丘陵山區(qū)城鎮(zhèn)擴(kuò)展邊界劃定研究

宋永通 張安明 郭歡歡

摘要：為了協(xié)調(diào)丘陵山區(qū)城鎮(zhèn)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)的關(guān)系，促進(jìn)土地資源的節(jié)約集約利用，以典型丘陵山區(qū)重慶市江津區(qū)為例，運(yùn)用建設(shè)用地適宜性評價和CA-Markov模型相結(jié)合的方法劃定江津區(qū)2030年城鎮(zhèn)用地?cái)U(kuò)展邊界。結(jié)果顯示，江津區(qū)2030年城鎮(zhèn)用地?cái)U(kuò)展邊界內(nèi)面積為199.57 km2，占江津區(qū)土地總面積的6.2%;不同于平原地區(qū)的集聚組團(tuán)擴(kuò)展，江津區(qū)城鎮(zhèn)擴(kuò)展的形態(tài)主要為條帶狀;中心城區(qū)和東部中心鎮(zhèn)、中部中心鎮(zhèn)、西部中心鎮(zhèn)是其城鎮(zhèn)擴(kuò)展的主要增長極;擴(kuò)展的方向大致呈“十字”方向，具體主要是沿增長極四周擴(kuò)展以及沿長江和各交通主干道擴(kuò)展。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)擴(kuò)展邊界;丘陵山區(qū);適宜性評價;CA-Markov模型;江津區(qū)

中圖分類號：F301.2? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）05-0029-07

Abstract： In order to coordinate the relationship between urban development and ecological protection in hilly and mountainous areas， and promote the intensive and economical use of land resources， taking Jiangjin district of Chongqing as an example， the boundary of urban land use expansion in Jiangjin district in 2030 was delineated using the method of combining the suitability evaluation of construction land and CA-Markov model. The results show that the area within the boundary of urban land expansion in Jiangjin region in 2030 is 199.57 km2， which accounts for 6.2% of the total land area of Jiangjin district. Different from the agglomeration and group expansion in plain area， the form of urban expansion in Jiangjin district is mainly zonal， the central city， the central town in the east， midland and the west are the main growth poles of the urban expansion. And the direction of the expansion is "cross"， which mainly extends around the growth pole and along the Yangtze River and the main roads of traffic.

Key words： urban expansion boundary; hilly area; suitability evaluation; CA-Markov model; Jiangjin district

中國快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中最突出最尖銳的兩個問題是生態(tài)環(huán)境的惡化和土地資源供需嚴(yán)重失衡[1]。當(dāng)今城市的無序蔓延和快速擴(kuò)張使中國城鎮(zhèn)化面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，日益擴(kuò)張的建設(shè)用地嚴(yán)重威脅著生態(tài)環(huán)境保護(hù)區(qū)的安全平衡[2]。與此同時，中國仍處于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展階段，城市的經(jīng)濟(jì)增長、產(chǎn)業(yè)發(fā)展及人口集聚仍需要更多的城鎮(zhèn)建設(shè)用地[3]。城市擴(kuò)展邊界管理技術(shù)注重城市發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的共贏，是解決當(dāng)前城鎮(zhèn)化過程中的問題和未來城鎮(zhèn)化潛在問題的有效手段。

