空间句法理论在城市空间结构拓展中的运用

郝赤彪　杨禛

摘要：城市在发展过程中，其规模都经历了由小到大的生长历程，当今中国快速发展的经济背景更加刺激了城市规模的急剧扩张。快速城市化带来的物质积累和空间重构使得现有的城市空间发生突变，进而触发了一系列城市发展问题，比如城市的功能结构、生态环境、城市肌理乃至整个社会。以青岛城市空间为例，基于空间句法理论的拓扑模型和数字信息技术在大尺度城市空间和复杂空间形态中，发现隐藏在城市空间变化背后的深层次的结构意义，以此来揭示城市空间所隐含的结构性逻辑以及对未来城市空间发展的必然性影响。在此基础上寻求适合青岛城市空间可持续发展的城市空间新形态，以期为青岛在全域统筹背景下建设海湾型城市新格局、迈向国家中心城市提供依据和参考。

引言

自上世纪70年代改革开放以来中国已经逐步迈入了一个快速发展的城市化进程，伴随着这一进程的资本的积累和土地的再分配，城市面临剧烈的社会和空间重组。[1]与不同国家的其他城市相比，我国城市形态的演化不论从内在演变机制还是到外在实体环境都具有中国特色，其城市演变的多样性与复杂化在研究领域都具有及其重要的价值。根据所侧重的研究对象和方法的不同，相关的理论可以概括为三个层面：一是“形态分析层面”；二是“环境行为层面”；三是“政治经济学层面”。然而无论哪种分析方法，在客观性、系统与全面性、方法论等方面均对城市中不同规模层次基础几何要素的分析涉及较少，更无法描述和定量化空间几何特性。由希列尔和汉森提出的空间句法理论注重从整体和系统的视角量化分析对象，将空间对象分解为不同的空间关系组合，这种处于直觉层面的方法超越了语言学词类中简单的语言的空间术语和概念，[2]使无法被语言表述的空间知识可以被人们通过直觉从环境中获得的空间结构关系来得以呈现，使我们有了一个定量研究城市空间的全新视角。[3]

空间句法将拓扑模型和以数字信息技术为基础的计算机语言相结合，通过对城市不同空间之间的结构关系进行量化建模分析，从图论的数学基础出发，将城市的建成环境抽象简化为包含社会和经济属性的空间元素，称之为“轴线”或“线段”，[4]并以此为分析单元模拟人车流，其目的是来研究空间与社会本体人之间的相关性。[5]它把空间作为解析对象，一方面强调物质形态分析，另一方面又整合了物质形态中的社会经济逻辑和非物质形态中的空间逻辑。[6]因此，本文采用空间句法理论及其相关变量来量化解读青岛城市空间形态演变和内在发展规律，并与青岛发展史上三次重大的城市总体规划进行对比，发现城市空间结构的规律性变化以及演变的全部过程，同时检验三次重大城市总体规划的合理性与适用性（图1）。[7]

一、空间句法对青岛空间结构演变的解析

凯文林奇曾提到，城市道路是感知城市整体意象的一个极其重要的因素。就整个城市空间而言，街道是最核心的组成部分，而且城市社会功能的发展早已蕴藏在城市道路空间的发展中。因此，以归纳整理得到的不同历史时期的城市发展现状图为基础，在软件中使用轴线分析法按照其基本原则绘制轴线图并进行量化分析解读，能够图示化看到颜色变化的轴线地图，这包含集成度从高到低的整体、部分集成度图和两者之间的散点图。通过不同阶段的对比解读，可以归纳总结青岛建置以来的城市空间演变规律（表1）。

（一）对空间结构的解读

1.相关句法分析变量

空间句法的轴线分析法能够得出有关集成度的两个不同参数变量，其可根据分析对象的不同层次将集成度分为整体集成度和局部集成度：整体集成度表征某一街道轴线空间与其他所有轴线聚集和离散的程度，局部集成度表征某一街道轴线空间与相对距离较近轴线空间的联系程度。[7]由此可见，整体集成度能够解读不同时期内城市发展的总体态势，从宏观来衡量城市在该时期的发展变化；局部集成度表示不同发展阶段内城市内部各个分区之间的建设状况，从而可以发现不同时期内城市分区规划与发展的关注点，从中观甚至微观来衡量城市内部发展。可理解度关注的则是上述两者的相关性，是衡量在局部空间中建立起对全部城市空间特征感知的能力。

