铁路枢纽城市空间扩展特征及机制研究_以怀化市为例

——以怀化市为例

杨立国

摘要：以我国铁路枢纽城市怀化为例，利用城市规划土地利用现状图、1:10000地形图、遥感影像图、社会经济统计数据以及其他相关资料，借助ArcGIS 9.2软件平台和统计分析软件(SPSS 11.5)，采用地统计分析、空间形态分析、等扇分析及分形理论方法等研究方法，从城市扩展强度、扩展形态特征和扩展分异三个方面分析其扩展特征，最后在分析影响怀化城市空间扩展驱动力的基础上总结了其扩张机制。

关键词：城市空间扩张 机制 怀化市

1 引言

城市空间扩展是城市在发展内为外动力作用下的一种空间推进，包括扩城市平面区域的扩大以及垂直方向上向空中和地下的伸展[1]。国外关于城市空间扩展的研究历史悠久，从政治、经济、社会多方面进行了探索，形成了社会学派、政治经济学派、空间组织学派等许多学术流派[2]。国内对城市空间扩展研究虽然起步较早，但长期处于停滞状态，直到1980年代初，伴随城市的快速发展，我国城市空间扩展研究开始兴起，1990年代以来，由于城市化进程的加速，城市经历了外向的快速扩展和内部结构的频繁重组，研究成果相继涌现，研究内容的深度和广度也不断得到提高[3-8]。总之，我国关于城市空间扩张的研究主要通过借鉴国外的理念，重点对其空间扩展特征、模式及机制进行分析[9-16]，应用现代技术手段研究不多，从选取的实例来看，主要集中在特大城市和经济发达城市，而对中等城市特别是铁路枢纽城市的研究尚属空白，因此本文选取我国西南重要铁路枢纽城市怀化为例，运用现代技术手段来探讨其城市空间扩展的特征及其机制，以期深化城市化过程和机理的研究。

2 研究区概况与数据来源

2.1 研究区概况

怀化位于湖南省西南部（北纬27°16ˊ—27°28ˊ，东经109°45ˊ—110°29ˊ），沅水中上游。地处武陵、雪峰两大山脉之间的沅麻盆地，沅水穿城而过，是我国中西部地区结合部的重要门户和咽喉城市，自古就有“黔滇门户”、“全楚咽喉”之称，而今，湘黔、枝柳和渝怀铁路呈“大”字交汇于此，包茂、上昆高速公路也呈“十”字在此交汇，怀化芷江机场也成功复航，怀化已经成为中国大西南地区重要的交通枢纽，具有联东引西、贯通南北，成渝地区出海通道的区位特征[17]。2007年，市区总人口28.75万人，建成区面积23.52km2，市区国内生产总值3329万元，人均GDP元11570元。

2.2 数据来源与研究方法

本文以1992年、1999年、2007年怀化市城区土地

利用现状图、怀化市1:10000地形图、2007年怀化城区

遥感影像图、1949-2007年社会经济统计数据以及其他

相关资料为基础，借助ArcGIS 9.2软件平台和统计分析

软件(SPSS 11.5)，采用叠置分析、距离分析、等扇分析、

景观测度及分形理论方法等研究方法，通过扩展强度指

数、紧凑度指数、分维数、形状指数等指标的具体研究，

从扩展强度、扩展形态、扩展分异等方面对怀化城市扩 图1 怀化城市空间扩展图

Fig.1 Huaihua city expansion plans张特征进行系统分析。

3 城市空间扩展特征

怀化城区从1949年的榆树湾镇，经过1970年湘黔、枝柳铁路修建，1979年撤县建市，1990年改革开放浪潮及20世纪的经济全球化的影响，已由一个不足1km2的山区小镇扩展到2007年的近33km2的中等城市，其总体扩展历程如图1。

3.1 城市扩展强度

依据上述的原理和方法，对怀化市城区1949、1973、1983、1992、1999、2007年6个年份的用地情况进行扩展分析，可以看出：怀化城区用地各时期扩展速度和扩展强度都有较大差异（表1、图2、图3），且具有明显的阶段性，可以分为缓慢扩展期（1949-1969年）、快速扩展期（1970-1983年）和稳步扩展期（1984-2007年）三个阶段；

