由城市绿地、农田、林地和湿地及水域构成的绿色空间对于保障北京市中心城社会和谐、经济高效、生态宜人、居住舒适,进而维护城市可持续发展具有重要意义。随着城市化的不断推进,北京市中心城社会经济的发展和环境的破坏严重威胁着绿色空间发展,其绿色空间格局发生着巨大变化,通过对实际建设后的绿色空间的变化监测,理清其演变机制,提出绿色空间优化格局,通过多种情景对绿色空间未来发展进行模拟预测对于提升绿色空间状况以构建可持续发展的城市具有必要性和代表性,同时这对于指导绿地系统规划方案制定提供重要的理论依据。研究以北京市中心城为研究对象,选择1992-2016年间1992年、2000年、2008年和2016年4个重要节点,对其遥感影像进行解译,通过计算北京中心城绿色空间面积和景观格局指数探究绿色空间格局的时空变化;利用偏最小二乘回归和地理加权回归方法,结合定性讨论,探究社会经济、自然和政策因素对绿色空间格局演变的影响程度和影响的空间差异性,理清绿色空间格局的演变机制;以功能为导向,生态安全、游憩需求和文化保护为目标,提出绿色空间面积和空间组合优化的形式-绿色空间理想格局。进而以绿色空间格局的演变机制为基础,耦合模拟绿色空间面积增长的系统动力学模型和空间增长的元胞自动机模型,模拟中心城绿色空间的面积变化和空间变化;结合绿色空间理想格局目标,提出多种绿色空间发展的模式进行情景模拟,寻求实现绿色空间优化格局的宏观社会经济策略、空间分配和政策实施建议。研究主要创新性体现在多源数据理清绿色空间演变影响因素及作用力强弱、引入面积和空间模拟模型,辅助绿色空间优化格局实现方面。研究表明:(1)从绿色空间面积变化看,研究期北京市中心城绿色空间出现了“三减一增”的现象,即是耕地、林地和湿地及水域面积减少,草地面积增加,24年内绿色空间大面积减少。耕地面积呈现大面积圈层减少,林地面积呈现局部波动式点状增加,草地面积呈现少量稳定增加,湿地及水域面积出现降低。中心城用地间的转换主要集中在了:耕地向建设用地、林地的转换,林地和草地向建设用地的转换上。从空间上看,耕地向建设用地主要分布在四环路外,林地向建设用地更多分布在中心城北部,草地向建设用地更多分布在三环路和四环路之间,绿色空间转入主要分布在四环路到五环路之间和奥林匹克森林公园等点状空间上。(2)研究期绿色空间景观格局演变具有差异性:绿色空间整体呈现破碎化和异质化趋势。其中耕地逐渐破碎,湿地及水域呈现形态简单化,林地和草地斑块逐渐连片分布,破碎度降低、连接度指数也逐渐提升。从空间上看四环路以外的边缘区域成为破碎化倾向最明显的区域。(3)研究首先探讨社会经济因素对于北京市绿色空间格局演变的影响,发现社会经济对绿色空间面积演变影响显著。建设用地蔓延是影响耕地圈层减少的最大因素,常住人口增加的需求是林地增加的核心动因,产业结构调整是林草面积增加的重要内因。从绿色空间的景观格局看,地区总产值和常住人口数量对绿色空间破碎化具有显著影响,城市蔓延与绿色空间多样性水平高度负相关,第二产业占比与绿色空间连接度呈现明显的负相关。社会经济对北京市中心城绿色空间格局演变具有明显的空间差异性,四环外、东酒仙桥、西苑和清河边缘集团成为社会经济对绿色空间景观格局指数演变影响最大的区域。(4)研究还探讨自然因素对于北京市绿色空间格局演变的影响,发现自然因素对北京市中心城绿色空间格局演变起到一定限制作用,其作用相对是静态的。从绿色空间景观格局演变的空间差异看,高程对中心城西北地势较高区域绿色空间景观格局演变起到限制作用。(5)规划和政府决策机制对绿色空间空间结构形成具有积极指导作用。