資源環境支撐視角下的干旱區城市區位研究
——以河西走廊城市為例

(西北師范大學 地理與環境科學學院,甘肅 蘭州730070)

資源環境支撐視角下的干旱區城市區位研究
——以河西走廊城市為例

陳佳銀,石培基,馮浩源
(西北師范大學 地理與環境科學學院,甘肅 蘭州730070)

水土資源、生態環境、交通、公共設施是城市發展的重要支撐要素,影響城市區位的優劣。將資源與環境作為關鍵因子引入到干旱區城市區位研究中,采用“狀態指數”法、綜合交通可達性賦值測度法和區位熵分析河西走廊城市區位狀況。結果表明:河西五市水土資源和生態環境區位多項指標處于危機和預警狀態,張掖市相對最優;城市間交通區位差別較大且對內、對外交通基礎設施不協調,嘉峪關市交通區位最好,交通可達性指數是金昌市的1.8倍;公共設施發展不均衡,具有區位比較優勢的產業部門主要集中在張掖市和酒泉市。根據區位因子優劣的分析結果,為河西走廊城市發展提出建議。

干旱區;城市區位;生態環境;水土資源

區位論是研究人類活動最優空間的理論[1],城市區位研究以克里斯泰勒的“中心地理論”為開端,自20世紀30年代以來國內外學者不斷修正拓展,在城市形成與發展動力、城市空間結構、城市體系等方面進行了深入的探索,城市區位研究已從最初單一職能的空間均衡條件下的中心地模型擴展為多職能的均衡體系[2]。區位選擇是一種空間優化,不僅選擇一個地點,更重要的是選擇與這個地點相關的自然、經濟和社會要素[3]。正如克羅農提出地理學中的“第一自然”和“第二自然”一樣,“第一自然”是城市所在地的區位優勢;所謂“第二自然”,則是由居住于城市所在區位人類創造的[4]。自然地理區位與經濟地理區位共同起作用,成為城市尋求最優發展道路的根基。因此,基于可持續發展訴求的城市建設必須立足于城市區位的分析與決策。河西走廊是國家“一帶一路”戰略對外開放的通道,其區域協調對絲綢之路經濟帶建設至關重要。那么如何利用區位研究發掘城市的優勢來促進發展,從而建設好西北經濟通道？

河西走廊地處西北內陸干旱區,水資源短缺是制約西北經濟發展和導致生態惡化的最重要因素[5]。周干峙[6]等指出,西北地區城市發展有賴于水資源和礦產資源,且水資源的分布決定了城市的基本格局。自然要素對人類的空間分布影響深刻,在很多情況下甚至決定著城市活動的區位[7]。基于河西走廊城市的實際情況,以水資源為首的自然條件的考慮使城市區位研究與資源、環境更加緊密地結合。因此,本文嘗試將資源與環境作為重要區位因子，引入到水資源約束條件下干旱區的城市發展研究中,強調城市資源與環境區位對城市發展規劃的影響力。以河西走廊城市為例,展開對支撐干旱區城市發展的水土資源、生態環境、交通、公共設施區位研究,綜合運用區位熵、狀態指數法從支撐性角度分析區位優勢得以充分發揮的可能性[8],為制訂正確城市發展規劃、完善區域組織結構提供必要前提。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

狀態指數法:城市支撐條件的區位因子分析主要借鑒城市綜合承載力研究中的狀態指數級別劃分方法[15-17]。基于“短板”理論,選擇對城市可持續發展制約較大的資源環境指標,結合河西五市的實際情況,確定指標相應的閾值或目標值區間。采用式(1)計算各指標的狀態指數R,用以衡量該指標所處的狀態級別(表1),計算時要考慮所選指標的正、負向之分。

(1)

