银川平原城镇区域空间网络特征分析

摘 要：本文从银川平原空间网络的形态入手，论述了在特定的地理空间格局下的城镇区域网络的形态特征。并通过等级分形、分布分形分析银川平原城镇区域空间网络的演进的状态，得出了银川平原空间网络仍然处于发展的较低级状态，并对通过对银川平原城镇区域自然条件、资源条件、产业结构论述，探讨了未来银川平原城镇区域空间网络的发展。

关键词：城镇区域；空间网络；演进状态；

Abstract: in this paper, starting from the Yinchuan plain space network form, discusses the characteristics of urban area network in a specific geographical space pattern. And through the grade distribution fractal, fractal analysis of urban spatial evolution of Yinchuan plain network state, the Yinchuan plain spatial network is still in the development of lower status, and through the town of Yinchuan plain regional natural conditions, resource conditions, industrial structure, and discusses the future development of urban spatial network in Yinchuan plain.

Keywords: urban regional spatial network; evolution;

中图分类号：[F292] 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

1.概述

银川平原地区位于宁夏回族自治区的北部，自古以来已黄河水系为根本，形成了独具特色的绿洲城镇群带。本研究中所论述的银川城镇群包括着5 市(银川、石嘴山、灵武、吴忠、青铜峡) ，3县(平罗、贺兰、永宁) ,其中灵武市座落在银川平原边缘。面积19765.7km2，人口3006648人，城镇化率为53.06%。[[1] 宁夏回族自治区统计局，国家统计局宁夏调查总队编，2007年宁夏统计年鉴[M].北京：中国统计出版，2007][1]

从空间网络上来看，包兰线、银新线、平汝线穿越其境，从银川平原最南部的吴忠市利通区到最北部的石嘴山惠农区公路里程仅146km,[[2] 张红.宁夏回族自治区地图册[M].北京：中国地图出版社，2007][2]随着区域内经济的发展，产业结构的升级，交通网络、通讯网络的一体化的建设，各区域间的联系日趋紧密，城镇空间网络日益完善，形成了以石嘴山、宁东石化为主的北部和东部能源基地，以银川市区域为主的行政中心，以吴忠市为农业基地的区域空间结构。

银川平原地区，经过长期的发展，已经形成了以银川市为核心，以石嘴山、吴忠为拱卫，平罗、贺兰、永宁、灵武、青铜峡及所属若干个建制城镇为依托的三级城镇等级结构。

1.中心城市--------银川市，是全区政治、经济、文化、教育、信息、商贸和交通中心。

2.次中心城市-------石嘴山、吴忠，担负着承接中心城市的辐射，并向下一级城镇传递辐射、产生带动效应的枢纽，同时也是本市域内的中心城市。次中心城市在跨区域的产业组合上更为紧密，在城市间要素流动和资源整合上

更为密切。

3.节点城镇---------平罗、贺兰、永宁、灵武、青铜峡及所属若干个建制城镇，在空间发展布局中承担着拱卫中心城市和次中心城市、承接产业转移、带动农村发展、吸引人口集聚、支撑城市网络体系的重要功能。[[3] 刘学军：宁夏城市化进程的新抉择[D].城市化进程的新抉择-----宁夏沿黄城市带发展理论研讨论文集，宁夏回族自治区党委政策研究室 宁夏回族自治区建设厅 宁夏回族自治区城市化工作领导小组办公室，20-21][3]

综合来看银川平原城镇区域已经形成了较为完善的城镇空间等级体系。城镇空间网络日趋完善。

2.银川平原城镇区域空间网络形态分析

2.1以Boyce-Clark形状指数

1964年Boyce和Clark提出Boyce-Clark形状指数,基本思想是将研究形状与标准圆形进行比较后，得出相对指数的方法。这种方法为现代研究所公认，认为为该指数更能反映空间的形态特征。

