基于生态适宜性的昆明城市空间增长边界研究

城市空间增长是城市发展中的重要研究内容,基于生态适宜性评价的刚性增长研究还未得到充分的关注。研究结合昆明高原山地生态环境的脆弱性和独特性特点,选取地形、地质、河湖水库、历史文化遗产保护区、自然保护区、土地覆被等指标,运用层次分析法进行土地生态适宜性评价,研究划定昆明城市空间刚性增长边界范围面积为782.45 km~2。研究表明:(1)对比刚性UGB范围和昆明城市总体规划的中心城区空间管制范围(852.93 km~2)发现,城市总体规划应制定更为严格的生态环境保护措施,尤其是滇池沿岸的水资源环境保护;(2)现状建设用地超出刚性UGB的总面积为27.74 km~2,占总体建设用地面积的6.49%,主城区发展空间受限,未来建设用地最大增长余量为355.21 km~2,主要集中在呈贡新区和空港新区。需要从区域的角度进行宏观调控,进一步降低资源、产业、人口在主城集聚的程度;尤其是结合滇池流域水资源供给现状合理制定人口规模和产业规划等内容。提出规划建议:(1)加强生态管控和土地利用结构整合。在滇池沿岸及面山生态敏感区周边建立生态保护缓冲区(带),保护生态脆弱区的生态安全;(2)严格控制城市建设用地开发时序,分期完成城市内部更新及新区建设;(3)分阶段将超出刚性UGB范围的建设用地进行退让转移,保证生态安全本底边界和城市周边生态环境的完整性。     

基于Dyna-CLUE模型的太湖流域建设用地空间扩张模拟

从区域尺度模拟建设用地空间扩张是理解和解释区域土地利用变化过程与趋势的有效途径之一。基于Dyna-CLUE模型,通过1985年以来5个时段太湖流域遥感影像数据及自然与社会经济数据提取先验转换规则,模拟未来太湖流域在耕地保护、生态保护与综合保护3种不同情景模式下建设用地空间增长过程。结果显示：3种模拟情景下Kappa 系数均大于0.75,具有较高的一致性,表明Dyna-CLUE模型在太湖流域建设用地空间扩张模拟中有较强的适用性;3种情景下,综合保护情景下建设用地扩张模拟精度最高;2020与2030年流域建设用地扩张均以大城市周边为主导,其中2010～2020年扩张总量位居前列的城市依次为上海、嘉兴、无锡和湖州等,而2020～2030年依次为嘉兴、苏州、上海和无锡等。2020年、2030年建设用地空间扩张模拟结果基本符合太湖流域建设用地空间扩张的趋势。研究方法及模拟结果相对可靠,以期为未来太湖流域城市化进程中的土地利用规划实施,特别是土地利用宏观需求的空间配置提供一定的借鉴与参考     

中国城市用地增长极限规模测算

快速城市化出现的城市建设用地扩张问题,受到人们广泛关注,借鉴发达国家经验,我国需要测算一个极限区间值进行自上而下的总量控制,以促进最严格耕地保护制度和节约用地制度的落实.但是如何测算这个极限规模一直没有得到很好解决.本文提出了一个常规方法组合和关键指标相结合的技术思路来尝试解决这个问题.研究首先对城市用地扩展规模的影响因子进行了分析,讨论了城市人口数量和GDP分别与建成区面积相关性,确定了城市人口数量对建成区面积影响更大;在此基础上,采用逻辑斯蒂模型,依据我国1950-2010年经济数据,对城市化水平进行预测;用自回归分布滞后模型,依据1951-2010年全国人口数据对未来人口规模进行预测,并分为三个方案对结果进行了讨论;最后按照城市用地分类与规划建设用地标准,以节约集约用地为原则,将人均城市用地规模取值控制在65.0-115.0 m2,计算城市用地扩展极限规模.结果表明,到2045年,中国的城市化预测水平为79.99％,在中国人口增长控制较好的情况下,人口规模将达到14.97亿人,城市用地扩展规模为77 857.38-137 747.70 km1;若中国人口达到有关研究的预测峰值16亿人,中国城市化水平稳定在80％,城市用地扩展极限规模将会是83 200.00-147 200.00 km2.综合以上分析,未来我国的城市建设用地总量应在7.8万km2到14.7万km2之间.     

