（人文地理学专业论文）城乡耦合地域系统的结构演变及其测度研究——以无锡市区为例.pdf

摘要 摘要 根据发展经济学理论，经济发展就是城市化、工业化和城乡差距缩小的过程 ( l e w i s ，1 9 5 4 ；m a s c o l e l la n dr a z i n ，1 9 7 3 ，l u c a s ，2 0 0 4 ) 。改革开放三十年来，我国 经济快速发展，工业化得到了极大发展，城市化水平持续提高，但城乡差距却不 断拉大。这种现象产生的一个重要原因是城市性要素系统与乡村性要素系统没有 有效整合，城乡相互作用失谐。本文从区域发展中城市性要素与乡村性要素相互 耦合作用为切入点，对城乡地域进行研究，其中特别强调地理学从城乡系统的整 体性、空间性研究城乡耦合地域系统。 城乡耦合地域系统是城市性要素系统与乡村性要素系统相互作用而形成的 地域系统。本论文以江苏省无锡市区为案例，采用1 9 7 9 2 0 0 8 年间8 个时段( 1 9 7 9 、 1 9 8 4 、1 9 9 1 、1 9 9 5 、1 9 9 8 、2 0 0 1 、2 0 0 5 、2 0 0 8 ) 的m s s 、t m 遥感影像，通过 3 s 技术手段并结合经济社会发展数据，以定量化模型说明了城乡耦合地域发展 的三个阶段：早期发展阶段( 改革开放至9 0 年代初) 、过渡阶段( 9 0 年代中后 期) 、逐渐成熟阶段( 2 1 世纪以来) 。之后研究了城乡耦合地域三个阶段的空间 构成，结合同期经济发展的研究表明耦合地域发展阶段及构成变化是经济活动在 地域空间上的体现。 城乡耦合地域结构的分析是在依据遥感影像提取用地类型基础上，采用景观 格局分析方法、相邻边界的变动、用地转移矩阵等方法进行。结果表明：耦合地 域整体建设用地比重大幅增加，建设用地的增加与经济发展高度正相关。对非连 续建成区用地格局在类型上的分析表明：主要指数呈现出与耦合地域发展相适应 的阶段性特点；区域上的分析则表明生念用地比重不断下降，且趋于破碎化。相 邻边界的分析显示了耕地主导地位在快速让位于建设用地。论文同时对各阶段用 地转移情况进行了分析，并探讨了用地结构演变的驱动力及其调控。 针对城乡耦合地域系统测度，论文采用耦合系统动力学模型，分别对城市性 要素系统与乡村性要素系统的耦合测度、地域空间要素系统与属性要素系统的耦 合测度进行了研究。结果表明城乡要素系统的耦合度早期在低水平徘徊，中后期 快速发展，耦合度增加更多是城市性要素所主导；地域空间与属性的耦合度变化 则是先下降后上升，今后耦合度的提高将更多的依赖属性要素系统演变速率的提 高实现。对城乡耦合地域系统演进的方式、过程、机制，及其内部耦合作用机理 的研究，为区域城乡统筹、城乡规划、用地结构优化等提供了依据。、 关键词：城乡耦合，地域结构，系统测度，无锡市区 a b s t r a c t a b s t r a c t a c c o r d i n gt ot h ed e v e l o p m e n te c o n o m i c st h e o r y , e c o n o m i cd e v e l o p m e n ti st h e u r b a n i z a t i o n ，i n d u s t r i a l i z a t i o na n dt h ep r o c e s so fn a r r o w i n gt h eu r b a n - r u r a lg a p ( l e w i s ，19 5 4 ；m a s c o l e l la n dr a z i n ，19 7 3 ，l u c a s ，2 0 0 4 ) t h r e ed e c a d e so ft h er e f o r m a n do p e n i n g u pp o l i c y , c h i n a sr a p i de c o n o m i cd e v e l o p m e n t ，a n di n d u s t r i a l i z a t i o nh a s b e e nag r e a td e v e l o p m e n t ，a n du r b a n i z a t i o nl e v e l sc o n t i n u et oi n c r e a s e ，b u tt h e u r b a n - r u r a lg a pi sw i d e n i n g o n ei m p o r t a n tr e a s o nf o rt h i sp h e n o m e n o ni st h a tu r b a n n a t u r ee l e m e n ts y s t e ma n dr u r a ln a t u r ee l e m e n ts y s t e mh a v en o tb e e ne f f e c t i v e l y i n t e g r a t