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Regioanl-level scenario simulation of urban expansion and the ecological effects: the case of Guangxi Xijiang River Economic Belt, Southwest China

区域尺度城镇扩张的情景模拟与生态效应——以广西西江经济带为例



全 文 :第 34 卷第 24 期
2014年 12月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.24
Dec.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:中国科学院南京地理与湖泊研究所青年人才项目(NIGLAS2011QD03)
收稿日期:2013鄄03鄄16; 摇 摇 网络出版日期:2014鄄03鄄19
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: pxli@ niglas.ac.cn
DOI: 10.5846 / stxb201303160434
李平星, 樊杰.区域尺度城镇扩张的情景模拟与生态效应———以广西西江经济带为例.生态学报,2014,34(24):7376鄄7384.
Li P X, Fan J.Regioanl鄄level scenario simulation of urban expansion and the ecological effects: the case of Guangxi Xijiang River Economic Belt, Southwest
China.Acta Ecologica Sinica,2014,34(24):7376鄄7384.
区域尺度城镇扩张的情景模拟与生态效应
———以广西西江经济带为例
李平星1,*, 樊摇 杰2
(1. 中国科学院南京地理与湖泊研究所, 南京摇 210008; 2. 中国科学院地理科学与资源研究所, 北京摇 100101)
摘要:以快速城镇化的广西西江经济带为案例区,以生态重要性和开发建设适宜性为情景、利用最小累积阻力模型对城镇扩张
进行模拟,进而从区域生态系统服务功能变化角度定量分析两种情景的生态效应差异。 结果表明,经济带东西两翼地区生态重
要性较高,中部地区开发建设适宜性较高。 中小城镇在生态重要性情景中获得了较大的发展机遇,而大城市在开发建设适宜性
情景下扩张更快。 相同扩张强度下,生态重要性情景的区域生态系统服务功能总量下降较少,除食物生产功能外的其他各项服
务功能呈现类似格局。 随着扩张强度增加,两种情景下生态系统服务功能下降量之间的差异逐渐增大,从 0.5%强度下的 1.09
亿元增大到 10.0%强度下的 4.05亿元。 基于生态重要性的扩张情景对于保护生态环境、维持开发与保护之间的平衡更加有利,
是一种相对合理的扩张方式。 为开展区域层面城镇扩张情景模拟分析提供了参考,也为未来调控城镇扩展格局提供了优化情
景和科学依据。
关键词:城镇扩张;生态重要性;开发建设适宜性;最小累积阻力模型;广西西江经济带
Regioanl鄄level scenario simulation of urban expansion and the ecological effects:
the case of Guangxi Xijiang River Economic Belt, Southwest China
LI Pingxing1, *, FAN Jie2
1 Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China
2 Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
Abstract: Urban expansion has been the focus of researchers from various research fields for a long time, and the process,
affecting factors, effects and simulation of urban expansion are the most interested aspects. Aim at enriching research on
multi鄄scenarios simulations of urban expansion at the regional level, taking Guangxi Xijiang River Economic Belt (GXEB
for short) as the case area, we carried out ecological importance (EI for short) and development suitability (DS for short)
assessment and the results were used to design resistance surfaces of the minimum cumulative resistance model (MCR model
for short) for simulating urban expansion of major cities and towns of GXEB. The current urban lands were regarded as the
sources of MCR model for modelling urban expansion. In addidation, the effects on regional ecosystem service were analyzed
accordingly. Results of EI assessment indicated that the western and eastern parts were relatively more important than the
middle parts, and formed the ecological barrier of GXEB with higher significance for biodiversity protection, water & soil
conservation, gas & climate regulation, etc. However, the middle part of GXEB was relatively more suitable than two wings
from the aspect of DS assessment. The results of urban expansion modelling indicated that the surrounding areas were facing
the destination of being occupied by urban expansion firstly. With the increasing of MCR, the amount of cumulative
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construction lands increased accordingly. Expansion of urban lands and related ecological space occupation caused the
decrease of regional ecosystem service and changes of its structure, and the amount became bigger and bigger with the
increasing of expanding intensities. However, the reductions of total amount of DS scenario were higher because of the
differences of two scenarios in terms of urban expanding intensity and style. EI scenario gave more expanding opportunities
to medium鄄sized cities and towns, while bigger cities were the priority of DS scenario. Moreover, DS scenario made more
“pie鄄type冶 cities and towns, while EI scenario provided cities and towns sprawl along certain development directions or
axis. Therefore, the decreasing of ecosystem services of EI scenario were smaller than that of DS scenario for the occupation
on ecological spaces of more importance at DS scenario. With the increasing intensity of urban expansion, the difference
between two expanding scenarios increased from 1.09伊108 yuan at 0.5% intensity to 4.05伊108 yuan at 10.0% intensity
gradually. Considering the sub鄄items of ecosystem services, most showed similar trends with the regional ecosystem service
except food production function. With the increase of urban expansion, the difference between EI and DS scenarios trended
to be more significant. It was concluded that EI scenario limited the uncontrolled expansion of big cities, gave more
opportunities to medium鄄sized and small cities and towns, and reduced the occupation on important ecological spaces and
the degradation of regional ecosystem service. From above aspects, EI scenario lightened the contradiction between urban
expansion and ecological protection, was of higher advantages for protecting environment and keeping the balance of
development and protection, and was of significance for regional sustainable development.
