靳美娟，陳 濤

(寶雞文理學(xué)院 陜西省災(zāi)害監(jiān)測與機理模擬重點實驗室，陜西 寶雞 721013)

隨著經(jīng)濟全球化和一體化時代的到來，城市地區(qū)快速發(fā)展并已成為近幾十年來地球表面土地利用變化最快、利用強度最大的區(qū)域[1]，而城市空間擴展這一過程也深刻地反映了早期土地城市化的發(fā)展歷程，影響著城市周邊地區(qū)現(xiàn)在和未來的生態(tài)環(huán)境安全，一直以來是國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點問題之一。如國外學(xué)者Yin等[2]利用遙感影像數(shù)據(jù)研究了開羅城市空間擴展，結(jié)果表明：其城市建設(shè)用地增長主要來源于尼羅河地區(qū)的農(nóng)地和沙地；劉盛和等[3]等利用GIS技術(shù)對1982～1997年北京城市土地擴展的時空過程進行了分析，證實了北京城市土地利用規(guī)模超常膨脹的主要是因為工業(yè)用地的急劇擴張；牟鳳云等[4]通過解譯遙感影像中建成區(qū)的變化信息，分析了改革開放以來廣州空間形態(tài)特征和時空演化。20世紀(jì)90年代以來，我國城市化進程明顯加快，城市經(jīng)濟社會發(fā)展問題日漸突出，進一步加劇了人口、經(jīng)濟、環(huán)境、生態(tài)之間的矛盾。因此，及時獲取城市空間擴展信息，判斷城市空間發(fā)展趨勢，對于解決城市發(fā)展問題、指導(dǎo)城市規(guī)劃建設(shè)、保護城市生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實意義。

寶雞地處關(guān)中平原西部，陜西第二大城市，是國家近期規(guī)劃建設(shè)的“關(guān)—天經(jīng)濟區(qū)”的副中心城市，陜甘川寧毗鄰地區(qū)區(qū)域性中心城市。全市總面積1.82萬km2,轄3區(qū)9縣，其中市區(qū)涵蓋渭濱區(qū)、金臺區(qū)以及陳倉區(qū)，占地面積98 km2。氣候溫和，四季分明，年均氣溫7～13 ℃，降水量590～900 mm。寶雞市南依秦嶺，西橫關(guān)隴，渭水中流，市區(qū)主體部分沿渭河兩岸分布，受特殊地理位置和獨特的暖溫帶半濕潤氣候影響，寶雞形成了不同于其他城市的相對分散的空間布局形態(tài)，其驅(qū)動力機制也獨具特征。

