转型期上海城市化时空格局演化及驱动力分析

尹占娥，殷 杰，许世远，廖邦固

(1.上海师范大学 旅游学院，上海200234;2.华东师范大学 资源与环境学院，上海200062)

转型期上海城市化时空格局演化及驱动力分析

尹占娥1，殷 杰2，许世远2，廖邦固1

(1.上海师范大学 旅游学院，上海200234;2.华东师范大学 资源与环境学院，上海200062)

随着我国计划经济体制向市场经济的转型，城市化进程加速，城市化时空格局演化成为城市发展研究的重要问题之一。本文主要采用遥感与GIS空间分析方法，利用1978年改革开放以来4个时相的遥感数据，通过城市扩展强度指数、圈层同心圆分析和扩展方向扇区分析，探讨转型期上海各时段城市化发展的空间扩展速度和水平、时空格局演化及其驱动力。研究表明：1)1979-2009年上海城市化面积增长幅度达1064%，城市用地占市域面积由3.95%增至42.22%，2000年后城市化进程加速增长;2)上海城市形态1979年呈“单核”团状分布，2000年发展到由中心城区、卫星城、郊区城镇和沿交通干道组成的“多核—多轴”多边形分布模式，到2009年城市形态呈现网络状大面积大都市化扩展模式，传统的中心城区和郊区连成一体;3)上海城市化发展驱动力具有政策和经济发展双重驱动特点，城市化扩展阶段性明显，不同时段、区域表现的城市化时空格局演化特征有所差异。

上海;城市化;时空格局;驱动力

一、引言

当前，我国处于快速城市化发展阶段，城市化进程是我国经济发展面临的重要问题［1-3］。测度城市化发展速度与水平是城市化研究中的重要内容之一，也是国家和地区制定城市发展政策的基础，引起了学者广泛关注［4-7］。城市化水平测度通常采用城镇人口占总人口的比重，来衡量一个地区的城市化水平，但在人口城市化过程中实际上还伴随着城镇用地面积的扩展，为实现人口城市化提供了空间，而大量人口涌入城市，促进了城镇用地面积的扩展，两者共同推动着城市化的发展。因此，城市化过程是人口向城市地区集中和农业地区转变为城市地区的过程，包括两个方面内涵：一是人口迁移，它必然导致社会结构的变迁、经济要素的流动和产业的推移;二是城市形态的扩展，其最直接表现为非城市用地类型向城市用地的转变过程，使得城镇用地面积不断扩展，其空间格局的演化明确地反映了城市化过程［8］。

改革开放以来，伴随着中国由计划经济体制向市场经济的转型，国民经济和社会发展取得长足发展，尤其是城市化过程与城市建设成绩显著。我国城镇人口由1978年1.73亿人，增加到2009年 6.22 亿人［9］，城市化水平由 17.92% 提高到46.6%;城市个数由 190 个增加到 661 个［10］。上海作为中国最大的经济中心，其城市化水平位居全国之首，2005年达到84.5%，而同期全国平均水平为42.9%［11］;1978年上海城镇人口仅为 650万，到2008 年增长到1650 万，年均增长5.1%［12］。上海城市发展过程已成为中国城市化研究的典型样本，不少学者对上海城市化社会空间过程、土地利用变化及其驱动因素等开展研究［6-7，13］，但对改革开放30年以来上海城市化发展的空间演化格局探讨较少。因此，本文采用遥感方法，定量地研究转型期上海各时段城市化发展的空间扩展，分析上海城市化发展的时空格局演化特征，探讨上海不同时期城市化发展的驱动力，以便为制订上海城市发展规划与管理提供科学依据，也可作为我国大都市城市化研究借鉴。

二、数据来源与研究方法

近10年来，作者等承担了多项国家自然科学基金和上海市所属部门研究课题，积累了大量上海城市发展的基础资料。本文主要选用1979年、1990年、2000年和2009年4个时期的上海Landsat(美国陆地资源卫星)遥感影像数据，以及1979-2009年上海城市社会经济统计数据，主要包括：人口、非农业人口占总人口比重、GDP、城市基础设施投资总额、道路长度、市区人均住房居住面积。卫星遥感数据具有客观真实性，统计数据来源于上海统计年鉴(2009)，以保证数据的可靠性与权威性。

研究采用的主要方法有：城市建设用地信息遥感解译方法、城市扩展强度指数计算、圈层同心圆分析、扩展方向扇区分析等方法，研究转型期上海城市化时空格局演化特征及其驱动力。

