中国城市紧凑度与城市效率关系的时空特征

运用熵值法和超效率DEA对2001、2005和2012年中国279个地级以上城市紧凑度和城市效率进行测算后,通过象限图法分析二者的关系,探讨各地区、各规模等级城市紧凑度与城市效率关系的时空特征,通过分析中国城市紧凑度与城市效率的关系,探讨中国城镇紧凑发展可持续性问题。研究表明:1城市紧凑度整体小幅提高,反映出城市高强度与高密度的开发程度有所增强;而城市效率波动提升且普遍偏低,城市效率评价值低于0.6的城市占比高达90%以上;2城市紧凑度与城市效率非同步演进,城市紧凑度下降时,城市效率下降较明显,而紧凑度的提升不一定有效提升城市效率;3二者关系整体上以低级协调为主,大多数城市紧凑度与城市效率较低,其次为紧凑优先、高级协调和效率优先型。区域尺度上,二者关系类型的区域差异明显,低级协调型城市连绵分布于东北和中西部地区,东部地区高级协调和紧凑优先突出,其中高级协调型城市团块状分布于京津冀、长三角和珠三角地区;4二者关系存在较弱的规模等级递增效应,城市规模等级越高,紧凑优先型的比重越大。大型城市紧凑度较高,而城市效率较低,说明其集聚不经济现象突出,应合理疏导城市功能外移,形成大都市-都市区-城镇群的空间组织模式,核心引领周边区域发展的同时,降低大型城市发展的社会经济成本和环境成本,提高城市效率;中小城市城市紧凑度较低,其城镇建设用地开发模式粗放低效,应有效控制建设用地无序扩张,提高城镇公共服务设施和基础设施的规模效应,提升中小城镇建设用地的土地经济密度和利用效率,推动中小城镇集聚紧凑发展。     

贵州省城镇综合位序——规模分布变化及其特征

为探究城镇规模发展及演化规律,解决单一指标难以全面表征城镇规模的问题,利用综合位序—规模法则,研究贵州省2000～2015年城镇规模分布特征及其变化规律。结果表明：2000～2015年贵州城镇规模遵循位序-规模法则,集中分布指数q值在1.072 49～1.137 56之间,趋近于位序—规模理想值1。中间城镇位序变化剧烈,两端城镇位序保持稳定,整体上表现出单分形特征。空间上呈现出西部、北部和西北部城镇位序较高,东部、南部城镇位序较低的梯度分布格局。省会贵阳市规模一直居首位,但城镇首位度指数小于1.3,其规模与末尾城镇的比,从2000年的32.09倍降低到2015年的6.35倍。综合位序—规模法则能有效刻画贵州城镇规模等级。需进一步增强贵州省会城市的带动作用。     

基于圈层建设用地密度分析的中国主要城市扩张的时空特征

基于圈层建设用地密度分析,提出了城市扩张核心度指数;通过计算城市扩张核心度指数和城市扩张强度指数,分析了1990~2010年中国27个主要城市距城市中心不同距离区域的城市扩张的时空模式。研究发现:(1)1990~2010年,大部分城市核心度指数不断降低,城市空间结构变化与国家区域政策密不可分,呈现明显的区域特征。1990~2000年东部沿海地区城市核心度值减少幅度较大,2000~2010年则是东北部和中西部城市降低明显。总体上看,西部和东北部城市的核心度指数要高于东部和中部的城市,结构更加紧凑。(2)城市扩张最活跃的地方总是出现在核心区边界附近,并不断向外推移。(3)城市的形态与城市的发展阶段密切相关。1990~2000年,一线城市扩张的强度和范围远大于其他城市;2000~2010年,二三线城市的扩张强度和范围明显增加。经济比较发达的城市,建设用地的扩张逐渐由单中心扩展向多中心协同发展转变,而经济相对落后西部城市和东北部城市,城市结构比较紧凑,保持着单中心的城市形态。     

