城市空間復(fù)雜系統(tǒng)演化模式與動(dòng)力機(jī)制概述

□文/劉曉萌

（河北金融學(xué)院河北·保定）

城市空間復(fù)雜系統(tǒng)演化模式與動(dòng)力機(jī)制概述

□文/劉曉萌

（河北金融學(xué)院河北·保定）

本文闡述了城市空間演化的時(shí)間復(fù)雜性和空間復(fù)雜性，并就城市復(fù)雜空間系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演化的一般模式和演化動(dòng)力機(jī)制進(jìn)行了分析。

城市空間；演化模式；動(dòng)力機(jī)制

收錄日期：2013年10月12日

一、引言

城市是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，城市空間處于不斷的發(fā)展演變的過(guò)程中，其本質(zhì)是一個(gè)形態(tài)不斷適應(yīng)功能變化的發(fā)展過(guò)程。自然界中存在的復(fù)雜系統(tǒng)可粗略的分為三類(lèi)：時(shí)間復(fù)雜系統(tǒng)、空間復(fù)雜性和時(shí)空復(fù)雜性。城市空間是生態(tài)系統(tǒng)、物理系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)的組合，城市空間的演化是具有復(fù)雜空間表達(dá)的自組織過(guò)程，演化過(guò)程和模式之間的相互關(guān)系是動(dòng)態(tài)和非線性的。城市空間形態(tài)演化又是一個(gè)隨時(shí)間而變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程，在城市發(fā)展演化過(guò)程中，城市性質(zhì)和職能是隨時(shí)間變化的，因此城市的空間演化過(guò)程還具有時(shí)間復(fù)雜性。

二、城市空間系統(tǒng)演化模式

城市空間演化是一個(gè)復(fù)雜的時(shí)空變化過(guò)程，在不同的階段具有不同的模式結(jié)構(gòu)以及相異的演化動(dòng)力機(jī)制。城市空間演化是多種因素綜合作用的過(guò)程，只是不同的城市在不同時(shí)期，某種或某幾種因素的作用程度互不相同，從而產(chǎn)生了幾種不同的城市外部形態(tài)與城市空間擴(kuò)展模式。

（一）同心圓擴(kuò)展模式。集中型同心圓式密集向外擴(kuò)展是我國(guó)大城市空間擴(kuò)展的典型模式。當(dāng)城市處在平原地區(qū)，城市四周用地條件較好時(shí)，這種同心圓式密集向外擴(kuò)展的城市發(fā)展模式將會(huì)成為城市演進(jìn)擴(kuò)展的主要方式。他以已形成的主城區(qū)為核心向外分層擴(kuò)展，整個(gè)城市像樹(shù)的年輪一樣，每發(fā)展一次就向外擴(kuò)大一圈，俗稱(chēng)“攤大餅”的城市擴(kuò)展。與其他發(fā)展模式相比，這種模式的推進(jìn)速度比較緩慢，并主要受經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的制約。在各種模式中，這種模式使城市緊湊度高，定型性好，且可能獲得較高的集聚效益。但城市的空間擴(kuò)展達(dá)到一定程度后，如再按此模式發(fā)展下去，將會(huì)引起一系列城市問(wèn)題，使城市空間擴(kuò)展難以有效地加以控制。

（二）跳躍式成組團(tuán)擴(kuò)展模式。跳躍式組團(tuán)擴(kuò)展是一種不連續(xù)的城市擴(kuò)展方式。當(dāng)城市發(fā)展規(guī)模擴(kuò)大到一定程度時(shí)，連續(xù)式擴(kuò)展方式常由于地理環(huán)境和其他因素?zé)o法繼續(xù)進(jìn)行，城市用地便會(huì)在與中心城區(qū)相距一定距離的地點(diǎn)跳躍式的發(fā)展，形成衛(wèi)星城鎮(zhèn)等。這種擴(kuò)展方式通常是在人為的規(guī)劃指導(dǎo)下，有計(jì)劃的成組、成團(tuán)向城區(qū)外圍分散，以減輕中心城區(qū)的壓力。這種模式是我國(guó)一些大城市規(guī)劃中解決或避免“城市病”而采用的常用模式。

（三）低密度連續(xù)蔓延模式。低密度連續(xù)蔓延模式是一種無(wú)秩序、無(wú)計(jì)劃的隨機(jī)性空間擴(kuò)展方式。這種擴(kuò)展方式?jīng)]有明確的城市用地發(fā)展方向和功能分區(qū)，城市用地?cái)U(kuò)展盲目，土地利用率低。形成這種局面的原因主要是城市土地市場(chǎng)不健全，城市空間的擴(kuò)展不是受土地價(jià)值規(guī)律的調(diào)節(jié)控制，而更多的是政府行政劃撥各類(lèi)用地所致；同時(shí)，城市缺乏有效的管理控制。這種模式對(duì)小城市而言尚不足誘發(fā)多少問(wèn)題，但對(duì)大中城市則容易產(chǎn)生一系列問(wèn)題。