Key Words: urban expansion; ecological importance; development suitability; minimum cumulative resistance model;
Guangxi Xijiang River Economic Belt
摇 摇 世界银行的数据表明,2010 年全球城镇化率超
过了 50%,超过 34.7 亿人住在不同规模的城镇之
中。 预测表明,城市居民将持续增加,到 2030 年,全
球超过 2 / 3的人口将居住在城镇中[1]。 随着城市人
口急剧膨胀,城市扩张和蔓延已成为过去几十年中
全球城镇发展的显著特征,并将在未来持续发生[2]。
城镇空间的增长和伴随发生的土地利用变化对生态
系统的结构、生态系统服务功能、环境质量、城镇形
态和城镇居民的生活方式等产生了诸多影响[3]。 因
此,城镇扩张一直是地理学、生态学、3S 科学等学科
研究的重点,在我国尤其受到关注[4鄄6]。 目前,城市
扩张过程和影响因素是国内研究关注的焦点。 研究
者以国内大城市或特大城市为研究区,分析了城市
扩张的历史过程,并从地形地貌、经济发展、人口集
聚和区位条件等方面深入分析了影响城市扩张时空
格局的因素,从经济增长、生产生活空间增多、居住
方式改变、生态环境变化等方面分析了城市扩张的
影响[5, 7鄄9]。 在城市扩张过程、格局及效应研究的基
础上,近年来城市扩张模拟受到研究者关注,对未来
城市发展方向进行了模拟和预测,为调控和优化城
市发展格局提供了科学依据。 彭晋福模拟了江苏省
扬中市城市扩张趋势,并指出城镇扩张的主要阻力
来自于土地表面景观元素的变化[10]。 何春阳等整
合分析城市扩张的影响因素,构建了大都市区城市
扩张模型,预测了不同情景下北京市 2015 年的城市
扩张状况[11]。 Wu 等以历史土地利用数据为基础,
对 2005 到 2030 年沈阳市的城市扩张趋势进行多情
景模拟,并揭示了不同情景的生态效应[4]。 徐昔保
等通过高分辨率遥感影像数据、Landsat TM 影像数
据和土地利用现状图构建了兰州市 1949—2005 年
的 GIS空间数据库,并模拟了不同情景下未来城市
扩张的趋势[12]。 全泉等建立了城市扩张的动态模
型,预测了上海市 2010 年和 2020 年的城市扩张
趋势[13]。
总体看来,目前针对城市扩张的模拟研究大多
集中在单体城市或都市区。 区域层面的城市扩张研
究对于协调城市关系、推动区域可持续发展具有重
要作用,但已有研究主要关注区域层面城市扩张的
历史格局及影响因素[14鄄15],对未来区域城镇扩张的
模拟及可能产生的效应研究仍然较少。 针对区域层
面城镇扩张研究的相对缺乏和开展相关研究对于促
进经济发展与生态保护平衡、指导未来区域政策制
定等方面的重要意义,本研究以快速城市化的广西
西江经济带为例,以生态重要性和土地开发建设适
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宜性为约束条件,采用最小累积阻力模型对城市扩
张进行了情景模拟,并以生态系统服务功能变化为
出发点揭示了不同情景城市扩张对生态效应的影
响,以期丰富城市扩张研究内涵、并为调控优化区域
城市格局提供思路和指引
1摇 研究区概况
广西西江经济带位于我国西南部,广西壮族自
治区中部,包括南宁、柳州、贵港、梧州、来宾、崇左和
百色等 7个地级市、59个县市区(图 1);总面积约为
13伊104km2,占广西壮族自治区面积的 55.26%,全国
总面积的 1.36%;属于云贵高原向南方沿海地区的
过渡地带,71%的地区在海拔 400m 以下,主要分布
在南宁、贵港、来宾以及柳州和梧州的南部,400m 以
上的地区主要分布在西部的百色、崇左和中部来宾
的部分山区;整体为典型盆地地貌,平原占比较少,
山地和丘陵占比较高;地处珠三角都市区上游,水源
涵养、生物多样性保护等重要性突出,但地势陡峭、
喀斯特地貌分布广泛,生态系统较为脆弱。
经济带地处我国欠发达地区,2010年,人均地区
