第二节　与城市空间优化相关的文献梳理

围绕要研究的问题，文献梳理从城市空间的界定和结构类型、城市空间调整动力与演进路径、城市空间结构优化手段、城市空间优化的评价标准四个方面进行。

一、城市空间的界定和结构类型

对城市空间结构的定义，虽然目前还缺乏一致性的意见，但总体上是指城市各个要素通过其内在机制相互作用而表现出的空间形态，或者是城区各种功能在地域上的投射和组合；城市是一种特殊的地域，是地理、经济、社会、文化、生态区域实体的集合，因此是人文要素和自然要素构成的综合体。费利认为，城市空间结构是文化价值、功能活动和物质环境三种要素在空间中呈现的特征。鲍瑞纳用系统理论语汇将其表述为城市形态、城市要素相互作用于子系统和各子系统整合而成的城市系统。哈维认为城市空间形态和作为其内在机制的社会过程之间的相互关系，构成了城市空间结构。实际上，从地理学角度看，城市内部空间结构就是指城市中不同功能区的分布和组合，是城市空间结构的物理形态在地域上的投射（唐子来，1997）⁽¹⁾。

城市空间结构可以分为两类：一类认为它只是指城市内部空间结构，另一类认为它应该包括城市与周围地区的关系（陈辞等，2010）⁽²⁾。对于我国而言，由于城市包括行政辖区和城区两个概念，研究城市行政辖区空间，实际上相当于研究都市圈空间。而在这一空间中，不仅有城市功能，也有农村功能，还有自然功能，从当前城市发展面临的矛盾看，不是研究的重点，城区空间中各种功能布局不合理导致的运行效率下降、城市病问题突出，才是需要重点解决的问题。因此本书研究范围总体限定在城区范围的内部空间优化，而对于都市圈范围的空间优化，则根据城区空间功能布局的需要展开，即上述定义中提到的城市与周围地区的关系。

1．狭义的城市空间结构

城市空间结构是各类社会活动决定的功能在城区的投影，即城区土地利用结构、产业、居住、交通布局、生活活动空间结构等（柴彦威，2001）⁽³⁾。城市内部空间结构，正好是人和活动分门别类布置在不同功能区的反映（Knox, 1982）⁽⁴⁾。一般认为，城市空间布局是各功能区的地理位置在空间上的投影。城市中心区处于核心地位，决定着城市的功能布局，进而决定着城市的性质和发展方向。城市空间结构是城市功能区按照各自经济区位的要求，形成在空间位置与规模上相互联系、相互制约的集合体，具体表现为居住区、工业区、商业区、行政区、生态区以及相应的交通系统（邹桂红，2003）⁽⁵⁾。在城市空间结构中，每个功能区都是一个子系统，按照内在联系分布并相互依存和促进（唐子来，1997）⁽⁶⁾。城市空间形态是城市各构成要素的空间分布模式，其合理与否直接影响到各组成部分的运行和发展，影响到与其周围地区的联系，影响到交通组织、生产生活质量等（余瑞林等，2007）⁽⁷⁾。对城市空间结构可以从两个方面理解：一是社会经济活动在地理空间的分布，也称为空间功能结构；二是街道的形态构成，也称为空间形态结构（邓东等，2014）⁽⁸⁾。城市空间结构以密度、功能区布局和形态三种形式表现出来。城市内部空间结构表现为人口空间、功能区空间等各种要素形成的空间形式（冯健，2005）⁽⁹⁾。城市与周围地区之间关系，则属于区域空间结构范畴，而城市与城市之间的关系则属于城市体系结构（陈辞等，2010）⁽¹⁰⁾。

2．广义的城市空间结构

对城市空间结构的研究，既有微观的内部空间结构（功能空间）视角，也有中观的外部空间结构（城市形态）视角，还有宏观的群体空间结构（城镇体系）视角。对城市空间结构的研究，应当包括市区、包括卫星城在内的都市圈、城市体系三个层面，可以认为是微观、中观、宏观三个层次（朱喜钢，2002）⁽¹¹⁾。这些学者认为，随着城市范围的扩展，城市空间结构的研究范围应包括郊区部分，因为现代城市中的郊区已经拥有城市职能，成为具有一定独立性的功能区（陈辞等，2010）⁽¹²⁾。正因为如此，研究对象涉及城市空间的功能、形态、布局演化、动力机制、制度等，也涉及郊区空间、流动空间、社会空间、产业空间、居住空间等方面。在空间尺度上，既有一国一地的研究，也有跨国跨区域的研究，还有都市区、城市群、城市带、世界城市体系等研究（蔡安宁等，2012）⁽¹³⁾。以上定义，已经大大扩展了城市空间研究的范围，也扩展了空间功能研究的内容。

