城市化地區實體與流空間演變及高質量發展路徑分析

陳明星 陳良侃 先樂 程嘉梵 梁龍武 馬菁

1 中國科學院地理科學與資源研究所 北京 100101

2 中國科學院大學 資源與環境學院 北京 100049

3 中國科學院區域可持續發展分析與模擬重點實驗室 北京 100101

2012年，黨的十八大提出“大力推進生態文明建設”戰略部署。2017年，黨的十九大提出“加快生態文明體制改革，建設美麗中國”，到2035 年基本實現美麗中國目標。2022年，黨的二十大進一步提出“推動綠色發展，促進人與自然和諧共生”。未來5年是全面建設社會主義現代化國家開局起步的關鍵時期，突出強調推進美麗中國建設，實現城鄉人居環境明顯改善。自黨的十八大以來，中國生態文明建設成效顯著，美麗中國建設有序推進，其中，中國科學院“美麗中國生態文明建設科技工程”戰略性先導科技專項（A類）等重大科技計劃為助力美麗中國建設提供了科技支撐[1,2]。

城市化地區作為我國建設美麗中國地理圖景的重要空間載體，是人地關系矛盾最為突出的區域，也是美麗中國建設的難點地區。城市化地區高質量發展是提升城市現代化水平、促進中國式現代化和美麗中國目標實現的關鍵內涵之一[3,4]。2022年，中國城鎮化率已達65%，從城鎮化進程速度規律看已進入快速發展后期，此外中國人口總量提前達峰，未來中國城鎮化格局重點將從快速規模擴張轉向存量提質優化，深入推進以人為核心的新型城鎮化[5,6]。城市實體地域擴張是城市化過程中最顯著的空間表征之一，深刻影響地球表層土地利用、自然棲息地、生物地球化學和地表能量平衡等方面[7]。流空間主要涉及城市間各種人口和經濟等要素的空間流動及其集聚與擴散效應，形成城市網絡的空間組織模式，作為城市體系演化與城市間關系理解的關鍵機制[8]。城市化實體空間與流空間共同構成了認知城市化高質量發展的2 個重要維度。本研究首先聚焦城市化地區的實體空間，分析了其地理分布與規模分組的時空演化特征，在此基礎上解析了流空間視角下城市體系的流動網絡結構，進而對新時期促進城市化地區高質量發展提出路徑思考。

1 城市化地區的總體演化特征

20世紀80年代以來，中國城市實體地域的土地利用發生顯著變化，以人造地表結構不透水面（以下簡稱“不透水面”）的空間擴張，取代了農田、森林、草地等自然地表景觀[9]。人工環境不透水面代表了城市化地區的實體地域，一方面，為城市人口集聚居住生活及產業發展工廠生產等提供了空間載體；另一方面，不斷增加不透水面也改變了自然地表的水熱蒸散過程，影響地區的生態環境，導致城市地區“熱島效應”增溫等現象[10,11]。隨著衛星對地觀測技術的快速發展，不透水面信息遙感反演方法被相繼提出，使廣地域、高分辨率、長時序不透水面信息的快速獲取成為可能，實體城市研究也成為研究熱點[12,13]。研究基于中國年度土地覆蓋數據集（CLCD），提取1985 年、1990—2020年30 m空間分辨率下中國逐年不透水面覆蓋信息[14]。1985—2020年間，以不透水面表征的中國城市化實體地域面積由9.88×104km2增長至26.13×104km2，凈增長16.25×104km2（圖1）。

根據不透水面年均增長率與增長規模特征，可以劃分為4個階段。第一階段（1985—1993年），城市化起步階段。不透水面的增長率快速上升，增長速度為0.28×104km2/a。第二階段（1994—2001 年），城市化進入快速發展階段，雖然不透水面增長率呈下降趨勢，但其增長規模提升為0.45×104km2/a。第三階段（2002—2012年），城市化加快發展階段，增長率基本保持穩定，不透水面增長規模進一步增長為0.55×104km2/a。第四階段（2014—2020 年），城市化步入降速提質的新型城鎮化發展階段，增長率呈現明顯下降調整趨勢，增長規模也下降至0.50×104km2/a。

總體上，中國城市實體地域擴張的增長趨勢在逐漸放緩。從空間上來看（圖2），不透水面比例表現出相對較大的地區間差異，與胡煥庸線相對應，東南半壁不透水面比例明顯高于西北半壁。高不透水面比例區域主要為長三角、珠三角、京津冀、成渝、中部及東北一些城市群、都市區等。

