紧凑还是分散？——对中国城市在加速城市化进程中发展方向的思考，本文主要内容关键词为：紧凑论文,发展方向论文,中国论文,分散论文,进程论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
【文章编号】1002—1329（2006）05—0061—09 【中图分类号】TU984.1 【文献标识码】A
1 引言：城市化过程中城市用地的快速膨胀和由此带来的环境问题
在过去的二十年中，随着我国工业化和城市化进程的加快，城市土地开发利用模式发生了很大的变化。尤其是1978年改革开放之后，在城市人口急速增长，经济快速发展和大规模城市住房和基础设施建设的共同作用下，城市用地空前膨胀。扩张的城市吞没了大量的农田和绿地，加大了城市通勤负荷，造成道路拥挤。空气污染等环境问题，影响了城市的可持续发展。图1中的统计数据显示，在1986—2000年的15年间，中国城市人口以每年3.93％的速度激增，大大高于全国人口1.35％的增长率。由此，在1980—1990年间我国城市人口增长了2.22亿人（相当于美国全国人口的80％），中国的城市化率也由1975年的17.3％上升到了2000年的34.5％。每一年大约有1000万新增人口涌入城市县镇，希望在城市中满足他们的生活生产需求。为了给新增移民提供住房、就业和其他服务设施，同时提高现有居民的居住水平，中国的城市用地呈不断扩展的趋势。图1中的数据表明在过去的15年中，中国城市人口增加了54.99％，但是城市建成区面积却以125％的速度膨胀，城市扩展系数（城市用地增长率和人口增长率之比）达到了2.27∶1，严重超出了国际上比较合理的1.12∶1的比例，显示出我国城市单位用地的平均利用率远低于国际的平均水平。
图1 1986—2000年全国人口、城市人口、 人均耕地面积和城市建成区的百分比增长
Fig.1 Incvrease of total population,city population,per capita tillableland area and city built area,1986—2000
资料来源：根据《中国城市统计年鉴》（1987—2001）整理。
*平均年增长率：全国人口（1.35％），城市人口（3.39％）， 人均耕地面积（-1.44％），城市建成区面积（8.93％）。
根据我国政府的一项统计，由于城市用地盲目扩张带来的耕地流失占到我国全部耕地流失总量的18.52％（图2），是造成农业和生态用地流失的第二位重要因素。在过去十几年的城市化过程中，已经有大约185万hm[2] 的土地被永久地转化为城市建成区。这对中国这样一个以不到世界10％的耕地养活21％世界人口的国家来说是十分严峻的。资料显示，2000年中国人均耕地面积仅1173m[2]，只有世界水平的47％（2500m[2]），是澳大利亚的1／30，加拿大的1／19，俄罗斯的1／9，美国的1／8。同时随着未来人口的增加和自然灾害的影响，到2010年和2030年，人均耕地面积将进一步减少到953m[2]和893m[2]。因此，众多的学者表示出担心，如不加以控制，中国当前这种以牺牲宝贵的耕地为代价的城市高速扩张，不但将影响中国粮食自给自足的能力，还将对世界未来的粮食安全造成威胁。
图2 造成中国耕地流失的主要原因
Fig.2 Main reasons of tillable-land decrease
资料来源：Zhang,T W.Land Market Forces and Government's Role in Sprawl the case of China,Cities 2000,Vol.17,No.2,pp.123—135.
