空間句法理論在城市空間結構拓展中的運用

郝赤彪　楊禛

摘要：城市在發展過程中，其規模都經歷了由小到大的生長歷程，當今中國快速發展的經濟背景更加刺激了城市規模的急劇擴張。快速城市化帶來的物質積累和空間重構使得現有的城市空間發生突變，進而觸發了一系列城市發展問題，比如城市的功能結構、生態環境、城市肌理乃至整個社會。以青島城市空間為例，基于空間句法理論的拓撲模型和數字信息技術在大尺度城市空間和復雜空間形態中，發現隱藏在城市空間變化背后的深層次的結構意義，以此來揭示城市空間所隱含的結構性邏輯以及對未來城市空間發展的必然性影響。在此基礎上尋求適合青島城市空間可持續發展的城市空間新形態，以期為青島在全域統籌背景下建設海灣型城市新格局、邁向國家中心城市提供依據和參考。

引言

自上世紀70年代改革開放以來中國已經逐步邁入了一個快速發展的城市化進程，伴隨著這一進程的資本的積累和土地的再分配，城市面臨劇烈的社會和空間重組。[1]與不同國家的其他城市相比，我國城市形態的演化不論從內在演變機制還是到外在實體環境都具有中國特色，其城市演變的多樣性與復雜化在研究領域都具有及其重要的價值。根據所側重的研究對象和方法的不同，相關的理論可以概括為三個層面：一是“形態分析層面”；二是“環境行為層面”；三是“政治經濟學層面”。然而無論哪種分析方法，在客觀性、系統與全面性、方法論等方面均對城市中不同規模層次基礎幾何要素的分析涉及較少，更無法描述和定量化空間幾何特性。由希列爾和漢森提出的空間句法理論注重從整體和系統的視角量化分析對象，將空間對象分解為不同的空間關系組合，這種處于直覺層面的方法超越了語言學詞類中簡單的語言的空間術語和概念，[2]使無法被語言表述的空間知識可以被人們通過直覺從環境中獲得的空間結構關系來得以呈現，使我們有了一個定量研究城市空間的全新視角。[3]

空間句法將拓撲模型和以數字信息技術為基礎的計算機語言相結合，通過對城市不同空間之間的結構關系進行量化建模分析，從圖論的數學基礎出發，將城市的建成環境抽象簡化為包含社會和經濟屬性的空間元素，稱之為“軸線”或“線段”，[4]并以此為分析單元模擬人車流，其目的是來研究空間與社會本體人之間的相關性。[5]它把空間作為解析對象，一方面強調物質形態分析，另一方面又整合了物質形態中的社會經濟邏輯和非物質形態中的空間邏輯。[6]因此，本文采用空間句法理論及其相關變量來量化解讀青島城市空間形態演變和內在發展規律，并與青島發展史上三次重大的城市總體規劃進行對比，發現城市空間結構的規律性變化以及演變的全部過程，同時檢驗三次重大城市總體規劃的合理性與適用性（圖1）。[7]

一、空間句法對青島空間結構演變的解析

凱文林奇曾提到，城市道路是感知城市整體意象的一個極其重要的因素。就整個城市空間而言，街道是最核心的組成部分，而且城市社會功能的發展早已蘊藏在城市道路空間的發展中。因此，以歸納整理得到的不同歷史時期的城市發展現狀圖為基礎，在軟件中使用軸線分析法按照其基本原則繪制軸線圖并進行量化分析解讀，能夠圖示化看到顏色變化的軸線地圖，這包含集成度從高到低的整體、部分集成度圖和兩者之間的散點圖。通過不同階段的對比解讀，可以歸納總結青島建置以來的城市空間演變規律（表1）。

（一）對空間結構的解讀

1.相關句法分析變量

空間句法的軸線分析法能夠得出有關集成度的兩個不同參數變量，其可根據分析對象的不同層次將集成度分為整體集成度和局部集成度：整體集成度表征某一街道軸線空間與其他所有軸線聚集和離散的程度，局部集成度表征某一街道軸線空間與相對距離較近軸線空間的聯系程度。[7]由此可見，整體集成度能夠解讀不同時期內城市發展的總體態勢，從宏觀來衡量城市在該時期的發展變化；局部集成度表示不同發展階段內城市內部各個分區之間的建設狀況，從而可以發現不同時期內城市分區規劃與發展的關注點，從中觀甚至微觀來衡量城市內部發展。可理解度關注的則是上述兩者的相關性，是衡量在局部空間中建立起對全部城市空間特征感知的能力。

