京津冀都市圈建设用地格局与变化特征研究

基于2000、2010年京津冀都市圈30 m分辨率的地表覆盖数据,提取出建设用地数据信息,运用空间统计分析、空间自相关、土地类型转换及景观指标测算的方法,从规模变化、空间变化和景观格局变化的角度,揭示京津冀都市圈建设用地的空间格局及时空变化特征,并通过多元回归模型对影响建设用地变化的驱动因素进行分析。结果表明:2000年~2010年间,在京津冀一体化发展战略背景下,伴随产业升级与产业转移的快速发展,京津冀都市圈建设用地规模经历了快速增长,高密度区县数量及其空间集聚性均呈显著上升趋势;空间变化的非均衡性和两极分化特征明显,整体沿北京—保定—石家庄、北京—天津、唐山—天津—沧州三条轴线扩展,同时京津唐地区的组团扩展和网络扩展特征日趋明显,呈现"中心—外围—边缘"的圈层式结构;景观格局的空间分散态势有所增加,各区县建设用地紧凑度指数较低,变化程度较小,建设用地的斑块变化具有一定的粗放性和无序性。运用多元回归对建设用地变化的驱动因素进行分析发现,人口、GDP和固定资产投资是影响京津冀都市圈建设用地的主导因素,其中人口是影响两期建设用地扩展的主导因素。     

京津冀地区旅游经济增长的时空演化及影响因素

揭示区域旅游经济增长的时空演化特征并探究其影响因素有助于丰富区域旅游经济发展理论,也可为京津冀地区旅游协同发展政策的制定提供科学依据。在初步构建京津冀地区旅游经济增长时空演化研究框架及多因素分析模型的基础上,运用基尼系数、核密度曲线、双变量局域自相关等方法,从旅游空间的规模、等级和形态变化等方面考察京津冀地区2001—2019年旅游经济增长的空间格局及演化过程,并基于面板多元回归模型和空间计量模型对其影响因素进行深入剖析。结果表明：① 京津冀地区旅游经济增长的空间格局从双核心逐渐转为多核心,旅游区域中心城市和部分旅游节点城市逐步成为旅游经济增长的主要载体,京津冀旅游协同发展初见成效。② 京津冀地区旅游经济增长的时空演化过程大体可分为3个阶段：高速增长下的双核心极化缓解阶段;中速增长下的双核心向多核心转变阶段;快速增长下的多核心形成阶段。③ 影响京津冀地区旅游经济增长的主要因素有人均GDP、星级饭店的数量、到北京/天津高速公路距离、旅游发展政策和旅游大事件等,其中人均GDP对旅游经济增长有显著的空间溢出效应。④ 影响核心枢纽城市、旅游区域中心城市和节点城市的旅游经济增长因素有一定差异,星级饭店数量、旅游大事件和PM_2.5浓度对核心枢纽城市和旅游区域中心城市旅游经济增长有较大影响,城市道路面积、到北京/天津高速公路距离、旅游发展政策、旅游大事件、年末实有出租车数量、PM_2.5浓度等则是影响旅游节点城市旅游经济增长的主要因素。     

碳排放约束下京津冀地区建设用地利用效率时空演化特征与影响因素研究北大核心CSCD

碳排放与建设用地利用效率具有显著的相互约束效应,建设用地低碳高效利用对实现区域高质量发展具有重要意义。该文通过构建碳排放约束下的建设用地利用效率评价体系,综合运用超效率模型、核密度估计、标准差椭圆等方法分析2005-2019年京津冀地区建设用地利用效率时空分异和空间特征,并探究建设用地利用效率变化的影响因素。结果表明:1)京津冀地区建设用地碳排放呈“先升后降再升”的变化趋势,净变化量为18387.308×104t;2)碳排放约束下的京津冀地区建设用地利用效率呈“先降再升”的特征,经济较发达城市的建设用地利用效率改善较明显,南部体量较小的城市呈波动式提升趋势;3)京津冀地区建设用地利用效率空间上呈东北—西南向分布,形成中北部和南部双核心的总体格局,核心城市集聚作用明显;4)人口规模与碳排放约束下建设用地利用效率呈显著负相关,而经济水平和对外贸易对建设用地利用效率具有显著正向作用。最后为提升京津冀地区建设用地利用效率,实现低碳高效发展提出相关建议。     

