典型喀斯特地区城市“空间-人口-经济-生态”系统动态耦合机理及优化调控

The research objects are Guiyang Metropolitan Area, whose core region is Guiyang urban. We discuss the expansion characteristics of the Metropolis over the past 700 years using remote sensing and historical literatures. At first, we have put more efforts into the study of the expansion characteristics during 1960s in the Metropolis using multi-temporal and multi-source remote sensing, furthermore the differences of expansion characteristics in different historical periods and technical-economic level are studied using historical literatures and GeoCA-based simulation since 1279. Combined experimental analysis with historical literatures, this project study the dynamic evolution characteristics and the coupling mechanism of the compound system of urban space, population, economy and ecology based on the urban built-up area of Guiyang. Additionally, we study the driving factors of urban expansion through comparative investigation and historical literatures of urban and suburb of Guiyang, and reveal the temporal-spatial evolution characteristics of driving factors using principal component regression and qualitative methods. At last, we simulate the historical LUCC and urban built-up area of Guiyang. Combined the simulation with the aforementioned research results, we propose a scheme of optimum adjustment for the compound system involved in urban space, population, economy and ecology, which will provide the scientific basis for the local region planning and sustainable.

以典型喀斯特省会城市贵阳为核心，以大贵阳都市区为研究对象，通过多源遥感和历史文献，研究700多年来的贵阳城市扩展特征。重点基于多源多时相遥感，分析1960s以来的大贵阳都市区城市扩展特征，并结合历史文献和地理元胞自动机，揭示1279年以来不同历史时期和技术经济条件下的城市发展特征差异。结合实验分析和历史文献，以城市扩展为核心分析城市“空间-人口-经济-生态”系统动态演变特征和耦合机理，同时，通过城市到郊区的对比调查和历史文献研究，利用主成分回归辅以定性分析，研究城市扩展的驱动因素，并揭示驱动因素的时空演变特征。最后，利用地理元胞自动机模拟研究区LUCC和贵阳城市空间变化，结合模拟结果和前期工作成果，提出研究区城市“空间-人口-经济-生态”系统优化调控方案，为喀斯特地区规划和区域健康发展，提供有价值的科学依据。

城市是随着人类发展而形成的地理空间，是有一定人口规模的以非农人口聚居为主的特殊聚落形态，是关于城市地理空间、人口、经济、生态的复合系统。城市发展已成为21世纪最具影响力的社会经济事件，快速膨胀的城市化已成为发展中国家的三大问题之一。根据数据资料的具体阶段性特征，分4种情况获取城市空间信息：明朝以前结合历史记载和城市发展特征；明清到民国时期结合文献记载和历史图件，并结合古今地名对比进行几何定位；民国后期到新中国初期，结合地形图等更高精度的专业图件获取；最后是从遥感影像获取。在建立城市空间信息的基础上，利用基于GIS的空间分析和统计方法，进行城市发展时空特征的分析，并结合社会经济数据进行城市“空间-人口-经济-生态”系统动态耦合和交互胁迫分析，在此基础上提出系统优化策略。项目研究得出主要结论如下：①贵阳还处于比较早期的阶段，贵阳城市空间扩展会对区域生态环境带来不利影响，城市经济发展会加剧当地生态环境问题。②长期以来，城市对当地大气环境有着明显的影响，对于典型的大气污染物PM2.5，城市区域的浓度显著高于背景值，并在主城区形成了明显的城市污染岛效应。但随着治理措施的有序推荐，这种“岛屿”效应正在减弱，环境问题的城乡二元结构正在被打破。③贵阳城市化与经济发展在动态波动中向前发展，但当前贵阳城市发展应避免简单粗暴的规模式扩张，应结合贵州省内实际和区域合作与分工特征，适度控制规模和速度。项目研究能够为大贵阳城市化的科学进程提供科学参考，也有利于其他城市的因地制宜的区域发展政策。