宝鸡城区空间扩展及驱动力因素分析

靳美娟，陈 涛

(宝鸡文理学院 陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室，陕西 宝鸡 721013)

随着经济全球化和一体化时代的到来，城市地区快速发展并已成为近几十年来地球表面土地利用变化最快、利用强度最大的区域[1]，而城市空间扩展这一过程也深刻地反映了早期土地城市化的发展历程，影响着城市周边地区现在和未来的生态环境安全，一直以来是国内外学者关注的热点问题之一。如国外学者Yin等[2]利用遥感影像数据研究了开罗城市空间扩展，结果表明：其城市建设用地增长主要来源于尼罗河地区的农地和沙地；刘盛和等[3]等利用GIS技术对1982～1997年北京城市土地扩展的时空过程进行了分析，证实了北京城市土地利用规模超常膨胀的主要是因为工业用地的急剧扩张；牟凤云等[4]通过解译遥感影像中建成区的变化信息，分析了改革开放以来广州空间形态特征和时空演化。20世纪90年代以来，我国城市化进程明显加快，城市经济社会发展问题日渐突出，进一步加剧了人口、经济、环境、生态之间的矛盾。因此，及时获取城市空间扩展信息，判断城市空间发展趋势，对于解决城市发展问题、指导城市规划建设、保护城市生态环境、实现城市可持续发展具有重大的现实意义。

宝鸡地处关中平原西部，陕西第二大城市，是国家近期规划建设的“关—天经济区”的副中心城市，陕甘川宁毗邻地区区域性中心城市。全市总面积1.82万km2,辖3区9县，其中市区涵盖渭滨区、金台区以及陈仓区，占地面积98 km2。气候温和，四季分明，年均气温7～13 ℃，降水量590～900 mm。宝鸡市南依秦岭，西横关陇，渭水中流，市区主体部分沿渭河两岸分布，受特殊地理位置和独特的暖温带半湿润气候影响，宝鸡形成了不同于其他城市的相对分散的空间布局形态，其驱动力机制也独具特征。

1 宝鸡城市空间扩展分析

1.1 城区空间扩展的定性分析

城市用地规模的大小在很大程度上受城市规划政策的影响[5]。1949年以前，宝鸡还是一个小县城，自1937年陇海铁路线建成通车后，交通地理位置的优势使其很快发展成为川、陕和西北其他省区的物质集散中心，相当数量的工业和机关团体相继迁入，主要集中在今西北角金陵河与渭河交汇处，那里地势平坦，水源丰富；1949年以后，宝鸡作为建国初期首批全国重点工业建设项目扶持发展的城市之一，工业得到了大力发展，工业化进程客观上增强了宝鸡的经济实力，为城市空间扩展奠定了基础，成为宝鸡建国以来发展的第一高峰时期。随后的第一版宝鸡城市总体规划(1949～1979年)中，依托老城区，在城市边缘布置了工业区和工人新村，城区主体开始沿着渭河北岸和清姜河支流向东、南平面扩展，其中向东大面积扩展的局势奠定了今天宝鸡城区带状分布的空间格局。第二版宝鸡市城市总体规划(1979～2000年)，正值改革开放初期，国家经济发展重心开始向沿海倾斜，西部地区人才、资金等生产要素大量流失，外资难以引入，西部城市发展势头减弱，此时宝鸡城市空间扩展主要表现为沿渭河两岸的内部填充，同时沿着渭河2个较大支流——金陵河、千河向北有所扩展，使原来分散的市区逐渐连成一片。第三版城市总体规划(2001～2007年)，国家西部大开发战略的实施再次为宝鸡城市发展带来新机遇，这是宝鸡建国以来城市空间扩展量最大、扩展最快的时期。在2001版总体规划的指导下，城市建设重点开始东扩南移，先后发展建设了高新技术开发区二期和代家湾行政中心区，诸如陈仓物流园等重大基础设施建设也被作为城市近期建设规划的重要内容，宝鸡城区空间沿着渭河两岸进一步横向拉伸。第四版城市总体规划(2008～2020年)，确定宝鸡中心城区的发展策略为：“向东适度拓展，向北择机跨越，向南优化提升，向西涵养生态”，具体而言，向东依托交通、土地资源优势，提升虢镇的综合服务功能；向北是在适当时机推动城市北上跨越，重点发展基于知识经济和信息社会发展的高新产业、研发中心、教育园区、高端居住等；向南优化非建设用地的生态服务职能，利用宝鸡南站等重大设施的建设，提升重点地段的服务职能；向西整合各类用地，发展西部山区生态旅游业。这次规划之后，宝鸡城区地域空间范围将更加广阔。

