1. 引言
小城镇,作为城乡融合的纽带和农村区域的经济、政治、文化心脏,承担着上承城市、下启乡村的重任,拥有促进区域经济与社会全面发展的多重属性,在我国城乡一体化推进中彰显其独特而关键的影响力[1]。在西方早期研究中,城市形态理论着重于城市功能与整体布局的探讨,诞生了带状城市、田园城市、卫星城等一系列标志性理论。随着区域经济理论和区位分析的引入,学者们开始从更宏观的视角探究城市的发展与形态布局。进入20世纪70年代,计算机科学与数学方法的融合,如分形理论、空间语法等,推动了城市规划分析的数字化与精确化。西方城市形态研究经历了从抽象理论到实践应用、从静态分析到动态演变、从定性到定量评估的过程[2]。国内城市形态研究发轫于90年代,起初主要着眼于城市外貌的探索,90年代后,随着城市外部空间的扩展与内部结构的调整,研究范畴逐渐拓展至城市内部体系构成、演变模式及深层机理等领域[3],迈入21世纪,遥感观测技术等研究手法的应用日益广泛。近年来的学术成果日渐丰硕,然而研究多聚焦于大中城市空间尺度探讨,针对县一级城镇空间形态演变的分析相对匮乏[4]。本文选取泰安市新泰市所辖18个乡镇为研究对象,旨在剖析新泰市乡镇驻地空间演变特征。运用GIS空间分析技术,对不同历史时期的演变进程、特征及驱动因素进行量化分析,这一研究不仅有助于梳理新泰市城镇发展历程,对促进城市经济、社会与环境的和谐共生具有导向意义,并能为县域城镇化可持续推进提供有益思考。
2. 研究区域与数据来源
新泰市是山东省辖县级市,由泰安市代管,地处山东省中部,辖区总面积1946平方千米。东与临沂市相接,南与曲阜市毗邻,向北与济南市钢城区、莱芜区相连,西靠泰安市区,全市下辖3个街道、17个镇、1个乡。到2022年底,新泰市实现生产总值(GDP) 629.5亿元,城镇化率61.08%。在县域城镇化快速发展背景下,研究新泰市乡镇驻地空间形态演变具有十分重要的现实意义。
本文中的卫星影像图均来源于天地图,成像时间分别为2006年、2011年、2016年、2021年四个时间断面,图像质量较好;其他数据包括中国县域统计年鉴(乡镇卷)以及新泰市2006~2021年经济社会统计资料。
3. 乡镇驻地空间形态演变规律
3.1. 外部形态空间演变
在ArcGIS平台下对卫星影像进行数字化转换,对各矢量图形的占地面积进行统计分析,通过镇驻地用地面积变化、用地扩张速率变化、乡镇驻地轮廓变化三个方面对2006~2021年近15年来的新泰市域乡镇驻地进行量化分析[5]。
3.1.1. 镇驻地用地面积变化
通过对新泰市四个年份的乡镇驻地面积进行统计分析,大多数镇驻地面积随着时间推移在逐渐增加,其中放城、果都、龙廷三镇2016~2021年镇驻地面积超500公顷(图1)。
资料来源:作者自绘。
Figure 1. Analysis chart of Xintai town resident area from 2006 to 2021
图1. 2006~2021年新泰市镇驻地面积分析图
研究范围内乡镇驻地平均用地面积从2006年的148.48公顷增长到2011年的183公顷,再增长到2016年的241.16公顷,2021年研究范围内的镇驻地用地面积平均值增长到255.43公顷;2006~2011年镇驻地用地面积平均值变化量在34.52公顷;2011~2016年,平均增加58.16公顷左右。2016~2021年镇驻地用地面积平均值变化量在14.27公顷,呈下降趋势(表1、表2)。
Table 1. Analysis of the average value of the town’s resident area (unit: hectare)
表1. 镇驻地面积平均值分析(单位:公顷)
年份 |
2006 |
2011 |
2016 |
