城市人工地貌演变过程及机制的研究_以大连市为例

收稿日期:2002-08-28;修订日期:2002-10-25
基金项目:国家自然科学基金项目(40171009);辽宁省教育厅高等学校科学研究项目(20042100)
作者简介:李雪铭(1964-),男,江苏常熟人,辽宁师范大学教授,南京师范大学地理科学学院在职博士。

主
要从事城市环境、区域环境变迁教学与科研工作。

城市人工地貌演变过程及机制的研究
以大连市为例
李雪铭1,2,周连义1,王 建2,葛庆龙1,李双建1
(1.辽宁师范大学城市与环境学院,大连 116029;2.南京师范大学地理科学学院,南京 210097)
摘要:城市人工地貌是城市中由人类活动作用形成的各种高差起伏的人工建筑体的组合形态;
本文以大连市为例,探讨了城市人工地貌的演变过程及机制,大连市城市人工地貌演变过程
分为单核心扩散 绕大连湾的马蹄形延展 环形带状更新扩散期 多核心扩散、带状延展期;
自然地质条件是演变的基础,城市规划是主导因素,社会经济发展水平是其推动力。

关 键 词:城市人工地貌;演变;机制;大连
中图分类号:P931;T U 984.1 文章编号:1000-0585(2003)01-0013-08
1 引言
人工地貌是人类改造自然地表的产物,其类型多样,分布广泛,但城市是人工地貌的重要分布区域。

预计到本世纪中叶,世界人口的90%将集中于城市,人口在城市高度的集中,人类对地表的改造强度已远远超过自然营力,产生了各种各样的永久性建筑物、建筑工程,如道路、桥梁、房屋、人防工程、堤坝等,充杂于城市各个角落,形成城市人工地貌体。

这些城市人工地貌体基本都是人类营力所为,它们构成了城市景观,是城市的物质基础,而且随着城市化进程的加快,新的人工地貌体数量越来越多,类型越来越复杂。

因此,对城市人工地貌类型划分、成因过程、分布特点和影响因素等等的研究无论是在丰富城市地貌学研究内容,还是在解决城市发展、规划、建设等实际问题方面都具有十分重要的理论和实践意义。

目前这方面的实例研究没见报道,只是在理论层面上的提及[1,2],对其系统研究远远不够。

本文试图以大连市为例,运用区域地貌学原理,探讨城市人工地貌这一重要的城市地貌组成要素在时间与空间分布上的基本特征及其形成演变机制,从而为本地区城市建设的发展,有效地保护脆弱的城市生态环境提供建设性的决策依据[3,4]。

2 城市人工地貌的概念和空间演化的一般规律
2.1城市人工地貌概念
城市人工地貌(Urban M an-made Landscape,UM L)是人类对自然地貌进行破坏、改造后或在自然地貌表层之上加工建成的,形态多样、轮廓分明,由各种建材组成,兼有不连续性和不可逆转性等特点。

人工地貌体建成后,即与自然地貌体相衔接,接受自然营第22卷 第1期
2003年1月地 理 研 究GEOGRAPH ICAL RESEARCH Vol.22,N o.1Jan.,2003
图1 大连市区行政略图
Fig.1 T he sketch o f Dalian
表1运用区域地貌学原理定义人工地貌体
Tab.1 The man-made landscape def ined by
regional geomorphology
名 称人工地貌体描述人工地貌体 山脉 成延续状排列的高层建筑物
人工地貌体 丘陵 中、低建筑物的团状组合
人工地貌体 盆地 被周边建筑包围的城市广场
人工地貌体 沟谷
道路、街道、小巷、胡同人工地貌体 台地
成片的居住小区或其他高度一致的建筑物组合人工地貌体 孤峰
单一高层建筑物人工地貌体 孤丘 单一的中、低建筑物
力和人类活动的共同作用,成为城市地貌环境中的重要组成部分。

