城市低效扩张下的“空间效能”分析

效能最基本的解释是为达到系统目标的程度，或系统期望达到一组具体任务要求的程度。然而，效能一词单从字面含义可以理解为效力、效率以及作用，一般多用于行政管理和决策及其评价过程中，反映事件达到预期目标的程度。然而，单一从效率层面并不能全面反映目标达到的程度，需要从目标层面框架内对事件或决策的效率进行评价，才能真正反映该事件或决策的效能，即效能=效率×目标。

效能引入城市体系中具有重要意义，可以从城市目标体系、开发与实施以及绩效结果等多维度考察城市，评估城市可持续发展潜力，促进城市人居环境整体水平提高。同时，城市空间效能也能反映出政府决策成效以及规划实施与调控的能力，为未来的城市空间开发与决策提供反馈与建议。因此，建立城市“空间效能”评价体系是对当前城市整体开发建设，城市生态环境以及人居环境状况进行有效考察的重要方法，该体系需要从城市规划的空间实施，地域经济增加，空间环境状况以及能源消耗产生碳排放量等多层面衡量预期目标实现或完成的程度与效果（图7-1）。

图7-1　城市空间效能评价分析体系

1．城市空间规模增长的效能透视

（1）强劲的经济增长驱动下的城市规模扩张

改革开放近40年来，中国经济年均增长率保持在9%以上水平，城市成为经济发展的基本载体。这与国家经济发展的强势政策有一定关系，长期以来各级政府以重点追求GDP 增长为目标，促进经济活动和项目的开展，由此也拉开了城市土地扩张的局面。为此，在经济发展的强劲推动下，中国城镇化也进入了快速发展时期，自1996年以来，20 多年间城镇化率平均每年提高1.25 个百分点，全国城镇化率2017年达到58.52（表7-1）。未来中国城市人口增长趋势将更为严峻，因为土地有限，从而迫使无地劳动力进入城市，如果城乡管理不完善，一股股人口“流动大军”将会形成“人口增长→离开土地→迁入城市→恶劣生活条件下的城市快速增长”的局面。基于人口城镇化和土地城镇化比较来看，人口城镇化明显滞后于地域空间扩张。1996—2016年相关统计数据表明，中国城镇化人口年均增长4.46%，而城市建成区面积年均增长5.23%，城市建设用地面积年增长5.27%，城市土地扩张与人口增长严重不匹配。

表7-1　中国城镇化水平

数据来源：《中国统计年鉴》历年数据。

另一方面，城市发展也呈现出城市用地规模快速扩张，中心城市地位凸显，导致全国大城市掀起了撤市设区和大规模建设新区的热潮，明显发展成为由城市数量快速增长时期过渡到城市规模迅速扩张时期的两个阶段。然而，这种在经济“硬发展”背景下，难免会形成以城市外延扩张发展为由的“圈地现象”，导致土地利用率低下，形成了城市土地“平面扩张”的财政效应的经济现象。全国各地城市征地设开发区，然而大批不具备条件的开发区“征而不开”“开而不发”，造成大量耕地闲置。中国很多城市盲目的土地扩张已经超过了城市土地扩张合理系数。评价城市土地扩张程度的一个重要科学指标是“城市扩张系数（K），即城市建成区的年均增长速度与非农业人口的平均增长速度的比值。中国已经出现土地城镇化明显高于人口城镇化现象，城市土地扩张已经偏离了合理的扩张系数（K=1.12），趋向于郊区蔓延。中国快速经济发展背景下的城市土地粗放扩张发展已经敲响了警钟，城市土地转向集约发展，遏制土地过度开发已成为当务之急。

2．城市空间环境效能分析

改革开放以来，城市粗放型土地利用模式和经济增长方式，驱动了一些大城市用地“越摊越大”，形成外向蔓延扩张，造成城市交通堵塞，生态空间减少，城市通勤增加，公共安全危机和环境污染问题凸显。从城市社会经济与生态环境效益下的城市土地效益模型可以看出，在一个演化周期内，中国城市社会经济与生态环境之间的胁迫作用明显，为了加速城市发展，人类对自然资源的索取和生态环境的破坏日益加剧。为此，城市土地利用效益已经出现不协调发展态势，而且其生态环境恶化将愈演愈烈，走向极限发展阶段。

