长春城市蔓延测度与治理对策研究时间： 2015-11-07信息来源：李一曼 修春亮 陈晨 其布日 作者：wl_admin 责编：
摘要：现阶段我国城市化正处于加速发展阶段，城市蔓延现象严重。自20世纪90年代以来，长春城市蔓延问题开始显现且呈加重化趋势。根据城市蔓延多维性内涵，利用长春市1993-2010年社会经济统计资料数据，构建经济与社会效益两大子系统指标体系来计算城市土地利用效益协调性，然后再结合4时相遥感影像资料得到的城市空间形态相关数据，运用模糊综合评价法测度城市蔓延。结果表明，1993-2005年间，长春城市蔓延数值在波动中出现先降后升态势，整体处于中等蔓延等级;而2006-2010年间，城市蔓延数值从0.614猛升到0.701，蔓延严重化趋势明显。最后，借鉴国内外控制城市蔓延相关理念与措施，从加快经济增长方式转变、提高土地集约利用、减缓机动化趋势、发展立体公共交通系统、划定城市增长边界、保护生态环境、加强边缘区房地产控制、提倡土地混合利用、提高城市规划科学性、强化规划落实等方面提出长春城市蔓延的针对性治理措施。
关键词：城市蔓延;GIS;协调性;模糊综合评价法;长春市
0 引言
城市蔓延是指城市化进程中发生在城市边缘区的一种低密度的、无序的、功能单一的连续式、蛙跳式或轴带式的用地扩展模式[1-3]。二战后，伴随着科学技术进步、联邦公路资助法案及公路税收法案的通过、分区制的实施等，促成了美国汽车的“福特式”生产、高速公路的大规模建设、中心城区环境的恶化，从而使得在郊区化中最早出现城市蔓延。而改革开放以来，随着我国社会经济的持续发展和城市化的不断推进，城市空间呈现快速扩展态势，特别是20世纪90年代后，一些大城市通过建设开发区、大学城、城市新区等行为盲目扩大城市建设用地规模，造成职住空间分布不匹配、居民日常出行时空成本增加、边缘区生态环境严重破坏等问题，城市蔓延迹象显著。
城市蔓延作为城市化进程中的突出问题，越发引起各国政府部门与相关学者的关注和研究，特别是在城市蔓延定量测度与调控措施方面[4-7]。同西方发达国家相比较，目前我国城市发展还是处在低城市化水平、中心城区集聚效益巨大、经济高速增长阶段之中，建设用地扩展和城市空间形态蔓延存在一定的必然性，而单单以国外的空间形态指标去度量城市蔓延，难免存在一定的偏差，需要考虑城市内部经济社会协调发展状态。而在城市蔓延治理对策方面，在借鉴国外控制城市蔓延相关理念基础上，更要考虑中国城市发生城市蔓延的特殊机理，以提出有针对性治理措施。本研究以长春市为研究对象，将1993-2010城市统计资料与空间数据相结合，建立经济社会和空间形态多指标评价体系，综合测度1993，2000，2005和2010年4个时间断面城市蔓延等级，实现城市蔓延动态可比较性测度。在此基础上，提出相应的城市蔓延治理措施，以期为长春土地利用规划、城市空间结构调整、社会经济发展等提供重要参考。
1 城市土地利用效益协调性评价
1.1 评价指标体系构建
为了准确评价城市蔓延过程中土地利用经济与社会综合效益及协调性，在设置评价指标体系时按照科学性、动态性、层次性和可行性原则，参考其他学者在土地利用效益评价、用地效益协调性及耦合关系研究中所采用的指标体系[8-10]，基于长春经济社会发展现状和水平，从经济效益和社会效益2个方面共14项指标，构建长春城市土地利用效益协调性评价指标体系(表1)。
1.2 数据处理与指标权重确定
