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%)。     

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。     

山区县国土空间规划协同的弹性空间测度——以湖南省茶陵县为例

县域空间是中国城乡交融最明显的空间规划基本单元,空间发展与约束导致的用途冲突或重叠现象非常突出。论文以典型山区县湖南省茶陵县为研究对象,建立多规协同的国土空间系统弹性评价体系,运用土地利用区间优化及适宜性评价方法确定各类用地的弹性区间,预测不同土地利用类型的空间转移特征,并提出相应的弹性空间差异化管控建议。结果表明：茶陵县域国土空间系统相关社会与经济指标的弹性贡献度较小,弹性综合评价值在整体上低于湖南省平均水平。不同用地类型的弹性规划区间有明显差异,按不同用地类型弹性区间分析,园地、林地、水域、耕地、其他农用地对茶陵县发展弹性承纳贡献值依次降低,分别占总面积的3.47%、2.97%、1.02%、0.90%、0.06%。不同用地弹性空间转移具有显著的带状分布特征,呈现生态用地与农用地、建设用地与农用地、建设用地与生态用地空间等3种类型交叠,生态用地与农用地空间交叠区最大,占总面积的6.41%;其次是建设用地与农用地交叠区,占比0.97%。对不同用地类型的弹性交叠区域尤其农用地转为建设用地应加强差异化管控。弹性空间测度研究为山区县域国土空间规划用途管制提供了差异化的空间管理技术方法和实证。     

基于生态安全格局的关中城市群生态空间结构优化布局北大核心CSCDCSSCI

构建区域生态安全格局、优化城市群生态空间结构,有利于促进社会经济与生态环境的和谐发展。以中国西部关中城市群为例,在RS与GIS技术支持下,通过生态服务重要性与生态环境敏感性评价识别生态源地,并基于最小累积阻力模型构建区域生态安全格局,进而开展生态空间结构优化布局研究。结果表明:(1)生态保护源地面积共26191.19 km^2,占全区的47.51%;(2)除生态源地外,低、中、高水平安全格局区域分别占全区的39.14%、9.86%和3.49%;(3)源间廊道多呈南北走向且连通成网状的程度较低;(4)提出构建以"四带、三区、七组团、十廊道、多中心"为核心的"绿心廊道组团网络式"布局体系,优化关中城市群生态空间结构。本研究可为区域生态保护与城市群可持续发展提供参考与借鉴。     

共和盆地生态环境遥感评价及驱动力分析北大核心CSCD

科学评估区域生态环境质量是实现可持续发展的前提。基于2000—2020年Landsat遥感影像,构建遥感生态指数(RSEI)分析青藏高原典型高寒沙区共和盆地近20年的生态环境质量时空变化特征,并使用地理探测器量化该区生态环境的主要驱动因子。结果表明:(1)共和盆地RSEI均值在2000—2020年呈增加趋势,平均增幅为7.5%/10a,空间上呈东高西低、南北高中间低的分布特征;(2)2000—2020年,共和盆地生态环境改善区域占比为66.55%,主要分布在中部和东南部,保持不变的区域占比33.15%,退化区域占比0.29%;(3)降水是影响生态环境质量的关键因子,因子交互作用对生态环境质量的解释力更强,合理的土地资源配置能显著促进生态改善。     

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。     

基于潜力—约束和SLEUTH模型松散耦合的南京城市扩展模拟北大核心CSCDCSSCI

将潜力—约束与SLEUTH模型进行松散耦合,在建设用地适宜性评价的基础上,将不同生态安全格局情景融入SLEUTH模型的排除图层,对研究区2013-2040年的城市用地空间扩展进行多情景模拟。研究表明:(1)两个模型的松散耦合能够有效提高像元尺度上模型校正的精度。(2)用地扩展在以"边缘增长"和"填充增长"为主的同时,在城市外围形成了较为明显的"跳跃式"发展,表明模型的松散耦合能够更好地捕捉城市发展政策所导致的新城市增长中心。(3)三种生态安全格局情景方案的城市用地模拟结果均呈增长趋势,但高生态安全格局情景的新增城市用地面积和增长率均最小,表明将生态敏感性作为城市发展的约束图层,能够有效保护研究区的自然生态空间,大幅降低生态安全风险。     

