中国城市土地扩张与人口增长协调性研究

基于城市建成区面积和城区人口数据,构建城市土地扩张与人口增长关系模型,对2000年和2010年中国657个城市的土地扩张与人口增长之间的协调性进行了评价。结果表明:①中国城市用地扩张和人口增长之间的协调性较弱,土地显著扩张是中国城市发展的主要类型,数量占城市总量的1/3;其次是人口显著增长类型,占城市数量的1/4,两极分化明显。②在空间分布上,土地显著扩张的城市主要集中在东部沿海、沿江、沿线等经济相对发达地区;人口显著增长的城市分布重心则相对西移,主要处于胡焕庸线以东的中西部地区。③从不同规模城市用地扩张与人口增长的协调性来看,特大城市、大城市发展以土地快速扩张为主,且土地显著扩张所占比例最大;中、小城市发展以人口快速增长为主,并以人口显著增长占优。④由城市规模变动来看,小城市规模晋升多以人口快速增长实现,大、中城市规模晋升则更多通过土地快速扩张推进,特别是以房地产、新城建设等带动的用地驱动型城市化来完成。     

1900年以来长春市土地利用空间扩张机理分析

综合集成TM、SPOT遥感影像,地形图、历史地图及其它空间数据提取长春市1900年、1930年、1954年、1976年、1990年、2004年共6期城市土地利用空间扩张信息。利用空间重心转移模型、分形模型与城市土地-人口异速增长模型分析长春市100年来城市土地利用扩张的空间变化特征,进一步研究其扩张机理。研究结果表明：长春市1900年到2004年城市土地面积扩张56.77倍,其中1990~2004年扩张速度最快;1900年以伊通河左岸的宽城子和现在的南关区北部的内城作为城市的雏形。1900~1930年日俄为进行资源掠夺修筑铁路并在周围建立商埠用地将宽城子与内城连为一体。1930~1954年城市主要沿铁路沿线的西南扩张,1954~1976年国家以发展重工业为主向南北方向填充,1976~2004年城市受高新技术开发、旅游业等的影响主要向东南方向扩张。除1976~1990年外城市向外扩张的不规则程度逐渐提高,稳定性降低。1976~1990年以边缘区填充为主,其他时段以边缘区扩张为主。1900~2004年人口增加87.57倍,人均城市用地面积有逐渐减少的趋势,城市土地利用面积与人口二次幂拟合曲线优于乘幂拟合曲线,从百年尺度上历经半殖民地半封建社会与社会主义经济建设两大社会背景的长春城市土地-人口异速增长模型并非规则变化,说明长春100年来城市演变过程中城市建设在历史时期具有不合理的现象。     

长三角城市土地扩张与人口增长耦合态势及其驱动机制

长三角是中国城市土地快速变动和人口快速集聚的热点地区,厘清并协调城市土地扩张与人口增长间的关系,对统筹区域土地资源合理配置,调控人口流动及实现新型城镇化意义重大。以长三角16个城市为研究对象,采用重心耦合模型和基于人均约束性构建的协调性系数,对1994-2012年城市土地扩张与人口增长的总体耦合态势及演变、空间耦合特征及格局进行分析,并探讨影响城市土地扩张与人口增长耦合的驱动机制。结果表明：① 长三角城市土地扩张速度整体快于人口增长速度,二者增长具有明显的阶段特征和显著的空间差异特征。② 长三角城市土地扩张与人口增长耦合关系处于不断变化过程中,人地耦合关系整体上呈现出增强—减弱—增强的态势,土地重心与人口重心间的距离不断缩小,土地扩张与人口增长间协调性逐步增强;城市土地扩张与人口增长空间耦合类型中,人口过快增长型和人地基本协调型数量有所减少,但其在空间分布上呈现集中的趋势;土地快速扩张型的数量有所增加,在空间上呈现扩散的趋势,各城市人地配置协调程度不高。③ 经济发展、产业结构升级调整、交通发展与区位条件变化、政策因素等是影响长三角城市土地扩张与人口增长及其耦合变化的重要驱动因素。     

