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2019 , Vol. 21 >Issue 9: 1330 - 1340

DOI: https://doi.org/10.12082/dqxxkx.2019.180681

Spatiotemporal Evolution of the Urban System in the Tibetan Plateau

  • BAO Chao , 1, 2, 3, * ,
  • LIU Ruowen 1, 2, 3
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  • 1. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
  • 2. Key Laboratory of Regional Sustainable Development Modeling, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
  • 3. College of Resources and Environment, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
*BAO Chao, E-mail:

Received date: 2018-12-24

  Request revised date: 2019-02-20

  Online published: 2019-09-24

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Strategic Priority Research Program of Chinese Academy of Sciences(XDA20040401)

National Natural Science Foundation of China(41571156)

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Abstract

The formation and development of the urban system play a vital role in regional urbanization process and socio-economic development. They also have a significant impact on the eco-environment. Due to the special geographical environment and relatively poor socio-economic foundation, the urban system of the Tibetan Plateau seems less developed. Moreover, the relevant literature in Chinese and English are both scarce, hindering the construction of national ecological security barriers and the sustainable development of the Tibetan Plateau. Therefore, based on statistical data, remote sensing data, and GIS spatial analysis methods, this paper took city proper and urban districts (i.e., the core urban areas of cities and officially established towns in China) as the research object, and analyzed the spatiotemporal evolution patterns of the spatial structure and scale structure of the urban system in the Tibetan Plateau during 1990-2015. Meanwhile, based on the urban gravity center movement model, the spatial patterns of the gravity centers of the urban population and urban construction land in the Tibetan Plateau during 1990-2015 were analyzed. We have four major findings. Firstly, the urban spatial distribution of the Tibetan Plateau shows an overall pattern of "intensive in the southeast, sparse in the northwest" and "globally dispersed, locally agglomerated." Secondly, the number of officially established towns increased with different speeds in three stages. The distribution of the urban system as a whole has been more and more agglomerated and the level of spatial imbalance has been on the rise. However, the upward trend has slowed down markedly since 2005. Thirdly, though the number of officially established towns has increased significantly, the urban populations in 96.88% of them are under 50 000. Large, medium, and small cities are underdeveloped. Fourthly, the gravity centers of the urban population and urban construction land during 1990-2015 were all located in the southeast region of the Tibetan Plateau. The gravity centers of the urban population during 1990-2015 shows a movement direction of "first to the southwest, then to the northeast and southwest." It has moved 116.6 km to the southwest during the entire period. The gravity centers of the urban construction land during 1990-2015 shows the movement direction of "first to the southeast, then to the northwest and northeast." It has moved 43.5 km to the northeast during the entire period. Our findings provide basic data to studies of the new type urbanization and the optimization of urban spatial pattern in the Tibetan Plateau. This paper also provides a method for urban scale estimation under the conditions of data deficiency and statistical caliber inconsistency, which will help advance China's urbanization studies.

Key words： urbanization; urban system; spatial analysis; kernel density estimation; urban gravity center; spatiotemporal evolution; Tibetan Plateau

Cite this article

BAO Chao , LIU Ruowen . Spatiotemporal Evolution of the Urban System in the Tibetan Plateau[J]. Journal of Geo-information Science, 2019 , 21(9) : 1330 -1340 . DOI: 10.12082/dqxxkx.2019.180681