（1）城市化对CO2 排放的影响

如果城市无限蔓延下去，“饼”越摊越大，不但城市生态环境承载力承受不了，城市能源也将面临巨大问题。在这里利用Engle-Granger 从计量经济学角度提出的协整关系分析模型，能很好解释城市化（UP）、GDP 及能源需求和碳排放的关系。为了建立城市化与碳排放量关系模型，首先应该建立GDP 与城市化之间的模型。在中国城市化率对GDP 的贡献度更为明显，通过采用Granger 方法，建立资本存量、城市化率与GDP 之间的协整分析模型：

式中： A—系数；α1 和α2—变量；K—资本存量；UR—城市化率。

根据以上协整分析表明，资本存量、城市化与GDP 之间存在着因果关系，因而通过城市化率增长就可以计算出由于城市化引起的GDP 变化所需要的能源需求量。CO2 的排放与能源消耗量和能源种类又有密切关系，为了计算CO2 的排放量，首先要计算各类能源种类的增加数量和需求总量，其计算公式为：

式中： i—种类的能源，如电能、天然气等； j—第j 个工业部门；EDi—i 种类能源需求；GDPj—第j 部门的GDP 增长；ERij—j 部门对i 种能源种类的消耗系数。

通过以上两个模型的建立，可以计算由于城市化率增长时能耗和CO2 排放的影响。从CO2 排放的计算表明，由于城市化率增长1%时，在2015年能耗增长0.5%，相应CO2 排放增加0.45%。这表明城市化对CO2 排放的影响非常大（表7-2），未来中国面临经济发展、社会和环境问题，如何把握好城市土地城镇化这柄双刃剑是关键。因此，在未来中国快速城市化过程中，要面对土地城镇化的转型，要科学引导城市化进程，建立符合国家经济的城市发展导向，减少CO2 排放量。

表7-2　城市化率提高1%时的能耗量和CO2 排放增长百分比

（2）城市空间扩张对城市环境的影响(www.xing528.com)

城市规模的不断向外扩张，为此而引发的土地城镇化负面影响是非常大的，最明显的是城市整体生态环境遭到破坏，城市环境污染严重。当前，中国城市生态环境状况可以用“四色”来形容，即城市普遍遭遇水体富营养化的“绿”、气候热岛效应的“红”、沙尘暴和酸雨导致的“黄”、城市灰霾的“灰”。同时，当前城市化加速推进下的城市环境更是每况愈下，据2015年全国城市空气质量调查表明，达到和超过国家二级标准的城市数量已经达到60.5%。例如，随着北京“摊大饼”式的圈层发展已经引发了很多“城市病”。相关研究表明，在北京市建成区，CO2 和氮氧化物（NOx）污染常年超标1～3 倍。为此，经济合作与发展组织（OECD）在《中国环境报告》中指出，“中国经济发展增速很快，但环境水平急剧下降”。

城市环境恶化，其原因复杂，但从城市经济收入来看，是“经营城市”和“土地财政”的结果。2006—2008年全国土地出让转让收入分别为881.91 亿元、1668.68 亿元和2105.45 亿元，占城市维护建设财政资金收入的比重分别为27.6%、38.2%和40.6%，数据表明两年内提高了13 个百分点。显然，城市的“土地财政”特点推动了城市空间规模的高速扩张和外延发展。

短期的经济增长虽然促进了城市经济增长的活力和动力，然而中和碳平衡的自然生态环境遭到破坏。另一方面，从城市土地利用效率看，城市“平面扩张”过快，土地集约利用率低，导致城镇化的形态呈现低密度蔓延的趋势。从20世纪80年代以来城镇建成区面积和人口密度变化表明，随着城市建成区面积的扩张，城市人口密度逐渐下降，城市土地利用率和容积率也呈下降趋势（表7-3）。