大规模投资建设背景下城市过度扩张的约束机制——以无锡市为例

2008年国家出台大规模投资建设经济刺激方案,在促进经济发展的同时,也极易造成城市空间过度扩张.本文以无锡市为案例建立城市建设投资与城市空间扩张Cobb-Douglas生产函数修正模型(AC-D模型),通过仿归一化方法提取1991、1998、2001、2005、2008年TM遥感影像上城市空间扩张信息,并与5年城市建设投资数据引入AC-D模型,验证城市建设投资对城市空间扩张的促进程度,同时计算城市建设投资的不同领域对城市空间扩张的贡献率.在此基础上,根据GDP、城市建成区面积和人口总量等约束条件,构建基于遗传算法的城市建设投资结构优化遗传算法模型(GA模型),得出防止城市过度扩张的最佳城市建设投资规模及投资结构,旨在为城市建设投资方向的选择与城市空间可持续发展提供科学依据.     

中国柑橘生产空间变迁及其驱动因素

综合运用产业集中度、探索性数据分析（ESDA）、产业重心模型、空间杜宾模型等方法对中国柑橘生产空间演变特征,以及驱动因素进行实证分析。结果显示：1978－2015年中国柑橘生产空间呈现扩张态势,可分为急剧增长期（1978－1991年）、低速增长期（1992－2000年）、稳步增长期（2001－2015年）。中国柑橘生产空间主要集中在西南地区、中南地区、华东地区,具有“北冷南热”的空间结构。柑橘生产空间在省域尺度上具有显著的正向空间自相关特征,呈现显著的地理集聚现象,且集聚呈现先急剧下降,其后再波动上升的变化过程。自2000年起,生产空间重心持续性向西南向迁移,“西移南扩”的迁移趋势明显。中国柑橘生产空间从最初的自然驱动,逐步转向为“自然－社会”驱动。自然资源禀赋决定着中国柑橘生产的基础空间,社会经济因素是柑橘生产空间变迁的重要原因。在市场区位因素中,道路运输、水果消费对柑橘生产空间存在显著的正向效应,路网密度提高,提升了产区的经济区位,居民收入的提高扩大了柑橘消费需求,因此每提高1%,柑橘面积分别增加0.192%和0.107%。在生产要素中,劳动力投入、水利灌溉对柑橘生产空间存在正向效应,每提高1%,柑橘面积分别增加0.934%和0.094%。在社会经济因素中,非农就业机会引起的农村劳动力流失,对柑橘生产空间存在强烈的负向效应,每提高1%,柑橘面积减少1.365%。科技进步带来的新品种、新技术对柑橘生产空间存在正向效应,每提高1%,柑橘面积增加0.058%。人均粮食占有量的直接效应为负向效应,间接效应为正向效应,意味着在分配有限土地资源的博弈中,本地土地首先要满足粮食安全,因此抑制柑橘面积增加。而邻近地区人均粮食占有量的提高,通过粮食流通能够满足本地粮食安全,促进柑橘面积增加。     

中亚地区土地与人口城镇化时空耦合特征

中亚作为丝绸之路经济带的重要枢纽,其土地与人口城镇化间的协调发展不仅影响中亚地区社会经济的可持续发展,同时能够推动“一带一路”倡议的实施。基于中亚五国首都2000—2019年城市土地和人口数据,采用城市扩张模式指数、人口集中指数、等扇分析法和空间耦合协调模型等方法,研究了城市土地扩张与人口增长的时空耦合特征。结果表明：（1）从空间演变特征看,中亚五国首都城市土地扩张模式类型主要以蔓延式为主,扩张模式指数整体呈先上升后下降趋势;人口集聚特征上,阿什哈巴德人口集中度呈上升趋势,杜尚别和努尔苏丹呈下降趋势,塔什干和比什凯克的人口集中指数在0.6～0.7之间波动变化。（2）从空间增长趋势看,比什凯克、阿什哈巴德和努尔苏丹城市土地与人口扩展方向基本相同,塔什干稍有偏差,杜尚别差异较大。（3）从耦合协调特征看,塔什干土地与人口间的耦合性和协调度都偏低,其城镇化协调发展处于起步阶段;杜尚别和比什凯克耦合性较好,但协调度变化较大,处于波动阶段;阿什哈巴德和努尔苏丹协调度较高,处于稳定阶段。     

