交通技术创新与城市空间形态的相应演变，本文主要内容关键词为：技术创新论文,形态论文,交通论文,城市论文,空间论文，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。
扩散(Diffusion)原指一项技术创新(innovation)从源地向外进行空间传播或转移的过程。本世纪50年代，瑞典著名学者哈格斯特朗(T.Hagerstrand)从空间角度对创新的扩散进行了开创性的研究并奠定了现代空间扩散理论的基础。城市空间形态的演变，是城市化推进过程的具体表象，是城市核心接受创新活动后进行扩散的应激反映。交通工具及运输方式的变革历来是新技术革命的起源地和落脚点，任一时期交通的发达程度都是当时科学技术发展水平的最直接体现。城市交通与城市的增长和发展密切相关，交通技术的每一次创新都对城市空间形态的演变起着重要的不可替代的作用。
1 交通技术创新对城市空间形态变化的作用机理
城市空间形态的变化起源于城市地域空间结构的演化和波动；城市地域空间结构的演变是城市地域功能结构变化的直接反映和最终结果；城市地域功能结构变化的主要影响因素是地域的土地价格和利用方式，某一地区的土地价格和利用方式很大程度上取决于该地区的空间可达性；而在交通技术不断创新的背景下，空间可达性又是个相对的概念，它随交通技术的创新而变化；而城市空间形态的变化又往往进一步强化或弱化交通技术的应用范围和作用强度，上述影响机制如图1所示。
城市交通和空间可达性是相互依存、彼此依赖的。在某一特定时间，交通网络的结构和能力影响了城区内部交流的便易程度，即交通系统本性决定了遍及市区的空间可达性。空间可达性表现在出行费用和出行时间两个方面，当空间可达性提高时，区位联系的倾向随之增长，提供给人群和产业部门的出行机会和出行模式也将随之增加。
某一城区空间可达性的变化对该地区的土地利用具有直接影响。反映土地价格的地租曲线是个随距离变化的减函数、随空间可达性变化的增函数。某一特定区位的土地潜在使用能力将随其空间可达性的变化而变化。土地价格的改变将直接影响到众多城市活动对此区位的竞争行为。在一定时段内，某一城区空间可达性的发生变化将导致土地使用方式经历相应的变化。例如，在某一时期，那些可能与居住有关的特性，在另一时期可能变成与商业有关的特性。土地使用方式的变动必将带动城市地域功能结构、空间结构的相应变化，城市空间结构变化表现在外貌层面上，必然是城市空间形态的变动。
交通技术创新和空间可达性变化在改变城市空间形态方面是非常显著的。交通技术的每一次创新都塑造了一种城市空间组织形态的特殊模式（图2）。步行—马车时代(1800-1890)和游憩汽车时代(1925-1950)，以交通技术迎合高密度和同心式空间形式为特征，电车时代(1890-1920)及高速公路时代（1950－现在），以从城市中心向外呈辐射状或星状偏离为特征。
2 交通技术的创新与城市空间形态的演化
本文所指的交通技术创新包含交通工具、交通设施两个层面具有历史意义的技术跨越，其结果是导致客货发生空间位移过程中时间和费用上的巨大节省。以此为标准，19世纪中期以来，世界上城市交通经历了五次较大的变化，相应地每次变化都在城市空间形态方面留下了深刻的印记。
2.1 马拉有轨车时代(1832-1890)——城市星状形态的出现以及环型结构的重建