2 城市化地區的不同規模分組演化

城市化發展形成了不同等級規模的城鎮體系格局。大、中、小城市規模增長既遵循不同規模城市的客觀規律，也受國家宏觀經濟發展環境和政策指向的影響[15]。研究選用城市邊界GHS-FUA 識別城市化地區不透水面，以分析中國不同規模城市實體地域邊界（非行政區劃邊界）的增長演化特征。根據2020 年國內1 402 座城市的不透水面規模納入統計，運用自然間斷點法劃分使得組別間規模差異最大原則，劃分為超大型、大型、中型和小型4 個組別進行分析運算，測算不同規模城市不透水面1985—2020年間增長規模及其增長擬合斜率（圖3）。

圖1 1985—2020年中國城市實體地域不透水面積與增長率變化趨勢Figure 1 Impervious surface area of urban entities and its growth rate from 1985 to 2020 in China

超大型：2020 年城市不透水面規模1 369—2 897 km2，北京、上海、廣州等5座城市，不透水面規模總量共占18.28%，1985—2020年不透水面增長擬合斜率為54 km2/a，規模增長量最為顯著。

大型：不透水面規模達到578—1 369 km2，包括武漢、合肥、鄭州等23座城市，不透水面規模總量占44.08%，不透水面增長擬合斜率為20.7 km2/a。

中型：不透水面規模為163—578 km2，包括福州、秦皇島、洛陽等110 座城市，不透水面規模總量占28.33%，不透水面增長擬合斜率為6.23 km2/a。

小型：不透水面規模為5—163 km2，共納入統計包括1264座城市，不透水面規模總量僅占9.3%，不透水面增長擬合斜率為0.85 km2/a。

城市空間擴張及其形態變化對于理解城市化地區演化特征具有重要意義。不同規模城市化地區的不透水面隨年份增長呈現明顯的差異性特征（圖4）。自1985 年來，北京、上海和廣州①根據GHS-FUA數據結果為包括廣州與佛山的共同通勤圈城區。城區的不透水面積依次增長1 645.02 km2、1 850.87 km2、1 420.68 km2。而武漢、合肥、福州和銀川城區內分別增長了708.82 km2、556.34 km2、300.14 km2、202.87 km2。隨著城市化不同階段推進，超大型城區規模大，主要在前期中期形成快速擴張，已形成城市實體地域基本形態；相對而言，大、中、小型城市初期內城區范圍較小，近年來空間規模擴大呈現更為明顯的階段擴張特征。與此同時，在建筑尺度、柵格單元及城市局部等不同空間尺度下，不同類型城市化地區的建筑高度體現出等級差異（圖5）。對應的超大型城市作為高度城市化地區，城市空間擴展的建設高度高、開發強度大、密度高，中小型城市建筑建設高度較低、開發強度較小、密度較低。在此基礎上對不同規模城市高度類型進行分區管控，從而促進建設用地的節約集約利用和合理開發強度，建立起符合城市化地區居民生產生活活動實際需求的城市精明增長與空間治理精細化現代化新格局。

圖2 2020年中國不透水面比例空間分布特征Figure 2 Spatial distribution characteristics of impervious surface proportion in 2020 in China

圖3 城市規模類型不透水面增長分組演化Figure 3 Group evolution of impervious surface growth in urban scale types

3 城市化地區的流空間結構分析

基于騰訊遷徙熱度數據，收集了覆蓋321 個城市19608 個城際人口流動數據（origin-destination flows，以下簡稱“OD 流”），對城市間流動網絡進行分析。流空間背景下不同城市影響力呈現明顯的核心-邊緣結構。城市間OD 流的熱度基尼系數為0.51，說明城市間聯系強弱差異顯著。結合模型識別和自然斷點法，依據網絡核心度指標將收集的321 個城市劃分為3 個組別：核心城市、次核心城市和其他城市。

（1）核心城市。核心度為0.10—0.33；核心城市數量有18個，僅占城市總數5.6%，但集聚的出行流熱度占整個城市網絡的30.8%，核心城市位于網絡結構重要樞紐位置，對國家或大區域具有強的輻射和帶動作用，分別為北京、上海、重慶、廣州、深圳、成都、武漢、杭州、西安、鄭州、南京、東莞、蘇州、貴陽、昆明、長沙、天津、南寧、合肥和佛山，主要由沿海三大城市群、成渝地區中心城市和中西部地區省會城市組成。其中北京、上海、重慶、廣州、深圳和成都的核心度超過組內均值（0.19），形成中國城市間流動網絡菱形結構4個頂點（圖6）。

