从全球尺度认知城市收缩与增长模式

原文信息

内容速递

文章概要

不协调的城市增长模式常常会引发一系列问题，特别是城市扩张和城市收缩。这些问题经常共存并相互作用，为实现城市可持续发展带来巨大障碍。因此，从综合角度审视城市扩张和收缩的研究十分重要。本文提出了一个新的框架，利用30年来人口和密度的综合特征变化，对全球3911个城市的增长模式及其驱动因素进行分析，最终发现发展阶段在城市增长模式中发挥着关键作用。其中，密集型城市大多出现在工业化和城市化的早期；扩张型城市在加速工业化和高速发展区占主导地位；而处于后工业化时期的地区会出现越来越多的收缩型城市。本研究旨在帮助人们从整体上认识全球城市化进程，同时为更全面地评估可持续发展目标指标11.3.1提供支持。

从全球尺度认识城市收缩与增长模式

康斯坦察市位于罗马尼亚东南部，黑海沿岸，是罗马尼城市化是21世纪最重要的全球社会变化，然而城市扩张和人口增长之间的关系并不均衡。为促进城市的可持续发展，本研究旨在解决三个问题：第一，全球城市扩张和收缩的趋势是什么？第二，是什么因素影响了城市扩张和收缩趋势？第三，城市扩张和收缩与社会发展阶段之间存在什么关系？

遥感数据方面，本研究采用了清华大学的Global Artificial Impervious Area(GAIA)数据集(Gong et al., 2020)和European Commission’s Joint , 2022(JRC)的水体数据集(Pekel et al., 2016)来确定城市建设区域。城市人口数据来自全球人类定居层数据(Corbane et al., 2019; European Commission. Joint Research Centre, 2022)，研究者使用了空间分辨率为1公里的GHS-POP。在相关因子分析中，使用了来自GEBCO的DEM数据和利用欧盟土地覆盖数据获得的耕地面积数据(Copernicus Climate Data Store, 2019)。

社会经济数据的主要来源是联合国开发计划署的HDI统计数据(UN, 2019)、世界城市化前景数据(UN-Habitat, 2022)等，其中包括人类发展指数(HDI)、人均国内生产总值、城市化率和工业增值数据。

图1展示了整个研究过程，研究者首先利用城市建成区面积和人口数据计算城市人口密度，之后根据人口密度和城市人口趋势确定了五种城市增长模式。在使用多元逻辑回归模型研究影响城市扩张和收缩模式的因素之前，研究者将这些模式与HDI和国民收入水平的数据进行了合并。

图1 技术路线

在城市人口密度测算方面，研究者首先将各城市建成区划定为行政边界。之后将结果与人口统计数据进行叠加，由此确定建成区的人口和城市人口密度。该研究将1990-2020年分为三个时期，每10年一个，并从全球127个国家和地区中确定了3911个代表性城市。

在识别城市增长模式方面，研究者利用了城市人口密度和城市人口数量的变化来识别城市扩张或收缩格局（图2）。由于密度的增加主要是城市人口增长超过建成区扩张而造成的，因此将人口密度增加的城市定义为致密型城市。人口密度不变的城市，若人口数量增加则是比例增长型城市，若恒定则是可持续型城市；密度降低的城市，若人口增加或不变则是扩张型城市，若减少则是收缩型城市。在模式识别过程中研究者建立了人口和人口密度阈值为1%的识别标准，这意味着只有城市的人口和密度变化大于1%时才能够被确定为增加或减少。为进一步分析，研究采用了联合国分类标准，按照人口规模对城市进行分类，将人口超过100万的城市定为大城市，少于100万的定为中小型城市。

图2  城市增长模式识别 

研究者将城市增长模式与国民收入水平、人类发展指数联系起来，检验城市扩张和收缩模式与社会发展水平之间的关系，并采用多元逻辑回归模型来量化社会因素对城市模式的影响。考虑到数据可达性，本研究选取了与城市发展相关的因素作为自变量，如社会发展水平、工业化水平、城市化水平、耕地条件和坡度等。

图3  1990年至2020年，

全球建成区面积扩张和城市人口增长趋势

结果表明，在研究期间撒哈拉以南非洲城市的人口和建成区面积增长最高，分别为407.61%和321.37%。相比之下，欧洲和中亚地区的人口增长最低，为95.97%；拉丁美洲和加勒比地区的建成区面积增长最低，为147.20%。在过去30年里，除拉丁美洲和加勒比地区外，所有地区的建成区面积扩张率都超过了城市人口增长率。

图4  1990-2000年、2000-2010年

和2010-2020年期间全球城市扩张和收缩模式

如图4所示，在调查期内致密型城市数量不断下降，可持续型城市较为稀缺。扩张型城市数量最多并在研究期间不断增长，而出现收缩迹象的城市并不多，大多分布在发达国家。在30年间，致密型城市的比例与人类发展指数、国民收入水平呈负相关，可持续型城市更多地出现在高收入国家（图5）。

图5  可持续发展目标区域(a)，

世界银行收入区域(b)国家群体条形图

编者评述

与以往研究相比，本研究使用了城市人口密度和城市实体扩张范围内的人口动态数据，更准确地确定了城市发展轨迹。此外还将城市模式与社会发展水平联系起来，揭示了全球城市模式随社会经济发展阶段的演变。本研究也存在着一些局限。首先，由于人口数据是一个区域内统计数据的再分配，可能存在误差。第二，尽管各城市的行政水平已被确定为GAMD三级，但各国行政水平的差别仍相当大。此外，研究者的分析主要集中在对全球规则宏观层面的描述上，但扩张和收缩往往在同一个城市中共存。未来的研究可以使用更直接的指标来量化城市化水平与城市类型之间的关系，包括人力关系、城市各发展模式比例、城市化水平和人类发展水平等。

总之，本研究考虑到社会和经济发展的宏观背景，总结了控制城市收缩和扩张的原则。该项研究成果有助于更好地理解全球城市化进程、评估可持续发展目标，以促进人类社会与环境之间的协调发展、推动城市可持续发展并支持城市增长的模拟。

原文出处

Sun, Y., Jiao, L., Guo, Y., & Xu, Z. (2024). Recognizing urban shrinkage and growth patterns from a global perspective. Applied Geography, 166, 103247.

https:///10.1016/j.apgeog.2024.103247