自然地理因素对城镇体系空间结构影响的样式分析

      中图分类号：F292文献标识码：A

      文章编号：1007—6301（2001）01—0067—06

      从自组织结构来看，城市由孤立的点发展演进为具有较完整的空间分布结构、等级规模结构和职能组织结构的系统，这是一个自组织控制下的时间过程和空间过程。城市系统演进的动因是人类活动与产业及其空间实体的相互作用[1]。作为社会产物的空间组织（结构）， 它有别于纯物理空间或本体空间或结构空间[2]。 实体空间是人类活动的基础。事实上，聚落地理学研究一开始就是以研究自然条件对聚落布局的影响为其重要内容。作为区域的经济、社会、文化、政治等活动为中心的城镇，它的产生和发展既是应经济与社会的发展需要而产生，却又受到地域的自然条件对城镇的形成和发展的影响。自然条件是城市形成和发展的自然基础[3]。

      在完成利用雷达卫星12景镶嵌图像对黄、淮、海平原城镇体系空间结构研究过程中，我们发现我国黄、淮、海平原（包括太行山前冲、洪积扇）城镇空间结构特征与自然条件特别是地貌与水文要素关系非常紧密[4]。关于该区中心地间距离构建关系，可详见文献[4]。本文则着重于区域城镇体系空间结构的样式分析，该研究对于华北区域城市化的布局与发展[5，6]以及城市空间结构理论研究均具有一定的意义。

      1 准均质平原形成准正六边形空间结构分析

      1.1 形成的自然条件

      在经典的中心地空间分布六边形网络模式中，其重要的假设之一为中心地分布的区域为自然条件和资源相同且均质分布的平原上[7]。 只有在均质的平原上，通过空间竞争六边形网络才可能形成。河北冲积平原由海河、漳河及（古）黄河冲积而成，该区不仅今日如海河各级支流水网密布，而且由于水道摆动形成的古河道纵横交错，故而地下水丰富，这为城镇在此平原区“自由”发展提供优越条件。从这个意义上说，它基本满足中心地六边形发展所需的地理空间条件。

      1.2 实例分析

      在雷达卫星遥感图像上，城镇建成区因对雷达波强烈的后向散射，使图像出现明亮光斑[8]。根据光斑面积的大小， 由城镇等规模从而等级别的原则出发，我们以德州市为第一级中心地，连接其周围次级的中心地，在雷达卫星图像上，构成图1所示的中心地多边形网络结构。

      从图1可见， 以德州为中心的龙华—吴桥—陵县—平原—武城—故城—龙华六边形（记为D[,1]）各边近等， 而高一级别的六边形武邑—泊头—乐陵—临邑—高唐—清河—武邑（记为D[,2] ）以及六边形泊头—乐陵—商河—临邑—陵县—吴桥—泊头（记为D[,3] ）则各边相差不少，但通过对各边量算及平均，并通过k＝3市场竞争原则分析发现，德州与济南、德州与宁津分割的地理空间形成的六边形理论边长特别是周长与实际边长几乎近等[4]。但从六边形覆盖面积看，越高级， 则六边形变形越甚，面积减少越大。这实际反映了周边中心地对覆盖范围大的六边形具有更大的空间竞争作用。强烈的“挤压”使正六边形变形，向空间竞争力小的方向发展。由于黄河泥沙不断淤积渤海，理所当然地向空间竞争力小的渤海方向发展，这是为什么D[,2]、D[,3]六边形向东倾斜的可能原因（参见图1）。

      

      图1

      基于雷达卫星图像的黄河平原六边形与五边形城镇体系网络结构样式

      Fig.1

      Hexagonal and pentagonal spatial structure ofurban system based on Radarsat image in Huanghe plain

      2 六边形受一条河流的影响向五边形中心地演化模式

      2.1 模式形成的原理

      城市形成和发展与水有密切的关系。河流历来就是重要的运输通道，而且又是生活用水和工、农业用水的重要源地。在“均质”平原上，当河网纵横交错或地下水源丰富时， 这时城镇空间结构应当形成如图2六边形ABCDEF和六边形EFGHIJ。但当有一条河流穿越此城镇区域，则原“均质”面被打破，使得如D点和H点中心地地位发生变化，在此种情况下，D、H点沿主要三个方向发生解离，E点亦将发生向河边靠近， 通过适当调整，从而由原六边形演化为五边形城镇体系空间结构（图2）。

      

      图2 六边形网络向五边形网络演化示意图

      Fig.2 The evolution model of pentagonal urban system from hexagonal system controlled by a river

      2.2 实例引证

      这种由六边形在一条河流作用下向五边形演化样式，在以济南为中心的临邑—高唐—平阴—泰安—章丘—临邑五边形非常典型地显示了黄河作为一条重要河流对中心地网络结构的影响作用（图1）。 与之可比的是，就在离济南市不远的位于黄河冲积平原中部的德州市，如前述，则形成了完整的准正六边形结构，充分表明河流对中心地的巨大影响。

      3

      在两条平行状河流作用下的六边形向四边形城镇体系空间结构演化样式

      3.1 样式形成的自然条件

      在构造掀斜或不等量抬升（下降）等原因作用下，引起区域性的倾斜，从而发育平行状水系。图3显示了在平行状水系R1与R2的作用下， 六边形中心地向四边形（矩形、梯形）演化的模式。