圖5 2019年中國典型城市局部街區建筑高度模擬Figure 5 Simulation of building heights at local blocks in China’s typical cities in 2019

（2）次核心城市。核心度為0.03—0.10；次核心城市有85 個，平均核心度為0.05，占城市數26.5%，流入流出的熱度占比為38.2%，主要分布在中國東南半壁，城市間已經形成地理密集、聯系緊密的網絡化空間結構。位于西北和東北的次核心城市主要為烏魯木齊、銀川、蘭州、呼和浩特、沈陽、長春和哈爾濱等省會城市，是區域性中心樞紐，和東南半壁空間結構特征并不相同，主要呈現出軸輻式的空間結構。

（3）其他城市。核心度小于0.03。其他城市有218個，數量最多，占城市總數67.1%，但熱度僅占31.1%，核心度均值為0.02，城市間聯系較弱。

4 城市化地區的高質量發展路徑

城市化地區是生態文明和美麗中國建設的關鍵類型地區之一，其實體空間與流空間都處于快速演化之中，如何在新時期推動城市化地區高質量發展，深入推動以人為核心的新型城鎮化，促進高質量發展和美麗中國建設，助力中國式現代化目標。為此，提出建設人民城市、分級分類多樣化、綠色韌性健康、科技創新智慧、常態化城市體檢等5 點高質量發展路徑建議：

4.1 面向人民對美好生活向往建設人民城市

圖6 基于騰訊遷徙熱度數據的2018年中國部分城市間流動網絡的空間結構Figure 6 Spatial structure of partial intercity flow networks of China in 2018 based on Tencent migration data

城市是人民的城市，堅持以人民為中心的發展思想，“城市規劃建設做得好不好，最終要用人民群眾滿意度來衡量”。① 面向居民的對美好生活向往，面向人的發展需求，針對當前城市發展還普遍存在的“城市病”問題，以痛點問題為導向，加強醫療衛生、公共教育、居住、養老、綠地、文化體育等公共服務設施水平及空間配置，提升居民生活福祉[16,17]。其中社區是城市基本單元，也是居民日常活動的主要區域，提升社區資源配置的科學性和有效性，打造宜居宜業的高品質現代社區。② 加快推動流動人口市民化，全面深化戶籍制度等體制機制改革，促進符合條件的流動人口及其家屬落戶并平等享受居住城鎮基本公共服務，保障流動人口在流入地獲得均等公平的生存和發展機會，提升流動人口的社會融合[18]。③ 積極應對不同人群的差異化需求，不同年齡性別、受教育水平、收入水平及消費能力的居民都有不同需要，城市建設要關注不同人群的差異化需求，尤其是老年人、低收入等弱勢群體的需求[19]。④ 充分發揮城市建設中人民的主體作用，通過賦予人民在城市規劃發展決策中的知情、參與、表達和監督等角色和權利，多渠道暢通和鼓勵市民參與城市建設與治理，推動人民城市人民建，全方位參與到城市建設發展過程中，也是建設人民城市的重要內容之一[20]。

4.2 分級分類引導不同城市因地制宜多樣化發展

城市體系是在一定區域范圍內，由不同等級規模、職能分工城市之間密切聯系、相互作用組成的有機整體[21]，具有整體性、層次性和動態性特征。受人口規模、經濟水平、歷史基礎及自然條件等多方面影響，不同城市發展水平、道路、模式等必然存在顯著分異，且在未來仍將持續。因此，國家層面，在整體系統觀指引下，形成城市化地區合理城市體系的頂層設計和戰略布局，明確不同規模、層級、類型城市的功能定位和政策重點[22]，堅持以人為核心推進新型城鎮化，構建大中小城市協調發展新格局[23,24]。

超大特大城市在經濟社會發展中發揮著動力源和增長極的作用，推動超大特大城市加快轉變發展方式具有舉足輕重地位。根據“七普”數據，7 個超大城市、14 個特大城市的人口占全國的20.7%，國內生產總值占全國三成以上，必須加快轉變發展方式，在社會融合、科技創新、區域一體化、韌性安全可持續發展及精細化治理等方面率先探索中國式城市現代化道路。

大城市提升城市功能，加強要素集聚、科技創新、高端服務能力建設，進一步發揮區域性中心城市的規模效應和輻射效應，加強與超特大城市及中小城市之間的銜接作用，促進中心城區與周邊地區基礎設施連接和公共服務共享，推進中心城區功能的通勤圈擴散，培育發展現代化都市區。

