基于SSPs情景预测的市域尺度城市增长边界模拟研究 ——以开封市为例

作     者：张华博 

作者单位：河南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：秦奋;王海鹰

授予年度：2022年

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 08[工学] 081303[工学-城市规划与设计(含：风景园林规划与设计）] 0813[工学-建筑学] 0833[工学-城乡规划学] 083302[工学-城乡规划与设计] 

主      题：共享社会经济路径(SSPs) 城市增长边界 城市扩张 元胞自动机 生态服务价值 

摘      要：随着国家对国土空间规划提出新要求,针对目前城镇化进程中面临着城市空间过度蔓延、土地资源紧张等问题,科学控制城市增长边界是解决当前城市无序扩张的关键。本文以开封市域为研究对象,基于共享社会经济路径(SSPs),预测未来城市人口,进而预测城市未来用地需求总量。利用约束性Logistic-CA方法,综合考虑城市用地及生态保护,以水域为约束条件模拟城市未来发展,在生态保护的原则上从多情景的角度划定城市增长边界,实现城市空间合理的扩张,确定城市增长边界的合理空间分布格局,并评估因城市扩张带来的生态服务价值的变化。研究表明:(1)到2050年左右,SSPs路径下的人口总量、年龄结构、劳动人口等人口特征均与2010年有较大差异,并且人口呈现老龄化的趋势明显。SSPs路径下开封市未来人口预估总量差异较大,到2050年左右,SSP5路径人口总量最多,SSP4人口最少,两种路径相差101.75万人。SSP1、SSP3和SSP4路径在人口数量上较为接近。从年龄结构上看,与2010年相比,SSP1-5路径下老年人口的比重均有所增加,SSP1、SSP4和SSP5路径下人口结构呈现“倒金字塔型,处于人口衰退期,SSP2和SSP3路径下处于人口稳定期。从性别结构上看,65岁上老年人口中女性老年人口高于男性老年人口的趋势尤为明显。从人口主体上看,不同路径下人口最多的年龄段为40-64岁,占总人口的47.6%,人口呈现老龄化趋势明显。从劳动人口上看,未来5个SSP路径下,少年人口和劳动力人口均有不同程度的减少,老年人口在总人口的占比有较大提升。SSP1、SSP4和SSP5路径下人口老龄化问题可能更为严重。(2)到2050年左右,SSPs情境下开封市城市化水平均呈现由快增长到慢增长的收敛趋势。基于2050年开封市不出现逆城镇化率现象的设定,对未来城市化水平进行预估,结果表明,因为城市化的发展受到人口总量、经济条件、农业生产和其他资源禀赋的制约,不同SSP情境下城市化水平均呈现由快增长到慢增长的收敛趋势。到2050年时,SSP1、SSP4和SSP5路径下城市化水平能够达到77.3%,平均年增长0.83%;SSP2和SSP3路径下能够分别达到74.4%和67.6%,平均年增长分别为0.73%和0.53%。(3)SSPs情景下未来开封市的城市扩张有较大的共性,除了内涵式发展以外,开封市域内,城镇扩张速度较为迅猛,未来开封市主城区在向四周扩张的同时,以往西部扩张最为显著,其余四县沿交通线扩张的趋势较为明显,开封主城区、兰考县与杞县之间有形成点-轴的发展趋势。兰考县向东北方向发展的趋势较为明显。尉氏县和杞县在南部也有较大扩张。通许县的城市发展较为迟缓。开封市中心城区、兰考县与祥符区之间联系更加紧密,形成开封市的增长中心,促进了开封市区的统筹发展。未来建设用地的规划与开发主要集中在主城区西部,主要是汴西新区的集中建设成为开封市新的发展空间。市县城市通过发展制造业吸纳乡村人口,特色乡镇发展民营经济吸纳农民进入小城镇,城镇常住人口将持续增加。通过不断增强城镇的吸引力、承载力和可持续发展能力,科学组织和规划城镇功能,形成区域新兴增长极,开封市的城市化发展将步入重要的战略机遇期。(4)开封市各土地利用类型生态系统服务价值主要以耕地和水域为主,大量农田被城市侵占是生态价值减少的主要原因。2015年开封市生态系统服务总价值为93.47亿元,从土地利用类型角度看,耕地的生态系统服务价值为77.05亿元,占总价值的82.4%左右;水域的生态系统服务价值排在第二位,为14.76亿元;林地的生态系统服务价值为1.42亿元;草地的生态系统服务价值仅为0.24亿元比重最小。以城市发展为主和生态保护为主两种城市扩张情景下,2030和2050年SSP1-5情景的生态系统服务价值均有所减少,主要是城市扩张侵占大量农田引起。