山东沿海城市带空间格局及演变特征研究

李 勇

( 山东省城乡规划设计研究院，250013，济南 )

世界人口向沿海地区流动聚集是人口流动的主要方向，沿海地区随着人口持续增长，城市规模不断壮大，经济联系日益密切，在世界上形成了诸多沿海城市带或城市群，如美国东北部大西洋沿岸城市带、日本太平洋沿岸城市带等等.自法国地理学家戈特曼(Jean Gottmann)提出“大都市带”(Megalopolis)概念以来，对沿海城市带的研究就一直成为城市研究的重点.山东沿海城市数量多达7个，沿海城市经济较为发达，是山东半岛城市群的重要组成部分，也是“蓝黄”两大国家级战略的主体区域，沿海城市带是省域城镇体系规划的四条轴带之一，是山东半岛城市群规划的“一带多轴”网络体系中的“一带”，也是国家城镇体系规划中东部沿海城市带中的重要一环.因此，沿海城市带的发育情况及空间特征对于山东半岛城市群空间发展具有重大影响，探析空间结构演化及发展态势对于优化全国沿海城镇布局也具有重要意义.

当前关于山东沿海城市带的研究较为匮乏，已有研究主要集中于山东半岛城市群范围[1-3]，对于空间结构特征的研究更少，而基于传统城市规模等级研究，由于城市人口数据存在统计口径不一致、统计范围不一致、大量非城市人口计入导致的城市规模夸大、行政区划调整导致的规模跃升[4]以及人为因素影响等等，使得城市人口数据存在较大程度失真，降低了既有研究的可信度，对真实反映区域城镇规模分布及空间演化带来不利影响.本文采用DMSP/OLS夜间灯光数据来表征城市规模和发育程度，即通过选取恰当阈值DN，城市规模可由高于DN门槛值的灯光亮度予以表征[5]，进而分析城镇空间结构及其演化特征.夜间灯光数据在反映GDP[6,7]、人口分布[8]、城市化水平[9]等的相关性在不同空间尺度下都已经得到证实，近年来，利用夜间灯光数据分析城市和城市群空间特征和演变成为重要研究方向，主要包括城市空间拓展[10]、城市群城镇体系分布及演化[11-13]、城市群蔓延[14]、连片特困区空间分异[15]等方面.

1 数据选择及研究方法

1.1研究区概况本文研究范围为山东沿海七个城市，即青岛、潍坊、烟台、威海、日照、东营、滨州辖区范围，面积7.07万km2.

山东沿海城市带区位条件优越，战略地位突出，濒临黄渤海，东与日韩隔海相望，南连长三角，北接京津冀，西引黄河流域，是山东省海洋强省建设的主体区域，也是国家海洋强国战略的重要组成部分.资源优势突出，大陆海岸线长3 345 km，约占全国的1/6，全国排名第三位，旅游资源众多，海洋资源丰富度指数全国第一.经济实力较强，2016年沿海城市带GDP达3.3万亿元，常住人口3 736.9万人，分别占全省的49.9%和37.6%，城镇化率达到62.96%，高于全省3.94个百分点，海洋生产总值1.48万亿元，分别占全国海洋生产总值的19.1%和全省地区生产总值的20.4%.

图1 研究范围

1.2遥感数据采用美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的美国国家地球物理数据中心(NGDC)发布的DMSP/OLS夜间灯光非辐射定标稳定灯光数据，该数据包括城市、城镇等持久光源，同时去除了光火、油气燃烧等偶然噪声的影响.具体上选取1992、1997、2002、2007、2013年共5期影像，以5年为周期提取沿海城镇空间发展信息.为使城镇规模更具区分度，选取夜间灯光强度DN>40作为城市门槛值，2013年山东沿海城镇分布如图2所示.

图2 2013年山东沿海城市带夜间灯光数据图

1.3研究方法国外学者多从形态学的范式研究城市群网络化格局[16]，国内学者以定性研究为主，亦有学者采用分形研究、威尔逊模型、引力模型、空间统计分析、空间关联模型、企业联系数据以及微博等大数据进行定量研究[17-22].本文主要采取碎化指数、均匀度指数、经济集聚力模型测度长期以来山东沿海城市带整体和局部空间集聚与分散状态，以揭示空间发展格局及演变特征.

