能够描述城市空间分形体的空间填充能力及其边界的不规则程度。设A为城市建成区面积，P为周长，D为边界分形维数，根据面积-周长关系建立表达式为：

式中，α为常系数，f(D)是与分维D有关的幂函数，即有InP=Inα+f(D)InA。反映在城市空间形态特征上，D值变大则表明城市空间形态不规则度增加，城市地域边界复杂表明建成区以向外扩展为主；反之，D值下降则表明城市空间形态变化以建成区边缘填充为主；若城市空间形态的不规则度不变，表明进入相对稳定的发展阶段。[11]

形状指数对量化城市空间形态演变效果显著，其由小至大表征城市空间形态由紧凑向离散演变。其计算式为：

式中，SBC是形状指数，ri是某图形优势点到图形边界线的长，n是辐射半径数量。形状最紧凑的为圆形，其SBC值最小；正多边形次之；直线型的SBC值最大。

二、南通主城区空间形态演变历程与特征值分析

1.南通主城区空间形态演变历程

早期的南通城空间形态符合封建社会礼制思想，兼容风水文化，规则坊里制的内部空间一直持续至19世纪末均未发生明显变化。

(1)“张謇时代”*张謇(1853—1926)，江苏南通人，清末状元，中国近代著名实业家。本文“张謇时代”指19世纪末期至张謇晚年，以张謇实业救国为主要影响的南通城建发展时期。的飞地扩散模式(19世纪末—20世纪初期)

19世纪末至20世纪初期，张謇融合儒家人本主义与道家自然主义传统，并行之于南通城建。“张謇时代”的飞地发展模式促进形成了南通城建早期的“一城三镇”*“一城三镇”指南通主城、唐闸镇、天生港镇、狼山镇。格局，对近代南通城市发展起到定“势”作用，其影响直至今日。然而，该发展模式未能考虑城市发展所处阶段，过早分散城市功能，削弱城市规模经济效应，亦为南通发展带来诸多负面影响。

(2)零散点式开发的生产性工业布局模式(20世纪50—70年代)

计划经济时期，受苏联规划思想影响，城市发展侧重对工业区与生活区进行布局。[12]50年代，南通已形成三片城市工业区，即唐闸、天生港重工业区，旧城及东南工业区，城北粮棉加工区。60年代，规划用地中将姚港、唐闸和八厂街、老任港分别确定为化学工业区、轻纺工业区和机械工业区，逐步形成以零散点式开发为主的生产性工业布局发展模式。然而，规划目标与实际经济发展水平并不相符合，使得城市功能分区混乱，整体布局不协调，出现诸如生活设施配套不足、城市工业污染严重等城建问题。

(3)由“一城三镇”模式转为沿江带状发展(20世纪80—90年代)

20世纪80年代，南通市总体规划维持“一城三镇”空间形态。唐闸镇以轻纺综合工业为主；天生港镇以电力、建材为主；狼山镇以自然风景、旅游观光为主。80年代中期，《江苏省南通市总体规划(1980—2000)》调整，将沿江岸线的使用纳入重点发展范围。随着国家级开发区的设立，南通主城区进入沿江岸线的快速扩张发展阶段。主城区沿江发展轴线逐步串接港闸工业片区、中心城区、开发区、江海港区等用地单元，沿江岸线向长江下游呈条带状延伸。

(4)强化沿江轴线发展下的蔓延式填充与片区多中心发展并存(21世纪以来)

新世纪以来，沿江产业带的成片、轴线串接式布局已渐趋成形。主城区核心发展片区以现状工业布局为基础，逐步调整用地结构，重点发展第三产业；港闸经济开发区以技术、劳动密集型加工工业为主；开发区与江海港区重点发展高新技术产业、出口加工业、精细化工业与大型港口企业。随着沿江多片区产业空间结构的优化，城市发展用地优化置换，并在充分利用沿江岸线基础上，沿城市主要交通线不断向两侧蔓延式填充。经过十余年的发展，南通中央商务区、北翼新城、南翼新城等城市次级中心逐步成形，主城区空间形态的多中心发展与蔓延式填充共生共存。