在快速城市化进程中城市用地的明显增加，主要是由两个因素拉动的，一是城市数量的大量增加，二是现有城市外延急剧膨胀和郊区化的发展，后者是本文研究的重点。当前中国城市，尤其是大城市和特大城市的分散蔓延式发展可以从表1的数据中得到佐证。在城市人口增加的同时，各城市的建成区人口密度却随着城市边界的不断扩大而减小。这说明以城市中心区人口大量减少，城郊人口逐步增加的居住郊区化已经在中国大城市和特大城市中渐成规模。
表1 中国主要城市非农人口、建成区人口密度和建成区面积的百分比变化（1996—2000）
Tab.1 Percentage change of urban non-agriculture population,population density in urban built area in big cities between 1996 and 2000
城市 上海北京天津广州重庆南京成都大连杭州深圳
城市非农人口 16.918.67.2 29.040.022.814.210.950.134.5
建成区人口密度-12.4
-25.8
-5.4-35.8
-3.9-3.3-30.9
7.6 -30.6
-7.6
建成区面积33.559.513.4100.8
45.726.926.93.1 116.2
45.5
对比西方始于1920年代的郊区化，中国1980年代末期形成的郊区化有以下特点：（1）与西方国家郊区化过程中，富裕阶层自发的、主动的外迁不同，在中国城市郊区化的形成中，工薪阶层的被动的、有组织的郊迁占很大比重。这主要是由于1980年代中国城市的居住扩张是以政府政策为导向，结合旧城改造、工业郊区化进行的。进入1990年代后，虽然由于市中心环境恶化，富有阶层在郊区发展别墅、高档公寓建设，但是大城市周围的经济适用房项目所引导的城市中低收入阶层郊迁，还是居住郊区化的主流。
（2）由于郊区人口主要以工薪阶层为主，他们在很大程度上需要依赖公共交通解决出行问题。同时由于资金投入的力度不够，大量的城市基础设施不能在短期内随城市的边界一同外扩，从而造成郊区基础设施建设严重不足。因此新建的郊区项目尽量缩短与中心城市的距离，以期倚借城市现有的基础设施以降低项目成本。由于这些因素的影响，中国城市郊区化表现为短距离的蔓延式扩张①。这种常说的“摊大饼”的城市成长方式体现在各大城市郊区化过程中，近郊区人口密度的显著增加（表2）。
表2 我国部分城市人口密度的空间变化
Tab.2 Change of urban population density in central city and suburbs of big cities
城市 北京 沈阳 大连 苏州 上海 杭州
时间 1982—19901982—19901982—19901982—19901990—19991990—2000
中心区-3.38 -6.73 -11.82-8.92 -17.4 -16.2
近郊区40.46 31.04 56.00 75.13 21.23 70.1
远郊区13.12 3.15 11.58 13.27 -3.37 5.8
（3）西方郊区化过程中出现的“城市中心空心化”现象在中国城市中尚未显现。大量现代金融，商业和社会服务设施的建设，使得城市中心区焕发更大的魅力，是居民满足娱乐、文化、购物需求的重要目的地，从而吸引着大量的人流车流的汇集。
（4）虽然中国城市郊区的建设强度比西方国家高，但是却明显地低于现有城市建成区密度。中低层住宅类型在郊区住宅中占很大的比重。低密度郊区住宅的发展，虽然是开发商为了弥补郊区住宅在区位上的不足采取的营销方式，同时也是由于在郊区，城市管理薄弱，城市规划与建设脱节造成的。
（5）同样，由于在城郊地区缺乏综合完善的规划和合理有效的管理，城市扩张呈现以项目为主导的散点状的无序蔓延。各个项目在空间和决策上的各自为政，使得郊区项目很难形成资源整合和设施共享，规模效应的经济性在这里不能有效发挥。另外由于一个项目一般是单一功能的开发，在郊区很难形成完善的功能体系，因此郊区项目对主城有很大的依赖性。