e d ，a n du r b a n r u r a li n t e r a c t i o ni sd e t u n i n g i nt h i sp a p e r ，t h em u t u a lc o u p l i n g o fu r b a nn a t u r ee l e m e n ta n dr u r a ln a t u r ee l e m e n ti nr e g i o n a ld e v e l o p m e n ta st h e s t a r t i n gp o i n tf o rr e s e a r c hu r b a n - r u r a lr e g i o n s ，a n di np a r t i c u l a r , w ee m p h a s i z e g e o g r a p h e rf r o mt h es y s t e m si n t e g r i t y , s p a c er e s e a r c hu r b a n r u r a lc o u p l i n gr e g i o n s u r b a n r u r a lc o u p l i n gr e g i o n ss y s t e mi st h ei n t e r a c t i o no fu r b a nn a t u r ee l e m e n t s y s t e ma n d r u r a ln a t u r ee l e m e n ts y s t e m i nt h i sp a p e r , w u x ic i t y , j i a n g s up r o v i n c ef o r t h ec a s e ，w ea s c e r t a i n e dt h et h r e es t a g e so ft h ed e v e l o p m e n to fu r b a n - r u r a lc o u p l i n g r e g i o n sb yu s e d3 st e c h n o l o g yb a s e do ne i g h tp e r i o d so fm s s ，t mr e m o t es e n s i n g i m a g e so v e r1 9 7 9 2 0 0 8 ( 1 9 7 9 ，1 9 8 4 ，1 9 9 1 ，1 9 9 5 ，1 9 9 8 ，2 0 0 1 ，2 0 0 5 ，2 0 0 8 ) ，a n db y m e a n so ft h eq u a n t i t a t i v em o d e lo fc o m b i n i n ge c o n o m i ca n ds o c i a ld e v e l o p m e n td a t a t h e s et h r e es t a g e sa r e ：t h ee a r l ys t a g eo fd e v e l o p m e n t ( r e f o r ma n do p e n i n g - u pt ot h e e a r l y9 0 s ) ，t h et r a n s i t i o n a lp h a s e ( t h el a t e9 0 s ) ，m a t u r es t a g e ( 2 1 c e n t u r y ) t h i sp a p e r a l s or e s e a r c h e dt h es p a c es t r u c t u r eo ft h et h r e es t a g e so ft h eu r b a n r u r a lc o u p l i n g r e g i o n s ，a n dt h er e s e a r c hc o m b i n e dw i t he c o n o m i cs h o w st h a td e v e l o p m e n ts t a g ea n d s p a c es t r u c t u r e o fu r b a n - r u r a lc o u p l i n gr e g i o ni st h ee m b o d i m e n to fe c o n o m i c a c t i v i t i e si ng e o g r a p h i c a ls p a c e a n a l y s i so ft h es t r u c t u r eo fu r b a n r u r a lc o u p l i n g r e g i o n si s b a s e do nt h e e x t r a c t i o no fl a n du s et y p e st h a tb a s e do nt