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為分析城市建成區面積擴展與人類活動范圍的變化對城市發展格局的影響，本文以鄭州大都市區5個地級市為研究對象，基于1997—2013年DMSP/OLS夜間燈光數據，利用“動態閾值”方法提取城市建成區，并采用城市動態擴張指標、位序-規模法則和城市擴張類型對鄭州大都市區空間格局、城市建成區擴張和人類活動范圍關系進行分析。

結果表明：鄭州大都市區在1997—2012年期間城市建成區面積不斷擴張，其中鄭州市以“點”帶“面”帶動周邊中小城市發展。區域城市結構由中心大型城市為主的發展模式，逐漸向均衡發展模式轉變。城市擴張類型中“同步型”占比較高，從2002年開始 “邊緣形”占比逐步增大，城市發展呈現分散化趨勢。

鄭州大都市區位于中原城市群中心區域，已形成1座超大城市、4座中等城市、12座小城市、123個建制鎮的“一核四區多點”空間發展格局，依托交通干線集聚人口、產業、城鎮，形成了“鄭洛工業走廊”“鄭開雙創走廊”等廊式發展布局。鄭州大都市區包含鄭州市、開封市、新鄉市、焦作市和許昌市5座地級市，是中原城市群中人口最密集、經濟實力較強、城鎮化水平較高的城市區。

由圖2可看出，鄭州大都市區1997-2012年城市建成區面積逐年增長的燈光影像斑塊面積變化呈迅速向周圍蔓延增長趨勢，表明各城市擴張非?？焖?。鄭州大都市區的燈光亮度值從年際變化來看總體持續上升，各城市主城區亮度較為突出，亮度值隨著城市中心向四周擴展逐漸降低，區域發展中心鄭州市在燈光擴散變化方面尤為明顯。整個都市區范圍內，在1997-2002年北部區域燈光亮度斑塊面積增加較為突出;2002-2007年期間南部許昌市亮度值斑塊面積范圍迅速擴大，城市開始加速發展，城市化水平提高;2007-2012年區域城市燈光斑塊面積分布在整體上趨于平衡，表明部分中小城市在此期間加速進行城市化建設，縮小了與大城市之間的城市化差距。

選擇1997、2002、2007和2012年四個年度建成區面積提取結果與年鑒統計值進行驗證，其結果如表1所示，其面積差值在10%以內的數據占90%，表明利用DMSP/OLS燈光影像提取的鄭州大都市區各市建成區土地面積數值有一定的可信度。

圖2鄭州大都市區夜間燈光亮度變化

表1建成區提取面積與統計面積值及對比

鄭州大都市區城市擴張時空特征

鄭州大都市區建成區時空擴展結果如圖3，并結合表2建成區擴展情況看出，1997-2007年期間城市擴張建成區凈增加面積快速增長，在2007年達到峰值，以鄭州市、新鄉市和許昌市尤為突出，其建成區面積增長速度2002-2007年期間都在10%以上。在2007-2012年期間城市擴張速度開始保持均衡，各城市之間開始協同發展，由之前以鄭州為主的“點”擴張模式逐步轉化為鄭州大都市區穩步協調發展模式。

圖3 鄭州大都市區建成區提取結果

表2 鄭州大都市區建成區擴展情況

位序-規模法則結果分析

鄭州大都市區1997-2012年城市位序-規模雙對數回歸結果如表3所示，可以看出，1997-2007年，鄭州大都市區城市q值由0.87升高至0.99，說明大型城市對周邊中小城市的吸引和聚集能力逐漸增強，區域城市發展結構趨于協調。從2002-2007年q值由0.99增加至1.13，表明鄭州作為核心發展區帶頭發展城市，城市發展迅猛，與周邊區域城市規模差距增大。從2007-2012年q值有減小趨勢，表明在這期間周邊中小型城市努力加速發展，城市結構層次之間的差距在逐漸縮小。

土地擴張類型分析

根據圖4所示的三個階段城市土地擴張類型占比可知，1997—2012年期間，同步型比例占比較高，說明城市建成區土地與人類活動范圍在協同發展，人口不斷向城市涌入的同時，政府也在加大力度進行城市建設，城鎮化水平不斷提高。

在1997—2002年期間，焦作與許昌擴張類型中有一定的回填比例，表明城市發展較為緊湊，基礎設施成熟，新增的建成區土地均在人類活動范圍內。

2004年，在國土資源部開始以整頓開發區為主要任務的土地市場秩序管理后，控制了土地市場的過度開發，此后城市建設開始向城市發展戰略型有序轉變。

2002—2012年，新鄉與焦作邊緣型占比減少，回填型占比存在增加現象，城市發展在以中心城區周邊有序擴張的情況下，同時增強城區內部建設。在國家對新增建設用地的規范化管理下，城市建新區的浪潮有所控制，使得鄭州和開封市為代表邊緣型擴張類型占比逐步增加邊緣地區比例有所升高，城市發展由緊湊逐漸向分散轉變。許昌市則穩定在以同步型發展為主，邊緣型為輔的發展模式，穩步擴張新城區建設。

部分資料來源： 陳菲爾,楊武年,鄭州大都市區城市發展格局演變——基于DMSP/OLS夜間燈光數據, 西華師范大學學報(自然科學版).2021-03