2.對青島不同時期空間結構的解讀

晚清時期，青島開始城市建置；德日統治時期西方的城市發展理念及規劃思路的介入極大地塑造了青島城市空間；北洋政府和國民黨統治時期社會文化活躍開放，留洋學者帶來的海外文化助推了城市發展；新中國成立至改革開放前，由于政府和規劃界對青島給予極高的評價，使得青島走上了城市發展的快車道；改革開放后，青島城市地位顯著提升，從上世紀的“兩點一環”到如今的“三城聯動”，在“全域統籌”大背景下，青島城市建設進入高速發展期。因此，本文選取6個最具代表性的歷史時期，對青島的城市空間結構演變進行研究，以期得出內在演變規律。

德占時期（1897-1914年），我們從整體集成度圖中得出總督府南側兩條東西走向的道路集成度最高，這說明這片區域在當時是居民最容易到達的地方。查閱史料文獻，我們得知德國殖民者侵占青島后，依據“華洋分治”的政策將青島劃分為碼頭區、青島區、大鮑島、臺東鎮和臺西鎮，集成度最高的總督府位于當時的中心城區青島區，這里規劃建設了不同城市功能，有行政、商業、住宅和別墅等，成為當時城市最繁華的地區。與繁華的歐人區相比，北側的華人區則沒有考慮上述功能的明確劃分，導致居住與商業混雜，致使集成度不高。此時期內，修建的火車站、小港碼頭以及城市中心區的發展，使城市內外空間結構出現了集中式的點狀發展態勢（圖8）；局部集成度圖顯示，城市中最容易到達的地方依然是總督府南，也就是當時的城市中心區（圖2）。

日占時期（1914-1922年）集成度核心由總督府區域向北側的大鮑島區域（今遼寧路、聊城路和臺東地區）擴大，并沿鐵路線分布，形成了沿鐵路線分布的分散式帶狀結構發展的雛形，且范圍進一步擴大，有繼續向北面擴張的趨勢。首先由于日本殖民者依托德占時期形成的居住區進一步發展，重點建設港口和臺東鎮；其次由于戰爭需要重點發展工業企業，結合臺東鎮大量的中國勞工和便利的對外交通設施，更加強化了布局形態沿鐵路向北發展形成了今天的華陽路、四方和港口等工業區；最后考慮到資金投入成本的集約化，工業發展的選址便沿膠濟鐵路線呈南北向鋪開呈多點自由狀分布，致使青島的版圖在一定程度上向南北拉伸，更進一步強化了帶狀城市的形態。而局部集成度較高的區域則由原來的總督府逐漸北移到臺東鎮附近，與整體集成度發展相類似（圖3）。endprint

國民黨統治時期（1922—1938年），集成度核心再一次向北移動，由日占時期的大鮑島區域北移至五號炮臺山腰位置（今芙蓉山區域），城市中心東側為湛山、浮山所區域，西側為當時著名的大港車站，南側與當時最繁華的商業集散地相接，位置優越，交通便利。不難發現，相較于上一階段，城市中心北移的同時呈現塊狀集中（圖9），范圍有所擴大，同時有向北、向東拓展的趨勢，這是由于在20世紀20年代年青島歸國民政府管轄，并將青島更名為“青島特別市”，直屬中央行政院，青島城市得以重新定位，加之沈鴻烈任青島市長后，一方面擴充原市區，另一方面突破德日規劃的限制，城市北部擴展到今滄口、李村以北地區，城市東部拓展到辛家莊和麥島區域，使得此時的地域范圍又一次被擴大；局部集成度較高的位置則由原來的臺東鎮擴充到了臺東、臺西、浮山所、滄口和芙蓉小區等地，城市內部建設力度加大（圖4）。