2021 |
平均用地面积 |
148.48 |
183 |
241.16 |
255.43 |
资料来源:作者自绘。
Table 2. Analysis of the variation of the average value of the town’s resident area in each stage (unit: hectare)
表2. 各阶段镇驻地面积平均值变化量分析(单位:公顷)
时间阶段 |
2006~2011 |
2011~2016 |
2016~2021 |
平均用地面积变化量 |
34.52 |
58.16 |
14.27 |
资料来源:作者自绘。
3.1.2. 用地扩展速度变化
扩展速度指数(M)是定量评价乡镇驻地空间扩展进程的重要指标。镇驻地用地扩展速度表示了镇驻地在整个研究时期内不同阶段的年均增长速度,用以表征镇驻地空间扩展的总趋势[6]。
其计算公式为
(1)
公式(1)中:
为时刻i到镇驻地面积的变化数量,
时刻i到j的时间跨度,
为i时刻的镇驻地面积。
对2006~2011年、2011~2016年、2016~2021年3个阶段研究范围内的镇驻地用地扩展速度统计分析(图2)。总体来看,2006~2011,2011~2016这两个阶段年平均扩展速率较快,分别为0.06和0.06;2016~2021年,平均扩展速率较为缓慢,为0.01。
图片来源:作者自绘。
Figure 2. Analysis chart of the expansion speed of the town from 2006 to 2021
图2. 2006~2021镇驻地扩张速度分析图
2006~2011、2011~2016这两个阶段镇驻地用地扩张速度基本相似,平均扩展速率均为0.06。在此期间,有61%的镇驻地扩展速度在0.05以内,22%的镇驻地扩展速度在0.05~0.1之间,其余17%镇驻地扩展速度小于0.1 (图3)。
资料来源:作者自绘。
Figure 3. Analysis chart of average town resident expansion rate
图3. 平均镇驻地扩展速率分析图
3.1.3. 镇驻地轮廓变化
乡镇驻地轮廓,作为直观呈现城镇外部形态的关键指标,同时也是宏观视野下精准辨识小城镇的最佳手段。乡镇驻地轮廓因受城镇地理位置、发展路径、建设状况等多样因素的影响,极少出现轮廓完全一致的城镇。随着规划引导下的城镇持续进化,相仿规模与类型的城镇往往能在外部轮廓上找到相同之处。乡镇驻地轮廓在城镇的发展长河中始终处于流变的状态,其类型可能会随城镇发展模式和关注点的变迁而发生相应调整。
研究范围内乡镇驻地轮廓主要分为方形、星形、带形和多边形四种。其中刘杜镇驻地内地势平坦,乡村聚落特征明显,将其归纳为方形(图4),汶南镇、楼德镇(图5)在空间格局上呈现出“类十字形”,由两条主要道路支撑起其十字型轴线骨架,将其归纳为星型;岳家庄乡、龙廷镇、放城镇(图6)镇驻地轮廓表现为带形,沿主要道路两侧进行发展,小协镇、石莱镇、东都镇、翟镇、禹村镇、泉沟镇、果都镇、西张庄镇、天宝镇、宫里镇、谷里镇(图7)等在空间形态上表现为多边形,形态各异,其轮廓受到地理、经济、交通等诸多因素影响,在发展过程中表现出不确定性。
(1) 方形轮廓
刘杜镇(2011)
资料来源:作者自绘。
Figure 4. Square contour
图4. 方形轮廓
(2) 星形轮廓
汶南镇(2016) 楼德镇(2006)
资料来源:作者自绘。
Figure 5. Star outline
图5. 星形轮廓
(3) 带形轮廓
资料来源:作者自绘。
Figure 6. Strip contour
图6. 带形轮廓
(4) 多边形
小协镇(2011) 石莱镇(2011)