1 寶雞城市空間擴展分析

1.1 城區(qū)空間擴展的定性分析

城市用地規(guī)模的大小在很大程度上受城市規(guī)劃政策的影響[5]。1949年以前，寶雞還是一個小縣城，自1937年隴海鐵路線建成通車后，交通地理位置的優(yōu)勢使其很快發(fā)展成為川、陜和西北其他省區(qū)的物質(zhì)集散中心，相當(dāng)數(shù)量的工業(yè)和機關(guān)團體相繼遷入，主要集中在今西北角金陵河與渭河交匯處，那里地勢平坦，水源豐富；1949年以后，寶雞作為建國初期首批全國重點工業(yè)建設(shè)項目扶持發(fā)展的城市之一，工業(yè)得到了大力發(fā)展，工業(yè)化進程客觀上增強了寶雞的經(jīng)濟實力，為城市空間擴展奠定了基礎(chǔ)，成為寶雞建國以來發(fā)展的第一高峰時期。隨后的第一版寶雞城市總體規(guī)劃(1949～1979年)中，依托老城區(qū)，在城市邊緣布置了工業(yè)區(qū)和工人新村，城區(qū)主體開始沿著渭河北岸和清姜河支流向東、南平面擴展，其中向東大面積擴展的局勢奠定了今天寶雞城區(qū)帶狀分布的空間格局。第二版寶雞市城市總體規(guī)劃(1979～2000年)，正值改革開放初期，國家經(jīng)濟發(fā)展重心開始向沿海傾斜，西部地區(qū)人才、資金等生產(chǎn)要素大量流失，外資難以引入，西部城市發(fā)展勢頭減弱，此時寶雞城市空間擴展主要表現(xiàn)為沿渭河兩岸的內(nèi)部填充，同時沿著渭河2個較大支流——金陵河、千河向北有所擴展，使原來分散的市區(qū)逐漸連成一片。第三版城市總體規(guī)劃(2001～2007年)，國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施再次為寶雞城市發(fā)展帶來新機遇，這是寶雞建國以來城市空間擴展量最大、擴展最快的時期。在2001版總體規(guī)劃的指導(dǎo)下，城市建設(shè)重點開始東擴南移，先后發(fā)展建設(shè)了高新技術(shù)開發(fā)區(qū)二期和代家灣行政中心區(qū)，諸如陳倉物流園等重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也被作為城市近期建設(shè)規(guī)劃的重要內(nèi)容，寶雞城區(qū)空間沿著渭河兩岸進一步橫向拉伸。第四版城市總體規(guī)劃(2008～2020年)，確定寶雞中心城區(qū)的發(fā)展策略為：“向東適度拓展，向北擇機跨越，向南優(yōu)化提升，向西涵養(yǎng)生態(tài)”，具體而言，向東依托交通、土地資源優(yōu)勢，提升虢鎮(zhèn)的綜合服務(wù)功能；向北是在適當(dāng)時機推動城市北上跨越，重點發(fā)展基于知識經(jīng)濟和信息社會發(fā)展的高新產(chǎn)業(yè)、研發(fā)中心、教育園區(qū)、高端居住等；向南優(yōu)化非建設(shè)用地的生態(tài)服務(wù)職能，利用寶雞南站等重大設(shè)施的建設(shè)，提升重點地段的服務(wù)職能；向西整合各類用地，發(fā)展西部山區(qū)生態(tài)旅游業(yè)。這次規(guī)劃之后，寶雞城區(qū)地域空間范圍將更加廣闊。

1.2 城區(qū)空間擴展的定量分析

1.2.1 模型建立 利用城市擴展速度[6]、擴展彈性指數(shù)和擴展強度指數(shù)[7]，對寶雞城區(qū)擴展過程以及時間過程進行分析，具體模型見表1。

表1 城市空間擴展的3種模型

1.2.2 結(jié)果分析 從表2可以看出：1994～2014年間寶雞城區(qū)擴展面積為56 km2，擴展速度為2.80 km2/年，擴展強度指數(shù)為50.45%，擴展彈性指數(shù)是1.25。這20年間城區(qū)空間擴展具體特征為：(1)城區(qū)擴展規(guī)模和擴展速度均呈現(xiàn)增長趨勢。2004～2014擴展規(guī)模明顯高于1994～2004年，擴展速度也由1.50 km2/年提升到4.10 km2/年，說明在此期間，寶雞城市化進程加快，城區(qū)外延式擴展特征更加明顯。(2)城區(qū)擴展強度指數(shù)和擴展彈性指數(shù)均有下降趨勢。擴展強度指數(shù)是用于表征城市擴展快慢程度的指標(biāo)，其數(shù)值大小和起始年城區(qū)總面積關(guān)系密切。寶雞城區(qū)擴展強度從前10年(1994～2004年)的27.03下降到后10年(2004～2014年)的11.47，很大程度上和2003年寶雞行政區(qū)劃變更有關(guān)(新增了陳倉區(qū)，使得市區(qū)行政面積由原來的555 km2增加到3574 km2)。而擴展彈性指數(shù)是描述城市擴張速度與人口增長速度之間協(xié)調(diào)關(guān)系的指標(biāo)，主要用于衡量城市用地擴展的合理性[8]，根據(jù)中國城市規(guī)劃設(shè)計院對中國歷年城市化過程的分析，當(dāng)系數(shù)為1.12時較為合理[9]。寶雞城區(qū)從前10年(1994～2004年)的1.2594下降到后10年(2004～2014年)的1.2486，2個擴展彈性指數(shù)均大于標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)1.12，說明寶雞城區(qū)土地擴展速度一直高于人口增長速度，但近10年來人口城市化發(fā)展速度有所提升，與土地城市化增速差距逐步縮小，進一步反映了寶雞人口城市化與土地城市化的發(fā)展趨于協(xié)調(diào)。