h er e m o t es e n s i n g ，a n du s eo fl a n d s c a p e p a t t e r na n a l y s i s ，a d j a c e n tt ot h eb o u n d a r yc h a n g e s ，s u c ha sl a n dt r a n s f e rm a t r i x m e t h o d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tb u i l t u pa r e ae x p a n s i o ni nr a p i du r b a n i z e da r e a ，a n d c o n s t r u c t i o nl a n di n c r e a s ew i t he c o n o m i cd e v e l o p m e n tah i g hd e g r e eo fc o r r e l a t i o n t h ea n a l y s i so fl a n d s c a p ep a r e r no fn o n c o n t i n u o u s b u i l t - u pa r e a sb a s e do nc l a s s m e t r i ci n d i c a t et h a tt h em a i ni n d e x e ss u i t e dt ot h ed e v e l o p m e n ts t a g e ，a n da l s ot h e s p a t i a le v o l u t i o no fc o u p l i n gr e g i o nl e a dt ot h ec o r r e s p o n d i n gc h a n g eo fl a n d s c a p e a b s t r a c t p a t t e md e n s i t yi n d e x ，i nw h i c ht h ei n c r e a s eo fc o n s t r u c t i o np a t c hl e a dt ol a n d s c a p e f f a g m e n m t i o ni nw h o l e t h ea n a l y s i so fa d j a c e n tb o u n d a r ys h o wt h a tt h ed o m i n a n t p o s i t i o no fp l o w l a n da d j a c e n tb o u n d a r yi sr a p i d l yl o s e sw h i l et h ed o m i n a n tp o s i t i o n o fc o n s t r u c t i o na d j a c e n tb o u n d a r yc o n s t a n t l ys t r e n g t h e n s a tt h es a m et i m e ，t h i sp a p e r r e s e a r c h e dt h el a n dt r a n s f e r sa ta l ls t a g e s 。a n dd i s c u s s e dt h ee v o l u t i o no fl a n du s e s t r u c t u r ea n dt h er e g u l a t i o no ft h ed r i v i n gf o r c e s t os t u d yt h em e a s u r eo fu r b a n r u r a lc o u p l i n gr e g i o n ss y s t e m ，t h i sp a p e ra d o p t e d ac o u p l i n gs y s t e md y n a m i c sm o d e l t h ec o u p l i n gd e g r e e so fu r b a nn a t u r ee l e m e n t s y s t e ma n dr u r a ln a t u r ee l e m e n ts y s t e mh a sb e e ns t u d i e d ，a n ds o d i dt h ec o u p l i n g d e g r e e so fs p a c ef a c t o rs y s t e ma n dp r o p e r t i e sf a c t o rs y s t e m t h er e s u l t si n d i c a t et h a t t h ec o u p l i n gd e g r e eo fu r b a n r u r