第二節　與城市空間優化相關的文獻梳理

圍繞要研究的問題，文獻梳理從城市空間的界定和結構類型、城市空間調整動力與演進路徑、城市空間結構優化手段、城市空間優化的評價標準四個方面進行。

一、城市空間的界定和結構類型

對城市空間結構的定義，雖然目前還缺乏一致性的意見，但總體上是指城市各個要素通過其內在機制相互作用而表現出的空間形態，或者是城區各種功能在地域上的投射和組合；城市是一種特殊的地域，是地理、經濟、社會、文化、生態區域實體的集合，因此是人文要素和自然要素構成的綜合體。費利認為，城市空間結構是文化價值、功能活動和物質環境三種要素在空間中呈現的特征。鮑瑞納用系統理論語匯將其表述為城市形態、城市要素相互作用于子系統和各子系統整合而成的城市系統。哈維認為城市空間形態和作為其內在機制的社會過程之間的相互關系，構成了城市空間結構。實際上，從地理學角度看，城市內部空間結構就是指城市中不同功能區的分布和組合，是城市空間結構的物理形態在地域上的投射（唐子來，1997）⁽¹⁾。

城市空間結構可以分為兩類：一類認為它只是指城市內部空間結構，另一類認為它應該包括城市與周圍地區的關系（陳辭等，2010）⁽²⁾。對于我國而言，由于城市包括行政轄區和城區兩個概念，研究城市行政轄區空間，實際上相當于研究都市圈空間。而在這一空間中，不僅有城市功能，也有農村功能，還有自然功能，從當前城市發展面臨的矛盾看，不是研究的重點，城區空間中各種功能布局不合理導致的運行效率下降、城市病問題突出，才是需要重點解決的問題。因此本書研究范圍總體限定在城區范圍的內部空間優化，而對于都市圈范圍的空間優化，則根據城區空間功能布局的需要展開，即上述定義中提到的城市與周圍地區的關系。

1．狹義的城市空間結構

城市空間結構是各類社會活動決定的功能在城區的投影，即城區土地利用結構、產業、居住、交通布局、生活活動空間結構等（柴彥威，2001）⁽³⁾。城市內部空間結構，正好是人和活動分門別類布置在不同功能區的反映（Knox, 1982）⁽⁴⁾。一般認為，城市空間布局是各功能區的地理位置在空間上的投影。城市中心區處于核心地位，決定著城市的功能布局，進而決定著城市的性質和發展方向。城市空間結構是城市功能區按照各自經濟區位的要求，形成在空間位置與規模上相互聯系、相互制約的集合體，具體表現為居住區、工業區、商業區、行政區、生態區以及相應的交通系統（鄒桂紅，2003）⁽⁵⁾。在城市空間結構中，每個功能區都是一個子系統，按照內在聯系分布并相互依存和促進（唐子來，1997）⁽⁶⁾。城市空間形態是城市各構成要素的空間分布模式，其合理與否直接影響到各組成部分的運行和發展，影響到與其周圍地區的聯系，影響到交通組織、生產生活質量等（余瑞林等，2007）⁽⁷⁾。對城市空間結構可以從兩個方面理解：一是社會經濟活動在地理空間的分布，也稱為空間功能結構；二是街道的形態構成，也稱為空間形態結構（鄧東等，2014）⁽⁸⁾。城市空間結構以密度、功能區布局和形態三種形式表現出來。城市內部空間結構表現為人口空間、功能區空間等各種要素形成的空間形式（馮健，2005）⁽⁹⁾。城市與周圍地區之間關系，則屬于區域空間結構范疇，而城市與城市之間的關系則屬于城市體系結構（陳辭等，2010）⁽¹⁰⁾。

2．廣義的城市空間結構

對城市空間結構的研究，既有微觀的內部空間結構（功能空間）視角，也有中觀的外部空間結構（城市形態）視角，還有宏觀的群體空間結構（城鎮體系）視角。對城市空間結構的研究，應當包括市區、包括衛星城在內的都市圈、城市體系三個層面，可以認為是微觀、中觀、宏觀三個層次（朱喜鋼，2002）⁽¹¹⁾。這些學者認為，隨著城市范圍的擴展，城市空間結構的研究范圍應包括郊區部分，因為現代城市中的郊區已經擁有城市職能，成為具有一定獨立性的功能區（陳辭等，2010）⁽¹²⁾。正因為如此，研究對象涉及城市空間的功能、形態、布局演化、動力機制、制度等，也涉及郊區空間、流動空間、社會空間、產業空間、居住空間等方面。在空間尺度上，既有一國一地的研究，也有跨國跨區域的研究，還有都市區、城市群、城市帶、世界城市體系等研究（蔡安寧等，2012）⁽¹³⁾。以上定義，已經大大擴展了城市空間研究的范圍，也擴展了空間功能研究的內容。