居民活动空间与生态约束协调的城市开发边界划定方法——以长沙市为例

为了遏制长沙市城市的无序扩张,促进土地节约集约、高效利用,保障生态空间质量,划定长沙市城市开发边界成为重要举措。基于居民活动空间扩展,选取人口密度、居民活动分布、基础设施布局等多源时空数据,通过量化居民活动空间扩展概率,并利用植被覆盖度构建生态约束强度,确定二者协调规则,作为CA模型的约束条件,进行城市建设用地模拟,划定城市开发边界。结果表明：划定的长沙市城市开发边界,结果与长沙市“十三五”规划的城市空间发展框架基本一致,对未来建设用地扩展方向预测合理,而且避免了侵占重要生态资源,达到了兼顾城市空间发展和生态资源保护的多重目的。     

长江沿岸中心城市土地扩张时空演化特征——以宁汉渝3市为例

基于国家新型城镇化与"T"字型发展战略理论内涵,选取长江沿岸上、中、下游中心城市重庆、武汉和南京为实证研究对象,以1980、1990、2000、2010年4期遥感影像资料为基础数据源,通过RS、GIS和景观生态结合分析,分别对其城市扩张强度、城市扩张类型和城市建设用地扩张弹性进行对比分析,并采用景观指数进行了进一步分析和验证,从而系统分析了近30 a来3个城市建设用地扩张的时空特征与内在机理。结果表明:(1)30 a来,南京、武汉和重庆3市城市扩张强度均呈明显上升趋势,总体呈现南京市>武汉市>重庆市,但2000年是一个分水岭,之后重庆市城市扩张增速赶超武汉市,南京市反而增速最低;(2)对城市扩张类型分析表明,南京市始终以边缘式增长为主;武汉市在2000年之前以飞地式扩张主导,2000年之后呈现边缘式增长;重庆市以边缘式增长为主,但2000年之后飞地式增长迅速;(3)从城市建设用地扩张弹性分析表明,1980~2010年南京市土地扩张相比城市人口开始减缓,而武汉市和重庆市在2000年以后城市扩张速度远远超过城市人口增长速度;(4)景观指数验证分析结果显示,遥感分析、地理信息分析和景观生态分析的结合能够很好反映城市建设用地的扩张过程及演化特征。     

南京市2000~2014年城市建设用地变化及驱动因子研究

基于土地利用模型测度2000~2014年南京市城市建设用地的动态变化,再运用典型相关分析、主成分分析及逐步回归分析组合的偏最小二乘回归法对南京市城市建设用地的驱动因子进行分析。结果表明：（1）2000~2014年南京市城市建设用地面积总体上呈上升趋势,年均增长率为11.73%;（2）南京市用地结构信息熵呈波动下降趋势,城市建设用地系统结构性增强,但是用地扩展的综合效益趋降;（3）人口增长、道路扩展、投资水平提高及文化产业发展等能够较好的解释南京市城市建设用地的增长,这4类因子对城市建设用地变化具有正向作用;（4）逐步线性回归结果表明,园林绿地面积的增加相对其他因子对南京市建设用地规模增长的作用最大,其次是道路长度和公路里程。     

城市生态用地时空动态及其相关驱动力——以武汉市为例

城市生态用地是维持城市生态安全和可持续发展的重要屏障,研究其动态变化特征及相关驱动力,将为城市规划和生态环境保护决策提供依据。该文以武汉城区为实证区,采用1990、2002、2014年等3期Landsat遥感影像为数据源,采用土地利用变化矩阵量化数量变化,景观格局指数量化空间格局变化,生态服务价值系数和InVEST模型量化质量变化,利用二元逻辑回归模型和梯度分析法量化相关驱动力。研究结果表明:武汉市生态用地总面积持续下降,累计减少239.55 km~2,其中水域为主要转出地类;生境质量下降24%;生态用地斑块破碎度提高,"孤岛化"现象逐渐显现;坡度、建设用地的最小距离、建设用地增长、GDP增长和道路密度是驱动生态用地变化的主要因素,随着城市向三环线外扩张,三环线以外的生态用地面临较高的生态转化风险。     

