諾貝爾經濟學獎得主斯蒂格利茨曾說過：“21世紀世界發展有兩個趨勢將產生深遠影響，一是美國的新技術革命，二是中國的城市化”。城市化的外在表現就是城市的空間擴展，地理學認為城市擴展是城市的物質空間形態即城市在地表上實際范圍的擴展。城市自產生之日起，空間的擴展在任何城市幾乎都概莫能外，只是不同城市因受不同因素影響，具有不同的擴展模式及特征。分析研究城市空間擴展能夠發現城市的發展過程、演變規律，并為實現城市與人口、資源、環境、經濟、社會等的協調發展提供決策咨詢。國外學者對城市空間擴展的研究較早，不同學者分別從政治、經濟、社會等方面進行探討，形成了政治經濟學派、社會學派、空間組織學派等。國內學者由于受意識形態的影響，對城市土地擴展的研究起步較晚，且主要借鑒國外的研究成果，研究內容主要集中在空間擴展模式與動力機制、城市土地集約利用等方面?？傮w來看，目前我國城市空間擴展的研究呈現出從定性描述轉向定量分析研究。從選擇的地域來看，北京、上海、重慶等大城市的研究較多，中小城市和城市群、城鎮密集區的研究較少。煙臺是山東最早開埠的通商口岸，也是中國14個沿海開放城市之一，又處于東北亞的核心地帶，是渤海海峽“橋頭堡”，具有發展成為連接東北、華北、華東以及長三角、珠三角樞紐的潛力，城市發展的前景很好。因此，本文借助歷史資料和長時間序列遙感影像，在GIS技術的支持下，分析煙臺城市空間擴展的歷程和機制，以期通過長時間的檢測，揭示城市空間擴展規律，為城市發展戰略的制定提供依據。
1、研究區概況
煙臺市位于山東半島中部（36°16′~38°23′N，119°34′~121°57′E），東鄰威海，西接濰坊，西南與青島毗鄰，北南兩面分別瀕臨渤海和黃海，北隔渤海海峽與遼東半島相望。明代朱元璋為防海盜設奇山所（狼煙臺），這是煙臺最早的居民區。1861年開埠，大量外國官員、商人和傳教士蜂擁而至，外國商船也大批在此停泊，從此這個商業小鎮逐漸興盛。改革開放后，特別是1984年成為我國14個沿海開放城市以來，煙臺市進入快速發展階段。目前煙臺已成為環渤海經濟圈內以及東北亞地區的國際性港城、商城、旅游城，中國經濟20強城市，是中國最具投資潛力和發展活力的新興經濟強市。
煙臺地貌類型復雜，屬起伏和緩、谷寬坡緩的波狀丘陵區，平原、洼地主要分布于河谷西岸及濱海地帶。全市土地總面積13746.5km2，行政上共轄12個縣市區，2012年底總人口650.3萬。本文的研究區域為煙臺市轄區，包括芝罘、福山、萊山及牟平4區，面積2722km2，人口180.3萬。
2、數據與信息提取
本文數據以LANDSAT數據為基礎，包括1973與1982年的MISS數據、1990和2007年的TM數據、2001和2012年的ETM+數據；另外還有1974年1:100000地形圖、DEM（30m）數據，以及《煙臺五十年》\\(1949~1999\\)和《中國城市統計年鑒》等統計數據；輔助資料有煙臺的歷史圖片、1949年老煙臺街巷全圖（分區圖）、出版的紙質地圖、《2005年煙臺市城市總體規劃》等。
為獲取煙臺的城市空間擴展信息，首先在ENVI4.8中對遙感影像進行彩色增強處理，發現MISS數據7、5、4波段組合，TM和ETM+數據5、4、3波段組合更容易識別城市空間信息，并以1974年1:100000地形圖為準對不同時期的遙感影像進行幾何精矯正。然后在ArcGIS10.0中采用人工目視解譯并結合實地考察以及地形圖和相關的輔助資料提取不同時期的城市空間圖層，再利用空間統計工具計算出建城區面積，借助疊置（Overlay）工具獲取各階段城市空間擴展的面積。
3、煙臺城市空間擴展的過程
根據建成區面積、城市空間擴展的速度和方向特征，并結合歷史資料、城市發展政策、城市規劃等，將建國以來煙臺城市空間擴展過程分為三個階段：城市空間緩慢擴展階段（1949~1984）、城市化加速階段（1985~2001）、城市空間快速擴展階段（2002至今）。
3.1城市空間緩慢擴展階段