在计算经济与社会效益综合指数与两者协调性之前，由于指标测度量级的不同，需要对指标数据进行无量纲处理。依照指标效用，将指标划分为正效指标和负效指标。其中，正效指标按yij(xij-mi)/(Mi-mi)、负效指标按yij=(Mi-xij)/(Mi-mi)计算，式中：i为指标个数，取值范围为1～14;j为年份(1993-2010年)，相应取值为1～18;xij为第i指标第j年的实际值;Mi和mi分别为第i个指标的上限和下限。
而由于代表经济社会效益的各指标所发挥的作用不同，因此权值不同。本研究采用层次分析法(AHP)确定指标权重。在征求专家意见的基础上，建立递阶层次结构模型，然后构造两两比较判断矩阵，利用求和法或者方根法计算特征向量和最大特征值，最后对矩阵进行一致性检验。
1.3 经济与社会协调性评价
协调性指的是系统之间或系统内要素之间良性相互关系[11]。考虑到城市蔓延过程中经济与社会相互之间作用的交错性、动态性与不平衡性，故此借鉴物理学中的容量耦合概念、容量耦合系统模型与耦合协调理论，建立耦合协调度模型，评价经济社会协调性(D)[12]，表达式为：
式中：C为耦合度，C=f(x)k×g(y)k/[(f(x)+g(y))/2]2k，C∈(0，1)，C=1时为最佳耦合状态，C越小，表示越不协调;k为调节系数，一般情况下，2≤k≤5，本研究取k=2;T为经济、社会效益综合评价指数，反映经济社会的整体协同效应;f(x)为经济效益水平;g(y)为社会效益水平;α，β为待定参数，本研究认为城市经济与社会发展同等重要，故α，β的取值相同，均设定为0.5;在实际操作中维持T∈[0，1]，以保证D∈[0，1]。随着D值的增大，城市经济与社会两者之间趋向良性共振耦合，走向有序结构;反之则意味着两者不相协调状态，走向无序状态。同时为了研究的需要，借鉴已有的研究成果，将耦合协调度划分为低度耦合协调期(0≤D≤0.4)、一般耦合协调期(0.4
利用公式(1)～(4)计算得到长春城市经济社会效益综合指数和经济社会耦合协调度(图1)。
2 城市蔓延的综合测度
2.1 城市空间形态指标确定
借鉴国内外在测度城市蔓延时所采用的相关城市空间形态指标[13-14]，利用长春1993，2000，2005和2010年美国陆地卫星Land-sat TM遥感影像以及1981年1:5万地形图，运用GIS与Rs技术绘制建成区及周围乡镇边界线，并进行空间图像叠加和属性统计(如面积、周长等)，从而得到能够代表城市蔓延主要形式的紧凑度(G)、破碎化度(H)、轴带扩展度(Z)3项指标。其表达式分别为：
式中：A为建成区面积;P为建成区周长。G值越趋于1，建成区边界轮廓越规则，紧凑性越高;而越接近于0，则紧凑性越低。其中圆被作为标准度量图形，紧凑数值为1。E为都市区内除建成区以外的建设用地面积;M为沿主要交通道路蔓延的建设用地面积。
根据公式(5)～(7)计算得出1993，2000，2005和2010年长春城市蔓延经济社会协调度(表2)。
2.2 模糊综合评价法测算城市蔓延
城市蔓延作为城市化复杂系统中发生的特殊现象其实并没有严格的划分界限，同时也是一种很难用精确尺度来刻画的模糊现象，因此，本研究利用模糊综合评价法来测度城市蔓延。参照刘卫东等[15]。测度杭州城市蔓延时设立的严重V1(0.8～1.0)，较严重V2(0.6～0.8)，中等V3(0.4～0.6)，较弱V4(0.2～0.4)，微弱V5(0.0～0.2)5个等级标准，构造等级评分向量C=(0.9，0.7，0.5，0.3，0.1)。各个指标等级的标准尚未形成统一的评价标准，因此，不便直接衡量，而是改由10位专家、文献资料以及其他城市相应指标值来确定。
根据判定决策矩阵及层次分析法确定各指标权重，得到各年的模糊评价如下：
