基于“反规划”理念及FLUS模型的城镇用地增长边界划定研究——以徐州市贾汪区为例

城镇用地增长边界划定对城镇用地扩张调控与管理具有重要意义,但当前仍无统一划定思路与方法。基于"反规划"理念,引入FLUS模型探讨城镇用地增长边界划定思路,并以徐州市贾汪区为例,采用2009年和2014年数据对FLUS模型可靠性进行验证,对2020年研究区土地利用变化进行情景模拟,在此基础上辅以各部门近期用地需求划定城镇增长边界。结果表明:FLUS模型模拟结果的Kappa指数达0.95,总体精度达0.9628,各类用地ROC值也较高,说明FLUS模型模拟效果较理想;对基本农田及生态红线严格约束后,贾汪区城镇发展形态更加紧凑,2020年城镇用地增长边界面积为5 606.39hm2,占研究区总面积的9.03%。该研究既遵循了土地利用变化客观规律,又考虑了基本农田及生态红线等保护要求,能够有效缓解城镇扩张与基本农田和生态保护之间的矛盾,有利于引导城镇用地合理发展。     

基于生态与居民活动空间的城市增长边界划定研究——以济南市为例（英文）

城市增长边界划定能有效遏制城市无序扩张,优化城市开发空间,保护生态环境。本文通过构建指标体系进行生态环境敏感性评价并提取了禁止建设区,利用POI与微博数据分析了居民活动扩展空间,基于构建的模型综合评价城市空间扩展潜力,并根据城市扩展预测规模划定了济南市2020年城市增长边界。研究结果表明:(1)城市生态环境敏感性评价能有效保护生态用地,为城市扩展提供生态基础。济南市生态环境敏感性较高的地区位于黄河、小清河两岸和东南部山区,中部、北部与西南部的生态环境敏感性则相对较低,城市扩展基础较好。(2)构建的城市居民活动扩展空间评价模型可以量化城市居民活动空间分布,济南市居民活动空间扩展高值区主要集中分布在济南市中部,多为现有建成区及周边地区。(3)基于生态与居民活动空间的城市增长边界划定方法具有一定的合理性,划定结果表明济南市空间扩展主要向东西两翼延伸,该边界与济南市发展的空间战略相符,与相关规划中总体格局一致。基于生态与居民活动空间的城市增长边界划定方法既保护了生态环境,又充分考虑城市扩展的内在驱动力,将为新时代下城市发展研究提供相关参考。     

权衡生态安全与城市扩展模拟的山地城市增长边界划定

进行城市空间增长边界模拟研究,对区域有序开发土地资源和有效保护生态效益具有重要意义。传统方法未考虑到现实约束下生态需求对城市扩展的影响,缺乏一定的客观评价。本文以2005年和2015年两期城镇建设用地数据为基础,从协调城市扩展与生态安全的视角出发,借助ArcGIS平台构建改进CA模型,模拟了2025年万州城区的城镇用地扩展情况,并划定了城市增长边界。首先,通过计算生态敏感性、生态服务价值和禁止开发区划定生态保护红线,结合水域用地得到生态安全格局;其次,合理选取城市扩展潜力因子建立Logistic驱动评价体系,并纳入可控的邻域作用和随机作用构建CA模型模拟城市扩展的空间形态;最后,综合评价划定出2025年城市增长边界。结果表明:(1)以2005年为基期模拟2015年研究区的城镇用地情况,模拟总精度为96.80%,Kappa系数为0.86,模型效果好;(2)2025年模拟的城市增长边界内面积为166.79 km~2,占研究区面积的15.32%。模拟结果可为城市空间规划提供定量支撑,保障了城市扩展的可持续性,对生态环境敏感、城市用地紧张的山地型城市的增长边界划定具有参考价值。     