城市擴(kuò)展邊界（UGB）源于美國的精明增長、新城市主義等思潮，已被諸多歐美發(fā)達(dá)國家運(yùn)用于城市管理實(shí)踐當(dāng)中[4-6]。中國對城市擴(kuò)展邊界的研究始于2006年《城市規(guī)劃編制辦法》提出的中心城區(qū)空間增長邊界;2013年中央城鎮(zhèn)化工作會議提出城市規(guī)劃由擴(kuò)張轉(zhuǎn)向限定邊界優(yōu)化結(jié)構(gòu)，要建立統(tǒng)一的空間規(guī)劃體系、限定城市發(fā)展邊界、劃定城市生態(tài)紅線，“一張藍(lán)圖”干到底;為了構(gòu)建良好的城鎮(zhèn)體系，中國在2016年土地利用規(guī)劃調(diào)整與完善中又進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)劃定城鎮(zhèn)用地增長邊界;黨的十九大報告明確指出：“堅(jiān)持底線思維，科學(xué)劃定生態(tài)保護(hù)紅線、永久基本農(nóng)田、城鎮(zhèn)開發(fā)邊界三條控制線，優(yōu)化‘三生空間，保障美麗中國建設(shè)”。自UGB提出以來，國內(nèi)許多專家學(xué)者開展了大量理論和實(shí)證研究。龍瀛等[7]利用約束性CA對北京市城市擴(kuò)展邊界進(jìn)行了探索;王玉國等[8]基于土地生態(tài)適宜性評價對深汕特別合作區(qū)的城市擴(kuò)展邊界進(jìn)行了研究;楊振等[9]采用最小累計(jì)阻力模型研究不同情境下洱海流域城鎮(zhèn)用地?cái)U(kuò)展邊界的劃分問題，并提出了一套兩級分區(qū)體系;朱壽紅等[10]基于“反規(guī)劃”理念及FLUS模型對徐州市賈汪區(qū)城鎮(zhèn)用地增長邊界進(jìn)行了劃定。綜合大量文獻(xiàn)，筆者發(fā)現(xiàn)城市擴(kuò)展邊界研究雖然取得豐富成果，但丘陵山區(qū)城市應(yīng)用研究較少。對于山地城市空間形態(tài)演變、空間結(jié)構(gòu)分析和規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面已經(jīng)開展了大量研究工作[11-14]，但并未引入城市擴(kuò)展邊界研究。由于缺乏基礎(chǔ)研究，目前城市擴(kuò)展邊界對丘陵山區(qū)城市空間發(fā)展未達(dá)到預(yù)期引導(dǎo)和控制的效果[15]。

相比平原地區(qū)，丘陵山區(qū)人地矛盾更為突出，建設(shè)用地圖斑更加破碎，在中國糧食安全和生態(tài)安全宏觀格局中更具有代表性。在新型城鎮(zhèn)化背景下，研究丘陵山區(qū)城鎮(zhèn)空間形態(tài)特征、城鎮(zhèn)增長演變、區(qū)域生態(tài)安全格局更為緊迫。因此，將城市擴(kuò)展邊界應(yīng)用在丘陵山地還需要深入研究?；诖?，本研究選取典型丘陵山區(qū)重慶市江津區(qū)為對象，采用建設(shè)用地適宜性評價和CA-Markov模型相結(jié)合的劃定方法，并根據(jù)其近期規(guī)劃最終確定江津區(qū)2030年城鎮(zhèn)擴(kuò)展邊界，以期為丘陵山區(qū)城市規(guī)劃提供參考。

1? 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源

1.1? 研究區(qū)概況

江津區(qū)位于重慶市西南部，地理位置為東經(jīng)105°49′—106°38′，北緯28°28′—29°28′。東臨重慶市巴南區(qū)、綦江區(qū)，西接重慶市永川區(qū)、四川省合江區(qū)，南鄰貴州省習(xí)水縣，北靠重慶市璧山區(qū)、九龍坡區(qū)、大渡口區(qū)，是川東褶皺帶和川黔南北構(gòu)造帶的過渡地帶，地勢南高北低，海拔介于178.5～1 709.4 m，以低山和丘陵為主，低山丘陵占土地總面積的96.9%，地質(zhì)環(huán)境脆弱。據(jù)江津區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒，江津區(qū)轄4個街道、25個鎮(zhèn)，2015年江津區(qū)生產(chǎn)總值為605.59億元，其中第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)分別為75.47億、357.41億、172.71億元，分別占總產(chǎn)值的12.46%、59.02%、28.52%;常住人口133.19萬人，其中城鎮(zhèn)人口84.86萬人，城鎮(zhèn)化率為63.71%;土地總面積3 218 km2，其中城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積為85.64 km2，占土地總面積的2.66%。

1.2? 數(shù)據(jù)來源

本研究所使用的經(jīng)濟(jì)及人口數(shù)據(jù)來源于江津區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒，其他數(shù)據(jù)來源如表1所示。

2? 江津區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性評價

2.1? 禁建區(qū)構(gòu)建

為了最大限度保護(hù)生態(tài)環(huán)境、自然和歷史文化環(huán)境，發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時更加注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，形成國土生態(tài)屏障，建立起生態(tài)安全格局，維護(hù)和擴(kuò)大城鄉(xiāng)綠色空間[16]。本研究選取江津區(qū)生態(tài)保護(hù)紅線核心區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重區(qū)、活動斷層區(qū)、采空塌陷區(qū)4個剛性因子，通過ArcGIS10.2空間技術(shù)進(jìn)行疊加分析，以此來構(gòu)建江津區(qū)禁建區(qū)。這4個因子是保護(hù)丘陵山區(qū)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的重要前提，是城市擴(kuò)展所不能逾越的界限。