（四）沿交通軸線帶狀擴(kuò)展模式。沿主要對(duì)外交通線呈帶狀擴(kuò)展的模式，是由交通沿線具有潛質(zhì)的高經(jīng)濟(jì)性所決定的。同時(shí)，城市兩側(cè)可能受地形地物的限制，城市發(fā)展過(guò)程中主要是沿著對(duì)外交通體系的主要軸線方向帶狀發(fā)展。另外，沿軸線擴(kuò)展是解決城市新開(kāi)發(fā)用地與中心城區(qū)交通聯(lián)系的有效方式之一。在我國(guó)很多城市沿交通干道軸向外擴(kuò)展的現(xiàn)象十分明顯。

但是，城市空間擴(kuò)展方式是非常復(fù)雜的，用任何具體模式都無(wú)法全面的概括，因?yàn)榧词箤?duì)同一個(gè)城市而言，在不同的時(shí)期其擴(kuò)展模式往往也不盡相同，常常是幾種模式交替演變。

三、城市空間系統(tǒng)演化動(dòng)力機(jī)制

從城市表象看，其物質(zhì)要素實(shí)體和空間的形式、風(fēng)格、布局等有形的表觀各有規(guī)律，形成了不同的城市空間體系，城市空間體系的形成和變化是城市內(nèi)部、外部各種社會(huì)力量相互作用的物質(zhì)空間反映。但從城市內(nèi)涵而言，城市空間系統(tǒng)在使用城市時(shí)代功能的要求而不斷演化的，即由“功能-結(jié)構(gòu)”的矛盾動(dòng)力推動(dòng)這城市的不斷演化。在城市不斷演化的過(guò)程中，各種因素相互交錯(cuò)，相互作用共同影響著其進(jìn)程，沒(méi)有一個(gè)單一的因素可以完全決定城市空間系統(tǒng)的演化。這些因素在相互作用之后的合力的物化就體現(xiàn)為城市系統(tǒng)的組成或擴(kuò)展，影響因素既有時(shí)間的又有空間的，既有宏觀方面的又有微觀層次的。

（一）經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和科技進(jìn)步。城市空間增長(zhǎng)的基本驅(qū)動(dòng)力是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。城市的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是由兩個(gè)方面相互決定的，需求市場(chǎng)刺激了城市經(jīng)濟(jì)的最初增長(zhǎng)，而供給基礎(chǔ)則決定了城市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的速度和持續(xù)時(shí)間。首先，經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的周期性決定了城市空間擴(kuò)展速度的周期性。城市自產(chǎn)生之日起，隨著時(shí)間的推移其空間的擴(kuò)展幾乎都發(fā)生在任何一個(gè)城市中。當(dāng)經(jīng)濟(jì)處于高速發(fā)展階段時(shí)，隨著人們收入和城市建設(shè)投資的增加，促使了城市空間的加速擴(kuò)展，反之則導(dǎo)致城市空間擴(kuò)展的停滯，即城市空間擴(kuò)展的速度所變現(xiàn)出來(lái)的周期性往往與經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的周期性相吻合；其次，經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)業(yè)向城市集聚以獲得聚集效益和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變一直是城市空間擴(kuò)展的直接動(dòng)力。從本質(zhì)上說(shuō)，城市擴(kuò)展實(shí)際上是城市化進(jìn)程的一個(gè)方面，是農(nóng)村地域景觀的城市化過(guò)程。一個(gè)企業(yè)的建立必然會(huì)帶動(dòng)有關(guān)企業(yè)和有關(guān)部門(mén)的發(fā)展和集聚，必然提供新的就業(yè)崗位，吸引城市域外人口，從而導(dǎo)致城市住房、服務(wù)等用地增加，加上工業(yè)用地的擴(kuò)大，必然使城市在平面上表現(xiàn)為空間蔓延或填充，在垂直方向上表現(xiàn)為空間的增厚。城市人口的增多，工業(yè)的發(fā)展，必然會(huì)帶動(dòng)商業(yè)活動(dòng)等第三產(chǎn)業(yè)的增加，由提供新一輪的就業(yè)崗位，從而帶動(dòng)新的人口增加。

現(xiàn)代科技的進(jìn)步同樣會(huì)影響城市的空間增長(zhǎng)?，F(xiàn)代科技使城市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多樣化，隨著科技的進(jìn)步、高新技術(shù)的出現(xiàn)，資源密集型的重工業(yè)或勞動(dòng)密集型的工業(yè)比重下降，而技術(shù)密集型和資金密集型的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)比重上升，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)空間布局的變化，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)占用空間小，不需要寬大的廠房和倉(cāng)庫(kù)，可以不必在平面上擴(kuò)展而可以向高空發(fā)展，而且高新產(chǎn)業(yè)對(duì)鐵路、碼頭等傳統(tǒng)的運(yùn)輸區(qū)位要求不高，而趨向靠近信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)區(qū)和智力資源密集區(qū)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化必然引起產(chǎn)業(yè)布局的變化，從而使城市空間格局發(fā)生變化。