东都镇(2011) 翟镇(2016)
资料来源:作者自绘。
Figure 7. Polygonal contour
图7. 多边形轮廓
研究范围内“带形”轮廓镇驻地在各个阶段数量变化不大,“方形”轮廓镇驻地数量逐渐减少,于2016年演化为多边形形态;“星形”、“多边形”轮廓镇驻地数量逐渐增加(图8)。
城镇发展的一个基本过程是城镇空间生长演变,在经济发展时期,城镇借助集聚人口、向外扩张的方式来达成城镇空间生长。通常来说,随着经济社会的发展,小城镇乡镇驻地的空间会有规律地从简单朝着复杂、局部朝着整体、单一朝着综合的方向生长演变,并且与当时的经济社会发展状况相呼应。
资料来源:作者自绘。
Figure 8. Analysis of the evolution of Xintai Town’s resident profile from 2006 to 2021
图8. 2006~2021年新泰市镇驻地轮廓演变分析
3.2. 内部形态空间演变
城镇的经济体系、社会架构与人口分布三者间的互动,在镇区驻地的内部空间中得以体现,乡镇驻地内部的空间形态演变,映射出城镇的功能组成、核心区域及未来发展指向等元素[1]。空间框架较为简约的城镇,对应的经济与社会体系、城镇职能相对单一,而空间架构较为复杂的城镇,城镇功能则相对完备且多样化,拥有一定规模的工业区域,这类小城镇对周边乡村地区的辐射力较强。基于对研究区域内的乡镇驻地形状率与紧凑度的计量,能够发现城镇的发展速率与模式,从而解析不同发展态势,提出对应的发展策略。
3.2.1. 形状率变化
形状率也是定量评价镇驻地空间扩展进程的重要指标。镇驻地用地形状率表示了镇驻地在整个研究时期内不同阶段的形态变化情况,形状率越大表示镇驻地在某个年份扩展得比较迅速,反之越小则表示镇驻地空间扩展缓慢。
其计算公式为:
形状率 =
(2)
公式(2)中:A为区域面积,L为区域最长轴长度。
对2006、2011、2016、2021年4个时间节点的镇驻地形状率统计分析(图9)。总体来看,28%的镇驻地形状率较大,平均形状率均在0.3以上;44%的镇驻地平均形状率介于0.2~03之间;28%的镇驻地平均形状率在0.2以下。
资料来源:作者自绘。
Figure 9. Statistical chart of shape rate change of town station
图9. 镇驻地形状率变化统计图
结合2022年中国县域统计年鉴(乡镇卷),形状率与镇驻地工业企业数量分布呈现正相关态势,镇驻地周边有一定规模的工业区,这样的镇驻地对周边村庄的影响力较大,因此形状率比较大。
3.2.2. 紧凑度变化
乡镇驻地内部空间复杂多变,具有多元特征,空间形态紧凑度反映出城镇空间形态内部各部分空间集中化程度[7]。有学者将圆形作为紧凑度为1的理想状态,认为城市平面越接近圆形则其空间形态越紧凑[8]。当紧凑指数升高,乡镇驻地的功能布局愈显合理,乡镇驻地整体更趋集中;反之,紧凑指数降低,则意味着乡镇驻地各功能关联趋向松散,整体布局更偏分散。
其计算公式为:
紧凑度 =
(3)
其中:A为区域面积,P为区域周长。
研究范围内紧凑指数区间为0.24~0.63 (表3),其中紧凑指数最大的是2006年刘杜镇镇驻地(0.63),紧凑指数最小的是2016年岳家庄乡(0.24)。
Table 3. Extreme value analysis table of compact index of town residence
表3. 镇驻地紧凑指极值分析表
|
2006 |
2011 |
2016 |
2021 |
紧凑指数(max) |
0.63 |
0.6 |
0.6 |
0.61 |
紧凑指数(min) |
0.33 |
0.25 |
0.24 |
0.25 |
