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基于可达性的江苏省城市空间格局演变定量研究

钟业喜  
【摘要】:江苏省是中国经济最具活力、城市化进程最快的省区之一。随着《江苏沿海地区发展规划》、《长江三角洲地区区域规划》的逐步实施,沿江发展带、沿沪宁发展带、沿海发展带、沿东陇海发展带、沿运河发展带等江苏省、长三角乃至国家层面的国土开发空间轴线在江苏省的重合与交织,必将带来江苏省国土开发空间格局的调整。分析和探讨江苏空间开发轴线与城镇体系及其空间格局演化的相互作用机制,是江苏省国土开发空间格局调整过程中要面对的重大课题。 交通基础设施对城镇空间格局影响显著,但限于技术方法的不足,两者之间的耦合关系没有得到很好地厘清。为此,有必要进行空间可达性理论和方法的创新,以揭示不同交通基础设施的区域效应,并在此基础上,构建交通基础设施与城镇空间格局的耦合模型,揭示两者的相互作用关系,为区域空间结构研究的纵深化和定量化提供有针对性的技术和方法支撑。这是本文的研究目的和价值所在。 通过探索性空间数据分析等方法,发现江苏省城市化水平区域差异总体上经历了波动下降和缓慢上升两个阶段,城市化水平呈现苏南、苏中、苏北逐次下降的空间格局。运用空间关联分析将江苏省分为扩散型、极化型、落后型和低谷型四种不同类型区。运用主成分和聚类分析发现江苏省城市综合实力具有首位度下降、城市综合实力差距缩小、城市南北发展差异拉大和苏南城市一体化发展格局显现等特征。 在基于栅格的可达性分析方法基础上,利用VB编写的AccAVG插件实现了可达性的测算。结果表明,江苏省可达性改善明显,全省三大区域可达性改善差异较大,苏南可达性改善最为明显,苏北次之,苏中在整个研究期间均落后于苏南和苏北。研究结果验证了交通建设对区域可达性的影响符合边际效用递减原理,即在交通欠发达地区投资的可达性效益要高于交通发达地区。通过GIS空间分析技术和VB编程语言,提取了江苏省65个城市两两之间的直线距离和可达性数据。江苏省城市间可达性改善明显,城市间可达性结构由“纺缍型”向“倒金定塔型”转变,城市间可达性总体差距在不断缩小,城市间联系更加紧密。自然条件和区位条件的不同,影响了城市间可达性的改善。交通建设的不均衡发展,导致城市可达性和区位优势的改变。 可达性使城市空间结构变成动态的拓扑结构的观点,有效解决了分形分析只能做区域间的横向比较,无法做出区域内的纵向比较的约束,为将分形分析应用到城市空间结构演变的纵向比较,提供了科学基础。江苏省中心城市南京、无锡和徐州的集聚维数,充分反映了江苏省近20年的交通建设过程中,对三大中心城市交通投资的偏好程度,验证了基于可达性的向心分形,能够较好地反映中心城市随着交通条件的改变所带来的向心性变化。基于直线距离和可达性距离的城镇关联比较分析,发现基于可达性的关联维数能较好地表征江苏省交通建设均衡程度的变化情况。 基于可达性的江苏省城市空间联系格局比基于直线距离的城市联系格局变化更为显著。江苏省高强度城市联系区域差异显著,由南向北高强度联系城市依次减少;高强度城市联系重心由西南向东南移动,南京的优势在弱化,苏锡常的优势在提升;上海对江苏城市发展影响作用显著,通过城市空间高级强度联系纽带交织而成的网络可发现,苏锡常城市区域一体化格局已经形成。城市空间联系隶属度受到多方面因素的影响,包括区位居中性,城市综合实力,周边城市密度,与高等级城市的可达性距离。根据空间联系隶属度的变化情况,将城市分为连续上升、连续下降、波动上升和波动下降四种类型。 基于城市空间联系的最大隶属关系,提出了“自下而上”的城市腹地范围划分方法。其基本思想是根据最大联系强度方向确定区域归属,然后采取逐级归并的方法得到不同层次中心地划分结果。“自上而下”划分方法包括最短时间距离法和场强模型法。最短时间距离方法没有考虑同一个等级中心地之间的差异。通过方法改进提出了基于场强模型划分方法,其科学思想是:首先通过科学方法对中心地进行等级划分,然后对同一等级的中心地,充分考虑综合实力指数的影响,使划分结果更为精确。应用三种方法对江苏省城市腹地范围格局演变进行了实证分析。 城市交通优势度从区内可达性、区外可达性和区位优势三个方面得以体现。根据江苏省城市综合实力与交通优势度耦合指数,把江苏省65个城市分为交通滞后型、协调发展型、交通超前型。耦合指数反映了交通支撑城市发展的能力,城市综合实力越高的地区,其经济发展水平相对也较高,运输需求量也越大。反之,城市综合实力低的区域运输需求量较小。因此,江苏省呈现出经济发达地区交通却相对滞后的特点。 结合克氏提供的数据,借助可达性分析方法,对中心地模型的区位势能进行了模拟。结果表明,当需求恒定时高等级中心地周边会形成一个低成本区,从理论上解释了高级中心地周围容易形成城市群的内在机理。在以上海和江苏为例进行实证时发现,随着城市化的推进,城市空间格局的演变朝着离上海越近,城市综合实力越强、等级越高的方向演变,城市综合实力与距离高等级中心地(上海)可达性之间负相关关系越来越显著,验证了中心地模型的理论模拟。在理论模拟和实例验证的基础上,对江苏省交通规划实施后的城市空间格局演变进行了分析,认为江苏省“金角、银边、草肚皮”的城市空间格局在规划期内仍将明显存在。江苏省城市化优势区域的渐变过程是:靠近上海—苏南—苏中—苏北(东陇海一线)—其它区域。通过江苏省城镇体系的功能等级和基于不同等级中心地交通成本,对江苏省城镇等级规模体系进行了预测,并从等级、结构和空间分布等方面比较了规划值和预测值的差异,为相关部门提供决策参考。


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