長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間擴(kuò)展時(shí)空格局與特征研究

文潘 鑫上海同濟(jì)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司創(chuàng)研中心、自然資源部國(guó)土空間智能規(guī)劃技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高級(jí)工程師，注冊(cè)城鄉(xiāng)規(guī)劃師，博士

張尚武同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院教授，自然資源部國(guó)土空間智能規(guī)劃技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，上海同濟(jì)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司院長(zhǎng)（通訊作者）

一、引言

改革開放以來(lái)，我國(guó)城鎮(zhèn)化速度空前，在時(shí)空壓縮背景下，我國(guó)城市空間擴(kuò)展速度和城市規(guī)模增速遠(yuǎn)超相同歷史階段的任何國(guó)家。城市用地快速擴(kuò)展在為城鎮(zhèn)化轉(zhuǎn)移人口、資本和產(chǎn)業(yè)集聚提供空間支撐的同時(shí)，也伴隨著用地規(guī)模的盲目增長(zhǎng)、城市空間蔓延、土地低效利用，嚴(yán)重的交通擁堵，以及各類生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，加劇了人口、資源、環(huán)境矛盾。[1][2]作為城鎮(zhèn)化發(fā)展的主要物質(zhì)載體，城市空間擴(kuò)展時(shí)空特征的研究對(duì)于理解城鎮(zhèn)化過(guò)程以及制定區(qū)域發(fā)展政策至關(guān)重要。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)城市空間擴(kuò)展格局和特征研究主要集中在空間形態(tài)、空間結(jié)構(gòu)和格局等方面。研究者采用形態(tài)緊湊度指數(shù)[3][4]、全局和局部空間自相關(guān)[5][6]、凸殼方法[7]、景觀擴(kuò)張指數(shù)[8][9]、景觀格局指數(shù)[10][11]，結(jié)合方位比較法、網(wǎng)格單元分析法等，對(duì)城鎮(zhèn)空間集聚擴(kuò)散程度、空間擴(kuò)展模式等進(jìn)行分析。研究范圍涉及大都市地區(qū)、都市圈、城市群等多尺度空間。[12][13][14]但縱觀現(xiàn)有研究，在以下兩個(gè)方面仍有待深化：第一，城市空間層面的研究側(cè)重于空間形態(tài)、空間結(jié)構(gòu)的靜態(tài)描述，對(duì)于城市空間擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)過(guò)程有所忽視。而城市空間的擴(kuò)展過(guò)程決定空間形態(tài)格局，在城市發(fā)展實(shí)踐中，對(duì)于空間過(guò)程的合理干預(yù)是實(shí)現(xiàn)城市空間緊湊布局的重要手段。第二，現(xiàn)有對(duì)城市空間擴(kuò)展研究基本將城市規(guī)模和空間結(jié)構(gòu)演變分開，而現(xiàn)實(shí)中城市空間擴(kuò)展是城市規(guī)模與結(jié)構(gòu)協(xié)同演化的過(guò)程，二者之間存在內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。城市規(guī)模的增長(zhǎng)會(huì)影響城市空間結(jié)構(gòu)效應(yīng)的發(fā)揮，而城市空間結(jié)構(gòu)的演變也會(huì)對(duì)城市規(guī)模效應(yīng)產(chǎn)生影響。[15]

長(zhǎng)三角地區(qū)作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最為活躍的巨型城市區(qū)域，進(jìn)入21世紀(jì)后先后編制了多輪區(qū)域發(fā)展規(guī)劃。2018年11月，長(zhǎng)三角區(qū)域一體化上升為國(guó)家戰(zhàn)略，其發(fā)展綱要中明確提出打造全國(guó)高質(zhì)量發(fā)展樣板區(qū)的戰(zhàn)略定位。在借鑒相關(guān)研究基礎(chǔ)上，本文嘗試采用城市不透水地表（Impervious surfaces）數(shù)據(jù)，重點(diǎn)從區(qū)域和中心城市兩個(gè)尺度對(duì)長(zhǎng)三角地區(qū)空間擴(kuò)展的形態(tài)特征、集聚擴(kuò)散特征和擴(kuò)展模式特征進(jìn)行分析。并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討城市空間擴(kuò)展過(guò)程中城市規(guī)模和空間結(jié)構(gòu)的協(xié)同演變關(guān)系，以期增加對(duì)長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間演化規(guī)律的認(rèn)識(shí)，為長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間發(fā)展高質(zhì)量發(fā)展提供科學(xué)的決策依據(jù)和政策建議。