基于潜力—约束和SLEUTH模型松散耦合的南京城市扩展模拟

将潜力—约束与SLEUTH模型进行松散耦合,在建设用地适宜性评价的基础上,将不同生态安全格局情景融入SLEUTH模型的排除图层,对研究区2013-2040年的城市用地空间扩展进行多情景模拟。研究表明:(1)两个模型的松散耦合能够有效提高像元尺度上模型校正的精度。(2)用地扩展在以"边缘增长"和"填充增长"为主的同时,在城市外围形成了较为明显的"跳跃式"发展,表明模型的松散耦合能够更好地捕捉城市发展政策所导致的新城市增长中心。(3)三种生态安全格局情景方案的城市用地模拟结果均呈增长趋势,但高生态安全格局情景的新增城市用地面积和增长率均最小,表明将生态敏感性作为城市发展的约束图层,能够有效保护研究区的自然生态空间,大幅降低生态安全风险。     

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。     

基于生态安全格局的关中城市群生态空间结构优化布局

构建区域生态安全格局、优化城市群生态空间结构,有利于促进社会经济与生态环境的和谐发展。以中国西部关中城市群为例,在RS与GIS技术支持下,通过生态服务重要性与生态环境敏感性评价识别生态源地,并基于最小累积阻力模型构建区域生态安全格局,进而开展生态空间结构优化布局研究。结果表明:(1)生态保护源地面积共26191.19 km~2,占全区的47.51%;(2)除生态源地外,低、中、高水平安全格局区域分别占全区的39.14%、9.86%和3.49%;(3)源间廊道多呈南北走向且连通成网状的程度较低;(4)提出构建以"四带、三区、七组团、十廊道、多中心"为核心的"绿心廊道组团网络式"布局体系,优化关中城市群生态空间结构。本研究可为区域生态保护与城市群可持续发展提供参考与借鉴。     

基于MSPA与MCR的生态廊道构建及优化研究——以南昌市新建区为例

以南昌市新建区为例,总体按照“源地识别—廊道构建—生态网络优化”的主线展开,综合运用形态学空间格局分析(MSPA)、景观连通指数模型分析、最小累积阻力模型(MCR)、重力模型等方法进行廊道构建,并对生态网络格局进行布局优化。结果表明：(1)核心区、岛状斑块、孔隙、边缘区、环岛区、桥接区、支线七类景观空间用地中核心区面积最大,为880.62 km²,占自然景观面积的73.99%;(2)生态源地共18处,总面积为750.60 km²,占核心区的85.24%,主要分布为北部鄱阳湖区域、中西部梅岭国家森林公园及其周边区域,源地类别上主要分为水域和林岭,生态源地之间连通性较好、生境质量较好;(3)阻力呈现由中部向北部、南部减少的趋势,中部阻力最大,由于城市开发建设人类活动以及山体高程影响,对于生物物种的流动产生一定的阻力作用;(4)构建153条生态廊道,总体分布于中部、西南以及北部区域,其中重要生态廊道为52条,基本串联各重要生态源地;(5)构建“2+7”生态核以及“蓝绿”双带,实现山水环抱、山水共融的生态网络格局。     

