近30年中國(guó)典型城市群建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的時(shí)空特征及其對(duì)比
——以京津冀城市群和粵港澳大灣區(qū)為例

張穎詩(shī)， 馮艷芬， 郭冠華， 王 芳， 蔡世榮

(廣州大學(xué)地理科學(xué)與遙感學(xué)院， 廣州 510006)

在經(jīng)濟(jì)全球化和城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的背景下，我國(guó)城鎮(zhèn)化率從1978年的17.9%提高到2019年的60.6%，城市擴(kuò)張速度整體呈上升趨勢(shì)[1]，城市建設(shè)用地的擴(kuò)張成為衡量城市化水平的重要指標(biāo)[2]。與此同時(shí)，城市之間的競(jìng)爭(zhēng)力不再依賴于單個(gè)城市的優(yōu)勢(shì)，而表現(xiàn)為以中心城市為核心的城市群或都市圈的優(yōu)勢(shì)[3]。城市群是指在特定地域范圍內(nèi)，以1個(gè)超大或特大城市為核心，由至少3個(gè)以上都市圈或大城市為基本構(gòu)成單元，依托完善的交通物流、通信網(wǎng)絡(luò)和環(huán)境資源等多種基礎(chǔ)設(shè)施，不斷加強(qiáng)城市之間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)同城化和高度一體化的城市集群區(qū)域，是國(guó)家工業(yè)化和城鎮(zhèn)化轉(zhuǎn)型發(fā)展到高級(jí)階段的重要標(biāo)志[4-5]。城市群的協(xié)調(diào)發(fā)展已成為推進(jìn)我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程及促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)健康發(fā)展的重要標(biāo)志。

城市擴(kuò)張是指在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)和城鎮(zhèn)化等因素的綜合作用下,城市建設(shè)用地總量和用地方向向外推進(jìn)的演變過程[6]。近年來，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程開始朝著以區(qū)域統(tǒng)籌發(fā)展的城市群模式推進(jìn)，城市群擴(kuò)張成為學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點(diǎn)。學(xué)者們常使用夜間燈光數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)，借助GIS空間分析方法，選擇城市擴(kuò)張數(shù)量、景觀擴(kuò)張指數(shù)和景觀格局指數(shù)等指標(biāo)探討城市群擴(kuò)張的時(shí)空動(dòng)態(tài)特征[7-9]；運(yùn)用多元逐步回歸模型、時(shí)空地理加權(quán)回歸模型和廣義加性模型等方法剖析城市群擴(kuò)張的驅(qū)動(dòng)機(jī)制[10-12]；結(jié)合CA模型、FLUS模型和機(jī)器學(xué)習(xí)等方法進(jìn)行城市群的擴(kuò)張模擬與預(yù)警[13-15]；通過評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值、構(gòu)建生態(tài)環(huán)境效應(yīng)綜合評(píng)價(jià)模型和運(yùn)用Capello模型等方法測(cè)度城市群擴(kuò)張的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)[16-18]。目前，有關(guān)城市群擴(kuò)張研究的區(qū)域主要集中在京津冀[18]、長(zhǎng)三角[3]和珠三角[19]等單個(gè)城市群，如：基于空間效應(yīng)視角分析京津冀城市群建設(shè)用地的擴(kuò)張方向[20]、探討行政邊界對(duì)京津冀城市群擴(kuò)張的影響[21]、分析該城市群擴(kuò)張的驅(qū)動(dòng)機(jī)制[22]；利用空間自相關(guān)方法探明珠三角土地利用的時(shí)序變化[19]和運(yùn)用地理模擬優(yōu)化系統(tǒng)對(duì)珠三角的城市擴(kuò)張進(jìn)行模擬與預(yù)測(cè)[23]。但目前對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間序列下不同區(qū)域不同發(fā)展定位的城市群建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的對(duì)比研究還較欠缺。京津冀城市群作為我國(guó)的“首都經(jīng)濟(jì)圈”，側(cè)重以政治、文化功能來實(shí)現(xiàn)區(qū)域一體化發(fā)展；粵港澳大灣區(qū)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)開放程度最高的地區(qū)之一，側(cè)重以經(jīng)濟(jì)功能來拉動(dòng)區(qū)域協(xié)同發(fā)展。上述兩大城市群是我國(guó)目前重點(diǎn)發(fā)展的世界級(jí)城市群，通過對(duì)比研究這兩大城市群建設(shè)用地的擴(kuò)張過程及其異同點(diǎn)，將有利于豐富我國(guó)現(xiàn)有城市群擴(kuò)張的研究成果，也有利于進(jìn)一步加深對(duì)城市群發(fā)展規(guī)律的探討與思考。