二、城市空間調整動力與演進路徑

由于城市是一個復雜系統，空間調整的動力來自許多方面，不僅有經濟因素，還有政治、社會、文化、生態等因素。從經濟因素尤其是產業發展影響看，主要有以下動力：

1．追求分工和集聚形成的動力

亞當?斯密的分工理論、大衛?李嘉圖的比較優勢理論都是分析城市空間演進動力的基礎。弗里德曼從區域工業發展與區域結構關系角度分析動力機制。也有學者根據規模經濟和集聚經濟理論，解釋城市對各種經濟活動的吸引力，分析聚集效應對城市空間結構演變的影響（王開泳等，2005）⁽¹⁴⁾。具體講，城市不同部位集聚效應的變化，影響廠商、居民的選址，進而影響城市土地的有效利用。從城市空間演進看，產業結構的變化，是推動城市空間結構形態演變的根本動力（鄭思齊等，2011）⁽¹⁵⁾。而聚集效應的存在，影響企業和個人在不同區位的選址，由此決定了城市的聚集經濟效應及其演化趨勢（江曼琦，2001）⁽¹⁶⁾。

2．人口遷移形成的動力

城市居民存在主動遷居和被動遷居兩種類型。前者受城市發展的影響，是個人或家庭收入變化的結果；后者受城市改造、交通線路建設等的影響，是“入侵”所引發的。中心區居民、低價值住宅區居民，比郊區居民、高價值住宅區居民更容易遷居。大多數的居民和家庭都是主動選擇遷居（馮健，2005）⁽¹⁷⁾。城市中心區居民向外轉移，導致中心區居住用地逐漸減少，人口密度降低。而距中心區一定距離的外圍，公寓數量增加，人口密度顯著提高。隨著時間的推移，城區人口密度的最高值會不斷由中心向外推移，形成“都市區擴展的波浪理論”（房艷剛等，2005）⁽¹⁸⁾。研究發現，發達國家的城市，中心區的人口密度普遍在下降，而發展中國家恰恰相反，中心區人口密度始終在上升（江曼琦，2001）⁽¹⁹⁾。

3．產業結構演進形成的動力

產業結構調整和空間結構優化均為動態過程，兩者應相互協調、共同優化，促進城市經濟的快速發展（張志斌等，2007）⁽²⁰⁾。在產業轉移背景下，城市空間結構存在差別的原因，既有要素集聚數量的差異，也有要素集聚質量的差異（孫曉華等，2018）⁽²¹⁾。企業選址時，會考慮土地價格、生產成本、勞動力可得性、市場接近性等因素。城市中心地區土地和服務成本的上升，必然促使企業向城市外圍轉移，進而導致多中心城市形態的形成。就業中心的形成源于集聚經濟的力量，此外還會考慮運輸成本、溝通成本等。郊區便捷的運輸和廉價的土地吸引企業集聚，而較多依賴技術和服務的企業，不得不因為努力靠近創新功能區、靠近服務更完善的社會網絡，而繼續留在租金高的區域，由此決定了核心城區就業的特點（鄭思齊等，2011）⁽²²⁾。日本學者提出了城市體系地域分異的三圈層學說。考慮到土地租金、空間價值以及更加強調居住環境等因素，有學者認為可以用空間價值優化來探求城市空間與產業空間的互動機制。城市功能地域結構的調整與優化，是在產業部門的區位指向性、集聚效應和土地競租能力的共同作用下，各種生產要素在城市空間里流動組合并促進城市產業空間格局演化的結果。

4．地租變化形成的動力

阿隆索的競標地租曲線，解釋了城市地租與城市土地利用的關系，即城市空間結構是由土地利用結構決定的。土地利用的作用機制，使城市各類主體的活動被分配到特定區域（王開泳，2005）⁽²³⁾。將各種功能的土地利用按經濟地租遞減曲線疊加，能夠建立解釋城市呈圓形，尤其呈同心圓空間結構的模型（馮健，2005）⁽²⁴⁾。單中心的城市模型研究，可以得出各類主體愿意為所選擇區位支付的意愿租金，在空間上形成“競租曲線”（鄭思齊等，2011）⁽²⁵⁾。