1 引言

城镇体系是指一定时空范围内由一系列不同等级规模、不同职能分工、空间分布有序的城镇所组成的联系密切、相互依存的城镇群体[1],重点关注的是所有城镇在空间上的分布、组合及联系状态,核心目标是实现不同类型城镇的社会经济与资源环境要素在空间上的优化配置,构建科学合理的城镇化格局[2]。中国城镇体系的系统性研究始于20世纪80年代,90年代开始蓬勃发展,2000年以后研究深度和广度不断提升[2,3]。而且不同行政层级的城镇体系规划作为法定规划已成为指导国家和地方城镇化发展的基本依据。2014年发布的国家新型城镇化规划以及2017年党的十九大报告都强调要优化城镇化空间布局和城镇规模结构,构建大中小城市和小城镇协调发展的城镇格局,进一步明确了城镇体系在国家和区域发展中的重要地位。然而,现阶段城镇体系的学术研究成果中,研究对象多为国家尺度[4,5,6]和东中部较为发达的省级尺度[7,8,9],主要运用城市分形理论[10]、城市位序规模法则[11]、重心移动模型[12]、多维尺度分析[13]、夜间灯光数据[14]、GIS空间分析[15]等方法对城镇体系的空间结构、规模结构的演变特征及影响因素进行了科学探究。同时受数据可得性等因素影响,城镇体系学术研究中多以县级市以上城市为研究对象,建制镇多被忽略。青藏高原由于地处高寒偏远,社会经济与城镇化发展长期处于落后状态,当地城镇化发展的学术研究力量较为薄弱,国内学术界对其城镇化发展的关注也明显不够。另外,我国人口统计口径复杂多变,时空可比性较差[16,17],而地广人稀的青藏高原城镇人口统计数据更加不易获得[18],多以公安部门统计的城镇非农业人口作为衡量城镇人口规模的指标,不能反映城镇人口规模等级的实际情况。
通过中国知网查询,仅有少量几篇关于青藏高原城镇化及其动力机制分析的文献[19,20],不仅发表时间较早,而且均未能整体刻画青藏高原城镇体系的时空格局。部分学者分别对青海和西藏2个省级行政区域城镇体系的发展轨迹及城镇化发展模式进行了探讨[21,22,23,24],但都是历史时期及解放以来城镇形成与发展历程的定性描述,同样缺乏对城镇体系空间结构、规模等级结构的定量分析。为此,本文以建制镇以上的镇区和城市市区为研究对象,结合统计数据与遥感数据,借助核密度估计、空间基尼系数等GIS空间分析方法对青藏高原1990-2015年城镇体系的空间结构和规模结构的时空演变格局进行了分析,并采用重心移动模型揭示了青藏高原城镇人口规模和用地规模重心的迁移规律,为科学认识青藏高原城镇体系的时空演变格局、优化青藏高原城镇体系的等级规模结构提供基本依据,对加快推进青藏高原新型城镇化进程、落实中央提出的实现青藏高原长治久安的总体要求具有重要意义。同时,本文提出了资料缺乏和统计口径不一致的条件下城镇规模的合理估算方法,这在中国城镇化研究中普遍缺乏建制镇数据的情况下,具有较大的参考价值。

2 研究区概况、数据来源及研究方法

2.1 研究区概况

青藏高原地理位置位于26°00′N-39°47′N、73°19′E-104°47′E之间,总面积约250×104 km2 [25]。青海省和西藏自治区是青藏高原的主体,面积约190×104 km2,占中国国土面积的19.8%。考虑到研究的代表性及数据的可获取性,本文所提及的青藏高原,特指青海省和西藏自治区所辖区域。该区域是中国最大、世界海拔最高的高原,被称为“世界屋脊”、“亚洲水塔”和“地球第三极”,是国家重要的生态安全屏障、战略资源储备基地和中华民族特色文化保护地。由于地形复杂且海拔高,导致青藏高原地区空气稀薄,太阳辐射较强,与同纬度其他地区相比,自然条件较为恶劣,人口密度较低。地理环境因素及其历史发展基础导致青藏高原大多数地区城镇化水平极低,与东部、中部地区社会经济发展差距日益加大。1990-2015年,青藏高原总人口由658.41万人增加至912.53万人,城镇人口由139.84万人增加至383.32万人,城镇化水平从21.24%增长至42.01%,与全国平均水平56.10%相比,落后14.09个百分点。其中,青海省总人口由438.81万人增长至588.56万人,城镇人口由114.54万人增长至293.45万人,城镇化水平由26.10%增长至49.86%;西藏自治区总人口由219.60万人增长至323.97万人,城镇人口由25.29万人增长至89.87万人,城镇化水平由11.52%增长至27.74%。青藏高原总体处于城镇化初期向加速发展的过渡阶段,城镇体系的形成和发育具有显著的高寒地域特征[19,20,21,22,23,24]。