(一)城市扩展遥感方法

遥感数据是提取城市形态和土地扩展最主要的方法。本文选用1979年、1990年、2000年和2009年美国陆地资源卫星遥感影像数据，分别对4个时相的图像进行融合、几何校正、坐标配准，并经重采样、图像增强、人机交互解译，采用最大相似然法监督分类，获得4个时相上海城市化用地信息(图1)。依据研究的需要，将上海城市用地类别分为：城镇用地(包括城市建设用地和农村居民点)、农田、绿地(包括林地和草地)、水体(包括湖泊、河流、沟渠和养殖坑塘)、裸地共5类，分类结果经检验，其精度分别为87%(1979年)、90%(1990年)、92%(2000 年)，89%(2009 年)，解译精度能满足本文研究的需要［14］。

(二)城市扩展强度指数

从城市空间形态的角度，对城市化扩展过程进行定量分析，引入城市扩展强度指数(AUEII)评估城市化扩展速度，即指某空间单元在研究时期内的城市用地扩展的面积，占其土地总面积的百分比。其公式为：

式中，Tn+i为研究区在n+i时间的总面积;Un+i和Ui分别为n+i和i时间研究区内城市区域面积;n是时间间隔。

(三)圈层同心圆分析

为了反映城市扩展的空间变化情况，一般采用距离城市中心的圈层同心圆分析方法。本文以上海市人民广场为研究区域的中心，以2km等间距做出37个同心圆缓冲区，使其覆盖整个研究区域;运用地理信息系统(GIS)的空间叠置分析功能，将各时相城市用地与同心圆缓冲区叠合，进而统计出各个同心圆内城市用地的面积，以分析城市扩张的圈层结构特征。

(四)扩展方向扇区分析

为反映城市扩展的方位变化特征，一般采用16方位扇区分析方法。本文以上海市人民广场做研究区域的中心，选取能包含所有研究区的半径，以22.5°为间隔，将研究区划分成16个夹角及面积相等的扇形区域，将各时相城市用地与扇形区域进行叠置分析，统计得出16个扇形方位城市建设用地面积，在此基础上利用城市用地扩展雷达图，描述各时段各方位的城市建设用地扩展的方向差异。

表1 1979-2009年土地利用面积变化 (单位：km2)

三、城市用地扩展与形态分异

通过遥感解译获得的城市用地数据(表1)［15］，1979-2009 年间上海城市化面积快速增加，城市面积由 254.92km2增加到 2968.01km2，年均增长90.43km2，增长幅度达1064%，其中2000-2009年城市化进程加速增长，9年间城市面积增加 1438.58 km2，年均增长159.84 km2。2009 年城市用地占市域面积42.22%，为1979年城市面积的11倍余;而农田面积大幅减少，2009年比1979年减少近一半。

城市形态在不同时期也发生了很大变化(图1)。在1979年改革开放初期，上海的建成区主要分布在内环核心区，呈“单核”团状分布;1990到2000年间，城市形态呈现以中心城区、卫星城、郊区城镇以及沿交通干道分布的“多核—多轴”多边形分布模式，到2009年，上海城市形态进一步复杂化，呈现出网络状大面积扩展，传统的中心城区和郊区已经连成一体。

不同时段城市化过程表现出的空间行为特征也是不同的。1979年，城市化地区主要集中在市区及其周边的浦东、宝山部分地区，其它郊区县城市化区域面积极低;到1990年，上海市城市化地区有了比较明显的增加，市区和各郊区县增长幅度都较大;2000年，市区增长幅度减缓，城市化地区向浦东、宝山、闵行、松江等近郊区扩散，同时崇明岛城市化出现较大增幅;2009年，主要表现为快速的郊区城市化，中心城区发展接近饱和，而城市化由近郊向远郊区急剧扩张，金山、南汇、奉贤、嘉定等区城市面积扩大了3到4倍(图2)。

图1 1979-2009不同时期上海城市用地分布图

图2 上海各行政区不同时期城市用地面积统计

图3 1979-2009城市用地距离变化

图4 1979-2009城市用地扩展的方位变化

从上海市城市化的空间圈层分布状况看(图3)，不同时期城市用地的分布范围持续迅速扩张，特别是2000年以后增长强度显著扩大。1979年城市化区域主要分布在距离市中心14公里以内区域，峰值出现在距离市中心7公里处;1990年和2000年城市用地在4到60公里处呈现规律性的上升趋势，峰值也不断外移到距离市中心9公里和13公里处，表现出城市化由中心城区不断向外围扩张。到2009年，呈现多个峰值，最高峰值外移至距离市中心20公里处，在32公里和46公里又出现两个较低峰值，说明不仅中心城区在向外快速扩展，郊区城镇也出现显著的城市化。新增城市用地在12到60公里区间急剧增大，圈层最大增长量接近100 km2，较前几个时期增加量显著放大，表明上海郊区城市化进程加速。