鑒于現(xiàn)有研究均表明不透水面數(shù)據(jù)可作為研究城市擴(kuò)張進(jìn)程中建設(shè)用地增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)的重要衡量因子[24-26]，故本研究利用GONG等[27]的研究成果，通過提取1988—2017年京津冀城市群與粵港澳大灣區(qū)的建設(shè)用地信息，對(duì)比研究近30年間兩大城市群建設(shè)用地的擴(kuò)張?zhí)攸c(diǎn)及其差異，深入理解城市群擴(kuò)張的時(shí)空演化特征，思考城市群發(fā)展的不同階段及其不同特征，以期為我國(guó)其他城市群的協(xié)調(diào)與健康發(fā)展提供相應(yīng)的理論支撐與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 研究區(qū)概況

京津冀城市群地處華北平原北部、西鄰太行山、北鄰燕山，包括北京、天津2個(gè)直轄市以及河北省的11個(gè)市，共13個(gè)城市。該城市群的發(fā)展目標(biāo)是建設(shè)成為“以首都為核心的世界級(jí)城市群”，區(qū)域面積21.6萬km2，2018年的GDP總量約占全國(guó)GDP總量的8.59%[18,28]。

粵港澳大灣區(qū)位于我國(guó)華南地區(qū)，由廣東省的9個(gè)市及香港、澳門2個(gè)特別行政區(qū)組成?；浉郯拇鬄硡^(qū)是繼美國(guó)紐約灣區(qū)、舊金山灣區(qū)和日本東京灣區(qū)之后的世界第四大灣區(qū)，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、對(duì)外開放和參與全球競(jìng)爭(zhēng)的空間載體，區(qū)域面積5.6萬km2，2018年的GDP總量約占全國(guó)GDP總量的12.39%[29]。

由兩大城市群的基本情況(表1)可知：粵港澳大灣區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高于京津冀城市群；盡管粵港澳大灣區(qū)的區(qū)域面積僅為京津冀城市群的25.93%，人口僅是京津冀城市群的63.14%，但其人口密度是京津冀城市群的2.44倍；粵港澳大灣區(qū)的GDP也遠(yuǎn)超京津冀城市群的，其地均GDP是京津冀城市群的5.49倍、人均GDP是京津冀城市群的2.28倍。

表1 兩大城市群的基本情況

兩大城市群的區(qū)位及其行政區(qū)劃見圖1。

圖1 京津冀城市群與粵港澳大灣區(qū)的位置示意圖

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

研究所用的建設(shè)用地?cái)?shù)據(jù)來源于GONG等[27]的研究成果，包括中國(guó)各省1978年的建設(shè)用地和1985—2017年的逐年建設(shè)用地?cái)U(kuò)張信息，除1978年的數(shù)據(jù)分辨率為60 m外，其余年份的數(shù)據(jù)分辨率均為30 m，總體精度達(dá)到90%以上。

對(duì)北京市、天津市、河北省、廣東省、香港特別行政區(qū)和澳門特別行政區(qū)的遙感影像進(jìn)行圖像鑲嵌，按照京津冀城市群與粵港澳大灣區(qū)的行政邊界裁剪后進(jìn)行分類后處理和投影轉(zhuǎn)換等操作，提取1988—2017年兩大城市群的建設(shè)用地信息。

2.2 研究方法

2.2.1 城市擴(kuò)張速率 城市擴(kuò)張速率是指一定時(shí)間段內(nèi)城市建設(shè)用地面積的年平均增長(zhǎng)率，考慮了研究時(shí)段初期的建設(shè)用地面積對(duì)擴(kuò)張變化的影響，即相對(duì)擴(kuò)張，可反映單位時(shí)間段內(nèi)城市擴(kuò)張的快慢程度[30]。計(jì)算公式如下：

(1)

2.2.2 城市擴(kuò)張強(qiáng)度 城市擴(kuò)張強(qiáng)度是指一定時(shí)間段內(nèi)城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張面積占研究區(qū)土地總面積的比值，可反映單位時(shí)間段內(nèi)城市擴(kuò)張的強(qiáng)弱程度[31]。計(jì)算公式如下：

(2)

2.2.3 城市擴(kuò)張差異指數(shù) 城市擴(kuò)張差異指數(shù)是指一定時(shí)間段內(nèi)某空間單元的城市擴(kuò)張變化率與研究區(qū)內(nèi)的城市擴(kuò)張變化率的比值，即某空間單元建設(shè)用地?cái)U(kuò)張速率與區(qū)域建設(shè)用地?cái)U(kuò)張速率的比值，該指數(shù)使不同空間單元的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張速率具有可比性[32]。計(jì)算公式如下：

