中国城市空间形态紧凑性及其环境效应研究

City development toward compact forms is important in China, where land resources are rather limited. However, little is known about the effects of compact-city development on the environment in Chinese cities. This research is intended to use the data from typical cities in China to develop city's compactness-index models and analyze the characteristics of city's compactness; select environmental variables that are sensitive to changes in compactness indices, quantify correlations between environmental variables and compactness indices, and clarify the responses of single environmental variables to city's compactness; develop weighted multivariable indices from the sensitive variables, quantify correlations between the comprehensive environmental indices and compactness indices, and clarify the responses of multiple environmental variables to city's compactness; determine the compactness index values corresponding to the optimal environmental effects, derive the suitable ranges of compactness indices, characterize spatial form, pattern, and distribution of urban land within the suitable ranges of compactness indices, and obtain the models of compact-city development for better protecting urban environment.

中国土地资源有限，应当采取紧凑型的城市空间发展模式。尽管紧凑发展已被越来越多地认为是一种可持续的城市发展模式，然而，我国城市密度已经相对较高，在城市化进程中已经集中出现了一些突出的环境问题，因此，急需针对我国主要城市研究形态紧凑性的环境效应。本项目拟构建城市形态紧凑度指数模型，分析中国城市的紧凑性特征；应用多元逐步回归分析筛选对紧凑度指数有显著影响的环境因子作为控制性环境因子，对控制性环境因子进行加权计算得到城市环境综合指数；构建紧凑度指数与各个控制性环境因子以及城市环境综合指数与之间的关系函数，分析得到环境效应最佳时的紧凑度范围。其意义在于：（1）揭示城市形态紧凑性的单因子环境效应和综合环境效应；（2）阐明我国城市发展的空间形态紧凑度适宜区间，分析我国主要城市目前的紧凑性水平，以期指导其未来的空间发展方式，实现既节约有限的土地资源，又减少相关环境问题。

中国土地资源有限，应当采取紧凑型的城市空间发展模式。尽管紧凑发展已被越来越多地认为是一种可持续的城市发展模式，然而，我国城市密度已经相对较高，在城市化进程中已经集中出现了一些突出的环境问题，因此，急需针对我国主要城市研究形态紧凑性的环境效应。本项目对中国城市空间形态紧凑性进行度量，分析中国城市的空间形态特征。进一步将空间形态指标与城市公共基础设施、生态协同、NO2排放量等环境因子结合，通过统计分析方法、数据包络分析探索中国城市空间形态的环境效应，揭示城市空间形态对环境问题的影响机制，对城市规划、环境保护、提供实证与启示。研究发现城市空间越紧凑、形状复杂度越低，资源环境越是节约。目前，中国城市的紧凑性具有较大的区域差异和规模差异。针对空间形态与环境因子的匹配程度不高的大部分城市，需要进行空间调整或者增加生态环境投入。本项目的研究意义在于：（1）揭示了城市形态紧凑性的单因子环境效应和综合环境效应；（2）阐明了我国城市发展的空间形态紧凑度适宜区间，分析我国主要城市目前的紧凑性水平，以期指导其未来的空间发展方式，实现既节约有限的土地资源，又减少相关环境问题。