湖南省城市紧凑度时空特征及影响因素研究

2018-07-18周维朱红梅刘庆陆杨惠

湖北农业科学 2018年11期

周维朱红梅刘庆陆杨惠

摘要：随着城市化进程的不断加速，人地矛盾日益突出，紧凑城市这一抑制城市无序蔓延，缓解“大城市病”的发展模式愈发受到关注。根据其核心内涵与相关理论，以湖南省为研究对象，从密度较高、结构合理、效率良好3个维度建立紧凑度评价指标体系，采用主成分分析法、逐步回归分析法及ArcGIS空间分析方法，对2000、2013年城市紧凑度及其主要影响因素进行计算分析，探讨湖南省城市紧凑度的时空变化特征。结果表明，湖南省城市紧凑度的总体水平得到提高，高、中度紧凑型城市有所增加，低度紧凑型城市减少，但城市之间的差距逐渐扩大。湖南省高、中、低度紧凑型城市的数量分布已从“水滴”形转化为“倒水滴”形，且呈现由西到东紧凑度不断提升的空间格局特征。影响湖南省城市紧凑度的主要因素是经济密度，其次是土地混合度、人口增长弹性、人口密度等。

关键词：城市紧凑度；时空特征；影响因素；湖南省

中图分类号：F292 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2018）11-0025-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.11.005

Abstract： With the continuous acceleration of the urbanization process， the contradiction between man and land has become increasingly prominent， and the compact urban development mode has become one of the main ways to curb the disorderly spread of the city and alleviate the “big city disease”. According to its core connotation and related theories， this paper takes 13 cities in Changsha， Hunan， Zhuzhou and Xiangtan as the object of study. The compactness evaluation index system is established from three dimensions： high density， reasonable structure and good efficiency. Stepwise regression analysis， the urban compactness and its main influencing factors were analyzed and analyzed to explore the spatial and temporal characteristics of urban compactness in Hunan province. The results show that： the overall level of urban compactness in Hunan province is increasing， the high and medium degree compact cities are increasing， the low degree of compact cities are decreasing， and the gap between cities is gradually widening. The distribution of the high， medium and low degree of compact cities in Hunan province has changed from “water droplets” to inverted “water droplets”， and presents the spatial pattern of rising from west to east. The main factors influencing the urban compactness of Hunan province are economic density， followed by land mixture， population growth elasticity， population density and so on.

Key words： urban compactness；characteristics of the synergetic evolution；influence factors；Hunan province

当前，中国正处于新型城镇化的深入发展时期，在城市数量和规模迅速上升的同时，环境恶化、交通拥堵、资源利用效率低等“城市病”问题亦层出不穷，并逐渐成为影响城镇化可持续发展的关键。随着 “优化国土空间开发格局”“调整空间结构”等要求的多次提出，“紧凑城市”作为中国城镇空间结构发展和调整的新模式，能有效提高土地利用率、改善城市的居住和生活环境，这对抑制城市的无序扩张，改善交通拥堵等诸多问题具有重要的现实和指导意义。

“紧凑城市”一词最早于1973年由西方学者Dantzing G和Satty T提出，他們认为集中设置公共设施可有效降低资源损耗，减少交通距离和污染的排放量[1]。随着城市的不断发展，国内外学者在其理论探讨和实证分析上的研究也不断深入。在紧凑城市的概念内涵上，目前尚无统一标准，国外学者的观点可大致归纳为以下3类：①“紧凑”主要包括功能和物质两个层次；②“紧凑”是一种空间形态，特点是高密度和功能混合；③“紧凑”是一种发展模式，以高密度为特征[2-4]。而国内学者则更多地偏向于认为，“紧凑”是一种城市发展策略，而非具体的空间形态[5-7]。在紧凑度测度上，主要分为单一指标测度法、多指标测度法及综合指标体系测度法，与前两种方法相比，综合指标体系测度法能更全面地反映城市紧凑度的各个因子，因而受到广泛使用[3-12]。此外，紧凑城市测度的空间尺度已基本涵盖全国、省域、市域等多个层级[3-5，7，8-10，12]，但对其进行时空特征分析和影响因素研究的还较少。