从以上中国城市郊区化的特点可以看出，与其说中国城市在城市化过程中的快速扩张是有目的的城市重构，以满足由于人口增长和经济发展带来的对城市土地的大量需求，不如说是城市在各种压力下的无序的被动蔓延。由于缺乏自给自足的能力，城郊新建区不能脱离对主城在基础设施，社会服务和就业等方面的依赖，从而不能有效地为主城减负，反而加重了主城原有的各种社会、经济、环境负荷，产生了新的挑战。从环境方面来讲，最主要的挑战来自三个方面：首先，中国稀缺的土地资源不能偿付这种以低密度，散点分布为特点的城市扩展。除了前面提到的耕地资源流失和粮食安全问题，粗放扩张的城市用地吞噬周围的绿地、林地，破坏了城市的整体生态环境。当前，我国城市居民人均绿地只有6.83m[2]，远低于世界平均水平（60m[2]／人）；同时国外研究表明，低密度蔓延比有计划的高密度开发高出74％的土地成本，这无疑不符合中国人多地少的国情。其次是由于市民通勤距离加长带来的环境问题。一方面，城市范围的扩大间接地导致了私人轿车的使用量增加，从而造成汽油及其他能源的大量消耗和空气污染；另一方面，更长的通勤距离和更大的通勤流量加大了道路交通的负荷，造成交通阻塞、噪声污染和交通事故的增加。第三，城市蔓延伴随着基础设施服务线路加长，造成了对基础设施投入的巨大需求。根据预测，中国在2050年前后需要投入40万亿—50万亿人民币发展城市基础设施，相当于每年平均投入8000亿—9000亿人民币，是2001年GDP总量的1／10。
当前中国正处在快速发展的轨道，虽然城市化建设在过去的20年间有了长足的发展，但是中国在2001年36.22％的城市化率仍然大大低于世界同期的平均水平（48％），并且许多学者认为中国城市化进程严重滞后于经济发展和工业化的需求。在内因外力的共同作用下，中国城市化发展将在未来20年进入加速时期。专家预言，到2010年，城市化水平将达到45％，2020年达到58％，届时中国的城市人口将从现在的4.05亿人增加到6.82亿人。鉴于中国巨大的人口基数和城市发展的速度，中国的城市化已经和美国的高科技化一道被列为将影响世界未来可持续发展的两大重要因素。
2 “紧凑城市”发展策略在发展中国家的适用性
可持续城市的发展，要求在城市建设行为中的资源采集和废物排放量以不破坏本地区微环境的动态平衡（dynamic equilibrium of local ecosystem）为上限，尽量避免转嫁不可弥补的环境代价给其他地区。因此，在西方学者1980年代以来，对可持续城市发展模式的不断追求中，“紧凑城市”（compact city）的概念和策略得到了越来越多的支持。两个最重要的理论依据，一是密集型的城市形态有助于减少城市对周围生态环境的侵蚀，从而降低人类活动对自然环境的影响；另一个是空间紧凑型城市可以大大减少对道路交通，尤其是对私人轿车的依赖，从而减少石油消耗和大气污染，控制全球温室效应的影响。同时，学者们认为相对地提高城市在空间密度、功能组合和物理形态上的紧凑程度，有利于形成资源、服务、基础设施的共享，减少重复建设对土地的占用；降低城市运行的能源和资源成本，从而提高城市发展的可持续性。当然也有学者持相反的观点，认为增加城市密度带来的这些益处并不足以弥补由它产生的负面影响，比如交通拥挤、空气污染。绿化率降低、环境噪声，以及相关的心理、精神方面的压力。因此，关于“紧凑城市”发展策略的适用性的问题成为当前城市环境领域讨论的热点，众多的学者著书立说，阐述自己的观点。但是，在过去的十几年中，这些研究大多数以西方发达国家为研究背景（如美国、欧洲、日本和澳大利亚），广大的发展中国家没有得到足够的重视。
就“紧凑城市”发展策略适用性的问题来说，发达国家和发展中国家有着显著的不同：（1）当前，许多发展中国家的城市密度已经相对很高，被认为是超出了本地环境的承载力，表现为对能源资源的需求量超出了其再生的能力，污染程度已经到了严重威胁市民健康的程度等等。学者们担心进一步提高居住密度只能是给已经不胜重负的城市环境雪上加霜。（2）发展中国家由于受经济能力的制约，基础设施的投资一般都不足。在这种情况下增加人口密度可能只会造成更大的环境负担。比如在发展中国家由于废水净化设施不到位，水的再循环利用率低， 增加的城市人口只能向自然界寻求更多的水源，从而造成地下水采伐过量、城市地表下降等问题。（3）与发达国家的城市相比，许多发展中国家的城市以小规模的，分布密集的商业、服务等城市功能组合为特点，这样虽然增加了服务设施的可达性，也造成一些社会环境问题，比如拥挤、卫生环境差、噪声、犯罪和火灾多发的可能等。综合以上的分析，当前发展中城市的许多环境问题都与其较高的人口密度有着这样那样的联系。但是，发展中国家激增的城市人口和有限的环境资源，使得分散蔓延的城市发展可能对可持续发展造成更大的危害。鉴于发展中国家目前的城市环境质量和有限的基础设施投资能力，对“紧凑城市”在发展中国家适用性的研究更侧重于它对城市整体环境和居民生活水平的影响，而不是像发达国家那样强调它在控制私车使用和减少温室气体排放方面的作用。现在，“紧凑城市”在发展中国家的研究已经得到越来越多的重视。中国，作为世界上人口最多的国家，同时又处于快速城市化的发展阶段，是这方面研究的一个很好的范例。