再依据模糊数学隶属度理论建立数学模型：F=U×ST。式中：F为评价总分值;U为评价矩阵;ST为评分集。得到长春1993，2000，2005和2010年城市蔓延数值分别为0.605，0.576，0.614和0.701，蔓延等级处于中等与较严重之间波动，且有加重的趋势。
2.3 城市蔓延评价
基于上述分析发现，在中国经济保持持续高速增长的宏观环境下，长春城市经济效益呈现逐年增加趋势，固定资产投资额由1993年的38.65亿元增长到2010年2170.59亿元，增长50多倍，综合经济效益由1993年的0.276增加到2010年的0.750。而当这种经济要素出现大规模集中投入时，城市作为各要素的空间载体，蔓延问题势必会出现，这主要体现在社会效益及城市空间形态方面。自2003年，长春建成区面积扩展速度超过人口增长率，以年均18.91%的增长率迅猛扩展，造成人口密度降低、城市综合容积率下降、建成区与人口弹性系数增大等问题的出现，导致社会效益在前期维持缓慢增长的情况下，后期出现快速下降，最终造成城市经济社会耦合协调度由高度耦合协调期转向低度耦合协调期。城市空间形态三大指标数值变化情况表明，虽然近些年城市出现一定的内部填充现象，但是更多的建设用地增长还是通过圈层式近域推进来实现，又通过计算得到的城市蔓延指数可以直观地判断出长春处于较严重的城市蔓延等级上。而城市蔓延现象的出现势必会带来生态环境破坏、城市交通状况恶化、生活质量下降等一系列问题，最终阻碍城市实现可持续发展的目标。因此，相关部门需要出台一些政策措施来控制城市蔓延态势的进一步恶化，实现城市可持续发展。
3 城市蔓延治理对策
3.1 加快经济增长方式转变，提高土地集约利用
通过吞噬大量耕地、林地、绿地等城市开敞空间，盲目扩大城市建设用地规模，以此吸引外来资本进行固定资产投资，从而维持城市经济高速发展，这种以“量换量”的方式依然是现有多数城市实现经济增长的主要形式。1993-2010年，长春城市建设用地增长快速，共增长了251km2，增长率为220.18%，其中围绕城市边缘区的经济技术开发区、国家高新技术产业开发区、净月经济开发区、汽车产业开发区4大开发区扩展面积就高达77.93km2。而同期单位土地产出效益却呈现下降趋势，其土地面积与GDP弹性系数已由1993年的0.13增长到2010年的0.85，反映出在创造等量GDP的情况下，所需的城市用地在逐年增加，土地经济产出效益不断下降，不集约利用现象明显。因此，要遏制城市蔓延势态的进一步发展，必须加快城市经济增长由“粗放型”向“集约型”转变的步伐，借鉴“精明增长”理论，实施城市紧凑式与填充式开发模式，严格控制建设用地供给速度与数量，同时加大城市旧区及棚户区更新与改造，充分挖掘城市内部闲置土地，提高现存土地集约利用水平。
3.2 减缓机动化趋势，发展立体公共交通系统
随着社会经济发展和人们生活水平的提高，汽车占居民消费支出比例越来越大。2010年长春市区机动车保有量53.7万辆，较2009年增长了16.01%，市区每百户城市居民家庭汽车拥有量达16辆。汽车保有量的快速增长需要大量的道路基础设施，而道路建设反过来又会进一步刺激汽车增长，形成恶性循环。当斯定律早就告诉我们道路的供给是无法跟上汽车对其的需求量的。为实现城市土地及环境资源利用效率的最大化，长春必须要控制小汽车增长，大力发展立体公共交通系统。在现有交通基础上划定公交专用线路，开通城市大容量快速公共交通系统，加快轻轨四期及地铁一期建设，逐步提高城市内部、城郊之间交通联系的便捷性，同时综合考虑土地利用与交通系统规划，使城市土地与交通系统开发相协调，即发展以公共交通为导向的土地利用模式。围绕现有主要轻轨、公交枢纽站点建设不同级别的组团式多中心，使就业岗位与居住布局在空间上相匹配，减少不必要的交通出行。
