轨道交通对大都市区空间结构演化的影响研究

刘永欣 靳来勇 王超深

摘 要：交通运输工具深刻地影响着土地空间结构演化。在机动化出行方式由道路交通向轨道交通转变、城市功能区由中心城区向大都市区转变的背景下，本文以城市化历程较长、空间结构形态同我国特大城市接近的布宜诺斯艾利斯为实证对象，研究了不同制式轨道交通在空间结构演进中的作用。轨道交通对空间结构的影响主要体现在三个方面：一是有力地支撑了城市空间拓展;二是促成了“带”形城市走廊的形成;三是支撑了中心区居住人口密度的降低和商业、商务人口密度的提升。

关键词：大都市区;轨道交通;出行时耗;空間结构

中图分类号：U239.5;TU984.113 文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）04-0105-04

Abstract： The means of transportation profoundly affect the evolution of the spatial structure of the land. In the context of the transformation of motorized travel mode from road traffic to rail transit， and the transformation of urban functional areas from central urban areas to metropolitan areas， this paper used Buenos Aires， which had a long urbanization process and a spatial structure similar to that of China's megacities， as an empirical object， and studied the role of different rail transit systems in the evolution of spatial structure. The impact of rail transit on the spatial structure is mainly reflected in three aspects： the first is to strongly support the expansion of urban space; the second is to promote the formation of a "belt"-shaped urban corridor; the third is to support the reduction of residential population density and the increase of commercial and commercial population density in the central area.

Keywords： metropolitan area;railway transit;travel time consumption;space structure

大都市区作为城市发展到高级阶段的空间聚落形式，拥有城市的基本属性特征，如集聚性、多样性、自组织性等，但是，由于大都市区拥有更大的人口规模和空间尺度，因此，其空间组织又显著区别于人口和空间规模明显偏小的特大城市[1]。自快速城市化从英国诞生以来，近200年的演进历程证明空间形态与交通运输工具紧密关联，在大都市区空间演化过程中，轨道交通起到了重要的支撑作用。研究轨道交通对大都市区空间结构演化的影响机理，有利于提高大都市区空间组织效率乃至整个土地空间功效。在轨道交通进入快速发展期和超大城市迈向大都市区的现实背景下，以拥有较长轨道发展历程和城市空间演化历程且空间结构特征同我国特大城市高度接近的布宜诺斯艾利斯大都市区为研究对象，深入剖析不同制式轨道交通对城市空间及大都市区空间的影响机理和内在机制，有较强的理论和现实意义。

1 布宜诺斯艾利斯大都市区概况

1.1 人口规模现状

布宜诺斯艾利斯是阿根廷首都，同时也是全国政治、经济和文化中心。2001年人口普查显示，布宜诺斯艾利斯大都会区（含市区和31区）面积共计4 316 km2，现状人口为1 212万人，占阿根廷人口总数的1/3，是南半球仅次于圣保罗的第二大都市区，经济总量约占全国的一半。人口聚集和经济聚集方面，布宜诺斯艾利斯大都会区同中国大都市区接近，人口和经济首位度高。

1.2 人口增长历程

布宜诺斯艾利斯大都市区主要由首都区和外围郊区两部分构成。从人口增长历程看，首都区人口自20世纪初开始快速增长，至20世纪中期基本达到现状规模，此后人口相对稳定，近年来出现了下降趋势，但下浮幅度较小;而大都市区外围地区人口则一直处于增长状态，从统计数据看，郊区人口在1947年为167万人，至2010年增加至1 205万人，年均增长17万人左右，其增长规律同东京、纽约、首尔、伦敦和巴黎等国外大都市区以及中国北京、上海等国内大都市区发展历程高度接近。布宜诺斯艾利斯首都区和大都市区人口增长历程如图1所示。