基于演化树模型的长江三角洲城市紧凑度综合评价

紧凑城市是一种高效的城市空间组织模式,对实现城市可持续发展战略具有重要意义。通过密度、规模、结构和强度维度建立紧凑城市四维理论模型,并以此为基础构建由4个二级指标和12个三级指标组成的城市紧凑度综合评价演化树模型。通过对长江三角洲16个核心城市实证分析,评价结果显示：整体城市紧凑度下降,且影响紧凑度因素存在区际差异;在空间上,紧凑城市大致呈现沪杭甬沿线高于南北两翼的空间格局;从演化过程上分析,城市紧凑度与城市发展阶段发展水平具有一定的关联性,城市化率和产业结构与城市紧凑度呈现显著正相关。近年来开发区分散建设、城市建设用地面积扩张等因素是造成长三角城市紧凑度下降的重要原因,交通、医疗等公共服务设施投入不足、分布不均及政府有限的约束力也在一定程度上制约城市的紧凑发展模式。因此,需要在未来加强协调市场和政府两种力量以推动城市发展的高效高质     

武汉城市圈城镇用地扩展的时空格局与规模等级模式分异研究

在国家大力推进新型城镇化和优化国土空间开发格局战略背景下,都市圈成为区际竞争的核心载体,定量认知基于长时间序列的都市圈城镇扩展时空格局与不同规模等级城市的模式分异规律,对提升城市空间治理能力与制定因地制宜的空间管控策略具有重要意义。基于1990～2015年4个阶段（1990～2000、2000～2005、2005～2010、2010～2015年）的武汉城市圈土地利用现状数据,用城镇用地来源、城镇扩展速率、城镇用地扩展差异指数、重心坐标、分维数以及扩展强度指数的等扇分析等指标对武汉城市圈城镇扩展的时空格局以及规模等级模式分异进行研究。结果表明：武汉城市圈城镇用地扩展的主要来源是耕地,其次是水域、林地、其他建设用地和农村居民点,来源由单一趋向多元化;城镇用地扩展速率具有明显的波动性和阶段性特征,以及扩展具有空间分异性和空间集聚性;不同时期的中快高速扩展区域呈现出不同的形状,比如扇形、”U”型;根据雷达图把城镇用地的扩展模式划分成单翼、多翼和扇形扩展3种模式,各城市主要扩展方向没有一致性,呈现出小城市扩展方向大城市聚拢的特征;武汉城市圈城市形态较为规则平整,分维数具有波动性特征;武汉、黄石、咸宁的重心往西南方向迁移,鄂州、黄冈、孝感的重心往西北方向迁移;不同等级城市的扩展格局以及模式具有差异性,中小城市的扩展速度大于大城市,城市形态都趋于稳定。 关键词： 土地利用变化;城市扩展;时空格局;模式分异;武汉城市圈     

吉林省中部地区后备城镇建设用地潜力及空间分布研究

后备城镇建设用地潜力及空间分布研究是科学制定区域空间发展战略和优化城镇发展格局的基础。以吉林省中部地区为例,主要利用GIS空间分析方法,综合考虑地形、土地利用类型、基本农田分布、土地利用规划、人口及城镇发展等因素,对区域后备城镇建设用地极限潜力和有效潜力的数量及空间分布进行分析。研究表明:(1)吉林省中部地区后备城镇建设用地极限潜力规模为14 913.32 km~2,丰富程度由北向南呈降低趋势,主要受行政区规模、气候条件和地理环境特征的影响;(2)极限潜力利用优势度指数为0.467 8,偏北区域利用优势度整体高于偏南区域,空间分布格局与地形和城镇密集程度密切相关;(3)有效潜力规模为2 214.91 km~2,丰富程度为中间区域高,西北和西南区域低,东部边缘区域为中等水平,空间分布格局与城镇化水平和城镇密集程度联系紧密;(4)人均有效潜力规模为106.65 m~2/人,丰富程度整体为中间区域高,西部边缘区域低,北部、东部及南部3个地区的边缘区域为中等水平,空间分布格局除受城镇化水平和城镇密集程度的影响外,与人口分布特征也有一定关系。     

