黄河是世界第五大长河,中国第二长河。黄河既是我国重要的生态屏障,是连接青藏高原、黄土高原、华北平原的生态廊道,又是我国重要的经济地带,是我国重要的农业生产核心区和资源能源富集区,在我国生态安全和经济社会发展方面具有举足轻重的战略地位。黄河也是中华文明的发源地之一,中国最早的城市在黄河流域兴起。沿黄城市拥有优良的自然条件和景观风貌,同时也面临植被破坏、水土流失、灾害发生频率高、无序蔓延等生态问题。2019年9月,推动黄河流域生态保护和高质量发展成为国家战略,沿黄城市发展面临新的机遇。如何尊重沿黄自然地貌特色,合理布局城市功能,避免城市用地粗放,无序蔓延,推动黄河流域生态保护和高质量发展,具有现实意义。本研究首先分析了11个沿黄城市的城市形态演变特征与问题。基于1997、2007、2017年三期的Landsat卫星遥感影像数据,在Arc GIS中用最大似然法进行用地分类,识别出建设用地、水体、林地和耕地四类用地。采用扩展速度、象限扩展速度、分维数、公共边指数分析沿黄城市的形态演变的特征,研究发现沿黄城市的总体扩展速度较快,个体扩展速度差距大,扩展方向以多向扩展为主,扩展形态紧凑度偏低,扩展模式以蔓延扩展为主,部分城市由沿河扩展向跨河扩展。并总结了其用地扩展中存在的问题,沿黄城市形态在演变过程中主要存在无序的扩展模式加剧了城市形态破碎、城市发展模式与黄河的关系不匹配、多方向的蔓延扩展侵占了城市开敞空间以及粗放的快速扩展致使城市结构不明晰等问题。其次总结了沿黄城市形态演变的动力机制。沿黄城市的城市形态演变是多种因素共同作用的结果。地形地貌条件和水文条件是沿黄城市形态演变的限制性因素。城市交通与经济的发展是城市形态演变的主要推动力。城市的形态会随着城市的发展而不断调整并与之协调,一方面与规模相匹配,另一方面随规模而演进,超前或滞后的城市形态均会影响城市的发展。在此基础上,提出了沿黄城市形态优化策略。根据城市经济发展阶段选择适合未来发展的合理形态模式。工业化前中期的城市适宜于外延式扩展,工业化中后期的城市适宜于填充式扩展,根据城市的经济投入水平和地形条件适当选择飞地式扩展。统筹城市与黄河之间的关系,根据城市的规模与地形选择适宜的跨河发展模式。规模较小且不受地形条件限制的城市适宜沿河单侧发展,规模较大城市适宜独立跨河发展,黄河两岸均为建成区,规模差异较大可以兼并跨河发展,规模差异较小适宜两岸协同发展。梳理与自然环境相适应的生态开敞空间。平原地形的城市以环形开敞空间主导,控制城市规模,同时形成弹性的生态空间;受到地形条件限制的多组团发展的带形城市以带形开敞空间为主导,防止形成连绵的狭长城区,提高城市的集聚效应和公共服务设施的利用效率;城区内部有河流、小型山体等自然环境要素的城市依托其形成楔形开敞空间,控制组团规模,促进城市与自然环境之间的融合。构建与功能布局协调的城市结构。规模较小的集中型团块型的沿黄城市,推动产业集中化、体系化发展,优化居住空间内部公共服务设施的布局;各个组团的规模差异不大,组团内部的三生空间布局相对均衡的均衡组团型的沿黄城市强化组团内部的生产空间与生活空间的联系,减少跨组团的交通通勤压力;不均衡组团型的沿黄城市防止主城区无序蔓延形成过大的规模,避免各个组团生产或生活功能的过度集中,逐步疏散人口和功能形成相对均衡的城市形态。基于沿黄城市形态优化策略,以三门峡为实证,通过构建紧凑集约的沿河扩展模式、城绿交融的带形开敞空间、产城融合的均衡组团结构优化城市形态。