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城市作为人工生态系统与自然生态系统相互耦合的复杂系统,对其土地利用变化及其驱动机制的研究是土地覆被与土地利用变化(LUCC)研究的重要方向之一。本文基于地理信息系统和数理统计方法,从城市用地扩展的规模、强度以及空间形态特征的空间分异入手,进一步探讨宏观层次上城市用地扩展的影响因素(社会经济背景、空间可达性、城市规划的空间布局导引等)及其空间分异,在此基础上,系统分析深圳市1994-2001年间具有不同用地扩展特征的城市各分区中城市用地扩展的驱动机制。
在GIS的技术支持下,应用空间信息熵方法,对深圳市城市用地扩展的空间特征及空间差异进行量化分析,并归纳和探讨城市用地扩展的空间模式。研究结果表明,在1994-2001年间,深圳市城市用地以向外蔓延的方式进行扩展,其中交通线路对城市扩展发挥着导向性作用,行政中心的聚集作用并不显著。根据不同行政单元内部的城市扩展用地聚集特征的异同,对扩展用地相对于行政中心和交通线路的熵值进行聚类分析,可以归结出四种主要扩展模式,即紧凑聚集式扩展、行政中心聚集式扩展、交通线路聚集式扩展和低密度蔓延式扩展。通过建立城市用地扩展与宏观层次影响因素,即社会经济背景、空间可达性及城市规划的空间布局导引等一系列影响因素之间的相关关系,按照一定的原则,可以进行基于城市用地扩展的空间分区,主要包括:城市发展中心区、城市发展次级中心区、综合性物流功能区、成熟型工业区、受限发展工业区、起步型工业区和生态受限发展区。
在城市用地扩展分区的基础上,选取出可能影响城市用地扩展的四个因素层面上的14个驱动因子,借助于空间逻辑回归方法,探讨不同用地扩展分区的主导驱动因子及其驱动机制,并试图在全市域尺度下利用同样的方法,比较二者在结论上的差异。研究结果表明,不同扩展分区的城市用地扩展,其主导驱动因子及驱动机制是各异的。综合七种分区的模型,共有9个驱动因子进入到驱动力模型中,但全市域模型中只包含了其中7个驱动因子,另外2个仅在扩展分区的模型中出现,因此,单就全市域的驱动机制进行探讨,并不足以掌握城市内部用地扩展驱动力及驱动机制上的异同。另外,坡度几乎对全市域所有的城市用地扩展起到了限制作用;而城市总体规划,在全市域的模拟中起到了引导作用,但事实上,这种引导作用只在三个扩展分区的模型中有所体现。准确把握这种城市用地扩展的内部差异,对于城市发展决策者来说,具有非常重大的意义。
通过将局部模拟/全市域模拟得到的用地扩展概率与实际城市用地扩展进行比较,可以发现:基于空间特征和宏观影响因素,对研究区相关背景空间分异进行判定,将研究区划分为不同的城市扩展特征区域;进而在此基础上进行驱动力、驱动机制等的探讨,有利于提高空间模型的模拟精度。