(3)

2.2.4 景觀擴(kuò)張指數(shù) 景觀擴(kuò)張指數(shù)可用于定量分析某一景觀的擴(kuò)張模式以及各景觀擴(kuò)張類型的時(shí)空變化。該指數(shù)通過建立緩沖區(qū)來定義，即以新增建設(shè)用地斑塊特定距離的緩沖區(qū)為統(tǒng)計(jì)單元，統(tǒng)計(jì)緩沖區(qū)與原有建設(shè)用地斑塊的重疊面積以及非重疊面積，并設(shè)立規(guī)則來區(qū)分新增建設(shè)用地斑塊的擴(kuò)張模式[33]。其計(jì)算公式如下：

(4)

其中，LEI為新增建設(shè)用地斑塊的景觀擴(kuò)張指數(shù)，AO為新增建設(shè)用地斑塊緩沖區(qū)與原有建設(shè)用地斑塊的重疊面積，AN為緩沖區(qū)與原斑塊的非重疊面積。

由式(4)可知，LEI的取值范圍是[0,100]，根據(jù)LEI值的不同可以將新增建設(shè)用地斑塊劃分為3種擴(kuò)張模式[33]：當(dāng)LEI=0時(shí)為飛地式擴(kuò)張；當(dāng)0

鑒于景觀擴(kuò)張指數(shù)是通過緩沖區(qū)分析來定義的，因此，本研究在同一景觀格局下設(shè)定3個(gè)緩沖區(qū)距離(30、60、90 m)進(jìn)行計(jì)算，分別統(tǒng)計(jì)不同緩沖區(qū)距離下1988—2017年建設(shè)用地?cái)U(kuò)張模式的斑塊數(shù)量及其占比，并通過對(duì)比相關(guān)文獻(xiàn)[10,33]，最后確定適用于本研究的緩沖區(qū)距離為90 m，該距離能較好地識(shí)別兩大城市群在近30年新增建設(shè)用地斑塊的擴(kuò)張模式。

2.2.5 灰色關(guān)聯(lián)模型 灰色關(guān)聯(lián)模型是根據(jù)因素之間發(fā)展態(tài)勢(shì)的相似或相異程度來衡量因素之間關(guān)聯(lián)程度的一種系統(tǒng)分析方法[34]。本研究在完成兩大城市群建設(shè)用地?cái)U(kuò)張強(qiáng)度的差異分析之后，擬借助灰色關(guān)聯(lián)模型來分析兩大城市群建設(shè)用地?cái)U(kuò)張強(qiáng)度的影響因素，通過比較各關(guān)聯(lián)度的大小來判斷影響因素對(duì)城市群建設(shè)用地?cái)U(kuò)張強(qiáng)度的影響程度?；疑P(guān)聯(lián)度的計(jì)算公式如下：

(5)

(6)

其中，ζi(k)為關(guān)聯(lián)系數(shù)；ri為關(guān)聯(lián)度；y(k)為歸一化參數(shù)值；xi(k)為歸一化比較值；i(i=1,2,…,n)為比較數(shù)列的個(gè)數(shù)；k(k=1,2,…,n)為每個(gè)比較對(duì)象的指標(biāo)個(gè)數(shù)；ρ為分辨系數(shù)，通常取值0.5[35]。

鑒于研究期跨度近30年，同一個(gè)指標(biāo)在不同城市群內(nèi)部會(huì)存在個(gè)別年份數(shù)據(jù)缺失的情況，故本研究最終選取了1988—2017年的常住人口、城鎮(zhèn)化率、地區(qū)生產(chǎn)總值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的比重和固定資產(chǎn)投資總額5個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。運(yùn)用DPS軟件來測(cè)算上述5個(gè)影響因子與兩大城市群建設(shè)用地?cái)U(kuò)張強(qiáng)度的灰色關(guān)聯(lián)度，進(jìn)而分析驅(qū)動(dòng)兩大城市群建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的主要因素。特別說明：由于港澳地方統(tǒng)計(jì)口徑不一樣，故粵港澳大灣區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)中未包含港澳的數(shù)據(jù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 擴(kuò)張的數(shù)量特征