2.对青岛不同时期空间结构的解读

晚清时期，青岛开始城市建置；德日统治时期西方的城市发展理念及规划思路的介入极大地塑造了青岛城市空间；北洋政府和国民党统治时期社会文化活跃开放，留洋学者带来的海外文化助推了城市发展；新中国成立至改革开放前，由于政府和规划界对青岛给予极高的评价，使得青岛走上了城市发展的快车道；改革开放后，青岛城市地位显著提升，从上世纪的“两点一环”到如今的“三城联动”，在“全域统筹”大背景下，青岛城市建设进入高速发展期。因此，本文选取6个最具代表性的历史时期，对青岛的城市空间结构演变进行研究，以期得出内在演变规律。

德占时期（1897-1914年），我们从整体集成度图中得出总督府南侧两条东西走向的道路集成度最高，这说明这片区域在当时是居民最容易到达的地方。查阅史料文献，我们得知德国殖民者侵占青岛后，依据“华洋分治”的政策将青岛划分为码头区、青岛区、大鲍岛、台东镇和台西镇，集成度最高的总督府位于当时的中心城区青岛区，这里规划建设了不同城市功能，有行政、商業、住宅和别墅等，成为当时城市最繁华的地区。与繁华的欧人区相比，北侧的华人区则没有考虑上述功能的明确划分，导致居住与商业混杂，致使集成度不高。此时期内，修建的火车站、小港码头以及城市中心区的发展，使城市内外空间结构出现了集中式的点状发展态势（图8）；局部集成度图显示，城市中最容易到达的地方依然是总督府南，也就是当时的城市中心区（图2）。

日占时期（1914-1922年）集成度核心由总督府区域向北侧的大鲍岛区域（今辽宁路、聊城路和台东地区）扩大，并沿铁路线分布，形成了沿铁路线分布的分散式带状结构发展的雏形，且范围进一步扩大，有继续向北面扩张的趋势。首先由于日本殖民者依托德占时期形成的居住区进一步发展，重点建设港口和台东镇；其次由于战争需要重点发展工业企业，结合台东镇大量的中国劳工和便利的对外交通设施，更加强化了布局形态沿铁路向北发展形成了今天的华阳路、四方和港口等工业区；最后考虑到资金投入成本的集约化，工业发展的选址便沿胶济铁路线呈南北向铺开呈多点自由状分布，致使青岛的版图在一定程度上向南北拉伸，更进一步强化了带状城市的形态。而局部集成度较高的区域则由原来的总督府逐渐北移到台东镇附近，与整体集成度发展相类似（图3）。endprint

国民党统治时期（1922—1938年），集成度核心再一次向北移动，由日占时期的大鲍岛区域北移至五号炮台山腰位置（今芙蓉山区域），城市中心东侧为湛山、浮山所区域，西侧为当时著名的大港车站，南侧与当时最繁华的商业集散地相接，位置优越，交通便利。不难发现，相较于上一阶段，城市中心北移的同时呈现块状集中（图9），范围有所扩大，同时有向北、向东拓展的趋势，这是由于在20世纪20年代年青岛归国民政府管辖，并将青岛更名为“青岛特别市”，直属中央行政院，青岛城市得以重新定位，加之沈鸿烈任青岛市长后，一方面扩充原市区，另一方面突破德日规划的限制，城市北部扩展到今沧口、李村以北地区，城市东部拓展到辛家庄和麦岛区域，使得此时的地域范围又一次被扩大；局部集成度较高的位置则由原来的台东镇扩充到了台东、台西、浮山所、沧口和芙蓉小区等地，城市内部建设力度加大（图4）。