“一带一路”沿线地区城市扩张和形态变化分析

尽管越来越多的人认识到“一带一路”沿线各国的城市化进程对其经济、政治和环境系统所起的重要作用,但对监测区域范围内城市扩张和形态变化的比较研究却极为有限。基于欧空局气候变化倡议项目最新发布的1992—2015年300 m分辨率的全球土地覆盖数据集、1992—2012年DMSP/OLS夜间灯光数据和2000—2015年LandScan人口数据,本文首先分析了1992—2015年“一带一路”陆域城市用地增长的空间格局和十大分区城市用地面积的动态。其次,通过分析3个时间点（1992年、2003年和2015年）上同心环内城市用地密度的时空变化,量化了“一带一路”沿线80个城市的扩张和形态变化。最后采用3种统计模型（线性、幂律和指数函数模型）来分析城市用地面积、加权灯光面积和城市人口之间的长期关系。结果显示,“一带一路”陆域城市用地面积占土地总面积的比例从1992年的0.24%上升至2015年的0.56%,并且非洲和亚洲的发展中国家是“一带一路”监测区域城市化的主要贡献者。同心环内城市用地密度从城市中心到城市边缘呈递减趋势,且城市间的空间分布完全不同。中国、欧洲、非洲、西亚、东南亚和印度6个分区人口数超过100万的城市间比较显示,除了中国城市形态变得分散,其他分区城市形态总体变得紧凑。分析结果也显示,夜间灯光信号所反映的城市经济活力和城市人口分布趋势在不同程度上影响城市空间扩张和形态变化。     

基于异速生长方程与C-D函数的实证分析——以乌鲁木齐市为例

运用乌鲁木齐市1978 ～2010年城市建成区面积、非农业人口、地区生产总值和人口密度的数据,引入了城市地理学中的城市人口-城区面积异速生长模型,对城市人口-面积异速生长关系的标度指数、线性因子等关系进行分析讨论.然后运用C-D函数理论,分析城市化过程中人口-土地-产值结构之间的关系.结果表明:(1) 1978 ～2010年不同时间序列城市人口-面积都是异速正生长关系,标度因子系数明显较高并呈下降趋势,说明土地城市化过程快于人口城市化过程,但它们之间的差距在逐渐缩小.(2)通过建立城市投入-产出模型得出:1978 ～2010年,人口和面积弹性系数均呈下降趋势,而人口弹性系数比面积弹性系数下降幅度小,表明乌鲁木齐市城市化进程在进一步加快.     

基于地理加权回归的中国灰水足迹人文驱动因素分析

根据Hoekstra和Chapgain提出的污染物吸纳理论,估算了2012年全国31个省（区、市）的灰水足迹,采用空间自相关分析方法探讨了2012年中国灰水足迹的空间分布特征,通过构建基于地理加权回归的STIRPAT模型,测算了人口和富裕等人文因素对灰水足迹的影响。结果表明：中国灰水足迹存在较强的空间正相关性和空间分布不均衡性;人文因素对水资源环境的威胁大小排序,依次为城市化率、人口数量、产业结构和富裕程度,其中,城市化率、人口数量、农业比重和人均GDP每提高1%,分别引起灰水足迹增加1.03%、0.85%、0.63%和0.52%;人文因素对灰水足迹的影响存在空间差异,人口对灰水足迹的影响由北向南逐步加大,富裕对灰水足迹的影响由西向东逐渐减小,农业和城市化对灰水足迹的影响由南向北逐步增大;在现有样本范围内,计算结果有条件地支持环境Kuznets曲线。     

