中國城市空間擴張質(zhì)量測度、地區(qū)差異與分布動態(tài)*

莫長煒 閆毓龍 王燕武

一、引言

城市空間擴張是城市空間變化過程中的一個普遍現(xiàn)象(Mendon?a et al.，2020)，是城市在地域上向外推進和擴散的動態(tài)過程(孫平軍等，2012)。城市空間擴張涉及耕地占用與土地消耗。如果城市空間邊界在向外擴張的過程中長期沒有足夠的人口和經(jīng)濟活動與之相適配，必然導(dǎo)致土地資源的浪費和過度開發(fā)(Duany et al.，2010)，進而勢必會阻礙城市的高質(zhì)量發(fā)展。自1994年分稅制改革以及2002年土地出讓制度改革以來，中國也經(jīng)歷了快速的城市空間擴張過程。在推進城市空間快速擴張的同時，如何促進人口、產(chǎn)業(yè)等與之匹配以提高土地資源利用效率，事關(guān)中國新型城鎮(zhèn)化能否高質(zhì)量推進以及國土空間布局能否實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。因此，正確認識和測度城市空間擴張質(zhì)量、探求中國城市空間擴張質(zhì)量的差異及其來源、理解地區(qū)城市空間擴張質(zhì)量的分布動態(tài)趨勢，可以為推動中國地區(qū)間以及城市間經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展、制定和實施差異化政策以實現(xiàn)共同富裕提供客觀依據(jù)。

從已有研究看，一些研究比較了1994年以來中國土地城鎮(zhèn)化和人口城鎮(zhèn)化的快慢程度，發(fā)現(xiàn)前者的增速要遠遠大于后者，從而認為中國各地區(qū)的土地擴張導(dǎo)致了城市的無序蔓延(Chen et al.，2013)。尤其是中西部地區(qū)那些高度依賴于土地財政發(fā)展經(jīng)濟的城市，這些問題更為嚴重(陸銘，2011)。但也有不少研究認為，中國城市空間擴張過程中的土地資源利用效率不高、人地不協(xié)調(diào)等并不是一個非常嚴重的長期性、普遍性問題。首先，對于一些城市而言，這只是快速城市化過程中的一個暫時現(xiàn)象。如表1所示，進入21世紀后，中國的城鎮(zhèn)化速度進一步加快，無論是常住人口城鎮(zhèn)化率的平均增長百分點還是平均增速大多要高于20世紀后20年的平均增長百分點以及平均增速。而在人口城鎮(zhèn)化快速推進時期，土地城鎮(zhèn)化往往會以更快的速度推進，尤其是中國各地方政府在GDP競逐以及主要承擔(dān)本地公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、公共服務(wù)提供的背景下，土地城鎮(zhèn)化速度會更快，但這在長期并不必然會導(dǎo)致城市空間擴張的低質(zhì)化。如果產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)牢固、配套基礎(chǔ)設(shè)施完備、要素匯聚能力較強，隨著時間的推移，將會吸引勞動力、人口、資本進入，進而促進城市空間與人口、經(jīng)濟活動相適配。當(dāng)前，中國的城鎮(zhèn)化水平仍有提升的空間(1)2020年中國常住人口的城鎮(zhèn)化水平為63.89%，雖然超過了世界平均水平(55.30%)，但與發(fā)達國家(81.3%)特別是美國(95%)的城鎮(zhèn)化率還有較大差距。戶籍人口的城鎮(zhèn)化率實際上要更低，截至2020年底我國戶籍人口城鎮(zhèn)化率僅為45.4%。，隨著戶籍制度改革、城市公共服務(wù)均等化等，鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口仍然會不斷向城市轉(zhuǎn)移(2)可以看到，2015～2020年，中國城鎮(zhèn)化率增長了7.79個百分點，比2000～2015年的3個五年階段的都要高。國家統(tǒng)計局資料顯示，從2020年人口流動特征來看，農(nóng)村人口仍然大量流向城市，2020年從鄉(xiāng)村流向城鎮(zhèn)的人口為2.49億人，較2010年增加1.06億人。同時，東部地區(qū)吸納跨省流動的人口占比73.54%，中部、西部、東北地區(qū)分別占比7.65%、15.06%和3.75%。2020年省內(nèi)流動人口為2.51億人，比2010年增長了85.70%；跨省流動人口為1.25億人，比2010年增加了45.37%；省內(nèi)流動人口占全部流動人口的比重為66.78%，比2010年上升5.73個百分點。。而隨著人口不斷向城市匯集，城市規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)將會帶動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及其他要素的流入，進而會大大提升城市土地利用效率。其次，這只是一個結(jié)構(gòu)性問題，即只有少數(shù)城市的確因為對土地財政的高度依賴，導(dǎo)致城市的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)不牢、經(jīng)濟發(fā)展水平不高、要素集聚能力不強，城市空間的快速擴張將導(dǎo)致土地資源的低效利用和人地不協(xié)調(diào)。但對于那些有產(chǎn)業(yè)支撐的城市而言，這并不是一個問題。

表1 1980～2020年我國常住人口城鎮(zhèn)化率及其增速

資料來源：根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)整理。

基于以上分歧，一個自然而然的思考是，城市空間規(guī)模擴張是否伴隨著城市土地資源的高效利用以及人口、經(jīng)濟活動的匹配？進一步地，在城市空間規(guī)模不斷拓寬的同時，要如何才能實現(xiàn)城市空間擴張質(zhì)量的提升？要回答以上問題，需要先厘清以下一些問題：什么是城市空間擴張質(zhì)量？如何衡量城市空間擴張質(zhì)量？隨著時間的推移，中國的城市空間擴張質(zhì)量是如何動態(tài)演變的？鑒于中國不同城市的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、經(jīng)濟發(fā)展水平以及要素集聚能力存在較大差異，進而中國城市空間擴張質(zhì)量是否存在顯著差異？如果有顯著差異，這種差異的來源是什么？考慮到處于東中西部等不同地區(qū)的城市所面臨的發(fā)展環(huán)境不同，那么，這種差異是來自于地區(qū)內(nèi)部的差異還是地區(qū)之間的差異？不同差異來源對總體差異的貢獻率有多大？隨著時間的推移，各城市的空間擴張質(zhì)量是否趨于平衡？處于某種初始空間擴張質(zhì)量狀態(tài)的城市是否會隨著時間的推移而發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)移？

已有文獻就城市空間擴張的特點及其演變趨勢進行了有益的探討，但主要側(cè)重于城市擴張規(guī)模、速度、邊界形態(tài)、方向等議題。而就如何衡量城市空間擴張的質(zhì)量，少部分研究從人地協(xié)調(diào)程度或者土地城鎮(zhèn)化與人口城鎮(zhèn)化耦合程度進行了度量，認為土地城鎮(zhèn)化快于人口城鎮(zhèn)化就意味著城市空間擴張就是無序的、低質(zhì)量的，城鎮(zhèn)化進程是激進式的。但是，此類研究一方面?zhèn)戎赜跍y度城市空間規(guī)模的擴張速度與擴張模式，另一方面沒有考慮不同城市發(fā)展階段土地城鎮(zhèn)化與人口城鎮(zhèn)化耦合特征的差異以及時間因素對人地協(xié)調(diào)的影響。也有一些研究從城市擴張自由度、景觀生態(tài)指數(shù)、蔓延度以及感觀優(yōu)劣度等方面來評價城市建設(shè)用地(建成區(qū))擴張質(zhì)量。但是，這類指標僅從城市建設(shè)用地本身來對城市空間擴張?zhí)卣鬟M行評價，而沒有反映城市空間擴張過程是否與人口、經(jīng)濟活動等相適配。陳湘滿和陳瑤(2020)、李濤等(2015)、楊璐璐(2015)、魏后凱等(2013)、朱鵬華和劉學(xué)俠(2017)等雖然用人均城市道路面積、GDP密度、地均產(chǎn)值、城鎮(zhèn)人口密度或者土地城鎮(zhèn)化與人口城鎮(zhèn)化的差異等反映城市空間發(fā)展質(zhì)量或水平，但此類密度指標是城市空間中平均意義上的指標，無法反映擴張區(qū)域的空間發(fā)展質(zhì)量水平。秦蒙等(2016)基于燈光數(shù)據(jù)度量了城市蔓延程度，但他們在確定城市區(qū)域時將燈光亮度小于10以及常住人口密度小于1000人/平方公里的、有樓無人的區(qū)域剔除掉了，認為這并不是城市區(qū)域。然而，這些區(qū)域可能恰恰是城市空間低質(zhì)量擴張的結(jié)果，即與中國當(dāng)前語境下“有城無人”“有城無業(yè)”“有城無市”的問題相吻合。而關(guān)于城市空間擴張質(zhì)量的演變趨勢、中國城市空間擴張質(zhì)量的差異及其來源以及城市空間擴張質(zhì)量狀態(tài)的時空演變，已有研究較少涉及。

