基于sleuth模型的城镇建设用地扩展与多情景模拟研究——以芜湖市为例

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1、土地利用变化，可以用来模拟城镇的发展过程[11]。芜湖市位于安徽省东南部，地处长江中下游区域，是马芜巢产业组团的重要组成部分，是皖江城市带的“双核”之一，其优越的地理区位，社会经济的发展迅速，导致城镇建设用地扩展相对较为快速，耕地保护与建设用地需求之间的矛盾日益突出。然而，其扩展过程中仍然存在着土地利用效率低下、粗放式外延扩展等问题，可以将其作为中国社会经济发展与城镇化过程中的典型代表。本文以芜湖市中心城区为例，在研究城镇用地扩展时空特征的基础上，通过SLEUTH模型，对芜湖市中心城区城镇建设用地扩展进行多情景预测研究，对促使其未来城镇建设用地合理扩展，提高土地利用效益，协调其社会经济发展过

2、程中耕地保护与经济发展之间的矛盾具有重要的意义，同时也为其他类似区域提供借鉴与参考。1.2研究意义通过SLEUTH模型模拟城镇空间发展，结合城镇建设用地扩展演化理论，从不同的目标和需求出发，科学分析各种发展情景下城镇建设用地扩展演变及其效果评估，可以为土地利用总体规划、城市规划和政府决策等提供科学参考依据，具有理论和实践意义：（１）理论意义通过不同的图层和参数设定，利用SLEUTH模型模拟几种扩展情景，得出不同的城镇建设用地扩展形态。利用数量及消耗量、扩展形态特征、扩展空间分布、景观指数四个方面进一步评估各种情景的预测结果，为决策人员提供未来的多种可能情景。这从理论与方法上对未来城镇用地空间

3、形态的预测进行探索，进一步完善城镇用地扩展空间结构优化的理论与方法，对提高土地利用总体规划编制的科学性具有重要的理论意义。（２）实践意义在相关理论的指导下，通过对研究区域发展历史趋势分析，从而揭示芜湖市中心城区城镇建设用地扩展规律，为未来城镇扩展动态提供可预见的结果，并探讨不同结果的优劣与其产生的影响。利用SLEUTH模型三次校准得出适合芜湖市中心城区城镇空间动态变化模拟的最佳系数，并通过设置不同的情景对2万方数据芜湖市进行实例研究，为市政府管理部门科学合理地编制土地利用总体规划、城市规划以及可持续发展政策提供了有效的决策信息。同时丰富己有的SHLEUTH模型运用的研究成果。本文还引用凸壳原

4、理对城镇建设用地扩展形态进行识别和特征分析，并作用于紧凑城市发展情景之中，尽可能有效地控制城镇发展形态，将未来城镇建设用地的发展控制在凸壳内，引导凸壳内的用地优先开发。这对促进城镇建设用地的紧凑式发展、提高城市土地利用集约程度和土地资源的利用效率具有重要的实践意义。2国内外研究进展1.2国内研究进展（１）土地利用规划研究进展1947年，我国开始实行土地利用规划建设，当时的土地利用规划主要包含规划农业垦区，用于调节土地关系，而且大多数规划过程是探讨在计划经济条件下对全国土地利用的宏观调控。到了改革开放初期，我国初步建立并完善了社会主义市场经济体制，在市场经济条件下进行土地利用规划的重要性显得更

5、为突出。国内学者在借鉴国外先进科学理论和方法的基础上，通过比较不同国家和地区土地利用规划的差异，对适用于我国国情和市场经济体制下的土地利用规划内容、方法及模式进行了一系列的探讨[12]。随着我国城镇化进程的加快，逐渐出现了城镇建设用地规模扩张过快，土地利用效率低下，用地供需矛盾严重以及城镇用地结构比例失调等问题。在这种情形下，关于城镇土地利用规划的研究逐渐增多[13]。例如，我国在2004年修订的土地管理法，要求土地利用总体规划与城市规划两者相衔接，同时，土地利用总体规划应当力着于包括行政辖区内的全部土地。在城镇土地可持续利用研究方面，国内不少学者通过对城镇土地利用模式、土地利用和农用地保护

6、之间的关系以及城镇土地最有效利用等一系列研究，提供了相应的协调城镇建设用地发展与耕地保护之间关系的依据[13]。近年来随着我国三轮土地利用总体规划的相继制定与实施，许多新的规划3万方数据理念开始涌现，例如理性发展理念、弹性规划理念以及基于科学发展观的其他理念等。李明（2006）认为理性发展理念是人们针对城镇无序扩展、城镇边界的蔓延日益严重而提出的，其核心思想是解决如何既能满足市场各方的用地需求同时却又不造成城镇的边界无序蔓延的情况[14]。龙开胜（2005）制定的《土地规划法》中详细介绍了在土地利用总体规划中融合理性增长模式的具体措施，运用“自上而下”、“自下而上”或者两者相结合的模式，将其

7、落实到规划目标和内容中，促进社会经济以及生态环境的可持续发展[15]。（2）城镇建设用地扩展形态特征研究进展在国内，一部分学者对城镇扩展形态特征表现出了一定的重视[16]，仇保兴等（2006）认为边缘区的混乱、郊区蔓延、交通拥堵等现象在很多城镇中都有着不同程度的体现，以后将成为中国城镇化过程中城镇扩展的明显特征[17]。丁成日等（2005）将城镇扩展的时空特征概括成新城或卫星城建设、摊大饼式的连续性扩张以及已