1）生態(tài)保護(hù)紅線核心區(qū)。面積為606.94 km2，占江津區(qū)土地總面積的18.86%。紅線核心區(qū)域主要分布在北部淺丘城鄉(xiāng)高度發(fā)展區(qū)的長江及其沿岸、長江支流及其沿岸、“四山”禁建區(qū)、江津區(qū)南部山地林農(nóng)穩(wěn)定發(fā)展區(qū)的四面山自然保護(hù)區(qū)和中山鎮(zhèn)鷺類自然保護(hù)區(qū)、江津區(qū)西南部渝川結(jié)合部的滾子坪森林公園和黑山石-滾子坪風(fēng)景名勝區(qū)以及其他區(qū)域。

2）地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重區(qū)。面積為204.87 km2，占江津區(qū)土地總面積的6.36%。地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重區(qū)主要分布于江津四面山-柏林-東勝地帶，是滑坡、泥石流高發(fā)區(qū)，生態(tài)極其脆弱。

3）活動斷層區(qū)。面積為29.49 km2，占江津區(qū)土地總面積的0.91%，且分布較集中，主要分布在江津區(qū)北部的中梁山、縉云山和云霧坪森林公園。

4）采空塌陷區(qū)。面積為30.20 km2，占江津區(qū)土地總面積的9.38%。主要礦產(chǎn)為建材、石膏等非金屬礦，不合理采礦導(dǎo)致地面沉降、植被和土地資源的破壞，生態(tài)問題嚴(yán)峻。分布在江津區(qū)與永川區(qū)交界處的石門鎮(zhèn)、朱楊鎮(zhèn)以及支坪街道東北部、珞璜鎮(zhèn)西北部和北部部分地區(qū)。

2.2? 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

因研究區(qū)生態(tài)敏感性高、生態(tài)脆弱，以禁建區(qū)為基礎(chǔ)，在不逾越禁建區(qū)的區(qū)域開展建設(shè)用地適宜性評價?；跀?shù)據(jù)的可獲取性，評價主要考慮的因子有高程、坡度、距主干道距離、距城鎮(zhèn)距離、耕地質(zhì)量、人口密度6個因子。首先通過咨詢專家意見，將各因子適宜性劃分為5級（最適宜、適宜、一般適宜、不適宜、最不適宜），逐級賦值，9分為最適宜、7分為適宜、5分為一般適宜、3分為不適宜、1分為最不適宜，然后采用層次分析法（AHP）對以上6個因子確定權(quán)重，最后借助ArcGIS10.2柵格計(jì)算器加權(quán)計(jì)算江津區(qū)建設(shè)用地適宜性評價結(jié)果。建設(shè)用地適宜性評價公式：

S地=■WiFi

式中，S地為某土地評價單元（30 m×30 m）適宜性總分;Wi為第i（i=1，2，3，…n）個因子的權(quán)重值;Fi為第i個因子的適宜性評分值[17]。建設(shè)用地適宜性評價因子及權(quán)重具體見表2。

1）地形地貌因素。①高程。從30 m空間分辨率的高程數(shù)據(jù)中獲取。因研究區(qū)絕大部分屬于低山丘陵，海拔越高，坡度越陡，越易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。本研究以300、500、1 000、1 500 m為臨界點(diǎn)分別賦予不同的值以表示其建設(shè)用地適宜性。②坡度。利用30 m的高程數(shù)據(jù)在ArcGIS軟件中計(jì)算獲得。城市用地規(guī)范中規(guī)定城鎮(zhèn)建設(shè)用地坡度最大不超過25°?？紤]到研究區(qū)多為丘陵低山區(qū)，土質(zhì)疏松，其坡度越高，水土流失越嚴(yán)重。本研究以2°、6°、15°、25°為臨界點(diǎn)分別賦予不同的值。

2）規(guī)劃導(dǎo)向因素。①距主干道距離。交通是城市發(fā)展的主要區(qū)位因素之一，借助ArcGIS10.2裁剪工具首先將研究區(qū)外的交通干道進(jìn)行裁剪，保留江津區(qū)內(nèi)的主要高速公路G93、G5001、G210、S107、S206等以及鐵路成渝線和川黔線。通過ArcGIS10.2分析工具，以500、1 000、1 500、2 500 m為界分別向外做緩沖區(qū)，并賦予不同的值。②距城鎮(zhèn)距離。在城鎮(zhèn)外進(jìn)行擴(kuò)展可以有效集中人力、物力、財(cái)力，獲得集聚效應(yīng)。本研究以江津區(qū)2015年城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)?shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以500、1 000、1 500、3 000 m為界做緩沖區(qū)分析并賦值。

