《探析城市病：都市密集区城镇土地格局的环境效应与适应》顺应国内外城市化与生态环境空间耦合的研究动向，立足中国发展与规划背景下的本土特色研究，着眼于城市化进程迅速且发达的长三角都市密集区，从不同尺度揭示城镇用地格局与生态环境系统的空间关联和空间作用过程；系统研究城镇用地格局（用地增长的规模、分布、空间过程与模式）与自然地理要素（地形、河网、公路）、自然景观要素（破碎度、隔离度、服务功能）、关键自然生态过程（热岛、内涝）等的空间关联和关键作用参数；基于上述定量模拟关系和参数，提高基于元胞自动机空间显示模型的城镇用地增长预测精度；最后应用指导城市和土地利用规划中的空间分区、增长边界及用地布局等专题研究。
　　《探析城市病：都市密集区城镇土地格局的环境效应与适应》可作为各级城市规划部门、各级环保部门、各级发展和改革委员会工作人员的参考书，也可作为大专院校、科研机构相关专业研究生教材和科研工作参考用书等。

　　土地利用是人文地理学传统的研究核心，尤其是快速城镇化引起的城市用地蔓延成为诸多生态环境问题的根源。2005年全球土地计划（GLP）形成以土地利用为核心的人类活动一环境系统耦合的研究新动向，城市用地增长的可持续性成为研究焦点。20世纪80年代以来，我国的地表景观格局和自然生态过程受到了严重干扰，这些变化与“人口爆炸”所带来的物质需求的空前增长和人类活动密切相关。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》提出研究重点流域城市化、土地利用、工业化等大规模人类活动的生态影响、适应性，而协调城市化与生态环境的关系问题是国家发展规划的重要命题，并已经上升为世界性的战略问题。城市地理学和城乡规划学长期以来主要关注城镇用地空间组织的经济维和社会维，偏重城市经济地理和城市社会地理的研究。学科发展源于现实，城市地理和城乡规划研究必须适应解决当前城镇化与生态环境矛盾的现实需求，拓展和深化学科的研究内容。20世纪80年代以来，长江三角洲地区城镇及各类开发区无序占用自然生态用地，导致斑块增多、破碎化加剧，严重损坏了自然生态结构和功能的完整，集结在一起的庞大的人口和经济实体，将对生态环境演进与保护再次提出严峻挑战。城镇用地一自然景观的相互作用格局与过程是表达流域人一地关系状况的重要方面。
　　《探析城市病：都市密集区城镇土地格局的环境效应与适应》顺应国内外城市化与生态环境空间耦合的研究动向（第一章），立足中国发展与规划背景下的本土特色研究，着眼于以高速、大规模的城市化进程为特点的长三角都市密集区，从不同尺度揭示城镇用地格局与生态环境系统的空间关联和空间作用过程：系统研究城镇用地格局（用地增长规模、位置、空间过程与模式）与自然地理基础要素（地形、河网、公路）（第二章）、自然生态景观格局（破碎度、隔离度）（第三章）、关键自然生态过程（热岛效应、内涝效应）（第四章和第五章）等空间关联和关键作用参数；基于上述定量关系和模拟参数，提高基于元胞自动机空间显示模型的城镇用地增长预测的精度（第六章）；然后应用于指导城市和土地利用规划中的空间分区、增长边界及用地布局等专题研究（第七章）；最后提出构建以土地可持续利用为核心的未来城市景观地理研究框架的设想（第八章）。相比其他同类著作，本书特色在于仅仅围绕城市化的空间效应和优化，系统且重点地揭示其对生态环境系统要素的空间作用机理，并立足我国最大的都市密集区域开展中国本土研究，研究方法创新性强。
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　　苏伟忠，南京大学人文地理学博士。现任中国科学院南京地理与湖泊研究所副研究员，中国地理学会会员、中国景观生态学会会员、中国自然资源学会会员。已主持国家自然基金项目及课题5项，在地理学报等国内地理刊物发表文章16篇，在Landscape and Urban Planning等国际城市景观刊物发表SSCI/SCI文章10篇，独立合作出版专著3部，先后获省部级科研及城乡建设系统奖励3项。专业领域为城市与与规划研究、城市景观地理、土地利用与城市可持续发展。
　　
　　杨英宝，中国科学院南京地理与湖泊研究所理学博士。现任河海大学副教授，地球科学与测绘工程学院副院长。已主持国家自然基金项目及课题3项，发表学术文章20余篇，独立合作出版专著2部。专业领域为热红外遥感及城市可持续发展研究。

前言


第一章 研究背景及相关研究动态
一、研究背景与意义
（一）现实背景及需求
（二）理论背景及意义
二、国内外相关研究进展
（一）城镇用地格局研究体系概述
（二）城镇用地增长模式与过程研究
（三）城镇用地格局优化适应理论亟待加强
（四）城镇用地格局环境效应研究蓬勃兴起
（五）研究评述及本书研究视角


第二章 区域城镇分布格局的自然地理关联
一、城镇体系与自然地理格局关联
（一）研究方法与数据
（二）基于等高线的城市分布格局
（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）长三角城镇聚落地貌格局
二、城镇用地格局演变的自然地理关联
（一）流域城镇建设用地扩张增量
（二）城镇建设用地扩张速率
（三）城镇建设用地扩张强度
（四）建设用地扩张空间格局分析
（五）城镇建设用地扩张的地形特征