三峡库区重庆段城市空间扩展及形态时空演变研究

由于时代的局限性以及地理单元的独特性,以往城市空间结构理论的研究热点多集中于经济较为发达的东部地区或特大型城市,对于欠发达西部地区的中小城市关注不够。基于RS与GIS技术,通过1995年、2000年、2005年、2010年、2015年5期TM遥感影像提取城市建成区数据,利用城市空间扩展强度和速度指数、紧凑度、分形维数及形状指数对三峡库区重庆段20 a间城市空间扩展及形态演变定量分析。得出以下结论及建议:(1)随着时间增长,城市空间扩展强度及速度总体呈上升趋势,紧凑度持续降低,城市建成区面积逐年递增,城市扩展极不稳定;(2)城市空间形态受重大事件影响易发生"突变",随着时间的沉淀,空间形态再发生"整合";(3)1997年重庆直辖以来,前10 a的移民安置工程为城市形态的"突变"提供了良好契机。2007年之后,在经济发展作为城市空间扩展的核心动力支撑下,研究区城市扩展主流模式侧重于沿一到两个方向扩展,形成"一心两辅"的发展态势;(4)在未来城市发展规划中,应坚持可持续发展理念、合理规划用地布局,优化产业结构,加强环境保护,避免"边发展、边污染"的被动局面,同时结合自身交通运输条件的优势,在各个方向上形成依附在中心城镇周围的腹地并作为未来扩展的基础,构建副中心城市,将城市形态有序沿城市发展中心蔓延,形成"一核多翼"的发展态势。     

长江三角洲城市群城镇体系演化时空特征

基于长江三角洲城市群1986～2007年各市县（区）非农业人口资料,应用位序规模法则、ROXY指数、城市影响力等多种定量方法,结合相应定性分析,系统研究了其城镇体系发展中的规模结构及空间结构演化特征。研究结果表明：城市群处于缓慢分散趋势中,中等城市数量的显著增加,非农人口集聚重心从传统大城市逐渐向中小城市转移;上海是区域中心城市,在区域发展中发挥着主导作用,且影响力远超过本区域范围;以上海为中心,沪宁、沪杭、长江为轴线形成较显著的城市影响力圈层结构,江苏的兴化、高邮地区以及浙江杭州西部、台州等广大地域受大城市的带动作用较弱;〖JP2〗上海-苏州-无锡形成内部联系紧密、层级结构模糊的一体化“城市区域”,既是长三角的“核心区”,也是城镇连绵发展的高级形态;尽管在二线城市中缺乏规模优势,南京与杭州因地理位置发挥了突出的区域带动作用,实际上承担着区域副中心角色;围绕核心区与两个副中心,长三角构筑成“>”型城镇发展主轴     

1989~2015年武汉市城市格局时空演变分析

城市格局时空演变以土地利用变化为承载,为城市用地调控、空间发展政策的制定提供依据。以武汉市主城为实证区,采用1989、1999、2008和2015年4期Landsat遥感影像为数据源,综合空间信息技术、用地扩张量化分析方法研究城市土地利用转换关系,测度建设用地扩张强度、弹性与方向,揭示城市格局时空演变过程。结果表明：1989~2015年间,武汉市主城区土地利用变化以建设用地扩张、未利用地和耕地减少为主,经济增长与建设用地扩张关联度高;主城区建设用地在1999年之后扩张速度明显加快,总体扩张强度逐步加强。建设用地扩张呈现时空不平稳状态,扩张主要集中在以汉阳、青山为代表的城郊过渡带区域,以及硚口、武昌等老城区的更新改造区域,1989~2008年间扩张方向以偏西向为主,2008~2015年间扩张方向以东南向为主,反映城市区域发展阶段的差异和空间开发政策变动的影响。     

城镇景观格局对区域碳排放影响及其差别化管控研究

建设低碳城市作为可持续发展的重要议题在国内外受到广泛关注,开展城镇景观格局对区域CO_2排放影响及其差别化管制研究对建设低碳城市尤为重要。当前我国缺乏完整的、可信度高的CO_2排放基础数据,地级市尺度上的CO_2排放时空特征及其驱动机制研究非常匮乏。论文基于CHRED数据库的2005年和2012年全国281个地级市CO_2排放数据,结合相应年度的土地利用覆被数据,分析全国及区域(东部、中部、西部)城镇景观格局及其CO_2排放的区域特征,从结构(城镇用地比例)和布局(斑块密度、最大斑块指数、平均最近距离)两方面,实证检验城镇景观格局对区域CO_2排放的影响,最后提出基于碳减排的区域差别化管制政策。研究表明:(1)城镇用地占比、斑块密度、集聚性在空间上呈现出"东高西低"的特征;除了西部地区的集聚性呈缩小趋势外,其他指标均呈现出扩大趋势。(2)西部地区城镇用地占比与地均CO_2排放呈正相关性;中部地区城镇用地平均最近距离与地均CO_2排放呈负相关性;东部、中部地区最大斑块指数与地均CO_2排放呈正相关性。不同区域的城镇景观格局对CO_2排放的影响机制不同,因而应当对城市发展实施差别化管控:东部地区应采取"多核心"的城市发展策略以降低区域CO_2排放水平;中部地区在采用"多核心"的发展策略的同时要兼顾集聚性,发挥其集聚效应;西部地区要显化其全国的生态屏障功能,更加严格地控制建设用地面积,避免城市无序扩张。     