在规划和政策的引导下,中心城第一道绿化隔离带绿环、平原造林面域空间等都初具规模。研究分析了绿地规划建设对中心城绿色空间格局演变的影响,发现大型绿地规划建设对中心城局部绿色空间格局的演变起到极其明显的推动作用。具体来说:点状绿色空间奥林匹克森林公园未使得奥林匹克公园区域景观格局得到有效优化。线性绿色空间西郊三山五园绿道的建设对三山五园区域绿色空间景观斑块完整性、连接性和多样性上得到一定优化。面状绿色空间中心城东部平原造林工程的实施明显减缓了绿色空间面积的流失过程。(6)研究提出绿色空间理想格局作为绿色空间优化格局的形式,以生态安全维护、游憩需求和文化遗产保护为目标,选取了高程与坡度等级、水域缓冲区、植被覆盖、农田、水土流失敏感性、地质灾害、绿色空间可达性、绿色空间500m服务半径覆盖人口密度、绿色空间使用频率与文化遗产10项指标构建绿色空间优化的高-中-低理想格局。结果表明:生态安全格局敏感性极高、较高、高和一般高的区域分别占中心城面积3.96%、7.51%、18.66%和69.70%。而游憩需求极高和较高的区域面积分别1307.87hm2和1669.76hm2,多为现状游憩资源。文化保护格局主要考虑了中心城文化遗产及其缓冲区的分布。将多因子仅叠加,获得绿色空间理想格局,发现中心城绿色空间底线格局面积1630.52hm2,,满意安全格局面积20454.07hm2,理想格局面积40678.02hm2,占中心城总面积37.34%。随后对中心城绿色空间理想格局判定空间联系,包括生态-游憩源地和源间连接-廊道。其中中心城关键生态源主要分布在中心城西北区域和东部,中心城关键游憩源分布主要分布在老城区及周边,以及西北郊部分历史名园。通过最小积累阻力分析,形成了 51条潜在廊道和28条现状廊道构成的生态廊道系统。还通过使用频率高、风景优美的线性廊道连接游憩需求高的游憩源地,进行游憩廊道构建,最终形成19条联系游憩源地的游憩廊道。(7)最后结合系统动力学模型自上而下的数量模拟优势和元胞自动机自下而上的空间模拟优势,对中心城绿色空间进行模拟预测,提出3种情景,模拟在绿色空间高、中、低理想格局下的中心城绿色空间时空变化,为绿色空间理想格局的实现提供社会经济宏观调控策略和空间优化策略。系统动力学模型结果表明,若北京市中心城继续保持现有的社会经济发展状况,绿色空间总体面积继续减少,但可以实现绿色空间低理想格局的面积需求。若实现情景1,当北京市中心城人口在第19个步长为929万,GDP保持平均6.1%的增长率时,可实现绿色空间中理想格局的绿色空间面积需求。若实现情景2,当北京市中心城人口在第19个步长减少到859万,GDP平均增长率降低到4.9%时,可实现绿色空间高理想格局的绿色空间面积需求。元胞自动机对北京市中心城2035年绿色空间的模拟结果表明,当对照情景继续保持现有社会经济发展趋势时,2035年大量耕地被建设用地占用。当情景1模拟绿色空间中理想格局,绿色空间的斑块密度、景观形状指数、边缘密度都高于对照情景和情景1。当情景2模拟绿色空间高理想格局,到2035年各类用地最明显的变化是建设用地面积出现降低,林地、草地和湿地及水域出现增加趋势。绿色空间破碎度明显下降,而绿色空间连接度和多样性指数也明显提升,北京市中心城绿色空间空间明显得到优化。研究通过规划政策老城遗址公园环、一道城市公园环、二道郊野公园环、楔形绿廊、南北中轴生态空间和小微绿地的规划政策建议促进关键生态、游憩空间和廊道的建设。最后,研究以北京市中心城“留白增绿”的实践为例,通过绿色空间理想格局指导其实施与落地,促进本研究的实践应用。