新文速递|在生态约束下的南京城市发展边界的划定及其影响:以南京市为例

文摘   2024-12-02 07:03   美国  


研究目的

该研究的主要目的是通过划定城市发展边界(UDBs)来实现空间规划和空间治理,同时考虑生态保护的需求。具体来说,研究旨在评估南京城市中心区在生态约束下的重要生态用地,模拟建设用地的空间扩张,并在生态约束下划定不同城市空间单元的UDBs,以及确定这些UDBs对生态环境的影响。研究还旨在探讨在生态约束下获得的UDBs是否与当地政府提出的城市规划布局高度一致,并从土地使用保护和发展的角度提供差异化的发展指导。

研究方法

1. 指标体系和数据处理

研究者构建了一个模型,考虑了城市土地开发的实际需求,并使用相关因素来确定不同土地的扩张潜力和城市发展方向。使用InVEST模型量化主要的生态系统服务功能,并评估了研究区域内生态重要性的空间差异。通过结合建设用地的空间扩张潜力和生态用地的重要性,构建了在生态约束下的建设用地转换规则,并识别了不适合建设开发的禁止开发用地。

2. 城市建设用地扩张潜力评估

系统地评估了城市建设用地的扩张潜力,考虑了城市中人口、工业和基础设施的空间分布及其位置和交通条件。具体来说,通过夜间灯光数据反演经济发展和人口密度,通过微博签到数据获取人口活动的空间分布,通过百度地图和大众点评的POI数据收集基础设施的空间分布。然后,通过逻辑回归分析确定每个驱动因素在建设用地扩张中的作用,并最终确定南京城市建设用地扩张潜力的空间分布。

3. 生态用地重要性评估

选择了四个方面(碳固存、水源涵养、土壤保持和生物多样性维护)来评估生态用地的重要性。使用InVEST模型计算上述四个功能,并通过等权重量化这四个功能的空间分布,识别出重要的生态用地作为不宜建设用地,也是维持城市生态安全的底线。

4. 土地利用转移和生态效应

采用土地利用转移这一常用定量方法来分析土地利用变化的时空特征,并采用生态-环境指数来定量评估所得UDBs的生态-环境效应。

5. 生态约束规则下的UDBs模拟

采用元胞自动机(CA)模型来模拟城市建设用地在生态约束下的扩张。模型的基本元素包括细胞空间、细胞状态、邻域、状态更新规则和细胞时间。根据约束转换规则,进行建设用地转换的模拟。


研究结果

1. 城市建设用地扩张潜力评估

  • 模型回归结果
    :发现八个解释变量被很好地解释,城市经济的空间变化、人口活动的分布、人口密度和距离交通节点的距离显著影响了城市建设用地的变化。
  • 建设用地扩张潜力
    :高扩张潜力的建设用地面积为462.37平方公里,占南京中心城区的14.4%,与1995年至2016年间建设用地的增加(541.88平方公里)相一致。

2. 生态用地重要性评估

  • 生态系统服务的空间格局
    :1995年至2016年间,生态用地的重要性略有变化,不同功能之间存在差异。
  • 重要生态用地的面积变化
    :从1995年到2016年,重要生态用地的面积为422.05平方公里,占总面积的13.0%,主要为森林和水体。

3. 生态约束规则下的UDBs模拟

  • 模拟的可靠性验证
    :使用1995年和2000年作为模型模拟的起始年份,2000年和2016年作为目标年份,验证了所采用的CA模型在模拟城市建设用地空间扩张方面的可靠性。
  • 2030年城市扩张的模拟结果
    :根据“南京市城市总体规划(2018-2035年)”草案,到2030年,研究区的建设用地总量应控制在1344平方公里以内,比2016年增加约279平方公里。
  • 不同扩张情景下的土地利用格局和区域生态环境质量变化
    :在生态约束情景下,建设用地扩张占用的非建设用地类型面积分别为:耕地204.66平方公里、森林34.94平方公里、草地0.84平方公里、水体14.06平方公里、未利用地24.50平方公里。在没有生态约束的情景下,占用的森林和水体面积分别减少了48.75平方公里和18.98平方公里,分别比生态约束情景下减少了39.52%和34.99%。
  • 划定的UDBs模式
    :与当地政府发布的城市规划草案中提出的城市布局和系统高度一致。



讨论

讨论部分指出:

  1. 方法的可行性
    :采用的CA模型在模拟城市扩张和划定UDBs方面是可行的,并且与“南京市国土空间总体规划(2021-2035年)”中的城市规划布局和系统高度一致。
  2. 生态约束的重要性
    :考虑生态约束在促进生态环境保护方面起到了重要作用,有助于保护更多的生态用地,并确保南京的高质量生态环境。
  3. 政策含义
    :划定的UDBs对于不同城市单元的可持续发展具有重要的政策含义,提出了对市中心区域、卫星城和卫星镇的不同发展方向。

结论

本研究综合运用多种模型和多源数据,对南京市在生态约束下的城市发展边界进行了模拟和划定。主要发现包括重要生态用地的识别、UDBs的有效模拟、与政府规划的高度一致性以及对生态环境影响的评估研究结果表明,在生态约束下划定的UDBs能够在保护生态用地的同时,满足城市发展的土地需求,为城市可持续发展提供了科学指导。研究还强调了在土地开发和生态保护之间进行协调的重要性,并提出了针对不同城市单元的差异化发展策略。




文献来源:Li, P., Liu, C., Yu, C., Gao, C., & Sun, W. (2024). The delineation and effects of urban development boundaries under ecological constraints: The case of urban Nanjing, China. Ecological Indicators, 167, 112499.
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