深圳市近20年城市景观格局演变及其驱动因素

基于深圳市1996—2015年土地利用数据,利用景观指数、景观转移矩阵和景观扩张指数等方法探究了深圳市近20年景观格局时空变化、主要景观类型转移和建筑用地扩张模式,最后使用Binary Logit模型考察了市级和区级建筑用地景观扩张的主要驱动因素。结果表明：① 1996—2015年,深圳市建筑用地景观优势性逐步增强,面积增加15.81%,以蔓延式（61.9%）和填充式（36.27%）扩张为主;② 1996—2006年为城市化快速扩张期,建筑用地扩张呈集中开发形态,景观多样性和均匀性增加,城市扩张中心略微向北部和东部移动,2006—2015为城市化低速过渡期,景观破碎化加剧,城市扩张重心向北部和西部偏移;③ 在市级尺度上,GDP密度和人口密度对建筑用地景观扩张有显著正影响,生态控制线、高程、坡度和至道路的距离有着显著负影响。每单位生态控制线范围、坡度的增加分别将使建筑用地景观扩张的机会比率将平均减少到原来0.8168倍、0.8841倍。各驱动因素表现出区域和尺度差异性,GDP对宝安区、南山区和坪山区,人口增长对宝安区、龙华区,以及交通可达性对大鹏新区、龙岗区驱动分别最为突出。研究结果可以为中国城市快速扩张过程中的景观格局变化提供科学实践。     

东中部地区城市人口、经济与城市建设用地的非均衡与协调性分析

基于2000、2015年中国东中部地区261个地级市统计与土地利用数据,运用空间自相关模型,变异系数和三元协调度模型分析其城市人口、GDP和城市建设用地的空间集聚态势和非均衡变化过程,揭示人口城市化与土地城市化的协调程度。结果显示：（1）城市人口、GDP和建设用地的Moran’s I指数均为正值且2015年的值大于2000年的值,显示出明显的空间集聚特征,且在2000—2015年集聚特征不断加强;（2）城市人口密度和人均GDP的变异系数分别从2000年的1.38和0.91下降到2015年的0.96和0.70,地均GDP从1.32上升到1.77,表明城市人口密度和地均GDP的差异在逐步减小,但地均GDP的不均衡性却在增大;（3）2015年,共有171个地级市城市用地规模增长弹性系数小于1.12且人均城市用地小于115m²,但有104个地级市地均GDP在1000元/m²以下,表明虽然绝大部分地级市城市化规模和速率都在可控范围之内,城市用地经济产出仍然相对较低;（4）90%以上地级市的城市人口、GDP和城市建设用地三者在两个研究时间段内处于协调发展状态。     

多智能体城市土地扩张模型及其应用

传统的城市土地扩张模型多为静态模型,无法呈现空间上每一时间点的土地利用状况,以元胞自动机（Cellular Automata）模型为代表的新型城市土地扩张模型虽然具有动态特性,但其无法描述影响城市土地扩张的智能体（Agent）之间所产生的多元变化结果。以多智能体系统（Multi—Agent System）理论为基础,建立城市土地资源时间和空间配置规则,构建了动态且能描述影响城市土地扩张的智能体（Agent）间互动关系的城市土地扩张模型,并以长沙市区为例,应用所构建之模型进行了城市土地扩张的实证分析。结果表明：该模型可以反映城市土地扩张的基本特征和规律．对于解释城市土地扩张的成因、理解智能体行为对城市土地扩张过程的影响是合适的。并且将模拟结果与遥感土地利用解译结果对比．1998年、2001年、2005年城市土地扩张模拟的点对点精度均达到68％以上,从而能够为政府和城市规划者制定用地政策提供辅助决策支持。     