本文试图通过对中国45个特大城市② 的统计数据加以研究，分析城市的紧凑程度（urban compactness）对一系列城市环境变量（environment variable）的影响，从而对“紧凑城市”在中国适用性的问题做初步的探讨。之所以将特大城市作为研究对象，是因为很多的学者（如王小鲁、夏小林、王放等）认为，鉴于中国现在的城市化水平和城市发展状况，应该充分发挥现有大城市对人口的吸纳作用，发展以大城市为主导（large-city-lead）的城市化。本文的两个研究目的，一是分析城市紧凑程度对诸如城市公交系统、基础设施效率、服务设施的可达性、能源资源的人均消耗和环境污染等问题之间的统计联系性；二是探讨城市紧凑程度和城市整体环境水平之间的定量关系，为有效密度的研究做一些初步的工作。
3 建立研究模型的理论框架和研究方法
3.1 理论框架
要检验城市的紧凑程度和城市可持续发展之间的关系，首先要分析紧凑城市在城市社会、环境方面的优缺点，对这些论点的归纳总结有助于理解紧凑城市的实质，并据此发展出可以用来指导紧凑城市的规划和设计理论。表3是对这方面的论文、 研究的综合和总结。当然，其中有些观点的准确性尚不明确，有些甚至自相矛盾，正需要实际的分析加以验证。
表3 紧凑城市的社会环境影响
Tab.3 Affecting elements of compact city
在社会环境方面的优点在社会环境方面的缺点受影响因素
1
节约土地，减少城市周围农田绿地占用 1
城市高密度建设，可能会大量占用现有的城市绿地1
土地使用效率
2
减少交通距离，降低污染和温室气体排放和开放空间，减少城市绿化率 2
城市绿化率
3
减少私人汽车的使用，鼓励发展公共交通2
城市过高的密度，迫使人口外溢，形成郊区化3
空气质量
4
有助于规模经济性的开发，从而促进城市社会服务、基3
交通压力增大，加重道路交通堵塞，延长通勤时 4
城市公共交通效率
础设施的使用效率间，恶化空气质量5
道路交通流量和安全
5
紧凑城市人口密度较高，单位面积上的消费人群密集，4
由于环境过于拥挤，城市容易变得肮脏、凌乱、增6
社会服务设施的提供
增加就业、购物、娱乐、教育等设施分布密度，减少居加疾病传播的和不良的社会治安因素——提高7
城市基础设施的使用效率
民出行距离 犯罪率 8
自然资源消耗
6
提高城市基础设施利用率，减少管线，道路等设施的服5
拥挤的城市居住环境中，为了占用有限的资源，人9
能源利用
务距离，从而节约能源和资源消耗 群之间容易发生摩擦——“坏邻里关系”效应10 噪声
7
减少建筑占地，从而有可能增加绿地和开放空间的数 6
紧凑城市中常见的高层住宅不利于社区交往和邻里11 市容清洁度
量，有助于改善城市小气候交流，影响居民的室外活动，这对于老人和孩子尤12 城市步行系统的便捷和安全
8
在紧凑城市，居民有更多的机会步行，增加碰面、交 其不利 13 突发性流行病的控制能力
流、接触的机会——促进社会文化，提高社会安全7
高密度的居住环境一般不能保证良好的室内通风和14 犯罪率
9
节约建造材料的消耗（紧凑城市中建筑一般以中高层为采光效果——增加采光和空调制冷的电负荷 15 社区生活的丰富程度和普及率
主，如果设计得当，这种建筑形式一般可以减少外围材8
紧凑城市中高层建筑和大体量建筑的比重较大，将16 社会分化
料、屋顶、基础、隔墙的材料消耗）加大钢材、混凝土等高能源消耗材料的使用 17 私密性
10 节约建筑使用能源的消耗：高层、多层的建筑一般有较9
降低居住的私密性，环境噪声严重，增加心理和精18 城市小气候和周围生态环境
小的热体形系数——如果设计得当，可以减少热损耗 神压力
11 减小城市建设范围，降低对城市周围生态环境的破坏，10 增加城市热岛效应，破坏微气候
有利于物种多样性的保持
资料来源：Newman and Kenworthy,1989a,1989b; ECOTEC,1993; Katz,1991; Calthorpe,1993l Hillman,1996; Thomas and Cousins,1996; Breheny,1996; Pun,1994,Travers,2001; Pacione,1989; Eudline and Falk,1999; Schiller and Evans,2000; Burton,2000 and Burton et.al.1996.