基于水文效应的城市增长边界的确定——以镇江新民洲为例

城市增长边界(UGB)是城市增长管理、控制城市无序蔓延的重要工具,但如何科学定量划定城市增长边界一直是一个技术难题。针对目前城市增长边界定量划定研究的不足,提出一种基于城市水文效应,适用于城市内涝易发区的城市增长边界划定方法。该方法整合了元胞自动机(CA)模型与区域水文模型(SCS),通过CA模型预测城市不透水面积的扩张范围与形态,并以此作为城市水文模型的参数,评估城市淹水面积的比例及风险,最后根据风险水平确定城市增长边界。以镇江新民洲为例,实证研究了该地区的城市增长边界的合理划定,研究发现该区域城市扩张规模控制500 hm2之内,城市在最大降雨条件下城市积水面积的风险水平能有效降低。研究结果可为新民洲的水文风险控制及城市规划提供依据,同时可为其他城市增长边界划定提供方法参考。     

权衡城市扩张与永久基本农田保护的城市增长边界划定——以武汉市为例

城市增长边界划定是优化城市空间结构和管理格局、增强城市综合承载力的有力手段。然而,由于城市周边的耕地质量较高,城市增长边界与永久基本农田保护在空间上存在显著的冲突。已有的城市增长边界划定研究大多忽略了城市扩张与永久基本农田保护的冲突,不利于城市周边优质耕地的保护。针对这一问题,该文利用土地系统模拟与优化模型(LANDSCAPE),以武汉市为例,开展了权衡城市扩张与永久基本农田保护的城市增长边界划定研究。结果表明:LANDSCAPE模型在城市增长边界划定过程中能够权衡城市扩张与永久基本农田保护,既能满足城市增长的需求,又有效避让了城市周边的优质耕地和重要生态用地,实现了城市扩张与永久基本农田保护的空间协调;该文提出的城市增长边界划定方法可以为快速城市化地区合理划定城市增长边界、实现区域土地资源的合理有效利用提供方法支撑。建议相关部门应同步划定城市增长边界与永久基本农田边界;同时在城市扩张与耕地保护冲突激烈区域设置耕地保护弹性区,并在该弹性区权衡城市扩张与优质耕地保护。     

协调发展视角下大南昌都市圈城市增长边界的划定

科学划定城市增长边界(UGB)能合理引导城市发展方向,有效抑制无序蔓延。基于协调发展视角,结合多目标土地利用适宜性评价方法与PLUS模型划定大南昌都市圈刚性UGB及自然增长、政策约束、协调发展3种情景下的弹性UGB。结果表明：(1)多目标土地利用适宜性呈现空间差异且存在重叠和交叉,协调发展最适宜区与农业生产最适宜区、生态保护最重要区重叠面积相比城镇建设最适宜区均有所下降;(2)刚性UGB面积占研究区总面积的76.11%,保障大南昌都市圈城市扩张严格遵循生态保护红线和粮食安全底线;(3)PLUS模型模拟结果总体呈耕地、林地、草地、未利用地减少以及水域和建设用地增加的趋势,其中建设用地扩张最显著,但协调发展情景下城市扩张得到有效约束,且该情景下弹性UGB能有效减缓城市扩张占用农业或生态价值最高区域,更能优化城市景观格局。研究结果有利于引导和实现大南昌都市圈城市可持续发展,也可为其他城市三生空间协调发展提供参考。     

基于城市扩展模拟与生态—规模约束的深圳市城市开发边界划定北大核心CSCD

针对城市盲目扩张与无序蔓延等问题,该文提出一种基于生态—规模约束的城市开发边界划定方法:基于元胞自动机构建多城市扩展因子驱动与多元胞状态转换作用的城市扩展模拟模型;根据作用方式不同,将生态约束分为刚性约束和弹性约束两类,分别考虑二者对城市扩展的影响模式,构建以城市扩展模拟为基础,在生态—规模约束下的城市开发边界划定框架。以深圳市为研究区,将生态保护红线和生境质量分别作为生态刚性约束和弹性约束,以2015年为基期,模拟2018年和2025年城市扩展情形,并划定2025年深圳市城市开发边界。结果表明:2018年深圳城市扩展模拟结果总精度为97.42%,Kappa系数为0.948,2025年新扩展区域主要集中在宝安区和龙岗区,是未来城市发展重点区域。该城市开发边界划定方法在保证城市高质量发展的同时,使生态环境得到有效保护,可为引导深圳市及其他城市健康发展提供参考。     

