轉型期上海城市化時空格局演化及驅動力分析

尹占娥，殷 杰，許世遠，廖邦固

(1.上海師范大學 旅游學院，上海200234;2.華東師范大學 資源與環境學院，上海200062)

轉型期上海城市化時空格局演化及驅動力分析

尹占娥1，殷 杰2，許世遠2，廖邦固1

(1.上海師范大學 旅游學院，上海200234;2.華東師范大學 資源與環境學院，上海200062)

隨著我國計劃經濟體制向市場經濟的轉型，城市化進程加速，城市化時空格局演化成為城市發展研究的重要問題之一。本文主要采用遙感與GIS空間分析方法，利用1978年改革開放以來4個時相的遙感數據，通過城市擴展強度指數、圈層同心圓分析和擴展方向扇區分析，探討轉型期上海各時段城市化發展的空間擴展速度和水平、時空格局演化及其驅動力。研究表明：1)1979-2009年上海城市化面積增長幅度達1064%，城市用地占市域面積由3.95%增至42.22%，2000年后城市化進程加速增長;2)上海城市形態1979年呈“單核”團狀分布，2000年發展到由中心城區、衛星城、郊區城鎮和沿交通干道組成的“多核—多軸”多邊形分布模式，到2009年城市形態呈現網絡狀大面積大都市化擴展模式，傳統的中心城區和郊區連成一體;3)上海城市化發展驅動力具有政策和經濟發展雙重驅動特點，城市化擴展階段性明顯，不同時段、區域表現的城市化時空格局演化特征有所差異。

上海;城市化;時空格局;驅動力

一、引言

當前，我國處于快速城市化發展階段，城市化進程是我國經濟發展面臨的重要問題［1-3］。測度城市化發展速度與水平是城市化研究中的重要內容之一，也是國家和地區制定城市發展政策的基礎，引起了學者廣泛關注［4-7］。城市化水平測度通常采用城鎮人口占總人口的比重，來衡量一個地區的城市化水平，但在人口城市化過程中實際上還伴隨著城鎮用地面積的擴展，為實現人口城市化提供了空間，而大量人口涌入城市，促進了城鎮用地面積的擴展，兩者共同推動著城市化的發展。因此，城市化過程是人口向城市地區集中和農業地區轉變為城市地區的過程，包括兩個方面內涵：一是人口遷移，它必然導致社會結構的變遷、經濟要素的流動和產業的推移;二是城市形態的擴展，其最直接表現為非城市用地類型向城市用地的轉變過程，使得城鎮用地面積不斷擴展，其空間格局的演化明確地反映了城市化過程［8］。

改革開放以來，伴隨著中國由計劃經濟體制向市場經濟的轉型，國民經濟和社會發展取得長足發展，尤其是城市化過程與城市建設成績顯著。我國城鎮人口由1978年1.73億人，增加到2009年 6.22 億人［9］，城市化水平由 17.92% 提高到46.6%;城市個數由 190 個增加到 661 個［10］。上海作為中國最大的經濟中心，其城市化水平位居全國之首，2005年達到84.5%，而同期全國平均水平為42.9%［11］;1978年上海城鎮人口僅為 650萬，到2008 年增長到1650 萬，年均增長5.1%［12］。上海城市發展過程已成為中國城市化研究的典型樣本，不少學者對上海城市化社會空間過程、土地利用變化及其驅動因素等開展研究［6-7，13］，但對改革開放30年以來上海城市化發展的空間演化格局探討較少。因此，本文采用遙感方法，定量地研究轉型期上海各時段城市化發展的空間擴展，分析上海城市化發展的時空格局演化特征，探討上海不同時期城市化發展的驅動力，以便為制訂上海城市發展規劃與管理提供科學依據，也可作為我國大都市城市化研究借鑒。

二、數據來源與研究方法

近10年來，作者等承擔了多項國家自然科學基金和上海市所屬部門研究課題，積累了大量上海城市發展的基礎資料。本文主要選用1979年、1990年、2000年和2009年4個時期的上海Landsat(美國陸地資源衛星)遙感影像數據，以及1979-2009年上海城市社會經濟統計數據，主要包括：人口、非農業人口占總人口比重、GDP、城市基礎設施投資總額、道路長度、市區人均住房居住面積。衛星遙感數據具有客觀真實性，統計數據來源于上海統計年鑒(2009)，以保證數據的可靠性與權威性。

研究采用的主要方法有：城市建設用地信息遙感解譯方法、城市擴展強度指數計算、圈層同心圓分析、擴展方向扇區分析等方法，研究轉型期上海城市化時空格局演化特征及其驅動力。