中国城市目前正陷入了人口加速增长、城市飞快蔓延、环境日渐恶化的恶性循环之中，合理提高城市密度，增加现有城市的吸纳能力，发展“紧凑城市”具有现实的意义。现在的问题似乎已经不是要不要在中国发展“紧凑城市”，而是如何去发展，发展什么样的“紧凑城市”。对此，在中国这个特定的背景下，对城市的紧凑程度和各个社会、环境因素之间的相互关系分析，应该是研究的第一步。
3.2 研究方法
对“紧凑城市”和城市可持续发展的研究，首先碰到的棘手问题就是：当前，国际上尚没有公认的对城市“紧凑程度”的衡量标准和评价手段。英国研究者伯顿（Burton,2002）是第一个对城市紧凑度的衡量指标进行探讨的学者③。她将“紧凑城市”归纳为三个范畴，即高密度城市（highdensity city）、功能综合型城市（Mixed-use city）和密度增加型的城市（intensified city），并针对各个范畴确定了一系列的衡量指标。本文仅以高密度指标为研究重点，更确切的说是以人口密度作为研究重点。原因在于，根据布雷赫尼（Breheny,2001）的观点， 在整个的城市复兴和紧凑城市的辩论中，居住人口密度是问题的焦点，他认为增加人口密度是形成“紧凑城市”的首要条件。只有提高人口密度才能在较小的地域范围内，达到临界服务人群和消费能力，从而支持诸如服务业、公共设施和城市公交的发展。同时，人口密度也和很多社会环境因素相关联，比如拥挤、噪声、污染等等。本文以城市人口净密度，即非农人口和城市建成区之比，作为衡量城市人口密度的指标，仅以以下几个环境方面的因素为研究重点，即城市公交系统、基础设施效率、服务设施的可达性、能源资源的人均消耗和环境污染。每个环境因素又由一些子变量加以描述（表4）。
表4 城市环境因素及其计算方法
Tab.4 Urban environment elements and calculation method
范畴变量名环境因素计算方法
服务设施的可Sa1
卫生医疗设施的可达性城市建成区中医院的分布密度
达性Sa2
教育设施的可达性
Sa3
商业餐饮设施的可达性城市建成区中商店和饭店的分布密度
基础设施使用le1
道路使用效率人均铺装道路的面积
效率le2
公共设施使用效率人均下水管道长度
le3
公菜设施用地使用效率人均公共设施占地面积
Pt1
城市公交车辆的人均占有率每万人拥有的公共汽车数量
城市交通Pt2
公交系统的效率 每辆公共汽车每年承载的旅客数量
Pt3
交通安全平均每平方米铺装道路面积上的交通事故数量*
Er1
能源消耗人均生活用电量
能源资源消耗Er2
水资源消耗 人均生活用水量
Er3
资源消耗人均生活用天然气／煤气消耗量
Ee1
空气污染建成区每平方米二氧化硫排放量
负面环境效应Ee2
噪声建成区中噪声未达标的面积占建成区总面积之比
Ee3
城市建设占地率 建成区中建筑占地面积比率（＝1－建成区绿化率）
Ee4
公共安全建成区单位面积上火灾发生的次数*
由于2001年数据的缺失，采用1996年的数据计算。
资料来源：1997年和2002年的《中国城市统计年鉴》。
总体来说，文章分为两个部分：首先对人口密度和所选的16个环境因素之间加以统计分析，研究两组变量之间是否存在明显的相关性，主要方法是Pearson product-moment相关系数研究；在第二步，这16个环境变量将被归纳为城市综合环境指标（EI），采用SPSS中的曲线拟合功能对城市人口密度和城市整体环境之间的关系进行定量研究。为了使不同单位和数量级的环境变量具有可加性，本文对其进行了统计标准化处理，即以下面的公式将各个变量转化为它的Z值。城市整体环境指标即是16个环境因素的Z值的平均数④。
Z值＝（数值－平均数）／标准方差
4 研究结果分析
表5是城市人口密度和各环境变量之间的相关系数及其显著性的总结， 从中可以看出城市人口密度对城市环境的影响是多方面的，有正向的作用也有负向的作用。但是总的来说，两者之间的相关性并不显著。
