武汉城市圈空间结构演化与空间整合研究

摘要

城市群体空间是社会发展阶段的产物和标志。武汉城市圈是一个典型的单中心城市圈，也是一个发展程度比较高的城市化空间区域。武汉城市圈各个成员城市，以中心城市武汉为核心和依托，通过相互联合与互动发展，形成功能性质互补、经济相互依存、社会发展趋同的城市群体，是提高武汉城市圈整体竞争力水平的重要路径。本文以武汉城市圈为研究对象，实证分析武汉城市圈形成、发展过程，分析其空间结构演变过程，探讨城市圈发展与空间演化过程的一般规律与内在机理，提出城市圈空间整合的目标、原则、途径与战略，可为武汉城市圈的整合发展的依据决策参考，因而具有一定的理论与实践意义。
　　根据论文选题研究的需要，论文全文共分为8章。第1章为前言。主要介绍论文研究背景、意义、目的、内容、思路、方法，说明研究区域概况与资料来源及数据处理方法。第2章为国内外相关研究进展及理论基础。论文较为全面地回顾了国内外城市群与都市圈及其整合发展相关研究进展，并对城市圈空间演变及其整合发展的相关研究进行评述与展望，进而梳理城市圈空间演变及其整合发展研究的相关理论，构建城市圈空间演变及其整合发展研究的理论基础。第3章为城市圈空间演变及其一般过程分析。在分析城市圈概念、类型、演变阶段的基础上，基于计算机技术，对城市圈空间结构演变的一般过程进行模拟，试图建立城市圈空间结构及其演变的一般模型，为论文研究搭建理论框架。第4章为城市圈空间格局特征研究。在分析武汉城市圈理论范围的基础上，对武汉城市圈空间要素进行分析，评价城市圈成员城市发展水平的空间差异，分析城市圈空间结构的分形特征。第5章为武汉城市圈空间结构的演变过程分析。在分析了武汉城市圈各成员城市起源与发展过程、武汉城市圈形成过程的基础上，基于GIS平台，利用可达性技术，对武汉城市圈不同时段的可达性水平进行计算与分析，以揭示武汉城市圈空间可达性格局的演变过程与特征。在此基础上，对不同时段城市圈城镇之间空间联系强度的演变进行定量分析，进一步揭示武汉城市圈内各个城镇之间的空间联系强度及其变化过程与规律。第6章为城市圈空间结构演变的作用机制分析。在分析了影响城市圈空间演变的各种因素后，建立了城市圈空间演变机制的概念模型并进行了解释，然后基于因子分析的方法，分析了社会经济因素对城市圈空间演变的作用机理。第7章为城市圈空间整合方略研究。讨论了武汉城市圈空间整合的意义与目标、依据与原则、重点与思路、整合构想与实现途径。第8章为结论与展望。总结归纳论文主要的研究结论，说明论文可能的创新点，分析存在的不足并展望今后进一步研究的努力方向。
　　本文的主要做了如下基础性的工作：(1)梳理了有关城市圈的概念、类型及其功能。城市圈是以一个或者多个特大城市、大城市为中心，以一系列性质、规模及等级各不相同的中小城市为成员，在一定空间范围内共同组成的地域空间组织，是一个具有空间位置相近，功能紧密联系、城镇相互依存特点的圈层式地域结构和经济一体化发展的地域空间组织。城市圈一般可以分为单中心城市圈、多中心城市圈和网络化城市圈三种类型。城市圈对于区域发展的功能主要体现在枢纽功能和孵化器功能两个方面。(2)解析了城市圈发展演化及其空间演化模式。城市圈的发展是一个动态过程，城市圈的发展过程一般是由落后向先进、由欠发达向发达、由不成熟向成熟阶段不断演进的过程。城市圈的组成要素的空间组合，在不同发展阶段表现为各种形态和结构，成为构建城市圈空间结构演化模式的基础和依据。城市圈演化的阶段可以分为离散发展阶段、集聚发展阶段、扩散发展阶段与均衡发展阶段。演变的动力主体来自产业的集群与集聚、城市的集聚与扩散、政府的管理与组织。根据区域空间结构理论，结合城市圈内部形态结构及其发展阶段的特征，通过城市圈空间系统要素的界定，将城市圈空间结构的演化划分为5种类型，即疏点演化模式、散块演化模式、条带演化模式、团块演化模式和板块演化模式。(3)解剖了武汉城市圈的空间结构格局特征。武汉城市圈表现出极核式结构、点轴式结构、圈层式结构与网络式结构的多种特征。根据分形分析，武汉城市圈城镇规模分布比较集中，表现为中间位序的城镇数目较多，人口分布比较均衡，首位城市人口集聚发展已经超过理论状态。