基于生态因子耐受度的土地利用规划生态红线划定研究

土地利用规划生态红线划定工作对于维护基本生态安全、实现土地综合协调利用与保护、保障区域社会经济发展具有重要意义。该文以连云港市为研究对象,根据土地利用规划的基本目标,应用土地利用生态因子耐受度测算了具体生态限制因子的耐受度值,据此划定了土地利用规划生态保护红线。结果表明:连云港研究区土地利用规划生态保护红线区域共计489.67km2,该区域包括了地形地势、地质灾害、生物多样性、水质与水文条件等所有生态限制因子类型。该文研究方法能够充分考虑到区域生态环境对土地开发利用的约束和限制作用,满足土地利用规划生态红线划定的需要,并可为其他城市开展生态红线划定工作提供借鉴。     

基于基础设施综合服务水平导向的城市增长边界划定——以广州市为例

快速城镇化导致城市空间扩张对自然生态空间侵蚀突出,城市增长边界的界定和管控面临严峻挑战。该文利用GIS技术,划定了2010年广州市基础设施较为完善的城市建成区;遵循空间开发导向,确定了非建设用地开发性综合指数;根据规划期内城市人口增长规模确定的新增建设用地规模与非建设用地开发性综合指数,明确城市最适宜开发建设用地规模和空间布局;将最适宜开发建设用地与基础设施较为完善的建成区归并,确定2020年广州市UGB,大致形成了流溪河以北的机场、花都区连片建设区,珠江以北、流溪河以南和帽峰山等自然山体以南连片建设区,海珠区和番禺区北部连片建设区、南沙区连片建设区等多片集中建设区,总体呈现"中心城区+外围"多个连片建设区的发展格局。研究方法对全国其他城市划定城市开发边界具有借鉴意义。     

基于资源环境承载力的合肥市增长边界划定

在快速城市化和主体功能区战略背景下,滨湖城市作为城湖共生体,具有湖泊生态系统和城市社会经济系统双重属性,既是中国新型城市化格局中最具活力和潜力的核心单元之一,又是湖泊生态环境问题集中激化的高度敏感区,保护与开发并重,发展与风险共存。以行政区划调整后将巢湖纳入内湖的新合肥市为例,借助GIS平台,运用单因子评价法和综合敏感性评价法构成城市生态适宜性评价的方法体系,以水域因子、坡度因子、湿地因子、覆被因子、灾害风险因子组建资源环境约束指标体系,将合肥市域划分为极高敏感区、高敏感区、中敏感区、低敏感区、非敏感区5 种资源环境承载类型区;基于反规划理念,构建滨湖城市空间增长模型,并划定作为城市扩展生态底线的刚性和弹性空间增长边界。在此基础上,统筹考虑城市空间资源环境保障能力、人口与用地规模,结合城市总体规划方案,明确城市空间扩展方向,科学划定城市近期、中期和远期的增长边界。该方法在中国滨湖城市的空间增长规模与方向、湖泊生态系统安保与开发、城市用地调控与优化组合以及城市规划方案的合理性评价方面可提供科学决策依据。     