生产总值约为 2.25万元,占全国平均水平的 3 / 4;城
市化率为 41%,低于广西和全国水平;城镇主要分布
于中部盆地以及沿江河谷地区。 近年来,城市化进
程加快推进,城市化率从 1990年的 25%增长到 2010
年的 41%,进入快速城市化阶段。 在西部大开发继
续推进和中国鄄东盟自贸区建设的机遇下,区域经济
发展和城市化有加快推进的趋势。 在生态保护与经
济发展的双重压力下,协调开发和保护之间的关系、
从而推动区域可持续发展的任务艰巨;同时,区域自
然和经济格局相对独立,为本研究提供了有利条件。
图 1摇 广西西江经济带组成和地形
Fig.1摇 Division and location of GXEB
2摇 研究方法与数据来源
2.1摇 城镇扩张模拟
本研究采用最小累积阻力模型(简称 MCR 模
型)进行城镇扩张模拟。 MCR 模型最常用于保护生
物学领域,用来模拟物种迁移的最优路径;后来在其
他领域被广泛应用,用于生态空间识别、建设空间扩
展等研究[10, 16鄄18]。 最小累积阻力模型可表达为:
MCR = fmin移
i = m
j = n
Dij 伊 R i (1)
式中,MCR 是最小累积阻力值,Dij表示物种从地块 i
到源区 j的空间距离,R i表示地块 i对建设空间扩张
的阻力值, 移 表示从地块 i到源区 j累积阻力计算,
min 表示最小累积阻力值, f表示扩张过程与最小累
积阻力值之间的函数关系,是一个单调递增函数。
本研究以模拟不同情景下城镇扩张为目标,选
择城镇建设用地作为源;生态重要性和开发建设适
宜性分别作为两种情景下阻力值确定的依据。 在基
于生态重要性(简称 EI)的扩张情景下,重要性越
高,越不利于城镇扩张,对城镇扩张的阻力越大[16];
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在基于开发建设适宜性(简称 DS)的扩张情景下,适
宜性越高,越利于城镇扩张,阻力值越小。 地块阻力
评价单元为 90m伊90m的栅格,最小累积阻力计算利
用 ArcGIS空间分析软件中的 Cost distance 分析模块
实现。
2.2摇 生态重要性评价
生态重要性是表征生态系统维持区域生态平
衡、避免生态系统退化的指标[19]。 本研究采用从生
态因子适宜性和生态区位重要性角度出发进行生态
重要性评价的思路。 生态因子适宜性反映了景观单
元对于物种繁育和生态系统发育的适宜程度,主要
考虑光合有效辐射、年均温、水源条件、生态系统净
初级生产力、湿润度和和物种多样性等因素;生态区
位重要性考虑对生态过程有控制作用的重要节点,
主要选取自然保护区、饮用水源地、石漠化敏感区、
水源涵养区、生物多样性保护区、湖泊水库及岸线、
河流岸线等七类区域。 在生态因子适宜性和生态区
位重要性评价的基础上,进行生态重要性综合评价。
生态重要性评价参照已有研究成果[20],评价所得的
极重要区、很重要区、重要区、一般区和不重要区分
别赋阻力值为 9,7,5,3和 1。
2.3摇 土地开发建设适宜性评价
土地开发建设适宜性反映了特定区域对于城镇
扩张的适宜程度,一般采用“指标选择鄄单指标评价鄄
权重确定鄄适宜性评价冶的思路。 综合已有研究成
果[16,21鄄22],选择坡度、高程、交通通达性、取水便利
性、单位面积 GDP 和人口密度等 6 个指标进行评
价。 坡度小、高程低、交通便捷、取水便利、单位面积
GDP、人口密度较高的地区,土地开发建设适宜性较
高。 借助德尔菲法分析确定 6 个指标的权重,分别
为:坡度(0.19)、高程(0.19)、交通通达性(0.21)、取
水便利性(0. 11)、地均 GDP 和人口密度(分别为
0郾 15)。 每个指标采取 9级分类进行标准化处理,综
合形成开发建设适宜性评价结果。 对应于 1—9 适
宜性等级,分别赋以 9—1的阻力值。
2.4摇 生态效应分析
本研究采用生态系统服务功能变化表征城市扩
张的生态效应。 综合已有研究[23鄄24],结合广西西江