(一)城市擴展遙感方法

遙感數據是提取城市形態和土地擴展最主要的方法。本文選用1979年、1990年、2000年和2009年美國陸地資源衛星遙感影像數據，分別對4個時相的圖像進行融合、幾何校正、坐標配準，并經重采樣、圖像增強、人機交互解譯，采用最大相似然法監督分類，獲得4個時相上海城市化用地信息(圖1)。依據研究的需要，將上海城市用地類別分為：城鎮用地(包括城市建設用地和農村居民點)、農田、綠地(包括林地和草地)、水體(包括湖泊、河流、溝渠和養殖坑塘)、裸地共5類，分類結果經檢驗，其精度分別為87%(1979年)、90%(1990年)、92%(2000 年)，89%(2009 年)，解譯精度能滿足本文研究的需要［14］。

(二)城市擴展強度指數

從城市空間形態的角度，對城市化擴展過程進行定量分析，引入城市擴展強度指數(AUEII)評估城市化擴展速度，即指某空間單元在研究時期內的城市用地擴展的面積，占其土地總面積的百分比。其公式為：

式中，Tn+i為研究區在n+i時間的總面積;Un+i和Ui分別為n+i和i時間研究區內城市區域面積;n是時間間隔。

(三)圈層同心圓分析

為了反映城市擴展的空間變化情況，一般采用距離城市中心的圈層同心圓分析方法。本文以上海市人民廣場為研究區域的中心，以2km等間距做出37個同心圓緩沖區，使其覆蓋整個研究區域;運用地理信息系統(GIS)的空間疊置分析功能，將各時相城市用地與同心圓緩沖區疊合，進而統計出各個同心圓內城市用地的面積，以分析城市擴張的圈層結構特征。

(四)擴展方向扇區分析

為反映城市擴展的方位變化特征，一般采用16方位扇區分析方法。本文以上海市人民廣場做研究區域的中心，選取能包含所有研究區的半徑，以22.5°為間隔，將研究區劃分成16個夾角及面積相等的扇形區域，將各時相城市用地與扇形區域進行疊置分析，統計得出16個扇形方位城市建設用地面積，在此基礎上利用城市用地擴展雷達圖，描述各時段各方位的城市建設用地擴展的方向差異。

表1 1979-2009年土地利用面積變化 (單位：km2)

三、城市用地擴展與形態分異

通過遙感解譯獲得的城市用地數據(表1)［15］，1979-2009 年間上海城市化面積快速增加，城市面積由 254.92km2增加到 2968.01km2，年均增長90.43km2，增長幅度達1064%，其中2000-2009年城市化進程加速增長，9年間城市面積增加 1438.58 km2，年均增長159.84 km2。2009 年城市用地占市域面積42.22%，為1979年城市面積的11倍余;而農田面積大幅減少，2009年比1979年減少近一半。

城市形態在不同時期也發生了很大變化(圖1)。在1979年改革開放初期，上海的建成區主要分布在內環核心區，呈“單核”團狀分布;1990到2000年間，城市形態呈現以中心城區、衛星城、郊區城鎮以及沿交通干道分布的“多核—多軸”多邊形分布模式，到2009年，上海城市形態進一步復雜化，呈現出網絡狀大面積擴展，傳統的中心城區和郊區已經連成一體。

不同時段城市化過程表現出的空間行為特征也是不同的。1979年，城市化地區主要集中在市區及其周邊的浦東、寶山部分地區，其它郊區縣城市化區域面積極低;到1990年，上海市城市化地區有了比較明顯的增加，市區和各郊區縣增長幅度都較大;2000年，市區增長幅度減緩，城市化地區向浦東、寶山、閔行、松江等近郊區擴散，同時崇明島城市化出現較大增幅;2009年，主要表現為快速的郊區城市化，中心城區發展接近飽和，而城市化由近郊向遠郊區急劇擴張，金山、南匯、奉賢、嘉定等區城市面積擴大了3到4倍(圖2)。

圖1 1979-2009不同時期上海城市用地分布圖

圖2 上海各行政區不同時期城市用地面積統計

圖3 1979-2009城市用地距離變化

圖4 1979-2009城市用地擴展的方位變化

從上海市城市化的空間圈層分布狀況看(圖3)，不同時期城市用地的分布范圍持續迅速擴張，特別是2000年以后增長強度顯著擴大。1979年城市化區域主要分布在距離市中心14公里以內區域，峰值出現在距離市中心7公里處;1990年和2000年城市用地在4到60公里處呈現規律性的上升趨勢，峰值也不斷外移到距離市中心9公里和13公里處，表現出城市化由中心城區不斷向外圍擴張。到2009年，呈現多個峰值，最高峰值外移至距離市中心20公里處，在32公里和46公里又出現兩個較低峰值，說明不僅中心城區在向外快速擴展，郊區城鎮也出現顯著的城市化。新增城市用地在12到60公里區間急劇增大，圈層最大增長量接近100 km2，較前幾個時期增加量顯著放大，表明上海郊區城市化進程加速。