关于城市人工地貌(UML)定义,有学者认为是 各种永久性建筑物、建筑工程,如道路、桥梁、房屋、人防工程、堤坝等 [5~7],如果按这一定义,那么从形成机制看,城市人工地貌的形成过程就是一种简单的建筑过程。

借助 地貌是指地球表面各种高低起伏形态的总和 这一地貌学概念,从人工建筑体的组合形态整体考虑,我们可以将城市人工地貌定义为城市中由人类活动作用形成的各种高差起伏的人工建筑体的组合形态(表1)。

2.2城市人工地貌演变的一般规律
城市人工地貌的发育演变在宏观上显示出一定的有序结构[8],大致可以划分为以下三个阶段:
(1)膨胀阶段:这一阶段人工地貌的发展表现是以水平扩散为主,即以城市中心区为圆点向四周辐射式扩散。

人工地貌类型多是 沟谷 、 孤丘 、 丘陵 ,城市剖面凹凸不平,在空间表现为围绕一个 中心 成较均匀分布。

自然地貌环境较多地限制了这时期人工地貌的发育,表现为地势平坦区人工地貌发育较多,地势高差大的地区发育较少[9~11]。

(2)扩散阶段:这一阶段人工地貌加速发育。

人工地貌体 沟谷 变宽,分布更广。

人工地貌体 盆地 等地貌形态逐步出现,早期的人工地貌体 丘陵 ,人工地貌体 孤丘 开始被人工地貌体 台地 ,人工地貌体 孤峰 所演替。

城市剖面凹凸加大,空间表现为地貌形态类型多样,分布地域明显拓宽。

人类开始大规模干预自然地貌环境[12,13]。

(3)差异更新扩散阶段:人工地貌体 孤丘 、人工地貌体 丘陵 逐步演替为人工地貌体 孤峰 、人工地貌体 山脉 ,人工地貌体 盆地 地形发育,整个城市 千沟万壑 。

人工地貌地表形态复杂多样,差异明显。

上述城市人工地貌空间演化一般规律是以平原型城市为假想的理论背景,这种地貌形态对于可采取 摊大饼 式的城市建设起着关键性作用,使得膨胀、扩散都较易实现,而对于大连这样的多丘陵的城市却不适用[14~16]。

另外,大连市有被日俄占领的特殊历史,
14 地 理 研 究22卷
这种背景使得其人工地貌的发育演替有其特殊性(图1)。

2.3 大连市城市人工地貌演变
大连市位于辽东半岛南端,是我国重要的港口和旅游城市。

大连建城于1899年,历史较短。

城市人工地貌发育大致经历了四个阶段(图2a~b)。

图2 大连城市人工地貌演变示意图
F ig.2 T he sket ch of urban man-made landscape dev elo pment in Dalian
2.3.1单核心扩散期(日俄占领期间) 日本占据大连湾,作为他们向中国发动侵略的后方基地,大连城市建设大部分围绕着港阔水深的大连湾发展,同时受到南部山地、丘陵的阻挡,城市人工地貌以东部港口为核心,呈扇形由东部逐步向西扩散发育。

2.3.2马蹄形延展期(九 一八事变到光复期) 日本出于军事目的,加强冶金、电力、机械等重工业,把大连作为它的后勤基地,兴建了甘井子、南沙河口等工业区,发育了大量人工地貌,并且在20世纪30年代提出把大连建设成 国际都市 ,为此进行多次城市规划,结合火车站的兴建,现在的城市商业中心青泥洼桥一带逐渐成为城市的发展中心,大量的公用建筑聚集于此,工业建筑则主要设在海陆运输结合点的大连湾沿海低地点上,形成马蹄形的人工地貌分布态势。