新中国成立到改革开放前（1949-1978年），這段时期内，整体集成度图显示在城市核心地带周围聚集了集成度数值较高的不规则十字形轴线，并且城市中心区在此段时间内得以强化，同时城市继续向北扩张，形成了典型的带状城市（图10）。这是由于虽然此段时间跨度近30年，但城市建设量极小，城市形态较上一时期演变缓慢，但在第一个五年计划期内，由于国家强调以工业为中心，青岛依托海港和铁路的优势，继续向北开辟了楼山后工业区、大村庄工业区等几大工业区，这在城市版图上进一步强化了青岛带形城市的发展；局部集成度反映此时期的建设重点是沿铁路布局的工业区发展和南部沿海岸线建设的疗养机构的发展，而且建设力度远超城市中心区（图5）。

20世纪90年代的整体集成度中显示，此时局部城市道路已经发展成为新的高集成度轴线，同时城市集成核从改革开放前的不规则轴线组合分布，变成了南北向轴线所围合成的区域中心，由上一时期的带状城市转变为集成核及外环组成的组合核心，较高集成度的道路轴线已经具有了成片发展的趋势，同时城市东方向和北方向上继续扩展，这是因为1984年青岛的发展迎来飞跃期，青岛市政府东扩，胶济铁路、济青高速、流亭机场相继建成，这一系列城市规划与建设彻底改变了原有的城市布局，城市内部的腹地进行了大量城市建设，在主城区内逐渐形成了单核心圈层的城市空间结构（图11）；局部集成度中心则仍旧显示出由正南正北向十字轴线组成的中心区，这表明在城市中的分区依然在沿轴线发展，尤其以山东路为重点，相较于上一时期，城西、城东、城北和城东北的团岛区域、燕儿岛区域、沧口区域和崂山县也在快速发展，虽然尚未形成新的城市副中心，但发展潜力巨大，对市中心形成了一定的冲击（图6）。

2014年的整体集成度反映城市空间结构上较上一时期发生显著变化，城市不再由单核心圈层发展，转而形成沿胶州湾的环线发展，胶州湾东侧、东北侧形成新的城市发展轴线，胶州湾北侧的红岛区域也能够形成组团级中心，胶州湾西侧的黄岛和胶州市也同样具有发展成为组团级中心的潜力。青岛正形成以环湾为基础，三城联动、组团发展、多中心的城市格局，且多中心正向外扩展，渗透作用尤其明显（图12）。这是因为青岛在全域统筹的背景下，提出新型城市空间发展战略，从最初的“两翼展开”到后来的“三城联动”，构建多级城市中心，其中西海岸新区以港口城区为主，北岸新区更加注重城市功能的完善，东岸新区努力构建宜居型居住区，三者之间相互补充完善，共同塑造了新的城市空间布局；而局部集成度显示东岸新区、黄岛主城区、胶州市区和即墨市区仍旧在进行剧烈的城市分区规划与建设，有望成为城市副中心，但同时也能够看出，红岛区域的中心性不明显，短时间内难以形成，对该区域的发展带动较为乏力（图7）。

通过对上述几个青岛城市发展史上及其重要的历史阶段的城市空间进行量化分析解读，可以将其归纳为点状、块状、带状、单核心圈层和多中心发展这几个典型的城市发展阶段，城市道路空间能够通过空间句法的量化分析在一定程度上很好地模拟了青岛城市空间的演变。

（二）城市发展方向趋势的判断

由图13可以发现以下几点问题：1.整体集成度与可理解度保持较高相关性，曲线变化趋势大致相同；2.整体集成度和可理解度远低于局部集成度；3.不论城市如何发展，可理解度一直处于较低水平；4.曲线在三个时期发生显著变化：分别是1945～1978年、1990年前后和目前。

新中国成立后至改革开放前这段时间内，局部集成度急剧下降，整体集成度渐变式下降，可理解度下降幅度最小，说明这段时期是城市缓慢发展期。1949～1978年，在这30年的时间里，前文也有叙述，青岛城市空间发展缓慢，新中国成立后，国家发展战略重视工业生产，青岛又回到了沿胶州湾东岸、依靠港口和铁路发展的老路子，城市进一步向北扩展，重工轻商轻农的发展战略阻碍了城市的多方面扩张，该时期可理解度达到峰值，说明这段时间内城市整体空间易被感知且强度最大。查阅相关历史资料，可知此时期的城市建成区面积约为60平方千米，该数值是青岛最宜人的城市尺度。