新中國成立到改革開放前（1949-1978年），這段時期內，整體集成度圖顯示在城市核心地帶周圍聚集了集成度數值較高的不規則十字形軸線，并且城市中心區在此段時間內得以強化，同時城市繼續向北擴張，形成了典型的帶狀城市（圖10）。這是由于雖然此段時間跨度近30年，但城市建設量極小，城市形態較上一時期演變緩慢，但在第一個五年計劃期內，由于國家強調以工業為中心，青島依托海港和鐵路的優勢，繼續向北開辟了樓山后工業區、大村莊工業區等幾大工業區，這在城市版圖上進一步強化了青島帶形城市的發展；局部集成度反映此時期的建設重點是沿鐵路布局的工業區發展和南部沿海岸線建設的療養機構的發展，而且建設力度遠超城市中心區（圖5）。

20世紀90年代的整體集成度中顯示，此時局部城市道路已經發展成為新的高集成度軸線，同時城市集成核從改革開放前的不規則軸線組合分布，變成了南北向軸線所圍合成的區域中心，由上一時期的帶狀城市轉變為集成核及外環組成的組合核心，較高集成度的道路軸線已經具有了成片發展的趨勢，同時城市東方向和北方向上繼續擴展，這是因為1984年青島的發展迎來飛躍期，青島市政府東擴，膠濟鐵路、濟青高速、流亭機場相繼建成，這一系列城市規劃與建設徹底改變了原有的城市布局，城市內部的腹地進行了大量城市建設，在主城區內逐漸形成了單核心圈層的城市空間結構（圖11）；局部集成度中心則仍舊顯示出由正南正北向十字軸線組成的中心區，這表明在城市中的分區依然在沿軸線發展，尤其以山東路為重點，相較于上一時期，城西、城東、城北和城東北的團島區域、燕兒島區域、滄口區域和嶗山縣也在快速發展，雖然尚未形成新的城市副中心，但發展潛力巨大，對市中心形成了一定的沖擊（圖6）。

2014年的整體集成度反映城市空間結構上較上一時期發生顯著變化，城市不再由單核心圈層發展，轉而形成沿膠州灣的環線發展，膠州灣東側、東北側形成新的城市發展軸線，膠州灣北側的紅島區域也能夠形成組團級中心，膠州灣西側的黃島和膠州市也同樣具有發展成為組團級中心的潛力。青島正形成以環灣為基礎，三城聯動、組團發展、多中心的城市格局，且多中心正向外擴展，滲透作用尤其明顯（圖12）。這是因為青島在全域統籌的背景下，提出新型城市空間發展戰略，從最初的“兩翼展開”到后來的“三城聯動”，構建多級城市中心，其中西海岸新區以港口城區為主，北岸新區更加注重城市功能的完善，東岸新區努力構建宜居型居住區，三者之間相互補充完善，共同塑造了新的城市空間布局；而局部集成度顯示東岸新區、黃島主城區、膠州市區和即墨市區仍舊在進行劇烈的城市分區規劃與建設，有望成為城市副中心，但同時也能夠看出，紅島區域的中心性不明顯，短時間內難以形成，對該區域的發展帶動較為乏力（圖7）。

通過對上述幾個青島城市發展史上及其重要的歷史階段的城市空間進行量化分析解讀，可以將其歸納為點狀、塊狀、帶狀、單核心圈層和多中心發展這幾個典型的城市發展階段，城市道路空間能夠通過空間句法的量化分析在一定程度上很好地模擬了青島城市空間的演變。

（二）城市發展方向趨勢的判斷

由圖13可以發現以下幾點問題：1.整體集成度與可理解度保持較高相關性，曲線變化趨勢大致相同；2.整體集成度和可理解度遠低于局部集成度；3.不論城市如何發展，可理解度一直處于較低水平；4.曲線在三個時期發生顯著變化：分別是1945～1978年、1990年前后和目前。

新中國成立后至改革開放前這段時間內，局部集成度急劇下降，整體集成度漸變式下降，可理解度下降幅度最小，說明這段時期是城市緩慢發展期。1949～1978年，在這30年的時間里，前文也有敘述，青島城市空間發展緩慢，新中國成立后，國家發展戰略重視工業生產，青島又回到了沿膠州灣東岸、依靠港口和鐵路發展的老路子，城市進一步向北擴展，重工輕商輕農的發展戰略阻礙了城市的多方面擴張，該時期可理解度達到峰值，說明這段時間內城市整體空間易被感知且強度最大。查閱相關歷史資料，可知此時期的城市建成區面積約為60平方千米，該數值是青島最宜人的城市尺度。