5．交通改變形成的動力

新城市主義思想主導下的城市開發，包括傳統鄰里社區開發模式和以公共交通為導向的開發模式（李嘉佳等，2014）⁽²⁶⁾。現代城市的軌道交通系統，推動著大城市朝著多中心結構發展。軌道交通已經成為我國大城市空間發展最大的影響因素。現代軌道交通體系的建立，使道路占城市土地利用的面積比例提高。正是道路網通過平面和立體連接各組團，形成了更為完善、快捷的城市交通體系。高鐵時代使城市擴張從蔓延變成跳躍式，城市最大半徑從公路網、地鐵和城鐵能支持的50千米，拓展到了100千米以上。同時，高鐵模糊了城市群的邊界，多個城市群構成了全國尺度上的城市網絡。如東京都市圈與名古屋都市圈、大阪都市圈共同構成了“日本太平洋沿岸城市群”。北京市過去30多年的產業功能、公共服務設施功能、居住功能的空間演變關系，均經歷了圍繞中心城區呈同心圓式圈層擴散，集聚到一定階段后在交通走廊的引導下，形成沿最小的阻力實現軸向拓展的趨勢，三大城市功能空間布局演化實現了城市結構形態“同心圓+軸向拓展”的演變趨勢。

6．政策調整形成的動力

政府、企業、居民通過各種活動對城市空間發展產生的作用，可以分為經濟推動力、政府調控力、環境支撐力、市民制約力四種類型（王潔心，2011）⁽²⁷⁾。在中國，政策因素對城市空間結構的影響較大，政府通過城市規劃、土地、環境等政策的引導形成強勁動力（趙楠鴿，2012）⁽²⁸⁾。體制機制動力可分為：①“自上而下”的政府推動機制和“自下而上”的市場推動機制；②政府、企業、農民以及城市居民多元主體推動的動力機制；③外力型和內力型的動力機制；④產業結構演進型動力機制；⑤要素推進型動力機制；⑥制度變遷形成的動力機制（許抄軍等，2007）⁽²⁹⁾。城市政體理論（urban regime theory）闡述了城市空間結構在政府、企業、居民三類主體行為中的交互影響關系以及推動城市發展的動力（張京祥等，2008）⁽³⁰⁾。

7．其他方面的動力

在我國，高端服務業、航空和通信條件、居民受教育水平、政府在科技與教育方面的支出等，在吸引人口中的作用越來越大。其中，科研、金融、商務、信息咨詢、旅游等生產性服務業集聚程度高的地區，人口增長率較高，而一般制造業和服務業集聚的地區，人口集聚能力不強。

三、城市空間結構優化手段

空間優化是政府和市場共同選擇的結果，就政府而言，采取一些特定措施調整空間結構，是最重要的手段。

1．利用規劃引導空間優化

城市空間布局優化是以空間功能布局調整為對象，以區域結構演進為動力，促進其空間資源分布、產業布局的協調。20世紀50年代以后，西方規劃理論界開始從偏重物質空間形態的規劃設計，轉向偏重社會經濟形態和內在機制的空間規劃設計。從城市空間物質形態的構成要素的角度分析，城市內部空間形態需從用地、道路網絡、界面、節結地和空間組織關系5個方面出發，進行空間類型、用地結構形態、空間網絡、中心與節結地及空間三維的研究（何子張等，2005）⁽³¹⁾。中央城鎮化工作會議提出了“由擴張性規劃逐步轉向限定城市邊界、優化空間結構的規劃”“嚴控增量，盤活存量，優化結構，提升效率”等政策方針⁽³²⁾。

2．利用土地政策引導優化

政府通過推進土地使用制度改革，尤其是通過土地置換，可以直接影響城市的用地結構和布局。土地置換使存量土地得到優化利用，本身就是空間結構調整的表現形式。國土部門也發出了“嚴格控制城市建設用地規模，確需擴大的，要采取串聯式、組團式、衛星城式布局”等通知⁽³³⁾。

3．利用空間形態引導優化

城市形態與城市結構互為表里，城市形態相互作用加上組織原則就構成了城市空間結構（張學勇等，2014）⁽³⁴⁾。從全域城市化視角出發，提出優化城鄉關系組織、構建多中心城市空間結構、優化城鎮規模邊界組織、建設相對獨立的并與原有城區形成功能補充的新城等建議（汪堅強等，2013）⁽³⁵⁾。通過適度提高土地開發強度和密度，構建緊湊型城市空間（王振坡等，2014）⁽³⁶⁾，也會影響空間變化。借助GIS和統計分析等方法，通過對城市空間結構的規模等級結構特征、職能組合特征和空間組織形態特征的分析，對比國內外大都市發展的經驗規律，尋找其當前存在的問題，并提出相應的優化策略（吳一洲，2011）⁽³⁷⁾。