二、城市空间调整动力与演进路径

由于城市是一个复杂系统，空间调整的动力来自许多方面，不仅有经济因素，还有政治、社会、文化、生态等因素。从经济因素尤其是产业发展影响看，主要有以下动力：

1．追求分工和集聚形成的动力

亚当•斯密的分工理论、大卫•李嘉图的比较优势理论都是分析城市空间演进动力的基础。弗里德曼从区域工业发展与区域结构关系角度分析动力机制。也有学者根据规模经济和集聚经济理论，解释城市对各种经济活动的吸引力，分析聚集效应对城市空间结构演变的影响（王开泳等，2005）⁽¹⁴⁾。具体讲，城市不同部位集聚效应的变化，影响厂商、居民的选址，进而影响城市土地的有效利用。从城市空间演进看，产业结构的变化，是推动城市空间结构形态演变的根本动力（郑思齐等，2011）⁽¹⁵⁾。而聚集效应的存在，影响企业和个人在不同区位的选址，由此决定了城市的聚集经济效应及其演化趋势（江曼琦，2001）⁽¹⁶⁾。

2．人口迁移形成的动力

城市居民存在主动迁居和被动迁居两种类型。前者受城市发展的影响，是个人或家庭收入变化的结果；后者受城市改造、交通线路建设等的影响，是“入侵”所引发的。中心区居民、低价值住宅区居民，比郊区居民、高价值住宅区居民更容易迁居。大多数的居民和家庭都是主动选择迁居（冯健，2005）⁽¹⁷⁾。城市中心区居民向外转移，导致中心区居住用地逐渐减少，人口密度降低。而距中心区一定距离的外围，公寓数量增加，人口密度显著提高。随着时间的推移，城区人口密度的最高值会不断由中心向外推移，形成“都市区扩展的波浪理论”（房艳刚等，2005）⁽¹⁸⁾。研究发现，发达国家的城市，中心区的人口密度普遍在下降，而发展中国家恰恰相反，中心区人口密度始终在上升（江曼琦，2001）⁽¹⁹⁾。

3．产业结构演进形成的动力

产业结构调整和空间结构优化均为动态过程，两者应相互协调、共同优化，促进城市经济的快速发展（张志斌等，2007）⁽²⁰⁾。在产业转移背景下，城市空间结构存在差别的原因，既有要素集聚数量的差异，也有要素集聚质量的差异（孙晓华等，2018）⁽²¹⁾。企业选址时，会考虑土地价格、生产成本、劳动力可得性、市场接近性等因素。城市中心地区土地和服务成本的上升，必然促使企业向城市外围转移，进而导致多中心城市形态的形成。就业中心的形成源于集聚经济的力量，此外还会考虑运输成本、沟通成本等。郊区便捷的运输和廉价的土地吸引企业集聚，而较多依赖技术和服务的企业，不得不因为努力靠近创新功能区、靠近服务更完善的社会网络，而继续留在租金高的区域，由此决定了核心城区就业的特点（郑思齐等，2011）⁽²²⁾。日本学者提出了城市体系地域分异的三圈层学说。考虑到土地租金、空间价值以及更加强调居住环境等因素，有学者认为可以用空间价值优化来探求城市空间与产业空间的互动机制。城市功能地域结构的调整与优化，是在产业部门的区位指向性、集聚效应和土地竞租能力的共同作用下，各种生产要素在城市空间里流动组合并促进城市产业空间格局演化的结果。

4．地租变化形成的动力

阿隆索的竞标地租曲线，解释了城市地租与城市土地利用的关系，即城市空间结构是由土地利用结构决定的。土地利用的作用机制，使城市各类主体的活动被分配到特定区域（王开泳，2005）⁽²³⁾。将各种功能的土地利用按经济地租递减曲线叠加，能够建立解释城市呈圆形，尤其呈同心圆空间结构的模型（冯健，2005）⁽²⁴⁾。单中心的城市模型研究，可以得出各类主体愿意为所选择区位支付的意愿租金，在空间上形成“竞租曲线”（郑思齐等，2011）⁽²⁵⁾。