二、數(shù)據(jù)處理與研究方法

（一）數(shù)據(jù)來(lái)源與數(shù)據(jù)處理

不透水地表作為人居環(huán)境的主要組成部分，由阻礙或阻止水自然滲入土壤的材料組成，包括屋頂、道路、人行道、停車場(chǎng)等。[16]不透水地表作為典型的人工景觀，其空間分布及演化直接反映城市空間結(jié)構(gòu)的演變。本文采用的不透水地表數(shù)據(jù)主要來(lái)自Gong等公開的不透水地表數(shù)據(jù)。[17][18]該數(shù)據(jù)以Landsat遙感圖像為主要來(lái)源，夜間燈光數(shù)據(jù)為輔助。采用不透水地表映射算法和谷歌地球引擎(GEE)平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，處理后的30m分辨率數(shù)據(jù)總體準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上?；A(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)方面，長(zhǎng)三角地區(qū)范圍采用國(guó)務(wù)院2016年5月發(fā)布的《長(zhǎng)江三角洲城市群發(fā)展規(guī)劃》，包括26個(gè)城市，區(qū)域面積21.17萬(wàn)km2。中心城市數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)縣級(jí)行政單元數(shù)據(jù)，考慮到1990年后長(zhǎng)三角地區(qū)“縣改區(qū)”“市改區(qū)”等行政區(qū)劃調(diào)整頻繁，為避免行政區(qū)劃調(diào)整對(duì)城市空間范圍的影響，本文以2018年末各中心城市市轄區(qū)為標(biāo)準(zhǔn)，采用GIS統(tǒng)計(jì)分析工具，分別提取長(zhǎng)三角地區(qū)26個(gè)中心城市在1990年、2000年、2010年、2018年四個(gè)時(shí)點(diǎn)的不透水地表數(shù)據(jù)，用于后續(xù)研究。

（二）研究方法

1.空間開發(fā)強(qiáng)度和擴(kuò)展強(qiáng)度

空間開發(fā)強(qiáng)度（SDI）表征長(zhǎng)三角地區(qū)城市用地總面積占研究單元總面積的百分比，用以描述城市空間開發(fā)態(tài)勢(shì)?？臻g擴(kuò)展強(qiáng)度（EII）是指長(zhǎng)三角地區(qū)內(nèi)城市空間年均擴(kuò)展面積占土地總面積的百分比。

式中，SDI為空間開發(fā)強(qiáng)度，EII為空間擴(kuò)展強(qiáng)度，UAstart為初始時(shí)間的城市用地面積，UAend為結(jié)束時(shí)間的城市用地面積，TLA為研究單元總面積，n為時(shí)間跨度。

2.形態(tài)緊湊度指數(shù)

空間形態(tài)是城市空間的外在顯性特征，重點(diǎn)關(guān)注城市用地外部形狀的規(guī)整性和趨圓性，通常采用Richardson緊湊度、Cole緊湊度、邊界分形維數(shù)、景觀形狀指數(shù)等來(lái)描述。一般而言，城市空間形態(tài)越趨圓，空間形態(tài)越緊湊。本文借鑒Richardson緊湊度來(lái)描述空間形態(tài)的緊湊度，[4]其公示如下：

式中，C指城市空間形態(tài)緊湊度，A為城市用地面積，E為城市空間外部形態(tài)周長(zhǎng)。C值位于0—1之間，形態(tài)緊湊度值越大，其空間形態(tài)越緊湊；反之，空間形態(tài)緊湊性越差。圓是一種形狀最緊湊的圖形，其緊湊度為1。

3.結(jié)構(gòu)緊湊度指數(shù)

狹義的空間結(jié)構(gòu)也即空間要素的組織邏輯，重點(diǎn)反映城市要素或用地的空間集聚分散程度，居住、就業(yè)、交通空間的混合和協(xié)調(diào)程度等，可采用全局和局部空間自相關(guān)（Moran系數(shù)和Geary系數(shù)）、Gini系數(shù)、集中度、混合度等來(lái)表征。Moran系數(shù)能夠較好地反映城市空間結(jié)構(gòu)的相對(duì)空間關(guān)系，應(yīng)用前提條件局限小，可以用來(lái)測(cè)度城市空間的結(jié)構(gòu)緊湊度。[19]在測(cè)度長(zhǎng)三角地區(qū)26個(gè)中心城市結(jié)構(gòu)緊湊度時(shí)，首先，參照王磊等相關(guān)研究，[12]采用2km×2km的固定格網(wǎng)（Fishnet模塊）與長(zhǎng)三角地區(qū)行政區(qū)劃及不透水地表矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，計(jì)算每個(gè)格網(wǎng)內(nèi)的城市空間開發(fā)強(qiáng)度；其次，采用空間自相關(guān)模型衡量長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間擴(kuò)展的集聚或擴(kuò)散特征。全局Moran指數(shù)I的公式為：