碎化指数能够测度城市-区域空间范围内城市发展的集聚与分散状态，具体是对不同行政单元某一或多个指标在区域中所占总量份额的平方根进行求和.公式为,

(1)

(2)

均匀度指数是将空间面积的不均衡程度引入到均匀度指数模型中[23]，具体算法是某一指标占比与空间面积占比的乘积的平方根加和.假设区域中某一个城市单元的某一指标为xi(i=1,2,……n)，辖区面积设为si(i=1,2,……n)，公式为,

(3)

(4)

式中,NI代表均匀度指数，yi代表每个行政单元某项指标占区域总指标的比重与每个行政单元辖区面积占总面积的比重的乘积.NI范围从0-1，当NI越接近于1时越均匀，值接近于0时越集聚.该模型将城市空间面积纳入到整个指标中，克服了缺少空间要素的不足，对碎化度指数形成有益补充.

集聚力法可以对城市带内不同区域在经济发展中的集聚力进行测度，测度时需要将研究区域划分为核心区和其周边的腹地两类.本研究中用核心地区灯光总量与周边腹地灯光总量之比表示.

R=rc/rc-.

(5)

式中,R代表研究区域的经济集聚力指数；rc代表核心区灯光总量；rc-代表腹地灯光总量.如果两个年度之间的R值上升，代表核心区经济发展空间较大，处于经济快速增长的集聚阶段；相反，如果两个年度间的R值减小，代表核心区经济活动开始向周边扩散，处于经济辐射扩散阶段.

2 山东沿海城市带空间发展格局

灯光亮度能够表征一个区域城镇规模大小及发育程度.从2013年灯光总量上看，形成了三片较为明显的城镇密集发展区，即潍坊-滨州-东营、青岛-胶州-高密、烟台-蓬莱区域.三大区域灯光亮度占沿海城市灯光总亮度的比重分别为33.91%、22.07%和10.43%，总计达66.41%.

沿海城市带状集聚特征明显，形成了两条城镇发展带.一是滨海城镇聚集带，即北起东营，经潍坊滨海新区、莱州、龙口、蓬莱、烟台、威海、荣成、乳山、海阳、青岛，南至日照，这条带聚集了5个地级城市市区以及6个县级城市，灯光总量占比达到54.48%.二是距滨海40-60 km的近海城镇聚集带，这条带分为南北两支，北支由无棣、惠民走向东南，经滨州市区、博兴、广饶、寿光、潍坊市区、转向东至平度、到达莱西、莱阳，南支由莒县经五莲、诸城、高密，达到平度，这条带聚集了2个地级市市区以及12个县级城市，灯光总量占比为28.81%.

总体来看，两条城镇发展带呈现“》”型格局，灯光总量占比达到83.3%.其中以滨海城镇聚集带为主，是城镇主要聚集区域和经济活动空间；近海城镇聚集带为辅，是沿海城市发展的重要支撑，也是沿海城市向内陆地区辐射扩散的支点以及陆海统筹的重要作用空间，两条带相互依托，共同构筑了沿海城市带发展的主骨架.两条带进一步通过与济青聊城市带、鲁南城市带等轴带的联系和相互作用，使得沿海城市与全省城市产生紧密联系，并使经济活动不断由沿海向内陆进行传导与转移.与此同时，沿海地区南部与北部城市也产生密切互动，尤其在在港口贸易、海洋经济、石油化工等方面不断产生竞争、协同、合作等经济关系，如日照与东营、青岛与潍坊和东营、青岛与烟台等，促使沿海城市经济联系向网络化发展.

图3 2013年山东沿海城市带“》”型空间集聚格局

图4 2013年山东沿海城市带交互作用关系

与此同时，两条带之间也发生着密切交互作用，如滨州市区与东营市区、广饶市区与原广饶滨海新区、寿光市区与寿光滨海、潍坊市区与潍坊滨海新城、青岛市区与莱西平度和高密、莱西与龙口、诸城与黄岛、日照市区与五莲和莒县等等(图4).两条带不断发生着双向互动作用，这种互动关系分为两类，一类以青岛为代表的由滨海向近海的空间拓展和产业扩散转移，青岛经济活动正不断由市区向北部即墨、胶州、平度、莱西等近海城市带扩散，使得近海城镇规模不断扩大，产业加速集聚，小城镇加快崛起；一类以潍坊为代表的由近海向滨海的空间拓展，近年来潍坊滨海新城加快建设，促进了潍坊城市空间的跳跃性和向海性发展，并不断成为潍坊城市发展的新增长极.这种互动关系重塑了区域空间格局，使得滨海与近海空间形成更为紧密的城镇组团，进而在区域一体化发展中扮演重要角色.两条带的互动使得在全球化过程中经济产业能够在更大范围内一体化布局，优化沿海城市空间格局，促进陆海联动发展.