a ls y s t e mh o v e r i n ga tal o wl e v e lo fe a r l y , m i da n d l a t er a p i dd e v e l o p m e n t ，i n c r e a s et h en u m b e ro fc o u p l i n gd e g r e ei sd o m i n a t e db yt h e u r b a ns y s t e m t h ec h a n g eo fc o u p l i n gd e g r e eo fs p a c ea n dp r o p e r t i e si sf i r s t d e c r e a s e da n dt h e ni n c r e a s e d ，i nt h ef u t u r ei n c r e a s ei nt h ec o u p l i n gd e g r e em o r e d e p e n d e n to nt h ee v o l u t i o nr a t eo fi n c r e a s ei np r o p e r t i e sf a c t o ro ft h es y s t e m t h e r e s e a r c ho nt h ee v o l u t i o n ，p r o c e s s ，m e c h a n i s mo ft h es y s t e m ，a n dt h ei n t e r n a l c o u p l i n gm e c h a n i s m ，a l lt h i sp r o v i d et h eb a s i sf o rt h eo v e r a l lu r b a na n dr u r a l ，u r b a n a n dr u r a lp l a n n i n g ，l a n du s es t r u c t u r eo p t i m i z a t i o n ，a n ds oo n k e yw o r d s ：u r b a n r u r a lc o u p l i n g ，r e g i o n a ls t r u c t u r e ，s y s t e mm e a s u r e m e n t ， w u x ic i t y n i 图表清单 图录 图表清单 图1 1 研究框架图5 图2 1 权责关系对应图1 2 图3 1 研究区1 8 图3 2 调整前无锡市区行政区划图2 0 图3 3 调整后无锡市区行政区划图一2 0 图3 4 无锡市区1 9 7 9 1 9 9 5 年四个时段遥感影像图2 3 图3 5 无锡市区1 9 9 6 年土地利用现状调查图2 4 图3 6 无锡市区1 9 9 8 2 0 0 8 年四个时段遥感影像图2 5 图3 7 信息提取流程图2 6 图3 8 无锡市区三个时段郊区用地2 6 图3 9 无锡市区八个时段城镇建成区范围2 6 图3 1 0 城乡耦合地域城市建成区与经济发展2 7 图3 1 l 嬗变模型示意图2 8 图3 1 2 样本点分布图3l 图3 1 3 嬗变边界图3 l 图4 1 去除分析后局部图像3 6 图4 2 信息处理流程图3 7 图4 31 9 7 9 2 0 0 8 年城乡耦合地域用地类型提取3 8 图4 41 9 7 9 2 0 0 8 年城乡耦合地域非连续建成区用地类型图4 3 图4 5 类型尺度用地格局变化4 4 图4 6 类型尺度用地格局变化4 6 图4 7 边界镶嵌度指数变化4 8 图5 1 城乡要素系统演变速率及耦合度变化5 7 图5 2 空间与属性演变速率及耦合度变化6 0 1 图表清单 表录 表3 1 遥感影像数据1 9 表3 2 城乡耦合地域三个阶段城市建成区扩展面积及扩展强度2 7 表3 3 研究样本指标数据2 9 表4 1 城乡耦合地域用地类型划分3 6 表4 2 城乡耦合地域内各用地类型的面积及其比重3 9 表4 3 城乡耦合地域1 9 8 4 1 9 9 8 年用地转移矩阵( 单位：k m 2 ) 4 0 表4 4 城乡耦合地域1 9 9 8 2 0 0 8 年用地转移矩阵( 单位：k m 2 ) 4 0 表4 5 城乡耦合地域用地动态变化表( 单位：k m 2 ) 4 1 表4 6 各镇区7 个年份建成区面积空间均衡性比较4 2 表4 7 非连续建成区内用地相邻边界类型及其长度4 7 表5 1 城乡耦合地域指标变量提取一5 4 表5 2 城市性要素系统各因子解释方差5 5 表5 3 城市性要素系统成分矩阵一5 5 表5 4 乡村性要素系统各因子解释方差5 6 表5 5 乡村性要素系统成分矩阵5 6 表5 6 城乡系统要素演变速率及耦合度值5 7 表5 7 地域空间与地域属性指标变量提取5 9 表5 8 空间与属性演变速率及耦合度值6 0 i i 第1 章引言 1 1 选题背景 第1 章引言 经济的快速发展导致城市化进程加快，空间上表现为城市建成区扩大，以及 建成区以外用地结构及其格局的变化，如农用地转换为非农用地、农用地趋于破 碎化等，同时也产生了其他亟待解决问题，如用地失衡、环境破坏等。