城市增长边界研究进展——理论模型、划定方法与实效评价

新型城镇化背景下,传统粗放的城镇土地利用模式难以为继,控制城市规模、优化空间格局已成为当前国土资源管理的重点工作之一。城市增长边界(UGB)作为一种西方国家控制城市蔓延的技术手段和政策工具已逐渐被引入国内。采用文献资料法和归纳演绎法,梳理并分析了国内外城市增长边界的理论模型、划定方法与实效评价,挖掘未来城市增长驱动力和增长边界制定方法可能的研究方向,为后续研究和未来其在中国的实践提供参考。结果表明：① 城市增长边界实证研究的理论基础主要源于古典单中心城市模型,由于国情不同,国内主要关注经济水平、产业结构和可达性对城市增长的影响,而国外在此基础上还关注公共政策和服务、外部性以及主体间的博弈对城市蔓延的促进或抑制作用;② 城市增长刚性边界划定主要以土地适宜性和承载力评价为基础,弹性边界可采用元胞自动机进行空间辅助模拟;③ 国外城市增长边界的实施效果具有地区差异性,国内目前还缺乏城市增长边界实施效果评价相关方面的研究。因此,城市增长驱动力后续研究应吸纳多源理论,识别不同尺度下其机理特征,探索宏观环境的情景变量对微观环境下“驱动力—城市增长”这一关系的影响。城市增长弹性边界制定需要考虑城乡土地利用转换背后不同情景下主体间的复杂博弈对用地转换在空间上分布的决定作用。为了保证政策的持续性和统筹区域发展,未来需要明确城市增长边界的管理机构,制定对应的法律条款和管理体系。     

基于MCE-CA模型的嘉峪关市城市开发边界划定研究

以中国西北绿洲工业城市嘉峪关为研究对象,基于遥感影像数据,应用地理优化模拟系统(Geo SOS)的MCE-CA模型,整合"正规划"和"反规划"理念,研究了嘉峪关城市2020年和2030年的城市开发边界划定,以期为嘉峪关市土地利用和城市管理提供依据。结果表明:(1)在研究的19 a间,嘉峪关市扩张迅速,2014年的城市用地面积是1995年的2.1倍,城市外围轮廓形态的紧凑度呈减小的趋势,由1995年的0.25减小到2014年的0.14,城市蔓延性增长特征明显。斑块密度逐渐增大,由1995年的0.02增加到2014年的0.12,城市发展趋于松散,城市用地破碎度增加,城市用地连通度下降。(2)嘉峪关市2020年和2030年的弹性城市开发边界规模分别为106.78 km2和149.35 km2,刚性城市开发边界为246.92 km2。(3)划定的城市开发边界提升了嘉峪关市紧凑度和连通度,城市用地紧凑度指数增加了0.014和0.015,斑块密度指数下降了0.003和0.002,优化了城市空间布局,遏制了城市蔓延式的发展趋势,更符合生态型城市建设的要求。应用MCE-CA模型实现了影响城市发展因素的量化和空间表达,将"反规划"理念和GIS空间技术应用到城市用地布局规划实践中,具有较高的模拟精度和准确的结果,且易于操作。     

城市增长边界研究进展及其中国化探析

城市增长边界(Urban Growth Boundary,简称UGB)调控空间的规划理念,被视为控制城市蔓延、实现精明增长的空间管理工具.在总结UGB提出背景、基本内涵、理论基础、划定方法、划定目标及其在国外实践经验等基础上,探讨了UGB中国化的必要性和重要性.针对中国尚缺乏明确的UGB规划技术规范和管理政策措施,提出UGB中国化首先应该在规划理念上认清其作为技术措施和空间管理政策的本质与作用;其次在编制技术上,需在区域土地信息系统支持下,根据正向需求与逆向控制相结合的制定方法划定科学合理的UGB;最后在规划管理上,明确UGB的法定地位,处理好其与当前中国城市空间管理各类规划关系的衔接,同时落实配套政策法规体系,建设完善的保障机制,从而构建一套适合中国的UGB规划管理体系.     