经济带生态系统结构、植被类型和土地利用 /土地覆
被特征,构建了经济带不同类型生态系统服务功能
的计算标准,进而针对不同情景、不同强度的城镇扩
张,计算区域生态系统服务功能总量和结构变化。
2.5摇 数据来源
土地利用空间数据来自“中国科学院资源环境
科学数据中心冶的 1颐 10 万土地利用遥感影像数据
(2005年),植被类型数据来自“中国科学院地球系
统科学数据共享中心冶的 1颐100 万植被类型数据库,
坡度、高程、光合有效辐射、年均温、水源条件、生态
系统净初级生产力、湿润度等数据通过上述两个数
据库获得。 交通通达性、单位面积 GDP 和人口密度
等以 2008年统计数据为基础,通过 ArcGIS软件进行
空间评价或插值得到。 重要生态区位以《全国生态
功能区划》、《广西壮族自治区生态功能区划》等为
基础,直接采用其数据或采用其方法进行评价。
3摇 结果
3.1摇 生态重要性与开发建设适宜性评价结果
从生态重要性看,西部地区是重要性高值区,整
体生态重要性最高,东部地区次之,中部地区最低;
东西部集中分布的重要生态区域构成了经济带的生
态屏障,承担了生物多样性保护、水土保持、气体调
节、气候调节等重要生态功能。 从土地开发建设适
宜性来看,中部地区适宜性最高,而东西两翼地区相
对较低;城镇主要分布在河谷和盆地地区,土地开发
建设适宜性普遍较高(图 2)。
3.2摇 城镇扩张模拟结果
依据城市扩张的一般规律,城镇周边区域都是
城镇扩张的首选区域。 本研究结果与此类似,城镇
扩张首先占用原有建成区的临近空间,所受最小累
积阻力值较小;随着城镇扩张强度和面积的增大,向
外围空间扩散,最小累积阻力值增加。 但是,由于两
种情景阻力表面的差异,城镇扩张的过程不同。 考
虑到经济带地处处于欠发达地区,且作为我国三大
城市群之一———珠江三角洲城市群的上游地区,生
态脆弱性较高,生态重要性价值突出,土地开发利用
强度不宜过高。 对比参考东部发达地区开发强度和
本地实际情况,假设近期建设用地扩张量不超过区
域总面积的 10.0%,并选取不同扩张强度(分别为
0郾 5%、1%、2%、3%、5%和 10.0%)进行定量研究,比
较两种扩张情景差异,以变异系数 C.V 表征两种情
景、不同强度下城镇斑块面积的离散程度,以紧凑度
指数c表示城镇斑块形态的紧凑度。结果表明,新
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图 2摇 生态重要性与开发建设适宜性评价结果
Fig.2摇 Results of ecological importance and development suitability assessments
表 1摇 两种扩张情景的城镇形态对比
Table 1摇 Comparison of urban form under two scenarios
扩张强度 / %
Expanding
intensities
变异系数
Coefficients of variation
生态重要性情景
Scenario of
ecological importance
开发建设适宜性情景
Scenario of
development suitability
紧凑度
Compactness
生态重要性情景
Scenario of
ecological importance
开发建设适宜性情景
Scenario of
development suitability
0.0 34.29 0.53
0.5 27.40 30.23 0.72 0.76
1.0 24.20 27.46 0.79 0.83
2.0 21.05 24.29 0.82 0.89
3.0 19.70 22.54 0.80 0.90
5.0 18.51 20.74 0.81 0.91
10.0 16.95 18.84 0.79 0.90
摇 摇 变异系数 C.V =
S
MN
(S为标准差,MN为均值),紧凑度 c = 2 仔A / P (A为面积,P为周长)
增城镇用地的空间分布不同,生态重要性情景下,C.