4.過(guò)程緊湊度指數(shù)

城市空間擴(kuò)展是個(gè)時(shí)空復(fù)合過(guò)程，城市空間增長(zhǎng)并非以同種方式同樣位置集聚或擴(kuò)散。[20]較空間形態(tài)和空間要素組織的靜態(tài)描述，過(guò)程視角能夠從動(dòng)態(tài)視角描述城市空間發(fā)展演變趨勢(shì)。本文將城市空間擴(kuò)展過(guò)程分為填充式、邊緣式、飛地式三種，填充式和邊緣式被認(rèn)為是緊湊擴(kuò)展，城市土地總面積的增加不會(huì)導(dǎo)致城市斑塊的增加，可以被看成城市空間的融合過(guò)程。飛地式擴(kuò)展將導(dǎo)致城市斑塊數(shù)量的增加，可以認(rèn)為是城市空間的擴(kuò)散過(guò)程。[9]借鑒Liu等提出的景觀擴(kuò)展指數(shù)（LEI）對(duì)其進(jìn)行定量分析。[21]

式中，Length(common)為新建城市用地斑塊與原有城市用地斑塊公共邊界的長(zhǎng)度，Perimeter(new)為新建城市用地斑塊的周長(zhǎng)，LEI為公共邊界與周長(zhǎng)的比值，其范圍為0—1。當(dāng)LEI＞0.5時(shí)，為填充式擴(kuò)展；當(dāng)0＜LEI≤0.5，為邊緣式擴(kuò)展；當(dāng)LEI=0時(shí)，為飛地式擴(kuò)展。其中，新增用地的填充式用地比重可以用于表征城市空間擴(kuò)展過(guò)程的緊湊度。

三、長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間擴(kuò)展時(shí)空格局

（一）城市空間擴(kuò)展強(qiáng)度時(shí)空格局

1.區(qū)域城市空間擴(kuò)展強(qiáng)度

總體來(lái)看，長(zhǎng)三角地區(qū)城市用地覆蓋面積時(shí)空變化巨大，2018年長(zhǎng)三角地區(qū)城市用地總面積33 013.72km2，是1990年（4 513.61km2）的7.31倍，年均增量1 055.56km2（圖1）。1990—2000年，城市用地增長(zhǎng)主要集中在滬寧鐵路沿線，及各中心城市市區(qū)等地，城市用地主要圍繞中心城區(qū)點(diǎn)狀擴(kuò)散；2000—2010年，城市用地沿線、沿江、沿湖擴(kuò)展顯著，城市用地的扁平化增長(zhǎng)推動(dòng)了城市增長(zhǎng)廊道和大都市連綿區(qū)的形成；2010—2018年，在原有軸線擴(kuò)展基礎(chǔ)上，中心城市以外的中小城市、縣城用地?cái)U(kuò)展也明顯加速，城市空間格局正從點(diǎn)軸形態(tài)走向網(wǎng)絡(luò)化。

圖1 長(zhǎng)三角地區(qū)城市用地?cái)U(kuò)展過(guò)程

從長(zhǎng)三角地區(qū)城市用地?cái)U(kuò)展速度與擴(kuò)展強(qiáng)度角度（見表1），可以發(fā)現(xiàn)：1990—2000年、2000—2010年、2010—2018年3個(gè)時(shí)間段的城市用地年均增長(zhǎng)量分別為319.49、1 017.39和2 161.61km2，城市用地年均增長(zhǎng)率分別為5.50%、8.78%和9.15%，城市空間擴(kuò)展強(qiáng)度分別為0.15%、0.48%和1.01%，長(zhǎng)三角地區(qū)城市用地?cái)U(kuò)展速度、擴(kuò)展強(qiáng)度指數(shù)不斷提高，仍呈現(xiàn)出加速擴(kuò)展的發(fā)展趨勢(shì)。

