学文网1城市形态较为规则和稳定
但开发建设适宜性情景下更为规则和稳定借助SPSS软件进行的回归分析表明，R2值均高于0.96，所得结果可信度较高。生态重要性情景和开发建设适宜性情景下，D值均小于1.5，表明两种情景下的城市形态均比较规则；SI值均较大，表明城市稳定性较高（表1）。其中，生态重要性情景下D值要高于开发建设适宜性情景，进一步证实了生态重要性情景下城市形态更加不规则；生态重要性情景的SI值低于开发建设适宜性情景，表明生态重要性情景下城市稳定性较低。随着扩张强度增大，生态重要性情景的D值、SI值变化均较为明显，以2%强度为分界点，之前D值不断减小、SI值不断增大，表明城市形态趋于规则化和不稳定化，之后转为愈加不规则化和稳定化。土地开发建设适宜性情景下，不同扩张强度下D值、SI值变化不明显，表明城市形态趋于规则化和稳定化。
2城市紧凑度随扩张强度变化
两种情景间差异显著紧凑度计算和比较通过SPSS软件的单因素ANOVA模型进行。随着扩张强度增加，两种情景下的紧凑度指数均显著增加，城市形态趋于紧凑（表2）。除0.5%强度外，生态重要性情景的紧凑度指数c均显著低于开发建设适宜性情景，且差异随扩张强度增加而更加明显，表明生态重要性情景下，城市形态紧凑度明显较低。标准误SE值反映了同等强度、两种情景下内部各城市之间形态差异度。生态重要性情景的SE值高于开发建设适宜性情景，表明前者的城市形态差异更加明显。
3首位城市首位度趋于下降
生态重要性情境下首位城市发生变化，首位度下降更为明显现状城市位序—规模格局中，南宁市市辖区高于其他县市区，是规模最大的城市（***5）。在生态重要性情景下，由于南宁所在地区生态重要性相对较高，对城市扩张的阻力较大，城市扩张受到一定限制，因此南宁市市辖区的首位度优势逐渐下降，至扩张强度5%时，被宾阳县取代，成为排名第二的城市；至扩张强度为10%时，南宁市市辖区名列第三，位于宾阳县、柳州市市辖区之后（***5）。从首位城市的首位度来看，其实际面积与理论面积的比值呈现逐步下降的态势，表明首位城市的首位度逐渐下降。从q和D′的数据可以看出，现状情况下，q>1、D′<1，表明城市规模分布比较分散，首位城市的垄断性较强，大城市很突出而中小城市不发育；随着扩张强度的增加，q、D′值均逐渐向1接近，但维持在q>1、D′<1的状态，表明随着扩张强度增加，首位城市的垄断度不断下降，而中小城市逐渐发育，城市体系给向约束型位序-规模分布格局发育（表3）。在土地开发建设适宜性情景下，城市扩张的阻力值与原有城市的规模具有较大的关系，大城市人口密集、经济发达、交通条件较高，开发建设适宜性较高。因此，在不同扩张强度下，南宁市市辖区、柳州市市辖区均排在第一和第二的位置，与现状格局类型（***5）。首位城市——南宁市市辖区的实际面积与理论面积的比值虽有下降，但要远高于生态重要性情景下首位城市的实际面积与理论面积之比，表明该情境下首位城市仍然保持着较高的首位度。从q和D'的数据可知，随着扩张强度增加，q、D′值的变化趋势同生态重要性情景类似，均逐渐向1接近，但维持在q>1、D′<1的状态，表明随着扩张强度增加，首位城市的垄断度不断下降，中小城市逐渐发育，城市体系呈现向约束型位序-规模分布格局发育的趋势（表3）。但与生态重要性情景相比，土地开发建设适宜性情景下的q、D′值与1的距离相对较远，表明该情境景下首位城市的垄断度下降量要低于生态重要性情景，中小城市的发育程度较低，城市体系距约束型位序—规模分布格局相对较远。本文来自于《地理研究》杂志。地理研究杂志简介详见
4讨论与结论