2.3.3 环形带状更新、扩散期(解放后到改革开放前) 大连城市建设经过30年的发展到1978年建成区扩展到周水子、黑石礁,沙河口一带,这时期老城区改造,开始了人工地貌的第一轮演替,即前时期形成的人工地貌体逐渐被新发育的人工地貌体替代,城市 1期李雪铭等:城市人工地貌演变过程及机制的研究 以大连市为例15
道路拓宽,人工地貌体 沟谷 变宽变深。

人工地貌体 台地 、人工地貌体 丘陵 、人工地貌体 盆地 地貌发育,人工地貌体的发育具有类似于平原城市更新扩散期的特点。

2.3.4多核心辐射、带状发育期(改革开放至今) 随着经济体制改革和产业结构的调整,大连城市空间的功能分区进一步加强,城市人工地貌出现区域差异,城区东部发育有连绵的人工地貌体 山脉 ,以及中山广场、人民广场、时代广场等典型的人工地貌体 盆地 等地貌形态;西部、北部发育有人工地貌体 丘陵 、人工地貌体 孤丘 等地貌形态;中部、南部发育有人工地貌体 台地 、人工地貌体 盆地 等地貌形态。

不仅在青泥洼桥的CBD 区形成人工地貌体的峰群,在西部,西安路沿线也形成较大规模的人工地貌体峰群,以它们为核心,大连城市人工地貌体形成多核心辐射、带状发育的特点[14]。

3 大连城市人工地貌图的编制和演变机制分析
3.1 城市人工地貌图的编制
我们选择1 10000比例尺为工作底图,在对城市人工地貌特征进行分析前,将源于有关资料[18]及野外实测数据的各种城市人工地貌信息定量化,根据实际情况及图幅比例尺,采用网格法,确定制图单元(即一个网格)的面积为0.0625km 2(250m 250m)。

为保证城市人工地貌完整,按此网格,将制图区域划分为4948个制图单元,基本上覆盖了大连市市区范围。

利用surfer7.0软件制作了大连市区人工地貌体标高等值线图(图3),利用mapinfo 制作1 150000人工地貌体富积量化图(图4)。

图3 2001年大连城市人工地貌标高等值线图
Fig.3 T he equivalence map of urban man-made landscape of Dalian in 2001
进行人工地貌图编制过程中,在对网格赋予特征值时,本文考虑到每一网格内人工地貌体的数量表征是与建筑物密度及高度密切相关的。

针对当前我国现代地貌制图研究方面的现状
[19],参考有关研究 ,人工地貌体的富积度由网格的特征值表100度+建筑物类型 耿壮勋.大连城市人工地貌系统分析与浅第四纪研究.辽宁师范大学硕士学位论文.1998.
16 地 理 研 究22卷
特征值其中,建筑物类型特征值主要是依据建筑物的高度划分如下:
.自由式和规整式低层建筑0.1 .自由式和规整式中层建筑0.3 .自由式和规整式中高层建筑0.5 .自由式和规整式高层建筑0.7
建筑密度根据单位网格内建筑物的个数及所占面积比例设定于0.01~0.1
之间。

图4 2001年大连城市人工地貌富积指数图
Fig.4 T he agg reg ation map of urban man-made landscape of Dalian in 2001
3.2 城市人工地貌量化图的编制和演变机制分析
3.2.1 自然地质条件机制 自然地质条件是人工地貌体的发育基础,尽管经济技术力量的发展已经使得人工地貌体的发育基本上突破了地域的限制,但是其建筑还是首选地势平坦、地质构造条件好的地区。

由图4可以看出东部港口附近,人工地貌体富积度较大,并且高度也较高,同样在西岗区的新开路与黄河路交叉处也发育了相似的人工地貌体 山脉 ,其主要原因是这些地区平坦的地势以及良好的地质构造条件等自然因素。