20世纪90年代，整体集成度提高的同时伴随着可理解度的降低，说明这段时间对青岛城市来说是一个关键的转折点。从相关变量背后所隐含的社会意义来解析，随着城市道路网络的进一步扩大及完善，在城市道路数量远没有达到城市环境承载量时，局部和整体集成度值将缓慢增加，其他空间的可达性相对简单容易，使得原本和整体集成度变化一致的可理解发生了和上述两者相异的发展情况，原因在于城市规划对传统街道空间的重塑。[8]20世纪末，青岛城市建设处于高速扩展期，从西到东的大青岛城市格局逐渐形成。在改革开放和中央扶持的大背景下，青岛加大东部的开发力度，加快了高科技工业园区、东部新区和石老人国家旅游度假区等的建设，推进黄岛、即墨和胶州等的城市化进程，以往的城市空间布局被彻底改变，这对青岛整体意象是严重的冲击。所以，从局部感知整体空间变得异常困难。20世纪90年代后，可理解度有上升趋势，证明此阶段的规划在城市空间形成上是有促进作用的，但力度远远不够。endprint

2014年整体集成度急剧下降，而局部集成度仍然维持在较高水平，说明随着城区范围的进一步扩大，分区与分区之间的相关性将会削弱，各个分区的中心将会显现出来，城市发展迎来了一主多副多个城市中心的趋势，整体城市空间将迎来优化调整的最佳契机。

（三）城市内部空间结构的变化

1.城市中心区的迁移

导致城市核心区发展的因素有多种多样，城市核心区的形成与演变机制也相对繁琐。根据相关研究分析，空间句法的轴线分析法所得出的集成度模拟分析结果与城市中心区发展存在着非常清晰明了的相关性，[7]所以能够从整体和局部集成度图中明显发现城市中心区的迁移。

比较德占和日占时期的城市集成度图，青岛在外力干预的影响下，城市集成度高的区域一直都出现在城市南部滨海沿线的威廉路、亨利亲王街和依列女街即今天的太平路、广西路和湖南路附近，这也是当时的行政、商业中心，但由于城市东西方向发展的限制，这段时间内总督府附近的弗里德希大街、吕特鲍特路和爱贝街即今天的中山路、浙江路和安徽路才是真正的城市发展轴线，上述南北向的城市发展轴线指导了城市的拓展（图15、图16）。

但是随着有序及合理的城市规划理念对城市的指导，导致城市中心区出现了一定程度的变化，以往的中心区逐渐弱化了其整体的政治、经济影响力而转变为城市分区的区域中心。[9]国民党统治时期整体集成度核心出现了正南正北方向的山东路、连云港路和东西方向延吉路所组成的正交形十字区域，使得城市继续南北扩张，城南居住城北工作的城市问题进一步加剧；新中国成立后至20世纪90年代，又先后出现了南北向的利津路、辽宁路和威海路轴线以及东西向的鞍山路、延吉路、登山路所组成的轴线，城市中心较上一时期变化不大；至2014年，城市中心分别向北向西移动，并出现了组团式多中心，包括黄岛、即墨、胶州、城阳、李沧、崂山、市南和市北，各自组团中心分别形成了集住宅、商业、金融、行政、体育、休闲和医疗为一体的集中式城市中心区。

2.城市空间层次的差异

这种空间结构的稳定性被希列尔教授称之为“空间结构的惯性”。[10]不同历史时期或者相同历史时期的不同城市在几何表面上可能相差较大，但是以图论的角度观察它们，它们具有相似的拓扑结构；从空间可达性的角度看，它们又具有整体上“变形网格”式的拓扑形态。一方面用地划分规整，城市可联接性提高；另一方面还能与复杂地形相契合，营造出更加合理有趣的局部城市小景观。

在20世纪90年代“变形网格”式的拓扑图中，道路轴线颜色分布较少，且中心区较为平均。而在2014年，分析图中的道路轴线的颜色分布明显更丰富，变形后的“同心圆+放射道路”和“西特风格”明显，这表明青岛的道路空间层次正进一步填充。德占时期城市拓扑道路533条，到2014年增加至35 368条（不包括平度市和莱西市），但是青岛城市空间整体集成度图中的道路等级分布依然不如北京、上海、广州等大型城市完善和清晰，仔细观察可以看出城市中存在的传统街道在漫长演化过程中出现了类似树杈形的复杂结构，而新建道路却缺乏支路和尽端路，渗透能力差（图14）。