表1 長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間擴(kuò)展速度及強(qiáng)度比較

表2 長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間擴(kuò)展強(qiáng)度的Moran指數(shù)

2.中心城市空間開發(fā)強(qiáng)度變化

城市空間開發(fā)強(qiáng)度方面，1990—2018年近30年間，長(zhǎng)三角地區(qū)城市用地面積年均增加1 055.56k m2，開發(fā)強(qiáng)度從2.11%增長(zhǎng)到15.47%，增長(zhǎng)幅度極大。分時(shí)段看，1990—2000年10年間增加1.50%，年均增長(zhǎng)僅0.15%；2000—2010年均增長(zhǎng)達(dá)到0.48%；而2010—2018年均增速高達(dá)1.01%，城市空間開發(fā)強(qiáng)度仍處于加速增長(zhǎng)階段。采用ArcGIS的自然斷裂點(diǎn)法將2018年26個(gè)中心城市空間開發(fā)強(qiáng)度分為5類（圖2），發(fā)現(xiàn)空間開發(fā)強(qiáng)度位于均值以上的區(qū)域主要分布在長(zhǎng)三角核心區(qū)，在長(zhǎng)三角北翼沿滬寧、合寧綜合交通軸線上的城市空間開發(fā)強(qiáng)度大都在28%以上，開發(fā)強(qiáng)度普遍較高，上海、無(wú)錫、常州、合肥等中心城市空間開發(fā)強(qiáng)度居于領(lǐng)先地位；而鹽城、滁州、池州、宣城、金華等外圍城市空間開發(fā)強(qiáng)度大都居于長(zhǎng)三角地區(qū)均值以下。從時(shí)間變化看，1990—2018年城市空間開發(fā)強(qiáng)度變化空間特征與2018年城市空間開發(fā)強(qiáng)度高度吻合，具有較為相對(duì)顯著的核心—外圍特點(diǎn)，上海、無(wú)錫、常州等中心城市是長(zhǎng)三角地區(qū)的重點(diǎn)開發(fā)區(qū)域。

圖2 長(zhǎng)三角地區(qū)26個(gè)中心城市空間開發(fā)強(qiáng)度變化

（二）城市空間形態(tài)變化特征

空間形態(tài)緊湊度指數(shù)能夠衡量城市用地的布局形狀，而對(duì)不同時(shí)點(diǎn)數(shù)值的比較則能揭示該城市空間形態(tài)的變化情況，數(shù)值變大，城市空間形態(tài)越規(guī)則；數(shù)值變小，城市空間形態(tài)趨于蔓延。2000年、2010年、2018年三個(gè)時(shí)點(diǎn)26個(gè)中心城市空間形態(tài)緊湊度指數(shù)的平均值分別為0.0156、0.0121、0.0107，數(shù)值較低，且呈現(xiàn)緩慢下降態(tài)勢(shì)，城市空間形態(tài)布局更加不規(guī)則。其原因可能是城市的外部形態(tài)更多的受河流、山脈等自然地理?xiàng)l件的影響，形態(tài)上的趨圓性是很難實(shí)現(xiàn)的。

具體分時(shí)段看，隨著時(shí)間推移，城市空間形態(tài)緊湊度指數(shù)上升的城市數(shù)量呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)（圖3）。2000—2010年，空間形態(tài)緊湊度指數(shù)上升的城市僅有合肥一個(gè)城市，2010—2018年，空間形態(tài)緊湊度指數(shù)上升的城市有杭州、蘇州、池州、馬鞍山等城市，數(shù)量有所增加。由此可初步判斷，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提升，城市規(guī)劃管制的加強(qiáng)，以及行政地域空間范圍的限制等，未來(lái)城市用地新增空間趨向于集聚，城市空間形態(tài)存在規(guī)整化布局的傾向。

圖3 長(zhǎng)三角地區(qū)26個(gè)中心城市空間形態(tài)緊湊度變化

（三）城市空間擴(kuò)展集聚擴(kuò)散時(shí)空特征

1.區(qū)域城市空間集聚程度逐漸上升

將2k m×2k m的固定格網(wǎng)與長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，并計(jì)算2000年、2010年、2018年三個(gè)時(shí)點(diǎn)每個(gè)格網(wǎng)內(nèi)的城市空間開發(fā)強(qiáng)度，將開發(fā)強(qiáng)度0.001以上的格網(wǎng)分為四類，其空間開發(fā)強(qiáng)度測(cè)算結(jié)果如圖4所示。從圖中可以直觀發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間范圍增長(zhǎng)迅猛，且核心區(qū)與外圍區(qū)的開發(fā)強(qiáng)度均不斷提高。