V值相对较小,表明城镇建设用地比较均匀,新增建
设用地的分配相对均衡,除大中城市外,中小城镇也
获得了较大的扩张份额;土地开发建设适宜性情景
下,C.V值较大,表明城镇两极分化现象严重,大中城
市获得了大部分的新增建设用地,中小城镇获得的
新增建设用地相对较少(表 1)。 此外,城市扩张模
式存在差异,生态重要性情景下,城镇以蔓延式扩张
为主,城市形状不规则,以复杂的带状为主,紧凑度
较低;土地开发建设适宜性情景下,城镇以“摊大饼
式冶的外围扩充为主,城市形状以相对规则、紧凑(表
1, 图 3)。
3.3摇 城镇扩张的生态效应分析
生态重要性和开发建设适宜性情境下新增建设
用地分布格局的差异,导致生态空间格局和区域生
态系统服务功能的变化量的不同。 总的看来,区域
生态系统服务功能的改变表现为总量下降和内部组
成差异。 从总量看,虽然两种情景下均表现为随扩
张强度的增加而下降,但土地开发建设适宜性情景
下的下降量更大,而且这种差异随着扩张强度的增
加而变大,从 0.5%强度下的 1.09 亿元增大到 10.0%
强度下的 4.05亿元(表 2)。 从区域生态系统服务功
能下降部分的具体组成看,大部分功能类型表现出了
与总量一致的变化特征,其中包括气体调节、气候调
节、水土保持、废物处理、生物多样性保护、原材料供
应和休闲与文化(图 4)。 食物生产功能是例外,表现
为生态重要性情景下的食物生产功能下降量更大,并
且随着扩张强度的增加而出现更大的差异(图 4)。
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图 3摇 生态重要性和开发建设适宜性情景的城镇扩张
Fig.3摇 Urban expansion of ecological importance and development suitability scenarios
表 2摇 两种情景区域生态系统服务功能下降量对比
Table 2摇 Differences of ecosystem service degradation of ecological importance and development suitability scenarios
扩张强度 / %
Expanding intensities
生态系统服务功能下降量 / (亿元)
Degradation of ecosystem services / (RMB 108 Yuan)
生态重要性情景
Scenario of
ecological importance
开发建设适宜性情景
Scenario of
development suitability
两种情景差值
Differences of
two scenarios
0.5 6.37 7.46 1.09
1.0 12.00 13.88 1.88
2.0 23.80 26.07 2.26
3.0 35.80 38.23 2.43
5.0 60.59 64.45 3.86
10.0 128.96 133.01 4.05
4摇 讨论与结论
通过区域层面城镇扩张的情景模拟及生态效应
分析,本研究揭示了两种情境下城市扩张的格局及
生态效应的差异。 结果表明,两种情景下,城镇扩张
在新增建设用地份额分配和扩张方向选择上具有明
显的差异,进而对区域生态系统服务功能的下降产
生不同的影响。 在土地开发建设适宜性背景下,城
镇扩张的总量与原有城镇的规模呈现明显的正相关
关系,大城市获得了较大的扩张份额,而小城镇获得
的扩张份额较少。 这与已有研究所揭示的现实情况
相同[25],表明城市发展过程中,新增建设用地的选
择首先考虑了开发建设适宜性因素,以期通过较少
开发投入获取较高开发收益。 但是,在生态重要性
情景下,各类城镇获得的扩张份额与原有规模的关
联性相对较弱,城镇所处区域及周围地区的生态重
要性起到较大影响。 中小城镇,尤其是在生态重要
性相对较低地区的中小城镇,因获得较大扩张份额
而迅速扩张。
在扩张方式上,土地开发建设适宜性背景下,大
部分城镇以“摊大饼冶式扩张为主。 对小城镇讲,饼
状形态紧凑度更高,可提升城市运行效率、降低基础
设施建设投入和提高土地资源集约利用度[3]。 对大
城市而言,过度的“摊大饼冶式扩张导致了城市病出
现并趋于严重,产生了人口超载、交通拥堵、污染物
排放增加、大气污染、热岛效应、开放空间减少等问
题[3, 26,27]。 相反,生态重要性情景下,城镇扩张模式
更加多样,“摊大饼冶式扩张、内部填充式扩张、蔓延
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图 4摇 两种情景、不同扩张强度的生态系统服务功能下降量
Fig.4摇 Changes of ecosystem service at different expanding intensities of ecological importance and development suitability scenarios
GR: 气体调节 Gas Regulation,CR: 气候调节 Climate Regulation,WC: 水源涵养Water Conservation,SC: 土壤保持 Soil Conservation,WT: 废物
处理Waste Treatment,BC: 生物多样性保护 Biodiversity Conservation,FP: 食物生产 Food Supply,RS: 原材料供应 Raw material Supply,RC: 休
闲与文化 Recreation & Culture
式扩张等均有发生。 对于大城市,蔓延式扩张有效
增大了与外界环境的接触面,对于城市生态系统的