表7-3　20世纪80年代以来中国城市建成区面积和人口密度变化

根据历年《中国统计年鉴》整理而得。

同时，由于城市土地作为城市经济和人口的空间载体，土地集约利用程度关系到人口增长和经济发展；另一方面与城市碳排放具有一定负相关性，即城市土地开发密度逐渐降低，碳排放量将不断增加。格雷泽和凯恩（Glaeser，Kahn）通过美国对66 个城市的人口与能耗的关系研究，发现城市中心区碳排放量低于郊区，证明城市增长会导致更高的碳排放，城市低密度增长的碳排放量明显高于高密度城市。

就中国而言，2000年以来中国碳排放明显增加，2010年中国已经成为世界第一碳排放大国。基于前文分析，中国碳排放的快速增加与城市用地规模快速扩张和粗放型土地利用有一定相关性。近年来，中国出现的居住空间分异、职住分离等现象正引发一些新的城市问题，究其本质，这与城市开发政策、经济导向有关，但同时也需要反思这种单一功能用地开发模式下的后果和代价。

未来中国城市化将继续“超常规、快速、高浓缩”地完成多维历史化进程，同时需要面对各种问题，包括经济增长、产业转型升级、社会转型和环境污染等问题。因此，城市规划必须积极有效控制城市土地开发，引导城市化与经济、社会、环境的协调发展，避免出现城市环境进一步恶化、空间蔓延与冲突、生态环境治理失控等现象。

3.城市空间结构效能分析

（1）城市中心区过度集聚与郊区低密度蔓延并重

中国的城市空间发展是在快速城市化进程背景下，迅速扩张城市规模的“经营城市”策略下进行的，同时与地方土地财政捆绑在一起，空间作用范围从近郊扩张到远郊。从而表现出城市中心区出现资源高度聚集、高强度填充式开发、空间拥挤，城市热岛效益明显，城市郊区低密度快速蔓延发展。例如，上海中心城区浦西地区的人口密度达3.7×104 人/ km2，而纽约曼哈顿地区和巴黎市区为2.0×104 人/ km2，东京市区为1.4×104 人/km2，伦敦为0.73×104 人/ km2，上海城区人口密度几乎是其他国际大都市平均人口密度2 倍多。而且随着上海国际大都市的进一步发展，中心城区人口仍呈上升趋势，城区生活和就业空间趋于极限。另一方面，城市大量人口向郊区扩散，导致居住郊区化单一突进，形成了城乡人口的“迁居—流动”，为此而引发了职住分离现象，尤其在很多大城市出现了“钟摆式”潮汐交通流，交通能耗和碳排放明显增加。

（2）城市空间跨越式扩展导致用地失控并出现低密度连续蔓延模式

从现实情况看，城市空间结构效率低导致经济活动成本和资源能耗高的另一个原因，是城市空间扩展并没有按照与其相对应的发展阶段开发，其对应的4 种城市模式是圈层式扩展、轴向带状式扩展、跳跃组团式扩展和低密度蔓延式扩展模式。而很多城市选择了跨越式发展，然而城市中心区并没有出现预期的辐射力，新城市区发展动力又不足，结果很多新城最后发展成为以居住为主的“卧城”，对中心城区依赖过高，形成了城市人口逐渐向郊区扩散，并与城市就业中心集聚的空间错位，增加了城市交通出行距离，从而带来更多的能源消耗和碳排放量。

城市快速郊区化现象的出现，一方面受到城市政府政策和经济杠杆的作用，另一方面也表现出城市土地市场不健全，没有通过土地价值规律调节控制，导致城市郊区土地利用率低，功能分区单一。在我国很多大城市已经出现郊区化现象，低密度连续蔓延也已产生。从城市规划和土地管理角度来看，我国城市郊区蔓延的出现与城市边界的不确定有一定关系。在城市增长的边界没有明确法定控制的情况下，城市空间只能低效、无序，空间呈“摊大饼”状蔓延。