从城市空间增长的方向特征来看(图4)，各时期不同方位城市化区域面积存在显著差异，尤其是2000年后上海城市化空间异向性趋强。具体表现为，1979到1990年间，城市化主要沿黄浦江南北轴向发展，并向西南(徐汇、长宁地区)和西北部(宝山地区)蔓延;1990到2000年间，城市南北扩展的趋势有所减缓，在东北部(浦东地区)和西南部(闵行地区)增加较为明显;2000年以后，城市建设用地空间面积陡然加大，空间范围分异更加显著，除东北部地区由于临海限制了城市扩展外，表现出所有方向的急剧扩展，尤其是西南(闵行、松江地区)和东南部(浦东、南汇地区)。

图5 不同时期上海各区县城市扩展强度分布图

四、城市化时空格局演化

根据城市化扩展强度公式计算表明，转型期上海一直保持着城市加速发展的趋势。其中1979-1990年、1990-2000年、2000-2009年三个时间段上海城市扩展强度指数分别为0.80% 、1.03%和2.27%。利用等距离分级法，将城市扩展强度按扩展强度指数值分为6级：无扩展(≤0)、缓慢扩展(＞0-1%)、低速扩展(＞1%-2%)、中速扩展(＞2%-3%)、快速扩展(＞3%-4%)、高速扩展(＞4%-5%)。因此，1979-1990年间，上海市城市化扩展总体较为缓慢(扩展强度指数为0.80%);1990-2000年间，上海城市空间扩展有所加快，呈现低速扩展趋势(扩展强度指数为1.03%);2000-2009年，城市扩展强度指数进一步增大，几乎是前20年发展速度的2-3倍，进入中速扩展阶段(扩展强度指数为2.27%)。

对于上海不同时期各区县而言，城市扩展强度存在显著的时空分异规律(图5、6)：(1)1979-1990年中心城区城市化阶段。城市化主要发生在中心城区及其周边近郊区，其中徐汇区城市化高度扩展，距中心城区较远的区县发展较为缓慢。(2)1990-2000年近郊区城市化阶段。传统的中心城区扩展强度减缓，城市发展趋于饱和，城市发展开始向近郊区蔓延，中心城区周边近郊区发展出现增速。(3)2000-2009年远郊区城市化阶段。远郊区城市化极为明显，中心城区城市化发展几乎停滞，为寻求城市发展空间，大力开发郊区，除崇明县外，各郊区均表现为中高速扩展，其中远郊的金山区出现快速城市扩展，嘉定区则进入高速城市化进程。

图6 不同时期上海各区县城市扩展强度指数统计图

五、城市化驱动力分析

上海城市化发展驱动力具有政策和经济发展的双重驱动特点。1978年我国实施改革开发政策以来，随着计划经济体制向市场经济的转型，国民经济和社会发展取得长足发展，加速了上海城市化进程。而不同时段由于驱动力的差异，使得上海城市化扩展速度、方向与强度不同，因此城市用地扩展形态发生分异，导致上海城市化时空格局演化特征的差异。

1979-1990年间城市化驱动力，主要是1978年改革开发政策的实施，解脱了原来对大城市发展的限制，重启了上海城市化进程的开端。这一时期以政府政策导向的恢复发展为主，上海城市化主要解决由于前期限制政策所导致的城市建设诸多遗留问题，城市面积和功能取得了明显的发展和提升。例如，政府在市中心和中心城边缘区开始建造住宅新村，以缓解市民居住拥挤，并加快旧房改造的力度［16］。同时，为了解决市区工业集聚所导致的问题，政府开始在中心城区边缘建设10个工业园区(北新泾、彭浦、庆宁寺、周家渡、吴淞、五角场、桃浦、漕河泾、长桥和高桥)，推动了这一时期城市化的发展，上海建成区主要分布在内环核心区，城市形态由“单核”团状分布开始向外围扩张。

