吳 燦 張 琰 黎 明
(1.國信司南(北京)地理信息技術有限公司,北京 100048;2.自然資源部國土整治中心,北京 100035;3.自然資源部土地工程技術創新中心,北京 100035)
改革開放之后中國城鎮化進程加速,人口和產業大規模在城市集聚。而舊城空間日趨飽和,面對傳統城市單中心結構帶來的中心城區人口擁擠、開發密度過高、交通擁堵等問題,國內外城市均在規劃中提出了建設多中心結構的目標,希望通過建設新區來解決單中心結構的交通擁擠等城市病[1]。高新技術開發區、工業園區、大學城、物流園等各類新城、新型產業區為代表的城市新區成為中國城市擴張的主要形式,也是城市發展的重要增長極。新區分擔舊城區的部分功能,帶來了功能結構調整、人口聚集流動、土地利用變化等,對整個城市的產業、人口和實體空間結構產生影響[2],推動了城市空間結構由單中心向多中心結構演變[3],而城市空間結構的改變必然對交通流向和流量帶來影響。
單中心城市擁有一個就業高度集中的中央商務區(CBD),居民通勤至CBD 上班。因此,單中心城市交通流的特征是有序放射狀的“潮汐式”交通,即在通勤時間或假期出現CBD 與外圍居住區之間單方向的巨大交通流量,而另一方向上的流量卻并不大(圖1(a))。而且越靠近城市中心地區的交通越擁堵,交通通行效率較低,這也是許多城市規劃選擇多中心結構的主要原因之一。
圖1 不同城市空間結構的交通流向模式
新區的建設促使城市空間結構由單中心向多中心轉變。隨著副中心的崛起,城市各中心間的人流、物流強度發生變化,原本聚集在舊中心區的交通流量也開始擴散。在一個多中心城市中,人們的出發地和目的地高度分散,導致交通流向逐漸由單中心放射型向隨機型轉變,原來單中心模式下的“潮汐式”交通流和中心城區交通擁堵得到了一定程度的緩解,交通通行效率得到提升。1980 年代后期,荷蘭西部蘭斯塔德城市群(Randstad)中約57%的居民出行發生在郊區之間,而在中心城區和郊區之間的出行行為占41%[4]。對比廣州1984 與1998 年出行調查數據發現,隨著城市發展,原中心城區(荔灣區、越秀區、東山區)的交通吸引量由71.4%下降至51.5%,1984 年天河和黃埔的交通吸引量之和僅為7.1%,而在1998 年,天河區的吸引量就達到12.1%,海珠區與原中心城區的交通流量也由46.9萬人次/日增長至62.6 萬人次/日[5]。
由于多中心城市中各個中心的規模存在差異,導致其交通模式也存在一定差異,基本可分為兩類:均衡多中心模式和組合型模式。均衡多中心模式中各中心之間的規模差異較小,居民可以較為方便地到達任何一個中心,交通流呈現隨機狀態(圖1(b))。組合型模式具有一個較強的主中心,主中心能提供更多的就業機會,因此交通流呈現隨機狀與放射狀相互混合的狀態[6](圖1(c))。
受到土地資源稀缺性的影響,新區開發主要為公共交通導向模式[3]。但隨著新區發展帶來的多中心化,公共交通需要投入更多資金才能保持其便利性,而且在新區發展初期當地的公共交通體系不完善,私人汽車出行極具便利性和舒適性,導致公共交通出行比例下降,私人汽車出行率提升。
與西方低密度蔓延和以小汽車通勤為主的特征不同,因為人地關系緊張,中國城市的多中心結構建設需要走一條高密度開發、功能獨立并且以公共交通為主導的新區發展之路。公共交通導向型開發模式(TOD)是新區開發的主導模式,其中主要的公共交通為地鐵、輕軌、有軌電車等軌道交通和快速公交系統(BRT)等公路交通。TOD 開發模式首先是發展快速公共交通,以快速公共交通站點為新區中心,在其周圍接駁新區內部的慢速公交系統,目標是建立集工作、生活、商業、教育等為一體的新區,居民可以方便地選用公交、自行車、步行等多種交通方式。快速公共交通的建設有利于增強中心城區與新區的聯系程度,促進中心城區與新區的資源相互流動,加快新區建設的步伐。TOD 發展模式在中國新區建設中主要采用地鐵和BRT 的方式,如北京連接房山新區的房山線,上海連接松江新區的9 號線、連接嘉定新區的11 號線,廣州連接南沙新區的4 號線,合肥濱湖新區與中心城區有軌道交通1 號線和多條BRT 線路,香港東涌通過港鐵東涌線與新界、港島相連接。