开放发展意义突出;而中小城镇由于规模较小,扩张
方式不同导致的负面效应有限。 此外,区域新增城
镇建设用地总量的分配受到原有规模和所处地区生
态系统重要性的影响,被相对均匀地分配到不同规
模的城镇上,对于限制大城市无序扩张和鼓励小城
镇发展具有积极意义。 对经济带而言,地形条件复
杂,盆地和河谷是城镇分布的主要区域,大城市以蔓
延式扩张为主,更加符合区域自然地理条件,有利于
减少对重要生态空间的占用、维护城市生态系统健
康、缓解空间开发与生态保护间的矛盾[26]。 可见,
生态重要性情景是一种更加合理的扩张方案。
城市扩张生态效应评价结果进一步充分证实了
上述结论。 由于经济带地处生态重要性较高的珠江
上游,城市扩张势必引起对重要生态空间的占用和
区域生态系统服务功能的下降。 在不同扩张情景
下,被占用生态空间类型不同,生态系统服务功能下
降量存在差异。 生态重要性情景以生态重要性评价
结果设定阻力表面,重要性高值区对城市扩张的阻
力大,有利于对重要生态空间的保护。 土地开发建
设适宜性情景从开发建设的适宜性出发,某些生态
价值突出、开发适宜性较高的空间被占用,导致生态
服务功能损失较多。 因此,生态重要性情境下,除粮
食生产功能外,区域生态系统服务功能总量和各项
功能的下降量均较小。 由于生态重要性评价并未突
出粮食生产功能的重要性,城市扩张以牺牲耕地为
成本,换取对重要生态空间的保护,因此导致了更大
的粮食生产功能下降量。 这与已有研究结果类似,
鉴于空间接近性和开发建设条件的适宜性,城镇周
围的耕地建设成本低、开发收益高,是城镇扩张主要
和优先占用的对象[22,27鄄28]。
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总体看来,本研究对比分析了生态重要性和开
发建设适宜性背景下广西西江经济带城镇扩张的格
局及对区域生态系统服务功能的影响,认为生态重
要性情景对于减少生态破坏、避免生态系统服务功
能的过快下降具有积极意义。 长期以来,城市管理
者习惯于通过城镇自身的发展机遇和开发建设适宜
性来确定城市扩张的规模和方向,国家和区域层面
的宏观环境和生态保护的需求往往被忽视。 大城市
的快速发展既导致了自身“城市病冶问题不断加剧,
也在一定程度上剥夺了中小城市的发展机遇。 对于
生态环境保护而言,人类对于生产、生活空间的需求
被过分强调,而维持区域生态系统正常功能的空间
需求被忽略,使得区域生态空间过度占用和生态退
化问题趋于加剧。 因此,对于研究者和城市管理者
而言,寻找一种新模式来调控城镇扩张是十分必要
的。 本研究所提出的基于生态重要性的城镇扩张提
供了相对理想的方案。 但是,本研究只是采用某个
年份的数据对未来城镇扩张的过程进行情景模拟,
未对情景模拟结果与现实情况之间的差别进行分
析,对模拟结果与现实格局间生态效应的差异也未
开展比较分析,是未来需要深入研究的内容。
致谢:中国科学院资源环境科学数据中心、生态系统
研究网络数据共享系统、地球系统科学数据共享系
统提供数据支撑。
References:
[ 1 ]摇 United Nations Population Division. World Urbanization
Prospects: The 2009 Revision. New York: United Nations
Population Division, 2009.
[ 2 ] 摇 Warren P S, Ryan R L, Lerman S B, Tooke K A. Social and
institutional factors associated with land use and forest conservation
along two urban gradients in Massachusetts. Landscape and Urban
Planning, 2011, 102(2): 82鄄92.
[ 3 ] 摇 Chen H Y, Jia B S, Lau S S Y. Sustainable urban form for
Chinese compact cities: challenges of a rapid urbanized economy.
Habitat International, 2008, 32(1): 28鄄40.
[ 4 ] 摇 Wu X Q, Hu Y M, He H S, Bu R C, Onsted J, Xi F M.
Performance evaluation of the SLEUTH model in the Shenyang
metropolitan area of northeastern China. Environmental Modelling
and Assessment, 2009, 14(2): 221鄄230.
[ 5 ] 摇 Han S S. Urban expansion in contemporary China: what can we
learn from a small town? Land Use Policy, 2010, 27 ( 3 ):
780鄄787.
[ 6 ] 摇 Tian G J, Jiang J, Yang Z F, Zhang Y Q. The urban growth, size
distribution and spatio鄄temporal dynamic pattern of the Yangtze
River Delta megalopolitan region, China. Ecological Modelling,
2011, 222(3): 865鄄878.