镇江市土地利用景观格局时空过程与驱动因素

以宁镇扬丘陵区的镇江市为案例地,基于1978—2012年遥感图像数据,从类型尺度和景观尺度2个维度分析镇江市土地利用景观格局时空过程特征;并通过PCA模型定量揭示镇江市土地利用景观格局时空演化驱动因素。结果表明:1)1978—2012年耕地是区域主导景观类型,其次林地、建设用地为区域优势景观类型;其中耕地、林地景观类型分别减少7.63%、1.21%,而建设用地景观增加8.87%;2)镇江市总体斑块数目增加,平均斑块面积、斑块形状指数和分维数下降,且耕地、建设用地及水域对区域景观格局演化响应最为显著;区域景观破碎度、集聚度及多样性指数不断上升,表明人类活动对研究区景观干扰不断增强,且存在镇江中东部高于西部的空间分异特征;3)人口快速增长是土地利用景观格局演变的直接诱因,城市化推动、经济持续发展是景观格局演化的重要驱动,而技术革新进步会对景观格局演变具有一定冲击作用;4大驱动力综合耦合作用1978—2012年镇江市土地利用景观格局时空演化过程。     

京津冀城市生长和形态的径向维数分析

城市生长与形态是地理学规模与形状研究的重要内容,分维则是刻画城市形态、反映城市生长的标度指数。论文以城市建设用地为研究对象,采用2000、2005、2010年3个年份的遥感数据,利用分形理论的径向维数和相应的标度区概念分析京津冀城市和城镇体系的空间格局及其演变特征。结果表明：其一,北京市第一标度区的范围最大,10 a间增长幅度也最大,对周边城市产生阴影效应;其二,以北京为中心,距离越远,第一标度区范围有越小的趋势;其三,几乎所有研究区内城市的第一标度区空间都被建设用地过度填充,外围则各有特色;其四,经济水平对京津冀整体城市建设用地扩张的影响最大,但北京的城市建设用地扩张已经由经济因素主导转变为人口因素主导;其五,随时间推移,第一标度区拟合径向维数效果提高,第二标度区拟合效果降低。由此得出结论：①北京在京津冀体现了城市首位效应和阴影效应的双重效应。一方面,京津冀地区城镇化区域体现出了以北京为核心的中央集聚特征,另一方面,北京市的巨大吸引力抑制了毗邻城市的生长。②城市中心和外围都出现二元化格局。地区内各个城市的中心部分过于紧凑,而外围则相对凌乱,中心-边缘缺乏一体化过程。③人口可能成为未来京津冀城市发展的第一动力。人口集聚的规模效应未来可能替代经济报酬递增效应。这些结果和结论有助于学术界和管理部门从新的角度认识京津冀城市化现状和未来的发展趋势,以便制定更为合理的城市发展政策和方针。     

京津冀交界地区建设用地扩张时空特征与驱动因素研究

为加深对京津冀交界地区建设用地发展规律的认识,推动区域协同发展,该文基于2000年、2010年和2020年建设用地数据,综合运用建设用地扩张指数、核密度分析法和圈层分析法,探究京津冀交界地区43个县域单元建设用地扩张的时空特征及代表性扩张格局的驱动因素。结果表明：(1)2000—2020年京津冀交界地区建设用地规模不断扩张,扩张速度和扩张强度有所提升,各省域内变化差异显著;(2)建设用地空间格局呈现出圈层扩张和贴边扩张两种类型,其中贴边扩张是交界地区建设用地扩张的代表性格局,新增建设用地呈现出“整体分散、局部集聚”的特征,在环绕北京市城六区、天津市主城区以及京津冀交界地区(如通州区、三河市、大厂回族自治县、武清区等)存在高值集聚区;(3)京津冀交界地区贴边式扩张用地主要发生在低海拔、低坡度、人口分布相对疏散、经济发展水平相对较低的地区,并呈现出明显的河流指向、道路指向和贴近省界扩张的特点。     

县域经济发展时空差异和影响因素的地理探测——以甘肃省为例

县域作为中国经济发展的基本空间单元和产业承接载体,对其经济发展的空间差异及其影响因素的研究对理解区域经济格局及其演变具有重要意义。运用ArcGIS空间分析功能,以NICH指数和人均实际GDP为县域经济发展测度指标,以甘肃省为研究对象,对县域经济发展的空间集聚状态和时空演变进行动态分析,并对经济发展的影响因素进行地理探测。结果表明：2001—2015年,甘肃省县域经济发展活力与发展水平空间格局基本吻合;就经济发展活力而言,其县域与城区发展不平衡,且经济发展活力整体上呈现下降态势,县域经济逆势提升具有很大挑战;经济发展活力冷热点区保持相对稳定,重心向西北倾斜的“哑铃状”空间格局不断强化,热点区呈现明显的“点-轴”发展格局;甘肃省县域经济空间差异主导因子包括工业化水平、经济基础、市场规模,各影响因素之间具有明显的交互作用,增强了单一因子的贡献量;县域经济发展的主导影响因素存在明显的地域差异性,对不同分区主导因子驱动机制的分析,可以为科学制定四大分区县域经济发展定位及地区协调统筹发展提供参考。     