圖4 基于2km格網(wǎng)的長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間開發(fā)強(qiáng)度（%）

以2k m×2k m格網(wǎng)城市空間開發(fā)強(qiáng)度為變量，測(cè)算長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間的Moran's I指數(shù)和Z值，計(jì)算結(jié)果如表3，可以得出以下結(jié)論：長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間集聚程度呈現(xiàn)“逐漸上升”的態(tài)勢(shì)。2000年、2010年、2018年三個(gè)時(shí)點(diǎn)的Moran's I指數(shù)分別為0.633、0.702、0.751，且Z值均能通過(guò)1%置信區(qū)間檢驗(yàn)，表明長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間開發(fā)一直處于相對(duì)集聚的狀態(tài)，并且集聚程度呈現(xiàn)為逐漸上升發(fā)展態(tài)勢(shì)。改革開放之后，尤其是20世紀(jì)80年代以后的鄉(xiāng)村工業(yè)發(fā)展，滬寧杭等核心城市及蘇南地區(qū)增長(zhǎng)較快，長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間擴(kuò)展呈現(xiàn)為核心區(qū)域集聚特征；2000年后，在外資驅(qū)動(dòng)、撤縣設(shè)區(qū)、財(cái)稅改革等多重作用推動(dòng)下，長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間擴(kuò)展持續(xù)向中心城市、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)、區(qū)域性通道等優(yōu)勢(shì)性的城市區(qū)域集聚，外圍區(qū)域呈現(xiàn)點(diǎn)狀擴(kuò)散，但尚未出現(xiàn)明顯的增長(zhǎng)中心?？傮w來(lái)看，長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間擴(kuò)展呈現(xiàn)出“集聚性的擴(kuò)散”特征，城市空間在長(zhǎng)三角地區(qū)廣域范圍內(nèi)擴(kuò)散，但同時(shí)城市空間又圍繞中心城市、區(qū)域性通道等優(yōu)勢(shì)城市區(qū)域集聚，Moran指數(shù)不斷提升，通過(guò)城市空間的集聚和擴(kuò)散過(guò)程推動(dòng)了長(zhǎng)三角地區(qū)都市連綿區(qū)域的形成。

表3 長(zhǎng)三角地區(qū)26個(gè)中心城市城市空間擴(kuò)展強(qiáng)度的Moran指數(shù)

2.中心城市空間集聚程度

進(jìn)一步測(cè)算26個(gè)中心城市空間開發(fā)強(qiáng)度的Moran's I指數(shù)和Z值，計(jì)算結(jié)果如表3，可以發(fā)現(xiàn)：三個(gè)時(shí)段26個(gè)中心城市Moran's I指數(shù)均值分別為0.666、0.740和0.773，總體集聚程度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，且各城市Z值均能通過(guò)1%置信區(qū)間檢驗(yàn)，表明各中心城市空間結(jié)構(gòu)緊湊性發(fā)展勢(shì)頭較好。

結(jié)合各城市三個(gè)時(shí)點(diǎn)Moran's I指數(shù)變化趨勢(shì)，并與均值進(jìn)行比較，將26個(gè)中心城市空間結(jié)構(gòu)緊湊類型分為四類：一是高水平集聚型城市，三個(gè)時(shí)點(diǎn)Moran's I指數(shù)均高于26個(gè)中心城市均值，包括上海、杭州、南京等中心城市，以及外圍的金華、滁州等共計(jì)13個(gè)城市，該類型城市空間集聚總體水平較高，以長(zhǎng)三角地區(qū)各都市圈的核心城市為主；二是低水平集聚型城市，三個(gè)時(shí)點(diǎn)Moran's I指數(shù)均低于26個(gè)中心城市均值，包括臺(tái)州、鎮(zhèn)江、湖州、嘉興、安慶、舟山、宣城、池州等8個(gè)城市，該類型城市大都位于長(zhǎng)三角地區(qū)的外圍區(qū)域，城市規(guī)模較小，中心城市的輻射帶動(dòng)能力有限，各類空間資源布局緊湊度不夠；三是波動(dòng)上升型城市，三個(gè)時(shí)點(diǎn)Moran's I指數(shù)從均值以下逐漸提升到均值以上，空間集聚程度不斷提升，包括泰州、鹽城、銅陵等3個(gè)城市，該類城市空間擴(kuò)展相對(duì)緊湊，中小城市的集聚程度也相應(yīng)提升；四是波動(dòng)下降型城市，三個(gè)時(shí)點(diǎn)Moran's I指數(shù)從均值以上下降到均值以下，該類城市數(shù)量較少，包括蕪湖、馬鞍山2個(gè)城市，均位于安徽省，城市空間仍以外延拓展主導(dǎo)。各類型城市空間的集聚緊湊程度與城市規(guī)模等級(jí)、區(qū)位條件存在密切關(guān)聯(lián)，核心城市以高水平集聚型為主，而外圍中小城市則呈現(xiàn)為低水平集聚或波動(dòng)下降型。