长三角地区城市形态对区域碳排放影响的时空分异研究

以我国城市化快速发展和高强度人类扰动的长三角地区作为研究区域,以区域土地利用状况和碳排放量信息为关键数据源,利用景观格局指数定量分析长三角地区1990-2010年城市斑块大小、形状、规则性、破碎化程度、交通耦合度等城市形态特征对区域碳排放的影响。研究结果表明长三角地区碳排放存在明显的空间分异性,总体呈现中东南和西北部高、东北部次之、西南部最低的特征。1990-2010年区域碳排放量均呈快速增长趋势,其中1990-1995、1995-2000、2000-2005和2005-2010的平均增长率分别为40.55%、24.47%、70.71%和51.43%。研究时段内,道路密度(RD)、交通耦合度(CF)和最大斑块指数(LPI)对区域碳排放一直存在显著影响,表明长三角地区城市形态主要通过路网交通产生作用,进而影响碳排放。不同时间段,城市形态对碳排放的影响不尽一致,这可能与城市化的不同阶段经济发展水平存在差异有关。城市化初级阶段,区域碳排放量随着用地面积和道路密度的增加呈增加的趋势,而随着城市斑块数量、斑块聚合度和道路缓冲区的增加,碳排放量呈现减少的趋势。和1990、2000年相比,2010年增加了平均城市斑块最近邻距离(ENN_MN)对碳排放的影响,并且呈负相关,说明增加城市斑块最近邻距离有利于减少碳排放。就当前来看,增加道路缓冲区面积和斑块临近距离,减少城市最大斑块面积是当前从城市形态角度减少碳排放的有效途径。研究结果可加深对城市形态与区域碳排放的客观认识,对于优化城市形态、控制区域碳排放具有实证案例和借鉴意义。     

成渝城市群城市空间扩展冷热点格局演化趋势模拟

城市空间扩展作为城镇化在空间上最显著的特征,不仅可以衡量城市的城镇化水平,还可以对城市的可持续发展起到指导作用。以成渝城市群(Chengdu-Chongqing Urban Agglomeration, CCUA)为例,基于夜间灯光遥感数据,首先,分析了成渝城市群城市空间扩展的冷热点分布特征;其次,结合研究区域生态空间约束条件,构建了最小累积阻力面模型,模拟了成渝城市群城市空间扩展冷热点格局的演化趋势。结果表明:成渝地区空间扩展的冷热点在不同的时期体现出不同的特征。在1992～1996、1996～2002、2002～2009、2009～2015年4个时间段内,城市空间扩展的自相关性逐渐减弱,冷热点分布的全局特征逐渐趋于随机化,局部特征体现出城市空间扩展的多样性,具体表现为热点区域经历了"点状扩张-点环扩张-点轴扩张-轴带辐射"的格局转变过程。成渝城市群空间扩展的冷热点演化趋势在不同规模的城市扩张模拟中,热点区域不断增加。在城市空间扩展5%时,只有4个以成都、绵阳、达州、眉山为主的热点城市,当在城市空间扩展20%时,所有城市(共16个)其空间扩张强度均超过10%,发展成为城市空间扩展的热点区域。     