鑒于此，本文嘗試在已有研究的基礎(chǔ)上對中國城市空間擴張質(zhì)量進行科學(xué)、合理的界定與度量，并對中國城市空間擴張質(zhì)量的演變趨勢、整體差異及其來源、收斂趨勢、擴張質(zhì)量狀態(tài)的動態(tài)穩(wěn)定性進行探索，然后提出政策建議。

相對于已有文獻，本文的創(chuàng)新點主要有以下幾點。第一，在對城市空間擴張質(zhì)量進行界定的基礎(chǔ)上利用衛(wèi)星燈光數(shù)據(jù)和Landscan人口數(shù)據(jù)從城市空間擴張面積與人口、經(jīng)濟活動的適配程度來度量城市空間擴張質(zhì)量。第二，利用Dagum基尼系數(shù)對中國城市空間擴張質(zhì)量的總體差異進行了衡量，并基于東中西部三大區(qū)域?qū)傮w差異進行了來源與貢獻分解。相對于傳統(tǒng)的基尼系數(shù)、泰爾指數(shù)等指標，Dagum基尼系數(shù)可以同時考察不同組別之間的相對差異和絕對差異并考慮了不同組別的樣本分布情況，還可以精確識別組內(nèi)、組間以及組間共同因素對總體差異的貢獻程度。第三，基于馬爾科夫轉(zhuǎn)移概率矩陣分析了中國城市空間擴張質(zhì)量狀態(tài)的穩(wěn)定性和動態(tài)轉(zhuǎn)移性。第四，考慮到不同城市的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、經(jīng)濟發(fā)展水平差異，在遭遇不利的外部沖擊時可能會導(dǎo)致不同城市空間擴張質(zhì)量發(fā)生系統(tǒng)性改變，因此，還分析了2008年國際金融危機前后中國城市空間擴張質(zhì)量的地區(qū)差異及演變趨勢變化。

二、城市空間擴張質(zhì)量辨析及其度量方法

城市空間擴張是城市建成區(qū)面積不斷擴大、城市居民居住面積和生產(chǎn)用地面積不斷增長的過程。那么，什么是城市空間擴張質(zhì)量？已有文獻并沒有進行系統(tǒng)性闡述。與此有一定關(guān)聯(lián)的文獻包括有關(guān)人地協(xié)調(diào)或土地城鎮(zhèn)化與人口城鎮(zhèn)化的耦合程度以及城市蔓延(Ewing et al.，2016；Oueslati et al.，2015；Yue et al.，2013)的研究，但人地協(xié)調(diào)程度、城市蔓延狀態(tài)與城市空間擴張質(zhì)量并不能完全等同。

第一，就人地協(xié)調(diào)問題而言，既有研究大多認為中國的土地城鎮(zhèn)化普遍快于人口城鎮(zhèn)化，進而認為中國城鎮(zhèn)化質(zhì)量低下、土地資源利用效率不高。然而，土地城鎮(zhèn)化快于人口城鎮(zhèn)化是否就表明城市空間擴張質(zhì)量低下？答案并不盡然。首先，對于那些人口密度本來已經(jīng)較高的城市，人口城鎮(zhèn)化快于土地城鎮(zhèn)化意味著城市人口密度越來越高，城市將變得越來越擁擠，過度擁擠的生產(chǎn)生活空間并不是城市空間高質(zhì)量發(fā)展的應(yīng)有之義。實際上，英美國家提出的緊湊型城市概念或精明增長戰(zhàn)略，在強調(diào)要提高城市密度、恢復(fù)城市吸引力的同時，也強調(diào)城市生活空間的舒適性。我國也提出了類似的發(fā)展規(guī)劃，如2015年4月30日，中共中央政治局審議通過的《京津冀協(xié)同發(fā)展規(guī)劃綱要》就提出要有序疏解北京非首都功能。中國有部分城市人口密度非常高，公共服務(wù)主要集中在城市中心，人口仍然向大城市、城市中心流動，導(dǎo)致城市交通擁擠、居住空間不足。因此，對于這些城市而言，適時進行空間擴張恰恰是改善人居環(huán)境、拓展產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間的必要手段。從而，土地城鎮(zhèn)化稍快于人口城鎮(zhèn)化是很有必要的，只有先有了城，人口與產(chǎn)業(yè)才可能向外疏解。其次，有些城市人地不協(xié)調(diào)只是短期的、暫時的現(xiàn)象，并不意味著長期的人地不協(xié)調(diào)，新城、新區(qū)建設(shè)好了也并不一定要求大量人口和企業(yè)同步填充進來。我們發(fā)現(xiàn)，許多現(xiàn)今較為繁華的城市區(qū)域大多經(jīng)歷了5年、10年甚至更長時期的培育期。如果新城、新區(qū)剛建成就需要充足的人口和經(jīng)濟活動與之相匹配，這既不現(xiàn)實也不合理，反而可能會導(dǎo)致地方盲目上馬項目進而導(dǎo)致經(jīng)濟低效發(fā)展。有了城市發(fā)展空間以及相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)，才能逐步吸引人口、要素、經(jīng)濟活動進入，進而使得新城、新區(qū)演變?yōu)檎嬲某鞘小＠纾鯛柖嗨沟目蛋褪残聟^(qū)在建成伊始，被廣泛作為“鬼城”的典型代表，然而，隨著10來年的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和人口、資本等要素的流入，現(xiàn)今已成為真正的新城。因此，短期的人地不協(xié)調(diào)或者土地城鎮(zhèn)化稍快于人口城鎮(zhèn)化并不必然導(dǎo)致長期的城市空間低質(zhì)量化。相應(yīng)地，在度量城市空間擴張質(zhì)量時，也需要考慮土地城鎮(zhèn)化與人口城鎮(zhèn)化在時間上的不一致性，以將暫時的人地不協(xié)調(diào)與那些單純依賴于土地出讓和“造城”“造區(qū)”活動而導(dǎo)致的真正的城市空間的低質(zhì)量擴張區(qū)別開來。再次，是否人口城鎮(zhèn)化與土地城鎮(zhèn)化速度一致就是合理的呢？如果一開始人口密度較低，二者以同樣的速度上升，仍然會導(dǎo)致一個較低的人口密度；反之，如果一開始人口密度非常高了，則城市空間擴張也同樣會伴隨著較高的人口密度。最后，城市空間擴張質(zhì)量高低也不完全取決于人口是否與城市面積相協(xié)調(diào)，還應(yīng)考慮經(jīng)濟活動情況。特別是隨著互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展，以制造業(yè)為主體的工業(yè)越來越多地用工業(yè)機器人、智能設(shè)備等替代工人，即使人口密度沒有擴大，經(jīng)濟活動密度也可能在城市空間擴張的同時保持較高的水平。因此，不能簡單地用土地城鎮(zhèn)化是否快于人口城鎮(zhèn)化來判定城市空間擴張質(zhì)量的高低。

第二，就城市蔓延而言，在語義上，城市蔓延是城市因市場失靈而導(dǎo)致的居民點分散化分布和城市的低密度擴張的狀態(tài)，與城市空間低質(zhì)量擴張有相似之處。但是，在形成機理上，城市蔓延是老城區(qū)密度提高以及居民生活水平提高之后，微觀個體因老城區(qū)交通擁堵、空氣污染、公共產(chǎn)品擠占、犯罪活動上升、生活與經(jīng)營成本上升等多方面的原因而向城市邊緣地帶或者郊區(qū)不斷遷移所導(dǎo)致的城市空間低密度擴張過程(Brueckner，1983；Burchfild et al.，2006)。這與中國當(dāng)前因城市化推進過程中的大規(guī)模土地開發(fā)、新城新區(qū)建設(shè)帶來的規(guī)劃型“空城”問題并不完全相同，后者具有典型的自上而下、政府主導(dǎo)、大范圍規(guī)劃和整體推進的特征(李強等，2012)。城市蔓延表現(xiàn)為城市由市場自發(fā)的、不規(guī)則的、低密度的郊區(qū)化而城市中心不斷衰退的過程。然而，在當(dāng)前，中國的大中城市、城市中心仍然擁有更高的經(jīng)濟發(fā)展水平和公共產(chǎn)品供給水平，人口仍然持續(xù)在向大中城市或城市中心流動，并沒有出現(xiàn)主動向郊區(qū)遷移的現(xiàn)象，即并不存在西方式城市蔓延問題。相反，由中國地方政府主導(dǎo)的大面積城市空間低質(zhì)量擴張不是人口與經(jīng)濟活動的低密度問題，而是人口以及經(jīng)濟活動非常少，在一定時間內(nèi)表現(xiàn)為“空城”“睡城”或“鬼城”狀態(tài)。換句話說，城市蔓延僅僅表現(xiàn)為城市的低密度擴張或者新建城區(qū)人口密度較低，并沒有反映經(jīng)濟活動密度的高低；城市空間低質(zhì)量擴張突出“有城無人”“有城無市”的狀態(tài)，也強調(diào)“有城無業(yè)”的情形，而不僅僅是新建城區(qū)人口密度較低。因此，規(guī)劃型“空城”問題與城市蔓延問題雖有類似之處，但并不能等同，無論是在成因上、結(jié)果上還是表現(xiàn)形式上均存在較大差異。