式中,R表示某指標的狀態指數;V現狀值為該指標的實際狀態值;V最大值為該指標在閾值區間內的最大值;V最小值為該指標在閾值區間內的最小值。

表1 狀態指數R級別劃分

基于交通基礎設施建設水平的可達性測算:交通可達性指數是評價城市交通優勢高低的一個集成性指標,交通可達性指數越高,交通優勢度越突出。城市綜合交通可達性可用市域內道路連通程度和對外可達性度量。參考《省級主體功能區域劃分技術規程》和金鳳君[10]、劉傳明[11]、程鈺[12]等對交通水平的測度方法,城市綜合交通可達性指數計算公式為:

(2)

式中,T為城市綜合交通可達性指數;f1、f2分別為市域內連通度指數、城市對外可達性指數;α1、α2分別為f1、f2的權重,本文取等權賦值,均取0.5。

市域內連通度指數:城市市域內的交通主要依賴公路,其連通度可用公路網密度來表示。具體測算采用分級賦值的方法,等級劃分和臨界值引用《省級主體功能區劃分技術規程(初稿)》方案,賦值方法借鑒黃曉燕[13]關于海南交通優勢度與經濟發展關系研究中使用的0.5間隔賦值法。具體賦值標準為:

(3)

式中,x為城市公路網密度。

城市對外可達性指數:城市對外交通主要包括公路、鐵路、航空和水運,因此對外可達性指數主要側重于高速公路、鐵路、機場航線和航道泊位的變化測算[14]，計算方法見式(4),具體賦值在參閱金鳳君和劉傳明關于區域綜合交通可達性賦分標準基礎上,結合河西五市實際情況加以修正得到(表2)。

f2=ΣAkm∈(1,2,…,K)

(4)

式中,Ak為城市k類節點或線路所對應的賦值。

表2 交通線路和節點的對外可達性賦值

注:n為車站個數;i為鐵路線技術等級,分為高速鐵路、普通鐵路,取值分別為2和1;m為火車站等級,主要考慮一等站、二等站、三等站和四等站,取值分別為1、2、3、4。

區位熵:區位熵(簡稱“LQ系數或專門化率”),廣泛運用于衡量一個國家或地區某部門產業專業化和集聚程度[9]。若產業的區位熵大于1,則表示該產業在當地有明顯的比較優勢;區位熵越大,優勢更突出。計算公式為:

(5)

式中,LQik表示某城市中某個行業區位熵;i表示某城市;k表示某行業;L表示全國(或上級區域)從業人員數量。

1.2 數據來源

本文統計數據主要來源于2015年的《中國統計年鑒》、《中國城市統計年鑒》、《甘肅發展年鑒》、2014年的《甘肅省水資源公報》和2014年張掖市、酒泉市、嘉峪關市、金昌市和武威市的國民經濟和社會發展統計公報。

2 河西走廊城市支撐性區位因子分析

2.1 水土資源與生態環境區位分析

河西五市資源和環境約束指標閾值和現狀值見表3。其中,人均建設用地閾值根據《城市用地分類與規劃建設用地標準》(GB50137-2011)得出;人均水資源參照聯合國規定的人均水資源豐水線(3000m3/人)和警戒線(1700m3/人);人均城市供水量閾值由中華人民共和國建設部主編的國家標準《城市居民生活用水量標準》(GB/T50331-2002)確定;環境空氣質量指標參考國家《環境空氣質量標準》第三次修訂的環境空氣污染物一般項目濃度年平均限值;城市污水處理率以2014年全國平均水平為參照標準。結合表3,通過式(1)計算得到2014年河西五市主要資源和環境約束指標的狀態指數和級別見表4。

