城市土地开发主体间博弈视角下城市增长边界形成机理与模拟研究

Under the context of people-oriented urbanization goals, public rights and interests will be better protected and the game between the actors in land development process will be more obvious. As a result, both of them can affect land use pattern and urban form. Meanwhile, The traditional UGB design method that is based on population and per capital built-up area data cannot meets the requirements of urban management during the economic and industry transition period. Therefore, this study attempts to model the potential urban spatial development of Wuhan city based on a game modeling of the logic and behavior of actors in the land development process. The elastic urban growth boundary is simulated by using an integrated model which incorporates game theory and a logistic regression based cellular automata. In addition, we also design the rigid urban growth boundary based on the analysis of Carrying Capacity of Resources and Environment. According to the results of this study, we provide some suggestions for the design of urban growth boundary policy. This study can help planners develop better urban growth boundaries to optimize urban land space and promote urban sustainable development.

新型城镇化时期，以人为本的城镇化目标使得公众的权益将得到更好的保护，土地开发过程中主体间的博弈将更加明显，并以此影响土地利用方式，改变城市空间形态。与此同时，传统的基于人口和人均建设用地的城市增长边界划定方法已不符合经济产业转型期城市空间管理的需求。基于此，本项目以主体群组在城市土地开发过程中的收益及策略组合为切入点，运用博弈论模拟主体间相互作用及集体选择策略，联合城市空间扩张时空演变监测，分析主体间博弈行为对城市边界动态增长的影响；在资源环境承载力分析的基础上，划定城市增长刚性边界，同时预测城市用地增长量，在高时空分辨率下耦合元胞自动机和主体间博弈模型，模拟城市增长弹性边界，以期促进城市增长边界定量模拟研究，为协调生态安全保护与城市用地发展需求，优化城市用地空间格局，促进城市可持续发展提供科学依据。

新型城镇化时期，控制城市规模、优化空间格局已成为国土空间规划的重点工作之一。农地征收是农地转换为建设用地的主要手段，其实质是关乎到中央政府、地方政府、开发商以及包括农村集体在内的多主体博弈。新型城镇化时期，城市土地开发主体间的博弈结果将在空间上影响土地利用格局。然而传统的基于人口和人均建设用地的城市增长边界划定方法没有考虑到这种博弈机制对未来建设用地空间扩张的影响。本项目在长时期、多维度城市增长时空演变监测与度量的基础上，考察了高铁站点、地铁站点和道路中心性对城市用地扩张的影响，利用博弈论分析了中国当前土地开发过程中政府、农民和开发商三者之间的博弈关系，并将这种博弈结果与元胞自动机相结合进行空间化显示，构建了基于主体间动态博弈、主体间静态博弈以及将二者与元胞自动机相结合，分别对武汉市中心城区、武汉市江夏区的城市空间扩张进行了模拟，并据此划定了城市增长弹性边界。最终得到以下结论：（1）武汉市城市用地空间扩张明显，城市用地斑块形态呈现破碎化、复杂化特征，土地城市化速度远大于人口城市化速度；（2）高铁从无到有、多建设一个高铁站与多开通一条高铁线路都会显著促进城市用地的扩张；这种影响影响存在区域异质性，且依赖于城市经济、产业与人口发展水平；（3）新建地铁站显著增加附近地区的房价，这种影响从新建的地铁站延伸到周边1600m范围内。此外,距离地铁站1600米以内的二手房比距离较远的二手房价值高7-14%。（4）道路的邻近中心度仅在2km范围内与住房房价具有正相关关系，而接近中心度在搜索尺度大于1.5km时对房价有显著的抑制作用；（5）到2023年，武汉市中心城区城市建设用地将至少要达到442.77km2，几乎是2003年的2倍；到2023年江夏区的城市用地面积有望增加到375.19 km2。