綜上所述，本文認為城市空間擴張質(zhì)量是城市空間擴張過程中土地資源的利用效率、生產(chǎn)空間的集約程度以及土地與人口、經(jīng)濟的適配程度(蘇紅鍵，2021；魏后凱等，2013)，反映了城市人口與經(jīng)濟活動的空間分布情況(梁昌一等，2021)，是空間城市化質(zhì)量的具體體現(xiàn)(朱鵬華和劉學(xué)俠，2017)，也是高質(zhì)量城鎮(zhèn)化(3)高質(zhì)量城鎮(zhèn)化還包括醫(yī)療、教育、養(yǎng)老、文化、體育、公園等便利設(shè)施的供給水平，以及城市安全、環(huán)境衛(wèi)生等情況。的重要內(nèi)容之一。高質(zhì)量的城市空間擴張意味著新城新區(qū)建成后經(jīng)過一定時期的培育而具有較高的人口密度和高度集約的經(jīng)濟活動。反之，如果城市空間擴張質(zhì)量低下，則意味著新城新區(qū)建成后的很長一段時期內(nèi)均表現(xiàn)出建成區(qū)人口密度較低、經(jīng)濟活動或產(chǎn)業(yè)活動不足、建筑物與基礎(chǔ)設(shè)施利用不高、土地集約使用效率低下(常晨和陸銘，2017；郭志勇和顧乃華，2013；黃亮雄等，2021)。換言之，城市空間低質(zhì)量擴張表現(xiàn)為新建城區(qū)長期“有城無人”“有城無業(yè)”“有城無市”。

如果將城市空間擴張質(zhì)量界定為新城新區(qū)建成后相當(dāng)長一段時期內(nèi)人口與經(jīng)濟活動的密度情況，那么在進行城市空間擴張質(zhì)量度量時就不能僅從當(dāng)前的城市人口密度或者土地城鎮(zhèn)化是快于或慢于人口城鎮(zhèn)化來進行判斷。為了準確度量城市空間擴張質(zhì)量，一是既要反映人口密度也要反映經(jīng)濟活動密度；二是要區(qū)分新城、新區(qū)建成后只是暫時的人地、業(yè)地不協(xié)調(diào)還是長期不協(xié)調(diào)。

鑒于夜間燈光數(shù)據(jù)的可獲得性以及與經(jīng)濟活動的高度關(guān)聯(lián)性，本文利用夜間燈光數(shù)據(jù)來構(gòu)建反映城市人口密度、經(jīng)濟活動密度的綜合指標，以更為合理地度量城市空間擴張質(zhì)量。已有研究認為，夜間燈光強度可以在很大程度上反映人類生活、生產(chǎn)活動和城市經(jīng)濟發(fā)展程度，而且可以避免經(jīng)濟數(shù)據(jù)的統(tǒng)計偏差(Henderson & Weil，2012)，可以作為度量經(jīng)濟發(fā)展程度和經(jīng)濟、人口密度的可靠替代指標。通常，人類經(jīng)濟活動密集大、經(jīng)濟發(fā)展水平高，夜間燈光強度就更大，高燈光強度面積占比也更高。此外，衛(wèi)星數(shù)據(jù)的可獲得性也大大提高，有利于所構(gòu)建指標在計算上的實現(xiàn)。在具體指標構(gòu)建上，本文借鑒Zheng等(2017)的思路，從建成區(qū)高質(zhì)量發(fā)展區(qū)域人口密度、平均燈光強度占最高燈光強度之比以及高強度燈光建成區(qū)面積占比三個方面構(gòu)建綜合城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)。

為了度量上述三個反映城市空間綜合擴張質(zhì)量的分項指標，我們需要識別出建成區(qū)范圍內(nèi)長期存在人口非常少、缺乏足夠人類活動、建筑物空置率高、處于“空城”狀態(tài)的區(qū)域。基于Zheng等(2017)的思路，我們將城市建成區(qū)內(nèi)夜間燈光亮度低于閾值的區(qū)域作為城市低質(zhì)量擴張區(qū)域的識別基礎(chǔ)。城市建成區(qū)來自全國土地利用類型中城鎮(zhèn)用地的建成區(qū)，是根據(jù)建筑物光譜波段形成的影像，是建成建筑物的真實區(qū)域。因此，基于該區(qū)域得到的燈光強弱可以較為準確地反映出建成區(qū)域人類與經(jīng)濟活動的多寡。具體識別過程如下。

首先，對DMSP/OLS夜間燈光數(shù)據(jù)進行校準處理。借鑒Elvidge等(2009)、Li等(2013)的做法，先對柵格進行內(nèi)部校準以提高同年度不同衛(wèi)星、不同年度不同衛(wèi)星所獲取數(shù)據(jù)的可比性。接著對同年度不同衛(wèi)星所獲取的數(shù)據(jù)進行整合，同時去掉同一年度內(nèi)不穩(wěn)定的有光柵格數(shù)據(jù)。接下來進行不同年份數(shù)據(jù)的時間序列修正。其次，利用全國土地利用類型中編號為51的城鎮(zhèn)用地對校準后的燈光數(shù)據(jù)進行掩膜提取。再利用柵格計算器將大于閾值的柵格設(shè)為空值，閾值為DN=10，并將小于閾值的區(qū)域視為城市低質(zhì)量擴張區(qū)域。由于城市新建城區(qū)在期初的人類活動通常較少，考慮到城市的新城區(qū)可能隨著人口的流入而變成真正的城區(qū)，在進行低質(zhì)量城市空間區(qū)域識別時，將各區(qū)域連續(xù)5年的燈光進行疊加，如果某城市建成區(qū)的某片區(qū)域燈光連續(xù)5年都小于閾值，該區(qū)域就被認定為低質(zhì)量區(qū)域。最后，在此基礎(chǔ)上，將城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)界定為：

Cityexpqua=CI+II+PD

(1)

其中，CI表示城市建成區(qū)中燈光亮度大于閾值的區(qū)域占建成區(qū)總面積的比例，是水平方向上的衡量，反映的是高強度照明區(qū)域的占比情況；II表示城市建成區(qū)中平均燈光亮度占最大燈光亮度的比例，是垂直方向上的衡量；PD是根據(jù)Landscan全球人口動態(tài)統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)計算的建成區(qū)燈光大于閾值區(qū)域的人口密度。為了三個組成部分在量綱上一致，我們對PD進行了標準化處理。

根據(jù)中國2014年發(fā)布的《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014—2020年)》可以看到，中國的城市化發(fā)展歷程中，1978～2000年主要是小城鎮(zhèn)數(shù)量擴張階段，2001～2013年處于大建新城、新區(qū)的城市規(guī)模快速擴張階段，2014年以后進入以功能提升為主的城市群發(fā)展階段。2013年以來，中央政府相關(guān)部門出臺了一系列限制房地產(chǎn)市場無序發(fā)展以及限制地方政府違規(guī)舉債的強有力措施，有效緩解了部分城市空間的低質(zhì)量擴張問題。因此，本文選擇的時間窗口為2000～2013年。考慮到新建城區(qū)是否會演變?yōu)榈唾|(zhì)量擴張的“空城”取決于未來是否能夠吸引到足夠多的人口和經(jīng)濟活動的聚集，在識別某地區(qū)某年份的城市空間擴張質(zhì)量時，本文將過去5年人類經(jīng)濟活動都較少的區(qū)域作為該年的低質(zhì)量城市空間，然后以此為基礎(chǔ)來計算城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)。由于識別低質(zhì)量空間時考慮了5年累積期，因此，本文的最終時間窗口為2005～2013年。

三、城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)的測算結(jié)果與演變趨勢

根據(jù)前文所確立的衡量方法，本文測度了2005～2013年中國285個地級市的城市空間擴張質(zhì)量綜合指數(shù)(Cityexpqua)以及三個分項指數(shù)(CI、II和PD)。我們將對中國285個地級市的城市空間擴張質(zhì)量綜合指數(shù)以及三個分項指數(shù)在全國層面、東中西部(4)按照通常的劃分方法，東部地區(qū)包括北京、天津、河北、遼寧、山東、江蘇、上海、浙江、福建、廣東、海南11個省(市)；中部地區(qū)包括山西、吉林、黑龍江、安徽、江西、河南、湖北、湖南8個省；西部地區(qū)包括陜西、四川、云南、貴州、廣西、甘肅、青海、寧夏、西藏、新疆、內(nèi)蒙古、重慶12個省(區(qū)、市)。三大區(qū)域?qū)用娴难葑冓厔葸M行考察。