由兩大城市群近30年間建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的基本特征(表2、表3)可知近30年間兩大城市群的建設(shè)用地均有大幅增加：(1)京津冀城市群建設(shè)用地共擴(kuò)張21 532.31 km2，占城市群土地總面積的9.97%，其中，擴(kuò)張規(guī)模較大的城市是北京、天津、保定、唐山和石家莊，擴(kuò)張規(guī)模較小的城市是衡水和承德；粵港澳大灣區(qū)建設(shè)用地的擴(kuò)張面積合計(jì)為6 910.97 km2，占大灣區(qū)土地總面積的12.34%，其中，廣州、佛山、東莞和深圳的擴(kuò)張規(guī)模較大，珠海、香港和澳門的擴(kuò)張規(guī)模較小。(2)盡管京津冀城市群建設(shè)用地的增加面積是粵港澳大灣區(qū)的3倍多，但其建設(shè)用地在近30年的擴(kuò)張速率和擴(kuò)張強(qiáng)度均小于粵港澳大灣區(qū)的，表明粵港澳大灣區(qū)的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張進(jìn)程總體快于京津冀城市群的。

表2 近30年間兩大城市群建設(shè)用地變化的基本特征

表3 近30年間兩大城市群建設(shè)用地變化的分布

將1988—2017年中的每5年劃分為1個(gè)研究階段，利用GONG等[27]的研究成果，提取兩大城市群近30年的建設(shè)用地?cái)?shù)據(jù)，獲得不同階段兩大城市群建設(shè)用地的擴(kuò)張面積。結(jié)果(表4)顯示：京津冀城市群在第六階段(2013—2017年)的建設(shè)用地增長(zhǎng)面積最多(為6 209.45 km2)，粵港澳大灣區(qū)在第四階段(2003—2007年)的建設(shè)用地增長(zhǎng)面積最多(為1 571.23 km2)，而兩大城市群均在第一階段(1988—1992年)的建設(shè)用地增長(zhǎng)面積最少。總體而言：京津冀城市群建設(shè)用地新增面積在逐階段穩(wěn)步增加，而粵港澳大灣區(qū)則呈現(xiàn)前期急劇增加、中期穩(wěn)定增長(zhǎng)、后期逐步減少的趨勢(shì)。

表4 不同階段兩大城市群建設(shè)用地的變化情況

兩大城市群近30年間建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的空間分布(圖2)顯示各階段的新增建設(shè)用地與原有建設(shè)用地的空間聯(lián)系均非常緊密，主要表現(xiàn)在新增的建設(shè)用地均在不斷填充原有建設(shè)用地的空隙。其中：京津冀城市群的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張由滿天星式破碎分布趨向連片小聚集狀態(tài)，呈多中心環(huán)狀放射性擴(kuò)張，新增建設(shè)用地多位于城市群的中部和南部區(qū)域；粵港澳大灣區(qū)的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張集中在中部區(qū)域，由點(diǎn)狀擴(kuò)張轉(zhuǎn)為面狀發(fā)展，呈現(xiàn)明顯的蔓延態(tài)勢(shì)。

圖2 不同階段兩大城市群的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張空間分布

3.2 擴(kuò)張的時(shí)序特征

利用城市擴(kuò)張速率和城市擴(kuò)張強(qiáng)度指標(biāo)，對(duì)比兩大城市群在研究時(shí)期內(nèi)不同階段的指標(biāo)變化情況。結(jié)果(圖3)表明：(1)京津冀城市群建設(shè)用地的擴(kuò)張速率在研究期內(nèi)雖有輕微波動(dòng)，但總體呈現(xiàn)平穩(wěn)態(tài)勢(shì)；擴(kuò)張強(qiáng)度僅在第四階段出現(xiàn)下降，其余時(shí)期均為上升狀態(tài)，且第六階段的擴(kuò)張強(qiáng)度最大。(2)粵港澳大灣區(qū)建設(shè)用地的擴(kuò)張速率在前期出現(xiàn)大幅度增長(zhǎng)與大幅度下降現(xiàn)象，但從第三階段開始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；擴(kuò)張強(qiáng)度呈現(xiàn)倒“W”型的特征且波動(dòng)較大，從第三階段起總體呈現(xiàn)下降態(tài)勢(shì)。

圖3 不同階段兩大城市群建設(shè)用地的擴(kuò)張速率與擴(kuò)張強(qiáng)度變化

總體而言，粵港澳大灣區(qū)的擴(kuò)張速率和擴(kuò)張強(qiáng)度在前4個(gè)階段(1988—2007年)均明顯高于京津冀城市群的，但從第五階段(2008—2012年)開始，上述2個(gè)指標(biāo)值均低于京津冀城市群的，且差距不斷擴(kuò)大。兩大城市群的擴(kuò)張強(qiáng)度均在第一階段(1988—1992年)出現(xiàn)最小值；在第二階段(1993—1997年)的差距最大：粵港澳大灣區(qū)的擴(kuò)張強(qiáng)度是京津冀城市群的2.90倍；從第五階段開始(2008—2012年)，粵港澳大灣區(qū)的擴(kuò)張強(qiáng)度出現(xiàn)大幅下降，但京津冀城市群的擴(kuò)張強(qiáng)度不斷增強(qiáng)；在第六階段(2013—2017年)，京津冀城市群的擴(kuò)張強(qiáng)度是粵港澳大灣區(qū)的2倍。