滇池流域生态承载力及系统耦合效应剖析

利用ENVI4.8和Arcgis9.3软件对2001~2010年的遥感影像数据进行处理和分析,计算得出各年份的生态承载力。结合相关年份的社会经济数据,同时根据滇池流域的实际情况提取18个分析指标,运用相关分析和回归分析方法,对滇池流域生态承载力以及其与生态环境系统、资源环境系统、社会经济系统3个子系统要素的耦合关系进行分析。结果表明:(1)2001~2010年滇池流域的总生态承载力和人均生态承载力呈快速下降趋势,降幅达37.3%;耕地生态承载力呈下降趋势最明显,下降幅度达52.61%,但建设用地的生态承载力上升幅度达27.08%。(2)滇池流域生态承载力与三大系统要素相关性较好,其耦合形态呈"J"、"L"型、"U"型和倒置的"S"型等。(3)对耦合形态的形成机理进行分析,其结果表明:城镇化、社会经济的发展以及流域内粗放型的经济增长方式对形成这种耦合形态的影响较大。     

近30年江苏省建设用地扩张的时空特征、模式与驱动因素研究

采用Landsat TM/ETM遥感解译数据,综合运用定性与定量方法,分析江苏省1985～2015年建设用地扩张的时空演变特征、类型与模式,通过多元回归和地理探测器方法探索江苏省和各地级市建设用地扩张的时空驱动因子及驱动机制。结果表明：(1）江苏省建设用地扩张幅度空间上呈现苏南>苏中>苏北的特征,建设用地扩张速率时间上呈现先上升后下降的趋势,2005～2010年是快速扩张期。（2)江苏省建设用地扩张呈空间自相关和明显的集聚分布。扩张密度分布呈现以江苏沿江地区为高值中心,沿海及苏北地区为低值连片区的空间分异现象。高-高值区主要分布在城市中心区。（3)江苏省已形成沿长江的城市发展轴带和空间集约的都市连绵区,呈现外延型的空间扩张模式。江苏省建设用地扩张的协调性和稳定性,均出现苏南>苏北的地理空间格局,可分为 4种类型：协调稳定型、不协调稳定型、协调波动型、不协调波动型。(4）建设用地扩张主导时间驱动因子是产业结构转型、人口增长、居民生活水平提高和投资增长,第二、三产业比重是扩张的核心时间驱动因素,工业化是驱动建设用地扩张的重要动力。GDP和人口密度是建设用地扩张的主导空间驱动因子。     

重庆主城区建设用地扩展的时空特征及驱动因子分析

以多时相的遥感影像为基础,选用归一化裸露指数（NDBI）、重归一植被指数（RDVI）和改进的归一化水体指数（修改后的NDWI）,通过阈值分割、掩膜处理提取建设用地信息,结合重庆主城区的社会经济数据,利用扩展速度指数、扩展强度指数、扩展弹性指数、紧凑度指数、建设用地扩展系数及扩展方向分析研究了不同阶段建设用地扩展的时空动态特征,并运用灰色关联分析,对建设用地扩展的驱动因子进行探讨。结果表明：1988～2011年重庆主城区建设用地扩展了39332 km2,扩展速度和扩展强度呈现增大的趋势;扩展弹性系数、建设用地扩展系数波动变化,反映了重庆主城区建设用地逐渐由粗放型向集约型转变;建设用地扩展的空间分析表明重庆主城区的城市形态由非紧凑型向紧凑型发展,同时扩展方向具有明显的分异性,主要向正北和西北方向扩展;人口增长,尤其是城市人口的增长是重庆主城区建设用地扩展最主要的驱动因子;经济发展、产业结构变化与建设用地的扩展也有明显的相关性     