1.3 城市空间结构与密度

从具体的空间形态特征看，首都区面积为165 km2（略小于我国特大城市划定的中心城区范围），现状人口为270万人，人口密度达到1.64万人/km2，人口密度指标同我国城市类似区位高度接近;郊区人口接近1 000万人，人口密度约为0.4万人/km2，在世界范围内处于较高的水平，同我国超大城市现状的人口密度值接近。

旧城区有着与巴黎、巴塞罗那等欧洲历史文化名城类似的高密度特征，高层建筑较少。城市新区建筑形态则同亚太城市类似，呈现出高强、高密的开发特征。从人口密度指标看，其与我国城市高度吻合，呈现出明显的圈层特征。

从道路空间结构特征看，布宜诺斯艾利斯城区范围内拥有若干条红线宽度较大的道路，与中国大都市区和韩国首尔等较为接近，以著名的七月九日大道为例，全长为4.6 km，红线宽度达到148 m，共有18个车道，有力地支撑了两侧土地的高密度发展。七月九日大道及两侧建筑形态如图2所示。

1.4 发展模式和空间结构同中国都市的比较

布宜诺斯艾利斯以1%的国土面积承载着30%的人口和50%的国内生产总值，土地空间的使用效率远高于其他规模城市，其同我国绝大多数省会城市在省域承担的人口份额接近，在经济发展模式上均采取了极化发展模式，人口和其他经济要素高度集中在大都市区范围内，空间结构具有明显的趋同性。从轨道交通发展历程看，布宜诺斯艾利斯于1913年开通了首条地铁，在世界上是较早开通地铁的城市，轨道交通对大都市区空间结构演化的影响历程较长，在类似于我国中心城区的范围，空间结构呈现相对稳定性。以布宜诺斯艾利斯为例，研究轨道交通对城市空间尤其是大都市区空间演化的作用，有利于总结空间效能提升的策略，更加针对性地提升我国大都市区空间组织功效。

2 交通工具变革与城市空间结构的关系

轨道交通作为运量最大的城市交通方式，在每个时期均具有重要的运输支撑作用。根据动力方式和运行速度，轨道交通分为早期轨道交通和现代轨道交通两个类别，下面分别研究其对城市空间结构演化的影响。

2.1 早期轨道交通与城市空间结构

2.1.1 轨道马车影响下的城市空间结构。1810年，阿根廷摆脱西班牙殖民统治，进入独立发展阶段，此时，布宜诺斯艾利斯拥有人口4.5万人，城市建成区面积约为2 km2，人口密度为2.25万人/km2，城市半径约为500 m，是一个典型的步行城市[2]。1857—1865年，布宜诺斯艾利斯城区向外围建设4条铁路，以巩固其中心地位，但是此时铁路为蒸汽动力装置，票价较贵且较为稀有，没有承担大量的通勤交通职能，城市空间拓展并没有沿铁路线展开。

1869年，布宜诺斯艾利斯城区人口达到17.1万人，是1810年的3倍多，建成区面积增长257.5%，达到7.15 km2，人口密度依然维持在2.4万人/km2左右，城市形态仍然呈现高度聚集特征。1895年，布宜诺斯艾利斯城区面积达到69 km2，与1869年的7.15 km2相比，建成区面积增长近865%。1869年，轨道马车引入布宜诺斯艾利斯，与常规的马车相比，轨道马车几乎不受天气影响，极大地拓展了人们的出行半径，支撑了城市规模的增加和空间形态的塑造。少量的富裕阶层在轨道马车支撑下将居住区建设在老城区外围，促成了城市空间沿交通轴线拓展，建成区长轴半径由步行时代的2～3 km延伸至8 km左右，外围地区形成了轴线型的城市形态。但是，当时仅少量的贵族能享有轨道马车，使得这一交通方式不具有公共性，大部分底层劳动者仍然居住在中心区老旧建筑内，中心区人口密度仍然较高。随着郊区与中心区距离的增加，其人口数量明显下降[2]。