重庆市北碚区农村居民点用地景观变化及驱动因素分析

本文以全国典型的山地城市——重庆市北碚区作为研究区域,综合运用扩展指数、核密度法、空间韵律指数、logistic回归分析方法,对北碚区2009年到2015年农村居民点用地的动态变化、空间分布、规模结构、形态结构以及斑块景观的演变特征进行研究,并从自然因素、生产因素和社会经济因素三方面探索农村居民点格局演变的驱动机制。研究结果表明,从2009年到2015年,北碚区农村居民点用地减少,各个镇街的扩展指数为负数且与城镇化率的增量呈负相关态势;农村居民点空间分布均表现为在地势低平和城镇化率较低的区域聚集;从微观视角出发,农村居民点的整体规模减小并向小斑块格局演变,斑块的形态不规则并趋于破碎化;影响农村居民点用地演变的驱动因素有坡度、到园地的距离、到耕地的距离、到城镇用地的距离、人口密度、城镇化率。由此可见,农村居民点用地演变是在自然因素、生产因素和社会经济因素的共同作用下发生的,且随着城镇化进程的推进,自然因素对农村居民点演变的影响力逐渐减弱,而社会经济因素中的城镇化率指标对农村居民点演变的影响力则显著增强。     

基于重心-GTWR模型的京津冀城市群城镇扩展格局与驱动力多维解析

城镇用地扩展格局及驱动力研究对城市群发展规划与决策具有重要意义。以京津冀地区为例,基于城镇用地扩展强度指数、城镇用地扩展差异指数、分形维数、土地城镇化率和重心转移模型,多维解析了城市群城镇用地扩展格局特征,并耦合重心转移模型和时空地理加权回归（GTWR）模型构建重心-GTWR模型,在对空间格局进行长时间序列多维度指标分析的基础上,运用该模型依序对其特征进行驱动力解读,进而总结凝练京津冀区域发展的主导模式与城市核心驱动力。主要结论为：① 1990-2015年,京津冀城市群城镇用地扩展强度呈现“下降-上升-下降”的趋势,高峰时期在2005-2010年,在2005年之前高速发展城市集中在北京、天津、保定和廊坊,2005年之后集中在邢台和邯郸;② 城市群城镇用地重心虽呈现出发散态势,但城市之间的局部相互作用力逐渐增强,城镇用地扩展驱动力表现出空间溢出特征;③ 京津冀城市群空间发展模式由以北京和天津为中心的双核发展模式向多核发展模式转变,并出现北部资源运输核心、中部经济发展核心和南部投资发展核心三大功能核心组团,城市群趋向于多核功能协同发展模式;④ 重心-GTWR模型结合了时空非平稳性和城市空间相互作用,将城市群城镇用地扩展作为一个时空变化系统进行分析,经验证,该模型在城镇用地扩展格局驱动力分析研究中具有可行性。     

京津冀地区耕地利用转型时空分异及驱动机制

耕地利用转型代表耕地利用形态的趋势性变化。论文以京津冀地区157个县域空间为基本研究单元,从显性形态与隐性形态双重属性出发构建耕地利用形态指标体系,运用冷热点、空间变差函数等方法分析1990—2015年耕地利用形态变化的时空特征,在此基础上,利用空间误差模型(spatial error model, SEM)对耕地利用转型的驱动机制进行了定量分析。结果表明：① 京津冀地区耕地利用形态指数空间分布呈东南高、西北低的格局,与该地区地形分布格局基本一致,且因坝上高原特色农业发展形成独立高值区。② 京津冀地区耕地利用形态指数空间分异呈现逐渐缩小的趋势,显著热点区与显著冷点区分布相对稳定且面积不断缩小,耕地利用转型较为平稳。显性形态值普遍呈现先升高后降低趋势,隐性形态值则呈升高趋势,表明京津冀耕地出现空间收缩、功能优化式转型。③ 高程是影响京津冀地区耕地利用形态空间特征的主要自然环境因素,二三产业占比、地均固定资产投资与城镇化率等经济发展和城镇建设因素则是驱动1990—2015年京津冀地区耕地转型的主导因素,但不同时段、不同县域单元耕地转型动力机制存在差异,各驱动因子作用强度也不完全一致。     