基于MCE-CA模型的快速城镇化地区开发区边界划定——以山东省惠民经济开发区为例

为科学划定开发区的发展方向区,优化用地空间布局,遏制开发区蔓延式扩展,以山东省惠民经济开发区为例,应用MCE-CA模型,借助Erdas和Arc GIS进行数据处理分析,将"正规划"和"反规划"理念运用于开发区用地布局规划实践,划定惠民经济开发区2020年的发展方向区。结果表明:(1)2006—2015年,开发区城镇用地扩张迅速,城镇化进程持续加快,蔓延性增长特征明显;(2)开发区2020年的城镇用地规模为1 521.03 hm2,其中主区170.00 hm2,发展方向区为1 351.03 hm2;(3)划定的发展方向区提升了开发区的用地聚集度和紧凑度,更符合经济与生态协调发展的生态型开发区建设模式。应用MCE-CA模型能够实现影响开发区扩展因素的定量化和空间化表达。     

精准高效、共建联防:山地城市灾害识别、综合防治及空间响应——恩施市中心城区的实践

山地城市地形特殊、灾害类型众多、灾种关联性强,极易引发次生灾害等连锁反应,进行多灾种综合防治尤为重要。以恩施市中心城区为例,采用"精准高效、共建联防"的综合防灾规划思路,形成恩施市中心城区"灾前—灾时—灾后"全过程关注和"规划—建设—管理"多层次应对的综合防灾指导方案:(1)综合中心城区地理条件和行政管辖功能划定防灾分区;(2)根据中心城区综合防灾对象保障规模和现有设施情况建设应急保障基础设施和应急服务设施;(3)对各分区内防灾设施进行"四线"管控和使用管理。以此提高中心城区灾害适应性和应急能力,达到城市安全的综合防灾效果。恩施市中心城区综合防灾实践丰富了山地城市防灾理论体系,并可为相关山地城市综合防灾规划建设提供借鉴。     

长株潭都市圈城市空间演化情景预测及其耕地影响分析

长江经济带建设是新时期中国经济社会发展的重大战略之一。城市群国土空间的合理规划与科学管理对长江经济带健康、可持续发展具有重要的意义。位居长江中游的长株潭都市圈经历了快速的城镇化过程,城市扩展对区域资源与环境产生了深刻的影响,但目前该区域国土空间格局及变化预测的研究不足,城市空间扩展对耕地保护的影响尚不明确。本文基于极限学习的城市扩展元胞自动机模型,在自然增长、规划发展、生态优先三种城市发展情景下,模拟预测了2030年长株潭都市圈城市空间格局,分析了城市空间演化对耕地面积及其空间分布的影响。研究结果表明：(1)在自然增长、规划发展、生态优先三种城市发展情景下,2030年长株潭都市圈建设用地将分别达到1295.08、1166.44、1104.78 km²。在三种城市发展情境下,长株潭都市圈建设用地均以边缘增长为主,向外扩展延伸,城市一体化趋势显著;(2)在自然增长、规划发展、生态优先三种情景下,2030年长株潭都市圈耕地将分别减少到2088.30、2134.94、2199.45 km²。城市建设用地的扩展导致区域耕地面积的减少,从粮食安全与可持续...     

河西地区生态敏感性演变格局及分区治理北大核心CSCD

生态敏感性是评估区域生态环境问题和实施生态功能区划的重要指标,可作为区域生态修复与分区治理的重要依据。以河西地区为例,首先针对沙漠化、水土流失、盐渍化、生境质量等生态问题,耦合空间距离指数模型构建生态敏感性评价体系,其次,运用格网编码法对河西地区生态敏感性波动强度及波动趋势进行分析,并结合地理探测器探明生态敏感性演变进程中主要驱动因子;最后,基于生态敏感性的时空演变特征进行生态治理分区。结果表明:(1)河西地区生态敏感性具有明显空间分异性,呈现西北高东南低的分布状况;(2)生态敏感性稳定区占主导地位,面积占比为46.54%;(3)生境质量敏感性对河西地区生态敏感性解释力最强;(4)河西地区可划分为优化治理区、管控治理区、长效治理区、综合治理区4个生态分区,分区面积占比分别为32.08%、27.80%、11.30%、28.82%,对于不同分区特征建议实施不同的生态治理策略。     

