基于三维计盒法的城市空间形态分维计算和分析

将城市形态分形维数的二维盒维数方法扩展到三维空间,提出了一种三维盒维数计算方法;并且针对以往城市分形研究中人工判定无尺度区不精确的问题,借鉴了二阶导数的方法进行分形无尺度区的自动识别;以扬州市中心城区2003年与2012年两期数据为例,详细介绍了城市三维空间形态分维计盒法的计算过程。实验结果显示,通过二阶导数方法能够有效的自动识别无尺度区;2003年与2012年数据无尺度区线性拟合确定系数R2均在0.996以上,扬州市三维空间形态具有明确的分形特征;2012年较2003年三维分维值的增加表明扬州市城市三维空间利用总体上趋于有效与紧凑。     

特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合效应解析的理论框架及技术路径

特大城市群地区是国家经济发展的战略核心区和国家新型城镇化的主体区,担当着世界经济重心转移承载地的历史重任,但在发展过程中面临着日益严重的资源与生态环境的胁迫压力。开展特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合效应的研究,是未来10 年地球系统科学研究的前沿领域和高优先研究主题。本文系统解析了特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合效应的基本理论框架。首先从理论上分析了特大城市群系统各自然要素和人文要素交互作用的非线性耦合关系及耦合特征,科学辨识近远程主控要素作用下城市群系统内外部各要素相互作用的胁迫强度、近远程耦合机理与规律,总结特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合圈理论,进一步构建多要素—多尺度—多情景—多模块—多智能体集成的时空耦合动力学模型,研发特大城市群地区可持续发展优化智能调控决策支持系统;其次从方法上将特大城市群地区视为一个开放的复杂巨系统,在建立同一标准化共享数据库的基础上,采用多要素—多目标—多模型—多情景环境下的城镇化与生态环境交互耦合集成技术方法、大数据支持下的城镇化与生态环境交互耦合技术方法,构建多尺度—多技术—多智能体集成的城镇化与生态环境交互耦合技术框架,按照分析时空演变特征—寻求主控要素—辨识耦合关系—揭示胁迫机制—发现耦合规律—筛选调控变量—求解临界阈值—进行调控试验—完成情景模拟—提出优化方案—完成情景模拟—提出优化方案—实现国家目标这样一条技术路径,提出解 决问题的整体优化方案。本文旨在为特大城市群地区由问题集中区转为可持续发展区提供理论指导和方法支撑。     

山东半岛城市群高速交通优势度与土地利用效率的空间关系

中国城市群正面临着土地利用效率偏低的问题,而高速交通建设是驱动土地利用变化的一个重要因素,因而探究高速交通建设与土地利用效率的空间关系将是一个重要议题。以山东半岛城市群42个陆域县级单元为例,采用高速公路相对密度、与高铁站点及机场的空间距离等指标,构建高速交通优势度评价模型,并以土地、资本、劳动力及经济、环境效益作为土地投入产出要素,采用DEA模型测算土地利用效率。通过分析高速交通优势度和土地利用效率的空间关系,结果发现：① 两者之间的协调性存在空间差异性,以济南、青岛两大枢纽为中心,枢纽圈层（另含青州、威海次级枢纽）呈现显著的空间协调性,而随着与枢纽城市距离的增大,空间协调性呈现衰减态势,其中潍坊、海阳等远离枢纽城市的交通干线沿线地区土地利用效率滞后于高速交通优势度,而利津、垦利和五莲等远离枢纽城市和交通干线的欠发达地区呈现低水平的空间协调性;② 缘于要素集聚与内生增长机制,高速交通类型多样性与土地利用效率具有显著的正向关系;③ 高速交通可通过枢纽效应促进优势要素与技术以空间外溢的形式在核心城市与一般城市之间传递,进而重构区域土地利用效率空间格局;④ 高速公路的均衡建设促使山东半岛城市群破除了高速交通建设的短板效应制约,土地利用效率空间格局整体呈现均衡态势,加之高铁站点、机场节点式布局明显,导致土地利用效率呈现宏观上高效集约、微观上团-轴凸显的空间格局。     

