城市群城镇用地扩张多尺度耦合机理研究

城镇用地扩张是土地利用变化研究的热点问题。城市群是我国城镇化发展的主体形态，是城镇用地扩张的重点区域。城市群各城市间相互联系密切，使得城市群城镇用地扩张在不同尺度上存在复杂的耦合关系，对城市群城镇用地扩张时空格局具有重要影响。因此有必要针对城市群城镇用地扩张的特点，厘清城市群不同尺度城镇用地扩张的耦合机理，形成对城市群城镇用地扩张的科学认识。本研究以武汉城市群为案例区，在城市群城市用地扩张时空格局及其多尺度驱动机制分析的基础上，重点研究武汉城市群城镇用地扩张的多尺度耦合机理，结合多区域CGE模型和案例推理方法揭示宏观尺度政策因素与中观尺度城镇用地扩张的耦合机理，基于缓冲区分析和案例推理的方法揭示宏观尺度政策因素和中观尺度社会经济因素与微观尺度城镇用地扩张的耦合机理。本研究有助于揭示城市群城镇用地扩张的关键驱动因子及其关键作用过程，将为城市群社会经济发展政策和土地利用政策的制定提供科学依据。

城市群是我国未来城镇化发展的主要形态，是城镇用地扩张的重点区域。城市群各城市间相互关系密切，使得城市群城镇用地扩张在不同尺度上存在复杂的耦合关系，对城市群城镇用地扩张时空格局具有重要的影响。本研究以武汉城市群为案例区，在城市群城镇建设用地扩张时空格局及其多尺度驱动机制分析的基础上，构建分区异步元胞自动机模型揭示城市群城镇用地扩张的关键过程。结果表明：（1）1990年以来，武汉城市群城镇建设用地面积有较大幅度增加，并且呈现明显的阶段性特征；空间上，武汉城市群城镇建设用地扩张最明显的区域集中在武汉市及其周边区域。（2）宏观尺度土地利用政策对中观尺度社会经济因素对城镇建设用地扩张的驱动机制具有显著影响，2001年出台的《湖北省促进民间投资发展的若干意见》使得武汉市城镇建设用地扩张的关键影响因子由2001年之前的家庭人均可支配收入变为2001年之后的非农业人口和城镇固定资产投资总额。（3）城市间相互作用力对城市建设用地利用效率具有显著影响，城市间相互作用力越大，城市建设用地利用效率越高，引入城市间相互作用力有利于提高城市建设用地模型的解释能力；城市间相互作用力对不同城市城镇建设用地扩张的影响程度不同。（4）武汉城市群城镇建设用地扩张压力与优先度存在显著的空间差异。武汉市市辖区城镇用地需求优先度远高于其它区域，造成城镇用地需求优先度空间差异的原因在经济发达地区和欠发达地区表现不同。（5）分区异步元胞自动机模型在城镇建设用地扩张模拟中具有较高的精度。针对传统元胞自动机模型难以表达地理现象和地理规律的空间异质性及其演化速率的空间差异性的不足，构建分区异步元胞自动机模型进行城镇用地扩张的模拟，模型精度具有显著提高。（6）分区异步元胞自动机模型适合用于城市群城镇建设用地的模拟。分区异步元胞自动机模型由于具备表达分区演化规则和异步演化速率的能力，因而采用分区异步元胞自动机模型进行城市群城镇用地扩张模拟可以得到较高的模拟精度。（7）分区异步元胞自动机模型在城市群土地资源优化配置方面具有明显的优势。根据土地利用效率、资源禀赋、经济发展的区域差异和全区域的粮食安全，依托分区异步元胞自动机模型开展了武汉城市群土地资源优化配置研究；以减缓区域气候变化为目标，采用分区异步元胞自动机模型和WRF模式进行了武汉城市群城镇用的扩张以及气候变化的情景模拟.