太湖流域水敏性与建设用地扩张的关联评价

水是流域空间管理最重要也是最敏感的要素,流域不同区段的水敏性差异会对建设用地扩张形成不同的限制性影响。从流域空间综合管理的视角出发,尝试从水资源、水生态、水环境、水灾害4个方面构建流域水敏性分区评价指标及方法,以太湖流域为例开展基于小流域单元的水敏性评价,并采用1985、1995、2007、2017年4个典型年份的土地利用数据,刻画了过去30余年太湖流域建设用地扩张与水敏性之间的关联关系。研究表明：（1）1985~1995年间,太湖流域建设用地扩张与水敏性基本上没有关联,高水敏区建设用地扩展强度最高;（2）1995~2007年间,空间扩张与水敏性的关联性增强,建设用地扩展强度随水敏性增强而下降,扩展强度较大区域以低水敏区域为主;（3）2007~2017年,建设用地扩展强度显著提升,拓展空间主要布局在低水敏区域,水敏性对空间扩张的约束性在增强;（4）虽然太湖流域水敏性对建设用地扩张的限制作用在提升,但二者关联度还不够高,水敏性还没有成为建设用地扩张的关键约束。研究结果可为协调流域经济社会发展与资源环境关系、制定适应水敏性的空间管理政策提供科学依据。     

基于MCR的建设用地扩展边界划定研究

在生态文明建设背景下,科学划定建设用地扩展边界是提高城镇化质量、协调人地关系、改善城市生态环境的关键。基于最小累计阻力模型(MCR),将建成区和生态保护用地作为两类扩展源,通过构建自然、区位、环境和政策4个阻力因子体系,采用层次分析法(AHP)获取各个因子阻力系数,得到两类用地扩展的最小累计阻力值,根据阻力差值划分适宜性分区,并利用Hydrology扩展模块确定建设用地适宜扩展路径和隔离带。结果表明：(1) 越靠近扩展源,其阻力值越小,建设用地源与生态用地源由于空间分布不一致,各阻力值之间差异较大;(2) 基于MCR模型对两类用地扩展的阻力面差值进行建设用地适宜性划分,可分为重点建设区(65 771.64 km²)、优化建设区(51 103.28 km²)、限制建设区(21 001.54 km²)、禁止建设区(17 150.01 km²)和生态恢复区(11 894.70 km²),不同适宜性分区对土地开发建设的要求不一样;(3) 应用Hydrology扩展模块得到的“谷线”可引导建设用地优化开发,避免盲目的“摊大饼”式蔓延格局; “脊线”可控制建设用地扩展的隔离带,从而打破适宜性区域集中连片的扩展态势。研究结果可为建设用地的科学规划和合理布局提供建议,促进城市建设和环境保护的协同发展。     

苏南地区建设用地扩展类型及景观格局分析

改革开放以来，随着苏南地区经济高速发展，工业化及城市化进程加快，导致建设用地急剧扩张。为了研究苏南建设用地扩展类型，基于1980～2010年建设用地数据，利用ArcGIS 93软件识别并提取了3种建设用地扩展类型：填充型、边缘增长型和跳跃型，并分析了建设用地扩展类型景观格局时空动态及其驱动力。结果表明：1980～2010年，苏南地区的建设用地面积增加了44582%，其中1980～2005年增加了16373%；2005～2010年增加了10696%，常州市建设用地的扩展速率最大，为75286%。1980～2005年，苏南地区边缘增长型占据了7403%，其次是跳跃型与填充型，而2005～2010年，建设用地扩展类型的比重仍与1980～2005时段相一致，但变化更为剧烈。建设用地扩展类型的斑块个数均处于增加趋势，3种扩展类型的形状区域复杂，建设用地扩张景观类型破碎化严重但其链接度仍较高。苏南5市的填充型扩展类型主要集中于城市中心附近，而跳跃型主要分布于远离城市的区域。苏南地区经济快速发展、人口增加、工业化进程、房地产投资、外资直接投资、固定资产投资都在影响着建设用地的扩展     