從城市空間增長的方向特征來看(圖4)，各時期不同方位城市化區域面積存在顯著差異，尤其是2000年后上海城市化空間異向性趨強。具體表現為，1979到1990年間，城市化主要沿黃浦江南北軸向發展，并向西南(徐匯、長寧地區)和西北部(寶山地區)蔓延;1990到2000年間，城市南北擴展的趨勢有所減緩，在東北部(浦東地區)和西南部(閔行地區)增加較為明顯;2000年以后，城市建設用地空間面積陡然加大，空間范圍分異更加顯著，除東北部地區由于臨海限制了城市擴展外，表現出所有方向的急劇擴展，尤其是西南(閔行、松江地區)和東南部(浦東、南匯地區)。

圖5 不同時期上海各區縣城市擴展強度分布圖

四、城市化時空格局演化

根據城市化擴展強度公式計算表明，轉型期上海一直保持著城市加速發展的趨勢。其中1979-1990年、1990-2000年、2000-2009年三個時間段上海城市擴展強度指數分別為0.80% 、1.03%和2.27%。利用等距離分級法，將城市擴展強度按擴展強度指數值分為6級：無擴展(≤0)、緩慢擴展(＞0-1%)、低速擴展(＞1%-2%)、中速擴展(＞2%-3%)、快速擴展(＞3%-4%)、高速擴展(＞4%-5%)。因此，1979-1990年間，上海市城市化擴展總體較為緩慢(擴展強度指數為0.80%);1990-2000年間，上海城市空間擴展有所加快，呈現低速擴展趨勢(擴展強度指數為1.03%);2000-2009年，城市擴展強度指數進一步增大，幾乎是前20年發展速度的2-3倍，進入中速擴展階段(擴展強度指數為2.27%)。

對于上海不同時期各區縣而言，城市擴展強度存在顯著的時空分異規律(圖5、6)：(1)1979-1990年中心城區城市化階段。城市化主要發生在中心城區及其周邊近郊區，其中徐匯區城市化高度擴展，距中心城區較遠的區縣發展較為緩慢。(2)1990-2000年近郊區城市化階段。傳統的中心城區擴展強度減緩，城市發展趨于飽和，城市發展開始向近郊區蔓延，中心城區周邊近郊區發展出現增速。(3)2000-2009年遠郊區城市化階段。遠郊區城市化極為明顯，中心城區城市化發展幾乎停滯，為尋求城市發展空間，大力開發郊區，除崇明縣外，各郊區均表現為中高速擴展，其中遠郊的金山區出現快速城市擴展，嘉定區則進入高速城市化進程。

圖6 不同時期上海各區縣城市擴展強度指數統計圖

五、城市化驅動力分析

上海城市化發展驅動力具有政策和經濟發展的雙重驅動特點。1978年我國實施改革開發政策以來，隨著計劃經濟體制向市場經濟的轉型，國民經濟和社會發展取得長足發展，加速了上海城市化進程。而不同時段由于驅動力的差異，使得上海城市化擴展速度、方向與強度不同，因此城市用地擴展形態發生分異，導致上海城市化時空格局演化特征的差異。

1979-1990年間城市化驅動力，主要是1978年改革開發政策的實施，解脫了原來對大城市發展的限制，重啟了上海城市化進程的開端。這一時期以政府政策導向的恢復發展為主，上海城市化主要解決由于前期限制政策所導致的城市建設諸多遺留問題，城市面積和功能取得了明顯的發展和提升。例如，政府在市中心和中心城邊緣區開始建造住宅新村，以緩解市民居住擁擠，并加快舊房改造的力度［16］。同時，為了解決市區工業集聚所導致的問題，政府開始在中心城區邊緣建設10個工業園區(北新涇、彭浦、慶寧寺、周家渡、吳淞、五角場、桃浦、漕河涇、長橋和高橋)，推動了這一時期城市化的發展，上海建成區主要分布在內環核心區，城市形態由“單核”團狀分布開始向外圍擴張。