20世紀90年代，整體集成度提高的同時伴隨著可理解度的降低，說明這段時間對青島城市來說是一個關鍵的轉折點。從相關變量背后所隱含的社會意義來解析，隨著城市道路網絡的進一步擴大及完善，在城市道路數量遠沒有達到城市環境承載量時，局部和整體集成度值將緩慢增加，其他空間的可達性相對簡單容易，使得原本和整體集成度變化一致的可理解發生了和上述兩者相異的發展情況，原因在于城市規劃對傳統街道空間的重塑。[8]20世紀末，青島城市建設處于高速擴展期，從西到東的大青島城市格局逐漸形成。在改革開放和中央扶持的大背景下，青島加大東部的開發力度，加快了高科技工業園區、東部新區和石老人國家旅游度假區等的建設，推進黃島、即墨和膠州等的城市化進程，以往的城市空間布局被徹底改變，這對青島整體意象是嚴重的沖擊。所以，從局部感知整體空間變得異常困難。20世紀90年代后，可理解度有上升趨勢，證明此階段的規劃在城市空間形成上是有促進作用的，但力度遠遠不夠。endprint

2014年整體集成度急劇下降，而局部集成度仍然維持在較高水平，說明隨著城區范圍的進一步擴大，分區與分區之間的相關性將會削弱，各個分區的中心將會顯現出來，城市發展迎來了一主多副多個城市中心的趨勢，整體城市空間將迎來優化調整的最佳契機。

（三）城市內部空間結構的變化

1.城市中心區的遷移

導致城市核心區發展的因素有多種多樣，城市核心區的形成與演變機制也相對繁瑣。根據相關研究分析，空間句法的軸線分析法所得出的集成度模擬分析結果與城市中心區發展存在著非常清晰明了的相關性，[7]所以能夠從整體和局部集成度圖中明顯發現城市中心區的遷移。

比較德占和日占時期的城市集成度圖，青島在外力干預的影響下，城市集成度高的區域一直都出現在城市南部濱海沿線的威廉路、亨利親王街和依列女街即今天的太平路、廣西路和湖南路附近，這也是當時的行政、商業中心，但由于城市東西方向發展的限制，這段時間內總督府附近的弗里德希大街、呂特鮑特路和愛貝街即今天的中山路、浙江路和安徽路才是真正的城市發展軸線，上述南北向的城市發展軸線指導了城市的拓展（圖15、圖16）。

但是隨著有序及合理的城市規劃理念對城市的指導，導致城市中心區出現了一定程度的變化，以往的中心區逐漸弱化了其整體的政治、經濟影響力而轉變為城市分區的區域中心。[9]國民黨統治時期整體集成度核心出現了正南正北方向的山東路、連云港路和東西方向延吉路所組成的正交形十字區域，使得城市繼續南北擴張，城南居住城北工作的城市問題進一步加劇；新中國成立后至20世紀90年代，又先后出現了南北向的利津路、遼寧路和威海路軸線以及東西向的鞍山路、延吉路、登山路所組成的軸線，城市中心較上一時期變化不大；至2014年，城市中心分別向北向西移動，并出現了組團式多中心，包括黃島、即墨、膠州、城陽、李滄、嶗山、市南和市北，各自組團中心分別形成了集住宅、商業、金融、行政、體育、休閑和醫療為一體的集中式城市中心區。

2.城市空間層次的差異

這種空間結構的穩定性被希列爾教授稱之為“空間結構的慣性”。[10]不同歷史時期或者相同歷史時期的不同城市在幾何表面上可能相差較大，但是以圖論的角度觀察它們，它們具有相似的拓撲結構；從空間可達性的角度看，它們又具有整體上“變形網格”式的拓撲形態。一方面用地劃分規整，城市可聯接性提高；另一方面還能與復雜地形相契合，營造出更加合理有趣的局部城市小景觀。

在20世紀90年代“變形網格”式的拓撲圖中，道路軸線顏色分布較少，且中心區較為平均。而在2014年，分析圖中的道路軸線的顏色分布明顯更豐富，變形后的“同心圓+放射道路”和“西特風格”明顯，這表明青島的道路空間層次正進一步填充。德占時期城市拓撲道路533條，到2014年增加至35 368條（不包括平度市和萊西市），但是青島城市空間整體集成度圖中的道路等級分布依然不如北京、上海、廣州等大型城市完善和清晰，仔細觀察可以看出城市中存在的傳統街道在漫長演化過程中出現了類似樹杈形的復雜結構，而新建道路卻缺乏支路和盡端路，滲透能力差（圖14）。

