《探析城市病：都市密集區(qū)城鎮(zhèn)土地格局的環(huán)境效應與適應》順應國內外城市化與生態(tài)環(huán)境空間耦合的研究動向，立足中國發(fā)展與規(guī)劃背景下的本土特色研究，著眼于城市化進程迅速且發(fā)達的長三角都市密集區(qū)，從不同尺度揭示城鎮(zhèn)用地格局與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的空間關聯(lián)和空間作用過程；系統(tǒng)研究城鎮(zhèn)用地格局（用地增長的規(guī)模、分布、空間過程與模式）與自然地理要素（地形、河網(wǎng)、公路）、自然景觀要素（破碎度、隔離度、服務功能）、關鍵自然生態(tài)過程（熱島、內澇）等的空間關聯(lián)和關鍵作用參數(shù)；基于上述定量模擬關系和參數(shù)，提高基于元胞自動機空間顯示模型的城鎮(zhèn)用地增長預測精度；最后應用指導城市和土地利用規(guī)劃中的空間分區(qū)、增長邊界及用地布局等專題研究。
《探析城市病：都市密集區(qū)城鎮(zhèn)土地格局的環(huán)境效應與適應》可作為各級城市規(guī)劃部門、各級環(huán)保部門、各級發(fā)展和改革委員會工作人員的參考書，也可作為大專院校、科研機構相關專業(yè)研究生教材和科研工作參考用書等。
土地利用是人文地理學傳統(tǒng)的研究核心，尤其是快速城鎮(zhèn)化引起的城市用地蔓延成為諸多生態(tài)環(huán)境問題的根源。2005年全球土地計劃（GLP）形成以土地利用為核心的人類活動一環(huán)境系統(tǒng)耦合的研究新動向，城市用地增長的可持續(xù)性成為研究焦點。20世紀80年代以來，我國的地表景觀格局和自然生態(tài)過程受到了嚴重干擾，這些變化與“人口爆炸”所帶來的物質需求的空前增長和人類活動密切相關。《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》提出研究重點流域城市化、土地利用、工業(yè)化等大規(guī)模人類活動的生態(tài)影響、適應性，而協(xié)調城市化與生態(tài)環(huán)境的關系問題是國家發(fā)展規(guī)劃的重要命題，并已經(jīng)上升為世界性的戰(zhàn)略問題。城市地理學和城鄉(xiāng)規(guī)劃學長期以來主要關注城鎮(zhèn)用地空間組織的經(jīng)濟維和社會維，偏重城市經(jīng)濟地理和城市社會地理的研究。學科發(fā)展源于現(xiàn)實，城市地理和城鄉(xiāng)規(guī)劃研究必須適應解決當前城鎮(zhèn)化與生態(tài)環(huán)境矛盾的現(xiàn)實需求，拓展和深化學科的研究內容。20世紀80年代以來，長江三角洲地區(qū)城鎮(zhèn)及各類開發(fā)區(qū)無序占用自然生態(tài)用地，導致斑塊增多、破碎化加劇，嚴重損壞了自然生態(tài)結構和功能的完整，集結在一起的龐大的人口和經(jīng)濟實體，將對生態(tài)環(huán)境演進與保護再次提出嚴峻挑戰(zhàn)。城鎮(zhèn)用地一自然景觀的相互作用格局與過程是表達流域人一地關系狀況的重要方面。
《探析城市病：都市密集區(qū)城鎮(zhèn)土地格局的環(huán)境效應與適應》順應國內外城市化與生態(tài)環(huán)境空間耦合的研究動向（第一章），立足中國發(fā)展與規(guī)劃背景下的本土特色研究，著眼于以高速、大規(guī)模的城市化進程為特點的長三角都市密集區(qū)，從不同尺度揭示城鎮(zhèn)用地格局與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的空間關聯(lián)和空間作用過程：系統(tǒng)研究城鎮(zhèn)用地格局（用地增長規(guī)模、位置、空間過程與模式）與自然地理基礎要素（地形、河網(wǎng)、公路）（第二章）、自然生態(tài)景觀格局（破碎度、隔離度）（第三章）、關鍵自然生態(tài)過程（熱島效應、內澇效應）（第四章和第五章）等空間關聯(lián)和關鍵作用參數(shù)；基于上述定量關系和模擬參數(shù)，提高基于元胞自動機空間顯示模型的城鎮(zhèn)用地增長預測的精度（第六章）；然后應用于指導城市和土地利用規(guī)劃中的空間分區(qū)、增長邊界及用地布局等專題研究（第七章）；最后提出構建以土地可持續(xù)利用為核心的未來城市景觀地理研究框架的設想（第八章）。相比其他同類著作，本書特色在于僅僅圍繞城市化的空間效應和優(yōu)化，系統(tǒng)且重點地揭示其對生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)要素的空間作用機理，并立足我國最大的都市密集區(qū)域開展中國本土研究，研究方法創(chuàng)新性強。