区域旅游发展规模与效率时空动态演化及耦合研究——以湖南省14地市(州)为例

通过构建区域旅游发展规模与效率评价指标体系,运用线性加权法、DEA-Malmquist指数、重心演化轨迹、耦合协调度模型等研究方法,以湖南省14地市(州)为例,从规模和效率的维度,对区域旅游时空动态演化特征及耦合关系进行研究。结果表明:(1)湖南省旅游发展规模年均增长率较高地区其全要素生产率亦较高,时序变化特征较为耦合;不同于区域旅游发展规模稳定的以长沙为中心的"单极-点状"空间格局,旅游发展效率的空间格局相对均衡,演化较为活跃和频繁,但热点地域单元仍然趋于固定。(2)从重心偏移轨迹来看,旅游发展规模重心呈现分散偏移特征,旅游发展效率则以集聚偏移为主,均呈现向东南方向偏移的趋势;基于空间重叠性缩短与变动一致性增强的结果,二者重心变动的空间耦合特征逐渐增强。(3)伴随旅游发展规模和效率热点区的集聚成簇,其耦合协调度空间格局虽存在一定的圈层分异,但中高度耦合协调度地域单元趋于固定和集中,由长株潭城市群向南北两侧纵向延展。     

基于数据融合的长江经济带城市建成区时空格局研究

在"共抓大保护,不搞大开发"导向下,准确识别长江经济带城市建成区,并揭示其演化规律对于优化流域国土空间格局具有重要意义.基于Landsat数据和夜间灯光数据,构建融合算法提取长江经济带城市建成区,并采用位序-规模、核密度、空间自相关等方法探索了其时空格局特征.结果表明:(1)长江经济带城市规模存在明显的位序-规模分布格局,分形特征显著;(2)建成区规模呈现"东高西低"、"轴线高两端低",建成区密度呈"一个中心,两个次中心"的格局特征;(3)城市由点源聚集增长向轴线式扩张转变,国土空间"T"型增长格局逐渐显现;(4)建成区增长表现出空间集聚特征,区域内三大城市群为主要热点区.研究结果能够为流域国土空间"保护"与"开发"权衡提供定量参考和决策依据.     

高原环湖城镇聚落的景观格局及空间形态演变特征 ——以滇池为例

城镇景观格局及空间形态的演变是对快速城镇化的响应，西部高原环湖地区特殊地理环境下的城镇聚落时空演变特征明显有别于平原、山地等地区。以Landsat TM/ETM+/OLI影像为数据源，解译了滇池1990、2000、2010及2018年4期城镇斑块，并采用景观格局指数深入分析16个城镇的演变特征与形态规律。结果表明：（1）1990～2018年城镇聚落经历了“低速增长-高速增长-理性增长”的演变波过程，2000～2010年城镇扩张最快且速率为54.2%，不同时期不同方向演变模式差异显著；（2）城镇斑块的空间特征与发展方向具有明显的依赖性和紧凑，且K-means聚类将城镇斑块分为4种类型，大斑块主导型占6.7%、高密度团簇型占35.8%、中密度团状型及低密度散点型占48.6%和8.9%；（3）城镇斑块在空间上表现为“中心-外围”的扩张特征，前卫、矣六等街道扩张迅速，而碧鸡、海口等街道增长缓慢，五华、官渡区域内城镇斑块数量、聚合度和凝聚度呈递增趋势，且各乡镇间的连通性和聚集性随斑块增长对破碎化影响较小；（4）基于影响因素，城镇斑块主要分布在海拔1 900~2 100 m和坡度小于9°的地区，并与人口和GDP具有强相关性，体现出强烈的交通指向性和河流指向性。     

传统单中心与组团城市的空间重构模式对比与特征差异

选取山东省双核心城市——传统单中心城市济南和组团城市青岛,对其城市空间重构模式和特征作对比研究。借助ArcGIS9.0空间分析和空间统计功能,对研究时期内城市空间形态演变、用地扩展、人口和生产力空间分布变动等各种空间特征指标进行测量和比较,构建用地与人口异速增长模型、人口空间分布模型和基于空间基尼系数的生产力分布模型。研究表明:①济南和青岛正在经历完全相异的空间演进过程,即济南由单中心向东西组团式分散扩展、青岛组团式发展空间被不断填充连片而趋向紧凑;②两个城市用地扩张、人口分布以及投资、就业分布边缘化的趋向表明,单中心城市扩张的集约度更高,但未来用地供给也易受到城市形态制约,可持续度较低,城市未来发展可能会在一定程度上经历投资和就业空间失配带来的效率损失;③在空间重构模式的选择方面,青岛应当选择重点区域集中开发的发展模式,而济南选用城市用地结构调整的策略要优于城市用地规模扩张。     

