会员登录
会员注册关键词：城市服务边界，公共服务设施，城市空间增长，调控
基金项目：国家自然科学基金项目(51078214)。
一 引言
二战后，西方发达国家城市化明显加速，突出表现为大城市用地的迅速扩张。大量城市建设用地以一种无规划、无控制的形式向外围地区扩展，从而导致了“蔓延”型城市发展模式的产生。为了减轻因城市土地快速扩张所带来的社会经济和生态环境方面的压力，西方国家首先提出了城市增长控制思想，但一味地控制城市的增长也产生了诸如城市发展动力不足、城市化速度变缓、城市宜居性下降等新问题。随着倡导公共交通和设定城市发展边界的新城市主义及精明增长理论的出现，城市增长管理作为一种反思城市蔓延过程的政策响应，逐渐获得了政府和学界的广泛认同。而城市增长管理政策的重要组成部分——城市增长管理工具，因其在限制城市无序蔓延的同时充分考虑了城市的合理发展，遂成为了西方国家地方和区域政府管理城市空间增长的有效手段。
改革开放30多年来，我国的城市化得到了空前的发展，但无论在速度、规模以及背景方面都与西方国家所经历的城市化截然不同。据统计，从1978-2010年间，我国的城市化水平由17.9%[1]增长到47.5%，是世界城市化发展史上实现城市化高速增长延续时间最长、规模最大的国家。类似于西方国家城市的发展，我国城市的快速扩张也带来了城市空间的剧烈变动和城市问题的广泛出现，突出表现在城市建设用地的快速扩张和乡村耕地的大量减少。究其原因，除市场经济条件下自发市场力配置资源的结果外，还受到地方政府城市管理手段失效的影响。一方面，我国地方政府主要是通过运用法定的“三规”①来管理城市的空间发展，由于体制分割和各部门对其自身利益和权力的诉求，城市空间规划职能被强行肢解，导致现实中无法进行协调统一的城市空间调控，甚至三者之间完全矛盾或冲突，进一步加剧了城市的蔓延；另一方面，由于全球化、市场化和分权化的作用，地方政府的管理倾向“企业化”②，并常常与市场形成利益联盟以获得“双赢”，在城市空间上则表现为“马赛克”式的圈地运动[2]。在规划管理体制“条块化”和地方政府“企业化”的双重作用下，我国地方政府城市增长管理的“三规”手段实际上已经名存实亡。
城市公共服务设施是城市社会性服务业的依托载体，主要是指城市中呈点状或集聚分布并服务于社会大众的教育、医疗、文体、商业等生活性基础设施[3]。为城市居民提供必要的公共服务是政府的基本职责，也是政府进行城市公共服务设施建设的基本原则。政府可以通过公共服务设施建设来增加城市空间增长过程中居民的公共服务设施可达性，减轻“钟摆”式的交通压力，提高城市效率和居民的生活品质。另一方面，还可以通过引导城市公共服务设施建设到城市最需要或适合增长的地区，有效减少城市外围农田和开敞空间的大量无序侵占现象，从而合理引导城市空间的集约增长。城市政府不仅仅为居民提供公共服务，更为重要的是要通过公共服务设施的建设来引导城市经济和空间的合理增长，即公共服务设施建设应成为政府管理城市空间增长的有效手段。因此，对城市公共服务设施的最大综合影响范围——城市服务边界及其调控城市空间增长的机制研究显得意义重大。
二 城市服务边界的基本内容
城市服务边界是伴随着城市增长管理工具的发展而提出的。以美国大城市为代表，进入21世纪后美国已有超过100个大都市地区及其子区域，采用了城市增长管理工具来进行城市的空间调控。城市增长管理工具主要包括三种：城市服务边界、城市增长边界和绿带[4]。其中城市增长边界和绿带是限制工具，城市服务边界兼有导向作用。并且绿带管理最为严格，城市服务边界管理最宽松，城市增长边界管理介于其中[5]。在美国大都市区城市增长管理公共政策中城市服务边界、城市增长边界和绿带都已经划归为法规程序类[6]。