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。     

长三角地区城市生态韧性时空分异特征及影响因素

基于生态系统抵抗力-适应力-恢复力框架构建城市生态韧性指标体系,运用空间自相关和STIRPAT模型分析长三角地区城市生态韧性时空分异特征及其影响因素。结果表明：(1)2005—2020年长三角地区城市生态韧性水平介于0.420～0.761,呈现时序异质性,上海、苏州、南京等城市生态韧性值较低,而南通、温州等城市生态韧性则有所提升;(2)长三角地区城市生态韧性空间格局差异明显,2005—2010年城市生态韧性呈现“东部低、中部高、西部低”的格局,2015—2020年则呈现“北部高、中部低、南部高”的格局,并形成西南部较高水平生态韧性城市带和中部城市生态韧性低值走廊;(3)长三角地区城市生态韧性水平具有非均衡性,全局Moran’s I值变化幅度较大,且局部自相关集聚模式变化较大;(4)经济要素对城市生态韧性具有正向促进效应,人口、技术和土地要素对城市生态韧性具有反向抑制作用。     

湖南茶陵县域生态空间网络稳定性识别与重构策略

县域是国土空间规划与管理的基本单元,针对县域生态空间网络的识别与重构是空间优化的重要途径,对生态保护红线划定具有积极作用,但现有空间网络分析的方法论明显滞后。以典型丘陵山区县湖南茶陵县生态空间网络构建和识别为基础,运用鲁棒性分析法表达生态系统受特定干扰后的变化特征,进行节点重要度评价和网络稳定性分析。结果表明：节点重要度和数量是判定网络稳定性的关键因子,该类节点数量占5%左右且多位于茶陵县域罗霄山片区,对应景观类型多为林地,其次为水域和草地、园地等生态用地;生态空间网络稳定性变化值均表现出与节点数量的高度一致,网络节点失效比率高于92%时将完全瘫痪,低于20%可恢复稳定;以人类活动干扰为主的蓄意破坏情景中连通鲁棒性变化更为敏感,对网络连通性影响较大;依据重要节点分布及稳定性判断结果,结合生态保护红线划定方案,提出区域生态保护的差异化管理和生态空间网络重构建议。研究既为县域生态空间规划和生态保护红线管控提供有效支撑,也为类似区域生态空间网络研究提供了案例借鉴。     

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。     

南昌市土地利用的空间冲突风险评估及分区优化研究——基于“三生空间”视角

以土地利用的导向功能为基础,将南昌市1995、2005和2015三期20种土地利用类型划分为生态生产空间、生产生态空间、生态空间和生活生产空间。利用空间复杂性指数、空间脆弱性指数和空间稳定性指数3个因子构建冲突模型,借鉴倒"U"型模型,将空间冲突分为4类:稳定可控、基本可控、基本失控和严重失控,在冲突级别的基础上利用优化产业结构、生态系统修复等措施,建立10个亚功能区,优化土地资源,缓解空间冲突,实现可持续发展。研究结果表明:(1)1995—2015年中南昌市三生空间格局以生产生态空间为主,其次是生态空间、生态生产空间以及生活生产空间,生活生产空间所占比例在上升,其余均在减少,呈现"一升三降"特点;(2)1995—2015年南昌市三生空间空间冲突愈演愈烈,严重失控单元持续增长,但2005—2015年的增长速度较1995—2005年稍慢,南昌市三生空间冲突失控态势严峻;(3)不同空间类型冲突存在较大差异,均以可控级别为主,其中失控级别占比由大到小:生活生产空间生产生态空间生态生产空间生态空间;(4)利用10个亚功能区优化南昌市70%以上的区域,其中以城镇用地等为主的两个亚功能区,70%以上属于允许建设区,以滩地、湖泊、林地等为主亚功能区65%以上属于禁止建设区,符合土地利用总体规划。