上述結(jié)果表明：京津冀城市群建設(shè)用地的擴(kuò)張速率相對(duì)穩(wěn)定、擴(kuò)張強(qiáng)度不斷提升，說明京津冀城市群已進(jìn)入城市化的高速發(fā)展期；而粵港澳大灣區(qū)在經(jīng)歷一個(gè)高速、高強(qiáng)度的擴(kuò)張過程后，建設(shè)用地?cái)U(kuò)張趨向緩和，轉(zhuǎn)入城市擴(kuò)張的成熟期，建設(shè)用地在不斷調(diào)整升級(jí)和優(yōu)化布局的基礎(chǔ)上保持微擴(kuò)張趨勢(shì)。

3.3 擴(kuò)張的差異特征

首先，利用式(3)得到兩大城市群內(nèi)部各城市的擴(kuò)張差異指數(shù)；然后，利用自然斷點(diǎn)法將城市群內(nèi)部各城市的擴(kuò)張速度差異程度劃分為3個(gè)等級(jí)：高速擴(kuò)張、中速擴(kuò)張、低速擴(kuò)張。其中，高速擴(kuò)張是指高于城市群建設(shè)用地的總體擴(kuò)張水平，中速擴(kuò)張是指與城市群建設(shè)用地的總體擴(kuò)張水平基本持平，低速擴(kuò)張是指低于城市群建設(shè)用地的總體擴(kuò)張水平。

近30年間兩大城市群內(nèi)部各城市的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張速度的差異結(jié)果(表5、圖4)顯示：(1)京津冀城市群內(nèi)呈低速擴(kuò)張的城市比例較大(38.46%)，主要位于城市群的中部地區(qū)，其中，北京和天津作為京津冀城市群的引擎城市，較早開始城市化進(jìn)程，雖然在近30年間建設(shè)用地的擴(kuò)張規(guī)模較大，但其原有建設(shè)用地面積較多，所以這2個(gè)城市呈現(xiàn)低速擴(kuò)張的狀態(tài)；而呈高速擴(kuò)張和中速擴(kuò)張的城市比例均為30.77%，分別位于城市群的南部、東北部。(2)在粵港澳大灣區(qū)內(nèi)部，呈中速擴(kuò)張的城市比例最大(45.45%)，主要分布在大灣區(qū)的西岸；其次是高速擴(kuò)張的城市比例(36.36%)，分布在大灣區(qū)的東岸；香港、澳門特別行政區(qū)率先經(jīng)歷城市擴(kuò)張進(jìn)程，已達(dá)到較高的城市化水平，同時(shí)受土地總面積的限制，建設(shè)用地?cái)U(kuò)張規(guī)模較小，因此，2個(gè)特別行政區(qū)的城市擴(kuò)張速度低于粵港澳大灣區(qū)的總體水平，為低速擴(kuò)張。

表5 近30年間兩大城市群建設(shè)用地?cái)U(kuò)張速度差異格局

通過對(duì)比兩大城市群內(nèi)部各城市的擴(kuò)張速度差異，發(fā)現(xiàn)粵港澳大灣區(qū)內(nèi)屬于中、高速擴(kuò)張的城市比例高達(dá)81.81%，而在京津冀城市群內(nèi)只占61.54%，并且粵港澳大灣區(qū)內(nèi)呈低速擴(kuò)張的城市比例僅為18.19%，遠(yuǎn)低于京津冀城市群的38.46%。綜上所述，粵港澳大灣區(qū)內(nèi)部城市的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張速度總體要優(yōu)于京津冀城市群的。