5．交通改变形成的动力

新城市主义思想主导下的城市开发，包括传统邻里社区开发模式和以公共交通为导向的开发模式（李嘉佳等，2014）⁽²⁶⁾。现代城市的轨道交通系统，推动着大城市朝着多中心结构发展。轨道交通已经成为我国大城市空间发展最大的影响因素。现代轨道交通体系的建立，使道路占城市土地利用的面积比例提高。正是道路网通过平面和立体连接各组团，形成了更为完善、快捷的城市交通体系。高铁时代使城市扩张从蔓延变成跳跃式，城市最大半径从公路网、地铁和城铁能支持的50千米，拓展到了100千米以上。同时，高铁模糊了城市群的边界，多个城市群构成了全国尺度上的城市网络。如东京都市圈与名古屋都市圈、大阪都市圈共同构成了“日本太平洋沿岸城市群”。北京市过去30多年的产业功能、公共服务设施功能、居住功能的空间演变关系，均经历了围绕中心城区呈同心圆式圈层扩散，集聚到一定阶段后在交通走廊的引导下，形成沿最小的阻力实现轴向拓展的趋势，三大城市功能空间布局演化实现了城市结构形态“同心圆+轴向拓展”的演变趋势。

6．政策调整形成的动力

政府、企业、居民通过各种活动对城市空间发展产生的作用，可以分为经济推动力、政府调控力、环境支撑力、市民制约力四种类型（王洁心，2011）⁽²⁷⁾。在中国，政策因素对城市空间结构的影响较大，政府通过城市规划、土地、环境等政策的引导形成强劲动力（赵楠鸽，2012）⁽²⁸⁾。体制机制动力可分为：①“自上而下”的政府推动机制和“自下而上”的市场推动机制；②政府、企业、农民以及城市居民多元主体推动的动力机制；③外力型和内力型的动力机制；④产业结构演进型动力机制；⑤要素推进型动力机制；⑥制度变迁形成的动力机制（许抄军等，2007）⁽²⁹⁾。城市政体理论（urban regime theory）阐述了城市空间结构在政府、企业、居民三类主体行为中的交互影响关系以及推动城市发展的动力（张京祥等，2008）⁽³⁰⁾。

7．其他方面的动力

在我国，高端服务业、航空和通信条件、居民受教育水平、政府在科技与教育方面的支出等，在吸引人口中的作用越来越大。其中，科研、金融、商务、信息咨询、旅游等生产性服务业集聚程度高的地区，人口增长率较高，而一般制造业和服务业集聚的地区，人口集聚能力不强。

三、城市空间结构优化手段

空间优化是政府和市场共同选择的结果，就政府而言，采取一些特定措施调整空间结构，是最重要的手段。

1．利用规划引导空间优化

城市空间布局优化是以空间功能布局调整为对象，以区域结构演进为动力，促进其空间资源分布、产业布局的协调。20世纪50年代以后，西方规划理论界开始从偏重物质空间形态的规划设计，转向偏重社会经济形态和内在机制的空间规划设计。从城市空间物质形态的构成要素的角度分析，城市内部空间形态需从用地、道路网络、界面、节结地和空间组织关系5个方面出发，进行空间类型、用地结构形态、空间网络、中心与节结地及空间三维的研究（何子张等，2005）⁽³¹⁾。中央城镇化工作会议提出了“由扩张性规划逐步转向限定城市边界、优化空间结构的规划”“严控增量，盘活存量，优化结构，提升效率”等政策方针⁽³²⁾。

2．利用土地政策引导优化

政府通过推进土地使用制度改革，尤其是通过土地置换，可以直接影响城市的用地结构和布局。土地置换使存量土地得到优化利用，本身就是空间结构调整的表现形式。国土部门也发出了“严格控制城市建设用地规模，确需扩大的，要采取串联式、组团式、卫星城式布局”等通知⁽³³⁾。

3．利用空间形态引导优化

城市形态与城市结构互为表里，城市形态相互作用加上组织原则就构成了城市空间结构（张学勇等，2014）⁽³⁴⁾。从全域城市化视角出发，提出优化城乡关系组织、构建多中心城市空间结构、优化城镇规模边界组织、建设相对独立的并与原有城区形成功能补充的新城等建议（汪坚强等，2013）⁽³⁵⁾。通过适度提高土地开发强度和密度，构建紧凑型城市空间（王振坡等，2014）⁽³⁶⁾，也会影响空间变化。借助GIS和统计分析等方法，通过对城市空间结构的规模等级结构特征、职能组合特征和空间组织形态特征的分析，对比国内外大都市发展的经验规律，寻找其当前存在的问题，并提出相应的优化策略（吴一洲，2011）⁽³⁷⁾。