（四）城市空間擴(kuò)展模式特征

1.區(qū)域城市空間擴(kuò)展模式總體特征

采用景觀擴(kuò)展指數(shù)（LEI）對(duì)長(zhǎng)三角地區(qū)1990—2000年、2000—2010年、2010—2018年三個(gè)階段的新增城市空間進(jìn)行識(shí)別，并計(jì)算邊緣、填充、飛地3類擴(kuò)展方式比重（圖5），可以發(fā)現(xiàn)：

圖5 長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間擴(kuò)展方式比例（1990—2018年）

（1）長(zhǎng)三角地區(qū)新增城市空間總體上經(jīng)歷了“飛地+邊緣擴(kuò)展”到“邊緣擴(kuò)展主導(dǎo)”，再到“邊緣+填充擴(kuò)展”的演變過(guò)程。1990—2000年，城市空間以邊緣和飛地?cái)U(kuò)展為主，擴(kuò)展區(qū)域集中于上海、南京、杭州等中心城市邊緣以及近郊的鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)用地。2000年后，雖然在主要大城市周邊規(guī)劃了若干衛(wèi)星城、新城，但在市場(chǎng)作用下城市空間仍以邊緣擴(kuò)展為主，并在蘇錫常、杭紹寧等長(zhǎng)三角核心區(qū)域形成連綿發(fā)展態(tài)勢(shì)。2010年后，長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間以邊緣式和填充式擴(kuò)展方式為主，城市空間更為緊湊。

（2）在三個(gè)時(shí)間段內(nèi)，邊緣擴(kuò)展方式始終占有60%以上比例，是長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間擴(kuò)展的主要類型。在我國(guó)，國(guó)有土地制度賦予政府通過(guò)占用城市周邊耕地?cái)U(kuò)大城市邊界的權(quán)利，相對(duì)較低的使用成本刺激政府持續(xù)實(shí)施土地征用，并將其發(fā)展為城市空間。[22]2000—2010年邊緣擴(kuò)張比例高達(dá)72.14%，城市邊緣區(qū)成為城市空間擴(kuò)展最為敏感的區(qū)域。

（3）2010—2018年填充式擴(kuò)展比例提升明顯，達(dá)到22.27%，較2000—2010年的11.63%上升了10.64%，在三個(gè)時(shí)段總體經(jīng)歷了“U”型變化，表明隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)由高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展模式的轉(zhuǎn)型，長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間趨于緊湊，城市空間向精明增長(zhǎng)演化。H e等研究認(rèn)為填充擴(kuò)展比例與區(qū)域內(nèi)各城市間距離呈負(fù)相關(guān)距離越大，填充擴(kuò)展比例就越低。[11]長(zhǎng)三角地區(qū)核心區(qū)城市間距不足40公里，經(jīng)過(guò)改革開放后30余年的空間擴(kuò)展，在空間上已經(jīng)連接成片，從而推動(dòng)了填充式擴(kuò)展比例的快速提升。