圖1以及表2的第2～5行反映了城市空間擴張質(zhì)量綜合指數(shù)在全國以及三大地區(qū)的演變趨勢。首先，中國城市的空間擴張質(zhì)量綜合指數(shù)Cityexpqua整體呈上升趨勢，增速較為平穩(wěn)，由表2可以看到，全國層面的Cityexpqua指數(shù)從2005年的1.4640上升至2013年的1.7408，增幅為18.91%，年均增長2.36%。從而，在觀察期內(nèi)，中國城市空間擴張質(zhì)量整體上是不斷改善的，并沒有出現(xiàn)整體惡化現(xiàn)象。其次，在三大地區(qū)層面，東部地區(qū)的Cityexpqua最高，9年均值為1.7446，增幅以及年均增速也更快，分別達到22.6%和2.83%。中部地區(qū)與西部地區(qū)的Cityexpqua值相對低(9年均值分別為1.6261和1.5597)，增幅(分別為20.82%和13.55%)和年均增速(分別為2.6%和1.69%)也相對較低。因此，東部地區(qū)的城市空間擴張質(zhì)量表現(xiàn)更好。最后，2008年國際金融危機對全國以及東中西部地區(qū)的城市空間擴張質(zhì)量產(chǎn)生了系統(tǒng)性影響。2008年之前，Cityexpqua呈現(xiàn)快速上升趨勢，2005～2008年的年均增幅為5.05%，表明中國城市空間擴張質(zhì)量在此期間得到了顯著提升。但是2008年之后，中國城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)增長顯著放緩，2010～2013年的年均增幅僅為1.45%。具體到三大地區(qū)，可以看到，2008年之前，三大地區(qū)城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)的演變趨勢具有同步性，即都呈現(xiàn)出較快的增長態(tài)勢，2005～2008年，東部、中部、西部地區(qū)的年均增速分別為5.08%、5.18%、4.93%。然而，2008年國際金融危機以后，Cityexpqua指數(shù)在三大地區(qū)之間呈現(xiàn)出了較大的分異特征。其中，東部地區(qū)的年均值從金融危機之前的1.6481上升至金融危機之后的1.8502，但金融危機之后(2010～2013年)增速下降幅度較大，年均增長僅為0.62%；中部地區(qū)的Cityexpqua指數(shù)年均值從金融危機前的1.5725上升至金融危機之后的1.6853，雖然增加額不及東部地區(qū)，但金融危機之后的增速相對更快，年均增長為2.01%；而西部地區(qū)在2010年出現(xiàn)了大幅度下降，后續(xù)年份雖有所上升(2010～2013年間年均增速為1.95%)，但相對于金融危機前的最高水平，整體有所下降，到2013年未超過金融危機前的最高點。此外，還可以發(fā)現(xiàn)，2008年之前，東部地區(qū)的城市擴張質(zhì)量綜合指數(shù)大于中部地區(qū)，而中部地區(qū)又大于西部地區(qū)，但三者之間的差距相對較小且穩(wěn)定，其中，東中部地區(qū)平均相差0.0756，中西部地區(qū)平均相差0.0374。而2008年金融危機之后，東部地區(qū)與中部地區(qū)進而與西部地區(qū)之間的差異變得更大，其中，東中部地區(qū)平均相差0.1649，中西部地區(qū)平均相差0.1289，差距分別擴大了118.30%和245.05%。

圖2以及表2的第6～9行顯示了CI指數(shù)的演變趨勢。結(jié)果顯示：(1)在2008年及之前，該指數(shù)無論是在全國層面還是在東部、中部、西部均保持了較快的增長速度。2005～2008年，全國與東部、中部、西部地區(qū)的增幅分別達到12.02%、15.29%、10.25%、10.45%，年均增速分別為4.01%、5.10%、3.42%、3.48%。(2)在2008年之后，全國層面的CI指數(shù)從2009年至2011年出現(xiàn)了較大幅度的下降，2012年之后緩慢上升。而在三大地區(qū)層面，這一指標的演變趨勢也呈現(xiàn)出了較大差異。東部地區(qū)的CI指數(shù)總體保持上升趨勢，2010～2013年平均為0.9059，要高于2008年及之前的均值0.8234，但平均增幅(0.57%)顯著小于2008年及之前的增幅(5.10%)。中部地區(qū)與全國層面的變化趨勢非常一致，2010～2013年的平均CI指數(shù)值(0.8743)略高于2005～2008年的值(0.8558)，同樣，2010～2013年的年均增速(1.28%)要顯著小于2005～2008年的年均增速(3.42%)。西部地區(qū)在2008年及之前保持了較快速的增長(年均增速為3.48%)，但2008年之后出現(xiàn)了大幅度的下降，直到2011年才開始緩慢上升，2010～2013年整個期間的年均增速降為1.66%。(3)此外，還可以發(fā)現(xiàn)，2008年金融危機之前，西部地區(qū)的CI指數(shù)最大(0.8786)，東部地區(qū)的最小(0.8234)。而2008年之后，東部地區(qū)的CI指數(shù)仍不斷上升，年平均為0.9059，超過了中部地區(qū)的0.8743以及西部地區(qū)的0.8349。這意味著2008年金融危機對西部地區(qū)城市空間擴張質(zhì)量的影響最大，導(dǎo)致西部地區(qū)高強度亮光面積占比大幅度下降，且在金融危機之后的5年內(nèi)都沒有恢復(fù)到金融危機之前的最高水平，這可能是因為西部地區(qū)在金融危機之后城市空間擴張速度更快或者之前的擴張區(qū)域缺乏持續(xù)注入人口和經(jīng)濟活動的能力。但是，金融危機對東部地區(qū)的影響相對較小，其CI指數(shù)仍然穩(wěn)步提升。這在某種程度上說明了東部地區(qū)的經(jīng)濟韌性以及要素集聚能力更為強大。

圖1 全國及三大區(qū)域Cityexpqua指數(shù)演變趨勢 圖2 全國及三大區(qū)域CI指數(shù)演變趨勢

圖3以及表2的第10～13行則報告了II指數(shù)的演變趨勢。2008年之前，無論是全國層面還是三大地區(qū)層面，II指數(shù)均呈現(xiàn)出穩(wěn)步上升趨勢。然而，金融危機前后的II指數(shù)年均增速仍然存在較大差異。金融危機之前即2005～2008年，全國與東部地區(qū)、中部地區(qū)、西部地區(qū)的II指數(shù)年均增速分別為7.78%、7.17%、8.59%、7.86%，中部和西部地區(qū)的增速甚至要高于東部地區(qū)的增速。然而，在金融危機之后即2010～2013年，全國與東部地區(qū)、中部地區(qū)、西部地區(qū)的II指數(shù)年均增速分別為2.45%、1.62%、3.59%和2.55%。金融危機導(dǎo)致三大地區(qū)的II指數(shù)年均增速均出現(xiàn)了不同程度的下滑。此外，2008年金融危機之后，東部地區(qū)與中西部地區(qū)在II指數(shù)上的差距有所擴大。金融危機之前，東部地區(qū)與中部地區(qū)的差距均值為0.098，而金融危機之后上升為0.1287，上升了31.29%；金融危機之前東部地區(qū)與西部地區(qū)的差距均值為0.0898，金融危機之后上升為0.1478，上升幅度為64.58%。這意味著金融危機之后，東部與中部地區(qū)已有高強度燈光區(qū)域的平均燈光占比在持續(xù)上升，而西部地區(qū)的上升幅度較小，經(jīng)濟發(fā)展動能受阻。

圖4以及表2的第14～17行呈現(xiàn)了PD指數(shù)的演變趨勢。我們發(fā)現(xiàn)，東部地區(qū)與中部地區(qū)的高強度燈光占比區(qū)域的城市人口密度(分別為0.1278和0.1226)要顯著大于西部地區(qū)的人口密度(0.0514)。需要指出的是，無論是在全國層面還是在三大地區(qū)層面，PD指數(shù)變動幅度不大，但有微弱下降趨勢。全國層面從2005年的0.1028降為2013年的0.0912，東部地區(qū)從0.1432降為0.1134，西部地區(qū)從0.0538降為0.0495，而中部地區(qū)雖然從2005年的0.1155上升至2009年的0.1371，但隨后又逐步下降至2013年的0.1175。這可能是因為隨著城市土地面積的擴張以及農(nóng)村人口向城市不斷集中的趨勢有所減弱，進一步導(dǎo)致了全國城市人口密度呈下降趨勢。

圖3 全國及三大區(qū)域II指數(shù)演變趨勢 圖4 全國及三大區(qū)域PD指數(shù)演變趨勢

表2 2005～2013年中國城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)

四、城市空間擴張質(zhì)量的地區(qū)差異

基于2005～2013年中國285個地級市的城市空間發(fā)展質(zhì)量指數(shù)，接下來，我們將利用Dagum基尼系數(shù)測度中國地區(qū)間城市擴張質(zhì)量的差異及其演變趨勢，并按照東部、中部、西部三大地區(qū)分解上述基尼系數(shù)，以揭示中國地區(qū)間城市空間擴張質(zhì)量差異的主要來源。

(一)城市空間擴張質(zhì)量差異的測算方法

Dagum(1997)構(gòu)建了一個測度樣本差異的指數(shù)即Dagum基尼系數(shù)，該系數(shù)既能測度總體差異又能按照組內(nèi)差異、組間差異以及超變密度分解的指數(shù)對總體差異進行分解，相對于傳統(tǒng)測度樣本差異的指標更有優(yōu)勢。Dagum基尼系數(shù)測算公式如下：

(2)