资料来源:作者手绘。
对四个年份的镇驻地紧凑指数进行分析(图10),镇驻地形态紧凑指数变化不大,紧凑指数平均值在各个年份分别为2006年0.46、2011年0.43、2016年0.42、2021年0.41,在0.41~0.46之间,随着年份的推移,紧凑度指数减小,城镇布局总体更加分散。
资料来源:作者自绘。
Figure 10. Town resident compactness analysis diagram
图10. 镇驻地紧凑度分析图
在各个阶段,紧凑指数在0.2~0.4的镇驻地数量最多,且随着年份的推移,较小紧凑指数的镇驻地数量和比例逐渐增多(图11),在2006年,只有28%左右的镇驻地紧凑指数在0.4以下,至2011年,有39%的小城镇紧凑指数在0.4以下,2016年,约44%的镇驻地紧凑指数小于0.4,至2021年,紧凑指数小于0.4的小城镇数量已明显增加,占比56%。在发展过程之中,镇驻地各功能联系越来越薄弱,镇驻地布局形态与越来越趋于分散。
资料来源:作者自绘。
Figure 11. Compactness change analysis diagram
图11. 紧凑度变化分析图
3.3. 镇驻地空间演变模式
乡镇驻地空间会随着经济社会的发展,有规律地从简单向复杂方向生长演变,与当时的经济社会发展状况相呼应[9]。通过对研究区域镇驻地生长演变过程的分析,结合镇驻地生长发展规律及内外部空间特征要素,本文将对2006~2021年镇驻地演变模式做出分析,对研究区域镇驻地空间演变模式类型进行划分,归纳为局部收缩型、停滞发展型、轴向延伸型、圈层扩张型四种。
(1) 局部收缩型:镇驻地在研究截止年份即2021年,镇驻地面积小于上一时间节点的镇驻地。
(2) 停滞发展型:对于那些经济增长滞缓的小城镇,其镇区驻地的整体面貌几乎未发生改变,新增建设量几无增长的乡镇驻地定义为停滞发展型。
(3) 轴向延伸型:呈现出一定水平的经济扩散,像工业区、居住区等,沿着交通便利、设备完备的方向轴向拓展的乡镇驻地定义为轴向延伸型。
(4) 圈层扩张型:乡镇驻地表现为环层或多个方向扩张,且各方向扩张力度相对均等的乡镇驻地定义为圈层扩张型。
在镇驻地演变过程中,有50%镇驻地形态表现为停滞发展型,18%为轴向延伸型,22%为圈层扩张型,10%为局部收缩型,镇驻地空间形态呈现局部收缩,且有收缩趋势(图12)。
对研究范围内的乡镇驻地空间演变模式进行分析,镇驻地呈现局部收缩型的有两个,分别是翟镇和泉沟镇,处于研究区域的北部,与新泰市中心城区接壤;停滞发展型镇驻地比重占研究区域样本数量的一半,除了龙廷镇在东部,其余均分布在研究区域西南部;轴向延伸型镇驻地零星分布在研究范围内,小协镇和东都镇分别位于中心城区东西两侧,楼德镇分布在研究范围西部;圈层扩张型镇驻地均匀分布在研究范围内,汶南镇分布在东南,宫里镇偏西部,羊流镇和西张庄镇在北部。
资料来源:作者自绘。
Figure 12. Town resident evolution type distribution
图12. 镇驻地演变类型分布
4. 乡镇驻地空间演变影响因素分析
4.1. 经济社会因素
乡镇驻地空间形态演变的根本动因是社会经济的全面发展导致的城镇人口及相应用地规模的增加。经济社会因素主要包括经济发展、产业变迁和人口集聚。
4.1.1. 经济发展
经济发展是决定乡镇驻地形成和发展的内在动力,对乡镇驻地空间演变至关重要[10]。通过选取2011年、2016年、2021年新泰市国内生产总值、人均生产总值以及一二三产增加值进行分析,得到2011~2016年和2016~2021年新泰市经济增长变化(表4)。结合前文外部空间形态和内部空间结构的变化情况,可以看出2011~2016年,新泰市经济呈上升趋势,研究区域内的乡镇驻地形态也呈扩张趋势;2016~2021年,经济形势下滑,研究区域内有超60%的镇驻地处于停滞发展或者收缩状态。经济建设是构成城镇发展的基础性要素,有效推动城镇空间形态的拓展与变迁。