軌道交通和快速公交系統等公共交通是連接人口密度較高的新區與中心城的理想交通方式,具有容量大、人均能耗低、環境污染小、碳排放低等優點,但依然無法取代兼具方便性與舒適性的私人汽車。
對比中心城區和新區的交通出行方式可以發現,中心城區的公共交通出行比例相對更高,私人汽車的比例更低,而郊區副中心新區的情況則相反,主要原因是私人汽車提升了到達目的地的便捷度,尤其是在新區內部的公共交通體系不夠完善的時期。挪威公共交通部門發布的一份研究報告顯示,在城市中心區的企業員工中,公共交通的出行比例最高,而隨著與CBD 距離的增加,小汽車、步行和自行車的出行比例提高;挪威奧斯陸不同位置工作中心的交通出行結構有較大差異,CBD 的私人汽車通勤比例較低,而郊區副中心新區的小汽車通勤比例高,公共交通通勤比例低[7]。對墨爾本一個公司遷移的研究也發現,雖然從中心城區遷移到郊區新區使得大多數員工的通勤距離減少,但員工主要的出行方式也從公共交通轉變為私人小汽車[8]。
從城市尺度來看,隨著新區的建設和發展,城市單中心性逐步弱化,盡管有大量投資和津貼,世界大多數城市的公共交通出行比例依然降低。因為在單中心城市中,雖然出發地不同,但卻存在一組共同的目的地,公共交通系統可以高效率運行;但在多中心城市中,許多出行的出發地和目的地都是不同的,存在大量出行者卻只有很少的公交線路,多中心城市中的公共交通系統需要更多的投入才能維持出行的便利度。在多中心化的影響下,挪威奧斯陸的小汽車出行率從25%上升到41%,而公共交通的出行率則從61%下降到46%[7]。對1980 年舊金山灣區的研究發現,在灣區的22 個子就業中心中,單獨駕車的比例增加,乘坐公共交通和合伙駕車的比例下降[9]。多中心化也使荷蘭城市居民使用私人汽車的比例提高,同時也導致公共交通、步行、自行車等綠色出行方式的比重下降[10]。不過,仍然存在少數的研究認為多中心化并未導致居民出行減少使用公共交通,雖然1971 至1989 年巴黎郊區的機動化出行比例提高至63%,然而公共交通出行比例仍然維持在31%,這主要得益于政府對公共交通系統持續不斷的高額投資[11]。
多中心結構轉移交通流向的作用已被證明,但其對于通勤時間和距離的影響存在差異[1]。這個問題可以從兩個尺度來分析,一方面是在城市內部尺度,橫向對比新區和中心城區的通勤時間和距離;另一方面就是在整個城市的尺度,縱向對比單中心與多中心時期的差異。對比國內外的研究發現,新區對于通勤時間和距離的影響主要取決新區本身的發展水平,即其自身的綜合功能是否完善。
3.1.1 城市內部尺度
從城市內部尺度來看,對城市副中心新區與中心城區通勤時間與距離的研究發現了不同的現象。一些研究認為,隨著城市居住分散化,如果工作地點位于遠郊的新區,那么平均通勤的距離和時間將會縮短。在1980 年洛杉磯的研究發現,中心城區的平均通勤距離高于其他副中心新區的平均通勤距離,多中心模式可以縮短通勤時間[12]。舊金山灣區的研究也有類似發現,其核心區通勤時間最長,而外圍次中心新區的通勤時間最低,一個有等級的多中心結構有助于縮短通勤時間[9]。