2 寶雞城區(qū)空間擴展的驅(qū)動力因素分析

由于城市用地擴展受自然、經(jīng)濟、社會等多因素的影響，為此，從社會、人口、經(jīng)濟、生態(tài)4個方面選取多個指標(biāo)作為研究變量，試圖利用主成分分析方法提取其主要驅(qū)動力因素，進而分析研究其對寶雞城區(qū)擴展的影響。

表2 寶雞城區(qū)空間(1994～2014年)擴展特征

注：數(shù)據(jù)來源于《中國城市統(tǒng)計年鑒(1995、2005、2015)》。

2.1 研究方法及指標(biāo)選取

主成分分析方法的基本原理就是通過降維思想，把多指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個綜合指標(biāo)來進行系統(tǒng)分析的一種統(tǒng)計分析方法[10]。依據(jù)多角度、全方位、可靠性、易收集等原則[11]，選取了影響城市空間擴展的顯著性和非顯著性指標(biāo)，具體見表3。數(shù)據(jù)來源于《中國區(qū)域經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》、《中國城市統(tǒng)計年鑒》、《陜西統(tǒng)計年鑒》(1995～2012年)等。

2.2 計算結(jié)果

通過SPSS 17.0軟件對上述數(shù)據(jù)進行分析計算，首先得出相關(guān)系數(shù)矩陣(表4)、特征值和主成分貢獻率及累積貢獻率(表5)。其中，相關(guān)系數(shù)矩陣反映了各個因子之間的關(guān)聯(lián)水平，值越大，相關(guān)性越高[12]。從表4可以看出，在這些因子中，相關(guān)系數(shù)最大的是0.99，最小的是0.52，說明這些因子都有關(guān)聯(lián)，運用主成分分析法進行分析是可行的。

表3 寶雞城市空間擴展指標(biāo)體系

表4 寶雞市建設(shè)用地驅(qū)動力變量相關(guān)系數(shù)矩陣

一般認(rèn)為，貢獻率越大，該主成分所包含的原始變量的信息越強[10]。結(jié)合表5，依據(jù)主成分個數(shù)選取原則：(1)累積貢獻率達到85%以上；(2)特征根大于1，同時滿足這2個條件，提取出2個主成分——第一、二主成分，其累積貢獻率高達93.485%，完全可以代替原來18個原始變量所包含的信息，為此，可以簡化為用這2個主成分進行城市擴展驅(qū)動力因子分析。

如表6所示，第一主成分在地方財政預(yù)算內(nèi)收入(X13)、工業(yè)總產(chǎn)值(X14)、第一產(chǎn)業(yè)增加值(X16)上都具有很大載荷，其中最小載荷值為0.903，最高為0.919，說明第一主成分主要代表了這些經(jīng)濟發(fā)展指標(biāo)的信息，除此之外，在其他經(jīng)濟指標(biāo)(X8～X12、X15)上載荷值也較高，因此認(rèn)為經(jīng)濟發(fā)展是寶雞城區(qū)擴展的第一驅(qū)動力因素。第二主成分在市區(qū)人口密度(X7)和年末實有公共營運汽電車(X2)上具有較大載荷，載荷值分別為-0.935和0.838，說明第二主成分代表了人口、社會設(shè)施因素，它們也是寶雞城區(qū)擴展的不可忽視的驅(qū)動力。