中国地级以上城市土地经济密度差异的时空演化分析

以中国336个地级以上城市为研究对象,利用核密度估计和探索性空间数据分析方法,对2001~2014年中国地级以上城市土地经济密度差异的时空格局演化及影响因素进行分析和探讨。结果表明：① 中国地级以上城市土地经济密度的总体水平不断提高,平均值从2001年的4.769亿元/km²增加至2014年的15.375亿元/km²,但地区差距逐渐扩大;② 中国地级以上城市土地经济密度表现出显著的全局空间正相关性,相邻地市相互影响,呈现出“高–高”或“低–低”的空间集聚态势,且从LISA集聚图来看,城市土地经济密度通过空间聚类可以划分为“高水平均质型地域”、“塌陷型地域”、“极化型地域”和“低水平均质型地域”4种类型,不同地域类型的空间分布范围和稳定性等都存在差异;③ 中国地级以上城市土地经济密度冷、热点区域的空间分布具有相对稳定性,总体上表现出“东热西冷”的分布格局,热点区主要分布在东部的京津冀地区、长江三角洲地区和珠江三角洲地区等,广大中、西部地区则大多处于低值簇,属于城市土地经济密度的冷点区或次冷点区;④ 自然条件状况决定城市土地的供给能力和开发潜力,是导致中国地级以上城市土地经济密度差异的基础性因素,区域经济发展水平、经济发展政策、土地利用管理政策也会对城市土地经济密度差异造成一定程度的影响。     

耦合网络视角下长三角地区紧凑性的演化特征

区域紧凑作为紧凑城市理念在更大空间尺度的扩展,指通过城市间有效的相互作用,实现区域一体化发展的地理空间模式。论文以长三角地区为实证对象,基于高铁和城际大巴2种交通出行方式构建区域耦合网络,选取最短出行时间和出行路径评估城市间作用关系的紧凑程度,从全局网络复杂性、核心—边缘结构演化、局部模体结构等层面系统考察长三角地区紧凑性的演化特征。研究发现,长三角地区城市紧凑性在全局层面存在明显的分异特征,随着时间推移,紧凑性分布的不均衡现象逐步突出,空间上的集聚特征趋于显著;局部层面上,紧凑性处于从集聚向均衡的成长阶段,稳定状态下易形成低成本的局部高聚类特征,就城市个体而言,由局部结构涌现的角色类别表现出多样性选择机制。与已有研究相比,论文将紧凑性与出行网络有机衔接,从关系视角为区域紧凑性探索提供了有益尝试。     

基于随机森林模型的黄河流域城市建设用地结构时空演化及其驱动机制研究

城市是区域人口、产业等要素集聚的主要空间载体,系统揭示黄河流域城市建设用地结构演化及其驱动机制对于深入推进黄河流域生态保护和高质量发展战略落实具有重要意义。基于黄河流域2007—2019年城市建设用地数据,论文运用信息熵模型分析了黄河流域城市建设用地结构的时空演化特征,并用随机森林模型探讨其驱动机制。结果表明：(1) 2007—2019年,黄河流域城市建设用地面积快速增长,年均增速达5.34%,但城市建设用地结构信息熵不断降低,经历了“高位无序—相对稳定—低位有序”的变化过程;(2)黄河上、中、下游城市建设用地规模增速依次加大,年均增速分别达到3.91%、5.06%、6.22%;中游地区城市建设用地结构信息熵下降最多,上游地区和下游地区降幅相近;(3)黄河流域各类建设用地主要配置在省会及经济发达城市;黄河流域城市用地结构信息熵存在空间异质性,省会城市及经济发达城市建设用地结构信息熵存在降低趋势,而欠发达城市的信息熵逐步增大;(4)城市用地规模和城市人口规模对城市建设用地结构演化的作用最强,产业结构升级和财政支出规模的作用强度次之,经济发展水平和政策支持力度的作用较小,上中下游影响因子的...     