道路交通网络与城市土地利用时空耦合关系——以南京市为例

城市的扩张与道路交通的发展是相辅相成的。道路建设造成了城市景观的破碎化,使城市景观呈现不同的空间格局和空间异质性特征,并且这种空间异质性随着时间的变化而发生改变。在RS和GIS技术的支持下,利用1989、1999和2008年的Landsat TM/ETM+数据,以南京市为例对道路交通网络与城市土地利用之间关系进行了不同层次和尺度的空间分析。结果表明：1989～2008年近20 a来,南京市城市空间形态扩展迅速,建设用地面积从1989年的1003 km2增加到2008年的6847 km2;在不同时期,南京市城市化过程表现出不同的道路交通网络结构和城市空间扩展模式;由道路交通建设造成的局部区域的景观破碎度在一定程度上能够反映周边区域的土地利用强度;土地利用强度和由道路交通建设造成的景观破碎度均表现出显著的空间自相关性,随时间推移,这种特征愈加明显,并且二者在表征城市空间拓展方面具有较高的耦合度;受其他辐射中心的作用,交通干线周边地区土地利用强度并未表现出距离指数衰减效应     

昭通市建设用地变化特征及其驱动力分析

基于昭通市2009—2015年土地利用变更及调查数据,结合人口和社会经济数据,计算了昭通市建设用地扩展程度指数,采用灰色关联分析方法计算了昭通市建设用地总面积与建设用地各组成要素、人口数量和经济发展要素之间的关联度。结果显示,昭通市城镇建设用地、农村居民点用地、工矿企业用地、交通运输用地和水工建筑用地面积均呈增加趋势。昭通市城镇建设用地面积扩展程度指数最高,其次依次为水工建筑用地、工矿企业用地、交通运输用地和农村居民点用地面积。人口数量增长、建设用地自身各组成要素的变化以及国内生产总值(GDP)增长均是昭通市建设用地面积扩张的重要驱动因子,其中人口数量增长对建设用地面积扩张的影响大于建设用地自身各组成要素和GDP增长的影响。     

城市建设用地扩张的区域差异及其驱动因素

中国城市建设用地规模随着工业化、城镇化的不断发展而日益剧增。受经济、社会等诸多驱动因素影响,各地建设用地扩张在时间维度、空间维度都存在明显的区域差异,对上述问题进行全面考察,有助于理清建设用地扩张的机理,促进土地集约、节约利用。将城市建设用地扩张的影响因素分为政府推动和市场拉动两个方面,采用基尼系数及基于半对数回归方程的Shapley值分解方法,考察了2006—2015年中国大陆31个省(市、自治区)城市建设用地扩张的区域差异及其驱动因素的贡献程度。结果表明:(1)2006—2015年,中国城市建设用地扩张的区域差异比较明显,衡量差异程度的基尼系数先升后降,最后稳定于0.3左右;(2)财政赤字率、经济政策执行力、经济增长、人口城镇化等因素对建设用地扩张具有正向驱动作用,产业结构调整、建设用地利用效率等因素对建设用地扩张具有负向驱动作用;(3)经济增长、财政赤字率、经济政策执行力等三个因素对建设用地扩张区域差异的贡献最大;(4)影响我国东、中、西三个区域建设用地扩张的主导因素不尽相同。为此,应从促进区域经济平衡发展、拓宽政府融资渠道、加快产业结构调整、提高建设用地利用效率等多方面入手,破解城市建设用地过度扩张的困局。     