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蘇偉忠，南京大學人文地理學博士。現(xiàn)任中國科學院南京地理與湖泊研究所副研究員，中國地理學會會員、中國景觀生態(tài)學會會員、中國自然資源學會會員。已主持國家自然基金項目及課題5項，在地理學報等國內地理刊物發(fā)表文章16篇，在Landscape and Urban Planning等國際城市景觀刊物發(fā)表SSCI/SCI文章10篇，獨立合作出版專著3部，先后獲省部級科研及城鄉(xiāng)建設系統(tǒng)獎勵3項。專業(yè)領域為城市與與規(guī)劃研究、城市景觀地理、土地利用與城市可持續(xù)發(fā)展。
楊英寶，中國科學院南京地理與湖泊研究所理學博士。現(xiàn)任河海大學副教授，地球科學與測繪工程學院副院長。已主持國家自然基金項目及課題3項，發(fā)表學術文章20余篇，獨立合作出版專著2部。專業(yè)領域為熱紅外遙感及城市可持續(xù)發(fā)展研究。
前言
第一章 研究背景及相關研究動態(tài)
一、研究背景與意義
（一）現(xiàn)實背景及需求
（二）理論背景及意義
二、國內外相關研究進展
（一）城鎮(zhèn)用地格局研究體系概述
（二）城鎮(zhèn)用地增長模式與過程研究
（三）城鎮(zhèn)用地格局優(yōu)化適應理論亟待加強
（四）城鎮(zhèn)用地格局環(huán)境效應研究蓬勃興起
（五）研究評述及本書研究視角
第二章 區(qū)域城鎮(zhèn)分布格局的自然地理關聯(lián)
一、城鎮(zhèn)體系與自然地理格局關聯(lián)
（一）研究方法與數(shù)據(jù)
（二）基于等高線的城市分布格局
（三）基于水系的城市分布格局
（四）基于道路的城市分布格局
（五）長三角城鎮(zhèn)聚落地貌格局
二、城鎮(zhèn)用地格局演變的自然地理關聯(lián)
（一）流域城鎮(zhèn)建設用地擴張增量
（二）城鎮(zhèn)建設用地擴張速率
（三）城鎮(zhèn)建設用地擴張強度
（四）建設用地擴張空間格局分析
（五）城鎮(zhèn)建設用地擴張的地形特征
第三章 城鎮(zhèn)用地變化的生態(tài)景觀效應
一、城鎮(zhèn)群體用地格局的生態(tài)用地破碎效應
（一）破碎度測度及城鎮(zhèn)用地格局指標
（二）破碎綜合模型及測度結果
（三）破碎度與城鎮(zhèn)化關聯(lián)分析
二、城鎮(zhèn)個體用地格局的生態(tài)景觀隔離效應
（一）城市化空間過程及生態(tài)效應測度
（二）城鎮(zhèn)用地變化的空間過程
（三）城鎮(zhèn)用地變化的生態(tài)效應
三、對生態(tài)保護與城市空間發(fā)展的啟示
（一）破碎特征是生態(tài)空間戰(zhàn)略選擇的重要依據(jù)
（二）對引導城鎮(zhèn)用地空間布局的啟示
（三）城鎮(zhèn)用地的聚合度與交通指向性
（四）城鎮(zhèn)與生態(tài)相互作用的“隔離”效應最小化
第四章 城鎮(zhèn)用地格局的熱環(huán)境效應
一、長三角熱環(huán)境時空格局
（一）區(qū)域尺度土地利用一熱環(huán)境研究
（二）長三角熱環(huán)境格局提取過程
（三）長三角城市群熱島特征時間演變的結果與分析
二、典型城市熱環(huán)境與景觀格局特征關系
（一）線性混合光譜分解原理
（二）典型城市地表溫度反演過程
（三）不同城市用地與溫度反演比較
三、南京城市用地格局的熱環(huán)境反常規(guī)現(xiàn)象
（一）南京市熱場分布和土地利用／覆被類型關系
（二）南京市熱島效應空間分布差異
（三）同一用地類型的熱島效應差異