与此相反的是西部的马栏河沿岸,虽然地处寸土寸金的大连市区,但沿岸的人工地貌体发育竟十分缓慢,排除政策等人为因素,显然与该地的断裂结构密切相关[20]。

因此,人工地貌体的发育不能脱离该地的自然地质地貌环境而独立发展,它必然要受到自然条件的种种限制。

有些时候甚至是惟一的限制因素。

3.2.2有序的城市规划机制 城市人工地貌的演变不仅受到自然条件的制约,有序的城市规划对它的发育影响重大。

从最早的沙俄以中山广场为中心的辐射扩散式城市规划布局产生的单核心扩散期,到20世纪30年代日占时期的日本人为将大连市建设成 国际都市 的构想而发育演变成的马蹄形城市人工地貌体空间布局,直到改革开放以来大连市城市空间的政策性的功能分区而使得城市人工地貌体形成多核心辐射、带状发育特点来看, 1期李雪铭等:城市人工地貌演变过程及机制的研究 以大连市为例17
每个时期城市人工地貌体的演变都同当时的城市规划特点密不可分,人类作为一种造貌营力参与城市人工地貌的发育演变使其富有了有序性,这一点同自然地貌体的演变截然不同,显示出其特殊性[21]。

3.2.3 社会经济因素的机制 城市人工地貌发育最显著的景观特征是城市向垂直空间增长,我们将大连城市人工地貌的平均标高指标作为城市人工地貌体增长的替代指标,构建城市人工地貌体平均标高与社会经济发展相关性模型。

城市平均标高计算方法如下:按
人工地貌体发育情况将全市分为4个区域,新
开路以东、长江路以南、南山路以北为第一
区;新开路以东、西安路以西、疏港路以南、
高尔基路以北为第二区;疏港路以北、西安路
至旅顺路以西的大连市区部分为第三区;中山
路、高尔基路、及南山路的以南部分为第四
区。

将各区的人工地貌体高度求和与个数相比
得各区的平均标高,再求4区平均标高的均
值,得城市人工地貌体平均标高。

表2统计分析数据Tab.2 The data for statistical analysis 年份X 1X 2X 3Y 1980 49.328.2151984 63.933.918198584.278.640.7181990131.0191.0300.2201994200.0519.7825.6241995210.0645.11070.3272000262.41110.82374.832注:数据资料取自 大连统计年鉴 (1982~2000年)
城市是人地系统作用最强烈、最活跃的区域[22,24],现代城市人工地貌体的发育与社会经济发展极为密切。

选取3个因子,X 1 城市建成区面积(km 2),X 2 国内生产总值(亿元),X 3 工业总产值(亿元),Y 城市平均标高(m)。

选取以上变量的1980~2000年序列资料作为分析样本(表2),将平均标高与工业总产值分别做标准化处理,得出平均标高与GDP 变化趋势图(图5)和各因子相关系数矩阵(表3)。

图5 城市平均标高与GDP 变化
Fig.5 Variation tendency of the average cit y elev atio n
and gross domestic product
表3城市平均标高与各因子相关系数矩阵
Tab.3 City s average elevation and every
f actor coeff icient correlation matrix
X 1
X 2X 3Y X 1
10.9670.9310.973X 2
10.9910.982X 310.962从图5及表3可以看出:城市平均标高与建成区面积的相关性最大,其相关系数为0.973,其次与GDP 存在较大相关性,其相关系数为0.967;与工业总产值也具有较大相关性,相关系数为0.962。

由此不难看出:城市人工地貌的发育演变不仅受到自然地质条件的限制、城市规划作用的制约,更受到了社会经济因素的强烈影响,并且这种影响在人工地貌体发育的中后期体现越发明显,逐渐成为发育的重要推动因素。

4 结论城市人工地貌(UM L)的发育不同于自然地貌体的演变,它的发育速度很快(几十18 地 理 研 究22卷
年到上百年的时间),演替周期较短(通常十几年),空间演变复杂。