2.2 数据来源及处理

2.2.1 基础地理信息来源
本研究中青藏高原地级、县级行政单元矢量边界来源于中国科学院资源环境科学数据中心共享的全国地级、县级行政区划矢量数据[26]。城镇的点状分布数据,首先是根据青藏高原1990-2015年行政区划调整资料确定建制镇以上城镇的名称,其中1990年青海、西藏两省区的乡镇行政区划来自《中华人民共和国行政区划简册1991》[27],2000-2010年青海、西藏两省区的乡镇行政区划来自《中华人民共和国行政区划统计表》[28],2015年青海、西藏两省区的乡镇行政区划来自《中华人民共和国乡镇行政区划简册2016》[29],然后通过百度地图坐标拾取器获得青藏高原1990-2015年不同时期城镇的空间位置信息并在地图中对其进行精准核对,并借助ArcGIS 10.2软件,生成不同时期青藏高原所有城镇的时空分布地图。
2.2.2 城镇人口和用地规模数据来源
人口规模、经济规模和建设用地规模是衡量城镇发展水平的重要指标。本研究按照国家统计局自2008年8月开始实施的《统计上划分城乡的规定》定义城镇[30],即城市市区和建制镇镇区。由于我国普遍缺乏建制镇镇区的经济统计数据,因此本研究仅选取城镇的人口规模和用地规模作为主要指标。
由于我国人口统计方法和口径复杂多变,现阶段无法直接获得青藏高原各城镇常住人口数据。较为准确的数据有1990、2000、2010年人口普查和2015年全国1%人口抽样数据中获取的青藏高原各地级行政单元的城镇人口总量、所有设市城市市区的常住人口数,以及2000、2010年人口普查中分县级行政单元的城镇人口数。2014年开始每年出版的《中国县域统计年鉴（乡镇卷）》提供了全国所有建制镇建成区的常住人口,但分析发现《2016年中国县域统计年鉴（乡镇卷）》[31]中提供的各地级行政单元建制镇建成区常住人口之和与全国1%人口抽样数据不一致,而且个别建制镇城镇规模明显与实际不符,因此通过实地调查资料单独修正异常值后进行了校正,具体步骤如下：
（1）校正2015年青藏高原各建制镇的镇区常住人口,校正公式如下：
P i , 2015 = ( Q i , 2015 - C i , 2015 ) × M i , 2015 ∑ i = 1 n M i , 2015
式中：Pi, 2015为第i建制镇2015年校正后的镇区常住人口;Qi, 2015为第i建制镇2015年所在地级市/州的全国1%抽样城镇常住人口;Ci, 2015为第i建制镇2015年所在地级市/州城市市区的常住人口;Mi, 2015为《2016年中国县域统计年鉴（乡镇卷）》[31]中获得的2015年第i建制镇的建成区常住人口,n为2015年第i建制镇所在地级市/州的城镇个数。
（2）假设青藏高原2000年和2010年各建制镇镇区人口占该建制镇所在县的城镇常住人口比重历年来大体保持不变,估算出2000年和2010年各建制镇的镇区人口。估算公式如下：
P j , t = Q j , t × P j , T ∑ j = 1 n P j , T
式中：Pj,t为第t年（2000年或2010年）第j建制镇的镇区常住人口;Qj,t为第t年第j建制镇所在县全国人口普查资料中直接获取的城镇常住人口;Pj,T为第j建制镇与估算年份最临近年份校正后的镇区常住人口,即t=2010时T=2015,t=2000时T=2010;n为第t年第j建制镇所在县的城镇个数。
（3）假设青藏高原1990年各建制镇镇区人口占该建制镇所在地级市/州的城镇常住人口比重历年来大体保持不变,估算出1990年各建制镇的镇区人口。估算公式如下：
P i , 1990 = ( Q i , 1990 - C i , 1990 ) × P i , 2000 ∑ i = 1 n P i , 2000
式中：Pi, 1990为1990年第i建制镇的镇区常住人口; Qi, 1990为第i建制镇1990年所在地级市/州的全国人口普查资料中直接获取的城镇常住人口;Ci, 1990为第i建制镇1990年所在地级市/州城市市区的常住人口; Pi, 2000为估算的2000年第i建制镇的建成区常住人口;n为2000年第i建制镇所在地级市/州的城镇个数。
对于青藏高原城镇建设用地数据,各城市市区历年均有较准确的统计数据;而各建制镇建成区面积仅2015年可以从《2016年中国县域统计年鉴（乡镇卷）》[31]中获得。因此,结合中国科学院资源环境科学数据中心共享的青藏高原1990、2000、2010、2015年共4期精度为100 m的土地利用遥感解译数据,利用ArcGIS 10.2软件中的Tabulate Area工具分别以4个年份青藏高原的乡镇边界矢量图为基准,对各个建制镇的建设用地面积进行统计。由于乡镇尺度较小,对比分析发现,无论是统计数据还是遥感解译数据,少部分建制镇的用地规模与实际情况均存在误差,因此对这些数值异常的建制镇,采用式（4）进行估算：
A j , t = P j , t × L j , t
式中：Aj, t为第t年第j建制镇镇区的建设用地面积;Pj,t为第t年第j建制镇的镇区人口;Lj,t为第t年第j建制镇的人均建设用地面积,该值为剔除掉异常年份后其他年份的人均建设用地面积的平均值,如果所有年份均异常,则取该建制镇所在县的人均建设用地面积。