3）經(jīng)濟(jì)因素。①耕地質(zhì)量。保持農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展首先要確保耕地的數(shù)量和質(zhì)量，城鎮(zhèn)擴(kuò)張難免會對耕地進(jìn)行侵占，雖然耕地占補(bǔ)平衡的措施取得了一定成效，但在城鎮(zhèn)擴(kuò)張中應(yīng)當(dāng)盡可能避免對優(yōu)質(zhì)耕地的破壞。本研究將耕地質(zhì)量納入考慮因子，并將其分為兩個等級。即耕地質(zhì)量高于全市均等質(zhì)量和耕地質(zhì)量低于全市均等質(zhì)量，高于全市均等質(zhì)量的耕地為最不適宜建設(shè)用地，在城市擴(kuò)張過程中應(yīng)當(dāng)盡量避免。②人口密度。城市人口密度一方面反映著人口分布的地區(qū)差異，同時也代表著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的活動強(qiáng)弱程度。人口密度越高的地方往往經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)，也更適合城鎮(zhèn)的集聚擴(kuò)張。本研究將人口密度納入考慮因子，并以200、500、1 000人/km2為分界點(diǎn)分別賦予不同的值。

2.3? 城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性評價結(jié)果

通過將生態(tài)保護(hù)紅線核心區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重區(qū)、采空塌陷區(qū)、活動斷層區(qū)4個剛性因子在ArcGIS10.2中進(jìn)行疊加分析，從而得到江津區(qū)的禁建區(qū)。結(jié)果顯示，禁建區(qū)總面積784.01 km2，占江津區(qū)土地面積的24.36%，主要分布在南部山地林農(nóng)穩(wěn)定發(fā)展區(qū)的四面山鎮(zhèn)、四屏鎮(zhèn)、柏林鎮(zhèn)，北部淺丘城鄉(xiāng)高度發(fā)展區(qū)的銅鑼山、中梁山、縉云山、云霧平森林公園，長江及其沿岸，東北部的珞璜鎮(zhèn)采空塌陷區(qū)。禁建區(qū)是城鎮(zhèn)擴(kuò)張的強(qiáng)限制因素，作為江津區(qū)生態(tài)保護(hù)屏障，直接劃為最不適宜建設(shè)區(qū)，江津區(qū)城鎮(zhèn)的發(fā)展不能逾越此界線。

在確定了禁建區(qū)后，借助ArcGIS10.2裁剪工具，將禁建區(qū)以外的區(qū)域作為研究對象，對其進(jìn)行建設(shè)用地適宜性評價。通過將高程、坡度、距主干道距離、距城鎮(zhèn)距離、耕地質(zhì)量、人口密度等數(shù)據(jù)柵格化，并賦予不同等級的值，利用ArcGIS10.2柵格計(jì)算器加權(quán)求和計(jì)算江津區(qū)綜合適宜性并定量表征其空間分異，運(yùn)用重分類工具將適宜性分?jǐn)?shù)劃分為5個區(qū)段并對應(yīng)其相應(yīng)的適宜性評價等級（1.0～3.0分為最不適宜、3.0～4.5分為不適宜、4.5～6.0分為一般適宜、6.0～7.5分為適宜、7.5～9.0分為最適宜），最終得到江津區(qū)建設(shè)用地空間擴(kuò)展適宜評價結(jié)果（圖1）。