表5 主成分特征值

表6 正交旋轉(zhuǎn)因子載荷矩陣

3 主要驅(qū)動力因素對寶雞城區(qū)擴展的影響

3.1 經(jīng)濟發(fā)展驅(qū)動力因素分析

經(jīng)濟發(fā)展是寶雞城區(qū)用地擴展的主要驅(qū)動力因素。經(jīng)濟發(fā)展水平越高，居民消費性需求更加多樣化，消費性服務(wù)用地的增加促使城區(qū)向外急劇擴展。1995～2012年寶雞市地方財政預(yù)算內(nèi)收入、工業(yè)總產(chǎn)值和社會消費品零售額都呈現(xiàn)逐年增加的趨勢。其中，地方財政預(yù)算內(nèi)收入從2.99億元增加到46.69億元，年均增長2.57億元，工業(yè)總產(chǎn)值從78.95億元增加到1986.69億元，年均增長112.22億元，第一產(chǎn)業(yè)增加值從21.53億元增加到143.26億元，年均增長7.16億元。同期，寶雞市建成區(qū)面積從31 km2擴增到98 km2，增加了2.16倍。通過擬合上述各經(jīng)濟要素與城市建成區(qū)面積的曲線(圖1)，可知其相關(guān)系數(shù)均在0.890以上，呈現(xiàn)高度相關(guān)性。一方面，經(jīng)濟實力的增強促進了寶雞城市用地的快速擴張；另一方面，經(jīng)濟快速發(fā)展促使人們生活水平提高，環(huán)境意識普遍增強，對市區(qū)諸如住房條件的改善以及城市基礎(chǔ)設(shè)施的完善等方面提出了更高要求，進一步促使城區(qū)向外擴展。

圖1 寶雞市區(qū)各經(jīng)濟要素與建成區(qū)面積的擬合圖

3.2 人口、生態(tài)驅(qū)動力因素分析

城市的人口、社會因素也是導(dǎo)致城市擴展的一個重要原因。首先，城市人口規(guī)模的不斷增加促使城市用地規(guī)模擴大，另外，交通、通訊等基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善加速了城市的平面擴展。1995～2012年間,城區(qū)人口密度從906人/km2下降到395.48人/km2，同期年末實有公共營運汽電車由134輛提升到712輛。由圖2擬合曲線中可知，寶雞市人口密度、社會因素與建成區(qū)面積之間的相關(guān)系數(shù)R2分別為0.533和0.755，呈現(xiàn)顯著相關(guān)性。具體而言，隨著城市化進程的加快，城市人口數(shù)量增加，但由于行政區(qū)劃的重大調(diào)整導(dǎo)致的建成區(qū)面積增加更快，城區(qū)人口密度反而出現(xiàn)下降趨勢，為此出現(xiàn)兩者人口密度和建成區(qū)面積之間的負相關(guān)關(guān)系，這一結(jié)果也與前面模型中擴展彈性指數(shù)趨于下降的結(jié)果保持一致；另一方面，隨著城市居民生活節(jié)奏的加快，出行機率大大提升，對公共服務(wù)設(shè)施需求也隨之加大，這也從側(cè)面反映了寶雞城市化的進程不斷加快。

4 結(jié)語

寶雞作為西部河谷型帶狀城市的典型代表，城市自身形成和發(fā)展有其特殊性和復(fù)雜性，本研究將定性和定量研究方法相結(jié)合，探討了寶雞城區(qū)空間擴展特征及相應(yīng)的驅(qū)動力因素，能為同類城市的發(fā)展提供相關(guān)參考。在當(dāng)前我國主張推進新型城鎮(zhèn)化的背景下，關(guān)于城鎮(zhèn)化的新模式、新理念的研究持續(xù)發(fā)酵，作為西部城市發(fā)展代表的寶雞，在今后的發(fā)展中還應(yīng)該進一步拓展城鎮(zhèn)化內(nèi)涵，不再以犧牲糧食、生態(tài)和環(huán)境為代價，進一步提升城鎮(zhèn)空間利用效率和公共服務(wù)設(shè)施使用的公平性，由此導(dǎo)向的城市空間研究課題也將成為今后幾十年我國城市土地發(fā)展研究的新趨勢。

圖2 寶雞市人口密度、社會因素與建成區(qū)面積的擬合圖

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