[ 7 ] 摇 Yin J, Yin Z E, Zhong H D, Xu S Y, Hu X M, Wang J, Wu J
P. Monitoring urban expansion and land use / land cover changes of
Shanghai metropolitan area during the transitional economy (1979鄄
2009) in China. Environmental Monitoring and Assessment,
2011, 177(1鄄4): 609鄄621.
[ 8 ] 摇 Zhao K, Zhang A L, Li P. Driving forces of urban construction
land expansion: an empirical analysis based on panel data of
provinces. Journal of Natural Resources, 2011, 26 ( 8 ):
1323鄄1332.
[ 9 ] 摇 Li X H, Lin T, Zhang G Q, Xiao L S, Zhao Q J, Cui S H.
Dynamic analysis of urban spatial expansion and its determinants
in Xiamen Island. Journal of Geographical Sciences, 2011, 21
(3): 503鄄520.
[10] 摇 Peng J F. Simulation of Landuse Changes Using Minimal
Cumulative Resistance Model: a Case Study of Yangzhong,
Jiangsu Province[D]. Beijing: Peking University, 2000.
[11] 摇 He C Y, Chen J, Shi P J, Fan Y D. City expansion model of
metropolitan area in China: a case study of Beijing. Acta
Geographica Sinica, 2003, 58(2): 294鄄304.
[12] 摇 Xu X B, Yang G S, Zhang J M. Simulation and prediction of
urban spatial expansion of Lanzhou City. Arid Zone Research,
2009, 26(5): 763鄄769.
[13] 摇 Quan Q, Tian G J, Sha M Q. Dynamic simulation of Shanghai
urban expansion based on multi鄄agent system and cellular automata
models. Acta Ecologica Sinica, 2011, 31(10): 2875鄄2887.
[14] 摇 Li T, Sun W, Hu L, Chen Y J, Zhang H N. Rank鄄size,
expansion and form characteristics of urban built鄄up areas in Pearl
River Delta during 1930s and 1960s. Journal of South China
Normal University: Natural Science Edition, 2009, ( 3 ):
114鄄120.
[15] 摇 Che Q J, Duan X J, Guo Y, Wang L, Cao Y H. Urban spatial
expansion process, pattern and mechanism in Yangtze River delta.
Acta Geographica Sinica, 2011, 66(4): 446鄄456.
[16] 摇 Liu X F, Shu J M, Zhang L B. Research on applying minimal
cumulative resistance model in urban land ecological suitability
assessment: as an example of Xiamen City. Acta Ecologica Sinica,
2010, 30(2): 421鄄428.
[17] 摇 Yu K J. Landscape ecological security patterns in biological
conservation. Acta Ecologica Sinica, 1999, 19(1): 8鄄15.
[18] 摇 Chen L D, Fu B J, Xu J Y, Gong J. Location鄄weighted landscape
contrast index: a scale independent approach for landscape pattern
evaluation based on “ Source鄄Sink 冶 ecological processes. Acta
Ecologica Sinica, 2003, 23(11): 2406鄄2413.
[19] 摇 Ma K M, Fu B J, Li X Y, Guan W B. The regional pattern for
ecological security ( RPES): the concept and theoretical basis.
3837摇 24期 摇 摇 摇 李平星摇 等:区域尺度城镇扩张的情景模拟与生态效应———以广西西江经济带为例 摇
http: / / www.ecologica.cn
Acta Ecologica Sinica, 2004, 24(4): 761鄄768.
[20] 摇 Li P X. Ecological importance zoning and its spatial overlay
relationships with construction lands in Xijiang River Economic
Belt of Guangxi, South China. Chinese Journal of Ecology, 2012,
31(10): 2651鄄2656.
[21] 摇 Chen W, Sun W, Duan X J, Chen J L. Regionalization of regional
potential development in Suzhou City. Acta Geographica Sinica,
2006, 61(8): 839鄄846.
[22] 摇 Wang J Y, Liu Y S, Zhang F G. GIS鄄based ecological suitability
evaluation of industrial land use: a case study of Hainan Island.
Journal of Mountain Science, 2007, 25(3): 290鄄294.
[23] 摇 Costanza R, D忆 Arge R, de Groot R, Farber S, Grasso M,
Hannon B, Limburg K, Naeem S, O忆 Neill R V, Paruelo J,
Raskin R G, Sutton P, van den Belt M. The value of the world忆s
ecosystem services and natural capital. Nature, 1997, 386
(6630): 253鄄260.
