城市蔓延驱动机理的微观决策交互模拟与调控策略研究

The particularity and complexity of urban sprawl in China have not only resulted in serious negative effects but also led to big cognitive controversies among scholars. Theoretical controversies have reflected practical dilemmas, which means extant anti-sprawl measures are exactly insufficient. Therefore, studies on urban sprawl in China are of great urgency, importance and typicality both in theory and practice. Focusing on urban land development, this project intends to connect the micro gaming process of different stakeholders pursuing land development profits and the macro urban sprawl pattern, in order to bridge the gap between theory and practice. Firstly, according to the characteristics of urban land development, the scientific connotation of urban sprawl will be defined. Then the quantitative delineation and summary of multi-scale patterns for China-style urban sprawl will be conducted. Secondly, by introducing the simulation system of micro interactive decision-making and improving the basic assumptions of traditional decision-making model, the project intends to simulate the interactive decision-making process among different stakeholders pursuing land development profits and the impact of irrational decision-making behaviors, to establish a bottom-up explanatory framework, consequently to deepen the understanding of the inherent driving mechanism of urban sprawl in China. Finally, according to the driving mechanism of urban sprawl, the project will bring forth new ideas on differentiated adaptive strategies for urban sprawl governance in China from the perspective of a combination of micro agents and macro strategies.

中国城市蔓延的特殊性与复杂性导致严重负面效应的同时也催生了学界的认识争议。理论上的争议也反映在实践的困境上：蔓延治理工具运行效率低下。因此，深入研究中国的城市蔓延在理论与实践上都具有紧迫性、重要性与典型性。本研究以城市土地开发为纽带，将微观层面不同利益主体围绕土地开发收益分配的博弈过程与宏观层面城市用地蔓延关联起来，搭建跨越理论与实践鸿沟的桥梁。首先，以城市土地开发利用为切入点，界定城市蔓延的科学内涵，实现“中国式”城市蔓延特征的定量刻画与多尺度模式总结；其次，引入微观决策交互仿真系统并创新传统决策模型的理论假设，模拟利益主体围绕土地开发收益分配的决策交互过程及非理性决策行为的影响，建立一个“自下而上”的解释框架，深入理解中国城市蔓延特殊性的内在驱动机理；最后，根据对蔓延驱动机理的深刻认识，从微观与宏观相结合的视角，创新中国城市蔓延治理的适应性、差别化调控策略。

中国城市蔓延呈现高密度居住、低密度产业、无序城中村等多态并存特点，与西方有明显差别，针对中国城市蔓延的理论研究与实践探索亟待深化。本研究以城市土地开发利用为切入点，界定了中国城市蔓延的概念内涵、测度了106个全国大城市蔓延指数，利用建筑轮廓、出租车轨迹、POI等多源空间大数据从城市蔓延对生态效应、空间品质的影响视角探索了城市蔓延微观决策机理，并通过多情景模拟提出了宏观与微观相结合的城市蔓延治理策略。主要研究发现，（1）城市蔓延具有多维度、动态性、多尺度性这三个方面内涵，空间紧凑度、人口集聚度、建设用地效率是我国城市蔓延的三个主要特征，现阶段城市蔓延表现为注重扩张效率和密度的特点；上海市存在三种城市蔓延类型：开发区产业发展导向型、郊区住宅开发导向型、基础设施建设型；（2）商业办公区建设、工业和住宅蔓延开发增加了北京市人为热排放；上海市、长沙市副中心建设的基础设施供给滞后，导致功能多中心发展滞后于形态多中心；稀疏、宽阔的道路建设使上海市城市活力与绿地可达性在郊区衰退；（3）高风险偏好决策者受城市吸引力影响，容易突破规划约束，采取边缘扩张型和跳跃型蔓延方式，造成较低集聚度和邻近度；决策者在互相协作的情况下使协调合作成本最低、城市发展综合效益最大；（4）对于“一带一路”首都城市区，生态优先情景有效抑制了城市蔓延，经济优先情景下转化为裸地的土地有所减少、城市出现连片蔓延；上海在政府决策情景下出现紧凑、集聚、有序的城市增长特征，这源于政府兼顾开发与保护的行为逻辑；（5）永久基本农田能减少城市蔓延对优质农田的侵占，但新区、大学城和开发区无法进一步发展；生态保护红线可有效控制城市蔓延，但随着红线范围的增大，对城市蔓延的控制作用逐渐减小。研究深化了中国城市蔓延理论，创新了地块尺度城市蔓延测度方法，为差异化城市蔓延治理、国土空间布局优化提供了决策依据。