从地缘关系视角解析“一带一路”的行动路径

“一带一路”倡议是人类历史上最伟大的全球治理工程,开辟了政治地理学研究的新纪元,为地缘关系研究提供了大舞台。地理学是从时间、空间和自然—社会系统三个维度理解陆地表层过程的科学,对地缘关系研究具有独特的功能和作用。因此,从地理学视角研究地缘关系具有其他学科无法比拟的优势。“一带一路”是当前最具挑战的科学和政策命题,从地缘关系视角研究“一带一路”,需要加强四个方面的结合：① 在科学思维上,需要还原论与系统论思维相结合;② 在科学数据建设上,需要社会人文与自然环境数据相结合;③ 在科学问题选择上,需要社会过程、人文过程、政治过程和自然过程相结合;④ 在研究方法上,需要经验方法、实证方法、系统方法与大数据研究方法相结合。中国地理学者应兼顾政治地理学科建设、地缘关系的学科交叉研究和“一带一路”全球实践开展研究。     

中国城镇化发展的地理学贡献与责任使命

城镇化是中国全面建成小康社会和实现现代化的必由之路,中国城镇化不仅决定着中国的未来,而且决定着世界城镇化的进程。近35 a来中国地理学家对中国城镇化发展做出了重要贡献,主要表现在：首次提出了城镇化的概念,推动城镇化上升为国家战略;率先将Northam提出的城镇化发展三阶段论修正为四阶段论;提出了中国城镇化发展合理进程并被《国家新型城镇化规划》采用;研制了中国新型城镇化综合区划,构建了中国新型城镇化合理格局;率先研制了城镇化发展质量定量测度方法与系统,为提升城镇化发展质量提供了技术支撑;较早发布了《中国新型城镇化发展报告》,提出了新型城镇化发展的通用模式和差异模式;首次提出了城镇化与生态环境耦合圈理论与技术图谱。中国地理学家在城镇化这一多学科研究的重大领域中经常扮演着组织者角色,并担当重任,主要是：综合分析城镇化发展面临的问题及国际经验,探索城镇化发展的驱动机制与基本规律,辨析城镇化发展的空间格局和差异模式,揭示城镇化发展与资源环境的耦合关系,模拟预警城镇化发展的多种情景与风险,选择城镇化发展质量提升的可持续之路。今后一段时间内,创新国家新型城镇化高质量发展理论,优化“一带一路”背景下中国城镇化发展的空间格局,揭示中国城镇化与生态环境交互耦合机理及规律,研制中国城镇化发展的智能决策支持系统与引导政策,是中国城镇化发展的地理学使命。     

中国城市化进程中的生态环境保障程度

Studying the change of resources consumption and eco-environmental carrying capacity are of importance to the sustainable development of urbanization. Based on the China’s economic and social statistical data from 1950 to 2006, the ecological footprint, ecological footprint intensity, ecological deficit and surplus, and eco-environment quality comprehensive index are calculated, the correlation between urbanization and eco-environmental change is analyzed and the eco-environmental guarantee for China’s urbanization in 2030 is forecasted. The major results could be summarized as follows: (1) there is a positive linear relation between urbanization and ecological footprint, negative linear relation between urbanization and ecological footprint intensity, ecological deficit and surplus and the negative exponential relation between urbanization and eco-environment quality comprehensive index. (2) By 2030, the urbanization level will reach 61.32%, the ecological deficit will increase to 42.2866×10⁸ hm² and the eco-environment quality comprehensive index will drop to 0.3016 on the condition that the total quantity ecological footprint achieves 55.9348×10⁸ hm². (3) Under the existing urban development pattern, the ecological overload will be more serious in the next 24 years. Constructing the reasonable industrial structure and establishing the intensive resources utilization system to alleviate the eco-environmental pressure are the tough challenges in China’s urbanization process. Foundation: Knowledge Innovation Project of CAS, No.KZCX2-YW-307-02; No.KZCX2-YW-321-05; Major Project of 11th Five-year Scientific and Technological Support Plan of China, No.2006BAJ05A06 Author: Fang Chuanglin(1966–), Ph.D. and Professor, specialized in regional and urban planning.     