导致这种 变化的一个重要原因是城市性要素与乡村性要素的相互作用，研究这种相互作用 发生的地域及其结构特性、以及测度其相互作用的程度十分必要。 1 1 1 国内背景 近三十年来，我国城市化水平迅速提高，城市化率从2 0 左右提高到 4 2 9 9 【l 】，江苏长江以南地区，尤其是苏州、无锡、常州三市，伴随着城市化水 平的快速提升，城市规模迅速扩大。作为城市扩展的前沿阵地，与城市建成区相 邻的空间及土地利用变化最为激烈、各种城市性要素与乡村性要素交互作用明 显，并成为城乡各种矛盾的集中地和缩影。联系政府及学术界对新农村建设的认 识、城乡一体化的概念及实践、城市化广泛影响的认知、城乡结合部( 城市边缘 区) 的争议、以及县域经济与市域经济的关系所牵连的行政区划调整等等，可以 发现问题的焦点均不同程度的涉及城市建成区以外的广袤空间，而城市建成区以 外空间的发展变化受到城市建成区的强烈作用，由城市建成区及其外部空间构成 的地域系统成为我们研究的重点，对此区域在城市化过程中的空间定位及重新阐 释、重新阐释后的空间各种用地的数量及格局变化以及这种变化对区域发展的意 义、对区域环境产生的影响、研究区域内各种要素之间交互耦合机制的阐述及其 耦合地域系统测度的研究进入论文研究范畴。 1 1 2 国外背景 在不同的制度背景、发展基础条件下，城市向乡村地域的推进均会产生不同 程度的土地资源浪费、生态环境破坏、公共设施匮乏等问题，针对此类问题的研 究产生了各种理论及实践措施。检视国外此类研究对于国内研究具有现实的借鉴 意义。 1 1 3 项目背景 文章依托国家自然科学基金项目“大城市城乡耦合地域状态及系统测度研 究”中关于“耦合地域状态的演变及机制、城乡耦合地域系统组成及复杂性、城乡 耦合关系的测度与分析”等三个专题展开研究。考虑研究资料的可获取性以及之 第1 章引言 前的研究基础，本文选择江苏省无锡市区作为研究案例地域，1 9 7 9 2 0 0 8 年为研 究时段，此时段与改革开放3 0 年相吻合，亦有利于探讨城乡耦合地域发展阶段、 用地结构及测度内容与经济发展之间的关系。 1 2 研究意义 1 2 1 理论意义 城乡耦合空间特征最明显的区域是城乡结合部，对此地域概念及其空间范围 争论也是最多，对这一地域有各种各样的定义与阐释，如城市边缘区、城乡过渡 区、郊区等等，这些定义都描述了差不多的地域。对于这一地域的内边界一般认 为是城市连续建成区的边界；而对于外边界则争论很多，原因则在于城市建成区 到乡村地域的渐变性，因此在空间上确定此地域变的极为困难，甚至有没有必要 划分这一地域都值得探讨。 城乡耦合研究的理论意义在于：从城乡耦合的概念对城乡相互作用关系进行 合理解释。创建城乡相互作用关系的耦合概念，以城乡要素作为变量解释城乡关 系及其变化。 文章认为城乡本身及其相互作用的地域是一个整体区域，此区域在不同的发 展阶段应该具有不同的空间表现形式，相应的对其空间构成的界定也应该是发展 变化的，根据不同的发展阶段给与不同的内涵以及与此相对应的结构划定方法及 研究思路。考虑论文研究的地域既具有城市性特征又具有乡村性特征，且其内部 空间格局的变化等归根到底是这两种力量相互作用的结果，受系统论的启发，文 章定义此类研究区为城乡耦合地域。城乡耦合地域的提出不是为了追求一个新名 词，而是强调区域内部因素作用的动态概念，且随着区域经济社会发展而动态变 化。城市边缘区的概念忽略了乡村因素、城乡过渡区的概念则具有历史局限性， 如论文的研究案例区已没有所谓的“乡”，郊区则更多是行政及历史的概念。城乡 耦合地域是城市性要素系统与乡村性要素系统相互作用发生的地域，这种相互作 用发生的地域不是处在城市系统与乡村系统之间，这与传统的郊区、城市边缘区、 城乡结合部、城乡过渡地域等概念有本质的不同，因为上述概念的假设是存在“纯 粹”的“城”与“乡”，这样才不可避免的出现一个“夹心地域”概念。而事实上在沿海 发达地区已经很难找到乡村性要素系统占优的地域空间，这样依赖乡村地域存在 才会存在的一些概念也就不足以描述这种事实，耦合地域的概念成功解决了这个 问题，城乡耦合的思想认为在沿海发达地区，城市行政地域空间由城乡耦合地域 构成，城乡耦合地域在不同的发展阶段具有不同的结构形式。 城乡耦合地域发展阶段确定的理论及其方法也是本文的一个重要研究内容。 在时间尺度上城乡耦合地域发展阶段的确定以及各个阶段内耦合地域的空问构 第1 章引言 成的确定对后续工作的开展奠定了基础，在各种用地类型遥感影像解读基础上， 通过空间分析工具进行用地格局变化研究，进一步联系城乡耦合地域经济社会发 展则起到相互印证作用。 城乡耦合地域不仅仅是城市性要素与乡村性要素的耦合，同时也是空间现象 与经济社会属性之间的耦合，对于耦合的探讨应不限于统计意义上的相互关系描 述，更多要对耦合的深层次机理及其测度进行研究。 