表1 1949-2007年怀化城市建设用地增长与扩展速度统计表

Tab.1 1949-2007 Huaihua urban construction land growth and rate of expansion statistical

时间 （年）

建成区面积

（平方千米）

时间段（年）

年均增长面积

（平方千米）

扩展速度

（%）

扩张强度

指数

1949 0.54

1949-1960 0.06 7.10 0.0079 1960 1.23

1961-1969 0.06 4.26 0.0085 1969 1.79

1970-1973 0.70 26.47 0.0957 1973 4.58

1974-1975 1.21 23.63 0.1660 1975 7.00

1976-1983 0.69 7.52 0.0943 1983 12.50

1984-1990 0.79 5.25 0.1078 1990 18.00

1991-1999 0.80 3.82 0.1102 1999 25.23

2000-2007 0.88 3.13 0.1209 2007 32.28

图2 怀化市各时段城市用地扩展速度曲线 图3 怀化市各阶段总体扩展强度比较

Fig.2 Huaihua various time intervals city land curve Fig.3 Huaihua various stages overall rate of expansion

expansion intensity comparison

3.2 城市扩展形态

测度城市扩张形态的指标很多，本文选取紧凑度、分维数和形状指数三个指标对测度怀化城市扩张形态。发现城市扩展的紧凑度指数比较低且总体上呈下降趋势，城市扩展形态分维数始终维持在1.3-1.4之间，城市扩展形状指数在35-170之间，总体上呈下降趋势，说明城市扩展比较松散、稳定性较差并具有一定的“趋圆性”（图4-图6）。

图4怀化城市扩展紧凑度变化 图5怀化城市扩展分维数变化图6 怀化城市扩展形状指数变化

Fig.4 Degree of expansion of the Fig.5 Huaihua city to cxpand the Fig.6 Huaihua city to cxpand the shape Compact ciey Huaihu change number of change in fracual dimension index

3.3 城市扩展空间分异

我们借用等扇分析和圈层分析两种分析方法来分析怀化城市空间扩展分异特征，发现：各时段各方向扩展强度有较大差异（表2、图7），其主导扩展方向各时期也有一定差异，但是总体还是在向南和向东方向扩展。

表2 各方位用地扩展强度统计表

Tab.3 various positions land expansion intensity statistical

方位 1949-1973 1974-1983 1984-1992 1993-1999 1999-2007

E 0.0232 0.0794 0.0399 0.0149 0.10

N 0.0000 0.1147 0.2431 0.1169 0.5425 NE 0.0000 0.0001 0.0002 0.0342 0.0178 NEE 0.0000 0.0000 0.0000 0.0110 0.0453 NNE 0.0001 0.0001 0.0029 0.0048 0.1402 NNW 0.0000 0.0000 0.0052 0.0481 0.0856 NW 0.0171 0.0031 0.0187 0.0398 0.0275 NWW 0.0353 0.0042 0.0040 0.0331 0.0398 S 0.0300 0.0000 0.0387 0.0247 0.0318 SE 0.0191 0.0411 0.0328 0.0021 0.0880 SEE 0.0247 0.0323 0.0233 0.0104 0.0503 SSE 0.0088 0.0060 0.0728 0.0578 0.0257 SSW 0.1423 0.1173 0.0686 0.1752 0.1029 SW 0.0514 0.0439 0.0650 0.0094 0.1866 SWW 0.0393 0.0367 0.0391 0.2039 0.0191 W 0.0317 0.0115 0.0405 0.0193 0.0492

图7 1949-2007年各阶段不同方位用地扩展强度雷达图

Fig.7 1949-2007 various stages different position land expansion intensity relative plot 从主要功能用地空间扩展分异情况（图8-图10）来看：工业用地和住宅用地各时期随圈层扩展较快，而公共设施用地各时期随圈层扩展较小。

