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随着城市化率的迅速提高,城镇用地的空间拓展日益成为我国土地利用变化的主导特征,大量耕地和生态用地被侵占,生态环境受到不良影响。为此,新型城镇化倡导生态文明理念,并强调土地规划对城镇化空间格局的统筹和引导。在这一背景下,如何推进城市增长与生态环境的和谐发展成为亟需解决的关键问题。常州市作为长江三角洲新型城镇化最快的地区之一,日益凸显的土地供需矛盾和生态问题,在一定程度上影响了城市的可持续发展。对该典型区域开展相关研究,可有效控制常州市城镇用地增长、保障城市生态空间质量,并为东部经济发达地区的城市发展提供参考和借鉴。论文从促进城市增长与生态环境和谐发展的角度出发,以GIS空间分析方法、SLEUTH城市增长模型、InVEST评估模型为基础,评价常州市生态空间质量,并将评价结果与城镇用地增长模拟相结合,改进SLEUTH模型,展开生态空间质量约束下的城镇用地增长多情景模拟,为城市发展提供建议。主要研究内容和结论包括: (1)生态空间质量评价 应用InVEST评估模型生物多样性模块中的生境质量部分评价常州市生态空间质量,主要通过分析人为活动威胁因子对生态空间内土地利用/土地覆被的影响程度,评价研究区内生态空间质量,探究人类活动、土地利用变化和生态空间质量间的关系。时序评价结果表明:随着城镇用地逐年增长,生态空间受到的影响与日俱增,生态质量不断下降,1990年总体处于较高水平,而2000年以后,围绕已有建设用地分布的耕地生态质量不断被削弱,对人类活动威胁因子敏感性较强的水域和林地也遭到部分破坏。综合评价结果表明:新北区中部、武进区西部和东南部的高值将对SLEUTH模型中城镇用地增长起限制作用,中心城区及其周边区域的低值是SLEUTH模型中城镇用地增长的潜在用地。分区统计结果表明:不同区域的生态质量特点不同,需制订具有针对性的生态保护规划政策。 (2)SLEUTH模型改进与城镇用地增长模拟 城镇用地增长模拟选取常州市1990、2000、2010和2014共4个年份的城镇用地信息作为城市层,将SLEUTH模型中无明显变化的坡度层和坡度相关系数分别调整为生态空间质量层和生态相关系数,对SLEUTH模型进行改进;然后对改进前后的SLEUTH模型分别进行校准,分析比较最佳拟合优度指标OSM(Optimal SLEUTH Metric)和最佳控制系数;接着从城镇用地像元总数、莫兰指数(Morans I)、空间拟合度等方面对历史时期城镇用地增长进行追算验证;最后进行预测结果规模和空间对比。研究中改进SLEUTH模型的精度有很大提高,并且可以较好地应用于常州市的城镇用地模拟与预测,具体表现为:①校准后的OSM比原始模型高出34.31%,主要体现在城镇用地增长数量、形状和平均坡度/生态质量方面指标的提升;②追算后的规模和空间拟合效果均优于原始模型,体现在城镇用地整体规模、Morans I和空间拟合度方面;③预测城镇用地增长规模相比原始模型得到一定控制,并能较好地考虑到生态空间质量的分布。 (3)城镇用地增长多情景预测 通过调整改进SLEUTH模型的参数和排除层,设计四种生态保护情景方案,包括:现有发展趋势情景、规划引导式情景、生态空间质量约束式情景和综合式情景,并从城镇用地增长规模与格局分析、景观格局指数分析等方面对各情景下2020年和2030年预测结果进行对比分析。不同生态保护情景呈现出不同特点:情景一中城镇用地呈无序蔓延增长模式,增长规模大、速度快,空间布局破碎化程度高,生态空间受到侵占与破坏;情景二中城镇用地增长规模与布局得到有效控制,分布集中紧凑、增长方向合理,该情景可服务于过度扩张地区减量规划政策的制定与实施;情景三中重要的生态空间受到保护,面临的生态压力得到一定缓解,该情景对生态保护区较多、生态改善任务艰巨的地区完善其生态规划政策具有借鉴意义;情景四综合了情景二、三的特点,规划引导与生态约束共同发挥了作用。政府管理人员需根据研究区实际情况,取不同情景中的有利因素,制定合理的规划管理政策。