1 2 2 现实意义 城乡耦合研究的现实意义主要体现在：城乡耦合理论所揭示的地域用地结构 发展变化的阶段性规律，此规律要求在进行城乡规划时必须综合考虑城市性要素 与乡村性要素共同作用下的区域特点，根据发展阶段不同采用不同的规划思路， 如研究区目前的总体规划是统筹城乡要素的一体化规划，而不是传统的分为建成 区规划、郊区规划、乡村规划。城乡耦合地域用地格局变化规律、边界变化规律、 用地转换变化规律等对行政区划调整、区域用地结构调整具有现实指导意义，对 区域生态环境建设与经济发展之间的协调提供了科学依据。耦合测度的理论研究 成果则定量化了城乡耦合地域内城市性要素与乡村性要素的耦合量度，以及空间 要素系统与地域经济社会属性要素系统之间的耦合量度，有利于在实践中完善城 乡要素的协调，同时也为空间发展与经济社会发展之间的协调提供了重要依据， 从而总体上为区域城乡统筹和城乡规划提供了科学依据。 1 3 框架结构及技术路线 1 3 1 篇章结构 全文共分6 章，第1 章前言，论述选题的背景、依据和技术路线，并阐述选 题在理论及实践上的意义。 第2 章综述国内外相关研究成果及存在的不足，归纳了研究的相关理论基 础，理论基础部分的总结引出了文章所以探讨的问题，同时正是有这些理论作为 支持，文章的某些结论才有了实践的意义。 第3 章在介绍研究区概况的基础上，通过对传统概念关于研究区的认识进行 剖析，提出并在理论上初步阐释了城乡耦合地域概念及内涵，同时对城乡耦合地 域发展的阶段性进行划分，并在定量方法层面论证了这种划分的合理性。接着对 各研究年份的城乡耦合地域所属阶段进行划分、对城乡耦合地域结构进行分析。 最后通过数据对比分析了同时期的经济发展阶段与城乡耦合地域发展阶段之间 关系。 第4 章首先进行各个阶段城乡耦合地域用地构成研究，分析各个年份的各类 第1 章引言 用地变化趋势及其解释，使用用地转移矩阵进行各类型用地在各个阶段的转入转 出情况分析，并通过r s 、g i s 手段提取城市连续建成区用地。接着对剥离城市 连续建成区形成的非连续建成区的历年用地结构进行景观生态学意义上的解读， 分别在区域尺度及景观尺度上进行研究。考虑不同用地类型之间相邻边界的重要 性，论文不仅从“面”的角度探讨用地结构变化，并且初步尝试从用地结构变化 的“线的意义上进行解读。最后对城乡耦合地域用地结构特点进行归纳总结， 并提出针对性的调控措施、建议原则性的调控方向。 第5 章对城乡耦合地域系统的测度内容进行研究，详细说明了城乡耦合地域 的耦合测度包含的内容及其含义。具体对城市性要素系统与乡村性要素系统、耦 合地域空间系统与经济社会属性系统进行耦合度研究。 第6 章总结全文结论及存在的不足之处，展望需进一步研究的内容。 4 第1 章引言 1 3 2 技术路线 第 l 章 巫堕塑王圆圈 4 - 一一- 一一一一- - o 一一一 第 2 童 一一* 第 3 童 第 4 啻 对l 三有研究的回顾分析 f 理论基础方法支撑 r 一、 _ 城乡耦合掣概念辨析卜 ，。，1。， 耋霾幕i 城乡耦畜矗域特征 l 翥篡黍 变化的模i 城乡耦合地域发展阶段 s 技术分 f 型描述i - 析平台 l 不同阶段城乡耦合地域空问构成】 l ， i 耦合地域系统测度 第 5 童 第 6 童 图1 1 研究框架图 5 第2 章相关研究综述及理论、方法基础 第2 章相关研究综述及理论、方法基础 城乡耦合地域不仅兼有城市和乡村地域特征，而且是城乡紧密相互作用高级 化的反映。从地理学视角，主要表现其空间构成的耦合和隶属空间的社会经济的 耦合。相关研究也多集中于此。 2 1 相关研究综述 2 1 1 国外研究现状及趋势 城乡耦合地域相关的概念是1 9 3 6 年德国学者l o u i sh 提出的城市边缘带 ( s + a d + r a n d z o n e n ) 【2 】，即原处于城市边界，后被建成区侵吞成为市区的地区。 a n d r e w srb 在进行城市边缘类型研究时认为城市边缘带不足以真正表达出城乡 结合部的全部地域，提出“乡村一城市边缘带”( r u r a l u r b a nf r i n g e ) 的概念【3 j 。 p r y o rrg 将其定义为“一种土地利用、社会和人口特征的过渡地带，它位于中心 城的连续建成区与外围几乎没有城市居民住宅、非农土地利用的纯农业腹地之 间，兼具有城市与乡村两方面的特征，人口密度低于中心城，但高于周围的农村 地区【4 】 。 对城乡耦合地域的空间界定，考虑城乡耦合地域概念的提出，文章选择类似 的研究区在空间界定研究上的回顾。国外学者尝试通过量化的指标来界定城乡结 合部的地域范围，如用城乡边缘带内散居人口( 非农业人口) 与农业人口之比来 定量地给城乡边缘带划别5 1 、采用居住价格变化确定城乡边缘带 6 】，将城市核心 建成区以外一定距离的环城地带作为城市边缘区的地域范围 7 】。 