湖南省作为中国中部地区的重要省份之一，2013年底完成GDP 24 621.67亿元，第二三产业分别占GDP比重46.9%、40.9%，城镇总人口达3 427.84万人，城镇化水平47.96%，是“中部崛起”计划、“两型社会建设”试验区建设的重要组成部分，经济发展势头强劲。鉴于此，本研究以2000、2013年湖南省13个城市（因数据资料无法获取，不包括吉首市）为研究对象，构建城市紧凑度评价指标体系，探索湖南省城市紧凑度的时空变化特征及主要影响因素，以期为提升湖南省城市空间利用效率，促进城镇化发展的可持续提供理论依据，同时为丰富紧凑城市的相关研究助力。

1 研究方法与数据来源

1.1 城市紧凑度评价指标体系构建

紧凑城市具有高强度开发、相对密度较高、城市功能紧凑等特征，但“紧凑”这一过程的实现并非一味地追求高密度及高强度，其主要目的在于缓解城市的无序蔓延，为人们提供紧密而有序的宜居环境。因此，要实现城市的紧凑发展，在关注密度、强度的同时，还应注重城市人口-土地-经济结构的优化以及城市效率的提升。综合比较前人的研究成果[2，6，13]，本研究将紧凑城市定义为一种通过加强城市土地的开发和利用，使之具有较高的产出，从而提高城市密度，促进用地功能的混合，优化城市结构，提升资源利用效率的未来城市发展模式。其中，密度较高主要表现为在有限的面积上有尽量多的经济活动、人口与交通建设，结构的优化主要体现为人口增长、经济增长与用地增长的协调，以及不同功能用地的合理分配，效率良好则体现在城市绿化和城市资源的使用上。以此为基础，参考相关紧凑城市评价研究[5，8-10]，本研究从密度较高、结构合理、效率良好3个层次构建紧凑城市发展的评价指标体系（表1）。

1.2 紧凑度综合测度方法

采用Z值标准化法进行指标数据的无量纲化，选用主成分分析法进行指标权重的确定。根据原始数据的协方差矩阵特征值提取主成分，用bartlett计算出各主成分得分并保存为变量，再与各主成分的方差贡献率所占所有主成分累计贡献率的比重进行加权求和，得到各城市紧凑度综合得分。

主成分分析法在保留全部指标大部分信息的同时，能有效地减少指标数量，简化数据的处理。与专家打分法、熵值法等方法相比，主成分分析法在指标降维的基础上，更多地减少了指标之间的相互干扰和信息重叠，使结果更为客观合理。

1.3 逐步回归分析法

运用SPSS19.0软件的多元线性回归模块，采用逐步回归分析法，对城市紧凑度的密度、结构、效率类指标进行逐步回归分析，研究其主要影响因素。

1.4 数据来源

研究数据来源于2001、2014年《湖南省统计年鉴》《中国城市建设统计年鉴》《中国城市统计年鉴》及各市国民经济和社会发展统计公报等。

2 结果与分析

2.1 湖南省城市紧凑度综合分析

在时序上，从2000、2013年的湖南省城市紧凑度统计性描述中可知（表2），2013年长沙市、株洲市、湘潭市的平均紧凑度较高且稳定，分别位列前三。张家界市、怀化市、永州市平均排名较后，基本在末三位徘徊。从整体看，湖南省城市紧凑度得分的中位数由-0.18上升至0.31，偏度系数由1.04降低至0.26，说明高于全省平均水平的城市逐渐增多，且紧凑度的不对称程度减弱，湖南省城市紧凑度在总体上得到提高。标准差系数由0.46升为0.52，说明紧凑度得分的离散程度逐渐增强，各城市间的差距逐渐扩大。