而某類城市內(nèi)部的差異即組內(nèi)基尼系數(shù)和不同類型城市之間的差異即組間基尼系數(shù)分別表示為：

(3)

進而，總基尼系數(shù)G可以被分解為三個組成部分：組內(nèi)差異的貢獻Gw、組間差異的貢獻Gnb和超變密度的貢獻Gt，即G=Gw+Gnb+Gt，且有：

(4)

(5)

(6)

(7)

其中，

(8)

(9)

其中，F(xiàn)i(y)與Fj(y)為第i類城市和第j類城市的累積密度分布函數(shù)。從而，dij可以理解為i類城市與j類城市中所有yjr-yih>0的樣本值加總的數(shù)學(xué)期望。

(二)中國城市空間擴張質(zhì)量總體差距及其來源

我們首先計算中國城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)的總體差異，然后按照東部、中部、西部地區(qū)將每年的285個城市分為三種類型，即東部城市、中部城市和西部城市，再根據(jù)三種類型對總體差異進行分解。表3和圖5、圖6報告了2005～2013年中國城市空間擴張質(zhì)量的總體Dagum基尼系數(shù)及其貢獻率、組內(nèi)差異、組間差異以及超變密度的測算結(jié)果及演變趨勢。

表3 中國城市空間擴張質(zhì)量的Dagum基尼系數(shù)及其分解結(jié)果

圖5 全國及三大地區(qū)Dagum基尼系數(shù)演變趨勢 圖6 全國及三大地區(qū)Dagum基尼系數(shù)貢獻率演變趨勢

1.總體差異

根據(jù)表3的第2列數(shù)據(jù)以及圖5可以看到，中國城市之間的空間擴張質(zhì)量總體差異是不斷縮小的，從2005年的0.1841下降至2013年的0.1291，9年間下降了29.88%，年均降幅為3.73%，這意味著中國城市空間擴張質(zhì)量在城市間存在收斂的趨勢。但是，2008年國際金融危機的爆發(fā)導(dǎo)致這種差異下降的趨勢有所減緩。2008年之前，中國城市空間擴張質(zhì)量的總體地區(qū)差距下降速度較快，而2008年國際金融危機爆發(fā)之后，總體地區(qū)差距在短期內(nèi)有所上升，不過隨后又繼續(xù)緩慢下降。圖5也顯示了中國城市空間擴張質(zhì)量的總體地區(qū)差距，可以看到，國際金融危機之前，總體差距下降幅度更大，從2005年的0.1841下降至2008年的0.1289，3年間降幅達到29.98%，而國際金融危機之后下降趨緩，從2010年的0.1517下降至2013年的0.1291，3年間降幅為14.90%。這意味著金融危機可能減緩了中國城市間空間擴張質(zhì)量收斂的速度。

2.中國城市空間擴張質(zhì)量總體差異分解

城市空間擴張質(zhì)量的地區(qū)差距可以被分解為組內(nèi)差距(即地區(qū)內(nèi)部差距)、組間差距(即地區(qū)之間差距)以及超變密度三個部分，分解結(jié)果如表3以及圖5和圖6所示。

(1)不同差異來源的演變趨勢。如表3第3～5列以及圖5所示，首先，對于組內(nèi)差距，地區(qū)內(nèi)部差距整體呈現(xiàn)下降趨勢，但下降的幅度不大，2005～2013年下降了32.57%，年平均降幅僅為4.07%，最主要的原因在于2008～2010年組內(nèi)差距上升所致。其次，對于組間差距，國際金融危機之前處在較低水平，2005～2009年組間基尼系數(shù)平均為0.0157，且變動幅度不大，2005～2009年僅下降了15.82%，年均降幅為3.96%。但是，從2009～2010年開始，組間差距大幅度上升且之后幾年均維持在較高水平，2010～2013年組間基尼系數(shù)平均為0.0399，顯著高于金融危機之前的0.0157。最后，對于超變密度，除了2008～2009年外，其在考察期內(nèi)整體呈現(xiàn)下降趨勢，特別是在2011年之前，下降幅度較大，共下降了49.35%，年均下降8.22%，要高于組內(nèi)差距的下降幅度，但2011年之后變化不大。這意味著隨著時間的推移，東中西部地區(qū)各組之間交叉重疊部分對整體城市空間擴張質(zhì)量差異的影響下降的幅度更大，在組內(nèi)差異變化不大的情況下，組別之間的分化更為明顯。

(2)不同差異來源的貢獻率比較。如表3第6～8列及圖6所示，第一，總體而言，中國城市空間擴張質(zhì)量的差異主要來自超變密度，觀察期內(nèi)的平均貢獻率為49.2%；其次是組內(nèi)差異，觀察期內(nèi)的平均貢獻率為32.31%；組間差異對總體差異的貢獻率最小，觀察期內(nèi)的平均貢獻率僅為18.49%。這意味著三大地區(qū)之間的其他某些共同因素對中國城市空間擴張質(zhì)量差異的影響更大。第二，從變化趨勢來看，超變密度的貢獻率呈下降趨勢，從2005年的58.24%下降至2013年的42.25%，降幅為27.4%；組內(nèi)差異的貢獻率相對平穩(wěn)，僅從2005年的33.17%下降至2013年的31.90%，降幅為3.8%；然而，組間差異的貢獻率則從2005年的8.59%顯著增加至2013年的25.84%，增幅高達200.85%。第三，2008年國際金融危機對不同差異來源貢獻率的影響。首先，從超變密度來看，其對中國城市空間擴張質(zhì)量總體差異的貢獻率年均值從危機之前(2005～2008年)的56.32%大幅度下降為危機之后(2010～2013年)的40.12%；其次，組內(nèi)差距在危機前后對總體差距的貢獻率變化幅度不大，僅從危機之前的32.80%下降為危機之后的31.67%，相對比較穩(wěn)定；最后，對于組間差距，其對總體差距的貢獻率年均值從危機之前的10.88%上升為危機之后的28.20%。上述結(jié)果表明，國際金融危機爆發(fā)之后，雖然超變密度對中國城市空間擴張質(zhì)量整體差距的貢獻率仍然最大，但已低于地區(qū)內(nèi)部差距和地區(qū)之間差距的貢獻率之和；超變密度貢獻率下降主要是因為地區(qū)之間差距的貢獻率上升。因此，可以判斷，國際金融危機加劇了地區(qū)之間的分化，導(dǎo)致地區(qū)之間的差異顯著拉大，但并沒有明顯改變地區(qū)內(nèi)部的差異。

3. 三大地區(qū)內(nèi)部與地區(qū)之間空間擴張質(zhì)量基尼系數(shù)演變趨勢

表4以及圖7和圖8顯示了中國東部、中部、西部地區(qū)內(nèi)部以及地區(qū)之間的城市空間擴張質(zhì)量差距。

表4 東部、中部、西部地區(qū)內(nèi)部與地區(qū)之間的城市空間擴張質(zhì)量差距

續(xù)表

圖7 三大地區(qū)內(nèi)部Dagum基尼系數(shù)演變趨勢 圖8 三大地區(qū)之間Dagum基尼系數(shù)演變趨勢

可以發(fā)現(xiàn)，在三大地區(qū)內(nèi)部，東部地區(qū)內(nèi)部的差距在不斷縮小(基尼系數(shù)從2005年的0.1902下降至2013年的0.1023)，差距下降幅度較大(下降了46.22%)，但國際金融危機之后下降幅度有所縮小(2010～2013年降幅為13.38%，而2005～2008年的降幅為31.97%)；中部地區(qū)在2008年之前有較大幅度的下降，但2008年之后不僅沒有下降反而有所上升，一直持續(xù)到2012年之后才繼續(xù)下降；而西部地區(qū)在2008年國際金融危機之前也是呈現(xiàn)快速下降的趨勢，但在危機之后，其內(nèi)部的差距顯著上升，甚至一度超過了中部地區(qū)，2010年之后雖有所下降，但仍與中部地區(qū)內(nèi)部的差距相當(dāng)。這說明，就地區(qū)內(nèi)部而言，東部地區(qū)內(nèi)部的城市空間擴張質(zhì)量差距越來越小，且受金融危機的沖擊較小。然而，中西部地區(qū)內(nèi)部的差距因國際金融危機的沖擊而產(chǎn)生了系統(tǒng)性上升，與東部地區(qū)內(nèi)部的差距顯著拉大。危機之前，東部地區(qū)內(nèi)部的基尼系數(shù)(0.1564)僅比中部地區(qū)內(nèi)部的基尼系數(shù)(0.1612)低0.0048，而危機之后東部地區(qū)內(nèi)部的基尼系數(shù)較中部地區(qū)內(nèi)部的基尼系數(shù)平均低0.0346，差距擴大了約6.25倍。危機之前，東部地區(qū)內(nèi)部的基尼系數(shù)(0.1564)要高于西部地區(qū)內(nèi)部的基尼系數(shù)(0.1359)，而危機之后，東部地區(qū)內(nèi)部的基尼系數(shù)(0.1079)反而低于西部地區(qū)內(nèi)部的基尼系數(shù)(0.1537)，危機前后東部與西部地區(qū)內(nèi)部基尼系數(shù)差距擴大了323.02%。