对耦合地域内用地结构及其景观格局的研究，国外学者对此问题的关注多集 中于城市化与生态环境的交互影响与胁迫机制或景观格局变化分析，如j e f f r e yd k l i n e 从生态学的角度，对城市化引起的土地利用覆被变化的生态意义进行了评 述【8 】：b a p o r t n o v 通过对巴勒斯坦南部内盖夫地区的城市化进程研究，认为城 市化可以更有效缓解生态环境压力【9 】；s y b r a n dp t j a l l i n g i i 研究了城乡之间边缘 生态的实物导向与过程导向，并以荷兰蓝德斯得地区与德国鲁尔地区的规划为例 进行详述【lo 】；r o b e r tw a u ( e r 以佛罗里达沼泽地土地利用变化与经济发展研究城 市蔓延与自然区侵蚀作用【l 。对于城市在乡村地域的空间扩展，研究多集中在地 租理论、区位、城市建设周期、过渡区人口一社会特征等城市性因子作用方面 1 2 - 1 5 】，对乡村性因子作用考虑不多，对城市性因子与乡村性因子相互作用的机制 及这种相互作用所表现的规律性研究则更少。模型应用方面，劳瑞模型 ( g r a i n 1 0 w r ym o d e l ) 、多中心城市空间自组织模型、元胞自动机模型( c a ) 等 6 第2 章相关研究综述及理论、方法基础 在耦合地域空间扩展趋势模拟与预测方面绩效颇大，利用“3 s ”技术分析过渡区地 域空间状态( 扩展范围、扩展程度与扩展形式以及测度单元的描述) 也取得相当 进展【1 6 2 1 1 。 城乡耦合地域内城市性要素与乡村性要素的耦合机理及其耦合测度的研究、 城乡耦合地域内空间变化与经济社会发展之间的耦合关系测度问题，由于研究方 法及数据获取的问题，更由于在对城乡耦合地域测度问题的认识上没有形成较为 一致的看法，导致有关测度的研究涉及很少，多是对相互作用的文字阐释及简单 统计描述【2 2 切j 。 2 1 2 国内研究现状及趋势 国内对类似城乡耦合地域的研究自2 0 世纪8 0 年代就已开始进行，虽然更多 是使用城乡过渡区、城乡结合部、城市边缘区的概念。对此研究区的认识多认为 “是一种城市与乡村互相结合的特殊经济地理单元”( 2 4 1 ，指城市规划所规定的市 区范围的边缘地带，因此便有人认为是“城市市区与郊区交错分布的接壤地 带，也可称之为市郊结合部。这种城乡结合部的发生、演变是城市近域推进 的具体表现，也是城市区域构成的主要部分之一”【2 5 1 。 对城乡耦合地域类似概念区域的空问界定，国内有学者认为“内边界以城市 建成区基本行政区单位街道为界，外边界以城市物质要素( 如工业、居住、交 通、绿地等) 扩散范围为限”【2 创，也有应用交通可通达性、城市外环路、遥感技 术与信息熵原理、“断裂点”分析法、利用d t m 信噪度分析、均值突变检测方法 引入遥感影像的空间分析等来划分城乡结合部范围【2 7 3 2 1 。但是已有研究方法多忽 视了方法的动态性与适用性。 具体研究内容包括城市边缘区研究，城市空间扩展机制研究，城乡结合部土 地利用研究，城市空间图谱的研究等【3 3 删。涉及到城乡耦合地域内的用地结构及 其影响的研究方面，国内如苏伟忠，杨桂山等研究得出太湖西区城镇用地的轴向 扩展及生态格局胁迫突出【4 5 】；龚建周等分析了城市化对生态安全的景观格局影 响与动态特征【4 6 】；高俊等运用景观格局指数对城乡交错带景观演变进行研刭4 7 】； 陈浮等研究了城市边缘区景观变化的人为影响空间分异【4 8 】。对此问题的关注也 已影响到政府行为，如欧盟委员会( c e c ) 关于城市环境的绿皮书宣称规划中的 生态关注导致紧凑中心城市【l0 1 ，我国政府对天津滨海新区生态城建设的重视等。 在城市地域空间向乡村地域的扩展方面，利用“3 s ”技术分析过渡区地域空间状态 ( 扩展范围、扩展程度与扩展形式以及测度单元的描述) 日益成为研究的一个重 要方向【4 5 - 5 1 。 耦合测度方面，方创琳等指出随着城市化进程的加快，城市化在对周围生态 环境造成现实的或潜在的威胁，定量揭示了城市化与生态环境的动态耦合与交互 第2 章相关研究综述及理论、方法基础 胁迫机制【5 2 。5 3 】；刘耀彬等基于耗散结构理论，演绎出了城市化与生态环境耦合发 展的五种模式，并建立了评价方法和判掘体裂”l ，进一步关于地域耦合系统的 研究则不多见，适用耦合概念的地学其他相关研究则有诸如研究人口结构与区域 经济发展之间的耦合关系【5 5 1 ，水资源与经济社会发展之间的耦合关系【5 6 】等。苏 锡常地区则有研究农用地及农村居民点的时空演变、土地利用变化时空分异的生 态环境响应、城乡结合部信息的提取等众多内容【5 m 1 | 。 2 2 理论基础 城乡耦合地域的发展及其结构演变、系统测度等内容涉及范围广泛，是包 括地理学、社会学、经济学、生态学等多学科在内的综合性研究。研究涉及到的 主要理论有城市化过程理论、城乡一体化理论、系统论、地域分异规律、物化的 实用主义、可持续增长理论、权责适应( 平衡) 理论等。 2 2 1 城市化过程理论 城市化是当今人类社会发生的显著变化之一【l 】，城市化过程是一个国家走 向现代化的必由之路，城市化与经济发展之间的强烈相关性也已经得到广泛共识 6 2 - 6 4 】，城市化过程有助于减少贫困，是现阶段我国解决三农问题的根本方法，原 因在于减少低收入者数量所引致的贫富差距缩小有利于创新，而提高低收入者收 入所导致的贫富差距缩小则不利于创新【6 3 1 。