近30年城市空間形態(tài)演變基于格局與過程多尺度對比研究

進(jìn)程而增加；城市尺度上，景觀破碎度與進(jìn)程無單調(diào)增減趨勢；城市內(nèi)部尺度上，城市空間形態(tài)變化劇烈[12]。城市空間形態(tài)是指城市發(fā)展過程中其用地布局、緊湊度、破碎度等方面GIS技術(shù)的日趨成熟以及景觀生態(tài)學(xué)方法的融入為城市空間形態(tài)研究帶來了新突破[9,10]。曾異質(zhì)性[11]；Xu等對城市空間變化進(jìn)行了遙感解譯，并將城市空間演變過程劃分為自generatedexpansion態(tài)對于中國其他城市的可持續(xù)發(fā)展具有借鑒意義。本文運(yùn)用遙感數(shù)據(jù)和GIS空間分析方法，從區(qū)域、城市、城市內(nèi)部三重尺度對京津冀地區(qū)三個典型城市、、石家莊過去 尺度的耦合關(guān)系，為規(guī)劃學(xué)確定結(jié)構(gòu)布局、制定發(fā)展戰(zhàn)略提供支持。 心（）獲取1980-2010年六期LandsatMSS/TM/ETM+影像作為城市擴(kuò)張動態(tài)變化監(jiān)測的數(shù)據(jù)源（表1），影像空間分辨率為30m。遙感影像預(yù)處理和土地分類在ERDASIMAGINE9.2ArcGIS10.0和Earth軟件EarthPro0.8 、05、2010六個時點(diǎn)的格局分析，采用景觀指數(shù)和斑ND（LPI（LSI（NP（PD平臺分城市整體和城市內(nèi)部兩個尺度計算。對于各城市，均假定市所在地為城市中心，2 明 景觀類型百分

NDj

×100/ A

最大斑塊指 Largest 景觀形狀指 shape

LPIMaxa,,a100/A LSI0.25EA NP

類型i的第j個斑塊面積。ND為景觀類型i的斑塊總面積占景觀總面積的百分比。0<ND≤100。0<LPI≤100，等于某一類型的最大斑塊占景觀總面積E為該類景觀的斑塊總周長，A為該類景觀的斑塊總面積。LSI≥1，反映斑塊形 PatchdensityPD=NP/A 景觀中某類景觀要素的單平均斑塊大 Mean

某一景觀類型斑塊的總面（根據(jù)McGarigalet13個等級（0-0.05km2，針對五個時段的過程分析，首先計算了年增長量（AnnualIncrease，AI1）和年增長率（AnnualGrowthRate，AGR2）兩個指數(shù)。其中，AI用于同一城市不同時段之間