二、运用空间句法对青岛历次总体规划的分析

縱观整个青岛的发展历程，不难发现它拥有特别的、鲜明的发展趋势。与上海和天津等由多国租界发展而来的城市相比，青岛的特色更突出：首先青岛在以前没有城市发展与建设的基础上按照现代西方先进的城市规划理念建造的城市；其次，与其他城市的“拼盘式”布局发展不同，青岛的城市建设基本上都是在单一的规划理念的干预之下规划建设的，城市演变呈现出相对稳定的态势。从上世纪80年代开始，青岛城市空间的发展与演变始终是与城市总体规划的指导和控制分不开的，所以本文的研究选择1980年、1995年和2006年这三次城市总规进行分析。1980年的总规确立了青岛在全国城市中的地位，这成为日后青岛繁荣发展的根基；1996年版总规提出了“全域统筹”新概念，为城市空间结构发展提供了重要的战略意义；2006年总体规划已经影响城市规划建设近10年时间，通过上述与2014年现状图进行对比分析，以期为日后青岛城市空间的优化发展提出合理性建议（表2）。

（一）上世纪80年版、95年版和本世纪06年版总规的空间结构特征

在1980年版总规中，由于中央加大对沿海城市的开放力度，青岛摆脱了建设用地的限制，使得青岛的城市发展迎来加速期。城市规划以带状为依托，用李村河、海泊河这两条东西向的景观带将青岛划分为三个独立分区以及胶州湾西岸黄岛区的布局，在东部重点规划发展居住空间，同时加强工业区形成，以此来开发卫星镇，这样的城市规划布局在一定程度上打破了青岛以往单一形式的、南宿北工的狭长城市形态。但从句法分析的1980年城区现状图来看，在整体集成度中出现了以山东路、人民路、镇江路和延安路组成的集成核中心，城市中部发展优于南部岸线地区和北部工业地区；在局部集成度图中，三组团中心区发展差距有减弱的趋势，说明在南北组团内部，城市空间结构发展较为完善，发展速度较快，具有成为组团中心的潜力，但东部城市发展力度明显不足，城市发展没有做到向东突破（表2）。

在1995年版总规中，由于国家进一步放松对东部沿海大城市的限制，同时以市委市政府东迁为标志，青岛的城市规划空间格局随之发生变化。总规规划以胶州湾进行划分，东岸的市南、市北、李沧和崂山等为主城区，西海岸经济技术开发区为次城区，由此逐步形成了“两点一环”的城市新形态，同时城市版图向东部扩张，探索更广阔的建设空间。在主城区内，发展一个主中心和五个副中心协同并进的均衡分布形态，其中沿南北向的山东路、东西向的湛流干路所围合的市府商务办公区形成城市发展核心区。通过20世纪90年代的现状图的句法分析，整合度核心集中在以山东路、宁夏路和鞍山路为主的区域，与总规提出的核心区域不符，总规提出的区域并未能形成城市中心区。而局部集成度所显示的市南、市北、崂山、四方和李沧等城市分区发展迅猛，组团中心明显，远景中能够成为独立组团的核心区，这与总规中的中远景规划是一致的。因地图获取困难，尚无法取得该时期黄岛区现状图，故无法对大格局下“两点一环”的整体布局做出评价（表2）。endprint

在2014年规划结构的句法分析中，由于用地规模的急剧扩张致使青岛的城市发展已经超越了上一时期的“两点一环”的空间布局。从整体集成度图中我们发现已经不存在明显的发展轴线，集成度较高的轴线已经开始成团的区域存在，并且有多片连接分布的态势，这说明城市中心已经开始由单核向多核发展，除东岸主城以外，黄岛开发区、胶州组团、即墨组团，尤其是红岛高新区均具有较强的发展后劲，并且发展势头已远远超过东岸主城的老城区，拥湾、环湾成为新的发展格局，这与2006年版总规中提出的“一主三辅”城市发展框架相契合，但主城区和崂山区发展不足，有被赶超的趋势（表2）。