[24] 摇 Xie G D, Lu C X, Leng Y F, Zheng D, Li S C. Ecological assets
valuation of the Tibetan Plateau. Journal of Natural Resources,
2003, 18(2): 189鄄196.
[25] 摇 Piao Y, Ma K M. The influence of exchanging on the city
expanding process: a case study in Beijing. Journal of Arid Land
Resources and Environments, 2007, 21(12): 27鄄31.
[26] 摇 de Roo G. Environmental conflicts in compact cities: complexity,
decisionmaking, and policy approaches. Environment and
Planning B: Planning and Design, 2000, 27(1): 151鄄162.
[27] 摇 Lu D D, Yao S M, Liu H, Gao X L, Li G P, Duan J J. 2006 of
China忆s Regional Development Report: Urbanization and Spatial
Expansion (Chinese Edition) . Beijing: Commercial Press, 2007.
[28] 摇 Jia W C, Jia X Y, Li F Y, Wang J L. Dynamic changes of land
use fractal characteristic in Weihai, China. Progress in
Geography, 2009, 28(2): 193鄄198.
参考文献:
[ 8 ]摇 赵可,张安录,李平. 城市建设用地扩张的驱动力———基于省
际面板数据的分析. 自然资源学报, 2011, 26(8): 1323鄄1332.
[10] 摇 彭晋福. 应用最小累计阻力模型模拟土地利用变化———以江
苏省扬中市为例[D]. 北京: 北京大学, 2000.
[11] 摇 何春阳, 陈晋, 史培军, 范一大. 大都市区城市扩展模型———
以北京城市扩展模拟为例. 地理学报, 2003, 58(2): 294鄄304.
[12] 摇 徐昔保, 杨桂山, 张建明. 近 50 年兰州城市空间扩展模拟及
其未来预测. 干旱区研究, 2009, 26(5): 763鄄769.
[13] 摇 全泉,田光进,沙默泉. 基于多智能体与元胞自动机的上海城
市扩展动态模拟. 生态学报, 2011, 31(10): 2875鄄2887.
[14] 摇 李涛, 孙武, 胡莉, 陈颖嘉, 张惠娜. 1930s和 1960s珠江三角
洲城镇建成区位序———规模、扩展及其形态特征. 华南师范大
学学报: 自然科学版, 2009, (3): 114鄄120.
[15] 摇 车前进, 段学军, 郭垚, 王磊, 曹有挥. 长江三角洲地区城镇
空间扩展特征及机制. 地理学报, 2011, 66(4): 446鄄456.
[16] 摇 刘孝富,舒俭民, 张林波. 最小累积阻力模型在城市土地生态
适宜性评价中的应用———以厦门为例. 生态学报, 2010, 30
(2): 421鄄428.
[17] 摇 俞孔坚. 生物保护的景观生态安全格局. 生态学报, 1999, 19
(1): 8鄄15.
[18] 摇 陈利顶, 傅伯杰, 徐建英, 巩杰. 基于“源鄄汇冶生态过程的景
观格局识别方法———景观空间负荷对比指数. 生态学报,
2003, 23(11): 2406鄄2413.
[19] 摇 马克明, 傅伯杰, 黎晓亚, 关文彬. 区域生态安全格局: 概念
与理论基础. 生态学报, 2004, 24(4): 761鄄768.
[20] 摇 李平星. 广西西江经济带生态重要性分区及其与建设用地的
空间叠置关系. 生态学杂志, 2012, 31(10): 2651鄄2656.
[21] 摇 陈雯, 孙伟, 段学军, 陈江龙. 苏州地域开发适宜性分区. 地
理学报, 2006, 61(8): 839鄄846.
[22] 摇 王介勇, 刘彦随, 张富刚. 海南岛土地生态适宜性评价. 山地
学报, 2007, 25(3): 290鄄294.
[24] 摇 谢高地, 鲁春霞, 冷允法, 郑度, 李双成. 青藏高原生态资产
的价值评估. 自然资源学报, 2003, 18(2): 189鄄196.
[25] 摇 朴妍, 马克明. 交流强度对城镇扩展过程的影响———以北京
为例. 干旱区资源与环境, 2007, 21(12): 27鄄31.
[27] 摇 陆大道, 姚士谋, 刘慧, 高晓路, 李国平, 段进军. 2006年中
国区域发展报告: 城镇化进程及空间扩张. 北京: 商务印书
馆, 2007.
[28] 摇 贾文臣, 贾香云, 李福印, 王卷乐. 威海市土地利用分形特征
动态变化. 地理科学进展, 2009, 28(2): 193鄄198.
4837 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