2.1.2 早期有轨电车影响下的城市空间结构。1898年，随着有轨电车技术的成熟与推广，其开始取代轨道马车，并且成为真正意义上的公共交通方式。布宜诺斯艾利斯的第一条有轨电车连接中心区与外围城镇后，其逐步替代中心区既有轨道马车。与轨道马车相比，有轨电车出行更快速、更可靠、更舒适、更廉价和更稳定，其在短期内得到快速推广。特别是1910年成立的英格兰-阿根廷电车公司对布宜诺斯艾利斯所有线路进行统一管理，其网络效应得到充分发挥，极大地推动了城市空间拓展。

由于有轨电车良好的技术性能，其通达半径快速延伸。1898年，进入中心区的线路达到4条，此后线路数量仍有增长，到1914年，从外围郊区进入中心区的列车数量由1898年的306趟/d增长至751趟/d，列车发行数量增加145%，乘客数量增长500%。有轨电车的迅猛发展也促进了交通干道沿线商业带的形成和发展。随着中、高收入人群向更广泛的郊区扩散，一些达到人口门槛的郊区开始出现商业中心。但此时郊区商业中心的服务内容和辐射半径尚有限，大多数郊区居民还习惯于和中心商业区发生联系。空间可达性的显著提高，也使大多数城区形成了专门进行商业、批发和工业活动的土地利用功能区，但此时的这些专业区域仍大多紧靠中心商业区。

2.2 现代轨道交通与大都市区空间结构的关系

2.2.1 早期地铁与城市空间。截至2015年，布宜诺斯艾利斯有6条地铁线路，长度为53.9 km，年客运量达2亿人次。布宜诺斯艾利斯第1条地铁始建于1913年，受多方面因素影响，其地铁线路长度均较短，4条放射性线路（B、D、E和H）平均长度为10 km左右，对城市空间拓展的支撑作用不太明显;地铁线路站间距普遍较小，均保持在550～800 m，运能同大编组的现代有轨电车类似，虽然没有有效地支撑空间拓展，但对中心城区土地开发强度和运输服务水平的提升作用明显。布宜诺斯艾利斯地铁线路的主要指标如表1所示。

2.2.2 现代有轨电车与城市空间。20世纪60年代，有轨电车再次进行了技术升级，其运输速度、舒适性等均有明显提高，在其支撑下，布宜诺斯艾利斯进入更加明显的大都市区发展阶段，通勤半径大幅提升至30 km。由于公共交通有明显的集聚作用，因此外围城市建设用地呈现出明显的走廊特征，以适应有轨电车运营，这种走廊布局模式实现了土地集约利用，也最大限度地保障了客流。首都区范围的有轨电车基本沿传统的走廊敷设，这与建成区相对稳定的构造物形态有直接关系。

2.2.3 多网融合与大都市区空间结构。早期地铁线路标准较低、线路较短，中长距离使用者大都需要换乘，因此吸引力不断下降。为更好地服务客流，布宜诺斯艾利斯于1963年将所有线路统一管理，1966年，E线延长至市中心，但这些措施没有有效遏制客流下降问题。20世纪80年代，客流再次急剧下降，地铁公司转为私有化，私人公司开始重新装修车站、更换地铁车辆，以求更高的客流。当前，地铁日均客流量约为100万人，其中，B、C、D三条线路客流量较大，日均超过30万人，客流负荷强度整体较高。根据计划，布宜诺斯艾利斯将继续扩大地铁网络，包括10.8 km的F线（16个车站）;12.5 km的G线、12.6 km的I线（18个车站），使得首都地区70%的居民在400 m半徑内能到达地铁站。

除地鐵和有轨电车网络外，布宜诺斯艾利斯还拥有市郊铁路8条，总里程约为800 km，市郊铁路将城市空间半径拓展到50 km左右，有力地提升了空间要素配置效率。其承担的客运量占公交运量的18%左右，在轨道交通乃至城市交通中承担着重要的份额。