2.南通主城区空间形态特征值分析

(1)扩展强度指数

1978年，南通市的主城区建成区面积为13.92km2；1987年，建成区面积增至29km2，年均增加1.68km2。此后，对主城区沿江岸线的重点开发使得主城区建设用地面积年均增加值逐年提高，至2004年主城区空间形态已出现明显的以南北向沿江带状延伸为主的发展趋势(见图1)。

整理不同年份南通主城区建设用地数据，计算得出空间扩展强度指数(见表2)。由表2可知，不同时期南通主城区空间扩展强度指数差异明显。将南通主城区空间扩展划分为三个等级：I小于0.04为低速扩展；I在0.04—0.07间为中速扩展；I大于0.07为快速扩展。那么，南通主城区在1978—1983年、1987—1994年、1994—2004年、2004—2014年为中速扩展；1983—1987年为快速扩展。改革开放初期，南通主城区空间扩展进程加快，80年代中后期，以港兴城战略与市政府搬迁等带动了南通新城建设，推动城市建设用地需求量快速增加，城市空间扩展步入中、快速发展阶段。

图1　南通主城区不同年份空间形态扩展图

年份建成区面积/km2时间段间隔/年建成区面积增加值/km2年均增加值/km2扩展强度I/%197813.92198319.4955.571.115.70198729.0049.512.388.21199445.00716.002.675.93200493.801048.804.885.202014166.931073.137.314.38

资料来源：根据1978年、1983年和1987年南通市总体规划数据资料，以及1987年、1994年、2004年和2014年遥感影像解译数据计算

(2)紧凑度指数

表3数据显示，南通主城区紧凑度指数在0.2—0.5之间变化，且呈逐年下降趋势，其中，1987—2004年变化较大。改革开放初期，南通主城区因循“一城三镇”布局模式内向集聚发展，紧凑度较高，因而1987年紧凑度指数最大，为0.472。80年代中期，南通沿江开发战略使主城区呈沿江带状延伸，打破其内向集聚发展模式。新世纪以来，南通主城区以横向填充式发展为主，紧凑度指数下降趋势明显减缓。

表3　南通主城区紧凑度与分维值对比

资料来源：笔者通过相关数据计算整理

(3)分形维数

1987—1994年，南通主城区分形维数值由1.648上升至1.655；2004年，分形维数值又上升至1.682；2014年，分形维数值下降为1.652(见表3)。1987年至新世纪初，主城区分形维数值上升表明城市建成区面积增加以外向扩展为主，南通主城区沿江开发战略使其边界形态趋于复杂。2004年以后，分形维数值逐渐下降，表明用地以轴间填充发展为主，主城区建设用地边界愈趋规则。

(4)形状指数

将南通主城区形状指数(见表4)与王新生计算得出的各图形形状指数[11]对比发现，三个时期南通主城区形状指数分别与矩形、H形及星形较为接近。1987—1994年，南通主城区形状指数从29.043增至32.959；1994—2004年，形状指数从32.959增至47.282，表明主城区建设用地图斑渐趋离散；2004年后，形状指数出现回落，表明该时期南通主城区城市空间形态以内涵式发展为主，城市土地使用逐步集约化。可见，1987年以来，南通城市空间形态从最初团块状矩形逐渐演化为带状或H型，并经轴向填充发展转向星状城市空间形态。

表4　不同时期主城区空间形态形状指数

资料来源：笔者通过相关数据计算整理

三、南通主城区空间形态演变的动力机制研究

城市空间结构是城市功能活动的内在联系，反映城市经济、社会与环境等主要构成要素在一定时期形成的相互关联、相互影响、相互制约的关系，表征着城市空间形态的演变趋向。因此，城市外部形态演变是城市空间扩展的自然条件、交通等内在适应性因素，以及经济、规划(政策)引导等驱动因素共同作用的结果。

1.区域自然禀赋与交通因素

自然条件对南通主城区空间扩展起到限制与引导作用。江海平原为南通主城区外拓式发展提供了有利条件，但西依长江成为城市西向扩张的重要制约因素，从而引导城市沿江带状分布。交通条件对南通城市空间拓展的影响更为明显，水运时代张謇发展航运交通以满足城市工业发展需要，以港兴城战略的提出促进南通主城区沿长江岸线轴向延伸。铁路、公路尤其高速公路与高速铁路的快速发展使南通产业发展区位优势日益突显，对外交通的主要轴线成为城市空间形态演变的重要延伸方向，苏通大桥的建成通车，对南通主城区沿长江岸线南北延伸有重要的引导作用。