適宜性評價得分越高，建設(shè)用地空間擴(kuò)展敏感度越低，土地越適宜城市建設(shè)。評價結(jié)果（表3）表明，研究區(qū)內(nèi)建設(shè)用地適宜性以不適宜、一般適宜為主，且二者交叉分布。其中最不適宜面積為123.90 km2，占評價面積的5.09%，主要分布在石蟆鎮(zhèn)、永興鎮(zhèn)、油溪鎮(zhèn)、西湖鎮(zhèn)、蔡家鎮(zhèn)的部分地區(qū)，這些區(qū)域作為江津區(qū)農(nóng)業(yè)大鎮(zhèn)，優(yōu)等質(zhì)量耕地廣泛分布于此，且遠(yuǎn)離交通主干道G93、S307等，交通不便，不利于城鎮(zhèn)的擴(kuò)展。不適宜面積為835.64 km2，占評價面積的34.33%，集中分布在嘉平鎮(zhèn)、蔡家鎮(zhèn)以東、永興鎮(zhèn)、中山鎮(zhèn)以南，這些區(qū)域地形地貌條件較差，坡度較大、高程較高，生態(tài)較脆弱，容易引發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，且人口密度低，經(jīng)濟(jì)相對較落后;此外廣泛散亂分布于其他各鎮(zhèn)，主要原因是耕地的廣泛分布。一般適宜面積為887.21 km2，占評價面積的36.45%，呈無規(guī)則分布于江津區(qū)各鎮(zhèn)街。適宜面積為441.20 km2，占評價面積的18.13%，主要分布在城鎮(zhèn)四周、各主干道以及長江沿岸兩側(cè)，這些區(qū)域交通便利，地勢較平坦，基礎(chǔ)設(shè)施較完善，具有較大的發(fā)展?jié)摿Γ瑫r也是江津區(qū)未來城鎮(zhèn)擴(kuò)展的主要方向。最適宜面積為146.04 km2，占評價面積的6.00%，主要分布在江津主城區(qū)的雙福街道、鼎山街道、幾江街道、德感街道以及珞璜鎮(zhèn)、白沙鎮(zhèn)、李市鎮(zhèn)等，該區(qū)域經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，擁有比較雄厚的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)、交通便捷、人口密集，同時地形較平坦、區(qū)位便利。

2.4? 城鎮(zhèn)建設(shè)用地剛性邊界劃定

剛性因子的存在增加了剛性邊界的性能，使其成為城鎮(zhèn)擴(kuò)張的生態(tài)安全底線[18]，彈性因子為城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性提供參考和借鑒。江津區(qū)一般適宜、適宜、最適宜建設(shè)區(qū)總面積為1 474.45 km2，占全區(qū)土地面積的45.82%，由于一般適宜和不適宜建設(shè)區(qū)相間分布，為了保證結(jié)果的科學(xué)性，對于江津區(qū)城鎮(zhèn)剛性邊界的劃分可以通過ArcGIS10.2聚合面分析，剔除分散的細(xì)碎斑塊，盡可能將其集中連片的較大斑塊相組合，并通過折點(diǎn)編輯進(jìn)行部分修復(fù)，形成剛性邊界，使之成為城鎮(zhèn)開發(fā)過程中的最大土地容量界限。除去國家重大建設(shè)項(xiàng)目之外，未來城鎮(zhèn)發(fā)展都要控制在此范圍內(nèi)。借助ArcGIS10.2劃定江津區(qū)城鎮(zhèn)剛性邊界內(nèi)面積為891.47 km2，占江津區(qū)總面積的27.70%（圖2）。

3? 2030年江津區(qū)城鎮(zhèn)擴(kuò)展用地邊界

3.1? CA-Markov城市擴(kuò)展模擬

CA（元胞自動機(jī)）是一種時間和空間都離散的動力系統(tǒng)。每個變量都只有有限個狀態(tài)，而且狀態(tài)改變的規(guī)則在時間和空間上均表現(xiàn)為局部特征[19]。CA模型可簡單用下式表示：

根據(jù)CA模型與Markov模型的特點(diǎn)，模擬土地利用變化過程中，可以將二者有效結(jié)合，如今CA-Markov模型已廣泛應(yīng)用于土地利用變化和城市發(fā)展模擬中[21]。在土地利用柵格圖中，每一個像元就是一個元胞，每個元胞的土地利用類型為元胞的狀態(tài)[22]。本研究首先在地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站下載2005、2010、2015年江津區(qū)遙感影像圖，并借助envi平臺將其進(jìn)行遙感解譯，最終將江津區(qū)土地利用類型分為林地、耕地、建設(shè)用地、水域和草地5大類。設(shè)置柵格大小為30 m×30 m。借助ArcGIS10.2進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，隨后通過IDRISI 17.0軟件中的Markov和CA-Markov模塊進(jìn)行土地利用變化模擬。首先通過Markov模塊得到土地類型轉(zhuǎn)移概率矩陣、轉(zhuǎn)移面積矩陣和一系列條件概率圖像。在CA-Markov模塊中構(gòu)造CA濾波器，采用5×5的濾波器，即認(rèn)為一個元胞周圍5×5個元胞組成的矩形空間對該元胞狀態(tài)的改變具有顯著影響。最后確定起始時刻和CA循環(huán)次數(shù)，以2015年江津區(qū)土地利用格局為起始時刻，設(shè)置CA循環(huán)次數(shù)為15，以此模擬2030年江津區(qū)土地利用變化的空間格局，從而預(yù)測2030年江津區(qū)城市擴(kuò)展方向。