二、運用空間句法對青島歷次總體規劃的分析

縱觀整個青島的發展歷程，不難發現它擁有特別的、鮮明的發展趨勢。與上海和天津等由多國租界發展而來的城市相比，青島的特色更突出：首先青島在以前沒有城市發展與建設的基礎上按照現代西方先進的城市規劃理念建造的城市；其次，與其他城市的“拼盤式”布局發展不同，青島的城市建設基本上都是在單一的規劃理念的干預之下規劃建設的，城市演變呈現出相對穩定的態勢。從上世紀80年代開始，青島城市空間的發展與演變始終是與城市總體規劃的指導和控制分不開的，所以本文的研究選擇1980年、1995年和2006年這三次城市總規進行分析。1980年的總規確立了青島在全國城市中的地位，這成為日后青島繁榮發展的根基；1996年版總規提出了“全域統籌”新概念，為城市空間結構發展提供了重要的戰略意義；2006年總體規劃已經影響城市規劃建設近10年時間，通過上述與2014年現狀圖進行對比分析，以期為日后青島城市空間的優化發展提出合理性建議（表2）。

（一）上世紀80年版、95年版和本世紀06年版總規的空間結構特征

在1980年版總規中，由于中央加大對沿海城市的開放力度，青島擺脫了建設用地的限制，使得青島的城市發展迎來加速期。城市規劃以帶狀為依托，用李村河、海泊河這兩條東西向的景觀帶將青島劃分為三個獨立分區以及膠州灣西岸黃島區的布局，在東部重點規劃發展居住空間，同時加強工業區形成，以此來開發衛星鎮，這樣的城市規劃布局在一定程度上打破了青島以往單一形式的、南宿北工的狹長城市形態。但從句法分析的1980年城區現狀圖來看，在整體集成度中出現了以山東路、人民路、鎮江路和延安路組成的集成核中心，城市中部發展優于南部岸線地區和北部工業地區；在局部集成度圖中，三組團中心區發展差距有減弱的趨勢，說明在南北組團內部，城市空間結構發展較為完善，發展速度較快，具有成為組團中心的潛力，但東部城市發展力度明顯不足，城市發展沒有做到向東突破（表2）。

在1995年版總規中，由于國家進一步放松對東部沿海大城市的限制，同時以市委市政府東遷為標志，青島的城市規劃空間格局隨之發生變化。總規規劃以膠州灣進行劃分，東岸的市南、市北、李滄和嶗山等為主城區，西海岸經濟技術開發區為次城區，由此逐步形成了“兩點一環”的城市新形態，同時城市版圖向東部擴張，探索更廣闊的建設空間。在主城區內，發展一個主中心和五個副中心協同并進的均衡分布形態，其中沿南北向的山東路、東西向的湛流干路所圍合的市府商務辦公區形成城市發展核心區。通過20世紀90年代的現狀圖的句法分析，整合度核心集中在以山東路、寧夏路和鞍山路為主的區域，與總規提出的核心區域不符，總規提出的區域并未能形成城市中心區。而局部集成度所顯示的市南、市北、嶗山、四方和李滄等城市分區發展迅猛，組團中心明顯，遠景中能夠成為獨立組團的核心區，這與總規中的中遠景規劃是一致的。因地圖獲取困難，尚無法取得該時期黃島區現狀圖，故無法對大格局下“兩點一環”的整體布局做出評價（表2）。endprint

在2014年規劃結構的句法分析中，由于用地規模的急劇擴張致使青島的城市發展已經超越了上一時期的“兩點一環”的空間布局。從整體集成度圖中我們發現已經不存在明顯的發展軸線，集成度較高的軸線已經開始成團的區域存在，并且有多片連接分布的態勢，這說明城市中心已經開始由單核向多核發展，除東岸主城以外，黃島開發區、膠州組團、即墨組團，尤其是紅島高新區均具有較強的發展后勁，并且發展勢頭已遠遠超過東岸主城的老城區，擁灣、環灣成為新的發展格局，這與2006年版總規中提出的“一主三輔”城市發展框架相契合，但主城區和嶗山區發展不足，有被趕超的趨勢（表2）。