图8 怀化市工业用地圈层分布面 图9 怀化市居住用地圈层分布面 图10 怀化市公共设施用地圈层分积变化 积变化 布面积变化

Fig.8 Huaihua industry land circle Fig.9 Huaihua housing land circle Fig.10 Huaihua public utility land level disp ersal level distribution level distribution circle level level distribution

4 城市空间扩展动力及机制

4.1扩展动力分析

考察怀化近50年区域发展战略的推动下城市发展的综合因素，结合近20年的社会经济统计资料，认为怀化城市扩张的驱动力主要包括下4个方面：

4.1.1经济发展与技术进步

从图11可以看出，1978年以来怀化的经济发展可以分成三个阶段：1978-1991年的缓慢增长阶段，1991-1999年的快速增长阶段和1999年以来的高速增长阶段，与城市空间扩展阶段相关性极高；另外，产业结构的演变过程（图12）也同样与城市空间扩展不谋而合。这说明经济增长、产业结构调整升级是城市空间扩展的主要动力之一。

图11 1978年以来怀化市GDP增长曲线图12 1978年以来怀化市产业结构变化图

Fig.11 1978 Huaihua GDP building-up Fig.12 1978 Huaihua industrial structure change4.1.2人口与条件

城市从产生到发展，每一个过程无不与政治、有关[18]。在1942年国民建立怀化县、县治设在怀化驿（今泸阳）之前，怀化一直缓慢自然的发展。直到1949年，将县治从泸阳迁至榆树湾，给怀化发展带来了机会，特别是国家的三线建设，使怀化成为了湘黔线和枝柳线的交汇点，新中国一个重要的铁路枢纽。大量人口开始涌向怀化，加上铁路人口，使怀化的人口急剧增加，1979、1983、1997年怀化先后经批准设立建制市（县级）、撤县并市、撤地改市，推动了城市的建设，促进了城市空间扩展。进入新世纪以后，国家西部大开发、中部崛起、湖南湘西地区开发等战略的实施，更是给怀化的城市发展带来了机遇。总之，特定历史时期的政治背景因素，对怀化的城市发展产生了重要影响。

4.1.3交通基础设施的发展

在交通基础设施的发展中，铁路对怀化城市空间扩展的影响最为突出，既有吸引的作用，也有“门槛”的作用,两种作用交织在一起，但不同时期侧重点不一样[19]。从1970年湘黔、枝柳铁路的修建到1992年间，铁路对城市扩展以吸引为主，表现为城市沿铁路快速发展，在其分割形成的第三象限（按顺时针，东北方向为第一象限）内发展最快，与老城区连成一片，成为全市的中心，城市扩展紧凑。之后，城市为寻找发展空间，不得不跨越铁路，在其它三个象限内均有发展，受其“门槛”作用的影响突出，期间，1995年湖天开发区的建设对城市向东南方向发展有一定带动作用，但明显受到铁路分割的影响，21世纪来的城东新区和火车东站的建设也对城市向东发展有一定的带动作用，也没有摆脱铁路的分割的作用，使城市扩展松散。

4.1.4城市规划的影响

城市规划通过引导和控制，对城市空间扩展进行人为干预，以期达到既定的规划目标和空间效果。人类的干预，有可能对城市空间扩展产生三种影响：一是当人类组织力与城市空间自我发展的力量耦合同步时，可以加速空间的发展；二是阻碍或延缓城市空间自我发展的过程；三是修正空间自组织的方向，这完全取决于人们主动作用的目的、方式与能力，他与人们的价值观及主观取向是直接相关的[20]。通过对历版城市总体规划极其实施结果评价进行分析，可以看出（表3），在怀化的城市建设历史中，城市规划一直对城市空间扩展起着积极的引导和促进作用。

表3 历次城市规划有关城市性质与定位的表述

Tab.3 all previous urban planning related city nature and localization indication