3.2? 2030年江津區(qū)土地利用情景模擬結(jié)果

通過envi平臺將2005、2010、2015年江津區(qū)土地利用類型進(jìn)行遙感解譯，得到各年份土地利用變化情況，其中變化最為顯著的是建設(shè)用地和林地，10年間建設(shè)用地面積增加了109.94 km2，年均擴(kuò)展10.99 km2，同時林地減少了179.82 km2，年均減少17.98 km2。說明江津區(qū)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，用地需求不斷增加，而用地需求的增加帶來林地的銳減，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)的矛盾顯著。

借助IDRISI17.0軟件首先利用2005、2010年江津區(qū)土地分類結(jié)果得到轉(zhuǎn)移面積矩陣和轉(zhuǎn)移概率矩陣以及一系列圖集，然后以2010年為起始時刻，設(shè)置CA循環(huán)次數(shù)為5年，對2015年江津區(qū)的五大類土地利用類型變化情況進(jìn)行模擬，在IDRISI17.0平臺CROSSTAB模塊中將模擬的2015年結(jié)果和2015年實(shí)際土地利用現(xiàn)狀進(jìn)行精度分析，得到Kappa系數(shù)為0.905 8，其擬合程度較高，表明模擬數(shù)據(jù)能很好地表達(dá)各地類之間相互轉(zhuǎn)化趨勢，較好地反映了該模型能夠預(yù)測未來的各土地利用類型的變化[23]。然后利用訓(xùn)練好的CA-Markov模型，以2015年為基準(zhǔn)年，對2030年土地利用變化進(jìn)行情景模擬。預(yù)測結(jié)果（表4）表明，與2015年相比，2030年建設(shè)用地面積增加了67.40 km2，占江津區(qū)總面積的6.66%。擴(kuò)展方向有兩個明顯的特點(diǎn)，其一主要是在江津主城區(qū)以及白沙鎮(zhèn)、李市鎮(zhèn)、珞璜鎮(zhèn)2015年原有城鎮(zhèn)建設(shè)用地基礎(chǔ)上向四周擴(kuò)展;其二是沿著交通主干道G93、G201、S206、S107方向擴(kuò)展（圖3）。

根據(jù)2030年土地利用情景模擬圖和剛性邊界將江津區(qū)最大連片城鎮(zhèn)用地劃出，作為2030年江津區(qū)城鎮(zhèn)彈性邊界，彈性邊界內(nèi)面積為181.39 km2，占江津區(qū)土地總面積的5.64%（圖4）。

3.3? 城鎮(zhèn)擴(kuò)展邊界的確定

城市未來發(fā)展定位對城鎮(zhèn)擴(kuò)展邊界的劃定具有重要的導(dǎo)向作用，根據(jù)江津區(qū)城市總體規(guī)劃，至2030年，江津區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)模為191 km2。總體確定沿長江、南北交通干線發(fā)展的規(guī)劃指導(dǎo)思路，提出建立以中心城市（主城區(qū)、西部經(jīng)濟(jì)區(qū)中心白沙鎮(zhèn)、中部經(jīng)濟(jì)區(qū)中心李市鎮(zhèn)、東部經(jīng)濟(jì)區(qū)中心珞璜鎮(zhèn)）為核心，以長江、渝東公路的“一心兩軸”城鎮(zhèn)空間布局形態(tài)，建立完善的城鎮(zhèn)體系。“兩江一帶”是帶動江津區(qū)發(fā)展的主要軸線。從人口聚集、用地增長以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平來看，江津區(qū)中心城區(qū)是帶動江津區(qū)發(fā)展的重點(diǎn)區(qū)域，也是承接主城區(qū)專業(yè)職能的主要區(qū)域，聚集態(tài)勢應(yīng)該會進(jìn)一步增強(qiáng)。