武汉城市圈空间单元的城镇之间都已经形成随机分形结构，并有较强的空间相关性，城市之间的联系比较紧密，城镇的空间分布的向心性不强，靠近中心城市武汉的城镇数量少，远离中心城市武汉的城市多，城镇在空间上离散分布的特征特别明显，武汉城市圈东部、西部地区城市分布的均衡性最好，南北方向及武汉市周边地区城市稀疏，城镇分布的均衡特征分布不明显。(4)论证了可达性空间格局演变特征。采用1989、1995、2000、2005、2010、2015年的交通路网数据，利用可达性分析技术，对以武汉为中心和以各个城镇为中心的可达性空间格局特征进行了分析，发现城市圈内可达性水平明显提高，可达性圈层特征显著，可达性轴向连接态势正在形成，可达性区域差异十分明显，可达性空间演变表现出明显的结构模式特征，研究提示可达性对路网改善的响应差异明显。(5)透视了空间联系格局演变特征。采用1989、2003、2008、2013的城镇非农业人口数据与城镇之间的直线距离，对城镇之间的空间联系强度进行了计算，分析了武汉与各城镇之间，各城镇相互之间的空间联系强度及其变化，进而分析了空间联系隶属度的变化，发现了各个城市空间联系比较强的区域集中分布于城市圈核心区域。(6)研究了城市圈空间结构演变的影响因素与作用机制。城市圈的形成与发展受到多种因素的影响，主要包括自然条件、资源禀赋、经济发展、交通区位、人口增长和政策引导等。城市圈空间结构的演变受到自然条件限制与适应、资源开发利用与互补、城镇人口增长与迁移、经济空间集聚与扩散、交通网络结构与诱导、政府决策引导与调控等力量的综合作用，其中，社会经济发展是城市圈空间结构演变的主要动力，而结构的演进也对空间变化产生作用。(7)论述了武汉城市圈空间整合的基本思路。引导、推动人口和产业向长江、汉江及铁路、公路沿线等承载能力较强的地带集聚，进一步突出武汉中心城市在城市圈的主中心地位，以黄石、孝感为副中心城市，以黄石、鄂州、黄冈、孝感、成宁作为武汉城市圈的市域中心城市，以仙桃、潜江和天门以及其他县城作为武汉城市圈中的县域中心城市，加快推进城镇的极化发展。选择5条发展轴线作为武汉城市圈的城镇发展聚合轴和拓展轴，通过城镇、交通和产业在发展轴上的聚集，进而形成城市产业空间与城市居住空间的功能互补和集约化紧凑发展，农业空间、乡村聚落空间和山水生态空间相互穿插融合，各种要素相互协调发展的网络化多中心城市圈域。(8)提出了空间整合的实现途径。途径包括重组和优化城镇空间布局，协调区际空间引导与规划和实施空间与产业双重整合。
　　论文可能的创新点为：(1)基于地理学分析问题的一般思路，按照“格局-过程-机制-调控”的范式构建了城市圈发展演化机制与空间整合研究的分析框架，形成了串联式的论文结构，以此来分析武汉城市圈空间结构要素与空间格局特征、分析了武汉城市圈空间格局演变的一般过程与特征、初步解析了武汉城市圈空间格局演变的影响因素与作用机制，提出了武汉城市圈空间整合的目标、原则、依据、重点与战略，进面提出了空间整合发展的构想、途径与战略。这一分析框架适用于类似城市群体空间演变的研究，因而具有一定的借鉴意义与创新成份。(2)城市圈空间结构演化一般模式的模拟研究，为城市圈发展演化研究提供了理论支撑。本文从理论研究角度，根据区域空间结构理论、城市圈内部形态结构及其城市圈地不同发展阶段的特征研究，结合城市圈空间系统要素的界定，突出以面要素为构成基础，将城市圈空间结构演化模式分为疏点演化模式、散块演化模式、条带演化模式、团块演化模式、板块演化模式等5种类型，并进行了计算机模拟分析，提示了城市圈空间结构演化的一般过程与规律，可为城市圈发展规划与优化调控提供理论借鉴。(3)进一步集成了城市圈发展演化研究的方法与技术。一是论文借助GIS平台，提取城市圈空间信息数据，建立论文分析的数据库，发挥GIS的空间分析功能。二是在格局分析方面，采用了层次分析法、分形分析方法等技术。三是在格局演变分析方面，采用了基于ARCGIS的可达性分析技术和空间联系强度的定量分析方法。四是在机理分析时采用了因子分析的方法。总体上看，论文较好地集成了城市圈发展演化分析的技术与方法，能够满足从不同侧面分析城市圈发展演变特征与机制的需要，因而可为类似研究提供参考。