4．利用體制機制引導優化

體制機制手段對空間優化的影響表現在行政區劃調整、合并等，如撤縣設區、將周邊部分行政單元劃轉城市管理等，可以使城市迅速控制更大規模的生產要素，從而獲得更豐富的發展資源。尤其是在轉型期，政府治理體系及相關制度、手段的變革，是實現空間集約和理性發展的重要保障（張京祥等，2008）⁽³⁸⁾。空間調整中應全面梳理各類空間資源，明確各區塊優化的方向，引導產業用地的規模、使用方式與城市規劃的定位相協調（孔令剛等，2013）⁽³⁹⁾。綜合運用城市規劃和相關法規，運用政府的力量來影響城市發展（Nelson et al.，2002）⁽⁴⁰⁾。此外，房產稅、開發費、基礎設施投資項目管理等措施，也將引導城市空間朝著規劃方向發展（郭湘閩，2009）⁽⁴¹⁾。鼓勵新區發展、對部分傳統空間進行改造、實行城市空間指標配給與分區管制等，能夠更好保證空間優化的合理方向（刁琳琳，2010）⁽⁴²⁾。

四、城市空間優化的評價標準

1．評價空間優化的理論依據

從城市地理學和城市規劃角度進行的研究，是把城市看作一個面，研究城市內部各組成部分及其相互間的關系（馮健，2005）⁽⁴³⁾。對于居住形態及其影響機制的闡釋，是芝加哥學派興起的重要因素。早期的中心地理論，主要通過經濟聯系強度如批發和零售、物流等來評價城市的中心性。此后的“計量革命”推動了城市經濟聯系的相關空間分析的理論研究，包括空間相互作用理論、核心邊緣理論、空間擴散理論等。伯吉斯曾經以芝加哥為例，構建了空間形態模型，以此解釋產業發展與城市形態的關系，認為城市可以劃分成5個同心圓區域，其中心是商業區。城市在空間形態上不是均質的，各類功能區由中心沿主要交通線向外延伸、呈扇形分布，商業更多集聚在中心區，工業更多布局在交通沿線。對美國不同類型城市的空間形態進行研究后發現，城市是由多個不同的功能區和中心構成的（孫秀林，2015）⁽⁴⁴⁾。在實際應用中，1933年雅典憲章、1977年馬丘比丘憲章、1981年華沙宣言、1992年環境與發展宣言、21世紀議程等，都是分析空間結構的重要參考。其中雅典憲章的主要思想是以人為本，以人的基本活動空間尺度為基本，理性地進行城市功能分區。關于城市規劃的流派和主要方法見表1-1。

2．基于單中心城市評價方法

在單中心城市模型中，人口密度及其梯度等數據可大致反映城市空間結構特征。對很多城市人口密度的研究發現：人口密度隨著到城市中心距離的增大而減小；人口密度梯度隨時間的推移而降低。模型還可以推導出通勤成本與住房成本呈此消彼長的關系（鄭思齊等，2012）⁽⁴⁵⁾。基于城市發展效應定量分析角度，建立城市空間布局優化效應評價模型，即從基礎、結構、效益、質量四個維度展開量化評價，并運用熵值法確定評價指標權重（佟巖等，2013）⁽⁴⁶⁾。如果在半徑3英里（約合4.83千米）區域內，其就業占整個城市30%以上，就可被視為單中心城市。北京市2004年經濟普查的街道就業數據顯示，半徑3英里（約合4.83千米）的區域內，就業比例達到48%，是典型的單中心城市形態。實際上，目前中國很多城市都可以被認為是單中心城市（鄭思齊等，2012）⁽⁴⁷⁾。

3．基于分形理論的分析

分形理論可以很好地揭示城市系統的復雜性空間演化規律，已成為當前城市地理研究的重要理論。不過，分形理論側重于城市體系空間結構與組織的理論或實證研究，都市圈經濟聯系等級規模結構研究，都市圈空間結構演化、空間流及城市內外部相互作用模型研究，等等。國內學者運用分形理論進行的研究，主要有空間流分析、空間運輸聯系分析、空間組織與城市經濟區研究等（劉承良等，2007）⁽⁴⁸⁾。如運用分形理論，計算長江三角洲地區城鎮體系規模結構分形分布的分維數和城鎮體系空間結構的關聯維數，并分析其規模結構和空間結構的分形結構特征；運用Kohonen神經網絡模型，對長江三角洲地區的城市進行城市職能分類，分析其職能結構（凌怡瑩等，2003）⁽⁴⁹⁾。

應當說，目前在城市空間的界定、演進的動力、優化的內容、評價的標準等方面已經有許多研究成果，形成了系統的認識和分析方法。但由于城市空間的復雜性、影響因素的多樣性，在分析評價空間優化的標準時，更多地從某些指標和某方面出發，還沒有發現系統性定量分析成果，即使在定量評價方法和工具的運用中，也只能選擇很單一的指標。因此，沒有適用性和可操作的空間定量分析，是面臨的一大難點。