2.经济空间因素

经济空间的集聚与扩散是城市空间形态演变的内在动力。南通主城区不同产业的空间集聚与扩散，使城市经济产业结构不断优化，经济实力不断增强，为城市空间扩展与外部空间形态演变提供动力。南通城市人口的增长带动了城市消费需求的增加，居住空间选择行为的个性化促进南通房地产发展，进而刺激城市土地的空间扩展开发速度。此外，城市政府企业化治理体系、辖区型制度壁垒效应、二元土地制度利益博弈、僵化的土地规制等均会对城市空间发展产生重要的影响。

3.区域发展政策(规划)导向机制

1984年，南通国家级经济开发区获批，逐步形成以工业项目为主，融合居住、商贸、金融、办公为一体的综合性区域，推动南通主城区功能空间进一步优化。新世纪初，“三场三镇”*“三场三镇”分别是南通农场、东方红农场、通州市良种场，以及通州市灼行镇、小海镇、观音山镇。划入市区，市区行政区划面积大量增加；2009年，通州撤县设区，促进了市区城乡一体化发展，进一步优化了城市产业空间布局与城市空间结构。新一轮南通市土地利用总体规划与城市总体规划为南通城市发展带来重大机遇。2009年，省沿海地区发展规划确定南通为长三角北翼经济发展中心；2010年，长三角区域规划提出将南通打造为江海交汇的现代化国际港口城市；2013年，上海自贸区设立、省政府印发《南通陆海统筹发展综合配套改革试验区总体方案》，以及国家“一带一路”战略与长江经济带建设等规划(政策)均为南通主城区空间结构形态的优化发展了提供强大动力。

四、南通主城区空间形态演变趋势与优化策略

1.南通主城区空间形态演变趋势

目前，南通主城区现有用地布局中，纵向沿江发展轴线已趋饱和，未来主城区应以优化城市空间结构为主，城市建设用地的增加以横向、轴间填充式发展为主。笔者在分析南通主城区空间形态演化历程的基础上，结合沪通铁路、互通跨江大桥、锡通高速过江通道等区域重大基础设施建设现状，将未来主城区空间拓展趋向概括为：整合西、北方向，向东、南方向发展，通州片区主要向西发展，与主城区完成群体组团布局，形成沿江轴线与核心城区至通州城区交叉组合的十字相交垂直双轴线型空间架构。

主城区应大力推进优质二、三产业，如都市工业、金融保险、现代物流与旅游休闲等服务业的发展，完善新城区建设。纵向轴线向南串联国家级经济技术开发区、苏通科技产业园与锡通科技产业园，带动“一区两园”建设，打造南翼新城；轴线北端连接北翼新城核心区，北部的铁路枢纽以及现代物流园区规划建设促进城市功能的提升，唐闸、天生港等老镇区改造、更新将促进北翼城区空间结构的优化。

东西横向轴线上，应以通州城区、通州开发区为核心，以川姜、兴东、西亭、石港等周边城镇及滨海新区为腹地，发展空港物流、精密机电、纺织服装、都市生态农业等产业，加强与主城区的互通融合，建设极具田园气息的现代宜居新城，构建南通市区“东大门”，使通州区成为连接主城区、东部沿海港口的重要节点，实现“江海联动”的发展模式。

2.南通主城区空间形态优化策略

首先，科学规划是引导城市空间形态演化的核心手段。南通主城区的发展应立足自身区位优势与资源条件，确立其在沿海及长三角的目标定位，制定符合实际的城市发展战略，协调产业布局与城市功能空间的组合关系，彰显城市特色，提升人文品质。

一是优化土地空间利用格局。目前，南通主城区土地利用规模已趋饱和，虽然通州并入市区，拓宽了市区发展空间，但仍应通过空间管制提高土地集约利用效益，控制城市空间扩展速度与进程。城市建设用地总量是刚性约束，各功能用地比例协调与否决定城市未来发展方向，进而影响城市空间形态演化趋向。因此，优化城市功能用地结构，合理引导主城区空间形态沿江轴线的填充发展，实施沿通吕运河向东延伸拓展规划，将有助于避免城市空间形态的无序蔓延。