中等城市找準功能定位，發揮比較優勢和地方性中心城市作用，探索城市職能、產業發展、文化風格等特色，科學合理規劃城市規模，統籌生產、生活、生態空間，建設宜居宜業的現代化中等城市。

縣域小城市因地制宜補齊短板弱項，促進公共服務、產業配套等基礎設施水平，提升城區發展質量，吸引有意愿農民到城區安家就業，為協同推進新型城鎮化和鄉村振興、促進城鄉融合提供有力支撐。

小城鎮是城鎮體系和城鄉融合發展中重要環節，也要充分認識到小城鎮在中國特色新型城鎮化中地位角色功能變化的客觀規律，有選擇有重點促進小城鎮健康發展[25]。

4.3 打造綠色、韌性、健康城市可持續發展模式

全球城市化地區普遍面臨氣候變化、經濟危機、公共衛生事件等共同挑戰，急需向綠色、韌性、健康的可持續城市轉型[26]。綠色城市要實現低能耗低碳排放，推進建筑、能源和交通等高能耗高排放領域綠色化改造，如節能綠色建筑、綠色循環經濟和以公共交通為主導的交通網絡[27]。土地利用集約高效，避免資源浪費及長距離交通導致較高能耗、高污染。同時積極加強城市藍綠空間系統化、均衡化建設，合理布局社區公園、生態公園等綠色基礎設施[28]。韌性城市強調城市應對氣候變化和自然災害及其他風險的彈性能力，編制科學的綜合防災規劃，針對洪水、暴雨、火災、疫情等突發事件，預留應急救援空間，充分發揮城市生態調節功能，加強管道、交通、電路、污水和垃圾處理等基礎設施智能化改造，提高災害應急響應和快速修復能力[29]。此外，也包括經濟韌性，如城市重點產業發展的產業鏈供應鏈安全。公共衛生事件促發思考對人的健康問題關注，將公共衛生健康納入城市建設各個方面，實現城市居民的全面健康發展，設計更加健康的城市建成環境，減少居民暴露風險，通過精細化社會治理，構建安全、包容的社區，實現社會融合和健康公平等。

4.4 全面加強城市科技創新功能，建設智慧城市

創新能力是國家和民族核心競爭力的重要標志，世界大國之間的綜合國力競爭最根本是創新能力的競爭，而城市是創新的策源地和聚集地。提升高等院校和科研院所創新能力、創新型人才培養等，打造原始創新策源地[30]。推動產學研用一體化，形成協同創新機制，協調生產、教育、科研等不同領域功能和資源優勢互補，使得創新成果產生經濟效益和社會效益。利用以地理知識圖譜、物聯網、云計算、大數據、人工智能和5G 通信等為代表的新型技術革新，形成“物聯網+互聯網”的城市服務和智慧治理新模式[31,32]，建立城市監測、分析和智能決策的大數據平臺。英國、日本、澳大利亞等將智慧城市作為帶動經濟復蘇的重要戰略。通過信息技術改變政府、企業和公眾相互交往的方式，使得城市能夠對公共安全、城市服務、環保監測以及經濟社會活動等各種需求做出快速、智能的響應，提高城市運行智能化水平和效率[29]。

4.5 常態化開展“體檢—評估—治理—提升”城市體檢工作

“城市管理應該像繡花一樣精細”，常態化開展“體檢—評估—治理—提升”全流程城市體檢工作，研判城市發展中的問題并進行有機更新，推動城市更加健康和可持續發展[33]。以人民幸福感和滿意度作為城市體檢的核心衡量標準[34]，兼顧剛性約束和彈性管控，定性和定量相結合，構建一套合理的多維度指標體系。開展各類指標的動態監測和分析工作，并進行可視化和多情景預測分析，以明確城市發展中民生保障等各方面的突出問題與風險隱患。針對體檢和評估過程中的指標狀態，剖析問題及背后的機制機理，從源頭上發現城市病問題成因。建立城市治理機制，及時有效地對城市治理過程中的問題進行反饋、更新、優化與調整。建立多部門協同治理機制，加強部門間溝通與協調，提升城市治理效率水平。進一步保障和落實城市體檢工作制度，建立常態化體檢的長效工作機制，發揮城市體檢評估在城市國土空間規劃編制、實施及動態監測中重要作用，推動城市建設發展的不斷完善和城市現代化。