就地區(qū)之間的差距而言，首先，東部—中部之間整體呈下降趨勢，從2005年的0.1933下降至2013年的0.1206，降幅為37.61%，但國際金融危機之前(2005～2008年)降幅較大(-29.28%)，而危機之后(2010～2013年)降幅較小(-15.43%)。其次，東部—西部之間以及中部—西部之間的差距在危機之前均與東部—中部一樣，以較快速度下降，但危機之后，均經(jīng)歷了快速的上升(2009～2010年，分別從0.1280上升至0.1630以及從0.1265上升至0.1610)之后再緩慢下降，但降幅有所減緩，其中東部—西部之間的降幅從-29.22%變?yōu)?15.40%，中部—西部之間的降幅從-29.82%變?yōu)?14.16%。最后，我們還可以看到，國際金融危機之前，東部—西部以及中部—西部之間的基尼系數(shù)相差不大，且比東部—中部之間的基尼系數(shù)要小。然而，危機之后，東部—西部以及中部—西部之間的基尼系數(shù)迅速上升，且要大于東部—中部之間的基尼系數(shù)。以上分析結(jié)果表明，雖然總體上中國城市空間擴張質(zhì)量差異呈下降趨勢，但不同地區(qū)內(nèi)部以及地區(qū)之間的差異下降情況存在較大差異，尤其是國際金融危機之后，這種差異體現(xiàn)得更為明顯，這與不同地區(qū)內(nèi)部的發(fā)展水平的差異有較大關(guān)聯(lián)性。在東部地區(qū)，各城市之間的發(fā)展模式以及發(fā)展水平較為接近，而中西部地區(qū)內(nèi)部各城市之間的差異較大，省會等少數(shù)城市的極化可能是導(dǎo)致中西部地區(qū)在國際金融危機之后差距不斷擴大的重要原因。

五、中國城市空間擴張質(zhì)量的動態(tài)演進

本部分我們分析中國城市空間擴張質(zhì)量的動態(tài)演進過程。一是分析中國285個城市空間擴張質(zhì)量在全國層面以及三大地區(qū)層面的動態(tài)空間收斂性，以考察中國285個城市的空間擴張質(zhì)量差距的動態(tài)演進過程；二是考察處于某種初始城市空間擴張質(zhì)量層級的城市，在接下來的時期內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)楦蛯蛹墶⒏邔蛹壔虮３譅顟B(tài)不變的概率，以考察各城市空間擴張質(zhì)量的動態(tài)轉(zhuǎn)換過程。

(一)城市空間擴張質(zhì)量的動態(tài)空間收斂性

隨著要素市場的完善、地區(qū)間壁壘的降低以及勞動力的自有流動，城市間的經(jīng)濟發(fā)展水平可能會趨于收斂，在此背景下，各城市空間擴張質(zhì)量的差距也可能隨之縮小。為此，我們通過計算各城市的空間擴張質(zhì)量指數(shù)的σ收斂系數(shù)來考察城市空間擴張質(zhì)量的動態(tài)空間收斂性。σ收斂系數(shù)的計算公式如下：

(10)

其中，i和t分別表示城市和年份，n表示城市的數(shù)量。lnCityexpquait為i城市在第t年的城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)的對數(shù)。如果σt+1<σ，則意味著與第t年相比，第t+1年城市的空間擴張質(zhì)量是趨于收斂的，反之則表示城市的差距在擴大。

根據(jù)式(10)計算的全國層面以及東部、中部、西部地區(qū)內(nèi)部的城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)的σ收斂系數(shù)結(jié)果如表5和圖9所示。首先，從全國層面來看，中國各城市的空間擴張質(zhì)量指數(shù)在觀察期內(nèi)呈現(xiàn)明顯的收斂趨勢，σ收斂系數(shù)由2005年的0.4620下降至2013年的0.3251。但在不同的階段收斂的狀況有所不同。其中，國際金融危機之前(2005～2008年)，城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)的σ收斂系數(shù)每年都有所下降，2008年相對于2005年下降了30.84%；而危機之后，城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)的σ收斂系數(shù)先從2009年的0.3323上升至2010年的0.3916，然后再下降，但2013年又有所上升(0.3251)，甚至略高于2008年的0.3195。在降幅上，2013年相對于2010年僅下降了16.98%。其次，從東部、中部、西部三大地區(qū)來看，東部地區(qū)的σ收斂系數(shù)整體呈下降趨勢，即使在國際金融危機后也呈直線下降趨勢，僅在2009年和2013年略有上升，這說明東部地區(qū)的城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)在不同城市間呈現(xiàn)明顯的收斂趨勢；中部地區(qū)也較為類似，但中部地區(qū)的收斂趨勢主要體現(xiàn)在國際金融危機之前(降幅為26.04%)，而危機后的收斂態(tài)勢明顯趨緩(降幅為10.68%)；西部地區(qū)的城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)的σ收斂系數(shù)則呈現(xiàn)出較大的波動性。國際金融危機之前，σ收斂系數(shù)從2005年的0.3706降至2008年的0.2213，4年均值為0.2852。然而，危機之后，2009～2010年，西部地區(qū)的σ收斂系數(shù)出現(xiàn)了跳躍式攀升，從0.2138躍升至0.4331。2010年之后雖呈下降趨勢，但整體處在較高水平，2010～2013年4年均值為0.3748，要顯著高于危機之前的水平。這也是導(dǎo)致全國城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)的σ收斂系數(shù)在國際金融危機之后顯著上升的重要原因。

表5 城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)σ收斂系數(shù)

圖9 城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)σ收斂系數(shù)

(二)城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)的馬爾科夫鏈動態(tài)特征分析

接下來，我們將利用馬爾科夫鏈分析法進一步探究各城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)相對位置的變動情況或者動態(tài)轉(zhuǎn)移特征，以考察各城市空間擴張質(zhì)量等級狀態(tài)動態(tài)轉(zhuǎn)移的情況。

馬爾科夫鏈分析步驟如下。首先，需要對所有城市的空間擴張質(zhì)量指數(shù)進行等級劃分。由于本文的考察期為2005～2013年，共9年時間，為此，我們按照所考察時間窗口的中間年份即2009年的空間擴張質(zhì)量指數(shù)(Cityexpqua)的高低將城市分為四種層級(也為四種類型)：低質(zhì)量空間擴張城市(Ⅰ，Cityexpqua的值小于等于25%)、中低質(zhì)量空間擴張城市(Ⅱ，Cityexpqua的值大于25%且小于等于50%)、中高質(zhì)量空間擴張城市(Ⅲ，Cityexpqua的值大于50%且小于等于75%)以及高質(zhì)量空間擴張城市(Ⅳ，Cityexpqua的值大于75%)。其次，測算各城市在不同期間在不同類型之間轉(zhuǎn)移的概率矩陣。這里，我們考慮一年期內(nèi)(從第t期到第t+1期)、兩年期內(nèi)(從第t期到第t+2期)以及三年期內(nèi)(從第t期到第t+3期)三種情況下的轉(zhuǎn)移概率。轉(zhuǎn)移概率矩陣中的元素mij表示在第t年為類型i的城市在第t+1年轉(zhuǎn)移為類型j的概率。如果在第t+1期的類型與第t期的類型一致，則該城市的類型狀態(tài)比較穩(wěn)定，或者屬于平穩(wěn)轉(zhuǎn)移；如果類型等級有所提高，則為向上轉(zhuǎn)移；反之，如果類型等級有所下降，則為向下轉(zhuǎn)移。

1.全國層面的馬爾科夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移分析

表6報告了一年期至三年期內(nèi)四類城市在窗口期間的平均轉(zhuǎn)移概率矩陣。矩陣的主對角線表示城市維持原來等級即保持穩(wěn)定的平均概率，主對角線上方表示城市等級上升的平均概率，主對角線下方表示城市等級下降的概率。

表6 四類城市的整體轉(zhuǎn)移概率矩陣

第一，無論是一年期內(nèi)、兩年期內(nèi)還是三年期內(nèi)，主對角線元素均高于非主對角線上的元素，意味著各城市等級狀態(tài)在觀察期內(nèi)均保持了較高的穩(wěn)定性。例如，在一年期內(nèi)，Ⅰ級城市保持穩(wěn)定的概率為0.801，Ⅱ級保持穩(wěn)定的概率為0.5848，Ⅱ級為0.6531，而Ⅳ級高達0.9174。