1.2 城区空间扩展的定量分析

1.2.1 模型建立 利用城市扩展速度[6]、扩展弹性指数和扩展强度指数[7]，对宝鸡城区扩展过程以及时间过程进行分析，具体模型见表1。

表1 城市空间扩展的3种模型

1.2.2 结果分析 从表2可以看出：1994～2014年间宝鸡城区扩展面积为56 km2，扩展速度为2.80 km2/年，扩展强度指数为50.45%，扩展弹性指数是1.25。这20年间城区空间扩展具体特征为：(1)城区扩展规模和扩展速度均呈现增长趋势。2004～2014扩展规模明显高于1994～2004年，扩展速度也由1.50 km2/年提升到4.10 km2/年，说明在此期间，宝鸡城市化进程加快，城区外延式扩展特征更加明显。(2)城区扩展强度指数和扩展弹性指数均有下降趋势。扩展强度指数是用于表征城市扩展快慢程度的指标，其数值大小和起始年城区总面积关系密切。宝鸡城区扩展强度从前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年宝鸡行政区划变更有关(新增了陈仓区，使得市区行政面积由原来的555 km2增加到3574 km2)。而扩展弹性指数是描述城市扩张速度与人口增长速度之间协调关系的指标，主要用于衡量城市用地扩展的合理性[8]，根据中国城市规划设计院对中国历年城市化过程的分析，当系数为1.12时较为合理[9]。宝鸡城区从前10年(1994～2004年)的1.2594下降到后10年(2004～2014年)的1.2486，2个扩展弹性指数均大于标准系数1.12，说明宝鸡城区土地扩展速度一直高于人口增长速度，但近10年来人口城市化发展速度有所提升，与土地城市化增速差距逐步缩小，进一步反映了宝鸡人口城市化与土地城市化的发展趋于协调。

2 宝鸡城区空间扩展的驱动力因素分析

由于城市用地扩展受自然、经济、社会等多因素的影响，为此，从社会、人口、经济、生态4个方面选取多个指标作为研究变量，试图利用主成分分析方法提取其主要驱动力因素，进而分析研究其对宝鸡城区扩展的影响。

表2 宝鸡城区空间(1994～2014年)扩展特征

注：数据来源于《中国城市统计年鉴(1995、2005、2015)》。

2.1 研究方法及指标选取

主成分分析方法的基本原理就是通过降维思想，把多指标转化为少数几个综合指标来进行系统分析的一种统计分析方法[10]。依据多角度、全方位、可靠性、易收集等原则[11]，选取了影响城市空间扩展的显著性和非显著性指标，具体见表3。数据来源于《中国区域经济统计年鉴》、《中国城市统计年鉴》、《陕西统计年鉴》(1995～2012年)等。

2.2 计算结果

通过SPSS 17.0软件对上述数据进行分析计算，首先得出相关系数矩阵(表4)、特征值和主成分贡献率及累积贡献率(表5)。其中，相关系数矩阵反映了各个因子之间的关联水平，值越大，相关性越高[12]。从表4可以看出，在这些因子中，相关系数最大的是0.99，最小的是0.52，说明这些因子都有关联，运用主成分分析法进行分析是可行的。

表3 宝鸡城市空间扩展指标体系

表4 宝鸡市建设用地驱动力变量相关系数矩阵

一般认为，贡献率越大，该主成分所包含的原始变量的信息越强[10]。结合表5，依据主成分个数选取原则：(1)累积贡献率达到85%以上；(2)特征根大于1，同时满足这2个条件，提取出2个主成分——第一、二主成分，其累积贡献率高达93.485%，完全可以代替原来18个原始变量所包含的信息，为此，可以简化为用这2个主成分进行城市扩展驱动力因子分析。