然而,也有不少研究發現,新區的通勤距離和時間要高于中心城區,主要原因是新區的綜合功能較差,并沒有實現職住平衡,依然對中心城區存在較高的依賴性,因此反而延長了通勤距離。對加利福尼亞州南部地區凱撒基金會醫院(Kaiser Foundation Hospitals)的工作人員在1984 到1990年間的通勤情況進行了跟蹤調查,發現工作在安納海姆(Anaheim)和河濱市(Riverside)等郊區副中心新區的員工通勤距離高于洛杉磯和圣迭戈市等中心城區的員工,因為洛杉磯醫療中心位于好萊塢,它的人口密度極高而且交通阻塞嚴重,工作人員為了避免擁堵的交通而選擇在醫療中心附近居住,而外圍新區如河濱市(Riverside)的土地開發密度低,周邊地區可提供的居住機會有限,因此工作人員不得不進行長距離的通勤[13]。挪威奧斯陸的研究發現,工作地點離CBD 越遠,平均通勤距離就越長[7]。廣州的研究也發現類似現象,距離中心城區越近、人口密度越高、基礎設施越完善區域的居民通勤距離越短,而對于郊區的新區,由于職住不平衡,居民出行的通勤距離較長[14]。
3.1.2 城市尺度
從城市尺度看,研究多中心結構是否可以優化單中心結構的通勤成本也得出不同結論。一些研究發現,單中心城市的通勤距離和時間比多中心城市要長,且都隨城市規模的增大而增加。對美國大都市區的研究發現,在東部大都市區中,隨著城市規模的增大,居民的出行距離增加,而在西部地區,城市規模與出行距離無顯著相關性;同時,對于同等規模的城市,在早高峰時段,西部城市要比東部城市的平均通勤距離短,原因是西部城市是多中心結構。高密度的單中心城市交通擁堵,導致其通勤時間比低密度的多中心城市更高[15]。對中國的研究也發現,單中心城市中的私人汽車出行時間隨著城市規模的增長而增加,而多中心城市的私人汽車出行時間相對穩定。而且對于相同規模的城市,多中心城市比單中心城市的出行時間要短,這種差異隨著城市規模的增加而增大[16]。
然而,另外一些學者的研究發現卻反駁了多中心結構可以優化出行效率的觀點。1968 至1988年,美國華盛頓的通勤距離由6.6 英里上升到8.8英里[17]。
一些支持單中心結構的研究人員認為,多中心結構并未達到職住平衡,并且導致了通勤時間和距離的增加,因而在城市中更多地提倡單中心結構。多中心結構的支持者則認為,多中心結構中許多次級就業中心遠離CBD,家庭和企業可以通過調整位置來實現職住平衡,從而使區域內的交通流量趨于分散,從而縮短通勤距離和時間[1]。
由此可見,單中心和多中心支持者產生分歧的主要原因在于新區的發展水平,即新區的綜合功能是否完善。如果副中心的發展水平高,功能完善,可以提供足夠豐富的就業崗位,那么多中心的空間結構將會分散中心城區的交通量,從而實現縮短通勤時間和距離的目的;反之,如果新區的發展水平較低,僅僅具有單一的產業或居住功能,導致居住與就業功能位于城市不同空間區域,不僅無法解決原有的交通問題,反而跨區域出行會增加通勤距離和時間,使城市交通更為擁擠。因此,改善多中心結構交通出行的必要條件是建設功能復合的綜合型新區,實現職住平衡。
新區的建設對城市交通流向、交通方式、通勤時間和距離均產生影響。交通流向由放射狀向隨機分散的形式演變。新區在交通方式上雖然重視公共交通的建設,但因新區距離遠、公共交通體系不完善等原因,導致私人汽車出行率增加。通勤距離和通勤時間主要和新區的功能結構是否完善有關,研究發現,只有職住平衡的多中心結構才可以解決過度通勤的問題,因此在規劃和建設新區時,不能單一考慮產業的發展或居住的功能,還需要完善各類公共服務,如醫療、教育、商業、休閑娛樂等,打造綜合型新區,降低對主城區的依賴性,才能解決交通擁堵的城市病。