2.3 研究方法

2.3.1 核密度估计
该方法能够利用研究区域中点密度的空间变化来研究点的分布特征,因而能够直观地反映出地理要素分布的空间集聚区域。本文借助ArcGIS 10.2软件中的Kernel Density空间分析工具,对1990-2015年青藏高原城镇数量分布的核密度进行可视化估计,计算公式[32]如下：
f n ( X ) = 1 n h d ∑ i = 1 n k X - X i h
式中：fn（X）为核密度估计值,值越大则表明该区域要素点越密集; k X - X i h 为核密度函数;n为研究年份青藏高原城镇总个数;h为带宽或搜索半径且大于0,并经多次试验后确定为2.5 km;d 为数据维数,本文取2;X-Xi表示估值点X到第i个要素Xi的距离。
2.3.2 空间基尼系数
该系数是由美国经济学家克鲁格曼于1991年提出,当时用于测算美国制造业的集聚程度,现在常用来反映地理要素在空间分布上的不均衡程度,计算公式[33]如下：
I = - ∑ i M P i ln P i I m = ln M Gini = I I m C = 1 - Gini
式中：M为青藏高原地级市/州的个数;Pi为第i个地级市/州城镇个数占青藏高原地区城镇总数的比重;Gini为空间基尼系数;C为分布均衡度。Gini介于0到1之间,其值越大,则C越小,表明地理要素在此区域集中程度越高,空间分布均衡程度越低。
2.3.3 重心移动模型
城镇重心是指假设某研究区域内所有城镇的人口、经济、建设用地等要素都具有质量,那么该研究区内存在一个点,使其分布的人口、经济或建设用地保持相对平衡状态,这个点即为该研究区域的人口、经济或建设用地重心。城镇体系作为一个不断变动的复杂巨系统,其各种要素的重心迁移轨迹,可以反映不同时期城镇体系的变动趋势。因此,重心移动模型常用来作为研究城镇体系时空演变的重要分析工具。城镇重心的位置一般根据地图上的经纬度坐标来表示,计算公式[5,34]如下：
x ̅ t = ∑ i = 1 n P ti X ti / ∑ i = 1 n P ti y ̅ t = ∑ i = 1 n P ti Y ti / ∑ i = 1 n P ti
式中： x ̅ t 、 y ̅ t 分别为第t年城镇各要素规模重心的经纬度坐标;Pti为第t年第i城镇的城镇（人口、用地等）规模;Xti、Yti分别为第t年第i城镇所在地的经纬度坐标。
设第t、t+n年城镇各要素规模重心坐标分别为Q（xt,yt）、Qt+n（xt+n,yt+n）,R为把经纬度坐标转化为平面距离（km）的系数111.111,那么重心移动方向模型为：
θ n = arctan θ y t + n - y t x t + n - x t
重心移动距离模型为：
d n = R × x t + n - x t 2 + y t + n - y t 2

3 结果及分析

3.1 青藏高原城镇分布的时空格局及总体特征

3.1.1 城镇数量的时空变化
1990-2015年青藏高原城镇数量从72个增加到289个,其中城市数量由5个增加至9个,建制镇数量由67个增加至280个。1990-2000年青藏高原城城镇数量增长较快,从72个增长至166个。2000-2005年青藏高原城镇数量迅猛发展,从166个增长至268个。2005-2015年青藏高原城镇数量增速缓慢,从268个增长至289个。受地理环境、社会经济发展基础等因素限制,青藏高原大部分居民点分布较为分散,人口和产业集聚功能弱,长期达不到建制镇的设置标准和设市标准,因此城镇数量少,城镇密度低,城镇数量分布在空间上总体呈现出西北稀疏、东南密集的不均衡格局（图1）。
图1 1990-2015年青藏高原城镇空间分布