（二）宏觀主體和微觀主體相互作用。城市空間演化的動(dòng)力是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，而城市演化增長(zhǎng)的空間表現(xiàn)卻是城市要素相互作用和相互影響的結(jié)果。一方面是人為的規(guī)劃和管理，他們憑借總體的，宏觀的管制及各種決策自上而下的影響著城市空間結(jié)構(gòu)的演化；另一方面是城市中存在的大量如企業(yè)、居民以及各種經(jīng)濟(jì)組織共同相互作用形成的微觀主體，他們以各種地方性的社會(huì)活動(dòng)自下而上的隨著時(shí)間的推移影響著城市空間結(jié)構(gòu)的演化。城市空間相互作用包括居民對(duì)服務(wù)設(shè)施的使用、工作出行、企業(yè)間的物流和商務(wù)流。

（三）城市的自組織和被組織。城市空間具有一定的自律性。在城市演化過(guò)程中，城市系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和能量并非固定不變，而是在直接受到新物質(zhì)、新能量和新信息的刺激下發(fā)生著變異，城市空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行著轉(zhuǎn)化，其經(jīng)歷了“集聚-擁擠-分散-新的集聚”過(guò)程。城市的這種自發(fā)現(xiàn)象就是城市空間結(jié)構(gòu)增長(zhǎng)的自組織現(xiàn)象。城市空間結(jié)構(gòu)演化中存在著自組織過(guò)程，其根本的原因就是空間中存在著類(lèi)似于自然界的不同生態(tài)位勢(shì)差。這種生態(tài)位勢(shì)差在城鎮(zhèn)發(fā)展的早期可能是由于具體的地理區(qū)位環(huán)境的自然差異而造成的。在城鎮(zhèn)發(fā)展過(guò)程中，各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素在不同場(chǎng)所以不同方式的集聚、擴(kuò)散也會(huì)對(duì)生態(tài)位勢(shì)差進(jìn)行改變。另一方面，城市空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展也存在著人為調(diào)控的影響，如城市規(guī)劃就是認(rèn)為干預(yù)城市空間演化的一種方式。政府通過(guò)對(duì)規(guī)劃控制和政策對(duì)城市空間和土地的分配和使用進(jìn)行引導(dǎo)，產(chǎn)業(yè)活動(dòng)空間在不同區(qū)位的配置使得城市空間結(jié)構(gòu)演化盡可能地符合人類(lèi)發(fā)展的愿望和需求，這就是城市的被組織方式。城市空間結(jié)構(gòu)就是在城市內(nèi)部自組織過(guò)程及空間結(jié)構(gòu)的被組織過(guò)程相互交替中不斷演化發(fā)展的。

（四）城市的多種合力作用。促進(jìn)城市空間擴(kuò)展的作用力可分為以技術(shù)科技為代表的基礎(chǔ)推動(dòng)力；以城市經(jīng)濟(jì)為體現(xiàn)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)制度下，通過(guò)前后向的有機(jī)聯(lián)系構(gòu)成產(chǎn)業(yè)鏈或者是空間上的產(chǎn)業(yè)集群，從而對(duì)城市的空間結(jié)構(gòu)演化提供內(nèi)在的驅(qū)動(dòng)力；社會(huì)組織和政治權(quán)力是城市空間演化的外在動(dòng)力。上述的幾種作用力相互關(guān)聯(lián)相互作用，最終促進(jìn)了城市空間結(jié)構(gòu)的形成以及演化。

（五）城市的外部環(huán)境約束。主要是指自然地理因素，城市視坐落在具有一定自然地理特征的地表上施加人文作用的結(jié)果，其形成建設(shè)和發(fā)展都與自然地理因素等外部因素有密切的關(guān)系。通過(guò)各種要素反映出來(lái)的自然地理環(huán)境特征相互交叉組合在一起，構(gòu)成了城市存在和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，其直接影響城市空間擴(kuò)展的潛力、方向、速度、模式以及結(jié)構(gòu)，甚至成為城市空間擴(kuò)展的“門(mén)檻”。

城市空間的演化是一個(gè)復(fù)雜的時(shí)空過(guò)程，在該過(guò)程中存在著大量的復(fù)雜現(xiàn)象，其作用機(jī)制主要是城市內(nèi)的眾多主體通過(guò)他們之間的非線性互相作用在時(shí)間和空間上不斷積累，促進(jìn)了城市空間的不斷變化。

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［2］陳峰云.城市發(fā)展中的土地利用研究［J］.華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2003.

［3］曹坤梓.城市化進(jìn)程中山地城市空間形態(tài)演進(jìn)與發(fā)展研究——以成渝經(jīng)濟(jì)帶為例［J］.重慶大學(xué)學(xué)報(bào)，2003.

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