1.城市服务边界的概念
城市服务边界是引导城市增长的一种工具，由政府划定提供城市公共服务的区域范围，在此边界外政府不支持城市建设[7]。其实质是指从城市中心到政府所能够提供城市公共服务的最大综合影响距离[8]，也可表示为容易度或最小成本范围[9]。因为城市的增长必须伴随着配套公共服务设施的建设，所以城市服务边界被认为是一种可以通过对城市公共服务设施建设规划来引导城市发展的有效手段。城市增长边界则是限制城市增长的一种工具，政府通过在城市外围划定一条界线，保证边界内土地高密度和混合发展，边界之外的土地只能用于发展农业和森林，从而限制城市的无序蔓延[10]。此外，与城市服务边界相关的概念还包括城市服务域、公共效用边界、城市发展边界等，其中城市服务域和公共效用边界与城市服务边界相似，可以理解为基于城市公共服务设施服务能力和城市发展层级体系的边界线[11]，而城市增长边界和城市发展边界虽然理论视角和设定方法与城市服务边界不同，但本质上是相似的，都是指把城市发展的备用地从广大乡村地域中分离出来。
2.城市服务边界与城市增长边界
受大城市郊区化③的影响，西方国家早期的研究认为，城市服务边界与城市增长边界并无太大区别，所以在实践中通常表现为名称上的差别，并无实质性的不同。但是随着公共服务设施研究的兴起，学者们逐渐发现二者仍然有很大不同：城市服务边界主要是建立在确保城市公共服务设施的高效利用的思想基础之上，通过公共服务设施建设来引导城市在边界内增长，并避免其向没有公共服务设施投入的地区发展。而城市增长边界则主要从容纳城市增长和发展的角度出发，将城市增长限制在开放空间、重要农用地以及生态敏感用地之外。城市服务边界更多的是关注城市增长的时序，对城市发展的限制严格程度弱于城市增长边界[12]，即城市服务边界扩展的弹性比城市增长边界大，并且总是跟城市公共服务设施规划的效益联系在一起[13]。例如，它允许城市在服务边界之内建设大规模的居住区，但具有一定污染的公共服务设施可以建在边界之外；如果开发商愿意在界线边缘提供充足的公共服务设施，政府允许其进行高密度开发等。
3.城市服务边界的理论基础
城市圈理论。城市圈是一种对城市功能地域界定的概念[14-17]，其实质就是在城市功能扩散的地域范围，城市的本质功能即为服务功能。城市公共服务设施是为城市居民生活直接提供公共服务的各种设施和机构的总和，它不仅是现代社会经济的依托，也是城市圈乃至国民经济有效运行的基础前提。相对于城市圈而言，每个城市都有其对应的城市服务圈(城市服务边界)，即城市为了保证其正常运转，向其内部或外围居民提供生活中各类服务的最大综合影响范围。城市圈与城市服务圈具有相似的特征，具体表现在：边界的可界定性；圈域规模的等级性；影响范围的可重叠性；针对居民的开放性。
城市引力场理论。综合地看，城市就是一个庞大的引力场载体。分解开来看，构成城市的任何一种因素都是该引力场的一个载体，也可以称其为城市引力场的磁力因子，如学校、医院、公园、体育场和电影院等[18]。城市在对引力场区的作用过程中，由于各引力因子的影响范围存在差别，反映城市综合性引力场的边界只可能是各引力因子作用的平均状况。与城市引力场相似的概念还有城市势力圈、城市影响范围和城市腹地。目前国内外学者对此已经形成了较为成熟的方法论体系。
此外，城市服务边界的理论基础还包括绿带规划理论、新城市主义理论以及精明增长理论等。实质上，这些理论也是城市增长边界的理论基础，共同指导着城市空间增长的科学管理。