（二）城市空间发展与规划中存在的问题

1.城市内部空间趋于饱和，缺乏针对空间的长期适用性研究

依据城市发展规律，在城市扩张中，当城市规模超过某一限度，外围中心与中心空间联系程度将下降；当联系阻力超过某一强度后，就会在城市外围发展新市区，从而呈现跳跃式发展格局。分析2014年现状图，我们发现随着城市发展，有两个问题逐渐凸显，一是城市主城区发展空间趋于饱和，城市发展面临着空间不足的难题；二是老城区和崂山区发展潜力不足，缺乏对新增长的城市职能与产业发展的有效支撑，难以适应经济社会高速发展的需要。[7]

2.未来城市发展布局存在缺陷

按照现行发展规划，胶州湾北岸红岛片区功能布局为国家重要的区域性航空港、青岛高新技术产业核心区、现代化综合服务区和出口加工基地，并且该区域已预留为未来的行政和文化中心，旅游度假中心以及会展中心。这势必会吸引大量人口聚集，人口的集中需政府加强基础设施建设，淡水供应和污水排放将成为重要问题。不同于靠近河流入海口的大都市，此片区的水资源利用只能依靠大沽河和胶州湾，未来城市的发展一定会对一河一湾造成生态破坏。

三、青岛城市空间结构优化的规划策略

青岛新一轮城市规划对未来城市发展提供了理论性指导（图17、图18）。首先，青岛城市定位由原来的“宜居幸福现代化国際城市”转变为“宜居幸福创新型国际城市”，这是对青岛过去五年发展的总结和延续。其次，“三城联动”升级为“三湾三城”，突出了海湾型城市新格局。中心湾区以环胶州湾为主，依托中心城区优化城市功能，集聚高端要素，延续历史文脉，突出历史文化名城特色，彰显“红瓦绿树、碧海蓝天”的城市风貌；西部湾区以灵山湾群为依托，建设董家口港城和古镇口居民融合创新示范区，打造海洋强国战略支撑点；东部湾区依托鳌山湾群打造新城，规划世界知名、以海洋教育为特色的中国蓝色硅谷。最后，发展规划首次提出“三带一轴”概念，滨海海洋特色发展带融入青烟威协同发展带，联通济潍青协同发展带，贯穿大沽河生态轴，努力构建多城共进的新版图，加快山东半岛的城市化集群发展。不难看出，从最初的“两点一环”到后来的“三城联动”再到如今的“三湾三城”，青岛城市的拓展充分尊重了“环湾发展”的演变历程和“生态间隔、组团发展”的规划布局，传承了全域统筹的城市空间规划布局，从而为青岛加速迈入特大城市行列提供保障。在上述分析结果的基础上，本文对青岛市未来城市空间优化提出以下策略。

（一）分散城市功能，构建多中心城市空间结构

城市空间结构作为城市功能在空间层面的重要载体，职能转变必然会影响到前者的打乱重组。在青岛东岸城区之外寻找新的城市中心，疏解部分城市功能，不仅避免了职能重叠，而且缓解了人口、交通、环境带来的一系列城市病。为此，在未来青岛一湾三城八中心的框架下，各中心区依据自身优势和空间位置，合理定位，挖掘自身潜力，发展自适产业，形成多级中心，缓解老城区压力，做到创新发展。

（二）构筑青烟威、济潍青城市空间发展新轴线

纵观世界上绝大多数城市的空间演变，无非是由同心圆向轴向转变的模式。青岛作为山东半岛的重要出海口和经济中心城市，应充分发挥其地理交通在半岛中的地位和优势，借助交通网，强化多中心交流以及内外联系，推动区域协作，实现共赢。未来青岛城市发展轴应重点向以下三个方向延伸：一是依托济南青岛高速路、济青铁路向北部、西北部的城市扩展轴线；二是依托青岛威海高速路、烟台青岛高速路向东北方向城市扩展轴线；三是依托同三高速、204国道向西南方向城市扩展轴线。

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责任编辑：张 炜endprint