环鄱阳湖区32城市的等级结构与空间关联研究

通过分析城市等级结构和空间关联,有助于识别城市体系发展阶段和协作状况,对于指导区域城市协调发展具有重要的意义。以环鄱阳湖区32城市为研究对象,运用“位序 规模”法则分析后发现：2006年环鄱阳湖区中间位序城市较多,人口分布较为均衡,但研究区的2城市指数高达3.698,南昌市的首位优势十分明显;运用“区域经济联系量”分析南昌市区与其它31城市间经济联系隶属度,结果表明研究区内二级城市中九江、抚州隶属度较高,三级城市中星子、湖口、彭泽和浮梁的隶属度较低。因此,为促进环鄱阳湖区城市群的协调发展,应重点加强二级城市的城市化建设,如九江、新余,促进各级城市间的经济协作。     

城市空间结构紧凑与土地利用效率耦合分析——以南京市为例

城市可持续发展一直是城市地理学和城市规划关注的热点。以南京市为例,测度了城市空间结构紧凑度和城市土地利用效率,并探讨二者的关系。得出以下结论:(1)南京市2002、2007和2012年的城市空间结构均属于较不紧凑状态,且呈下降趋势;"中心区"紧凑度高,且呈上升趋势,城市内部填充与城市外围蔓延扩张现象并存。(2)2002~2012年南京市城市土地利用效率属于中等水平,且呈下降趋势,南京市各区城市土地利用效率差异明显。(3)城市空间结构紧凑通过距离和交通可达性来影响城市内部要素在空间的分布,最终影响城市土地利用效率。基于此,在城市发展过程中应加强城市内部空间合理组织,尤其是加强对交通设施的投入,促进城市要素在空间上的合理分布与流通,提高城市土地利用效率。     

长三角地区城市人口-面积异速增长时空格局及演变规律

城市人口增长与城区面积扩展的关系问题,是城市乃至城市群实现高质量发展的重要问题。以长三角地区为例,根据趋势面和位序-规模法则分析2000～2018年城市人口与用地的分布演化特征,并探究其异速增长的时空演变规律。结果表明:(1)长三角地区城市人口与用地的分布态势呈"东高西低,中间高南北低",人口规模逐渐由均衡化向集中化分布模式转变,用地规模一直为均衡化分布模式。(2)从两者异速关系来看,长三角地区城市人口-面积异速增长为负异速的人口扩张弱型阶段,其中2008年前70%以上的城市以正异速为主,2008年后80%以上的城市以负异速为主。(3)在各城市异速类型变化上,正异速城市向下变动率较高,且多数转变为负异速类型,负异速城市保持稳定率较高,反映出长三角地区多数城市城镇化动力逐渐由土地扩张推动转变为人口增长推动。城市人口-面积异速增长规律的研究可以为长三角地区城镇化要素流动和城市群高质量发展提供理论基础,并对区域一体化推进提供实践依据。     

DMSP/OLS夜间灯光数据在城镇体系空间格局研究中的应用与评价——以近16年江西省间城镇空间格局为例

通过分析1994～2009年16 a逐年DMSP/OLS的静态平均灯光数据的DN值分布情况,考虑实际空间格局分布数据需求和数据质量,选择1994、2000、2005、2009年4个年度为代表,进行江西省城镇空间格局分布应用研究,并对数据质量进行评价。结果表明：1994～2009年度江西省城镇建设用地总量数值尽管与统计数据之间存在一定的波动,但总体扩展趋势基本一致;在城镇化增长速度上,2000～2005年比1994～2000年大29.53%,2005～2009年比1994～2000年大4357%,说明江西省城镇化发展正逐步提速,并有加快发展的趋势;景观指数分析表明江西省城镇化扩张过程中,面积越来越大,城镇间聚集度越来越高,相互影响也越来越大;城镇化形状越来越复杂;城镇间联系越来越紧密,破碎度逐步减小,城镇斑块形状变化逐步加大,发展无序程度加重。最后,针对江西省城镇空间格局发展现状,研究提出了积极发展中型城市、集约化发展特大城市、稳步扩大小城镇发展规模的建议