三 城市服务边界的界定方法
从对城市服务边界理论基础的梳理可知，城市服务圈是城市圈中的一种基本类型，而城市圈的形成与界定则来源于对城市综合吸引力的分析和模拟，并且城市公共服务设施具有与城市相似的吸引力，因此城市引力场理论就可以看作是研究城市服务边界界定的方法论基础。但是每个城市的服务边界并不仅有一条，从空间横向来看，随着大城市交通的快速网络化，在城市边缘可能会出现跳跃式的卫星城或新城，这就会产生多条城市服务边界；从时间纵向来看，可以划分为城市现状服务边界和城市规划期末服务边界，但二者的界定方法是不同的。因为城市现状服务边界界定主要是从居民和现有公共服务设施的相互作用关系(引力和选择关系)角度出发的，而城市规划期末服务边界则更多考虑在规划用地结构影响下的城市公共服务设施所能提供的标准服务范围。本文认为，城市服务边界界定主要包括基于城市引力场理论的城市现状服务边界的界定和基于城市规划用地结构和公共服务设施标准的城市规划期末服务边界的界定。
1.城市引力场
单个城市的引力场是由居民点到城市的距离和城市的综合经济实力决定的，如果同时有几个城市对某居民点有引力，该居民点就属于施加引力最大的城市引力场[19]。另一方面，区域城市之间也存在着吸引力，引力大小与城市的规模即人口、资金、物资、信息、技术等成正比关系，而与城市之间的距离成反比关系。而相邻两城市之间吸引力达到平衡的点即为断裂点，或者说相邻城市对区域的吸引力在断裂点处趋于平衡状态。把某城市周围所有的断裂点连接起来，就可以确定该城市的引力场范围[20]。从目前国内外学者对城市引力场(城市势力圈、城市影响范围或城市腹地)的界定方法研究来看，主要是运用基于“断裂点”理论④的城市引力模型进行计算的，并且随着研究的深入，城市引力模型也得到不断的修正和发展[21-22]。
2.城市现状服务边界
城市的本质功能即为服务功能，也就是说城市的公共服务设施具有跟城市相似的引力作用，由此可以借鉴城市引力模型来分析既有公共服务设施的服务边界。公共服务设施的空间服务范围是空间竞争的结果，不仅要考虑设施综合规模、交通可达性的影响，还应分析消费者选择行为等诸多因素[23]。传统的引力模型虽然是基于空间作用的吸引力，描述了设施规模对于界定服务范围的影响和空间竞争效应，但分析时并没有考虑到需求者的空间选择行为。1963年美国经济学教授戴维·哈夫(David L.Huff)在引力模型的基础之上又提出了哈夫模型，该模型认为，任何一个设施对于特定空间上分布的所有居民点都可以提供服务功能，只是由于需求者的选择行为不同即在访问每个设施的概率上有所不同，但概率低于最低门槛标准就可视为该设施对居民没有吸引力[24]。运用公式可表示为：
式中，Aij为设施点j对居民点i的吸引力(引力模型)；Sj为设施点j的服务质量；dij为设施点j和居民点i之间的距离或交通时间；β为距离阻抗系数，β=1，2，3；Pij为居民点i访问设施j的概率；n为同类设施的总数。城市的用地结构对公共服务设施的服务边界具有显著的影响。居民点的分布和规模、道路的等级和布局等都会引起公共服务设施的规模和服务半径产生变化，进而导致不同城市的服务边界具有显著的差异。简言之，在同一类型公共服务设施中，综合质量较高、通达性较好的设施实际服务范围就会相对扩大，反之亦然。