Table 4. 2011~2021 Xintai economic index
表4. 2011~2021新泰市经济指数
年份 |
国内生产总值(亿元) |
人均生产总值(元) |
一产增加值(亿元) |
二产增加值(亿元) |
三产增加值(亿元) |
2011 |
667.31 |
50,596 |
49.14 |
382.2 |
235.97 |
2016 |
815.59 |
60,542 |
59 |
395.91 |
360.68 |
2021 |
573.9 |
45,274 |
62.85 |
229.55 |
281.5 |
资料来源:泰安市统计局。
4.1.2. 产业结构调整
产业结构的演替和产业类型的丰富是推动乡镇驻地空间形态演变的主要动力[11]。为便于研究新泰市域内乡镇驻地空间形态特征规律,结合新泰市城镇发展特点,将镇驻地按照其主导产业分为三种类型,分别是农业生产型、工业发展型和生态保护型。其中农业生产型占比33%、工业发展型占比50%、生态保护型占比17%。
以工业为主导的镇驻地扩张速度大于以农业和生态产业为主导的镇驻地。选取2011~2016年的用地扩展速度作为研究对象,分别计算三种主导类型的镇驻地平均扩张速度,得到工业发展型、农业生产型、生态保护型2011~2016年间的镇驻地平均扩展速度为0.09、0.04、0.02。
4.1.3. 人口集聚
城镇化进程的一个显著特征是人口集聚,这也能体现出城镇之间的竞争力强弱[12]。截至2022年底,新泰市常住人口125.05万人,城镇化率61.08%。其中,城镇人口76.38万人,农村人口48.67万人。
通过选取新泰市2011年、2016年、2021年常住人口和非农业人口数据,可以看出2011~2016年新泰市常住人口和非农业人口数量呈上升趋势,镇驻地扩张与之相呼应;2016~2021年,常住人口数量衰减,但非农业人口数量增加,这个阶段研究区域范围内的镇驻地形态大多数停滞发展或者局部收缩。
4.2. 政策制度因素
政策制度因素作为驱动城镇发展的根基力量,对城镇空间形态的演进起着至关重要的推动作用。本文选取了从2006~2021年以来关于城市发展的重要政策文件(表5),结合文件可以得出:2006年~2011年,政策方面对镇驻地形态演变的影响表现在促进城镇规模扩张和向乡村蔓延,从研究范围内乡镇驻地形态演变的外部空间要素和内部空间要素,2006~2011年之间,乡镇驻地面积属于扩张阶段;2011~2016年之间,政策变化不大,故乡镇驻地形态稳步扩张;2016~2021年之间,政策上开始实施存量规划,提高城镇建设用地使用效率。这一阶段,研究范围内超过60%的镇驻地停滞发展甚至个别镇驻地出现收缩。
Table 5. Urban development related policies from 2006 to 2021
表5. 2006~2021城镇发展相关政策
时间 |
政策文件 |
政策类型 |
内容 |
对镇驻地形态演变影响 |
2007 |
《中共中央国务院关于积极发展现代农业扎实推进社会主义新农村建设的若干意见》 |
产业政策 |
加快产业集聚和区域合作,提高集聚效应。 |
促进区域城镇空间协调、联动发展。 |
2011 |
《国务院办公厅关于积极稳妥推挤户籍管理制度改革的通知》 |
户籍政策 |
引导非农产业和农村人口
有序向小城镇转移。 |
促进城镇规模扩张和
向乡村蔓延。 |
2017 |
国务院关于印发全国国土规划纲要2016~2030年的通知 |
土地政策 |
提高存量建设用地