AIAendAstart/ 1 1

d

start （infillingexpansionGTIL/ GTI=00<GTI≤0.5GTI>0.5時，為填充式遙感影像解譯結(jié)果表明，過去30年、、石家莊的建設(shè)用地分別由1980年的801km2、795km2682km220102452km2、3343km21699km2，空間形態(tài)延續(xù)以及依環(huán)路向外各方向均勻擴(kuò)展的趨勢。的城市空間呈現(xiàn)雙點(diǎn)-軸狀格局，位圖圖11980-2010年、、石家莊城市用地分布變由圖可知，隨著進(jìn)程，ND、LPI大致呈單調(diào)增加趨勢，LSI、NP、PD呈先增后減的鐘形分布格局，MPS則呈先減后增的U型分布格局（圖。ND反映了建設(shè)用地占總面積的比例。1980-2010年，、、石家莊ND值分別從4.9%、6.8%、4.8%增加到15.0%、28.7%、12.1%，增加最快、次之、石家莊最慢，尤其是2000年之后三城市之間的差距明顯擴(kuò)大（2a。城市中最大；然而濱海新區(qū)1995年之后的突飛猛進(jìn)使得的雙核連接形成一個新的大斑塊，LPI值突增，2005年之后已遠(yuǎn)超過和石家莊（圖2b。LSI、NP、PD30年中均經(jīng)歷了先增后NP呈現(xiàn)大致相反的變化趨勢，與ND的變化趨勢則無明顯相關(guān)（2f），說明斑圖21980-2010年、、石家莊景觀指數(shù)變同方向的景觀格局時僅采用ND和PD兩個指標(biāo)（圖3。、、石家莊ND和破碎度在各方向上的變化近似均勻，的最大PD值以1995年為界從東南變化到西北方向，石家莊的最大PD值于1990-2010年逐漸由東南轉(zhuǎn)向東北，分別體現(xiàn)了的同心圓式擴(kuò)張模式、濱海新區(qū)的聚合發(fā)展模式以及石家莊的“北跨”戰(zhàn)略導(dǎo)向[16]。圖31980-2010年、、石家莊各方向景觀指對于城市內(nèi)部沿城鄉(xiāng)梯度的景觀格局分析同樣僅采用NDPD兩個指標(biāo)（指數(shù)呈單峰型曲線，則呈雙峰型曲線（圖4b1980-2010年，的ND值由市中心到邊緣迅速減小至0，市中心的建設(shè)用地面積比例一直保持在93%以上；PD的峰值介于10-30km之間，表明單在面積和景觀破碎度上均十分突出。的ND指數(shù)變化體現(xiàn)了其雙核城市擴(kuò)張模式：在距市中心25km，表明濱海新區(qū)的景觀復(fù)雜度隨進(jìn)程而增大。石家莊的ND指數(shù)在距市中心20km20-90km處則因小型點(diǎn)狀斑塊較多而減小緩慢。PD曲線的單峰一直保持在距市中心10-20km范圍內(nèi)。圖41980-2010年、、石家莊沿城鄉(xiāng)梯度景觀指而次大斑塊則一直小于50km2。對于雙的，最大城市斑塊（市中心所在區(qū)域）從年的-200km2增加 km21990年以前小于圖51980-2010年、、石家莊斑塊數(shù)量及面積等級分對比同一城市不同時段的AI2005-2010年空間擴(kuò)張最快（。的城市擴(kuò)張速率先減后增，1990-1995年最慢；、石家莊的城市擴(kuò)張速率則不斷石家莊。石家莊的城市擴(kuò)張速率在2005-2010年超過了，這與近年來采取的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)表31980-2010年各時段、、石家莊建設(shè)用地年增加量（AI）和年增加率AI郊區(qū)在1980-1990年出現(xiàn)了許多城。于1990-1995年在東南沿海地區(qū)出現(xiàn)了石家莊城市空間呈扇形模式向東擴(kuò)展，1980-1990和1990-1995兩個時段在城市以外出現(xiàn)了大量新增城市增長點(diǎn)，2000年之后的城市擴(kuò)張則更加（圖6。圖61980-2010年各時段、、石家莊城市擴(kuò)張空間分填充式增長則填充于已有建設(shè)用地及蛙跳式、邊緣式增長之間（圖7 形較平坦的，其蛙跳式增長廣泛分布于整個城市范圍；邊緣式增長在1990年之前大多分布于城市中心，1990年之后則的分布于東南沿海地區(qū)；填充式增長在2005-2010年1990年之前產(chǎn)生了許多蛙跳式的新增城市增長點(diǎn)；1990-2000年，邊緣式和填充式增長主要分布于前一階段的蛙跳式增長點(diǎn)周圍；2000年之后，邊緣式和填充式增長的分布于城市中心，城市擴(kuò)張趨于。圖71980-2010年各時段、、石家莊三種城市擴(kuò)張類型空間分進(jìn)一步分析三種擴(kuò)張類型在斑塊數(shù)量和面積上的組成比例（圖8。整體來看，三個城和增加的過程，邊緣式增長相對穩(wěn)定。在細(xì)節(jié)上，三城市之間又存在一定的差異。最早經(jīng)歷了由蛙跳式主導(dǎo)向填充式主導(dǎo)的轉(zhuǎn)變（1990年左右這與1984年加速城郊區(qū)中關(guān)村、朝陽CBD的建設(shè)使得城市整體形態(tài)更加。（3%（>45.4%從格局來看，、、石家莊的城市空間形態(tài)分別呈單、雙、多點(diǎn)30年建[1]周一星,.開放20年來的化進(jìn)程[J].城市規(guī)劃.1999,23(12):8-[2]虎,.1990—2010年中國主要城市空間形態(tài)變化特征[J].經(jīng)濟(jì)地理.2015(01):44-FortunaMA,Gómez-RodríguezC, pteJ.Spatialnetworkstructureandamphibianpersistenceinstochasticenvironments[J].ProceedingsoftheRoyalSocietyBBiologicalSciences.2006,273(1592):1429-34.王新生,,莊大方,等.中國特大城市空間形態(tài)變化的時空特征[J].地理學(xué)報.2005(03):392-.城市空間形態(tài)的計量方法及其評價[J].城市規(guī)劃匯.1998(03):42-ParkRE,BurgessEW,McKenzieRD.TheCity:SuggestionsfortheInvestigationofHumanbehaviouinUrbanEnvironment[M].Chicago:UniversityofChicagoPress.1925.HoytH.ThestructureandgrowthofresidentialneighborhoodsinAmericancities[M].WashingtonDC:FederalHousingAdministration.1939:10-35.HarrisCD,UllmanEL.Thenatureofcities[J].AnnalsoftheAmericanAcademyofPoliticalandSocialScience.1945,242:7-17.WuJG.Keyconceptsandresearchtopicsinlandscapeecologyrevisited:30yearsaftertheAllertonParkworkshop[J].LandscapeEcology.2013,28(1):1-11.ChenSP,ZengS,XieCG.RemotesensingandGISforurbangrowth ysisin [J].PhotogrammetricEngineeringAndRemoteSensing.2000,66(5):593-598.,喻紅,.市龍華地區(qū)城鎮(zhèn)用地動態(tài)模型建設(shè)及模擬研究[J].生態(tài)學(xué)報.XuC,LiuM,ZhangC.ThespatialtemporaldynamicsofrapidurbangrowthintheNanjingmetropolitanregionof [J].LandscapeEcology.2007,22:925-937.ZhaoSQ,ZhouDC,ZhuC,etal.Ratesandpatternsofu