式中，SBC即为Boyce-Clark形状指数，为从某一个图形的优势点到图形周界的半径长度，n是具有相等角度差的辐射半径的数量。在这里优势点指的是银川平原城镇区域内的各级城镇。[[4] 王新生，刘纪远，庄大方等．中国城市形状的时空变化．资源科学，2005，27(3)：20．][4]

本次测算，n取24通过对银川平原惠农区、大武口区、平罗县、贺兰县、银川市、永宁县、青铜峡、利通区、灵武市的相对半径的测度，得出图1。

图1：银川平原城镇区域各市县Boyce-Clark形状指数排序

采用Boyce-Clark形状指数对银川平原个市县测定后得到结果，从图1中可以看出，形状指数较大市县包括贺兰县、灵武市、永宁县、青铜峡、惠农区、利通区，而银川市、大武口区、平罗县都较小。形状指数越大表明相同的面积下有更大的边界长度。意味着行政区与外界与更大的接触面积，更容易获取外界的信息，为城市间的贸易和合作提供了更多的机会。同时形状指数越大，表明图形越接近X型，这种情况往往不利于交通的组织，而城镇空间格局也往往受制于行政区划的格局，内部的信息交流更加不便，往往会抑制内部信息的相互传递。不利于其内部的信息交流。

2.2紧凑度

紧凑度是衡量区域城镇空间聚集程度的指标。是反映平面轮廓形态的一个重要指标和概念。其计算公式为：

式中，C指的平面区域的紧凑度，这里定义为城市区域的紧凑度；A指区域面积，这里指银川平原城镇区域某一城市的行政区划面积；P指区域轮廓周长，这里指银川平原城镇区域城市行政区划的边界周长。

通过计算得：

图2：银川平原城镇区域各市县紧凑度排序

C值的最大值为1，C值越接近1，表示平面图形越接近于圆形，其平面形状也越规则。从银川平原各市县的紧凑度的排序情况可以看出，惠农区、灵武市、大武口区紧凑度较高，表明地区空间压缩，各地距离相对较短，其空间分布上较为均衡。 有利于其区域管理。图2

2.3城镇密度

城镇密度也是衡量一个城镇区域城市发展水平的重要指标。这一指标主要是测算选定区域内的城镇分布数量。

图3：银川平原城镇区域各市县城镇密度柱状图

图3中的红线代表的是银川平原城镇区域内的平均水平，从图3中可以看出，银川平原城镇区域的城镇密度低于平均水平的有：灵武市、银川市、惠农区。接均水平的有贺兰县、平罗县。高出平均水平的有青铜峡市、永宁县、利通区、大武口区。比较第一章中的城镇化水平，可以发现，城镇化水平较高的灵武市、银川市、惠农区的城镇密度反而较低，而城镇化水平相对较低的永宁县、利通区、大武口区反而相对较高。说明灵武市、银川市、惠农区城镇发展的集中程度较高，处于城镇发展较为成熟时期。而青铜峡市、永宁县、利通区、大武口区城镇集中化程度低，还处于城镇发展的初期。平罗县与贺兰县位于大武口和银川市之间，其城镇的发展也介于两者之间，呈现出明显的过渡特征。

3.银川平原城镇区域空间网络演进状态分析

城镇空间网络的形成是组织力与自组织力综合作用的结果，是典型的自相似体系，其空间形态在某些无标度内，具有内在的自组织、自相似的分形生长能力。从城镇空间上的散点发育成为带、分支、最终形成网络都通过许多种有形或者无形的“链”相互作用，形成一个多层次的空间自相似体系，它根源于自然城镇空间内在的随机型、奇异性和复杂性。[[5] 张宇星.城镇生态空间理论[D].[博士学位论文].东南大学.1995.51.][5]

3.1 等级分形

1959年，霍钦生（Hutchinson ,1959）提出共存物种间以一“标准量”而分开，这一理论后来并应用与城市与区域研究中。空间在演替到一定程度形成空间网络时，内部的构型呈现出典型的等级特征。不同类型的城镇空间遵循d值为1.3、1.69和2.2的等级分形，意味着大、中、小规模应该保持在一的尺度范围内。