3.4 擴(kuò)張的結(jié)構(gòu)特征

利用式(4)完成對(duì)兩大城市群在不同階段的新增建設(shè)用地斑塊的景觀擴(kuò)張指數(shù)的計(jì)算，再依據(jù)景觀擴(kuò)張指數(shù)的劃分規(guī)則識(shí)別新增建設(shè)用地斑塊的擴(kuò)張模式。由圖5可知：(1)除粵港澳大灣區(qū)在第六階段的數(shù)量占比外，呈邊緣式擴(kuò)張的新增建設(shè)用地斑塊在兩大城市群的各個(gè)階段的數(shù)量占比均超過50%，是兩大城市群建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的主要模式。(2)呈飛地式擴(kuò)張的新增建設(shè)用地斑塊的數(shù)量占比在兩大城市群的研究時(shí)段內(nèi)均低于30%，且逐個(gè)階段減少，但在粵港澳大灣區(qū)內(nèi)減少的幅度要遠(yuǎn)大于在京津冀城市群內(nèi)的，且粵港澳大灣區(qū)在第六階段呈飛地式擴(kuò)張的新增建設(shè)用地斑塊的數(shù)量占比最少。(3)呈填充式擴(kuò)張的新增建設(shè)用地斑塊的數(shù)量占比在京津冀城市群的研究時(shí)段內(nèi)基本不變，但在粵港澳大灣區(qū)內(nèi)顯著增長(zhǎng)：從第三階段開始，填充式擴(kuò)張的數(shù)量占比就已經(jīng)超過飛地式擴(kuò)張的，成為粵港澳大灣區(qū)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的第2個(gè)主要模式；第六階段，填充式擴(kuò)張與邊緣式擴(kuò)張的數(shù)量占比接近，成為該階段建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的2種主要模式。

圖5 不同階段兩大城市群的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張模式結(jié)構(gòu)

城市擴(kuò)張理論認(rèn)為，城市空間的擴(kuò)張是一個(gè)從擴(kuò)散到集聚的過程：在擴(kuò)張初期，以飛地式擴(kuò)張和邊緣式擴(kuò)張為主，城市空間呈擴(kuò)散格局；隨后，擴(kuò)散的空間格局不斷趨向融合，城市擴(kuò)張表現(xiàn)為以填充式擴(kuò)張為主，城市空間的集聚程度逐漸提高[36]。上述兩大城市群在不同階段的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張模式的結(jié)構(gòu)變化，主要體現(xiàn)在新增建設(shè)用地斑塊呈填充式擴(kuò)張的數(shù)量占比不斷增加、飛地式擴(kuò)張的數(shù)量占比不斷減少，充分反映了兩大城市群的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張從擴(kuò)散到集聚，且集聚效率也在不斷提升?？傮w而言，粵港澳大灣區(qū)的新增建設(shè)用地斑塊呈邊緣式擴(kuò)張與飛地式擴(kuò)張的數(shù)量占比減少明顯，而呈填充式擴(kuò)張的數(shù)量占比增加較多，因此，該區(qū)域建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的集聚水平明顯優(yōu)于京津冀城市群的。

3.5 擴(kuò)張的影響因素

鑒于上述對(duì)兩大城市群擴(kuò)張?zhí)卣鞯姆治?，可認(rèn)為京津冀城市群屬于高速發(fā)展期、粵港澳大灣區(qū)屬于擴(kuò)張成熟期。為了探討影響兩大城市群擴(kuò)張的主要因素，借助灰色關(guān)聯(lián)模型開展了兩大城市群建設(shè)用地的擴(kuò)張強(qiáng)度和相關(guān)指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度分析。結(jié)果(表6)顯示：

表6 兩大城市群建設(shè)用地的擴(kuò)張強(qiáng)度與相關(guān)因子的灰色關(guān)聯(lián)度

(1)京津冀城市群各影響因子的灰色關(guān)聯(lián)度的排序?yàn)椋撼Ｗ∪丝?地區(qū)生產(chǎn)總值>城鎮(zhèn)化率>固定資產(chǎn)投資總額>第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的比重。常住人口、地區(qū)生產(chǎn)總值對(duì)京津冀城市群建設(shè)用地的擴(kuò)張強(qiáng)度影響較大，這2個(gè)影響因子的關(guān)聯(lián)度均在0.8以上。京津冀城市群作為中國(guó)北方經(jīng)濟(jì)的重要核心區(qū)，初期以工業(yè)帶動(dòng)發(fā)展，兼有北京、天津作為發(fā)展引擎帶動(dòng)區(qū)域的城市化進(jìn)程。隨著城市化進(jìn)程的加快，大量人口遷入京津冀城市群，使得該城市群的建設(shè)用地面積不斷擴(kuò)大，以此來滿足人口增長(zhǎng)帶來的生產(chǎn)和生活的空間需求。同時(shí)，人口的增加也為第二產(chǎn)業(yè)與第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了充足的勞動(dòng)力資源，產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移與協(xié)作激發(fā)了城市群的經(jīng)濟(jì)活力，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，促進(jìn)了京津冀城市群建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的布局優(yōu)化，帶動(dòng)該城市群進(jìn)入城市化的高速發(fā)展期。