基于生境质量的城市增长边界研究——以长三角地区为例

基于“生态优先”理念,提出一种利用生境质量评估策略的城市增长边界划定方法。结合ArcGIS和InVEST模型,通过综合评估生境自身及其在威胁情境下的质量,模拟各市独立规划、建设用地指标再分配及区域一体化发展的三类建设用地扩张情景,分别划定2024和2034年的长三角地区城市增长边界。结果表明：研究区生境质量总体呈南高北低格局,平均生态系统服务价值密度为10 770.604元/（hm²·a）,高质生境位于西南地区;根据指标再分配及一体化发展情景模拟的2024年研究区建设用地总量分别为10 583.273 km2和10 489.090 km2,2034年达到13 603.535 km2和13 252.370 km2;模拟的建设用地集中在东部沿海地区,并向北部及环杭州湾区域拓展;建设用地指标再分配能从整体上减少建设用地对优质生境的占用,区域一体化发展则能进一步降低城市发展造成的生态压力。     

基于绿色基础设施评价的城市生态带划定--以杭州市为例

生态带是生态宜居城市的重要组成内容,其科学识别对于城市空间管控意义重大。从弹性结合刚性的协同模式出发,现有研究缺乏针对生态廊道的空间落实进而导致生态带片状孤立的尴尬局面;缺乏针对城市空间增长的多情景分析进而导致划定成果缺乏动态调整,并受制于政府决策及重大事件等。以杭州市为例,利用Landsat TM影像数据,基于绿色基础设施评价及情景分析,综合划定城市生态带。结果表明:(1)主城区北、东侧建设开发风险相对较低,而南、西、西南需重点保护;(2)生态管控情景中弹性建设面积由20%增至35%,其空间侵蚀能力逐步增强,其中三级、四级管控情景已对区域生态格局造成严重挑战;(3)生态带划定范围包括"北部—临平"生态带(总面积272.17 km~2,占比5.60%.)、"东部—义蓬"生态带(总面积310.21 km~2,占比6.33%)、"南部—临浦"生态带(总面积828.43 km~2,占比17.00%)、"西南部—富阳"生态带(总面积1583.02 km~2,占比32.32%)及"西北部—良渚"生态带(总面积680.42 km~2,占比13.89%)。     

基于绿色基础设施评价的城市生态带划定--以杭州市为例北大核心CSCDCSSCI

生态带是生态宜居城市的重要组成内容,其科学识别对于城市空间管控意义重大。从弹性结合刚性的协同模式出发,现有研究缺乏针对生态廊道的空间落实进而导致生态带片状孤立的尴尬局面;缺乏针对城市空间增长的多情景分析进而导致划定成果缺乏动态调整,并受制于政府决策及重大事件等。以杭州市为例,利用Landsat TM影像数据,基于绿色基础设施评价及情景分析,综合划定城市生态带。结果表明:(1)主城区北、东侧建设开发风险相对较低,而南、西、西南需重点保护;(2)生态管控情景中弹性建设面积由20%增至35%,其空间侵蚀能力逐步增强,其中三级、四级管控情景已对区域生态格局造成严重挑战;(3)生态带划定范围包括"北部—临平"生态带(总面积272.17 km^2,占比5.60%.)、"东部—义蓬"生态带(总面积310.21 km^2,占比6.33%)、"南部—临浦"生态带(总面积828.43 km^2,占比17.00%)、"西南部—富阳"生态带(总面积1583.02 km^2,占比32.32%)及"西北部—良渚"生态带(总面积680.42 km^2,占比13.89%)。     

农产品质量安全导向的耕地质量评价及在城市开发边界划定中的应用——以南通市为例

快速城镇化过程中,耕地面临日益严重的质量和数量安全问题,改进耕地质量评价方法并探索其在城市开发边界划定中的应用研究,对于耕地和农产品质量安全保护、“多规合一”的实施具有重要意义。通过融合农用地自然质量分等和多目标地球化学调查成果,重构耕地质量评价指标体系与集成方法,结合耕地质量与规划城镇用地的耦合分析,探索可占用耕地与城市开发边界识别路径,并以南通为例进行验证。研究表明：沿江地区土壤重金属含量较高,沿海地区土壤肥力较差,西部和北部地区土壤肥沃,耕地质量较好。沿江地区规划城镇用地和耕地质量空间匹配较好,可占耕地和开发边界范围较大,北部地区相反。耕地质量评价—耕地与规划城镇用地耦合—可占用耕地选择与边界框定的方法,可以为城市开发边界划定提供指引,但城市用地需求和耕地可占用规模确定是有待深入研究的问题。     