注：该图基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图号为GS(2016)2893号的标准地图制作,底图无修改。

Fig. 1 Spatiotemporal patterns of the cities and towns in the Qinghai-Tibet Plateau from 1990 to 2015

从省级行政区来看,青海省城镇数量增长最快的阶段是在2000-2005年该阶段城镇数量从52个增加到126个,增长了74个,资源的大规模开发和工业建设是青海省城镇发展的首要动力,民族地区的优惠发展政策、牧民居住环境的改善和民族宗教文化的区域融合也是推动青海省城镇发展的重要原因。而1990-2000年青海省城镇数量从39个增加到52个,仅增长了13个;2005-2015年从126个增加到145个,仅增长了19个。西藏自治区城镇数量增长最快的阶段是在1990-2000年该阶段城镇数量从33个增长到114个,增长了81个,表现出明显的补偿性增长特征,大量新增城镇只是名义上的“行政建制”变更,城镇人口规模多达不到设镇标准,不少居民仍保持着城内居住、城外耕作的传统生产生活方式。而2000-2005年西藏自治区城镇数量从114个增长到142个,增长了28个;2005-2015年仅增加了2个,从142个增长至144个。
3.1.2 城镇核密度的时空变化
基于核密度值的时空分布,可以看出1990-2015年青藏高原城镇空间分布呈“大分散、小集聚”的格局,城镇主要集聚在青海省东部湟河谷地和西藏东南部“一江四河”地区,其中西宁都市圈和拉萨城市圈在青藏高原城镇空间格局演变中一直处于极化核心地位（图2）。1990年青藏高原的城镇主要集聚在青海省东部的西宁市、海东市,城镇数量少且核密度较低。2000年开始,城镇核密度在西藏中东部地区不断提高,在西藏中部的拉萨市、日喀则地区行署驻地、东部的昌都地区行署驻地及周边地区范围扩大并集中连片,形成了以拉萨市和日喀则市为中心的较高密度集聚格局,到2015年逐步形成了以“一群（兰西城市群）、一圈（拉萨都市圈）、一区（一江四河地区）”为核心的城镇空间分布格局。
图2 1990-2015年青藏高原城镇时空分布的核密度分析

注：该图基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图号为GS(2016)2893号的标准地图制作,底图无修改。

Fig. 2 Kernel density analysis of spatiotemporal distribution of cities and towns in the Qinghai-Tibet Plateau from 1990 to 2015

3.1.3 城镇空间均衡度的变化
基于空间基尼系数和城镇空间分布均衡程度的变化,可以看出1990-2015年青藏高原城镇分布的空间基尼系数从1990年的0.84不断上升至2015年的0.96,而分布均衡度从1990年的0.16下降至2015年的0.04,说明青藏高原城镇空间分布的集聚格局越来越显著,越来越不均衡（图3）。青藏高原海拔高、气候干旱、自然条件恶劣,是地广人稀的首要原因。而在地广人稀的条件下,一些有限的自然条件相对较好的宜居地区人口集聚较快,因而导致城镇空间分布不均衡,是历史必然的选择。例如,西宁市、海东市这2个行政辖区总面积不足青海省的5%,但2015年城镇数量却约占青海省的44%;而海西州辖区面积约占青海省的47%,但2015年城镇数量却仅占青海省的16%。而在1990年代中后期,基础条件较好的西宁市、拉萨市、各行署驻地及其周边的县城率先发展,因而在2000-2005年很多达到建制镇标准而设镇,因此2000-2005年青藏高原城镇分布的空间基尼系数增加幅度最为明显,由2000年的0.87上升至2005年的0.95。但2005-2015年空间基尼系数增加幅度较小,主要是无论大城市周边还是其他地区,大部分聚落的基础条件差,该阶段新增城镇步伐变缓,而且一些远离大城市的工矿型城镇、交通型城镇逐步达到建制镇标准,因而青藏高原各地级行政单元新增建制镇的数量相对变得均衡。
图3 1990-2015年青藏高原城镇分布空间基尼系数及均衡度变化

Fig. 3 Gini coefficient and equilibrium of urban distribution in Qinghai-Tibet Plateau from 1990 to 2015