大连城市人工地貌演变过程分为单核心扩散阶段 绕大连湾的马蹄形延展期 环形带状更新、扩散期 多核心扩散、带状发育期。

在它的演变机制中,自然地质条件是基础,城市规划是主导因素,社会经济的发展是其推动力。

城市人工地貌体的演变发育是否合理,对城市建设及城市环境有着重要影响,有序、合理的发展会带来城市的繁荣;反之,不仅给城市发展带来混乱,造成城市面貌的千篇一律,也降低了城市和建设本身的使用与经济价值,从而引发一系列的城市环境问题。

我们从城市人工地貌体发育角度提出以下建议,供决策者参考。

(1)充分做好自然地质条件的勘察与测绘工作,为合理的城市规划提供科学依据。

城市的自然地质条件各不相同,城市的建设也就千差万别,因此,必须要有详实的地质条件资料,才能使城市规划更具科学性、合理性和实用性,才能保证人工地貌体的健康发育。

(2)城市建设和发展规划应具有一定的超前性,保证人工地貌体发育的历史连贯性。

城市建设具有自己的历史延续性,设计规划的超前,使得人工地貌体的发育得以连贯,从而使整个城市的建设有序、持续地发展。

另外,这种超前性还表现在人工地貌体发育地应充分注意与自然环境的协调和融合,进而构建良好的人居环境。

(3)人工地貌体的发育应充分突出城市的性质和功能,建立其鲜明的城市特色和个性。

城市建设要有良好的定位,人工地貌体的发育才能有方向性和规范性,使整个城市景观浑然一体。

(4)人工地貌体的发育需以人为本,城市建设更要注意环境保护。

人工地貌体的大量发育会造成一定程度上的空间容积率增大,会引发一系列城市生态环境问题。

因此,追求人与自然的和谐应是城市建设的最高目标。

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The preliminary research on development of urban
man -made landscape:the case of Dalian
LI Xue-m ing 1,2,ZHOU Lian-yi 1,WANG Jian 2,GE Qing-long 1,LI Shuang-jian 1
(1.College of U rban and Environment Sciences,Liaoning Nor mal University,Dalian 116029,China;
2.Colleg e of Geographical Science,Nanjing Normal U niversity,N anjing 210097,China)
Abstract: Urban man-made landscape is a combined conformation of various kinds of artifi cial buildings by collective human activities.It has a variety of configuration and evident adum bration as w ell as the characteristics of discontinuity and irreversibility.T he development of the urban man-made landscape of Dalian,different from the general development law of the urban man-made landscape,w itnesses the fallow ing process of the spread of the single core ex tent in the shape of a hoof--the annular banding spread--radiation of multicores,the spread of belt .Its development mechanism is based on geological condition.Urban planning acts as its leading factor,while socio-economic development as its motive force.Probing into urban man -made landscape essential feature and development mechanism on time and space distribution can offer efficient decision basis for the development of urban construction and the protection of the frag ile urban eco-environment.
Whether the development of the urban man-made landscape is rational has important in fluence on urban construction and urban environment.The orderly and rational development w ill bring prosperity to the city ;otherw ise it w ill not only bring confusion to the development of the city,but also cause urban feature stereotyped,w hich will reduce the economic value of the city and cause a series of urban environmental problems.So w e put forw ard some views on the development of the city in light w ith urban man-made landscape to policy makers for their reference:1)geolog ical survey and mapping work,should be fully carried out so as to offer scien tific basis for rational urban planning;2)urban construction and development plan should have certain leading in order to guarantee the historical continuity in the development of urban man -made landscape;3)the development of urban man-made landscape should g ive prominence to the nature and function of the city by highlighting its distinct individual character;and 4)the development of urban man-made landscape should take people s benefits first,and urban con struction should pay even more attention to environmental protection.Substantial development of urban man-made landscape w ill cause ex pansion of space dim ension size to a certain extent,inducing a series of urban eco-environmental problems.So,the harmonious sense of pursueing harmony of man w ith nature just should be a supreme goal of the urban construction.Key words:urban man-made landscape development;mechanism;Dalian 20 地 理 研 究22卷。