4．利用体制机制引导优化

体制机制手段对空间优化的影响表现在行政区划调整、合并等，如撤县设区、将周边部分行政单元划转城市管理等，可以使城市迅速控制更大规模的生产要素，从而获得更丰富的发展资源。尤其是在转型期，政府治理体系及相关制度、手段的变革，是实现空间集约和理性发展的重要保障（张京祥等，2008）⁽³⁸⁾。空间调整中应全面梳理各类空间资源，明确各区块优化的方向，引导产业用地的规模、使用方式与城市规划的定位相协调（孔令刚等，2013）⁽³⁹⁾。综合运用城市规划和相关法规，运用政府的力量来影响城市发展（Nelson et al.，2002）⁽⁴⁰⁾。此外，房产税、开发费、基础设施投资项目管理等措施，也将引导城市空间朝着规划方向发展（郭湘闽，2009）⁽⁴¹⁾。鼓励新区发展、对部分传统空间进行改造、实行城市空间指标配给与分区管制等，能够更好保证空间优化的合理方向（刁琳琳，2010）⁽⁴²⁾。

四、城市空间优化的评价标准

1．评价空间优化的理论依据

从城市地理学和城市规划角度进行的研究，是把城市看作一个面，研究城市内部各组成部分及其相互间的关系（冯健，2005）⁽⁴³⁾。对于居住形态及其影响机制的阐释，是芝加哥学派兴起的重要因素。早期的中心地理论，主要通过经济联系强度如批发和零售、物流等来评价城市的中心性。此后的“计量革命”推动了城市经济联系的相关空间分析的理论研究，包括空间相互作用理论、核心边缘理论、空间扩散理论等。伯吉斯曾经以芝加哥为例，构建了空间形态模型，以此解释产业发展与城市形态的关系，认为城市可以划分成5个同心圆区域，其中心是商业区。城市在空间形态上不是均质的，各类功能区由中心沿主要交通线向外延伸、呈扇形分布，商业更多集聚在中心区，工业更多布局在交通沿线。对美国不同类型城市的空间形态进行研究后发现，城市是由多个不同的功能区和中心构成的（孙秀林，2015）⁽⁴⁴⁾。在实际应用中，1933年雅典宪章、1977年马丘比丘宪章、1981年华沙宣言、1992年环境与发展宣言、21世纪议程等，都是分析空间结构的重要参考。其中雅典宪章的主要思想是以人为本，以人的基本活动空间尺度为基本，理性地进行城市功能分区。关于城市规划的流派和主要方法见表1-1。

2．基于单中心城市评价方法

在单中心城市模型中，人口密度及其梯度等数据可大致反映城市空间结构特征。对很多城市人口密度的研究发现：人口密度随着到城市中心距离的增大而减小；人口密度梯度随时间的推移而降低。模型还可以推导出通勤成本与住房成本呈此消彼长的关系（郑思齐等，2012）⁽⁴⁵⁾。基于城市发展效应定量分析角度，建立城市空间布局优化效应评价模型，即从基础、结构、效益、质量四个维度展开量化评价，并运用熵值法确定评价指标权重（佟岩等，2013）⁽⁴⁶⁾。如果在半径3英里（约合4.83千米）区域内，其就业占整个城市30%以上，就可被视为单中心城市。北京市2004年经济普查的街道就业数据显示，半径3英里（约合4.83千米）的区域内，就业比例达到48%，是典型的单中心城市形态。实际上，目前中国很多城市都可以被认为是单中心城市（郑思齐等，2012）⁽⁴⁷⁾。

3．基于分形理论的分析

分形理论可以很好地揭示城市系统的复杂性空间演化规律，已成为当前城市地理研究的重要理论。不过，分形理论侧重于城市体系空间结构与组织的理论或实证研究，都市圈经济联系等级规模结构研究，都市圈空间结构演化、空间流及城市内外部相互作用模型研究，等等。国内学者运用分形理论进行的研究，主要有空间流分析、空间运输联系分析、空间组织与城市经济区研究等（刘承良等，2007）⁽⁴⁸⁾。如运用分形理论，计算长江三角洲地区城镇体系规模结构分形分布的分维数和城镇体系空间结构的关联维数，并分析其规模结构和空间结构的分形结构特征；运用Kohonen神经网络模型，对长江三角洲地区的城市进行城市职能分类，分析其职能结构（凌怡莹等，2003）⁽⁴⁹⁾。

应当说，目前在城市空间的界定、演进的动力、优化的内容、评价的标准等方面已经有许多研究成果，形成了系统的认识和分析方法。但由于城市空间的复杂性、影响因素的多样性，在分析评价空间优化的标准时，更多地从某些指标和某方面出发，还没有发现系统性定量分析成果，即使在定量评价方法和工具的运用中，也只能选择很单一的指标。因此，没有适用性和可操作的空间定量分析，是面临的一大难点。