3.2 青藏高原城镇人口规模演变的时空格局及重心移动轨迹

3.2.1 城镇人口规模的时空演变
由于青藏高原城镇人口规模普遍偏小,如果沿用国务院2014年印发的《关于调整城市规模划分标准的通知》[35]对城镇进行分级,则不能很好地体现城镇之间的差异。因此,根据青藏高原城镇人口规模的特点,将其划分为5个级别（图4）。
图4 1990-2015年青藏高原城镇人口规模的空间格局及动态演变

注：该图基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图号为GS(2016)2893号的标准地图制作,底图无修改。

Fig. 4 Spatial pattern and dynamic evolution of urban population scale in the Qinghai-Tibet Plateau from 1990 to 2015

其中,1990-2015年青藏高原城镇人口小于1万人的城镇数量由53个增加到240个,占全部城镇数量的比重由73.61%变为83.04%;该类城镇合计人口由14.08万人增加到71.29万人,占全部城镇人口的比重由10.07%变为18.60%。1万~5万人的城镇数量由15个增加到40个,占全部城镇数量的比重由20.83%变为13.84%;该类城镇合计人口由28.07万人增加到81.52万人,占全部城镇人口的比重由20.07%变为21.27%。5万~10万人的城镇数量由2个增加到4个,占全部城镇数量的比重由2.78%变为1.38%;该类城镇合计人口由16.27万人增加到25.48万人,占全部城镇人口的比重由11.64%变为6.65%。10万~20万人的城镇数量保持1个不变,占全部城镇数量的比重由1.39%变为0.35%;该类城镇合计人口由12.96万人变为11.02万人,占全部城镇人口的比重由9.27%变为2.87%。大于20万人的城镇数量由1个增加到4个,占全部城镇数量的比重由1.39%变为1.38%;该类城镇合计人口由68.45万人增加到194.01万人,占全部城镇人口的比重由48.95%变为50.61%。总体来看,人口小于1万人的城镇始终占据较大比重,城镇人口规模普遍较小、辐射带动能力不足已成为青藏高原社会经济发展面临的重要制约因素。
3.2.2 城镇人口规模重心的迁移轨迹
青藏高原城镇人口规模重心1990-2015年均位于青海省南部地区,整体呈现出“先向西南,再向东北,又向西南”的迁移趋势（图5）。总体向西南方向偏移了29.9°,偏移距离为116.6 km,从海南藏族自治州兴海县境内迁移到了黄南藏族自治州玛多县境内。其中,1990-2000年向西南方向偏移了31.9°,移动距离为114.2 km,迁移至青海省黄南藏族自治州的玛多县境内;2000-2010年向东北方向偏移了35.6°,移动距离为34.7 km,仍在黄南藏族自治州的玛多县境内;2010-2015年向西南方向偏移了29.3°,移动距离为37.0 km。总体来看,青藏高原城镇人口数量在空间分布上有向西南方向增多的趋势,但变化不明显,说明青藏高原各地区城镇人口的增长速度相对比较均衡。
图5 1990-2015年青藏高原城镇人口及用地规模重心的演变轨迹

Fig. 5 Evolution track of the gravity center of urban population scale and urban construction land scale in the Qinghai-Tibet Plateau from 1990 to 2015

3.3 青藏高原城镇用地规模演变的时空格局及重心移动轨迹

3.3.1 城镇用地规模的时空演变
1990-2015年青藏高原城镇建设用地面积小于1 km2的城镇数量由44个增加到185个,占全部城镇数量的比重由61.11%变为64.01%;该类城镇建设用地面积由12.70 km2增加到78.94 km2,占全部城镇建设用地面积的比重由6.46%变为12.31%。1~5 km2的城镇数量由22个增加到86个,占全部城镇数量的比重由30.56%变为29.76%;该类城镇建设用地面积由45.82 km2增加到172.88 km2,占全部城镇建设用地面积的比重由23.32%变为26.95%。5~10 km2的城镇数量由2个增加到11个,占全部城镇数量的比重由2.78%变为3.81%;该类城镇建设用地面积由13.16 km2增加到77.32 km2,占全部城镇建设用地面积的比重由6.70%变为12.05%。 10~20 km2的城镇数量由2个变成1个,占全部城镇数量的比重由2.78%变为0.35%;该类城镇建设用地面积由27.8 km2变成12.8 km2,占全部城镇建设用地面积的比重由14.15%变为2.00%。大于20 km2的城镇数量由2个增加到6个,占全部城镇数量的比重由2.78%变为2.08%;该类城镇建设用地面积由 97.0 km2增加到299.48 km2,占全部城镇建设用地面积的比重由70.83%变为46.69%。总体来看,城镇建设用地面积小于5 km2的城镇数量始终占据91.67%以上比重,城镇建设用地规模普遍较小,但建设用地规模显著增长主要集中在城镇密度高的地区,导致城镇建设用地局部紧缺（图6）。
图6 1990-2015年青藏高原城镇用地规模的空间格局及动态演变