（3）城市空间结构与交通组织的耦合效能透视

城市空间结构与城市交通之间存在密切而又复杂的关系，不同的交通方式往往会形成彼此不同的城市空间结构模式，因而只有在两者之间建立一种彼此协同发展的关系，才能有效促进城市高效、低耗运行。城市空间结构与交通关系，本质是交通模式的选择一定程度上决定了城市空间结构。汤姆逊在20世纪70年代提出的5 种交通与城市布局结构的关系模型，说明了合理确定城市空间结构与城市交通关系对能源消耗和出行方式的重要影响，其关系模式包括，完全汽车化模型、强市中心战略模型、弱市中心战略模型、低成本战略模型、汽车交通限制战略模型。然而，城市空间结构在实现跨越式发展的同时，城市交通却滞后于经济发展，并没有形成协同的空间经济体。因此，在城市外围组团与城市中心区之间的交通通道上经常会出现潮汐交通流。这一方面说明城市空间结构规划缺乏与城市交通之间建立有机联系，往往在城市总体规划中由于受到建设用地指标的限制，忽视了城市用地与交通的动态性；另一方面也说明，城市空间布局对区域交通出行距离和出行方式影响非常大。城市空间结构和功能布局对城市总体碳排放具有一定锁定作用。通过低碳交通技术诚然可以缓解城市交通碳排放，但如果城市空间结构与城市交通不协调发展，呈现出社会发展和私人交通使用的关系依然是锁定的情景，那技术进步的作用就会很快被抵消。

当前，城市空间发展趋势由平面拓展以增加土地增量，向纵向开发以消耗土地存量为基本轨迹。城市发展造成这样的结果也是受到传统功能分区思想的影响，将一个功能单一的多个几何块体强套到城市形态上的做法，抑制了让城市活力四射的人类活动，同时这种布局方式也产生了对汽车的依赖，很大程度上造成了今天悬而未决的城市机动性问题。

（4）中国大城市郊区“新城”建设热潮现状透视

中国自20世纪90年代以来，在快速城市化的推动下，大城市选择郊区新城作为拓展城市新的增长空间，这也成为大城市空间高速发展的主导战略，全国各地呈现出类型多样的新城建设热潮。我国大多数新城建设初衷是疏解老城区人口增长压力，减少环境恶化，促进产业转移。然而，从新城用地布局、发展新城具备条件、人口和就业增长、经济活动和交通运行等多方面审视我国当前的新城建设，“类新城”现象明显，具体表现为：①对主城区依赖过高，新城社会结构相对简单，产业功能单一，居住与就业不平衡；②新城区位大多是处于大城市城郊边缘，与主城连绵成片，缺乏明确的城市增长边界；③新城规划的有效性受到制约，规划目标实现有效度与预期情景差距较大。

时下中国新城建设存在的很多问题的根源，是由于对新城开发建设条件没有全面考量。诸如出现“类新城”现象，是由于新城并没有在功能、社会和经济方面实现独立，而是过度依赖主城区，在疏解人口的同时，却加速了城市土地快速蔓延。我国近年来建设的很多新城也存在这样的问题，成为新的“卧城”，难以独立发展。如近年来北京周边“卧城”现象也较为突出，由于钟摆式交通导致每天交通拥堵现象非常严重。上海市在“十一五”规划中提出建设9 个新城，目前松江新城基本建成，临港和嘉定两个新城正在建设中，其余新城正在起步阶段。

然而，随着城市化的不断推进，上海新城也出现了很多问题，诸如新城与主城联系不便，新城内部缺乏考虑慢速交通等等。新城土地城市化过程中，城市交通发展滞后于经济活动和土地蔓延，造成小汽车交通量的快速增加，交通能耗和碳排放量迅速加剧。同时，从城市空间与碳排放关系角度而言，我国很多新城建设缺乏基于城市整体空间结构框架内整体考虑，从自然、环境、社会、经济及技术等5 个方面的协同效应。新城规划中往往对多元化和混合变量要素融入城市系统的效度强调得不够，对新城规划实施后产生的碳排量和生态环境没有充分预见。同时也要警惕单一偏重新城发展而弱化主城区的建设，导致老城区产业衰败，人口减少。

新城与中心城区之间已经出现了很多不协调的方面。从区域发展观来看，主城与郊区新城不应是对立的战场，也不应是相互牵制的发展模式，问题出在建设前期以什么样的发展观，采用什么样的城市整体结构形式，价值观与技术理想连接点是否符合现实发展需要。本以疏解和增强城市整体经济活力的新城，初衷是成为城市新的经济增长点，但如果缺乏低碳、生态观念指导，缺乏从城市整体空间系统中的协调定位，那将只能发展成为“新的碳排放增长点”的卧城。