时间（年）城市性质与定位

1960 要把怀化建设成为一个不像城市的城市

1980 我国西南重要交通枢纽、怀化地区的政治、经济、文化中心和轻工、农副产品加工业为主的新兴中等城市

1991 国家的铁路交通枢纽，一个以电子、轻纺工业为主的湘西中心城市

1999 国家的铁路交通枢纽，湘、桂、黔、渝、鄂五省（区、市）边区重要的中心城市

2007 国家的铁路交通枢纽，湘、桂、黔、渝、鄂五省（区、市）边区的经济中心和商贸物流中心，一个功能完善、山水生态、文明和谐的现代宜居城市。

4.2 城市空间扩展机制

城市空间扩展是一个具有阶段性、多样性和复杂性的过程，是“力（主要指当时当地的组成成分及其采用的发展战略）”、“市场力（主要包括控制资源的各种经济部类及与国际资本的关系）”、“社区力（主要包括社区组织、非机构及全体市民）” [21]等多重驱动力的共同作用的结果。通过对怀化城市空间扩展特征及驱动力的分析可知，由于经济发展与技术进步、人口与条件、基础设施建设的发展、城市规划引导等驱动力的影响，怀化城市扩张速度与扩张强度逐步上升，而整个城市空间扩展过程所体现出来的阶段性特征，主要原因就在于不同阶段的主导驱动力不同[28]（图13）。经济与人口的增长不断推动着城市土地的扩张，其增长速度的阶段性差异直接影响扩张的速度与强度。基础设施建设始终是引导城市扩张的动力。而自然地理条件的在任何时候都是无法逾越的，有利于城市扩张向理性化方向迈进。在经济、交通、自然地理条件共同作用的同时，其它相关驱动力在不同时间段起到了不同的作用。1969年前，怀化仅是一个小镇，经济发展缓慢，城市主要沿舞水河缓慢发展，1970-1979年，湘黔、枝柳两条铁路的建设，对城市由据点向散点组团扩张起了主要作用；1980-1992年，由于城市规划的引导，加速城市空间扩展，1993-1999年，伴随着开发园区的建设，为城市的枝状放射扩张提供了动力。2000-2007年，由于新区建设、行政中心搬迁、房地产开发等，推动着怀化城市空间扩展。

图13 怀化城市空间扩展动力及机制

Fig.13 Huaihua urban morphology evolution and influence mechanism research

5 结论与展望

（1）1949-2007年，怀化城市空间扩展可以分为三个阶段：1969年前为缓慢扩展期，1970-1983为快速扩展期，1984年后为稳步扩展期；

（2）从城市空间扩展形态来看：城市形态的紧凑度、分维数偏低，形状指数偏大，怀化城市扩张有相对紧凑，具有一定的“趋圆性”。

（3）从城市扩展的空间分异来看：在扩展的方位上表现为正东、西南、正北等为主要扩展方位；从扩展的圈层分异来看，三大主要功能用地都呈圈层向外扩张的总体趋势，其中居住用地圈层扩张最为明显，而工业用地集中在特定几个圈层扩张，公共实施用地呈圈层间交错扩张的趋势。

（4）怀化城市空间扩展是一个具有阶段性、多样性和复杂性的过程，是“力”、“市场力”、“社区力”等多重驱动力共同作用的结果，经济发展、交通牵引伴随怀化空间扩展的全过程，“山、散、洞”的建设思想及湘黔、枝柳铁路修建并“十”交汇于怀化成为20世纪70年代城市空间扩展的主导因素，至今还影响着怀化的城市空间扩展，规划引导在1980年后才开始发挥作用，园区开发成为1992-1999年城市空间扩展的主要动力，新区建设、行政中心搬迁、房地产开发推动着2000年以来城市空间扩展。

本文是对铁路枢纽城市空间扩展的个案研究，且主要集中平面空间扩展，对更多同类城市空间扩展研究基础上总结其一般规律及加强垂直层面的研究是今后努力的方向。

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作者简介：

杨立国（1980—），男，衡阳师范学院资源环境与旅游管理系城乡规划专业教师，研究生，硕士。

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