撤县(市)设区对城市空间扩展的影响机理——以杭州市为例

城镇化的持续推进对城市空间扩展产生了新的需求,撤县（市）设区是中国城市市辖区实现扩容提质的主要手段之一。以杭州为例,定量测度撤县（市）设区后杭州城区空间扩展的时空特征及其各方面的影响,并探讨了这一区划调整对城市空间扩展影响的作用机理。研究发现：通过撤县（市）设区,杭州城区的建设用地东扩趋势明显,萧山和余杭两区的建设用地新增面积和扩展速度均高于平均水平,且两地建设用地空间存在多中心集聚特征,成为新一轮的杭州建设用地扩展高密度区,城市功能不断凸显。总体来看,撤县（市）设区对城市空间的影响是间接的,具有一定的滞后性,通过引导城市空间扩展的主要方向,实现中心城市人口和产业向新设市辖区的转移和集聚,提供城市空间扩展的载体。撤县（市）设区后需要通过后续的城市规划修编、土地性质和权限调整、生产要素集聚与空间重组等路径,对城市空间扩张与空间演变产生直接影响。     

中国三大城市群经济与环境协调度时空特征及影响因素

采用熵值法、泰尔指数、空间自相关、马尔科夫链等方法,分析2006—2016年中国京津冀、长江三角洲、珠江三角洲三大城市群经济与环境协调度的时空格局特征,并运用Tobit模型探讨其影响因素。结果表明：① 研究期内三大城市群经济与环境协调度持续增长,珠三角协调度最高,长三角协调度增速最快;② 三大城市群内部城市之间的差异波动减小,珠三角城市群的减小幅度最小;③ 三大城市群经济与环境协调等级演化具有一定的路径依赖,但随时间推移有向高一级状态转移趋势;④ 行政级别较高的城市及部分沿海沿江发达城市的经济与环境协调度持续处于较高水平;⑤ 三大城市群经济与环境协调度空间特征由分散走向集聚;⑥ 经济发达的城市经济与环境趋向于“同步发展”;⑦ 能源消耗水平、科学技术水平、固定资产投资强度、外资依存度和所有制结构对三大城市群的经济与环境协调度具有影响,但各因素影响的显著程度有差异。     

城市群演化的空间过程及土地利用优化配置

城市群演化包含了诸多内容 ,如人口、产业、城市类型、城市职能等 ,而空间过程是最直接、最综合的表现。     

京津冀城镇体系与水系结构的时空关系研究

京津冀地区人水关系矛盾突出,分形可以有效描述城镇体系和水系时空演化特征,从而揭示两者演化关系,为城市问题的解决提供一些理论和经验依据。论文采用分形理论中的网格维数和多分维谱,首先分别刻画了两者的时空演化特征,其次探讨了城镇体系和水系结构之间的时空关系,最后探究了水系结构退化的影响因素。主要结论有：① 1990—2010年,京津冀地区建设用地的网格维数升高、自相似性增强、从集聚向分散转变,意味着建设用地朝着空间填充程度增强、有序、分散的方向发展,而水系反之,证明两者具有不同的时空演化方向;② 21世纪10年代,京津冀的人水关系十分紧张,南水北调虽然缓和了京津冀用水问题,改善了大尺度上的水系结构,但在小尺度上改善有限;③ 越靠近城市中心,建设用地分形形态发育越成熟,结构越有序,越靠近外围越混乱无序;④ 京津冀地区水系退化,由自然和人为两方面因素造成,21世纪以后人为因素的影响较为显著。针对京津冀地区水系退化,提出如下政策建议：在城市建设过程中,一方面科学规划城市水系,重视低等级水系的保护;另一方面节约集约利用水资源,完善水资源管理机制。未来,需要进一步探索城市发展和水系的非线性关系,为城市可持续发展提供依据。     

基于灯光数据的京津冀城市多标度异速分析

城镇体系的时空演化是一个复杂的动力学过程,具有无尺度性,其特征可以采用异速标度指数定量描述。论文以京津冀为例,基于1992—2013年夜间灯光数据的校正结果,提取城镇夜间灯光信息,采用多标度异速分析方法,分析京津冀城镇体系的相对发展特征及其空间分异格局。研究发现：①京津冀大城市的增长空间局限日益显著。虽然大城市如京津唐的绝对发展水平高,但接近环境承载量的极限,22 a间增长快速的是大城市交接地带的小城市(如三河、迁安、廊坊等)。②相对增长速度快的城市从东北到西南呈现带状分布——政府选择发展的“雄安新区”就在这个轴带上。由此可以得出两个结论：其一,京津冀城市演化的趋势相对均衡化,空间结构异质性逐步减弱,整个城镇体系的发展趋于相对平衡状态;其二,大、小城市“两极”贯通或许是增强城镇体系功能的有效途径。京津冀的空间格局优化不能仅仅考虑主要的、规模大的中心城市,而应该基于等级结构协调整个城镇网络体系。