资源衰退型矿业城市棕地群空间格局演变规律及其与绿地系统建设关系研究

Resource declining mining cities face the multiple challenges of industrial transformation and environmentally sustainable development. The industrial wasteland is gathered to form the brownfield cluster. In this study, the representative resource declining mining cities in China will be selected to accumulate a batch of Landsat imagery data, coordinating with the regional atlas and other geographic data, applying the remote sensing techniques to identify the spatial pattern of the brownfield cluster, to develop a national geographic information system database of the brownfield cluster for the resource declining mining cities. On this basis, the landscape ecology indices of brownfield cluster will be calculated, and the evolution and the basic model of the cluster in the resource declining cities will be extracted and analyzed. The key features of different stages will be summarized to explicate the regulation of the spatial pattern dynamic of the brownfield cluster. This study will integrate the brownfield cluster with the urban green space system in a holistic manner to evaluate the relationship of the static spatial patterns and the dynamic evolution of them quantitatively and qualitatively, assessing the possibility of the transformation of the brownfield cluster to the green space system. Based on above analysis, Huangshi City in Hubei Province is selected as a case study to be investigated in depth. The land pattern features and the dynamic changes of its brownfield cluster will be assessed to reveal the interaction between the brownfield and the green space system. The comprehensive and optimized sustainable governance solutions for the brownfield development of the city will be proposed based on the scientific results.

资源衰退型矿业城市面临产业转型和生态修复的多重挑战，城市中具有污染危害的棕地面积巨大，且以棕地群的形式占据城市空间的重要位置，其生态修复过程对城市绿地系统的建设有着重要影响。本研究选取我国典型资源衰退型矿业城市，通过多时相Landsat遥感影像数据分析，配合区域地图集和其他空间地理资料，利用宏观遥感监测技术识别此类城市棕地群的空间格局，开发建立全国资源衰退型矿业城市棕地地理信息数据库。在此基础上，计算棕地群的景观生态学指标，通过不同时相阶段特征的比较研究，分析提炼出其演变规律及基本模式。本研究将该类棕地群纳入到城市绿地系统建设的视角下进行整体性分析，定量与定性相结合地评价二者的静态空间格局与动态演变关系，预测棕地群转型结合绿地系统建设的可能模式。在前期研究基础上，选取湖北省黄石市作为重点案例深入研究，评价其棕地群改造前后的生态效益，提出将棕地作为城市绿地系统建设来源用地的优化策略。

我国资源衰退型矿业城市面临着经济转型、生态修复与社区更新等方面的严峻问题，曾经作为城市支柱的工矿业场地转变为废弃棕地，多以集群的形式存在，严重影响着城市的空间发展与绿地系统建设。本课题完善了“棕地群”的定义，分析了其形成的内在逻辑，认知维度和内涵拓展，并进一步分析其动因与特性，提出了棕地群空间特征分析模型。基于遥感影像数据研发了基于多源信息分析与人工智能识别的棕地识别技术，为构建棕地地理信息数据库奠定基础，该技术具有推广应用价值。面向我国56个资源衰退型矿业城市，归纳总结其自然地理、城市规模、工业发展和城市转型等四个方面的特征；基于ArcGIS平台，通过空间分析和数理统计方法，选取黄石市、新余市、抚顺市和唐山市作为重点实证研究城市，定量分析其棕地群与城市绿地系统及人居环境的关系、棕地群格局的动态演变规律及其影响因素，并针对性地提出棕地群再生及绿地系统空间优化方案。本课题为我国资源衰退型矿业城市的棕地地理信息数据库构建、棕地高效率识别技术推广应用提供了理论基础和技术支撑，为重点案例城市的棕地再生提供了有针对性的优化方案，为同类型资源衰退型矿业城市的棕地群再生提供参考依据。