表5 相关系数研究
Tab.5 Related Indices
Sa1 Sa2Sa3le1
le2
le3
Pt1 Pt2 Pt3
人口密度0.1040.733**0.442**-0.219-0.139-0.0830.0790.0220.051
显著性 0.4960.000 0.002 0.148 0.361 0.587 0.6060.8830.740
Er1 Er2Er3Ee1
Ee2
Ee3
Ee4
z-值
人口密度-0.293* -0.012 -0.295*0.051 0.279*0.029 0.104 0.599**
显著性 0.0500.904 0.049 0.743 0.042 0.849 0.496 0.000
“－”代表负相关关系
*检验在＝0.05时有效（双尾）；** 检验在＝0.01时有效（双尾）。
4.1 服务设施的可达性
表中Sa1，Sa2和Sa3的相关系数表明，在中国的特大城市中，城市人口密度和服务设施的空间密度分布有较强的正相关，也就是说，在人口密度相对较高的城市，单位面积建成区上的医院、小学和商店也会更多些，这样居民有更大的可能性在他的住处附近满足就医，上学和购物的日常需要，从而减少交通需求。这与西方学者的研究结果是一致的，他们认为在“紧凑城市”，规模经济效应较容易发挥，临界消费能力容易在较小的地域范围内满足，从而提高服务设施的总体数量，增加服务设施的分布密度。但是需要指出的是，对可达性的研究，不但要分析其空间密度分布，更重要的是从居民住处到服务设施的时间和路程距离。
4.2 城市基础设施的使用效率
表5中城市人口密度和基础设施效率之间的负相关系数说明，在人口密度较高的城市，人均基础设施的占用相对较少。但是，有效性分析表明，这种相关性在统计上并不显著，也就是说在中国的大城市，人口密度和基础设施使用效率之间的关系并不明显。这似乎与西方学者所阐述的“紧凑城市”能够提高城市基础设施使用率的论点不符。原因大约与我国不同城市的基础设施水平和投资能力的不同有关。比如说，在北京、上海、广州等特大城市，虽然人口密度较高，但是基础设施的投资力度也较大，城市的道路、市政和公共设施的数量得到了很大的提高，所以人均基础设施的占用并不一定少。而在西宁、银川等西部密度较低的城市，基础设施投入不足，人均基础设施的占用也不一定大。我国目前整体的基础设施建设仍旧严重滞后，1990—1998年我国的城市基础设施投资只占到固定资产投资的9.89％—27.5％，和国际上35％的水平还相差很远。尤其是近年来，住宅建设逐年增加，城市基础设施跟不上住宅建设的需求，二者之间的差距越来越大，这无疑将会成为发挥城市潜力的巨大瓶颈。
4.3 城市交通
西方学者普遍认为，“紧凑城市”有助于限制私人轿车的使用，鼓励公共交通发展。原因在于，一来较高的人口和服务设施密度，使居民的日常出行距离缩短，不必再依赖私人轿车；同时，单位面积上更多的乘客能够提高公交系统运营的经济性；再者，在高密度的城市中，公交系统能够提供较为密集的站点和路线，使得整个公共交通的服务范围更加合理。但是遗憾的是，这些优点却没有在中国的特大城市中得到证实。虽然，Pt1、Pt2和Pt3的正相关系数表明，在中国的45个特大城市中，随着人口密度的提高，人均公共汽车的拥有量和每班车的服务人数量都将增加；而道路安全性（交通事故）也会随之恶化，但是这些变量之间的关联却非常的弱。形成这种现象的原因也许在于，在中国公共交通和其他一些公共服务设施一样，是由政府投资、提供的。因此除了城市的人口密度和人口分布这些因素外，其他的因素，比如政府的财政能力、投资取向和公共设施的发展策略等可能会在提供多少公共设施和如何使用这些公共设施上起更决定性的作用。另外，在中国的一些城市中，居民日常的短途出行在很大的程度上仍然依靠自行车、步行等非机动的方式，这使得中国的公共交通系统表现出与西方国家较大的不同。中国城市交通目前正面临着来自私人轿车拥有量极速增加的压力，由此带来的交通拥挤和空气污染等问题已经严重地降低了城市运营效率。因此，发展更加高效的城市公交系统，形成方便快捷的替代工具，是改善城市交通的关键。