建國后相當一段時期國家一直堅持“不搞大城市，勤儉建國”的城市建設指導思想，1979年的《煙臺市總體規劃》也明確指出城市建設要注意節約用地，向高空和大海要地。受國家政策和城市規劃等的影響，這一時期煙臺城市空間擴展比較緩慢。到上世紀80年代初，市區建成區面積加上福山、牟平也不過41.72km2，比建國初僅擴展了約20km2，但城市形態發生了較大變化。伴隨著藍煙鐵路的建成通車以及西沙旺工業區的定位，居住區的一些工廠開始搬到西郊，不僅有效改善了居住區和工業區混雜的局面，還促進了城市空間向西擴展，逐漸形成東西狹長的城市格局（圖1）。城市各區的功能也開始定位，西郊逐步發展成為工業區，中部重點發展為居住區，環境優美的東郊則成為旅游區。
3.2城市化加速階段
1983年地級煙臺市成立，原福山縣成為煙臺的一個區；1984年煙臺被定為全國14個沿海開放城市之一，同年煙臺經濟技術開發區在福山區北部濱海成立，翌年動工建設；1994年萊山區成立，牟平撤縣改區。行政區劃的調整以及開發區的建設，推動煙臺的城市空間加速擴展。開發區是這一時期城市空間擴展的一大亮點，到本世紀初已向東擴展至夾河岸邊，南部基本與福山建成區相連，沿長江路向西擴展得最大，新成立的萊山區和老城區也均有不同程度的擴展。濱海北路的拓寬整治、國際會展中心的建成，使煙臺山至東炮臺一帶成為充分體現煙臺海濱城市特色的標志性區域，徹底改變了市區“有濱無?！钡臍v史。
芝罘區北部的平原區幾乎全部被城市化，城市空間已擴展至海濱。到2001年煙臺建成區面積已達113.22km2，與1982年相比增加了71.52km2，年均擴展3.76km2，年均擴展速度比1973~1982年快2.22km2。但這一時期各區的聯系較少，交通成為城市進一步發展的瓶頸。
3.3城市空間快速擴展階段
進入新世紀后煙臺城市空間快速擴展，2001~2012年擴展了191.44km2，年均擴展面積是1982~2001年的3.62倍，目前建成區面積已達304.66km2。城市空間的快速擴展與交通的改善分不開。市區南部的山體是芝罘區與萊山區之間的天然屏障，嚴重阻礙了城市空間的進一步擴展，塔山隧道的開通使這一屏障不復存在。南山隧道、魁星樓隧道、黃金頂隧道的打通以及夾河大橋的竣工，使萊山、芝罘、福山三區的聯系更加緊密。交通的貫通促進了各建成區的組團發展，改變了各區獨立發展的局面。目前煙臺已形成芝罘、福山、開發區、萊山四個成熟的組團以及養馬島、八角兩個正在發展的組團。福山、開發區組團已連成一片，并與芝罘組團隔夾河相望、以橋相連，芝罘組團與萊山組團也繞山相連，逐漸形成山聳城中、城隨山轉、海圍城繞的城市空間格局。
4、煙臺城市空間擴展的機制
4.1自然條件是城市擴展的基礎
城市發展始終無法擺脫自然環境的影響，因為無論科技多么發達，城市總要在地球表面上占據一部分土地，總要與周圍的自然環境發生物質、能量等的交換。自然地理條件如地形、植被、土壤、水文、氣候等因素相互作用，共同構成城市生存、發展的基礎。自然因素通過影響人口分布和經濟活動而影響城市空間擴展的速度、模式等。
地形對城市擴展的影響最為明顯，地形起伏較小的地區，對外交通便利，適合城鎮建設的土地較多，因此建成區多沿海拔較低的平原地區擴展。在ArcScene中提取煙臺市區的20m、50m和70m等高線，然后借助ArcToolbox獲取不同高程段的城市空間擴展面積，發現1973~2012年煙臺擴展的建成區絕大部分都在70m以下，其中近90%在50m以下。不同時期擴展的建成區大部分也都在海拔50m以下，但地勢較高地區的城市面積增加較快，海拔在50m以上的建成區1973~1982年擴展了3.41km2，1982~2001年增加了6.64km2，2001~2012年又擴展了21.99km2。海拔70m以上的建成區總量較少，但也呈增加趨勢，1973~1982年擴展了1.33km2，2001~2012年則增加了5.98km2（表1）。這種現象與城市空間擴展的特征有關，城市建設總是先占用海拔較低、便于開發的土地，但隨著城市化進程的加快，土地供應的日益緊張，城市便會向海拔較高、較難開發的地區擴展。
4.2經濟發展是城市擴展的決定力量
（1）經濟發展與人民生活水平的提高
經濟發展狀況和人民生活水平的提高是影響城市空間擴展的主要因素。在經濟發展的帶動下，城市各種能量流、人口流、信息流在城市中暢通流動，促進城市職能向外疏散，城市用地不斷向周圍擴展煙臺城市空間進入了快速擴展階段，這與市區經濟的快速發展密不可分。本世紀初，煙臺市轄區的地區生產總值不到400億元，2012年市區的GDP已達到2300多億元，年均增速近20%。