根据紧凑度得分，同时借鉴相关研究的分类方法[4，5，12]，将湖南省13个城市划分为高度紧凑、中度紧凑和低度紧凑3种类型（表3）。在2000年，高度紧凑型城市为长沙市；中度紧凑型城市为株洲市、湘潭市、衡阳市、岳阳市、娄底市、邵阳市和郴州市7个城市，占全部城市的54%；低度紧凑型城市为常德市、怀化市、益阳市、永州市、张家界市5个城市，占城市总数的38%。高、中、低度紧凑型城市的数量呈“水滴”形分布。2013年高度紧凑型城市为长沙市、株洲市、湘潭市3个城市，占总体的23%；中度紧凑型城市为衡阳市、常德市、岳阳市、娄底市、邵阳市、郴州市、益阳市、张家界市等8个城市，占总数的62%；低度紧凑型城市为怀化市、永州市，占总数的15%。3种类型的城市數量出现“倒水滴”形特征，湖南省城市紧凑度结构得到优化，但大部分城市仍处于中度紧凑阶段，具有较大的提升空间，且紧凑度最高值与最低值分别相差1.77、1.75，说明湖南省城市紧凑度的极化现象明显。

在空间上，从图1可以看出，湖南省城市紧凑度具有较为明显的的空间聚集性，总体上呈现出由西到东，紧凑值不断提高的空间特征。其中，高度紧凑型城市主要集中在湘东地区，如长沙市、株洲市、湘潭市，这与长沙市的省会带动优势和建设“长株潭两型社会”区位优势相匹配；中度紧凑型城市主要分布在湘中、湘北部和部分湘南地区，如岳阳市、常德市、张家界市、益阳市、娄底市、邵阳市、衡阳市以及郴州市，这类城市在地理空间上所占面积最大，呈“C”形对高度紧凑型城市进行包围。其紧凑程度正处于频繁地过渡阶段，应大力发展城市的特色经济，如利用洞庭湖生态经济圈、东南沿海产业向中西部转移等优势进行经济建设，不断提高经济发展水平，同时结合科学的城市规划，促进城市紧凑度的提高；低度紧凑型城市则主要位于湘西和湘南地区，如怀化市、永州市，这是由于城市的基础建设与经济发展较为落后，城区结构不合理，从而导致其紧凑发展水平较低。应加大城市的土地投入和建设投资力度，提高用地效率，提高城市的产出与就业容纳力，以此优化城市布局及其产业结构。

结合表2可知，在2000-2013年湖南省城市紧凑度的空间变化趋势上，除省会长沙市以外，各城市的紧凑度均出现了一定程度的提高，其中湘潭市和株洲市从中度转型为高度紧凑型城市，张家界市、常德市、益阳市从低度转型为中度紧凑型城市。长沙市虽始终保持为高度紧凑型城市之列，但其紧凑度呈下降趋势。主要原因是随着长沙市城镇化进程和经济发展速度的不断加速，城市用地需求上涨，面积迅速扩张，使得交通、经济、人口等密度出现不同程度的下降，在今后发展中，需严格控制城市的扩张用地，在土地城镇化的同时，注重人口、经济城镇化的同向增长，不断优化城市发展结构。

2.2 湖南省城市紧凑度影响因素分析

为研究湖南省城市紧凑度的主要影响因素，将路网密度（X1）、经济密度（X2）、人口密度（X3）、经济增长弹性（X4）、人口增长弹性（X5）、土地混合度（X6）、燃氣普及率（X7）和人均公共绿地面积（X8）等8个指标因子作为自变量，城市紧凑度为因变量（Y），建立多元线性回归模型，选取逐步回归方法进行分析，来避免变量之间共线性带来的干扰。结果发现，路网密度（X1）、经济密度（X2）、人口密度（X3）、人口增长弹性（X5）、土地混合度（X6）和人均公共绿地面积（X8）指标的回归效果最佳，且膨胀系数最小。从表4可知，修正的相关系数R平方为0.996，F值为455.964，通过显著性检验，说明这6个指标是影响湖南省城市紧凑度的主要因素，对紧凑值的提高作用显著。因此，可建立湖南省城市紧凑度与上述6个指标的回归方程：Y=0.142X1+0.422X2+0.273X3+0.342X5+0.374X6+0.114X8。