本文通过对城市引力场理论的梳理和总结，为重点考虑城市的用地结构和居民行为特征因素，建议实证研究中可采用基于引力模型的哈夫模型来进行城市现状服务边界的界定，并提出了城市现状服务边界界定的技术框架(图1)，具体步骤包括：结合关于公共服务设施服务状况的调查，运用主成分分析法和网络分析法分别计算出某类公共服务设施的综合规模和到达的交通距离(道路网络距离)，从而得出每个设施对所有居民点的吸引力；运用概率公式计算出居民点访问每个设施的概率；结合各居民点人口规模，计算预期设施访问量[25]；计算出每个设施的实际服务半径[25]，结合网络分析模拟出设施服务边界，并通过生成的居民访问设施的概率曲面和实证调研来校核得出设施服务边界；对各类公共服务设施的服务边界进行叠合，进而模拟出整个城市的服务边界。
图1 城市现状服务边界界定技术框架
3.城市规划期末服务边界
对于城市的现状服务边界，可以运用哈夫模型计算居民点与设施点之间的相互作用来求得。但是对于规划期末的城市服务边界来说，更多需要考虑在规划用地结构影响下的公共服务设施能够提供多大范围的服务，也就是说按照国家或地方城市标准中的规模和服务半径来建设的公共服务设施所能覆盖的最大综合影响范围。需要说明的是，城市新区往往聚集了较多年轻就业者，城市在规划建设公共服务设施时会倾向于公共服务设施的年轻化供给，这就要求规划期末的公共服务设施配置要在遵守国家标准和充分考虑城市人口结构特点的基础上，制定与之相适应的地方化服务设施类型和服务半径标准，从而较为科学地界定规划期末的城市服务边界。
随着GIS技术与城市地理学结合的不断深入，运用基于GIS的空间分析手段对公共服务设施服务区(服务边界)的研究也经历了由抽象到精确的过程。传统的设施服务区研究主要是运用基于公共服务设施服务半径的缓冲区分析法来模拟规划建设的公共服务设施的大致覆盖范围。这种方法并没有考虑交通和地形因素对设施服务区的影响，而运用网络分析法模拟的设施服务区则是对路径分析的扩展，给定交通成本，产生离开设施点所有方向的最短路径，并将路径最远点连接起来，最终产生的服务区要比同心圆式的缓冲区明显偏小，且精确度更高[26]。但最短距离并不代表最合理距离，因为并没有考虑到道路承载力和出行者行为选择，这需要研究道路网结构和公共服务设施可达性间的关系。也就是说，道路网络中人流分布与公共服务设施整合度的空间分布有关[27]。可以运用空间句法⑤来计算城市规划期末公共服务设施的布局整合度，并在划分城市公共服务设施类型和制定服务半径标准的基础上，通过网络分析来模拟公共服务设施的服务区，从而界定城市规划期末的服务边界。总体来说，这种方法更多考虑城市“自上而下”的公共服务设施的供给，并且此过程中公共服务设施服务半径标准的制定是关键。
四 基于城市服务边界的城市空间增长调控
城市空间增长管理政策应该理解为一系列的工具，而并不是独立的城市服务边界、城市增长边界或绿带。对需要在一定时期内加以保护的开放空间和农用地边缘应划定城市增长边界，防止其在特定的时期内受到城市化的侵蚀。而在环境承载力高、周边基础设施配套良好，需要进行大规模开发的地区则划定城市服务边界，使新的城市发展能够集中在该地区，从而合理有效地利用公共服务设施和土地资源[28]。同时，城市的增长边界是相对的，现状城市建成区边界是过去的城市增长边界，而城市的规划区边界则是现状建成区的增长边界。另一方面，城市的服务边界是政府引导城市建设的必要手段，其范围与城市内部公共服务设施布局、居民点用地分布以及其他城市建设用地结构有直接关联。因此，利用城市服务边界来调控城市的空间增长，实质上就需要把城市服务边界与城市建成区边界或规划区边界进行叠合分析。某种意义上来说，就是运用城市服务边界与城市增长边界的叠合分析来控制和引导城市的空间增长，从而制定调控策略。