3 轨道交通对城市空间结构的影响分析

3.1 轨道交通有力地支撑了城市空间拓展

从布宜诺斯艾利斯200多年的城市发展史可以看出，每次交通工具的升级都会带来城市空间的急剧扩张，在单程出行时耗约束条件下，城市空间最大半径由有轨马车时代的3～5 km拓展到有轨电车时代的约30 km，当前，在多网融合背景下，城市最大半径达到50 km。从内在特征看，不论交通工具如何升级，城市空间半径基本维持在1 h左右的出行时耗范围内，城市规模越小，可接受的单程时耗越小，城市空间半径相应略小;城市空间规模越大，可接受的出行时耗越长，空间尺度更大[3]。交通运输工具与城市空间尺度的关系如图3所示。

3.2 轨道交通重塑了城市空间形态

轨道交通促成了大都市区外围建成区呈现明显的“带”形特征，使得指状形态继续强化，城市外围郊区诞生了商业中心，虽然量级远低于中心区商业中心，但是其为副中心形态的空间结构演化提供了基础。

3.3 轨道交通有力地支撑了高密度地区人口疏散

随着交通运输工具的不断升级，整个城市建成区范围内，居住人口密度不断降低，但是，受整个大都市区人口规模增长等原因影响，同等区位范围内的居住人口密度整体上处于上升态势，尤其是在高运量的轨道交通支撑下，核心区范围内居住人口密度上升最为明显。这与东京、巴黎等大都市区有显著差别，对于东京和巴黎等大都市区而言，随着轨道网络的一体化运营，核心区地租成本大幅升高，居住人口难以承担地租成本的升高，居住用地逐步向商业、商务等业态转变[4]。而布宜诺斯艾利斯在核心区的居住人口密度没有出现下降的特征，这与核心区不太发达的对外交通条件可能存在较大关系，使得核心区地租成本不如外围边缘组团高，新型商业与商务办公在核心区边缘进行了空间集聚发展[5]。

4 结论

城市作为高级人工聚落单元，其本质特征是不断集聚，以更好地发挥规模效应和集聚效应，因此，虽然交通运输工具不断升级，但是建成区居住人口密度仍然维持在较高的水平，随着交通工具出行速度的不断提高，居民得以在同等的时间内获得更多的居住地和就业地选择机会，为更好地追求生活品质，不同时期近似区位的外围地区居住人口密度出现整体下降特征。随着产业结构的不断升级，城市活力成为城市竞争力的最佳体现形式，而交通运输网络的发达程度很大程度上体现了城市活力和城市竞争力。轨道交通作为大运量的交通运输方式，在城市空间组织中发挥着重要的支撑作用，受轨道建设时机和标准等技术参数不同影响，城市轨道网络效能空间差异较大，导致了迥异的地租分布特征，进而影响了产业业态的空间集聚和人口的空间分布。布宜诺斯艾利斯在核心区拥有较高的居住人口密度，这显著不同于东京、巴黎等发达大都市区同等区位条件下的人口密度分布特征，即是最好的佐证。

参考文献：

[1]张沛，王超深.大都市区空间范围的界定标准：基于通勤率指标的讨论[J].城市问题，2019（2）：37-43.

[2]SARGENT C S.The spatial evolution of greater Buenos Aires，Argentina，1870—1930[Z].1974.

[3]张沛，王超深.出行时耗约束下的大都市区空间尺度研究：基于国内外典型案例比较[J].国际城市规划，2017（2）：65-71.

[4]王超深.轨道交通线网影响下的大都市区空间结构模式研究[D].西安：西安建筑科技大学，2019：20.

[5]INOSTROZA L，TABBITA J H.Informal Urban Development in the Greater Buenos Aires Area：A Quantitative-Spatial Assessment Based On Households Physical Features Using GIS and Principal Component Analysis[Z].2016.