自改革开放以来,中国经济快速发展城市不断扩张的同时带来耕地保障、生态环境安全和城市内部协调性的威胁和挑战,国家层面逐步出台相应的城市扩张管控政策建议。自然资源部组建成立之后,于2019年5月颁布《中共中央国务院关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》,就国土空间规划和城镇开发边界划定等提出指导性建议,部分地区已做出响应性的尝试与探索,但政策措施与技术方法均仍需进一步完善。重庆市渝北区是两江新区的产业核心区,近年来城镇化建设迅速推进、城市用地快速扩张,2009-2017年城镇建设用地增加了66.91%,但城市内部土地利用结构不尽合理,出现一些低效用地,且因区内地形限制导致可新增开发的国土空间有限,影响后期发展;伴随着城市土地利用结构的快速变化,渝北区大量耕地被占用开发,2009-2017年耕地规模减少16.18%,粮食生产和生态安全同时面临威胁和挑战。目前,科学划定渝北区城镇开发边界,并配以相应的管控措施,已成为引导渝北区城市良性发展,控制城市无序扩张趋势的重要任务之一。本文以重庆市渝北区为例进行实证研究,按照定格局、定总量、定边界的思路进行城镇开发边界划定研究,其中在城镇建设用地规模总量计算中考虑低效用地二次开发利用,构建了存量盘活与增量预测相结合的规模预测方法。本文首先,比较分析了渝北区现有控制城市扩张的各类空间规划成果的差异、优缺点和管控适用性,指出重新构建城镇开发边界划定方法体系的必要性;其次,基于公共服务设施POI数据测算城市蔓延度,分析了渝北区未来城市的基本格局与扩张的能力和方向,并对研究区进行了片区划分,为后期土地利用分区模拟做准备;再次,结合马尔科夫模型、存量识别和其他规划指标的综合分析,对渝北区各片区存量土地规模和现有发展规律下2035年土地利用规模总量进行测算;最后,将基于人工神经网络模型和多规合一方法得到的双评价结果输入经过精度验证的FLUS-UGB模型,分区模拟预测了渝北区2035年土地利用空间布局,并据此划定了城镇开发边界,提出相应的管控措施。结论如下:(1)对渝北区土地利用变化和现有空间管控规划成果的分析表明,渝北区城市快速扩张已导致耕地被大量占用,耕地规模快速下降,现有管控规划成果存在自身局限性,难以有效发挥引导管控作用。2009-2017年,渝北区通过大规模的开发建设活动,对土地利用类型与规模进行了显著的干扰,大量耕地被占用开发,期间耕地规模减少9608.75hm2,是变化最为显著的用地类型之一;渝北区现有空间管控规划成果之间存在空间形态完整性和管控精确性难以平衡的问题,且实际应用中难以适应复杂情况的灵活多变性。(2)对渝北区城市蔓延测度及未来发展格局研究发现,渝北区城市扩张趋势存在明显的空间差异性,据此划分的空间分区能够有效反映城市扩张空间格局。公共服务设施布局密度能够很好地反映城市蔓延热点分布情况,渝北区呈现中部老城核心区和南部三龙街道蔓延度最低,原北部新区、悦来街道等蔓延度适中,而城市外缘的工业园区所在镇街表现出高蔓延的情况;根据城市蔓延格局研究结合研究区实际发展情况进行空间分区,划定了南部低蔓延区、中部高蔓延区和中蔓延区以及北部外围低速发展区。(3)对渝北区存量土地识别研究发现,存量土地规模较为可观且以公共管理与公共服务用地和居住用地为主。渝北区可用于二次开发利用的存量土地规模达1178.89hm2,其中公共管理与公共服务用地394.28hm2,居住用地529.68hm2;存量土地主要布局于三龙街道西北部、两路老城区西南部和创新经济走廊中部核心区,是未来存量规划目标下主要的更新改造区域,而可新增城镇建设用地主要分布在原北部新区和各工业园区内部、依托现有城镇建设用地向外扩张,该区域是未来新产业布局的主要空间区位。(4)对渝北区国土空间开发适宜性、多规合一分析及土地利用空间布局模拟研究,据此划定了城镇开发边界41174.18hm2,结果综合了现有空间管控规划成果的优势又弥补了其局限性。渝北区城镇建设开发适宜性整体呈南部及产业园区最强、北部和东部农村地区较弱的趋势;各类保护性规划成果主要沿三山布局,据此划定限制转换区规模达86186.93 hm2;渝北区未来土地利用转移变化仍以耕地向城镇建设用地转移为主,划定城镇开发边界总规模41174.18hm2,其中城镇集中建设区38407.82hm2,城镇弹性发展区2766.36hm2;该成果综合了现有规划成果的优势,很好地保证了划定结果空间形态完整性和用途准确性。本研究结合多规合一方法和FLUS-UGB模型,通过土地利用分区模拟来划定城镇开发边界,且考虑到国内发展较快城市普遍存在的土地利用效率低下的问题,在预测模拟中,提出存量土地识别与规模核减的方法,使得预测结果更加合理适用且具有前瞻预见性,能够较好地指导和管控未来城市发展。