1832年美国纽约出现了世界上第一条马拉有轨车路线，使用铁轨的马拉有轨车是第一种比步行快的交通创新模式。它的引入和发展带来了城市空间形态的第一次显著变化。马拉有轨车出现以前，典型的城市是高度聚集的，所有的城市活动密集成团，彼此接近。经济活动的焦点以及工业、商业和住宅高密度区都在城市中部核心区。大多数家庭不论收入高低，都紧靠就业市场居住。土地类型划分的普遍模式表现为住宅区围绕着工业、商业中心。工业、商业与居民地的混杂集聚，导致一系列外部不经济问题的发生。因不满于周边的物质条件和社会环境，中产阶级开始从企业和工人聚集区迁出。尽管马拉有轨车的出现是运输时代温和型的创新，但它已可满足中产阶级向城市边缘地带的迁移。马拉有轨车线最初是以城市中心为起点向外呈辐射状分布的。当中产阶级在上述辐射线影响范围内不断定居时，城市原始的、紧凑的空间形态转变为星形模式。
到19世纪80年代，城市中产阶级的住房需求驱动了更多马拉有轨车道路的修建，众多马拉有轨车路线的修建和连通，放射线间隙地区的新住房不断出现。这种填充过程发展到一定程度，城市原来的同心、环状模式又得以重建。
2.2 电车时代(1890-1920)——城市形态扇形模式的出现
1888年，美国弗吉尼亚州出现了世界上第一条电车线路，到19世纪90年代，大城市中的马拉有轨车陆续被电力货车和电力有轨车取代。电车的创新和广泛采用导致了城市空间形态第一次最剧烈的变革。电力有轨车相比于马拉有轨车具有更廉价、更快速的优势，它的应用使市内交通平均速度提高了两倍，市区外围的土地进入了电车的可达范围。电力有轨车使更多的人得以逃离城市中心区外部不经济的消极影响，中、高收入人群不断向城市边缘区和建有有轨车线原本不发达的更远郊区迁移，不同收入、不同种族人群的居住区分化更加明显。城市沿着有轨车线路主干道迅速生长，一种独特的扇形模式开始形成。
电力有轨车的迅猛应用也导致了主要交通干道沿线商业带的形成和发展。随着中、高收入人群向更广泛的郊区扩展，一些达到人口门槛的郊区开始出现商业中心，但此时郊区商业中心的服务内容和辐射半径尚很有限，大多数郊区居民还习惯和中心商业区发生联系。电车是城市化过程中第一次真正的大众交通系统。空间可达性的显著提高，使大多数城区形成了专门进行商业、批发和工业活动的土地利用区，但此时的这些专业区域仍大多紧贴中心商业区。
2.3 市际和郊区铁路发展阶段(1900-1930)——城市形态扇形模式的强化以及串珠状郊区走廊的生长
铁路对城市空间形态的影响始于19世纪中叶。城市旧核心边缘铁路的建设，导致了工业活动的重新配置。许多大型钢铁厂、冶炼厂、堆料场等大运量企业沿新建的铁路迅速集聚，并逐渐形成新的工业核心区。
对大多数城市居民而言，铁路的较大影响是带来了城市的电气化。电力运输车作为新型创新技术，进一步减少了旅行时间和旅行费用，城市更大范围内的空间可达性提高。沿着主要铁路线，距离城市更远的郊区走廊迅速生长，按照收入水平高低排列的典型的“串珠状”居住地分布模式开始形成。城区和郊区铁路的建设拓展并强化了城市的扇形模式。
2.4 汽车阶段（1930－现在）——郊区化的加速与同心环状结构的再次重建
对城市空间形态冲击最大、影响最深的交通技术创新，莫过于汽车的出现和使用。第一辆汽车产生于19世纪80年代的德国，到本世纪初期，此项技术已遍布欧洲和北美。在汽车大规模生产之前，由于成本高，只有少数富人能买得起，最初的汽车主要用于周末城外旅行等游憩之用，对城市空间形态变化影响甚微。
本世纪20年代，亨利·福特改进了汽车大规模生产技术，汽车变得廉价并开始为中产阶级所接受。汽车以其无与伦比的灵活性、方便性和舒适性帮助城市居民第一次摆脱在居住、出行等方面对轨道交通的依赖，伴随汽车数量的剧增，公路建设飞速发展。
二次世界大战前，放射状公路已贯穿、超越老城范围，到达郊区铁路延伸线以外的非城市化区域，别墅式的低密度居住区开始广泛分布于新的城郊区域，郊区生长速度明显快于城市中心地区，现代都市区框架开始形成。
二战后，城市生长速度加快，越来越多的中、高收入人群开始追求郊区舒适的生活环境和方式。市郊别墅式住房需求的增长，导致郊区占用空间的增加，主要公路间隙区域不断地被新修的街道和公路所填充。越来越多的居住地通过家庭收入水平予以分化，城市社会阶层分异、分布更加明晰，一系列同心居住环得以重建。