第二，平均而言，大部分城市向上轉(zhuǎn)移的概率大于向下轉(zhuǎn)移的概率。以一年期內(nèi)的情況為例，主對角線相鄰兩側(cè)的轉(zhuǎn)移概率均為右邊的大于左邊的，如Ⅱ類城市向Ⅲ類城市轉(zhuǎn)移的概率為0.2810，而向Ⅰ類城市轉(zhuǎn)移的概率僅為0.1254；Ⅲ類城市分別向Ⅳ類城市和Ⅱ類城市轉(zhuǎn)移的概率分別為0.2389和0.1029。可以看到，向相鄰高級別城市轉(zhuǎn)移的概率要顯著高于向相鄰低級別城市轉(zhuǎn)移的概率。這意味著，在觀察期內(nèi)，城市的空間擴張質(zhì)量等級上升的概率大于下降的概率。然而，城市等級跨級上升或下降的概率均較低。同樣以一年期為例，從上升的情況來看，Ⅰ類城市上升為Ⅱ類城市的概率為0.1939，然而上升為Ⅲ類和Ⅳ城市的概率分別僅為0.0051和0；Ⅱ類城市上升為Ⅲ類城市的概率高達0.2810，但上升為Ⅳ類城市的概率驟降為0.0091。從下降的情況來看，Ⅲ類城市下降為Ⅱ類城市的概率高達0.1029，但下降為Ⅰ類城市的概率僅有0.0053。兩年期內(nèi)和三年期內(nèi)也有類似的特征。這說明城市短期內(nèi)跨等級上升或下降的難度非常大。

第三，Ⅰ類城市和Ⅳ類城市保持穩(wěn)定的概率要遠遠大于Ⅱ類城市和Ⅲ類城市，也就是說Ⅱ類城市和Ⅲ類城市有更大的概率向更高或更低級別的城市類型轉(zhuǎn)移，然而，初始等級非常低或非常高的城市難以向更高或更低級別的城市類型轉(zhuǎn)移。尤其是高級別(Ⅳ類)城市，在9年的觀測期內(nèi)，在一年中降為更低級別(Ⅰ～Ⅲ類)城市的概率總共只有0.0826。這意味著城市空間擴張質(zhì)量具有一定的俱樂部收斂或者路徑依賴性。

第四，從一年期到三年期的情況來看，隨著跨期越長，主對角線上的數(shù)值逐漸減小，而主對角線相鄰兩側(cè)的元素逐漸增大，這表明城市空間擴張質(zhì)量等級隨著時間的推移變動的概率變大，城市等級的穩(wěn)定性逐漸降低。而且，向上轉(zhuǎn)移的概率普遍上升了，例如，Ⅱ類城市向Ⅲ類城市轉(zhuǎn)移的概率從一年期的0.2810上升至三年期的0.4058，Ⅲ類城市向Ⅳ類城市轉(zhuǎn)移的概率從一年期的0.2389上升至三年期的0.4055。但下降的概率依初始城市狀態(tài)的不同而不同，例如，Ⅱ類城市降為Ⅰ類城市的概率從一年期的0.1254上升至三年期的0.1338，然而，Ⅲ類城市降為Ⅱ類城市的概率卻從一年期的0.1029降至三年期的0.0628，從而，城市初始等級越高，隨著時間的推移其等級下降的概率相對要更低。

2.三大地區(qū)內(nèi)部的馬爾科夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移分析

表7呈現(xiàn)了東部、中部、西部地區(qū)內(nèi)部四類城市一年期轉(zhuǎn)移概率矩陣的差異。

表7 東部、中部、西部地區(qū)內(nèi)部四類城市一年期的轉(zhuǎn)移概率矩陣

第一，對于最低水平和最高水平的城市，東部地區(qū)的等級狀態(tài)穩(wěn)定性更高。東部、中部、西部地區(qū)的Ⅰ級城市在一年期內(nèi)仍然保持Ⅰ級的概率分別為0.8401、0.8049和0.7820，但它們的Ⅳ級城市仍保持不變的概率同樣是東部地區(qū)>中部地區(qū)>西部地區(qū)，分別為0.9295、0.9114和0.9070。這意味著東部地區(qū)的Ⅰ級城市向上轉(zhuǎn)移的概率相對更低，但Ⅳ級城市轉(zhuǎn)為更低級別城市的概率也更低。同時還可以發(fā)現(xiàn)，東部地區(qū)的Ⅳ級城市更不容易跨級別向下轉(zhuǎn)移，而中部地區(qū)跨級別向下轉(zhuǎn)移的概率相對較高，尤其是西部地區(qū)甚至有0.0179的概率降為Ⅰ級城市。

第二，對于初始狀態(tài)為Ⅱ級、Ⅲ級的城市而言，東部地區(qū)向上轉(zhuǎn)移的概率要顯著大于中部、西部地區(qū)，如Ⅱ級轉(zhuǎn)為Ⅲ級城市的概率，東部、中部、西部地區(qū)分別為0.3724、0.3224、0.1937；東部、中部、西部地區(qū)的Ⅲ級城市轉(zhuǎn)為Ⅳ級城市的概率分別為0.2807、0.2767、0.1467。從而，可以發(fā)現(xiàn)，雖然東部地區(qū)的Ⅰ級城市在一年期內(nèi)的狀態(tài)較為穩(wěn)定，向上轉(zhuǎn)移的概率相對更低，但中等層級城市向上轉(zhuǎn)移的可能性更大，而西部地區(qū)中等層級的城市向上轉(zhuǎn)移較為困難。中部地區(qū)的Ⅱ級城市和Ⅲ級城市向上轉(zhuǎn)移的概率遠大于西部城市，與東部城市較為接近，但比西部地區(qū)有更大向下轉(zhuǎn)移的可能性，尤其是Ⅲ級城市轉(zhuǎn)為Ⅱ級城市方面，中部地區(qū)的概率高達0.1929，而西部地區(qū)僅有0.0852，因此，中部地區(qū)的中等層級城市狀態(tài)更不穩(wěn)定。

3. 2008年國際金融危機沖擊對狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的影響

考慮到2008年國際金融危機對城市空間擴張質(zhì)量的潛在影響，我們分三個時期來考察城市在一年期內(nèi)的平均狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣：國際金融危機之前(2005～2008年)、國際金融危機沖擊期(2008～2010年)以及后國際金融危機時期(2010～2013年)。

(1)2008年金融危機沖擊在全國層面的影響。

我們比較分析了在全國層面三個時期一年期內(nèi)的平均狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，結(jié)果如表8所示。

表8 2008年金融危機對城市空間擴張質(zhì)量狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的影響

第一，相對于國際金融危機沖擊期，危機前后城市空間擴張質(zhì)量狀態(tài)均更為穩(wěn)定，即2005～2008年與2010～2013年兩個階段狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣主對角線的值均要大于2008～2010年狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣主對角線的值。除了Ⅰ級城市外，金融危機前其他各類城市比金融危機后的狀態(tài)更為穩(wěn)定。

第二，從轉(zhuǎn)移方向來看，三個階段Ⅲ級城市向Ⅳ轉(zhuǎn)移的概率較為接近，但國際金融危機前Ⅱ級城市向Ⅲ級城市轉(zhuǎn)移的概率(0.3327)要遠遠大于危機沖擊期(0.2150)和后危機階段(0.2733)。同時，國際金融危機沖擊期各類城市向下轉(zhuǎn)移的概率要顯著大于國際金融危機前后兩個階段。例如，金融危機之前、金融危機沖擊期、后金融危機期三個階段的Ⅱ級城市向Ⅰ級城市轉(zhuǎn)移的概率分別為0.0480、0.2265、0.1353，Ⅲ級城市向Ⅱ級城市轉(zhuǎn)移的概率分別為0.0357、0.1630、0.1300，而Ⅳ級城市向Ⅲ級城市轉(zhuǎn)移的概率分別為0.0280、0.1020、0.0850。可以看到，國際金融危機對低級別城市的影響非常大，降低了向更高層級城市轉(zhuǎn)移的概率，同時更為顯著地提高了向更低層級城市轉(zhuǎn)移的概率。

(2)2008年國際金融危機沖擊在不同地區(qū)的影響。

表9呈現(xiàn)了國際金融危機沖擊對不同地區(qū)城市等級狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的影響。第一，從向上轉(zhuǎn)移的情況來看，在危機之前，東部地區(qū)的高級別城市(Ⅱ和Ⅲ)向上一級轉(zhuǎn)移的概率最高，尤其是Ⅱ向Ⅲ轉(zhuǎn)移的概率高達0.4652，西部地區(qū)的高級別城市進一步向上一級轉(zhuǎn)移的概率最小，或者進一步攀升的難度最大，尤其是Ⅲ向Ⅳ轉(zhuǎn)移的概率僅有0.1246。但國際金融危機導(dǎo)致東部地區(qū)Ⅱ級城市向Ⅲ級城市轉(zhuǎn)移的概率大幅度下降，即從0.4652降至0.2639，西部地區(qū)的Ⅱ級城市向Ⅲ級城市轉(zhuǎn)移的概率也從0.2298大幅度降至0.0874；而中部地區(qū)的Ⅲ級城市向Ⅳ級城市攀升的概率從0.2481提高至0.3026，西部地區(qū)的Ⅲ級城市向Ⅳ級城市轉(zhuǎn)移的概率也有較大幅度提高，從0.1246提高至0.1944。第二，從向下轉(zhuǎn)移的情況來看，國際金融危機導(dǎo)致所有地區(qū)的不同級別城市向下轉(zhuǎn)移的概率都有所提高，但相對于東部地區(qū)而言，中西部地區(qū)向下轉(zhuǎn)移的概率增幅更大。例如，相對于國際金融危機前，在危機沖擊期，東部地區(qū)的Ⅱ類城市轉(zhuǎn)移為Ⅰ類城市的概率由0.0545上升至0.1806，增幅為231.38%，然而，中部地區(qū)的概率由0.0392上升至0.2100，增幅高達435.71%，西部地區(qū)則從0.0496上升至0.2783，增幅更是高達461.09%。上述分析表明，國際金融危機整體上對中西部地區(qū)的負面影響更為明顯。