(2)粵港澳大灣區(qū)各影響因子的灰色關(guān)聯(lián)度的排序?yàn)椋旱貐^(qū)生產(chǎn)總值>固定資產(chǎn)投資總額>常住人口>城鎮(zhèn)化率>第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值與第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的比重?；浉郯拇鬄硡^(qū)建設(shè)用地的擴(kuò)張強(qiáng)度受地區(qū)生產(chǎn)總值、固定資產(chǎn)投資總額的影響較大，這2個(gè)影響因素的關(guān)聯(lián)度均在0.6以上?；浉郯拇鬄硡^(qū)早期發(fā)展以勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)為主，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)集聚和城市擴(kuò)張，居住用地、工業(yè)用地和商業(yè)用地等的需求不斷增加，急需建設(shè)用地規(guī)模的擴(kuò)大來為區(qū)域發(fā)展提供良好的用地基礎(chǔ)。隨后，粵港澳大灣區(qū)憑借自身的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，加快吸納港澳地區(qū)的人才、技術(shù)和資金，帶動(dòng)區(qū)域制造業(yè)和服務(wù)業(yè)迅速發(fā)展。此外，基礎(chǔ)設(shè)施的投入建設(shè)使得交通網(wǎng)絡(luò)不斷完善，促進(jìn)了大灣區(qū)內(nèi)部的人流、物流和資金流等生產(chǎn)要素的流通，建設(shè)用地由數(shù)量擴(kuò)張轉(zhuǎn)向質(zhì)量提升，說明粵港澳大灣區(qū)建設(shè)用地的擴(kuò)張趨向緩和，城市群內(nèi)部趨向深度融合發(fā)展，轉(zhuǎn)入城市擴(kuò)張的成熟期。

4 結(jié)論與討論

本文以京津冀城市群和粵港澳大灣區(qū)為研究對(duì)象，利用兩大城市群在1988—2017年的建設(shè)用地?cái)?shù)據(jù)，運(yùn)用城市擴(kuò)張速率、城市擴(kuò)張強(qiáng)度、城市擴(kuò)張差異指數(shù)和景觀擴(kuò)張指數(shù)等指標(biāo)，借助灰色關(guān)聯(lián)模型，研究了近30年間兩大城市群建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的時(shí)空特征及其影響因素。主要結(jié)論如下：

(1)近30年間兩大城市群的建設(shè)用地面積均有大幅增加，京津冀城市群建設(shè)用地的增加面積占整個(gè)城市群土地總面積的9.97%，而粵港澳大灣區(qū)的則占12.34%；粵港澳大灣區(qū)建設(shè)用地的擴(kuò)張速率與擴(kuò)張強(qiáng)度均高于京津冀城市群的，說明粵港澳大灣區(qū)的城市化進(jìn)程要快于京津冀城市群的。此外，京津冀城市群的建設(shè)用地呈多中心環(huán)狀放射性擴(kuò)張，粵港澳大灣區(qū)則由點(diǎn)狀擴(kuò)張轉(zhuǎn)為面狀發(fā)展，并且呈明顯的蔓延態(tài)勢(shì)。

(2)京津冀城市群的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張速率相對(duì)穩(wěn)定在5%左右，擴(kuò)張強(qiáng)度不斷提升，并從第五階段(2008—2012年)起超越粵港澳大灣區(qū)；粵港澳大灣區(qū)建設(shè)用地的擴(kuò)張速率總體呈大幅度下降，在第六階段(2013—2017年)的擴(kuò)張速率最低，擴(kuò)張強(qiáng)度則呈現(xiàn)倒“W”型下降。兩大城市群建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的時(shí)序變化充分說明：京津冀城市群已進(jìn)入城市化的高速發(fā)展期，粵港澳大灣區(qū)則轉(zhuǎn)入城市擴(kuò)張的成熟期。

(3)兩大城市群的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張速度存在顯著的區(qū)域差異：京津冀城市群呈中、高速擴(kuò)張的城市比例達(dá)61.54%，分別分布在城市群的東北部、南部，中部的城市呈低速擴(kuò)張，比例為38.46%；粵港澳大灣區(qū)呈中、高速擴(kuò)張的城市比例為81.81%，分別分布在大灣區(qū)的西岸、東岸，僅有香港、澳門2個(gè)特別行政區(qū)呈低速擴(kuò)張，表明粵港澳大灣區(qū)內(nèi)部城市建設(shè)用地的擴(kuò)張速度總體要優(yōu)于京津冀城市群的。