4.4 资源和能源消耗
对城市紧凑度和人均生活资源能源消耗的研究主要集中在城市建筑密度的范畴，人口密度只是通过居住空间的紧凑度对其产生间接的影响。比如建筑群的整体密度在很大程度上决定于建筑的高度和建筑组合的密集程度。建筑的层数和高度又和高能耗材料（如钢材、玻璃、水泥等）的使用量、电梯和水泵等日常运营所消耗的能量等有关。而建筑朝向、间距、体形系数等决定房间的采光、通风和热损耗、从而影响居民在日常照明，制冷或者保暖方面的能量需求。整体来说，没有发现这两组变量之间的明显的相关性。这一方面和各个城市不同的地理、气象条件有关；另一方面也和不同城市居民，对空调、热水器等高能耗家电用品的依赖程度有关。鉴于中国现在人口密度已然较高，城市以高层和多层为主要建筑形式，增加居住人口密度和居民日常能耗方面需要以城市为单位，进行更进一步的研究。
4.5 外部环境效应
社会和经济行为在一定地域范围的聚集会产生一系列的外部环境效应，比如对生态环境的人为影响、噪声、拥挤、空气和水的污染、对城市绿地的占用等、影响的程度决定于现有的城市密度和城市环境系统的承载力。一般认为，在我国已然较高的城市密度基础上，进一步加强社会、经济行为的聚集度将可能导致污染加重、城市环境进一步恶化。但两者之间的这种期待的正相关关系，在本文的研究结果中虽然存在，但是并不明显。不过，考虑到城市环境是诸多的自然、社会、经济因素共同作用的结果，（如工业结构、气象条件、地形环境、环境法的制定与实施以及居民的环境意识等），这两组变量之间所显现的正相关性依然值得重视。
综合以上分析，我们发现城市紧凑程度（以净人口密度作为衡量指标）和城市环境变量之间的关系是复杂多向的。较高密度的城市在某些环境方面可能表现优秀，但在另外一些方面就不尽如人意。
5 城市紧凑程度和综合环境指标（EI）之间的关系
运用SPSS中的曲线拟合功能，对45个特大城市的净人口密度和综合环境指标（EI）进行了分析（表6）。结果中可以看出，全部的11个曲线方程都是有效的， 它们的解释能力在32.5％—45.2％之间。鉴于城市的综合环境质量是城市自然，社会和经济等多种因素共同作用的结果，城市人口密度对城市综合环境的这种影响力已经是很高的了。在11个曲线方程中，二次曲线、三次曲线和S形曲线对数据的拟合程度较好（图3）。
图3 曲线拟合分析结果
Fig.3 Results of curve fitting
表6 曲线拟合分析结果*
Tab.6 Results of curve fitting
曲线R[2] 显著性分析b0 b1b2b3
Linear 0.3390.000 0.4839 0.0045
Logarithmic 0.3970.000 -1.77010.5889
Inverse 0.4380.000 1.6408 -68.605
uadratic0.4480.000 -0.45700.0202-6E-05
Cubic
0.4520.000 -1.06500.0325-0.0022.8E-07
Co9mpound
0.3250.000 0.5413 1.0051
Power
0.3930.000 0.0408 0.6732
S-curve 0.4500.000 0.7130 -79.868
Growth 0.3250.000 -0.61370.0051
Exponential 0.3250.000 0.5413 0.0051
Logistic0.3250.000 1.8473 0.9949
因为如果应变量中有负值，曲线Compound,Power,S-Curve,Growth,Exponential and Logistic将不能被拟合，所以在最后的计算阶段， 应变量为（z值加1）而非z值。