随着较大规模区域性购物中心在郊区附近的出现，由汽车引致的城市多核心模式导致投资边际收益在市中心下降而在郊区上升，土地价格模式趋向复杂化。
对货物运输而言，从火车到卡车的革新导致了工业与批发活动对铁路区位的依赖性更弱。在很多接近公路的城市外围地区，兴起了诸多的工业园。
2.5 高速公路与环形路快速发展时期（1950－现在）——城市形态多核心模式的出现
本世纪50年代以来，是高速公路和环形路快速发展时期，高速公路增强了更远城郊的空间可达性。城郊居民区以蛙跳形式频繁跨越不太令人满意的城市化区域，众多孤立的，特别是靠近水体或丘陵森林地区的居住核迅速形成。在某些方面，其最终空间形状与沿铁路的串珠状居民地模式类似。然而，这种新模式受交通限制更小。通常，低密度的扩张与间隙地带郊区的生长紧密相连。
高速公路加剧了电车的衰退。到50年代后期，大多数城市中，汽车取代了电车成为通用的公共交通工具，公共交通乘客数连续下降。伴随人口的分散，就业从中心城市向外扩散。更多生长核心形成，更多的大型区域性购物中心出现，更多的企业在郊区寻求有利于发展的区位，而中心城市则被更多的外部经济所困扰。
环形高速路修建最初是为大都市过境车流提供通道，但它们在很短时间内却占据了市际交通主干道的重要地位。到本世纪80年代，这些环路显著加强了大都市郊外社区的空间可达性，在环线和出城主干道沿线及其交叉点上，一批新核心迅速成长，吸引了大量新的城市活动（数据处理、研究和开发公司、区域性购物商场、医院、剧场、饭店、零售商店）分布于此，逆城市化现象开始出现并日益明显。
这些变化对都市区的全面冲击是明显的，相对于郊区，中心城市的土地价格衰退了，距离中心商业区更远地区土地价格却全面上扬，在接近高速公路的地区出现了土地价格的峰或脊。
3 交通技术创新与城市空间形态演化的基本规律
a、城市化的空间扩散过程是交通技术创新最鲜明的反映。城市交通技术创新的一个重要目的是为了增强远离市区地域的空间可达性，从而建立城市核心区与边缘区的方便联系并满足较高收入人群向生活环境更佳地区的迁移。制约城市扩展的最重要因素是空间距离，而新型交通工具的广泛普及和交通基础设施的广阔延展，极大削弱了城市化空间扩散过程中的由距离引致的摩擦力，从而推动城市化区域在空间层面上的迅速蔓延，都市巨型化、连绵化现象随之出现。马车时代的欧洲大城市，不论人口如何增长，其半径没有超过3英里（合4.8km）的，随着私人汽车的大量使用和郊区快速公共交通的发展，城市空间迅速蔓延到几十甚至几百公里，美国洛杉矶市直径已达160km以上，波士顿—华盛顿城市直径更长达970km以上。
b、城市空间扩展在交通技术创新背景下，始终遵循环状→星状→环状的类年轮形增长方式。传统的交通技术发挥到极至时，整个城市的空间可达性因距离城市中心的远近呈现出明显的同心环状，城市各个方向上接受中心区辐射的距离大致相同，即城市空间形态为同心环状。新技术支撑下的新型交通线一次次牵引人口、工业、商业向远离中心的方向发展，随着发展轴的极化及其不均匀分布，原有的环状格局被打破，代之以星型或扇形模式。随着城市边缘区道路网的不断分异与完善，主要放射线间可达性较差区域不断得到填充，地域活动的均质性逐渐形成，表现在城市空间形态上，星型结构消失，同心环形结构又得以重建。因而可以说，城市空间形态从环状经过星状再到环状的过程，即交通技术创新在城市空间上扩散的过程。
交通技术创新和城市空间形态的特殊关系，使人们在进行城市规划时，寻找到了一个重要的、操作性强的切入点。遵循交通技术创新的空间扩散规律，就可能大致预见到城市化主轴线的作用力方向。运用宏观调控的手段，能够建立起比较理想的城市发展地域结构和空间格局。