四、南京城市綠地高溫區(qū)格局分析
（一）“高溫”綠地斑塊及其空間屬性
（二）城市下墊面及地表溫度格局
（三）城市綠地高溫區(qū)結構與格局
（四）綠地鄰域下墊面對高溫區(qū)形成的影響
五、城市增長模式對熱環(huán)境的影響機制
（一）ENVI一met模型原理及精度檢驗
（二）城市綠地形態(tài)的熱環(huán)境效應
（三）城市居住一綠地結構配置的熱環(huán)境影響
（四）城市增長模式的降溫效應初步結論
第五章 城鎮(zhèn)用地格局的內澇效應
一、城市土地利用控制的雨洪管理研究體系
（一）國外城市內澇誘因及雨洪防控的研究
（二）國內城市內澇誘因及雨洪防控的研究
（三）城市空間布局與洪澇管理分區(qū)的互動關系與調控
二、太湖流域尺度城市用地擴展的洪澇風險性評價
（一）流域洪澇風險分區(qū)框架體系
（二）不同洪澇風險區(qū)城鎮(zhèn)建設用地擴張
（三）城鎮(zhèn)建設用地擴張的洪澇風險趨勢成因
（四）流域尺度洪澇風險區(qū)城鎮(zhèn)增長的主要結論
三、城市尺度用地擴張的洪澇孕災環(huán)境影響
（一）洪澇孕災環(huán)境要素體系
（二）城鎮(zhèn)建設空間增長特征
（三）不透水面分布格局特征
（四）匯水區(qū)分布格局特征
（五）河流景觀影響分析
（六）雨季內澇產(chǎn)生的孕災環(huán)境綜合分區(qū)
四、新區(qū)用地分區(qū)與空間結構規(guī)劃的積水影響
（一）研究區(qū)規(guī)劃過程
（二）城市用地空間組織的新方法
（三）基于內澇關聯(lián)的城市用地空間組織及其內澇類型
（四）城市用地空間布局方案的積水影響
第六章 多因素集成的城鎮(zhèn)土地利用擴展模擬研究
一、 Dyna-CLUE模型原理
（一）模型結構模擬介紹
（二）空間分析與轉換規(guī)則
（三）動態(tài)模擬與精度檢驗
二、土地利用變化規(guī)模預測
（一）GM（1，1）模型方法預測
（二）速度調控方法預測
（三）預測結果比較分析
三、土地利用二元Logistic回歸分析
（一）驅動因子選擇
（二）數(shù)據(jù)預處理
（三）回歸分析結果及其檢驗
四、土地利用轉換規(guī)則
（一）土地利用轉移矩陣
（二）土地利用類型穩(wěn)定性
（三）限制區(qū)域情景設置
五、土地利用變化模擬結果
（一）模擬結果有效性檢驗
（二）未來土地利用空間格局預測
第七章 綜合多要素的城鎮(zhèn)土地利用生態(tài)優(yōu)化
一、城鎮(zhèn)與生態(tài)空問協(xié)調的分區(qū)戰(zhàn)略模式
（一）基于鄰域圈的空間單元與判別依據(jù)
（二）分區(qū)戰(zhàn)略模式
（三）宜溧河流域案例研究
二、城市擴展邊界劃定方法
（一）劃定方法與數(shù)據(jù)
（二）城市用地規(guī)模與格局
（三）城市承載力分級分區(qū)
（四）城市增長邊界生成
（五）UGB與其他邊界線的比較及方法評價
三、重點開發(fā)區(qū)規(guī)劃方法初探：常州東大門指引
（一）承載力約束分析
（二）東大門地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式建議
第八章 城市用地可持續(xù)格局研究體系展望
一、城市景觀地理研究框架
二、城市用地與洪澇管理研究展望
（一）國內外相關研究述評
（二）未來我國城市增長與雨洪管理研究框架
參考文獻
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《探析城市病：都市密集區(qū)城鎮(zhèn)土地格局的環(huán)境效應與適應》：
把城鎮(zhèn)作為點和把城鎮(zhèn)作為面，從這兩個尺度開展都市密集區(qū)典型發(fā)達流域城鎮(zhèn)景觀（土地利用）與自然地理要素的關聯(lián)研究，揭示城鎮(zhèn)與關鍵自然地理格局（如地理地形、水系、公路等）的關聯(lián)機制和規(guī)劃合理性。這是理解城市發(fā)展歷史的自組織機制與現(xiàn)代規(guī)劃用地布局過程的定量表征，也對當前我國快速城市發(fā)展背景下用地與自然地理格局相互作用關系進行了合理性評價。自然地理環(huán)境是一個有機的整體，其中的各種現(xiàn)象和過程不是孤立的，而是相互聯(lián)系相互制約的，也就是我們所說的自然地理的整體性。