1990-2000年間城市化驅動力，開始表現出政策和經濟發展的雙重驅動特點。進入90年代后，土地使用制度的改革［17］，使得上海中心城核心區地價比近郊區、遠郊區同類土地要高幾十甚至幾百倍，在市場的作用下，中心城和外圍郊區的土地優勢和潛能得到不同的體現，低價規律對城市土地的空間配置作用日益顯現。1990年上海市提出“浦東開發”的戰略將上海城市發展推向了黃浦江以東地區，又以發展“生產型城市”到“宜居型”城市的政策轉變，開啟了上海第一輪大規模城市改造的序幕，按照1986年上海城市總體規劃的設定，城市發展在東西軸向上出現顯著擴張。

經過十多年的發展，上海城市建設初具規模，經濟得到相當程度的發展，產業結構升級和國內外投資的驅動，很大程度上改變了上海原有的城市空間格局。內環線內共搬遷、關停、合并調整約700個生產點，涉及450家工業企業，騰出300萬平方米的工業用地，發展金融、貿易、住宅、辦公樓等第三產業，優化了城市核心區的產業結構［18］。而在浦東(外高橋保稅區、金橋出口加工區、張江高科技園區)、閔行(莘莊工業區、紫竹科學園區、上海市工業綜合開發區)、寶山等近郊區開始出現大規模集中式的工業園區和功能區。1990-2000年間，上海城市化擴展以中心城區、衛星城、郊區城鎮，以及沿交通干道發展，因此其擴展形成的城市形態呈“多核—多軸”多邊形分布模式。

2000-2009年間城市化驅動力，以上海城市經濟大發展政策推動為主。2000年以來，為了實現建設國際經濟、金融、貿易、航運中心的發展目標，建設符合現代化大都市特點的城鄉一體、協調發展的市域城鎮布局，并與長江三角洲地區城市共同構筑經濟發達、布局合理的城市群，上海出臺了新的城市總體規劃，極大地推動了城市化發展與城市的快速擴展。同時，1998年上海福利分房取消后，上海實施房地產作為“十五”發展的支柱產業，采取一系列激勵住房市場發展措施［19］，加之，郊區城鎮基礎設施的進一步完善，驅動中心城區人口及外來人口向郊區遷移。在政策規劃和房地產業推動下，這一時期上海的城市化進入又一個發展高峰期，在中心城區周邊、中外環線郊區及沿海地區開始了大規模的住宅區、衛星城、工業園、以及各種功能區的建設，城市用地面積也開始爆發式增長。與此同時更完善的高速交通網絡體系使之連為一體，在經濟發展政策、城市規劃和房地產業共同推動下，上海城市形態進一步復雜化，呈現出網絡狀大面積擴展，傳統的中心城區和郊區連成一體，形成大都市化發展的趨勢。

六、結語

1978年實施改革開放政策以來，上海城市發展經過計劃經濟體制向市場經濟的轉型，國民經濟和社會發展迅速，城市化發展經歷了不同時期的快速擴展，城市擴展時空格局演化是城市發展研究的重要問題之一。作者等在多年上海城市發展研究的基礎上，利用1979年、1990年、2000年和2009年4個時相的衛星遙感數據，解譯得到4個時相的上海城市擴展數據，分析轉型期上海各時段城市化擴展形態分異規律、時空演化格局及其驅動力。研究得出了1979-2009年上海城市化面積增長幅度達1064%，城市用地占市域面積由3.95%增至42.22%，特別是2000年后城市化擴展呈快速增長;揭示了上海城市形態1979年呈“單核”團狀分布，2000年發展到由中心城區、衛星城、郊區城鎮和沿交通干道組合而成的“多核—多軸”多邊形分布模式，到2009年城市形態呈現網絡狀大面積大都市化擴展模式，傳統的中心城區和郊區連成一體;轉型期上海城市化發展具有政策和經濟發展雙重驅動特點，城市化發展階段性明顯，不同時段、區域表現的城市化時空格局演化特征有所差異。

但上海城市化快速發展也引發了土地資源短缺、城市管理法規不夠健全和諸多環境問題，如城市熱島和雨島效應、環境污染、水資源短缺等。因此，當上海城市化面積擴展到相當程度，應引導土地的節約利用，發揮城市土地集約化程度與潛力;加強上海城市規劃與科學管理水平，調整產業結構，發揮上海與長三角地區都市群聯動效應;注重協調城市發展與環境可持續發展關系等。本文研究成果可為制訂上海城市規劃與管理提供科學依據，其研究思路和方法也可為我國大都市城市化研究提供借鑒。

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(本文責編：潤 澤)

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

國家自然科學基金(41071324，40730526);上海市教委重點學科(J50402);上海師范大學重點培育學科項目(DZL801)。

尹占娥(1963-)，女，山西興縣人，博士，副教授，研究方向：城市地理、城市土地利用和遙感等。