利用强度。 |
提高城镇建设用地使用
效率,避免无序扩张。 |
2017 |
《山东省国土资源厅关于进一步促进建设用地有效供给的若干意见》 |
土地政策 |
进一步扩大建设用地有效供给,优化土地资源配置,提高土地资源利用水平和保障能力。 |
抑制城镇无序扩张、城镇发展由增量向存量转变。 |
2021 |
《中华人民共和国乡村振兴促进法》 |
土地政策 |
提高土地使用效率,依法采取措施盘活农村存量建设用地。 |
推动城乡存量建设用地盘活利用,注重城镇高质量发展。 |
资料来源:作者自绘。
4.3. 地理交通因素
自然地理环境对城镇的诞生与成型扮演着关键角色,多样化的地貌与水系网络,既能催化也能限制城镇的空间发展路径与形态。新泰市的部分区域地形较为复杂,这对城镇空间形态的演变施加了一定的影响:大部分城镇的形成源于交通的发达,道路交通是城镇对外交流的基础。
4.3.1. 自然地理
新泰地形,柴汶河横贯东西,把全市分为南、北山丘与中间平原三个部分。山地占15.8%,丘陵占56.2%,平原占28%。17%的乡镇地处山脉地段,自然条件不占优势,发展形态表现为带型;61%的乡镇位于平坦地带,受各种发展因素影响较多,形态上表现为多边形,17%的乡镇地势平坦,形态演变主要因素受交通条件影响,引领镇驻地星形发展,5%的乡镇地形地貌限制其不能快速扩张,只能朝西南方向慢慢扩展,形态上最初表现为方形,最后演变为多边形。
4.3.2. 道路交通
城镇发展的先决条件是对外交通,大多数城镇的发展依赖于过境交通[13]。在镇驻地扩张过程中,泉沟镇、石莱镇没有和主要对外交通道路相邻,研究范围内其余各镇均与对外交通道路发生直接或者间接关系,而且乡镇驻地与过境公路的联系越来越紧密。公路建设也促进了部分乡镇驻地个体空间的发展,在一定程度上影响了城镇空间扩张方向,一些原来相切和相离关系的城镇,会趋向于公路方向发展,逐渐演变为与公路相切或穿越的空间关系,石莱镇受到自然条件限制,没有与对外交通直接取得联系,但其镇驻地扩张也是沿着镇域范围内的主要道路展开。
5. 小结
本文以新泰市域范围内18个乡镇驻地为研究对象,以2006、2011、2016、2021四年作为时间节点,探讨了新泰市域乡镇驻地空间形态演变的特征规律、演变模式和演变机理,并且得出了相关结论:1) 2006~2021年期间,新泰市乡镇驻地平均用地面积呈递增趋势,且2006~2011,2011~2016这两个阶段年平均扩展速率均为0.06;2016~2021年,平均扩展速率为0.01;随着经济社会的发展,小城镇乡镇驻地的空间会有规律地从简单向复杂生长演变,并且与当时的经济社会发展状况相呼应。2) 结合2022年中国县域统计年鉴(乡镇卷),形状率与镇驻地工业企业数量分布呈一定的正相关;紧凑指数在0.2~0.4的镇驻地数量最多,随着年份的推移,紧凑指数较小的镇驻地数量和比例逐渐增多;3) 在研究范围内50%镇驻地形态表现为停滞发展型、18%镇驻地形态为轴向延伸型、22%镇驻地形态为圈层扩张型。4) 结合2006~2021年新泰市经济社会统计年鉴,分析得到乡镇驻地空间演变的主要驱动因素为经济社会、政策制度、地理交通。其中经济社会因素包括经济发展、产业变迁和人口集聚,政策制度因素是促进城镇发展的基础动力,地理交通因素,尤其对外交通是城镇发展的先决条件。本研究可以为新泰市未来的城市规划及管理提供科学指导,也可以为县域层面的城镇化可持续发展研究提供一定参考。
本研究存在的局限性在于2006年的卫星图像距现今时间较长,获得的影像清晰度受限,这大大增加了精确辨识乡镇驻地形态变迁的难度,导致分析数据与实际情况存在偏差;同时,文中对乡镇驻地空间形态的演变机制,仅采用经济与社会视角进行剖析,缺乏多角度审视,未能全面深入地揭示驱动乡镇驻地空间形态演变的因素。