通過將江津區(qū)城鎮(zhèn)未來發(fā)展規(guī)劃和定位與江津區(qū)城鎮(zhèn)剛性邊界及彈性邊界相結(jié)合，最終確定了2030年江津區(qū)城鎮(zhèn)擴(kuò)展邊界（圖5）。城鎮(zhèn)擴(kuò)展邊界內(nèi)面積為199.57 km2，占江津區(qū)土地面積的6.20%，略大于規(guī)劃年江津區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)模。城鎮(zhèn)擴(kuò)展邊界內(nèi)2015年已建成區(qū)（部分農(nóng)村居民點(diǎn)和城鎮(zhèn)建設(shè)用地）面積為105.88 km2，剩余可建設(shè)用地面積為93.69 km2。劃定結(jié)果顯示，2030年江津區(qū)城鎮(zhèn)擴(kuò)展大致呈“十字”方向，中心城區(qū)以及西部中心鎮(zhèn)、中部中心鎮(zhèn)、東部中心鎮(zhèn)是城鎮(zhèn)擴(kuò)展的主要增長極，同時長江沿岸以及江津區(qū)內(nèi)各主要交通干道是其城鎮(zhèn)未來發(fā)展的潛在動力。不同于平原區(qū)城鎮(zhèn)明顯的集聚組團(tuán)擴(kuò)展，江津區(qū)城鎮(zhèn)擴(kuò)展形態(tài)主要是纖細(xì)的條帶狀。

4? 小結(jié)與討論

丘陵山區(qū)城市發(fā)展的主要矛盾是脆弱的生態(tài)和急劇增加的用地需求的矛盾。因此，為了促進(jìn)丘陵山區(qū)城市的可持續(xù)發(fā)展，保護(hù)生態(tài)安全，促進(jìn)土地的節(jié)約集約利用，本研究基于數(shù)據(jù)的可獲取性，選取生態(tài)紅線保護(hù)核心區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重區(qū)、采空塌陷區(qū)、活動斷層區(qū)4個剛性因子，借助ArcGIS10.2空間疊加分析構(gòu)建了江津區(qū)的禁建區(qū)，在禁建區(qū)外選取了高程、坡度、距主干道距離、距城鎮(zhèn)距離、耕地質(zhì)量、人口密度6個因子構(gòu)建了江津區(qū)建設(shè)用地適宜性評價指標(biāo)體系，通過AHP法確定各因子的權(quán)重，借助ArcGIS10.2柵格計(jì)算器加權(quán)計(jì)算得到江津區(qū)建設(shè)用地適宜性評價結(jié)果，并依據(jù)評價結(jié)果和禁建區(qū)確定了江津區(qū)的城鎮(zhèn)剛性邊界，利用CA-Markov模型對2030年的江津區(qū)城鎮(zhèn)用地規(guī)模進(jìn)行預(yù)測，確定了江津區(qū)城鎮(zhèn)擴(kuò)展的彈性邊界，最后結(jié)合江津區(qū)近期規(guī)劃和定位，最終確定了2030年江津區(qū)城鎮(zhèn)擴(kuò)展邊界。

研究表明，基于生態(tài)保護(hù)前提下，將建設(shè)用地適宜性評價和CA-Markov模型結(jié)合的劃定方法對確定江津區(qū)城鎮(zhèn)未來擴(kuò)展方向有一定的指導(dǎo)意義，有關(guān)規(guī)劃部門可根據(jù)劃定結(jié)果，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際需求，指導(dǎo)城市規(guī)劃的編制。但是本研究仍存在很多不足：①基于數(shù)據(jù)的可獲取性，在建設(shè)用地適宜性評價中選用的因子不夠完善，評價方法有待進(jìn)一步改進(jìn);②由于不適宜建設(shè)用地和一般適宜建設(shè)用地相互融合，相間分布，在確定剛性邊界時，為了使結(jié)果更加科學(xué)合理，采用了折點(diǎn)編輯進(jìn)行劃定，盡可能將不適宜建設(shè)用地劃出剛性邊界外，但可能存在一定的主觀性;③CA-Markov模型預(yù)測過程中，由于其Kappa系數(shù)已經(jīng)較高，所以并沒有利用MCE模塊進(jìn)行適宜性圖集的創(chuàng)立，可能會對結(jié)果造成一定的影響;④還需對未來城鎮(zhèn)擴(kuò)展邊界的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行評價，建立全套的城鎮(zhèn)擴(kuò)展邊界評判框架體系，以便引入到實(shí)踐當(dāng)中。

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