如果按照非农业人口分维，其分维尺度比值取1.69。可以推算出银川平原城镇区域的符合以下的关系。

表4 银川平原城镇区域非农业人口一览表（单位：人）

图4银川平原城镇区域非农业人口等级分形

从图4银川平原城镇区域非农业人口等级分形中可以看出，除银川市（除贺兰县以外）以外，银川平原城镇区域内的贺兰县，青铜峡市，利通区，石嘴山市都呈现出典型的等级分形的特征。而作为银川平原城镇区域的核心区域，银川市，其等级分形特征不明显。其主要原因是因为，银川市非农业人口规模达不到既定等级分形所要求的规模。说明银川平原城镇区域空间演替还没有达到稳定的状态。其演替过程仍将继续持续。从政策层面来说，应重点培育银川的中心城市地位，加快其城市化速度，使其发挥其中心城市的辐射作用。[][6]

3.2 分布分形

当城镇空间网络演替到一定程度时，其内部不同等级的空间遵循一定的分布模式。本研究采用位序-规模法则对银川平原城镇区域的空间网络演替进行分析。

城市规模分布形式是：，P为城市人口数，r为城市等级数，K为常数，冥指数q也为一常数。帕雷托分布形式是：，N为城市人口数，相当于P，由于K=P1(最大城市人口数) (指的也是最大城市人口数)，那么。对于一个特定城镇区域，可用人口数r来作为衡量城市的大小尺度，当用不同的尺度r去量度累积城市数目N时，尺度r与累积城市数目N时，尺度r与累积城镇数目N存在如下分形关系： 。[6]

表51980-2008年银川平原城镇区域城镇分布分形表

（以上数据基于1985-2009年宁夏统计年鉴计算获得）

图5：银川平原城镇区域分布分形D值序列图

从银川平原城镇区域1980-2008年分形D值变化表可知，在1980-2008年的近30年发展过程中，银川平原城镇区域城镇分布符合分形特征。

D值在一定程度上反映了银川平原城镇区域的空间网络演进的特征，D值越大说明空间网络越为完善。从银川平原城镇区域分布分形D值序列图可以看出，银川平原城镇区域在1980-2008年近30年的发展过其D值处于不断上升的趋势中，说明银川平原城镇区域空间网络日益完善。而在2007年、2008年两年的D值相比2003年有较大飞跃，这是由于2004年惠农县、陶乐县行政区划的调整，使得城镇区域空间网络向着更为良性的方向发展。

4.结语

对一个具有自组织内生能力的网络而言，网络的随机生长随时存在。网络中的每一个节点，都具有自相似性，经历多次递级的分叉后，银川平原城镇空间网络未来发展可能有两种趋势，一是进入一种不可预计其复杂性的混沌阶段。一是由于网络自身随机分布以及网络自身的蔓延使得银川平原城镇区域内的各种空间单元沿道路聚集，削弱了自身网络的通畅性而日渐衰退。

参考文献：

[1] 宁夏回族自治区统计局，国家统计局宁夏调查总队编，2007年宁夏统计年鉴[M].北京：中国统计出版，2007

[2] 张红.宁夏回族自治区地图册[M].北京：中国地图出版社，2007

[3] 刘学军：宁夏城市化进程的新抉择[D].城市化进程的新抉择-----宁夏沿黄城市带发展理论研讨论文集，宁夏回族自治区党委政策研究室 宁夏回族自治区建设厅 宁夏回族自治区城市化工作领导小组办公室，20-21

[4] 王新生，刘纪远，庄大方等．中国城市形状的时空变化．资源科学，2005，27(3)：20．

[5] 张宇星.城镇生态空间理论[D].[博士学位论文].东南大学.1995.51.