前人研究大多集中在单体城市扩张模拟上，本文从区域层面出发，以包含多个城市的广西西江经济带为案例开展分析，以揭示各城市扩张量、城市形态变化的区域差异以及不同情境间的区别。结果表明，在生态重要性和土地开发建设适宜性两种情境下，城市扩张强度和扩张模式具有明显的不同。在开发建设适宜性背景下，城市扩张量与原有城市的规模呈现明显的正相关关系，大中城市扩张较快，小城市扩张较慢；整个区域内城市的位序—规模变动格局不大，首位城市保持不变，其首位度呈现先降后升。这与已有研究所揭示的“马太效应”类似，大城市所在地区开发建设条件和发展基础较好，对周围的辐射带动作用强，城市扩张较快[17,28,29]。南宁市市辖区保持首位，且首位度不断强化。但是，在生态重要性情境下，城市扩张量与其原有规模的相关性较低，表现为首位城市位次变化及不同扩张强度下首位城市首位度的持续下降。这在很大程度上受到城市所在区域生态重要性的影响。在此情景下，城市扩张选择区域内生态重要性较低的斑块进行，生态重要性越高，转化为城市斑块的可能性越低。以南宁市辖区为例，其所在区域生态重要性较其他大中城市而言较高，阻力值以5为主，其他为3或7，因此在扩张强度较小时，其较慢的扩张速度尚不足以改变其作为首位城市的地位，但与二、三位城市的差距不断减小。随着扩张强度增大，地处生态重要性低值区、临近南宁市的宾阳县周围阻力值为1，因此迅速扩张，城镇用地面积甚至超过了南宁市市辖区。从扩张模式看，两种情景之间的差异导致了城市形态的差别。开发建设适宜性背景下，大部分城市以填充型或蔓延型的方式扩张，城市形态趋于规则化、紧凑化，其稳定性和紧凑度不断提高。对于小城市来讲，相对紧凑的形态对于提高土地资源集约利用度、提升城市运行效率、降低基础设施建设投入等具有积极的意义[7,30]。但是，不受限制的肆意“摊大饼”扩张对大城市而言则是弊大于利。与面积类似、形状不规则的城市相比，饼状城市与外界环境交界面更小，与外界物质、能量交换不畅，带来交通拥堵、污染物排放增加、大气污染、热岛效应、开放空间减少等问题[29,30]。可见，在区域城市扩张的过程中，合理的分配扩张的份额，对于避免大城市城市无序扩张、减轻城市病、实现城市和区域的可持续发展具有重要的意义[4]。与开发建设适宜性情景相比，生态重要性情景提供了一种相对理想的方案。
在此情景下，城市扩张模式多样化，外延式、蔓延式、填充式等具有发生，城市形态较为松散。大城市以蔓延式扩张为主，生态重要性低值区是扩张的主要方向，既避免了对重要生态空间的占用，又有效增大了与外界环境的接触面，有助于为城市生态系统输入负熵，维护城市开放系统的健康发展。同时，由于中小城市扩张量较大，大城市的无序蔓延和“摊大饼式”扩张受到限制，使得区域城市位序—规模变化显著，城市体系向约束型位序—规模分布格局发育，对于控制大城市规模、促进中小城市发展具有积极的意义。总的看来，城市管理者过去习惯于通过城市自身的发展机遇和开发建设适宜性来确定城市扩张的规模和方向，国家和区域层面的宏观环境和生态保护的需求往往被忽视。因此，在快速发展的中国，大部分城市期望得到跨越式发展，大城市规划建设特大城市，中小城市则以建成大城市为目标。但是，在实际过程中，大城市具有明显的先发优势，导致大城市越来越大、中小城市发展停滞甚至衰退的“马太效应”现象出现。大城市在规模迅速扩张的同时出现了较为严重的“城市病”问题，而中小城市则活力不足、发展滞后。这与土地开发建设适宜性情景模拟结果具有较高的相似性。由于人类对于生产、生活空间的需求被过分强调，而生态系统本身维持健康的空间需求被忽略，导致生态破坏的现象不断发生，城市生态系统的健康也受到破坏。这些问题仅仅从单体城市自身是难以有效解决的，需要从区域层面出发、科学确定城市发展的格局和路径。本研究进行了此方面的尝试，生态重要性情景不仅有利于减少对重要生态区域的占用，而且有利于维护城市生态系统的健康，对于保障城市健康、减轻生态破坏、推动区域可持续发展具有积极意义。虽然在此情景下，原有的城市位序—规模结构被严重破坏，而使该情景的可信度和可操作性受到质疑，但是作为一种极端情景，其价值不在于使城市规划按照其设计的路径进行，而在于从保护生态的角度出发提供备选方案，以改变以往过分忽视生态空间及其价值的现实局面。
作者：李平星 樊杰 单位：中国科学院南京地理与湖泊研究所 中国科学院地理科学与资源研究所
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