西北干旱区生态安全系统结构与功能的监控思路初论

基于西北干旱区生态安全系统监控的必要性,分析了西北干旱区生态安全系统监控机理,进而提出了干旱区生态安全系统结构监控与功能监控的思路与方向,旨在为西北干旱地区生态重建与经济可持续发展提供理论依据。     

河西走廊:绿洲支撑着城市化!——与仲伟志先生商榷

针对仲伟志先生在《经济观察报》(2002年10月14日)撰写的《河西走廊:城市化覆盖绿洲?》一文的若干观点,提出了自己近年来研究河西走廊得出的基本看法。作者认为,在河西走廊,有绿洲就有城市,有城市就有城市化;城市化不会覆盖绿洲,城市化会推动绿洲更加走向繁荣;水源绝不是城市化的最大瓶颈,城市化更不会制造沙漠;在保护绿洲生态环境的同时,加快走廊城市化发展进程,这是河西走廊生态环境改善和人民生活水平提高的有效途径。绿洲支撑着城市化,合力共筑着河西走廊作为中国西部生态经济走廊的开发与发展。     

区域管治研究的国际进展与展望

经济发展的区域化、区域发展的集团化、社会发展的民主化使得一个公平、公开又具世界 竞争力的区域管治和协调系统越来越成为当今众多学者关注的焦点;对国内外区域管治的相关 研究成果的回顾、归纳与总结, 有助于增进对区域管治的概念、理论、实践和研究方法的认识。本 文在总结区域管治研究历史和辨识相关概念的基础上, 分别对国内外不同层次的区域管治的研 究成果进行了综合评述, 对国内区域管治研究的主要问题进行了系统剖析, 并指出了我国区域管 治实施中存在的问题与难点, 提出了未来区域管治的主要研究方向。     

城市群扩展的时空演化特征及对生态环境的影响——以天山北坡城市群为例

城市群是国家工业化和城镇化发展到高级阶段的产物,是高度一体化的城市群体,天山北坡城市群是国家"十三五"期间推动建设的19个城市群之一,也是国家重点建设的两个边疆地区城市群之一和新疆新型城镇化主体区与经济发展的战略核心区.采用1980～2015年土地利用遥感监测数据分析发现,天山北坡城市群建设用地扩展对生态环境造成了显著影响.结果表明,近35年来,城市群内的草地是生态价值的最主导贡献类型,生态价值贡献率高达66.27%,年际变化幅度仅5%;城乡居民点及工矿用地生态价值贡献率很低(0.82%),但年际变化幅度很大(86%).城市群建设用地面积由1067km~2扩展至2586km~2,用地类型变动对生态价值的影响差异很大,变动幅度最大的是低覆盖度草地和旱地.生态用地转化为建设用地的规模多达1685km~2,其中69.91%来自于耕地和草地,仅旱地和低覆盖度草地转变面积达1082km~2,占生态用地向建设用地转变总量的64.21%, 2000年以来至城市群建设用地扩展后期(2000～2015年),戈壁(172km~2)、裸土地(65km2)、盐碱地(65km2)等未利用地类型向建设用地转化比重明显增加.而建设用地转化为生态用地的规模仅不到166km~2.城市群建设用地的重点扩展区集中在乌鲁木齐、克拉玛依和昌吉,扩展面积分别达到399、186和126km~2,快速扩展区集中在奎屯、托克逊和乌苏.城市群扩展后期建设用地变更对生态环境的积极影响较前期(1980～2000年)明显.奎屯市、石河子市和五家渠市属于建设用地扩展引发生态价值变动的高值区,其余城市建设用地扩展引发的生态价值变动相对较小且后期扩展有所减缓.未来天山北坡城市群的发展必须充分考虑其脆弱生态环境的敏感性和承载力,以可容许的水资源与生态环境容量调控城市群的人口与产业集聚规模,降低城市群建设用地扩展对生态环境的压力,提升其发展的可持续性.