从回归系数中可以看出，经济密度（X2）对城市紧凑度的影响最大，土地混合度（X6）、人口增长弹性（X5）、人口密度（X3）、路网密度（X1）、人均公共绿地面积（X8）对其影响程度依次减弱。说明湖南省紧凑城市的发展主要取决于城市经济-人口的发展水平和用地结构的优化程度，三者的匹配度是影响湖南省城市紧凑发展效率的最大因素，而基础设施建设和资源利用效率对城市紧凑度的影响则相对较小。

3 结论与讨论

通过对2000、2013年湖南省城市紧凑度进行综合评价，分析其时空变化特征和影响因素，得出：①在研究区内，湖南省城市紧凑度在总体上呈上升趋势。高、中度紧凑型城市有所增加，低度紧凑型城市有所减少。其中高度紧凑型城市主要聚集在湘东地区，中度紧凑型城市数量最多，主要分布在湘中部一带，低度紧凑型城市则分布于湘西、湘南部分地区。总体呈现东高西低的空间格局。②经济密度（X2）、土地混合度（X6）、人口增长弹性（X5）、人口密度（X3）、路网密度（X1）和人均公共绿地面积（X8）这6个因素对城市紧凑度的影响较大，说明城市的紧凑发展不仅依仗于单一的经济驱动，而是需要社会、生态因素的综合促进，与此同时，紧凑城市的发展水平也是城市功能混合和资源使用效率的集中体现。因此，在提升城市经济发展水平的同时，也要注意人口、交通及用地结构的优化，加强资源利用效率，实现密度较高、结构合理、效率良好的内在要求，进而构建高效的城市发展空间，促进新型城镇化的可持续发展。

这些成果对于各级政府制定相关政策具有一定的参考价值，有利于促进湖南省“紧凑型”城市建设及新型城镇化的可持续发展，与此同时，对紧凑城市时空特征及影响因素的相关研究也具有一定意义。但因数据不够全面，城市紧凑度的分析还存在不足，各城市之间的空间关联性有待进一步研究。

参考文献：

[1] DABTIZ G，SATTY T.Gompact City：A Plan for a Livable Urban Environment[M].San Francisco：Freeman Company，1973.

[2] 方创琳，祁巍锋.紧凑城市理念与测度研究进展及思考[J].城市规划学刊，2007（4）：65-72.

[3] 方创琳，祁巍锋，宋吉涛.中国城市群紧凑度的综合测度分析[J].地理学报，2008，63（10）：1011-1021.

[4] 黄永斌，董锁成，白永平.中国地级以上城市紧凑度时空演变特征研究[J].地理科学，2014，34（5）：531-537.

[5] 白永平，狄保忻，王鹏龙.陇海-兰新-北疆铁路沿线城市紧凑度及其影响因素研究[J].经济地理，2012，23（7）：37-42.

[6] 李琳，黄昕珮.基于“紧凑”内涵解读的紧凑度量与评价研究——“紧凑度”概念体系与指标体系的构建[J].国际城市规划，2012（1）：33-43.

[7] 韩刚，袁家冬，王兆博.吉林省城市紧凑度与城市效率的时空演变及相关性[J].中国人口资源与环境，2017（1）：20-27.

[8] 燕月，陈爽，李广宇.城市紧凑性测度指标研究及典型城市分析——以南京、苏州建设用地紧凑度为例[J].地理科学进展，2013，32（5）：733-742.

[9] 王珏，袁丰.基于演化树模型的长江三角洲城市紧凑度综合评价[J].长江流域资源，2014，35（6）：741-749.

[10] 马丽，金凤君.中国城市化发展的紧凑度评价分析[J].地理科学进展，2011，30（8）：1014-1020.