国内城镇开发边界研究进展的知识图谱

基于知网1996—2019年的文献数据,利用CiteSpace对中国城镇开发边界研究进行知识图谱分析,系统梳理研究动态和发展脉络。结果表明,中国开发边界研究逐渐繁荣,学者彼此间合作呈现“整体分散,局部紧密”的局面,相关研究机构合作不足,研究热点呈现多元化的态势,并受政策导向影响明显。结合国家政策法规和时区图谱,将中国开发边界研究划分为理论初探、认识深化、划定探索、划管结合4个阶段,反映了中国开发边界研究经历了从控制城市蔓延、保护耕地、保障生态安全到塑造美丽国土、控制城市形态、促进城市转型、兼顾平等发展权以及保障城市可持续发展的转变。最后从生态补偿机制、边界划定精度、多样化的管控模式、边界试行期制度、人的需求5个方面提出城镇开发边界的政策建议。     

基于集对分析的城市周边永久基本农田保护红线划定决策研究

探索客观、科学的城市周边永久基本农田保护红线划定决策方法,对于切实保护优质耕地及促进区域社会经济可持续发展具有重要战略意义。该文从评价性指标与约束性指标两方面构建指标体系,采用集对分析方法,以江西省萍乡市安源区为例开展城市周边永久基本农田保护红线划定决策研究。研究结果表明,安源区耕地可划分为优先划入、择优调入、针对性调控以及全面治理四大类型:优先划入型和择优调入型耕地合计2553.66 hm2,主要分布于城区周边道路沿线,应优先划入红线进行保护;针对性调控型耕地应根据其短板开展针对性调控改造,将改造后的优质耕地划入红线;全面治理型以丘陵山区的旱作坡耕地为主,主城区周边有少量镶嵌于建设用地之中,该类型耕地可作为农业—建设—生态弹性空间,通过全面治理,服务优化建设布局、发展山区特色旱作农业、强化生态功能等多方向管理决策。研究结果客观反映了安源区城市周边耕地资源综合状况,可为城市周边永久基本农田保护红线划定决策提供指导。     

基于约束性CA的大都市郊区城镇增长的情景模拟与管控——以武汉市江夏区为例

大都市郊区是快速城镇化进程中空间演变最为频繁、人地矛盾最为突出的区域,尤其在中国加快推进“就地就近”城镇化战略的背景下,把握大都市郊区小城镇土地利用时空变化过程及其演变机制,对制定科学合理的管控政策和优化都市空间结构具有重要的现实意义。约束性元胞自动机(constrained Cellular Automata, constrained CA)能够通过简单的规则模拟复杂的城市动态演化过程。本文将土地利用总体规划指标、城镇空间发展战略布局、土地利用开发适宜性等,嵌入约束性CA的转换规则中,采用Logistic逐步回归法分析土地利用空间影响因素,对严格约束下的武汉市江夏区2020年土地利用进行情景模拟分析,并提出城市增长管控手段。结果表明：①研究时段内,江夏区城镇用地呈低效外延式扩张,土地利用集约节约程度较低,其人口规模并未有较大增长,对主城区人口的分散作用尚未真正形成;②约束性CA在模拟大都市郊区演化方面具有较高的可靠性,能够真实反映近郊小城镇的未来空间布局与结构,模拟结果与土地利用规划和城市规划较为契合;③将规划目标导向与现实发展趋势下的模拟结果进行叠加分析,可确定城镇增长需求与规划指标调控间冲突的空间分布,从而划定土地督察的重点监测区域,为加强大都市近郊区的违法用地监查和土地利用管控提供先验的预警知识。