表3 2014年河西五市資源和環境約束指標的閾值和現狀值

表4 2014年河西五市資源和環境約束指標指數與級別

從表4可見,河西走廊城市水土資源和生態環境區位不容樂觀,多項指標處于危機和預警狀態。借鑒因子評價法,不考慮指數大小,僅就狀態級別從良好到危機狀態依次賦值4、3、2、1對五個城市水土資源和生態環境區位進行評分,則其區位條件從優到劣依次為:張掖市gt;嘉峪關市gt;酒泉市gt;金昌市gt;武威市。張掖市水土資源區位最優,但多項指標仍處于預警狀態。在生態環境指標中最具優勢的是綠地資源,城市污水處理呈危機狀態,對城市發展有顯著制約。嘉峪關市人均城建用地嚴重超標,水土資源都處于危機狀態,人地矛盾十分突出。在經濟對自然地理區位的補償作用下,盡管嘉峪關市的人均水資源最少,但城市人均供水卻處于良好狀態。酒泉市在五個城市中最具優勢的指標是二氧化硫平均濃度,為一般狀態,水土資源都呈預警狀態,人均綠地面積影響了整體的生態環境區位。金昌市與嘉峪關市相似,都是水資源嚴重不足而城建用地擴展迅速,不同的是金昌市的環境整體質量較差,在污水處理和綠地建設方面不如嘉峪關市。武威市的水土資源和生態環境區位最差,有5個指標都處于危機狀態,人均建設用地不達標,水資源和城市供水不足,城鎮化速率和效率的支撐力薄弱。

需要指出的是,在河西走廊城市資源和環境的主要約束指標中,可吸入顆粒物年均濃度指標均處于危機狀態,是影響城市區位的限制因素;人均城建用地、人均水資源和城市污水處理也是導致城市支撐力不足的重要方面。此外,五個城市都位于干旱區,但就人均綠地指標來看,嘉峪關市與張掖市都十分注重生態環境的修復和改善,從側面反應出資源和環境在干旱區城市發展中有著基礎的支撐性地位。

2.2 交通區位分析

根據交通可達性測算方法,得到河西五市交通可達性指數(表5)。由表5可見:①城市間交通區位差別較大,嘉峪關市交通優勢最突出,是交通可達性指數最低的金昌市的1.8倍。②城市對內、對外交通區位條件不協調。嘉峪關市的市域內道路連通程度和對外可達性都最好,尤其表現在公路網與鐵路建設上;金昌市雖然市域內道路連通程度較高,但由于在高鐵發展上的滯后性導致城市對外可達性非常低,使金昌市的交通區位處于劣勢;武威市綜合交通可達性指數排名第二,但機場航線的對外可達性指數為0,這對武威保稅物流中心的發展而論交通基礎設施水平支撐力不足;張掖市的交通發展水平偏低,市域內連通度有待提高;酒泉市的交通區位在五個城市中明顯不占優勢,公路網密度是河西五市中最低的,僅為緊鄰的嘉峪關市的17%,與自身對外的交通發展水平相距甚遠。

表5 河西五市交通可達性指數

注:Ak1、Ak2、Ak3分別為高速公路、鐵路、航線對外可達性得分。

2.3 公共設施區位分析

公共設施是為城市居民提供公共服務產品的設施,具有公共性、服務性,其科學配置、合理布局、實現效率與公平最大化是城市健康發展的支撐要素之一。按照具體的項目特點,可分為教育、醫療衛生、文化體育、交通、社會福利與保障等設施[18]。本文選取第三產業中水利環境和公共設施管理業、教育業、衛生社會保障和社會福利業、文化體育和娛樂業、公共管理和社會組織業的區位熵進行公共設施區位分析,見表6。

表6 2014年河西五市公共設施區位熵

注:C1為水利環境和公共設施管理業；C2為教育業；C3為衛生社會保障和社會福利業；C4為文化體育和娛樂業；C5為公共管理和社會組織業。

由表6可知,河西走廊城市公共設施發展不均衡,具有區位比較優勢的產業部門主要集中在張掖市和酒泉市,金昌市公共設施區位較差;武威市的整體公共設施區位雖不如張掖市和酒泉市,但有3個產業部門區位熵排名第一。具體來說,在水利環境和公共設施管理方面河西五市都發展良好,產業部門區位熵均大于1,可見河西走廊城市對“水環境”的重視;文化體育和娛樂、教育、衛生社會保障和社會福利是河西走廊城市相對薄弱的產業部門,其公共設施數量的高效配置和公共設施區位的合理選擇有待進一步提升。