如表6所示，第一主成分在地方财政预算内收入(X13)、工业总产值(X14)、第一产业增加值(X16)上都具有很大载荷，其中最小载荷值为0.903，最高为0.919，说明第一主成分主要代表了这些经济发展指标的信息，除此之外，在其他经济指标(X8～X12、X15)上载荷值也较高，因此认为经济发展是宝鸡城区扩展的第一驱动力因素。第二主成分在市区人口密度(X7)和年末实有公共营运汽电车(X2)上具有较大载荷，载荷值分别为-0.935和0.838，说明第二主成分代表了人口、社会设施因素，它们也是宝鸡城区扩展的不可忽视的驱动力。

表5 主成分特征值

表6 正交旋转因子载荷矩阵

3 主要驱动力因素对宝鸡城区扩展的影响

3.1 经济发展驱动力因素分析

经济发展是宝鸡城区用地扩展的主要驱动力因素。经济发展水平越高，居民消费性需求更加多样化，消费性服务用地的增加促使城区向外急剧扩展。1995～2012年宝鸡市地方财政预算内收入、工业总产值和社会消费品零售额都呈现逐年增加的趋势。其中，地方财政预算内收入从2.99亿元增加到46.69亿元，年均增长2.57亿元，工业总产值从78.95亿元增加到1986.69亿元，年均增长112.22亿元，第一产业增加值从21.53亿元增加到143.26亿元，年均增长7.16亿元。同期，宝鸡市建成区面积从31 km2扩增到98 km2，增加了2.16倍。通过拟合上述各经济要素与城市建成区面积的曲线(图1)，可知其相关系数均在0.890以上，呈现高度相关性。一方面，经济实力的增强促进了宝鸡城市用地的快速扩张；另一方面，经济快速发展促使人们生活水平提高，环境意识普遍增强，对市区诸如住房条件的改善以及城市基础设施的完善等方面提出了更高要求，进一步促使城区向外扩展。

图1 宝鸡市区各经济要素与建成区面积的拟合图

3.2 人口、生态驱动力因素分析

城市的人口、社会因素也是导致城市扩展的一个重要原因。首先，城市人口规模的不断增加促使城市用地规模扩大，另外，交通、通讯等基础设施的不断完善加速了城市的平面扩展。1995～2012年间,城区人口密度从906人/km2下降到395.48人/km2，同期年末实有公共营运汽电车由134辆提升到712辆。由图2拟合曲线中可知，宝鸡市人口密度、社会因素与建成区面积之间的相关系数R2分别为0.533和0.755，呈现显著相关性。具体而言，随着城市化进程的加快，城市人口数量增加，但由于行政区划的重大调整导致的建成区面积增加更快，城区人口密度反而出现下降趋势，为此出现两者人口密度和建成区面积之间的负相关关系，这一结果也与前面模型中扩展弹性指数趋于下降的结果保持一致；另一方面，随着城市居民生活节奏的加快，出行机率大大提升，对公共服务设施需求也随之加大，这也从侧面反映了宝鸡城市化的进程不断加快。

4 结语

宝鸡作为西部河谷型带状城市的典型代表，城市自身形成和发展有其特殊性和复杂性，本研究将定性和定量研究方法相结合，探讨了宝鸡城区空间扩展特征及相应的驱动力因素，能为同类城市的发展提供相关参考。在当前我国主张推进新型城镇化的背景下，关于城镇化的新模式、新理念的研究持续发酵，作为西部城市发展代表的宝鸡，在今后的发展中还应该进一步拓展城镇化内涵，不再以牺牲粮食、生态和环境为代价，进一步提升城镇空间利用效率和公共服务设施使用的公平性，由此导向的城市空间研究课题也将成为今后几十年我国城市土地发展研究的新趋势。

图2 宝鸡市人口密度、社会因素与建成区面积的拟合图

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