表9 2008年國際金融危機對不同地區(qū)城市狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的影響

六、結(jié)論與建議

本文在對城市空間擴張質(zhì)量進行辨析和界定的基礎(chǔ)上，利用衛(wèi)星燈光數(shù)據(jù)和Landscan人口數(shù)據(jù)，在考慮了時間因素的影響后，從高燈光強度面積占建成區(qū)面積的比重、高燈光強度區(qū)域的平均燈光強度占最大燈光強度的比重以及建成區(qū)人口密度等方面構(gòu)建了一個綜合指數(shù)以反映城市空間擴張質(zhì)量的高低；然后從全國層面以及東中西部地區(qū)三大區(qū)域?qū)用娣治隽司C合城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)以及三個分項指標的演變趨勢，基于Dagum基尼系數(shù)方法考察了城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)的差異以及差異的不同來源及其貢獻率，利用σ收斂指數(shù)分析了城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)在全國層面以及不同區(qū)域?qū)用娴氖諗壳闆r；最后基于馬爾科夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣考察了不同城市的空間擴張質(zhì)量狀態(tài)轉(zhuǎn)移情況。本文的主要結(jié)論如下。

第一，整體上，中國城市空間擴張質(zhì)量無論是在全國層面還是在東部、中部、西部地區(qū)三大區(qū)域?qū)用婢尸F(xiàn)上升趨勢，但2008年國際金融危機后，這一上升趨勢有所減緩，東部、中部、西部地區(qū)的差距與金融危機之前相比進一步被放大。相對于金融危機之前的最高水平，西部地區(qū)的城市空間擴張質(zhì)量出現(xiàn)了顯著下降，中部地區(qū)有小幅度上升，東部地區(qū)則持續(xù)向好。在各分項指標上，CI指數(shù)在金融危機前快速上升，而金融危機后出現(xiàn)了較大波動；II指數(shù)則一直呈現(xiàn)上升趨勢，但金融危機后的上升步伐有所下降；PD指數(shù)則整體呈現(xiàn)微弱的下降趨勢。總體而言，東部地區(qū)的城市空間擴張質(zhì)量要優(yōu)于中部地區(qū)，后者進一步比西部地區(qū)表現(xiàn)要好；在遭受2008年國際金融危機沖擊后，西部地區(qū)的城市擴張質(zhì)量出現(xiàn)了顯著的下降，而東部地區(qū)所受影響相對較小，這體現(xiàn)了東部地區(qū)在經(jīng)濟發(fā)展、要素集聚方面顯著優(yōu)勢。

第二，在城市空間擴張質(zhì)量的差異上，在考察期內(nèi)，Dagum基尼系數(shù)呈下降趨勢，意味著城市空間擴張質(zhì)量的差異有不斷縮小之勢，但2008年國際金融危機后這種差異出現(xiàn)了小幅上升，而后緩慢下降，即金融危機減緩了中國城市間空間擴張質(zhì)量差異縮小的幅度。就差異來源來看，總體差異主要歸功于超變密度，其次是三大地區(qū)內(nèi)部的差異，三大地區(qū)之間的差異貢獻率最小。然而，國際金融危機爆發(fā)之后，東中西部地區(qū)內(nèi)部差異的貢獻率小幅下降，其原因在于東部地區(qū)內(nèi)部差異仍然以較快速度下降，但中部地區(qū)內(nèi)部出現(xiàn)了小幅上升而西部地區(qū)內(nèi)部出現(xiàn)了大幅度攀升。超變密度的貢獻率顯著降低，相對應(yīng)的是三大地區(qū)之間的差異的貢獻率大幅度上升，這主要是因為金融危機導(dǎo)致西部地區(qū)與中部地區(qū)和東部地區(qū)的差距擴大所引起的。

第三，進一步進行的σ收斂系數(shù)分析表明，全國層面的城市空間擴張質(zhì)量指數(shù)呈現(xiàn)收斂趨勢，但國際金融危機爆發(fā)之后收斂速度有所下降，主要是由于金融危機后西部地區(qū)內(nèi)部出現(xiàn)了短期發(fā)散趨勢而中部地區(qū)的收斂速度顯著下降所致，這與Dagum基尼系數(shù)分析所得到的結(jié)論是一致的。但需要注意的是，國際金融危機后，隨著時間的推移，東中西部地區(qū)以及全國層面的σ收斂系數(shù)的差異越來越接近。

第四，雖然大部分城市的空間擴張質(zhì)量狀態(tài)在觀察期內(nèi)較為穩(wěn)定，但平均而言，處于中間層級的城市具有更高的向上轉(zhuǎn)移的可能性。然而，西部地區(qū)的城市向上轉(zhuǎn)移的概率要顯著小于中部地區(qū)和東部地區(qū)，西部地區(qū)城市向上轉(zhuǎn)移更為困難。但在遭遇國際金融危機沖擊時，西部地區(qū)低層級城市向上轉(zhuǎn)移的概率大幅度下降，而Ⅲ級城市向上轉(zhuǎn)移的概率卻上升，這意味著國際金融危機加大了西部地區(qū)內(nèi)部的城市分化進而導(dǎo)致西部地區(qū)城市空間擴張質(zhì)量差異拉大、收斂程度下降。

根據(jù)以上結(jié)論，對于如何認識和促進城市空間擴張質(zhì)量，我們認為應(yīng)注重以下幾點。

第一，在評判城市空間擴張質(zhì)量高低時，既要看城市擴張與人口的匹配過程，也要看經(jīng)濟發(fā)展情況。同時要考慮城市建設(shè)與人口、產(chǎn)業(yè)集聚在時間上的不同步性以及不同發(fā)展階段的城市所展現(xiàn)的差異，而不能簡單地從城市面積擴大的速度與城市人口增長的速度差異來判定城市擴張質(zhì)量的高低。從本文的研究結(jié)果來看，事實上，在觀察期內(nèi)，中國城市空間擴張質(zhì)量在整體上是不斷優(yōu)化的，并沒有出現(xiàn)全國性的城市空間擴張質(zhì)量下降。

第二，要注意東部、中部、西部地區(qū)之間的差異對中國城市空間擴張質(zhì)量總體差異的貢獻，尤其是西部地區(qū)由于經(jīng)濟發(fā)展水平相對較低、要素集聚能力不強，導(dǎo)致西部地區(qū)城市空間擴張質(zhì)量相對更低，因此，需要進一步推進西部地區(qū)與東部、中部地區(qū)之間的平衡發(fā)展。

第三，要特別加強推動西部地區(qū)內(nèi)部的初始處于較低層級空間擴張質(zhì)量的城市向更高水平空間擴張質(zhì)量城市的轉(zhuǎn)移，以推進西部地區(qū)內(nèi)部城市空間擴張質(zhì)量差異的縮小，進而助推中國城市空間擴張質(zhì)量的收斂。

第四，當(dāng)城市面臨諸如國際金融危機等不利沖擊時，需要采取差異化政策與措施以應(yīng)對不同地區(qū)的城市空間擴張質(zhì)量下降或增速減緩問題。尤其是對于西部地區(qū)和中部地區(qū)，在面臨國際金融危機沖擊時要權(quán)衡短期經(jīng)濟增長與城市空間擴張質(zhì)量之間的關(guān)系，加大轉(zhuǎn)移支付力度，降低西部地區(qū)城市為了促進短期經(jīng)濟復(fù)蘇而單純對土地出讓的依賴程度。同時，加強戶籍制度、農(nóng)村集體用地流轉(zhuǎn)制度、進城農(nóng)民基本公共服務(wù)保障機制、進城落戶農(nóng)民在農(nóng)村的合法權(quán)益保障機制(如土地承包權(quán)、宅基地使用權(quán)、集體收益分配權(quán))、進城落戶農(nóng)民人文關(guān)懷與城市融入保障機制等，在推動城市面積或土地邊界擴大的同時促進人口進一步向城市自由流動，著力解決產(chǎn)業(yè)就業(yè)不夠、人口集聚能力不足等問題，以保證城市空間擴大的同時有足夠的人口與經(jīng)濟活動與之相匹配。

本文的不足之處或者需要進一步拓展研究的方向在于：本文只是針對中國城市空間擴張質(zhì)量的區(qū)域差異及動態(tài)演變進行測算和現(xiàn)象描述，并由此發(fā)現(xiàn)，地區(qū)間的城市空間擴張質(zhì)量變化在國際金融危機前后發(fā)生了顯著性的差異變化。但本文并沒有解釋其中的原因，即為什么國際金融危機前后中國地區(qū)城市空間擴張質(zhì)量會發(fā)生變化？更詳細的討論，我們將另行著文分析。