从图3可以看出，城市紧凑程度和城市综合环境指标（EI ）之间大致成正相关关系。但是根据二次曲线的特点，这种正相关可能只在一定的密度范围内存在（根据二次曲线的方程计算，为168.33人／hm[2]），超过临界值，综合环境指标呈下降趋势。这与许多专家的理解是一致的，即增加城市密度会同时带来环境方面的优缺点。在密度较小的阶段，规模经济效应在公共服务（如基础设施、公交服务。学校等）和资源利用（如水、汽油、能源）等方面的优点较为明显，但是如果密度超过一定的数值，负的环境效应快速累积成为主导因素，城市的整体环境质量将下降。但是是否确实存在这样一个最佳城市密度，笔者不能妄加定论，因为（1）所取样本较小，45个特大城市只占到全国城市总数的6.76％；（2）只讨论了16个城市环境因素，不足以对城市综合环境质量进行完整的描述；（3）就城市的可持续发展而言，除了环境因素，社会和经济方面的因素不能忽视；（4）某些统计数据的不确定性，可能影响本文结果的准确性。
经过测算，发现仅有两个城市，即上海和武汉的人口密度超出临界值。如果此结论成立，那么，中国大多数城市都还有很大的潜力，通过增加现有人口密度，而不是扩展城市边界（或者建立新的小城市）来增加对外来人口的吸纳能力。这似乎与城市化过程中，最佳城市规模的研究有相似的结论，众多的学者认为，中国的大城市（一般也是人口比较密集的城市）在环境、社会、经济方面都比中、小城市（一般人口密度相对较小）具有更高的效率，中国应该发展大城市主导的城市化。转化为本文的观点就是，中国应该推动“紧凑城市”理论在城市规划方面的应用，将新的城市移民合理地融入现有的城市空间，社会和经济环境中，而不是在郊外或者新城地区为其另辟新地。
6 结语
作为正在经历加速城市化的、世界上人口最多的国家，中国在城市化过程中所采取的城市发展策略，不但关系全国可持续发展的未来，也将对世界的明天产生重要影响。在过去的20年中，我国城市急剧膨胀所带来的各种环境问题已经日益凸显。通过对中国45个特大城市的分析认为，发展“紧凑城市”，通过合理增加现有城市密度，加强城市吸纳外来人口能力的城市发展方向，在我国不但是必要的也是可行的。但是，鉴于目前有限的基础设施投资，不足的社会服务设施和超负荷运转的城市资源系统（如自来水、能源），推行“紧凑城市”的规划，需要综合的考量和谨慎的操作。其中有三点尤其重要：（1）大力加强城市基础设施和社会服务的建设，为吸收外来人口提供有效的城市支撑平台；（2）加强在城市环境管理和控制方面的立法和执法力度，一个有严格约束力的管理体系是实现人口高密度社会的健康发展的有力保障；（3）大力推介新技术、新材料、新方法在城市建筑和环境治理中的应用，这是维持城市环境健康的重要保证。
收稿日期：2005—04—19
注释（Notes）：
① 中国城市住宅郊区化一般在10km以内，而在国外一般是一小时的开车距离，通常在20km左右。
② 这45个城市包括在2001年底我国人口达到100万人的41个特大城市和另外4个省会城市（因为它们的人口没有达到100万人，所以没有被划入特大城市之列）。也就是说，这45个城市中囊括了4个直辖市、26个省会城市（由于数据缺失，拉萨和台北没有列入研究）和其他15个人口超出100 万的特大城市（香港和澳门不在此列）。
③ 详细的阐述见：Burton,E.Measuring Urban Compactness in UK Towns and Cities,Environment and Planning B:Planning and Design 2002,Vol.29,pp.219—250.
④ 为了反映城市人口密度对环境因素正向和负向的作用，在计算时，将负向因素Z值的相反数用来做平均数计算。
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