(4)兩大城市群的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張格局由擴(kuò)散趨向集聚：邊緣式擴(kuò)張是兩大城市群的新增建設(shè)用地斑塊在研究時(shí)期內(nèi)最主要的擴(kuò)張模式；飛地式擴(kuò)張?jiān)诰┙蚣匠鞘腥旱臄?shù)量占比緩慢減少，但在粵港澳大灣區(qū)內(nèi)減少的速度和數(shù)量均大于京津冀城市群的；填充式擴(kuò)張?jiān)诰┙蚣匠鞘腥褐械臄?shù)量占比較穩(wěn)定，基本處于15%～25%的區(qū)間，而在粵港澳大灣區(qū)內(nèi)，該模式的數(shù)量占比增長(zhǎng)較快，成為后期粵港澳大灣區(qū)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的主要模式。

(5)驅(qū)動(dòng)兩大城市群建設(shè)用地?cái)U(kuò)張強(qiáng)度各異的影響因子存在明顯差異：常住人口和地區(qū)生產(chǎn)總值是影響京津冀城市群建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的主要因素，粵港澳大灣區(qū)則主要受到地區(qū)生產(chǎn)總值和固定資產(chǎn)投資總額的影響。

本研究旨在梳理南北兩地最具代表性的兩大城市群在長(zhǎng)時(shí)序下的擴(kuò)張時(shí)空特征及其差異，為兩大城市群的科學(xué)規(guī)劃、國(guó)土空間優(yōu)化布局服務(wù)，也為其余不同發(fā)育等級(jí)的城市群擴(kuò)張發(fā)展提供參考與借鑒。因此，結(jié)合兩大城市群近30年的擴(kuò)張過程，提出以下思考：

(1)借助城市擴(kuò)張速率與城市擴(kuò)張強(qiáng)度2個(gè)指標(biāo)，研究發(fā)現(xiàn)京津冀城市群與粵港澳大灣區(qū)的建設(shè)用地?cái)U(kuò)張均經(jīng)歷了“低速擴(kuò)張—波動(dòng)高速擴(kuò)張—穩(wěn)定緩和擴(kuò)張”的過程。但自第五階段(2008—2012年)起，兩大城市群的擴(kuò)張速率和擴(kuò)張強(qiáng)度出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，這主要是由于2008年北京奧運(yùn)會(huì)對(duì)京津冀城市群的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和區(qū)域發(fā)展起推動(dòng)作用，使得該城市群的建設(shè)用地需求增大；粵港澳大灣區(qū)從2009年起推進(jìn)三舊改造工作，注重城市功能布局優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，進(jìn)而減少對(duì)城市空間的需求量。因此，兩大城市群在2008—2017年間呈現(xiàn)出不同的擴(kuò)張態(tài)勢(shì)。

(2)兩大城市群內(nèi)部各城市建設(shè)用地的擴(kuò)張進(jìn)程基本與各自的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相一致，但各城市的擴(kuò)張差異性也反映出兩大城市群目前仍未能充分實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的協(xié)調(diào)發(fā)展，大城市相對(duì)于小城市有更多的發(fā)展空間和機(jī)遇。在未來城市群發(fā)展的指導(dǎo)中，應(yīng)進(jìn)一步提高城市之間的關(guān)聯(lián)度，明確城市群內(nèi)部的分工與合作，提升城市群內(nèi)部協(xié)同發(fā)展程度。

(3)兩大城市群建設(shè)用地的擴(kuò)張格局逐漸由擴(kuò)散趨向集聚，充分證明城市擴(kuò)張理論適用于指導(dǎo)這兩大城市群的發(fā)展研究。而城市群內(nèi)部各城市的功能定位和發(fā)展規(guī)劃會(huì)影響城市群建設(shè)用地?cái)U(kuò)張格局的形成，京津冀城市群的建設(shè)用地屬多中心環(huán)狀放射性擴(kuò)張，各城市間未打破行政壁壘，城市群內(nèi)部融合度不高，仍以中心城市擴(kuò)張為主；粵港澳大灣區(qū)建設(shè)用地的擴(kuò)張格局受主要交通干線影響，較為完善的交通設(shè)施系統(tǒng)使得粵港澳大灣區(qū)形成“廣佛”“廣深港”“澳珠”“深莞惠”等擴(kuò)張組團(tuán)，進(jìn)而使得粵港澳大灣區(qū)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的集聚水平更高。

長(zhǎng)時(shí)間序列下的城市群擴(kuò)張是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)過程，本研究?jī)H從建設(shè)用地?cái)U(kuò)張角度探討城市群的發(fā)展問題，存在一定的局限性。此外，本研究在分析影響兩大城市群擴(kuò)張的主要因素時(shí)，不僅存在港澳地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)口徑與內(nèi)地不一致的問題，而且長(zhǎng)時(shí)間序列下各城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)也存在個(gè)別缺失的情況，因此對(duì)于兩大城市群建設(shè)用地?cái)U(kuò)張的驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究還較單一，仍有待進(jìn)一步完善。