长江经济带城市扩张的时空分异特征及影响机制

城市人口增长被普遍认为是驱动城市空间扩张的重要因素,明晰城市扩张的时空分异特征以及城市人口规模与城市用地扩张的关系是优化城市空间结构、抑制城市用地无序扩张的前提。基于卫星影像识别长江经济带包含城市生态空间的城市用地,采用空间分析方法和计量模型,在分析长江经济带1990—2020年城市扩张时空分异特征的基础上,探索不同区域城市人口规模与城市扩张的关系。研究发现：(1) 2015年之后长江经济带的城市扩张速度大幅下降,中上游城市表现出明显不同于下游地区的城市扩张时序特征,2010年之后上游扩张速度超过中游。空间上,长江经济带城市扩张规模存在明显的空间分异,高速扩张区由东向西移动,中上游与下游间的城市用地规模差异趋于收敛;下游城市扩张存在较强的空间依赖性,中上游未表现出显著的空间自相关;(2)不同区域城市人口规模与城市扩张变化率之间的关系存在显著差异,上游呈负相关关系,中下游呈“U”型关系,表明上游城市人口规模尚未出现明显的过度扩张,而中下游部分城市已出现人口过度扩张,中游城市居民对城市舒适度的关注度和敏感度更高。最后,研究分区域提出政策建议,为城市精准施策、推动城市高质量发展提供科学参考。     

长三角地区城市土地与能源消费CO2排放的时空耦合分析

探究城市土地与碳排放的时空耦合关系,是协调城市土地与生态环境亟待解决的重要问题。基于重心模型、总体耦合态势模型和空间耦合协调模型,使用建成区面积、能源消费和DMSP/OLS夜间灯光等数据,分析了1995—2013年长三角地区城市土地与能源消费碳排放的时空耦合特征,并考虑空间因素的影响,构建空间滞后面板Tobit模型分析其驱动因素。结果表明：① 1995—2013年,建成区面积与碳排放量总体上均呈增加趋势。建成区面积由1251 km ²,增加至4394 km ²,碳排放量由30389.49万t,增加至90405.22万t。城市土地与碳排放间呈显著的正相关;② 城市土地与碳排放空间差异明显,上海、南京、杭州、苏州和无锡的城市建成区面积相对较大,碳排放相对较高;③ 长三角地区城市土地与碳排放耦合关系总体上呈减弱-增强-波动的态势。协调关系处于不断演化过程中,低协调阶段的城市数量明显减小,高协调阶段的城市数量明显增加,且呈集聚分布特点。南京、无锡、苏州、杭州和宁波处于高协调阶段;④ 空间滞后面板Tobit模型结果表明：城镇化对城市土地与碳排放耦合协调度具有驱动和制动的双重作用。同时,人口密度、经济水平、产业结构和空间因素对其也具有重要影响。     

基于STIRPAT模型的内蒙古沙漠化地区环境压力分析

实现经济与生态环境的协调发展，已经成为当前治理沙漠化的巨大挑战。如何定量分析人类活动和自然条件对环境的影响，是当前环境经济学界研究的热点问题。以内蒙古自治区71个沙漠化县为研究对象，以1986—2010年为研究区间做面板空间计量实证分析。选取了人口、富裕度、技术水平、风速和降水作为环境基础指标构建STIRPAT模型，从环境压力内在驱动角度定量分析不同的自然因素和人为因素对沙漠化地区环境的综合影响。结果表明：在观测数据范围内，富裕度、技术水平、风速和降水是内蒙古自治区环境压力的主要驱动因素；富裕度每增加1%，环境压力显著增加0.096%；技术水平每变化1%，将引起环境压力相应发生0.084%的变化；风速和降水每变动1%分别使得沙漠地区环境压力显著地增加0.640%和减少0.216%。     

中国高速铁路网络的发展过程、格局及空间效应评价

高速铁路作为现代交通基础设施的重要组成部分,其建设产生时空收敛效果,并进一步对生产要素流动、城市空间扩张、区域空间结构重构产生重要影响。文章在分析中国高速铁路发展过程、模式的基础上,剖析了其空间格局特征及与区域人口和经济的耦合关系;同时,借助ArcGIS方法从空间服务水平、时空收敛效应和中心城市交通圈等角度,探讨高速铁路网络的空间效应。结果显示：高速铁路的空间扩展过程表现出独特的“核心―核心”至“核心―网络”模式,与城市群的空间分布具有较好的耦合性;高速铁路的空间格局与中国城市人口、工业分布表现基本一致,站点1 h范围内可覆盖全国50.07%的城镇人口、73.47%的GDP和98.17%的第二产业产值;中国高速铁路建设导致的时空收敛效果呈现出明显的廊道效应,中心城市枢纽地位得以强化,服务范围的拓展和生产要素的便捷流动为城市群的空间扩张和重构提供了条件。     