3 山东沿海城市带空间演化态势

表1 1992-2013年山东沿海城市带碎化指数及均匀度指数

对历年灯光总量的变化进行分析，可以看出1997-2002年、2007-2013年两个阶段灯光总量呈现显著增长，增速分别超过300%和120%，说明这两个时期城市处于快速扩张阶段.结合前述分析，可以得出1997年以来，由于烟台、潍坊等地区的快速发展，使得沿海城市带由青岛一极独大的发展格局，逐渐演变为青岛、烟台、潍坊等群峰并起的空间格局，沿海城市带由单中心极化发展向多中心网络化发展格局不断演进.

表2 1992-2013年山东沿海城市带灯光总量变化

3.2城市发展进入集聚-扩散状态为便于分析不同区域的城市集聚力情况，将沿海城市带划分为青日、烟威、潍坊、东滨四个区域，并分别计算市区及市区外围灯光总量，得出各区域R指数.2002-2013年，四大区域R指数都出现下降，说明市区外围区域的城市化获得了更快发展，主要原因可以归结为城市发展进入到集聚-扩散阶段，市区经济活动逐渐向周边区域外溢和蔓延，从而带动区域整体发展.在经济全球化、区域一体化发展背景下，随着信息技术、高速基础设施等的建设，受到外围区域低成本、良好环境和便捷交通的影响，区域经济活动更趋于向市区外围区域扩散，并形成新的集聚单元和活力中心，这种扩散的持续进行促进了大都市区的发展，多个大都市区相互作用使得区域不断向网络化方向演进.

表3 2002-2013年城市核心区及外围区域R值比较

图5 1992年、2013年夜间灯光数据比较

图6 1992-2013年夜间灯光数据演变分析

3.3滨海新生长空间、县域次中心不断涌现根据2007-2013年夜间灯光数据变化，可以看出沿海区域不断涌现新城镇发展空间，如无棣北部、沾化北部、东营东部、寿光北部、潍坊北部、莱州北部、招远西部、龙口西部、蓬莱西部、乳山南部、即墨东部等滨海地区出现了新发展空间，城镇发展呈现出显著的空间跳跃性和趋海性特征.沿海县市绝大部分都在沿海地区进行新城新区建设，使得城市空间不断向海发展，而这种建设主要集中于2007年以来的时间段.

与此同时，在县市域内部，远离城区和海边地区也出现了明显的灯光亮度，如莱西南部、莱州西南部、临朐南部、博兴东南部、广饶东部、邹平西北部、五莲县东南部、平度南部等区域，这些区域一般是经济较为发达的镇，随着经济不断发展、镇区规模扩大，其灯光亮度被识别出来.这些镇往往已经成为县域的次中心，如莱西南部的姜山镇、莱州西南部的沙河镇、邹平西北部的魏桥镇、广饶东部的大王镇等等，这些区域的出现改变了城市单中心发展格局，促使城镇空间向着主副结构演变.

4 结 语

1) 山东沿海城市带整体呈现出“》”型空间格局，滨海带和近海带共同构筑了沿海城市带发展的空间骨架，两条带发生了密切交互作用，这种交互作用是促进山东沿海城市发展的重要力量，在推进陆海统筹和区域一体化方面产生重大影响，并重塑了沿海城市空间格局，可以预见，随其交互作用的深入和加强，将会加速沿海城市向网络化空间演化.

2) 通过碎化指数和均匀度指数可以看出，沿海城市带不断趋向于均质化发展状态，已经由青岛为核心的单极格局向青烟潍等多中心格局转变.

3) 大城市核心地区在快速集聚的同时，市区经济活动不断向外辐射扩散，外围地区出现新的经济活力中心、新市镇、城市新区，大都市区化特征日趋明显，沿海城市带开始构建由多极节点组成的网络化发展格局.

4) 2007年以来，沿海新空间不断涌现，沿海城市发展呈现显著的空间跳跃性和向海性特征.

5) 从发展机制上看，沿海城市带空间格局的形成及演化态势主要受到城镇化以及经济全球化和区域一体化发展的影响，由于城镇化的快速发展，城市空间不断扩张，与周边城镇逐渐形成一体化发展态势，同时在政府、市场等多方力量的共同作用下，城市不断跳出主城区向滨海地区寻找新的发展空间，一是滨海地区土地成本较低，能够较快形成规模，二是能够借助港口优势加快发展.