1990-2000年间城市化驱动力，开始表现出政策和经济发展的双重驱动特点。进入90年代后，土地使用制度的改革［17］，使得上海中心城核心区地价比近郊区、远郊区同类土地要高几十甚至几百倍，在市场的作用下，中心城和外围郊区的土地优势和潜能得到不同的体现，低价规律对城市土地的空间配置作用日益显现。1990年上海市提出“浦东开发”的战略将上海城市发展推向了黄浦江以东地区，又以发展“生产型城市”到“宜居型”城市的政策转变，开启了上海第一轮大规模城市改造的序幕，按照1986年上海城市总体规划的设定，城市发展在东西轴向上出现显著扩张。

经过十多年的发展，上海城市建设初具规模，经济得到相当程度的发展，产业结构升级和国内外投资的驱动，很大程度上改变了上海原有的城市空间格局。内环线内共搬迁、关停、合并调整约700个生产点，涉及450家工业企业，腾出300万平方米的工业用地，发展金融、贸易、住宅、办公楼等第三产业，优化了城市核心区的产业结构［18］。而在浦东(外高桥保税区、金桥出口加工区、张江高科技园区)、闵行(莘庄工业区、紫竹科学园区、上海市工业综合开发区)、宝山等近郊区开始出现大规模集中式的工业园区和功能区。1990-2000年间，上海城市化扩展以中心城区、卫星城、郊区城镇，以及沿交通干道发展，因此其扩展形成的城市形态呈“多核—多轴”多边形分布模式。

2000-2009年间城市化驱动力，以上海城市经济大发展政策推动为主。2000年以来，为了实现建设国际经济、金融、贸易、航运中心的发展目标，建设符合现代化大都市特点的城乡一体、协调发展的市域城镇布局，并与长江三角洲地区城市共同构筑经济发达、布局合理的城市群，上海出台了新的城市总体规划，极大地推动了城市化发展与城市的快速扩展。同时，1998年上海福利分房取消后，上海实施房地产作为“十五”发展的支柱产业，采取一系列激励住房市场发展措施［19］，加之，郊区城镇基础设施的进一步完善，驱动中心城区人口及外来人口向郊区迁移。在政策规划和房地产业推动下，这一时期上海的城市化进入又一个发展高峰期，在中心城区周边、中外环线郊区及沿海地区开始了大规模的住宅区、卫星城、工业园、以及各种功能区的建设，城市用地面积也开始爆发式增长。与此同时更完善的高速交通网络体系使之连为一体，在经济发展政策、城市规划和房地产业共同推动下，上海城市形态进一步复杂化，呈现出网络状大面积扩展，传统的中心城区和郊区连成一体，形成大都市化发展的趋势。

六、结语

1978年实施改革开放政策以来，上海城市发展经过计划经济体制向市场经济的转型，国民经济和社会发展迅速，城市化发展经历了不同时期的快速扩展，城市扩展时空格局演化是城市发展研究的重要问题之一。作者等在多年上海城市发展研究的基础上，利用1979年、1990年、2000年和2009年4个时相的卫星遥感数据，解译得到4个时相的上海城市扩展数据，分析转型期上海各时段城市化扩展形态分异规律、时空演化格局及其驱动力。研究得出了1979-2009年上海城市化面积增长幅度达1064%，城市用地占市域面积由3.95%增至42.22%，特别是2000年后城市化扩展呈快速增长;揭示了上海城市形态1979年呈“单核”团状分布，2000年发展到由中心城区、卫星城、郊区城镇和沿交通干道组合而成的“多核—多轴”多边形分布模式，到2009年城市形态呈现网络状大面积大都市化扩展模式，传统的中心城区和郊区连成一体;转型期上海城市化发展具有政策和经济发展双重驱动特点，城市化发展阶段性明显，不同时段、区域表现的城市化时空格局演化特征有所差异。

但上海城市化快速发展也引发了土地资源短缺、城市管理法规不够健全和诸多环境问题，如城市热岛和雨岛效应、环境污染、水资源短缺等。因此，当上海城市化面积扩展到相当程度，应引导土地的节约利用，发挥城市土地集约化程度与潜力;加强上海城市规划与科学管理水平，调整产业结构，发挥上海与长三角地区都市群联动效应;注重协调城市发展与环境可持续发展关系等。本文研究成果可为制订上海城市规划与管理提供科学依据，其研究思路和方法也可为我国大都市城市化研究提供借鉴。

［1］宋建波，武春友.城市化与生态环境协调发展评价研究——以长江三角洲城市群为例［J］.中国软科学，2010，(2)：78-87.

［2］周振华.增长轴心转移：中国进入城市化推动型经济增长阶段［J］.经济研究，1995，(1)：3-10.

［3］赵显洲.我国城市化与经济发展相互关系的动态分析［J］中国软科学，2006，(9)：116-121.

