河湟地区多尺度地理格局与兰西城市群相互作用的空间效应

The spatial effect of the interaction between geographical environment and urban agglomeration is one of the key scientific issues of sustainable development in ecosystems. The Hehuang region where Lanzhou–Xining urban agglomeration located is typical and representative of this issue. This project introduces the system theory, synergetics theory, the space-time unification theory and the multicenter symbiosis theory, and analyzes the coupling of man-land relationship from the perspective of human geography evolution history. We consider the geographical structure of the valley basin in the Hehuang region, combining with the development of the Lanzhou-Xining urban agglomeration. The comprehensive response model between the city size system and the spatial structure of water and soil resources carrying capacity is constructed, and the spatial structure of urban water and soil resources carrying capacity under different environmental scales and system space constraints is weighed. This project analyzes the path dependence and impedance of the spatial structure of urban agglomeration to the geographical environment structure from the regional scale of Hehuang, and reveals the growth process and general mechanism of urban agglomeration under the restriction of special geographical environment. The economic, social and ecological efficiency indicators will be constructed and the spatial effect and efficiency of the multi-center symbiosis system will be analyzed. We try to establish the spatial analysis framework and model of "geographical environment constraint - resource and environment carrying capacity balance - multi-center urban agglomeration symbiosis - system space optimization promotion - spatial comprehensive efficiency improvement", and put forward the policy objectives and measures of space efficiency promotion and governance.

地理环境与城市群相互作用的空间效应是生态敏感区可持续发展的关键科学问题之一。兰州-西宁城市群所在的河湟地区具有该问题的典型性和代表性。引入系统论、协同论、时空统一论、多中心共生论等，将河湟区域河谷盆地相间分布的地理结构与兰西城市群发展统筹考虑，从人文地理演化历史的角度分析人地关系耦合状况，构建城市规模体系与水土资源承载力空间结构之间的综合响应度模型，权衡不同环境尺度和制度空间约束下的城市水土资源承载力空间结构。从河湟区域尺度分析城市群空间结构对地理环境结构的路径依赖与阻抗，揭示特殊地理环境约束下的城市群成长过程和一般机理。构建经济、社会、生态效率指标，联动分析多中心共生系统的制度空间效应与效率。尝试建立“地理环境约束-资源环境承载力权衡-多中心城市群共生-制度空间优化推进-空间综合效率提升”的空间分析框架和模型。提出空间效率提升与管治的政策目标和措施。

摘 要：本项目以多期遥感数据和社会经济数据为基础，采用文献查阅、社会调查、空间分析等研究方法，利用ArcGIS、ENVI、数理统计等手段，以河湟地区、兰西城市群、典型河谷城市为研究对象，分析了近25年来以兰西城市群为核心的河湟地区人地关系耦合现状，阐明了河湟地区地理格局与兰西城市群相互作用的关系、过程、机理及空间效应，并提出未来城市群城镇空间发展的调控策略。结果表明：①兰西城市群人口呈“大分散、小集中”的分布格局，空间结构呈以兰州、西宁为核心的“双核”模式，分布形态与黄河干支流水系形态高度相似，且随地形变化呈垂直梯度效应和中低海拔河谷盆地指向。②兰西城市群生态潜在廊道整体由西北向东南方向延伸，走向与达板山-日月山-青海南山-拉脊山-积石山山地走势基本一致。生态重要性指数与城市群空间网络结构指数的关联度等级较强，多数区域属于生态重要性低-城市网络结构指数大或生态重要性高-城市网络结构指数小的分布模式。③兰西城市群空间结构的双核结构特征明显，空间联系强度呈以兰州、西宁为中心呈圈层状向四周辐射和沿交通走廊呈轴线状向东西延展特征，兰州、西宁城市流强度远高于其他城市，省际城市空间联系强度较弱且呈不均衡特征。④兰西城市群城镇空间扩张以沿河流延伸的条带状模式为主，城镇扩张强度上升趋势明显，地级市和县城逐渐成为空间扩展活跃区，“兰州-白银-定西”间的连片地带，逐渐成为城镇空间扩展的热点区域。⑤情景模拟显示，增长情景与基准情景下，兰西城市群城镇建设用地格局呈分散、无序状态，区域土地利用效率较低。生态与资源保护情景能够在尊重城市自然生态系统和生态环境承载力视角下防止城市无序蔓延，更适宜作为未来兰西城市群城镇建设用地优化配置的引导方向。研究结果揭示了城市群发展与多尺度地理格局相互作用的空间效应，可为西北地区城镇可持续发展、主体功能区划实施、生态文明和丝绸之路经济带建设提供决策参考。