3.3 划定城市增长边界，保护生态环境
城市增长边界(urban growth boundary，UGB)概念最早源于美国的塞勒姆市，是城市增长管理最有效的手段和方法之一[16]。其基本原理是通过划定增长边界增加扩张成本，从而减少城市对建设用地增量的诉求，实现对无序蔓延的有效控制。城市无序扩展对城市边缘区生态环境破坏严重，长春应在做好城市红线、黄线、绿线等规划的前提下，综合当前经济发展现状、区域生态格局以及重要的自然资源状况，参照城市建设用地与城市非建设用地的图底关系，采用“逆向思维”的方法将城市外围“树叶状”绕城高速公路以及东南部的净月潭国家森林公园作为城市相当一段时间内的“增长边界”。同时在城市空间结构构造上，实施合理的中心-组团式发展模式，选择郊区基础条件较好的几个乡镇作为城市次中心来培育，并通过交通要线和生态绿地走廊将其与城市中心相连接，实现要素的有机疏散与集聚。
3.4 加强边缘区房地产控制，提倡土地混合利用
自20世纪90年代房地产制度改革以来，中国房地产业步入了快速发展阶段，而同期城市房地产开发建设过程中居住区大规模开发所造成的配套设施不完善、用地功能单一、占用耕地严重等一系列问题也随之出现。就长春而言，房地产开发问题更为突出，净月、高新、铁北等城市板块边缘区用地类型基本以功能过于单一化的居住用地为主，且居住区“低容积率、低建筑密度”趋势明显。房地产开发作为长春城市蔓延的重要驱动力必须得到控制和引导。强化城市边缘区居住区开发规模的控制，使之融入到城市循序渐进的发展进程中来，避免城市郊区用地规模的盲目扩张以及大肆侵占耕地、林地、水域现象的出现;提高区域土地混合利用程度，降低由于职住空间不相匹配造成的时空出行成本，满足城市居民就近就业的诉求。同时，城市边缘区内的详细规划要严格遵照城市总体规划，实现有效衔接。
3.5 提高城市规划科学性，强化规划落实
长期以来，城市规划在实施过程中总是让步于城市经济发展的需要。1996年长春市城市总体规划将城市空间形态确定为“多中心分散组团”模式，而由于这种单中心经济集聚效应的过于强大，再加上疏散不得力，最终中心团蔓延至分团并与之连为一体，导致城市“摊大饼”式蔓延。同时，规划有时候更是完全服务于领导决策者，成为权力的魔棒。2003年长春市提出建设南部新城战略，搬迁市政府办公大楼，规划直接导致2000-2010年城市南部单方向扩张面积达到100.25km2，且基本以居住用地为主。因此，要控制蔓延必须要保障城市规划作为一项法规的效力，对每一轮新规划的修编与制定都要进行充分的论证;积极促进形成政府、开发商、公众三位一体的城市规划公众参与和监督;强化规划的实施与管理，保持城市规划的延续性，对规划实施过程中出现的违法行为进行及时阻止与处罚。同时弱化政府决策行为影响力，杜绝“全能政府”意识形态观念的存在，从根本上保证规划的科学性。
4 结论
本研究基于城市蔓延多维度特征角度，认为空间形态是城市蔓延的外在表征，经济社会发展状况则为内在因素。因而，从城市土地经济社会效益耦合协调度及城市空间形态出发，通过构建城市蔓延多指标体系来综合测度长春城市蔓延，得出1993-2010年蔓延数值从0.605上升到0.701，城市蔓延整体呈现上升趋势。在城市蔓延调控措施方面，借鉴国外先进理念，结合长春实际，提出长春应加快经济增长方式由粗放型向集约型转变、提高土地集约利用率、控制城市开发区无序扩张、划定城市增长边界等针对性措施，具有一定的可操作性。
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