我們人類所生活的城市，由于過度的開發(fā)、改造，使城市及其周圍的自然地理環(huán)境被破壞，產(chǎn)生大量的環(huán)境問題。要協(xié)調好這一問題，我們就應該從自然地理環(huán)境的整體性入手，在城市開發(fā)建設過程中，始終要把自然地理環(huán)境放在首要位置，要以最小的環(huán)境代價換取其他方面的發(fā)展。畢竟，自然環(huán)境被破壞后的修復所需要的時間是極其漫長的，而且人也是自然環(huán)境的一個組成部分，因此一切的發(fā)展都要以協(xié)調好人地關系為基礎。
一、城鎮(zhèn)體系與自然地理格局關聯(lián)
《探析城市病：都市密集區(qū)城鎮(zhèn)土地格局的環(huán)境效應與適應》以長三角的自然地理格局為紐帶，分析生態(tài)用地與城鎮(zhèn)空間分布的關聯(lián)性，主要數(shù)據(jù)包括反映區(qū)域地形的高程數(shù)據(jù)、生態(tài)用地和城鎮(zhèn)用地矢量圖、水網(wǎng)和道路網(wǎng)絡圖。自然生態(tài)格局與基于水系和等高線標度的自然地理格局的確具有一定關聯(lián)，生態(tài)用地往往分布在大面積的水域和一定高度的地形地貌區(qū)。
基本假設為水系把流域分為高地、水體及沿河平原，從三者的關系來看，高地一般是河間高地，而平原一般是沿河平原。但不同地貌類型區(qū)的情況有所差異，一般在山地河谷地貌區(qū)域的這種分界線比較清晰。從一般城鎮(zhèn)的發(fā)展歷程來看，城鎮(zhèn)格局分布具有依山傍水、沿河分布的特點，現(xiàn)代城鎮(zhèn)擴展又具有道路趨向特征。受高強度的人類活動如土地利用、城市化和農(nóng)業(yè)活動的影響，許多林地退縮至一定的高程線以內。水系作為一類生態(tài)系統(tǒng)，其水運和水供應以及景觀功能受到城鎮(zhèn)發(fā)展的青睞，同時也直接受到城鎮(zhèn)用地的擠壓、侵占和污染物排放的影響。公路是聯(lián)系城鎮(zhèn)的紐帶，是近現(xiàn)代城鎮(zhèn)發(fā)展和擴展的重要軸線，因而對公路布局的控制有可能就是對城鎮(zhèn)周邊生態(tài)用地的保護。因而，選擇高程線、水系和公路作為參考系，分析城鎮(zhèn)格局和用地擴展與生態(tài)用地的相互作用關系。同時，選擇三個參考系也是對中心地理論中交通-聚落六邊形結構的延伸，即改變均質平原的假設條件，拓展分析聚落與等高線、水系和公路鐵路線的空間關系（蘇偉忠等，2008）。
（一）研究方法與數(shù)據(jù)
1.城鎮(zhèn)格局生態(tài)關聯(lián)分析
《探析城市病：都市密集區(qū)城鎮(zhèn)土地格局的環(huán)境效應與適應》基于1984年遙感影像的土地利用矢量圖，把各個城鎮(zhèn)用地重心作為城鎮(zhèn)的點數(shù)據(jù)，分析這些城鎮(zhèn)點數(shù)據(jù)與生態(tài)用地的空間關系。具體分析方法如下：①等高線分析。分析城鎮(zhèn)點數(shù)據(jù)分布的等高線關聯(lián)，根據(jù)數(shù)字高程線，尋找城鎮(zhèn)點數(shù)據(jù)分布密集的等高線，并根據(jù)這些等高線劃分無城鎮(zhèn)點數(shù)據(jù)區(qū)、城鎮(zhèn)密集區(qū)和城鎮(zhèn)稀疏區(qū)。然后通過計算這些地區(qū)生態(tài)用地面積的比重，進而探尋城鎮(zhèn)分布格局與生態(tài)用地的空間關系。②水網(wǎng)分析。分析城鎮(zhèn)點數(shù)據(jù)分布的水系關聯(lián)，根據(jù)河流水系圖，尋找城鎮(zhèn)點數(shù)據(jù)分布密集的河流，以及這些城鎮(zhèn)點數(shù)據(jù)與河流節(jié)點的空間關系。⑨交通道路分析。分析城鎮(zhèn)點數(shù)據(jù)分布的公路關聯(lián)，根據(jù)公路網(wǎng)絡圖，尋找城鎮(zhèn)點數(shù)據(jù)分布密集的河流，以及這些城鎮(zhèn)點數(shù)據(jù)與公路交叉點的空間關系。
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