3 基于區位優勢的河西走廊城市發展建議

3.1 河西五市優勢區位比較

我國當代著名辯證邏輯學家馮契在《邏輯思維的辯證法》[19]一書中指出,分析與綜合相結合的方法是辯證邏輯方法的核心環節,整個認識過程是分析與綜合的統一。因此,要正確認識河西走廊城市區位優劣,必須將各區位因子綜合進行整體評價。根據本文對水土資源、生態環境、交通、公共設施區位的分析,得到五個城市支撐條件從優到劣依次為張掖市、嘉峪關市、酒泉市、武威市、金昌市,其中不同區位之間又存在著差異(圖1)。就交通區位而言,嘉峪關市、武威市占優勢;就公共設施與水土資源區位而言,張掖市、酒泉市較好;就生態環境區位而言,嘉峪關市最佳。可見,張掖市和嘉峪關市在五個城市中有著相對較好的自然基底和交通設施支撐,而金昌市明顯存在交通和環保發展的短板。

圖1 河西五市區位優劣比較

3.2 發展建議

以鄰近競爭對手城市為參照構思的戰略,容易導致追求幾乎相同的目標定位,形成城市惡性競爭[20]。在傳統城市定位側重城市自身資源稟賦條件的基礎上,依據支撐城市發展的區位因子優劣和發展態勢,結合城市區域定位相關理論[21]為河西走廊城市提出發展建議。①嘉峪關市在交通區位和生態環境區位上排名第一,擁有打造絲綢之路文化旅游特色小鎮的基礎,符合工業城市轉型的路徑。公共設施區位薄弱會導致旅游和城鎮配套設施與服務能力低下,將城市建設用地量的注重轉化為對質的追求,加強城鎮基礎設施建設是嘉峪關市發展的正確選擇。②金昌市的區城市支撐條件差、生態環境脆弱,不宜再大規模擴展城市用地,應加強建設用地集約節約利用和環境保護,升級產業打造河西走廊區域科技創新基地。③武威市的交通區位與公共設施區位排名靠前,水土資源區位處于劣勢,其中人均城建用地偏少。武威市應繼續發揮交通優勢,圍繞武威保稅物流中心重點拓展交通基礎設施建設,打造甘肅河西走廊段重要的綜合交通樞紐和現代商貿物流中心。④張掖市的自然地理區位在五個城市之中是最優的,為城市發展提供了相對較強的支撐力,但污水處理等指標處于危機狀態,因此加大環保投入打造宜居城市是張掖市發展的重點。⑤酒泉市的資源環境區位在河西五市處于居中的位置,文化體育和娛樂業等第三產業基礎好。酒泉市應借助絲綢之路(敦煌)國際文化博覽會的平臺,建設可依托的經貿腹地,打造甘肅西端商貿物流中心、絲綢之路經濟帶上的商旅集散節點。嘉峪關市與酒泉市相距甚近,但交通區位條件相差甚遠,而交通作為旅游、商貿、物流等產業的支撐基礎,這就要求各城市在交通上同步發展且密切關聯發揮整體優勢。各市在提高市域內聯通度的同時,要合力打造更加完善的公路、鐵路和航空立體交通網絡。武威市的交通區位相對較差但擁有打造陸港的政策機遇,金昌市作為典型的工業城市但交通優勢度差,不利于城市潛力的發揮;另一方面,武威市人均城建用地不達標而金昌市超標,處于危機狀態,兩者存在明顯的相互補充與相互依賴的關系,一體化發展能拓展城市潛力。借鑒“以軸串群、以群托軸”[22]的國家城鎮化新格局思路,河西走廊城市可將區域經濟一體化和城鎮群建設結合起來,以一體化為重點、城鎮群為主線進行發展。此外,河西走廊城市多項資源與環境指標處于危機狀態,這就要求各市必須結合全國主體功能區規劃進行發展,引導城市發展與資源環境承載能力相適應。