二是完善城市内外交通设施对接。南通城市的对外交通轴线对城市空间形态演化方向影响程度较大。因此，南通主城区应着力完善公路、铁路、水运、航空等多种交通组织方式，构筑协调发展的南通主城区一体化综合对外交通体系，充分利用过江通道加紧完善市内配套互通枢纽设施建设，夯实战略性区域交通枢纽地位。交通网络生长能促进城市可达性水平的提高，真正落实公共交通优先发展战略，可以采取多种不同的公交方式，完善不同功能组团之间的有机联系，促进城市居民生产、生活的通勤便捷度，从宏观上引导城市空间形态优化发展。

三是构建复合生态网络，打造和谐人居环境。新型城镇化背景下，南通城市发展的生态环境压力倍增，城市发展资源、生态环境与经济社会发展间的矛盾日益突出。因此，以点、线、面结合方式优化城市生态空间，防止生态空间因主城区无序蔓延而不断被蚕食。具体而言，南通主城区可利用各种河道网构建“绿环”，以交通干线构建“绿廊”，形成沿江生态岸线和狼五山生态廊道；以居住区公园和城市公园构建多点“绿心”，形成城市生态、建设用地相互交融的城市绿色结构形态，从而构建人与与自然高度融合的复合生态网络。

其次，经济集聚是推动城市空间形态演变的重要驱动力。改革开放以来，南通城市空间扩展与经济发展密切相关。经济发展以产业集聚吸引资金、技术与劳动力，南通主城区建成面积随着城市经济集聚渐趋扩大。随着区位交通条件的改善，在政府“退二进三”政策的推动下，原有城市中心区的城市服务功能不断增强，商业娱乐、办公、金融等集聚于主城区核心地带，逐步形成以第三产业聚集地与生活、居住全面配套的综合性城市空间。90年代后期，随着住房制度改革的不断深化，房地产业成为南通城市空间形态演变的重要推动力，加剧了城市空间外延扩张，促进城市职能空间的更新与优化，如南通中南世纪城的打造有效地促进城市新中心区的形成。主城区原有第二产业逐步外迁，随着跨江合作开发力度加大，主城区核心用地逐步置换为苏通科技产业园、锡通科技产业园、上海科技园北园等，与原有的国家级经济技术开发区、省级开发区等打造成城市产业集聚地，极具吸纳人才潜能，并成为推动南通经济增长及其城市空间形态优化的强劲动力。

再次，行政管理机制是城市空间形态演化的决定性因素。政府是城市资源经营的主导者，担负着建设与管理城市、推进城市发展的行政管理职能，对城市空间形态演化有决定性影响。在南通主城区经济快速发展背景下，主城区西向的长江带天堑使城市配置二、三产业集聚发展的空间资源较为匮乏，并成为制约南通主城区经济可持续发展的瓶颈。2009年，国家发改委批复行政区划调整决议，通州撤市设区，不仅有利于南通城市资源的优化配置，而且对地方政府、区域经济和城市空间结构、地方政府管理职能、地方产业结构、资源配置空间和权限、地方财政收支、基础设施建设、城市投资、人口与规划等多个方面产生影响。行政区划调整有利于两地(南通主城区与通州区)统筹规划，消除主城区东拓联接通州城区之瓶颈，适应主城区发展的需要，在挖掘城区发展潜力、集聚吸纳各优质资源的同时，降低经济发展成本。

结语

利用RS、GIS技术，对南通主城区空间形态演化进行定量研究、分析，得出以下结论：一是对空间拓展强度指数、紧凑度指数、分形维数和形状指数的分析表明，南通主城区空间形态正逐步向星状结构转变，现阶段空间形态以轴间填充发展为主；二是对促进南通主城区空间形态演化的动力机制进行分析，认为科学规划是空间形态演变的核心，经济空间集聚是主要推动力，行政管理是决定性因素；三是提出南通主城区多组团群体空间布局结构，以东西横轴衔接主城区与通州区，形成“江海联动”发展模式，并从科学规划、经济社会发展、行政管理调控等方面提出优化南通主城区空间形态的相关策略。

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