［4］刘志刚.城市化水平测定的方法与实证分析［J］.国土与自然资源研究，2006，(2)：32-37.

［5］刘盛和，吴传钧，沈洪泉.基于GIS的北京城市土地利用扩展模式 地理学报，2000，55(4)：407-416.

［6］李晓文，方精云，朴世龙.上海城市土地利用转变类型及其空间关联分析［J］.自然资源学报，2004，19(4)：438-446.

［7］Xu J G，Liao B G，Shen Q，Zhang F，Mei A X.Urban Spatial Restructuring in Transitional Economy—Changing Land Use Pattern in Shanghai［J］.Chinese Geographical Science，2007，(17)：19-27.

［8］Knox P L.Urbanization.An Introduction to Urban Geography［Z］.Englewood CliffsN J，1994.

［9］国家统计局编.中国统计摘要 -2008［M］.北京：中国统计出版社，2008.32-34.

［10］姜爱林.城镇化、工业化与信息化协调发展研究［M］.北京：中国大地出版社，2004.45-47.

［11］Wang J Y，Da L J，Song K，Li B L.Temporal Variations of Surface Water Quality in Urban，Suburban and Rural Areas During Rapid Urbanization in Shanghai，China［J］.Environmental Pollution，2008，(152)：387-393.

［12］上海统计局.上海统计年鉴-2009［M］.北京：中国统计出版社，2009.

［13］李志刚，吴缚龙.转型期上海社会空间分异研究［J］.地理学报，2006，61(2)：199-211.

［14］Lucas I F J，Frans J M，Wel V D.Accuracy Assessment of Satellite Derived Land-Cover Data：A Review［J］.Photogrammetric Engineering and Remote Sensing，1994，(60)，410-432.

［15］Jie Yin，Zhane Yin，Haidong Zhong，et al.Monitoring Urban Expansion and Land Use/Land Cover Changes of Shanghai Metropolitan Area during Transitional Economy(1979-2009)in China［Z］.Environmental Monitoring and Assessment，2010，DOI：10.1007/s10661-010-1660-8.

［16］刘卫东.我国大城市郊区土地非农开发［M］.北京：科学出版社，1999.

［17］周一星，孟延春.中国大城市的郊区化趋势［J］.城市规划汇刊，1998，(3).

［18］高向东，江取珍.对上海城市人口分布变动与郊区化的探讨［J］.城市规划，2002，(1).

［19］张翔.上海市人口迁居与住宅布局发展的探讨［J］.城市规划汇刊，2000，(5).

(本文责编：润 泽)

Shanghai’s Urban Spatio-temporal Evolution and Its Driving Forces of During the Transitional Period(1979-2009)

YIN Zhan-e1，YIN Jie2，XU Shi-yuan2，LIAO Bang-gu1
(1.Geography Department of Shanghai Normal University，Shanghai 200234，China;2.Geography Department of East China Normal University，Shanghai 200062，China)

China’s planned economy to a market economy，accelerate the process of urbanization，urban spatial and temporal patterns of evolution of urban development is one of the important issues.In this paper，using remote sensing methods，applying 4-phase remote sensing data(in1979，1990，2000 and 2009)after reform and opening in China in 1978，we discuss the development of Shanghai’s urban spatial expansion speed and level，spatio-temporal pattern of urbanization evolution and its driving forces by urban expansion intensity index，concentric circle analysis and development direction of sector analysis，the period of transition.The results show that：①From 1979 to 2009，urban land use of Shanghai up to 1064%increase in the area，percentage of urban land use from 3.95%to 42.22% ，and accelerated growth of urbanization after the year 2000;②Shanghai Urban Pattern in 1979 was the“single-core”group-like distribution，in 2000 developed into a“multi-core-axis”polygon distribution patterns，which was formed by the central city，satellite towns，rural towns along major roads，and in 2009 showed network-like metropolitan expansion mode，where the traditional central city and suburban connection;③Shanghai driving forces of urbanization are charac-teristic of both policy-driven and economic development，urbanization expansion stage is evident，urban spatial and temporal pattern is of difference by district for different stage.

Shanghai;urbanization;spatio-temporal pattern;driving forces

F061.5

A

1002-9753(2011)02-0101-09

2010-10-08

2010-12-30

国家自然科学基金(41071324，40730526);上海市教委重点学科(J50402);上海师范大学重点培育学科项目(DZL801)。

尹占娥(1963-)，女，山西兴县人，博士，副教授，研究方向：城市地理、城市土地利用和遥感等。