2.中心城市空間擴(kuò)展模式

為便于整體把握長(zhǎng)三角地區(qū)26個(gè)中心城市空間擴(kuò)展類型變化趨勢(shì)，運(yùn)用SPSS22統(tǒng)計(jì)分析軟件，根據(jù)2010—2018年各城市擴(kuò)展方式比重，采用系統(tǒng)聚類中的ward-歐式平方距離進(jìn)行聚類，將其結(jié)果分為三類（見表4）：第Ⅰ類為空間集聚轉(zhuǎn)型類，飛地型比重快速下降至10%以內(nèi)，邊緣型比重略有下降維持在65%以內(nèi)，填充型比重快速上升至25%，空間擴(kuò)展模式向內(nèi)涵式增長(zhǎng)轉(zhuǎn)型，該類代表性城市包括上海、南京、杭州、合肥、蘇州、無(wú)錫等；第Ⅱ類為空間加速成長(zhǎng)類，飛地型比重略有下降，仍保持在15%以上的較高水平，邊緣型比重略有上升，達(dá)到70%左右的高水平，填充型比重略降至15%左右，該類型城市仍處于快速擴(kuò)張之中，空間擴(kuò)散力量仍占據(jù)主導(dǎo)，未來(lái)向城市空間集聚型增長(zhǎng)仍有較長(zhǎng)道路，代表性城市包括湖州、嘉興、南通、鹽城等；第Ⅲ類為邊緣擴(kuò)展主導(dǎo)類，飛地型比重略有下降至15%以內(nèi)，邊緣型比重上升，達(dá)到70%左右的高水平，填充型比重略降至15%以內(nèi)，邊緣型擴(kuò)展模式占據(jù)主導(dǎo)，代表性城市包括揚(yáng)州、蕪湖、池州、滁州等，該類型城市仍在不斷蔓延擴(kuò)展，城市空間不夠集約緊湊。

表4 長(zhǎng)三角地區(qū)26個(gè)中心城市空間擴(kuò)展類型演變

四、長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間擴(kuò)展中規(guī)模與空間結(jié)構(gòu)協(xié)同演變關(guān)系

（一）城市規(guī)模與空間結(jié)構(gòu)、形態(tài)緊湊度

采用SPSS對(duì)2000年、2010年、2018年長(zhǎng)三角地區(qū)26個(gè)中心城市的形態(tài)緊湊度指數(shù)、結(jié)構(gòu)緊湊度指數(shù)與城市用地規(guī)模進(jìn)行相關(guān)分析（見表5），發(fā)現(xiàn)形態(tài)緊湊度與城市規(guī)模負(fù)相關(guān)，而結(jié)構(gòu)緊湊度與城市規(guī)模正相關(guān)，且均通過(guò)1%水平顯著性檢驗(yàn)。表明城市空間的形態(tài)緊湊度、結(jié)構(gòu)緊湊度與城市規(guī)模間存在相反的作用關(guān)系，隨著城市規(guī)模增大，空間形態(tài)向不規(guī)則方向演變，規(guī)模越大形態(tài)緊湊度越低；與之相對(duì)，城市規(guī)模越大，城市空間集聚性越強(qiáng)，空間結(jié)構(gòu)越緊湊。其可能原因在于，形態(tài)緊湊度僅是城市規(guī)模增長(zhǎng)的物質(zhì)空間表象，反映的是城市空間的外部形態(tài)，形態(tài)緊湊度并不能代表城市空間真正達(dá)到緊湊化。[23]而結(jié)構(gòu)緊湊度更為強(qiáng)調(diào)城市空間利用的集聚程度、高密度的開發(fā)等，能夠較好地揭示城市空間緊湊發(fā)展的內(nèi)涵，結(jié)構(gòu)緊湊度才是影響城市空間運(yùn)行效率的關(guān)鍵。

表5 長(zhǎng)三角地區(qū)26個(gè)中心城市規(guī)模與形態(tài)、結(jié)構(gòu)緊湊度相關(guān)系數(shù)

（二）城市規(guī)模與空間過(guò)程緊湊度

采用表征城市空間過(guò)程緊湊度的填充式用地比重，分別計(jì)算1990—2000年、2000—2010年、2000—2018年三個(gè)時(shí)段各城市填充型用地比重與城市規(guī)模相關(guān)系數(shù)，發(fā)現(xiàn)相關(guān)系數(shù)分別為0.182、0.244和0.388，前兩個(gè)時(shí)段相關(guān)系數(shù)均未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，2010—2018年相關(guān)系數(shù)在5%置信區(qū)間上通過(guò)檢驗(yàn)，城市規(guī)模與填充型用地比重存在弱相關(guān)。參照《關(guān)于調(diào)整城市規(guī)模劃分標(biāo)準(zhǔn)的通知》（2014），將城市按用地規(guī)模劃分為六個(gè)等級(jí)，繪制不同規(guī)模城市填充式用地比重的箱線圖（圖6），可以看出各規(guī)模等級(jí)城市填充式用地比重中位數(shù)差異不大，總體上呈現(xiàn)為“U”型關(guān)系，Ⅰ型大城市填充式用地比重中位數(shù)最低，隨著城市規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，超大城市、特大城市率先進(jìn)入空間轉(zhuǎn)型提升期，城市空間向緊湊性集聚發(fā)展。