4 結論與討論

本文將水土資源與生態環境區位重點考量到城市區位研究當中,完善和拓展了區位的研究思路和內容。通過對五個城市區位優勢的比較研究,結果表明城市發展支撐力最好的是張掖市,然后依次是嘉峪關市、酒泉市、武威市、金昌市。就交通區位和生態環境區位而言,嘉峪關市條件最優;就公共設施區位和水土資源區位而言,張掖市最佳且各項區位因子組合良好;金昌市工業發達但區域空間支撐能力不足,亟待轉型;武威市水土資源區位是發展短板。

本文依據城市區位優劣狀況提出河西走廊城市發展建議,主要包括:一是根據五個城市的分析結果進行“揚長”和“補短”,以問題為導向,指出當前應抓緊發展的領域和方向:嘉峪關市以基建優先,金昌市以科技優先,武威市以交通優先,張掖市以環保優先,酒泉市以商旅優先;二是基于城市區域定位理論,結合河西走廊城市面臨的機遇,提出河西五市要在全國主體功能區規劃下求同存異、優勢互補,以“流”視角的交通網絡化為切入點,加快一體化和城鎮群建設,在協調發展中錯位競爭。

酒泉市肅州區與嘉峪關市位置毗鄰,研究表明酒泉市與嘉峪關市在交通、公共設施、水土資源與生態環境區位上都有不同程度的互補性。因此,在未來的城市發展上,兩個城市應將酒嘉地區作為一體進行規劃,適時展開行政區合并方案論證,從制度上消除行政壁壘,提升城市發展潛力。

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LocationStudyonCitiesinAridRegioninViewofResource-environmentSupport——ACaseofCitiesinHexiCorridor

CHEN Jia-yin,SHI Pei-ji,FENG Hao-yuan
(College of Geography and Environmental Science,Northwest Normal University, Lanzhou 730070,China)

The scientific study of urban location provided theoretical support and practical basis for urban planning and urban location.This paper attempted to introduce resource and environment as the important location factors into the traditional study of location,and emphatically analyzed transportation,public facilities,land and water resources and ecological environment of five cities in the Hexi Corridor by means of index of status,location entropy and evolution of comprehensive transportation accessibility.The results showed that the rank of regional space support capacity of five cities in the Hexi Corridor.The orders of the advantage urban were:Zhangye City,Jiayuguan City,Jiuquan City,Wuwei City,Jinchang City.Zhangye City was the best area.Indices of status of resources and environment constraint indicators for five cities in the Hexi Corridor were in crisis and early warning state,Zhangye City was relatively optimal.The traffic between the cities was different,the transportion of Jiayuguan City was the best.The index of transportation accessibility of Jiayuguan City was 1.8 times bigger than Jinchang City.The development of public facilities was not balanced,there were some advantageous industries in Zhangye City and Jiuquan City.According to the analysis results of location factors,this paper put forward some reasonable suggestions for those cities,but also provided references for healthy development of urban and regional cooperation under the new situation.

arid region;urban location;ecological environment;land and water resources

10.3969/j.issn.1005-8141.2017.12.004

F291.1

A

1005-8141(2017)12-1428-05

2017-10-19；

2017-11-12

國家自然科學基金項目“河西走廊經濟帶綠洲型城鎮簇群空間成長過程、機理及管治研究”(編號:41271133)。

陳佳銀(1993-),女,四川省廣漢人,碩士研究生,主要從事城市與區域發展研究。

石培基(1961-),男,甘肅省臨洮人,教授,博士生導師,主要研究方向為人文地理學、經濟地理學、城市與區域發展規劃和國土整治。