碳排放峰值控制下的建设用地扩展规模研究

建设用地作为最大的碳源用地类型,碳排放贡献率显著,因此,低碳调控是实现建设用地减量化的有效手段。已有研究多是通过优化土地利用结构、控制建设用地扩展来实现碳减排效果,而当中国政府做出2030年左右达到CO2排放峰值的承诺后,首先需要解决的是碳排放的达峰问题。因此,本文通过构建与修正Kaya恒等式、回归拟合、灰色预测等方法,在合肥市建设用地碳排放峰值预测的基础上,对该峰值管控下的建设用地扩展进行研究。得到以下结论:①提出了碳排放峰值对建设用地管控的研究思路与框架,认为基于碳排放峰值的科学预测,可以有效地控制建设用地扩展,并引导土地利用结构调整。②GDP、人口与建设用地、碳排放的关系密切,按照人均GDP高、中、低值三种情景的设定,认为中值情景更符合合肥市"十二五"以来的发展状况,即合肥市将在2030年达到CO2排放峰值1 862. 54万t,此后开始逐渐降低。③建设用地扩展与碳排放之间具有强相关性,根据中值情景下合肥市的CO2排放峰值预测结果,合肥市建设用地将在2030年达到最高值10. 81万hm~2,此后开始逐渐减少。最后,提出两点讨论:①对于模型构建、因素分解等方面可进一步深入研究,从而为决策、规划提供更全面的依据。②展望未来,"退建还耕"应当是中国城市精明增长的路径之一,城市周边建设用地复垦将是城镇建设用地整治的重要工作内容。     

南通市城镇建设用地扩展时空特征分析及模拟

随着工业化与城市化步伐的加快,城镇建设用地高速扩张,建设与粮食生产的矛盾日益突出,如何合理有效使用土地成为城市快速发展过程中迫切需要解决的问题。通过多时相遥感卫星影像,结合相关模型,分析和模拟建设用地扩展的时空特征,可以为城市土地合理配置与投放提供依据。利用 1987、1990、1997、2001、2006年的TM卫星遥感影像解译获得的建设用地数据,分析了南通近 20年来城镇建设用地变化和城区扩展特征,并且模拟了其扩展趋势。结果表明：南通市城镇建设用地扩展呈现明显的阶段性特征;其扩展的热点主要集中在沿江区域,沿海地区城镇建设用地扩展的热度逐步升温;城镇建设用地扩展显示出城镇组团化发展的趋势,尤其使南通大都市区的轮廓日益明晰。     

2000-2010年西安市土地利用/土地覆被变化及其建成区扩张研究

本文以Landsat TM遥感影像、HJ-1卫星CCD影像解译数据为基础,利用3S技术,得到西安市2000、2005及2010年土地利用/土地覆被数据。从空间分布变化、结构变化、类型转换及景观破碎度等角度,定量分析2000-2010年西安市土地利用/土地覆被变化及建成区扩展状况。结果表明:10年间,西安市耕地面积显著减少,转化为城市建设用地及林地;2010年西安市建成区面积较2000年增长了54.11%,空间分布上由城市中心向周边县区迅速扩张,导致周边连续分布的植被及未利用地趋势景观破碎化加剧。     

长三角城市群建设用地扩张地区差异的驱动因素解释——基于回归方程的Shapley值分解方法

工业化、城镇化所带来的建设用地过度扩张已成为土地资源领域研究的热点问题。利用基于半对数回归方程的Shapley值分解方法考察了2006~2015年长三角城市群26个城市建设用地扩张的驱动因素及其对地区差异的贡献率。研究表明:(1)耕地保留量、产业结构调整、建设用地利用效率、生态压力等因素对建设用地扩张具有负向驱动作用,经济发展速度、人口城镇化速度、政府财政赤字、政府政策执行力等因素对建设用地扩张具有正向驱动作用,但耕地保有量、生态压力两个因素对建设用地扩张影响不显著;(2)政府财政赤字、建设用地利用效率、政府政策执行力等3个因素对建设用地扩张地区差异的贡献率最大。为此,应从资源约束、生态压力、促进产业结构调整、实施土地供给侧结构性改革、提高土地效率等多方面入手以破解建设用地过度扩张的困局。