（二）城市空間發展與規劃中存在的問題

1.城市內部空間趨于飽和，缺乏針對空間的長期適用性研究

依據城市發展規律，在城市擴張中，當城市規模超過某一限度，外圍中心與中心空間聯系程度將下降；當聯系阻力超過某一強度后，就會在城市外圍發展新市區，從而呈現跳躍式發展格局。分析2014年現狀圖，我們發現隨著城市發展，有兩個問題逐漸凸顯，一是城市主城區發展空間趨于飽和，城市發展面臨著空間不足的難題；二是老城區和嶗山區發展潛力不足，缺乏對新增長的城市職能與產業發展的有效支撐，難以適應經濟社會高速發展的需要。[7]

2.未來城市發展布局存在缺陷

按照現行發展規劃，膠州灣北岸紅島片區功能布局為國家重要的區域性航空港、青島高新技術產業核心區、現代化綜合服務區和出口加工基地，并且該區域已預留為未來的行政和文化中心，旅游度假中心以及會展中心。這勢必會吸引大量人口聚集，人口的集中需政府加強基礎設施建設，淡水供應和污水排放將成為重要問題。不同于靠近河流入海口的大都市，此片區的水資源利用只能依靠大沽河和膠州灣，未來城市的發展一定會對一河一灣造成生態破壞。

三、青島城市空間結構優化的規劃策略

青島新一輪城市規劃對未來城市發展提供了理論性指導（圖17、圖18）。首先，青島城市定位由原來的“宜居幸福現代化國際城市”轉變為“宜居幸福創新型國際城市”，這是對青島過去五年發展的總結和延續。其次，“三城聯動”升級為“三灣三城”，突出了海灣型城市新格局。中心灣區以環膠州灣為主，依托中心城區優化城市功能，集聚高端要素，延續歷史文脈，突出歷史文化名城特色，彰顯“紅瓦綠樹、碧海藍天”的城市風貌；西部灣區以靈山灣群為依托，建設董家口港城和古鎮口居民融合創新示范區，打造海洋強國戰略支撐點；東部灣區依托鰲山灣群打造新城，規劃世界知名、以海洋教育為特色的中國藍色硅谷。最后，發展規劃首次提出“三帶一軸”概念，濱海海洋特色發展帶融入青煙威協同發展帶，聯通濟濰青協同發展帶，貫穿大沽河生態軸，努力構建多城共進的新版圖，加快山東半島的城市化集群發展。不難看出，從最初的“兩點一環”到后來的“三城聯動”再到如今的“三灣三城”，青島城市的拓展充分尊重了“環灣發展”的演變歷程和“生態間隔、組團發展”的規劃布局，傳承了全域統籌的城市空間規劃布局，從而為青島加速邁入特大城市行列提供保障。在上述分析結果的基礎上，本文對青島市未來城市空間優化提出以下策略。

（一）分散城市功能，構建多中心城市空間結構

城市空間結構作為城市功能在空間層面的重要載體，職能轉變必然會影響到前者的打亂重組。在青島東岸城區之外尋找新的城市中心，疏解部分城市功能，不僅避免了職能重疊，而且緩解了人口、交通、環境帶來的一系列城市病。為此，在未來青島一灣三城八中心的框架下，各中心區依據自身優勢和空間位置，合理定位，挖掘自身潛力，發展自適產業，形成多級中心，緩解老城區壓力，做到創新發展。

（二）構筑青煙威、濟濰青城市空間發展新軸線

縱觀世界上絕大多數城市的空間演變，無非是由同心圓向軸向轉變的模式。青島作為山東半島的重要出海口和經濟中心城市，應充分發揮其地理交通在半島中的地位和優勢，借助交通網，強化多中心交流以及內外聯系，推動區域協作，實現共贏。未來青島城市發展軸應重點向以下三個方向延伸：一是依托濟南青島高速路、濟青鐵路向北部、西北部的城市擴展軸線；二是依托青島威海高速路、煙臺青島高速路向東北方向城市擴展軸線；三是依托同三高速、204國道向西南方向城市擴展軸線。

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責任編輯：張 煒endprint