目录

声明

摘要

1 序言

1．1 研究背景

1．1．1 全球城市体系新格局正在形成

1．1．2 城市抱团发展已成为新的趋势

1．1．3 武汉城市圈发展面临新的机遇

1．2 研究目的与意义

1．2．1 研究目的

1．2．2 研究意义

1．3 研究方法与技术路线

1．3．1 研究方法

1．3．2 论文框架

1．3．3 技术路线

1．4 研究区域与数据来源

1．4．1 研究区域概况

1．4．2 数据来源

1．4．3 数据处理

1．4．4 建立数据库

2 研究进展与理论基础

2．1 研究综述

2．1．1 都市圈相关研究

2．1．2 研究评述与启示

2．2 相关理论基础

2．2．1 城市群体论

2．2．2 空间结构论

2．2．3 区际关系论

2．2．4 整合发展论

2．2．5 理论评述

3 城市圈发展及其演化模式

3．1 城市圈的概念、类型与功能

3．1．1 概念界定

3．1．2 主要类型

3．1．3 基本功能

3．2 城市圈的演化阶段与动力机制

3．2．1 四个阶段

3．2．2 三大动力

3．3 城市圈发展演化的一般模式

3．3．1 研究方法

3．3．2 城市圈空间系统发展模式

3．3．3 城市圈空间演化模拟

3．4 小结

4 武汉城市圈的空间格局

4．1 武汉城市圈的圈域范围

4．1．1 城市圈范围划分的理论依据

4．1．2 武汉城市圈的理论范围

4．1．3 武汉城市圈规划确定的范围

4．2 武汉城市圈空间结构要素与现状

4．2．1 四大要素

4．2．2 四类结构

4．3 武汉城市圈空间结构的特征

4．3．1 主要城市发展水平的空间差异

4．3．2 城镇等级规模的分形特征

4．3．3 城镇空间结构的分形特征

4．4 小结

5 武汉城市圈空间结构的演变特征

5．1 城市的形成与发展

5．1．1 城市的起源

5．1．2 城市的缓慢发展

5．1．3 城市的极化发展

5．1．4 城市的快速发展

5．1．5 城市的群体发展

5．2 武汉城市圈的形成与发展

5．2．1 武汉城市圈概念的提出

5．2．2 武汉城市圈地位的提升

5．2．3 武汉城市圈规划的编制

5．2．4 长江中游城市群上升为国家战略

5．3 武汉城市圈可达性空间格局演化特征

5．3．1 可达性评价指标

5．3．2 可达性分析的技术路线

5．3．3 以武汉为中心的城市圈可达性分析

5．3．4 以城镇为中心的城市圈可达性分析

5．4 武汉城市圈城市空间联系格局演变特征

5．4．1 城市空间联系评价方法

5．4．2 武汉与各城镇节点空间联系格局演变

5．4．3 各城镇节点之间的空间联系格局演变

5．4．4 城市空间联系隶属度格局特征

5．5 小结

6 武汉城市圈空间演变的作用机制

6．1 武汉城市圈空间结构演变的影响因素

6．1．1 自然条件

6．1．2 资源禀赋

6．1．3 交通区位

6．1．4 经济发展

6．1．5 人口增长

6．1．6 政策引导

6．2 作用机制概念模型

6．2．1 概念模型构建

6．2．2 动力机制分析

6．3 演变机理解析

6．3．1 理论假设与变量选择

6．3．2 样本说明与分析模型

6．3．3 计算过程与结果

6．4 小结

7 武汉城市圈空间整合的总体设计

7．1 空间整合的意义与目标

7．1．1 整合意义

7．1．2 整合目标

7．2 空间整合的依据与原则

7．2．1 整合依据

7．2．2 整合原则

7．3 空间整合的重点与思路

7．3．1 整合重点

7．3．2 总体思路

7．4 空间整合的基本途径

7．4．1 重组和优化城镇空间布局

7．4．2 协调区际空间引导与规划

7．4．3 实施空间与产业双重整合

7．5 小结

8 结论与讨论

8．1 主要结论

8．2 可能的创新之处

8．3 不足与展望

附录

参考文献

攻读博士学位期间取得的研究成果

致谢