注：该图基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图号为GS(2016)2893号的标准地图制作,底图无修改。

Fig. 6 Spatial pattern and dynamic evolution of urban construction land scale in the Qinghai-Tibet Plateau from 1990 to 2015

3.3.2 城镇用地规模的迁移轨迹
青藏高原城镇建设用地规模重心1990-2015年由青海省境内迁移至西藏自治区境内,之后又迁移至青海省境内,整体呈现出“先向东南,再向西北,再向东北”的迁移趋势（图5）。总体向东北方向偏移了48.8°,移动距离为43.5 km,从青海省玉树藏族自治州的称多县境内迁移至青海省玉树藏族自治州玉树市与称多县交界处。其中,1990-2000年向东南方向偏移了6.5°,移动距离为331.0 km,迁移到了西藏自治区昌都市的八宿县境内;2000-2010年向西北方向偏移了10.5°,移动距离为309.6 km,迁移至西藏自治区那曲地区与昌都地区交界处的那曲县境内;2010-2015年向东北方向偏移了24.2°,移动距离为425.0 km。总体来看,青藏高原城镇建设用地面积在空间分布上有向东北方向增多的趋势,但建设用地重心一直在城镇人口重心的西南方向（图5）,说明青藏高原西南部地区人均城镇建设用地面积更高,但增长总体趋缓,用地集约度与东北部地区相比总体较低但略有改观。

4 结论与讨论

本文系统梳理了青藏高原1990-2015年所有城市和建制镇的设置情况,并结合统计数据与遥感数据,估算了较为准确的青藏高原所有城市市区和建制镇镇区的人口规模与用地规模,并借助GIS空间分析方法揭示了青藏高原城镇体系的空间结构和规模结构的时空演变特征。主要结论如下：
（1）1990-2015年青藏高原城镇数量的发展总体可以分为3个阶段：1990-2000年为较快增长时期;2000-2005年为迅猛发展时期;2005-2015年为缓慢增长时期。自然地理环境和社会经济基础决定了青藏高原城镇的形成发育与总体空间分布格局,城镇数量分布在空间上总体呈现出“东南密集、西北稀疏”的不均衡特征。
（2）1990-2015年青藏高原城镇核密度在青海省东部湟河谷地及西藏中东部地区不断提高,而且高密度地区逐渐扩大,形成了以西宁市、拉萨市和日喀则市为核心的“大分散、小集聚”的城镇空间结构,城镇分布的空间基尼系数不断增加,空间不均衡程度呈上升趋势,但2005年后该趋势明显减缓。
（3）虽然1990-2015年青藏高原建制镇的数量大幅增长,但96.88%的城镇人口规模在5万人以下,91.67%以上的城镇用地规模在5 km2以下,大中小城市发育不足,城镇辐射带动区域发展的能力弱。青藏高原城镇人口规模、用地规模的重心均位于青藏高原东南部地区,城镇人口规模重心呈现“西南,东北,西南”的迁移趋势,总体向西南方向偏移了29.9°,移动距离为116.6 km;城镇用地规模重心呈现“东南,西北,东北”的迁移趋势,总体向东北方向偏移了48.8°,移动距离为43.5 km。从二者空间耦合关系来看,城镇用地规模重心一直偏西南,表明青藏高原西南部城镇用地集约水平相对较低。
需要指出的是,本文虽然提出了一种城镇规模的合理估算方法,并以青藏高原为例对其城镇体系的规模结构及其时空演变特征进行了实证研究,但下一步要通过实地抽样调查对估算结果的精度进行检验,并在中国其他区域应用推广。同时,应在这些详实数据的基础上,深入分析青藏高原城镇体系演变的影响因素及机理,科学预测未来的发展趋势,提出青藏高原新型城镇化模式及城镇空间格局优化的科学方案和对策建议。

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