新型城镇化背景下江西省城市人口增长与土地扩张协调性研究

城市人地协调关系是新型城镇化研究的重要内容。基于2001年、2012年城市人口与建成区面积数据,利用数理统计及GIS空间分析方法对江西省城市人地协调关系进行深入分析。结果表明:1)江西省城市人口在空间分布上逐步形成轴带状"核心-边缘"结构、而城市建成区则呈"一轴多核"格局,城市规模的南北差异随着赣南地区城市发展而逐步缩小。2)从城市类型空间分布看,土地扩张型城市主要集中在地级市及其周边县市、交通沿线城市,人口增长型城市则主要为省域边缘县市。3)对江西省人地协调关系进行多视角统计分析得到行政等级体系下市级以上城市土地扩张特征显著,人口规模体系下大中城市呈土地显著增长、中小城市人地相对协调,地形要素下城市类型分布与江西省"平原-丘陵-山区"的地形特征显著正相关。4)在人地关系多视角统计及空间分布基础上立足各类城市发展现状,提出新型城镇化背景下促进江西省城市人地协调发展建议及相关措施。     

黄河流域城市群扩张的时空格局演化及情景模拟——以呼包鄂榆城市群为例

黄河流域城镇扩张对区域景观格局影响显著,城市群人口聚集与增长引发了流域“人-地”矛盾和“空间冲突”等一系列生态环境问题。基于土地利用数据和FLUS模型对2025年和2035年呼包鄂榆城市群城镇化与土地利用时空演化特征进行多情景模拟预测。结果表明：① 1990—2018年呼包鄂榆城市群整体发展水平较低,建设用地面积经历了“平稳增加-缓慢增加-急剧增加”的变化过程,区域总体以草地为主,其占土地总面积的50%以上,其次是未利用土地和耕地,林地和建设用地次之。② 城市群扩张最剧烈地区在空间上主要发生在呼和浩特市、包头市等城市主城区,且扩张模式以外延式扩张为主,扩张来源主要是耕地、草地等生态用地。③ 三种情景模拟发现,2025年和2035年区域土地利用变化的空间结构和特征差异明显。自然发展情景下,城市扩张不受约束,高速增长占据了大量生态用地;加入生态约束条件很好的控制了对草地和林地的占用;经济发展情景下,城市扩张将进一步占据更多的未利用土地和耕地。本研究通过城市群扩张时空格局演化及情景模拟分析,尝试为区域规划、城市空间规划和区域生态空间保护提供多角度、多情景和可选择的政策决策参考。     

土地集约利用背景下城市人口规模效益与经济规模效益的评价

在理论评述基础上, 构建了城市规模经济内涵的概念框架, 进一步应用计量分析方法, 探讨城市人口规模效益与经济规模效益。研究发现:现阶段我国的城市空间规模扩张整体呈现以人口增长为主要推动力;100～200万人口规模的城市每单位人口占用的空间规模相对较小, 从吸纳人口的角度应优先发展;200万以上人口规模的城市每单位人口占用的空间规模相对较大, 但每单位经济规模的空间占用较少, 从发展经济、增强区域竞争力的角度应适度发展;土地的集约利用可通过发展不同规模和类型的城市, 进而构建合理的城镇体系这一区域规划途径缓解或解决。最后, 本文从土地集约利用的角度, 针对目前的城市与区域规划实践提出了建议。     

昆明城市发展对室内外平均气温影响的研究

利用受城市扩大影响的昆明气象站室内外气温资料和未受城市影响的太华山气象站气温资料，以及城市建成区面积和城市人口资料，分析了昆明城市发展对室内外平均气温影响程度，由于城市面积扩大导致昆明的室内外气温均升高，城市增温效应在1-4月较大，5-12月较小；城市增温效应的主要影响因子在上半年是城市人口增加，而在下半年则主要是城市建成区面积的扩大，另外，城市增温效应与城市建成区面积、城市人口均有较好地相关关系，城市建成区面积增加对平均气温的影响较大；而城市人口增加对平均室内气温的影响较大。