將煙臺的建城區面積與地區生產總值進行相關分析，發現兩者的相關系數高達0.987，在0.01水平上顯著相關。目前，煙臺市區的固定資產投資達1300多億元，房地產業發與展迅猛，房地產開發投資額超過400億元。
隨著城市人口規模的擴大、人民生活水平的不斷提高，城市對土地的需求不斷增加，必然會引起城市居住用地、道路、綠地等的增加，從而推動城市空間向外擴展。
2002年末煙臺市轄區總人口168.45萬人，2012年底增至180.30萬人。本世紀初煙臺市區職工年平均工資不足13000元，目前已超過4萬元。十余年來，市區人均城市道路面積由6.9m2增加至18.89m2，人均綠地面積擴展了一倍多。
（2）城市產業結構的調整
產業結構演變與城市空間拓展的互動是城市實現可持續發展的重要路徑。產業結構的演進，將會帶動城市土地利用結構、形態與性質的變化。當城市發展到一定階段，由于集聚不經濟和交通、通訊等條件的改善，城市的工業、人口便會向外擴散，推動郊區及周圍鄉村地區的土地城市化進程。城市周圍的耕地、林地等農業用地逐漸轉變為工業、住宅、交通等城市建設用地，城市空間向外擴展。煙臺的建城區面積與第一產業占GDP的比重呈明顯的負相關，相關系數-0.936，說明城市空間的擴展與產業結構的優化緊密相連。上世紀90年代中期煙臺市轄區第一產業占GDP的比重近10%，隨著經濟發展，第一產業的比重迅速下降，目前占市區生產總值的比重不足3%。二三產業比重快速上升，第二產業是煙臺的第一大產業；近幾年第三產業發展較快，目前占地區生產總值的比重已超過40%。
4.3交通成為影響城市擴展的關鍵因素
交通線路以其經濟集聚性，影響著城市空間擴展方向、速度和城市空間結構的建構。交通發展促進了城市空間擴展并改變城市外部形態，是城市空間擴展的牽動力，對城市空間擴展具有指向性作用。煙臺城市空間的擴展交通條件的改善是分不開的。通過對同三高速公路、紅旗路、機場路、濱海路、觀海路等煙臺主要交通干線1km的緩沖區分析，發現1982~1990年沿以上主要交通干線擴展的建成區占這一時期總擴展面積的97.12%，1990~2001年新建城區有92.22%沿這幾條交通干線建設。2002年以來，塔山隧道、南山隧道、魁星樓隧道、黃金頂隧道打通以及夾河大橋竣工后，紅旗路將萊山、芝罘、福山三區緊密聯系起來，煙臺的交通條件有了較大改善，城市空間進入快速擴展階段。這一時期煙臺城市空間仍然沿主要交通干線延伸。2001~2007年82.34%的建成區在距離交通線1km以內擴展，近5年新建城區66.76%沿煙臺的主要交通干線建設（圖2）。
4.4政策成為影響城市擴展的重要因素
現代社會的城市受國家城市發展政策、法律和規劃的影響較大，有時這種影響甚至起決定性作用。改革開放前，我國的戶籍政策、住房政策以及城市發展政策在很大程度上影響了城市空間的擴展。改革開放后，我國經濟體制的變革、行政區劃的調整以及城市發展政策的改變都對城市發展產生了極大的導向作用，控制作用更為顯著的就是政府的城市規劃。1982年以來，煙臺建成區快速向周圍擴展，年均擴展面積是1973~1982年的5.5倍。
5、結論
利用遙感影像和歷史資料進行長時間的城市空間擴展檢測，以揭示城市擴展規律。建國后相當一段時期，受國家政策、城市規劃等的影響，煙臺城市空間擴展緩慢。
1984年成為全國14個沿海開放城市后，在行政區劃的調整以及開發區建設的推動下城市化開始加速，目前城市空間正處于快速擴展階段。城市空間擴展是一個復雜的過程，受到自然因素和人為因素的雙重作用，煙臺作為我國的早期開埠城市和當前的沿海開放城市，其城市空間擴展受到諸多因素的影響：（1）自然條件為城市的空間擴展提供了基礎。低海拔平原區是煙臺城市擴展的主要區域。1973~2012年擴展的建成區有近90%在海拔50m以下，但隨著城市化進程的加快，海拔較高、較難開發的環境脆弱地區的建成區增加較快。（2）經濟發展水平是城市擴展的決定因素。經濟發展和人民生活水平的提高、城市產業結構的調整是影響城市空間擴展的兩個重要因素。（3）交通成為影響城市空間擴展的關鍵因素，1982以來新增建成區絕大部分沿交通線擴展。（4）國家政策、城市規劃成為影響城市擴展的重要因素，煙臺城市的擴展與城市政策和煙臺的城市規劃密切相關。
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