圖6 填充式用地比重與城市規(guī)模關(guān)系

五、結(jié)論與啟示

20世紀(jì)90年代以來(lái)，長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間經(jīng)歷了快速擴(kuò)展過(guò)程，引導(dǎo)城市空間理性發(fā)展、提升城市空間發(fā)展質(zhì)量成為長(zhǎng)三角一體化發(fā)展的重要任務(wù)。本文基于城市不透水地表數(shù)據(jù)，從城市空間的形態(tài)緊湊、結(jié)構(gòu)緊湊、過(guò)程緊湊三個(gè)維度，對(duì)長(zhǎng)三角地區(qū)及26個(gè)中心城市空間擴(kuò)展的形態(tài)特征、集聚擴(kuò)散特征、空間擴(kuò)展模式，以及規(guī)模與結(jié)構(gòu)的協(xié)同關(guān)系等進(jìn)行了系統(tǒng)分析，揭示長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間擴(kuò)展特征和優(yōu)化路徑。

研究結(jié)果顯示：（1）長(zhǎng)三角地區(qū)層面，1990—2018年，長(zhǎng)三角地區(qū)城市空間表現(xiàn)出較強(qiáng)的空間集聚性，并呈現(xiàn)出“集聚性的擴(kuò)散”特征，城市空間在廣域范圍的擴(kuò)散與在優(yōu)勢(shì)區(qū)域的空間集中同時(shí)推進(jìn)；空間擴(kuò)展模式大致經(jīng)歷了“飛地+邊緣擴(kuò)展”→“邊緣擴(kuò)展主導(dǎo)”→“邊緣+填充擴(kuò)展”的空間擴(kuò)展過(guò)程，邊緣擴(kuò)展模式在不同時(shí)段始終占據(jù)主導(dǎo)地位。（2）中心城市層面，26個(gè)中心城市空間總體集聚程度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，城市空間增長(zhǎng)集聚發(fā)展勢(shì)頭較好；空間擴(kuò)展方式可以分為空間集聚轉(zhuǎn)型、空間加速成長(zhǎng)、邊緣擴(kuò)展主導(dǎo)三類，部分核心城市空間擴(kuò)展模式率先從擴(kuò)散向集聚轉(zhuǎn)型。（3）城市規(guī)模與空間結(jié)構(gòu)演化關(guān)系方面，城市規(guī)模的增長(zhǎng)有助于空間結(jié)構(gòu)的緊湊性集聚，且城市規(guī)模與填充式用地比重存在“U”型變化?？傮w來(lái)看，隨著城市規(guī)模增大，城市空間結(jié)構(gòu)緊湊度提升，其空間擴(kuò)展方式也更為集約緊湊。

基于以上研究的啟示如下：第一，城市規(guī)劃的編制重點(diǎn)應(yīng)從形態(tài)控制向空間結(jié)構(gòu)、增長(zhǎng)過(guò)程控制轉(zhuǎn)向。在規(guī)劃編制和實(shí)施中，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)空間結(jié)構(gòu)緊湊性和開發(fā)過(guò)程緊湊性的管控。空間上盡可能引導(dǎo)城市團(tuán)塊式集中布局，避免帶狀或飛地式擴(kuò)展；時(shí)序上，應(yīng)結(jié)合空間擴(kuò)展速率和模式，合理調(diào)控土地供應(yīng)，引導(dǎo)城市空間增長(zhǎng)過(guò)程的緊湊布局。第二，完善城市空間政策配套，促進(jìn)緊湊型空間結(jié)構(gòu)形成。應(yīng)加強(qiáng)城鎮(zhèn)開發(fā)邊界控制，引導(dǎo)城市用地空間擴(kuò)展方式由飛地、邊緣擴(kuò)展向填充式擴(kuò)展轉(zhuǎn)變，提升城市空間密度和土地緊湊化程度。同時(shí)，空間結(jié)構(gòu)演變具有路徑依賴性，其形成是一個(gè)長(zhǎng)期性、復(fù)雜性的過(guò)程，地方政府需要強(qiáng)化戰(zhàn)略思維，盡可能保證規(guī)劃政策實(shí)施的一致性和連貫性。