约瑟夫斯蒂格利茨进一步认为： 美国的高科技和中国的城市化将会是影响2 l 世纪全球发展的两大重要事件。她同 时认为：推进城市化进程，扩大内需，位于新世纪中国三大挑战之首；第二项是 减少脆弱性；第三项要加强社会凝聚力【6 5 啪】。 一般认为传统型城市化过程是指随着产业经济向城镇的集中而发生的农村 人口向城镇转移的过程。现代型城市化过程则强调人口转移、职业转移和产业集 中的同时，也包括了生活方式和都市文明的扩散过程。后现代型城市化更为强调 和突出生活方式的转变和都市文明的渗透等深层的内涵，甚至对传统型城市化定 义中所强调的人口、地域、生产要素等集中的必要性提出了质疑【6 5 】。 概况起来城市化过程理论认为：城市化过程是现代化的必由之路，有助于减 少贫困、促进区域经济发展。人口、产业在空间上向城市集中，农用地转为非农 用地，城市价值观的传播等均是城市化过程所带来。 本文城乡耦合地域的概念内涵、发展阶段、地域空问结构、耦合地域系统测 度等内容也是城市化过程所带来。 2 2 2 城乡一体化理论 一般的城乡一体化是城市化发展到高级阶段的区域空间组织形式 6 7 1 ，不是 第2 章相关研究综述及理论、方法基础 一开始就有的，城乡一体化的出现是需要一定条件的。在城乡一体化阶段，强调 的不单单是发展阶段上的一体化，更是在观念上把城乡地域看做一个有机的整 体。诚如著名城市地理学家芒福德所言：“城与乡，不能截然分开；城与乡，同 等重要；城与乡，应该有机结合在一起。如果说城市与乡村哪个更重要的话，应 当说自然环境比人工环境更重要。 城乡一体化需要城市与乡村的共同努力，加 强乡村与城市的沟通网络，完善城市职能、增强城市辐射，共同构筑城乡一体化 的格局。 城乡耦合地域受到城乡一体化理论的影响，但是具有根本的不同，如城乡一 体化强调城乡是有机的整体，但是这种有机性包含什么样的内容、是如何有机联 系的并没有给出。但是城乡一体化理论中对城市与乡村平等地位的认识是城乡耦 合地域系统的重要理论基础之一。 2 2 3 系统论 系统论由生物学家贝塔朗菲( l vb e r t a l a n f f y ) 在二次世界大战前后提出【6 8 1 ， 是一门运用逻辑学和数学方法研究一般系统运动规律的理论，从系统的角度揭示 客观事物之间的相互联系、相互作用的共同本质和内在规律。系统论阐述一切系 统普遍有效的原理，不管系统组成元素的性质和关系如何，任何学科的研究对象 都可看作一个系统，基于此可以引出描述系统的特有概念，如整体性、有序性、 动态性、开放性等。 系统论的基本概念包括系统、层次、结构、功能、反馈、情息、平衡、灾 变和自组织等，系统是由若干要素组成的具有一定新功能的有机整体；层次指系 统组织的等级秩序；结构是系统内部组成要素间相对稳定的联系方式：功能指系 统对外部环境所表现出的能力和功效；反馈是系统输出输入之间的相互作用，系 统自调节的循环过程；信息指不确定件的量度、组织程度等；平衡是指在一定条 件下系统所处的相对稳定的状态：涨落对系统平衡态的偏离，又称干扰或噪声； 突变指外部条件连续变化时系统发生在跃迁临界点上的不连续变化；自组织是系 统自发走向有序结构的性质和能力。 系统论认为系统的性质和规律存在于要素的联系和相互作用之中，组成成分 孤立的特征和活动的简单加和不能反映系统整体的面貌。因此，系统论主张从对 象的整体和全局进行考察。关联性原则与整体性原则密切相关，它以系统中各个 组成部分之间的相互联系和关系为内容。整体性原则和关联性原则统一于结构性 原则。系统的性能不仅同组成要素的性能有关，还与它们的结构有关，结构的不 同和改变相应地也会有系统功能的不同和改变。开放性原则重视系统和环境的物 质、能量和信息交换，强调系统和环境是相互联系、相互作用的，把系统作为一 种不断运动、发展变化的客观实体去研究。系统论方法基本步骤为：系统地提 9 第2 章相关研究综述及理论、方法基础 问题；明确系统各要素之间的相互关系；构建逻辑模型和数学模型；分析 系统特点和研究采用的具体方法；确立系统结构的组成和相互关系。 系统论是论文城乡耦合地域概念提出的一个重要理论基础，城乡耦合地域理 论认为城与乡是一个相互作用的整体，论文也试图明确城乡耦合地域系统内各要 素的组成及相互关系，并力求构建逻辑模型与数学模型，进而进行更深层次的分 析。 2 2 4 地域分异规律 地域分异也称为区域分异，是地理环境各组成成分及其构成的自然综合体在 地表沿一定方向分异或分布的规律性现象【6 9 1 。指景观在地球表层按一定的层次 发生分化并按照一定的方向发生有规律分布的现象，地域分异在不同尺度上对自 然景观和人为景观的结构、功能等发生作用。按照地域分界因素作用特征可将地 域分异规律分为地带性和非地带性【6 8 】。 已有的关于地域分异规律的描述多从自然现象出发，诚然地域分异规律从描 述地域空间现象而来，但是地理学研究的核心是人地关