第三章 城镇用地变化的生态景观效应
一、城镇群体用地格局的生态用地破碎效应
（一）破碎度测度及城镇用地格局指标
（二）破碎综合模型及测度结果
（三）破碎度与城镇化关联分析
二、城镇个体用地格局的生态景观隔离效应
（一）城市化空间过程及生态效应测度
（二）城镇用地变化的空间过程
（三）城镇用地变化的生态效应
三、对生态保护与城市空间发展的启示
（一）破碎特征是生态空间战略选择的重要依据
（二）对引导城镇用地空间布局的启示
（三）城镇用地的聚合度与交通指向性
（四）城镇与生态相互作用的“隔离”效应最小化


第四章 城镇用地格局的热环境效应
一、长三角热环境时空格局
（一）区域尺度土地利用一热环境研究
（二）长三角热环境格局提取过程
（三）长三角城市群热岛特征时间演变的结果与分析
二、典型城市热环境与景观格局特征关系
（一）线性混合光谱分解原理
（二）典型城市地表温度反演过程
（三）不同城市用地与温度反演比较
三、南京城市用地格局的热环境反常规现象
（一）南京市热场分布和土地利用／覆被类型关系
（二）南京市热岛效应空间分布差异
（三）同一用地类型的热岛效应差异
四、南京城市绿地高温区格局分析
（一）“高温”绿地斑块及其空间属性
（二）城市下垫面及地表温度格局
（三）城市绿地高温区结构与格局
（四）绿地邻域下垫面对高温区形成的影响
五、城市增长模式对热环境的影响机制
（一）ENVI一met模型原理及精度检验
（二）城市绿地形态的热环境效应
（三）城市居住一绿地结构配置的热环境影响
（四）城市增长模式的降温效应初步结论


第五章 城镇用地格局的内涝效应
一、城市土地利用控制的雨洪管理研究体系
（一）国外城市内涝诱因及雨洪防控的研究
（二）国内城市内涝诱因及雨洪防控的研究
（三）城市空间布局与洪涝管理分区的互动关系与调控
二、太湖流域尺度城市用地扩展的洪涝风险性评价
（一）流域洪涝风险分区框架体系
（二）不同洪涝风险区城镇建设用地扩张
（三）城镇建设用地扩张的洪涝风险趋势成因
（四）流域尺度洪涝风险区城镇增长的主要结论
三、城市尺度用地扩张的洪涝孕灾环境影响
（一）洪涝孕灾环境要素体系
（二）城镇建设空间增长特征
（三）不透水面分布格局特征
（四）汇水区分布格局特征
（五）河流景观影响分析
（六）雨季内涝产生的孕灾环境综合分区
四、新区用地分区与空间结构规划的积水影响
（一）研究区规划过程
（二）城市用地空间组织的新方法
（三）基于内涝关联的城市用地空间组织及其内涝类型
（四）城市用地空间布局方案的积水影响


第六章 多因素集成的城镇土地利用扩展模拟研究
一、 Dyna-CLUE模型原理
（一）模型结构模拟介绍
（二）空间分析与转换规则
（三）动态模拟与精度检验
二、土地利用变化规模预测
（一）GM（1，1）模型方法预测
（二）速度调控方法预测
（三）预测结果比较分析
三、土地利用二元Logistic回归分析
（一）驱动因子选择
（二）数据预处理
（三）回归分析结果及其检验
四、土地利用转换规则
（一）土地利用转移矩阵
（二）土地利用类型稳定性
（三）限制区域情景设置
五、土地利用变化模拟结果
（一）模拟结果有效性检验
（二）未来土地利用空间格局预测


第七章 综合多要素的城镇土地利用生态优化
一、城镇与生态空问协调的分区战略模式
（一）基于邻域圈的空间单元与判别依据
（二）分区战略模式
（三）宜溧河流域案例研究
二、城市扩展边界划定方法
（一）划定方法与数据
（二）城市用地规模与格局
（三）城市承载力分级分区
（四）城市增长边界生成
（五）UGB与其他边界线的比较及方法评价
三、重点开发区规划方法初探：常州东大门指引
（一）承载力约束分析
（二）东大门地区产业发展模式建议


第八章 城市用地可持续格局研究体系展望
一、城市景观地理研究框架
二、城市用地与洪涝管理研究展望
（一）国内外相关研究述评
（二）未来我国城市增长与雨洪管理研究框架
参考文献
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　　《探析城市病：都市密集区城镇土地格局的环境效应与适应》：
　　把城镇作为点和把城镇作为面，从这两个尺度开展都市密集区典型发达流域城镇景观（土地利用）与自然地理要素的关联研究，揭示城镇与关键自然地理格局（如地理地形、水系、公路等）的关联机制和规划合理性。这是理解城市发展历史的自组织机制与现代规划用地布局过程的定量表征，也对当前我国快速城市发展背景下用地与自然地理格局相互作用关系进行了合理性评价。自然地理环境是一个有机的整体，其中的各种现象和过程不是孤立的，而是相互联系相互制约的，也就是我们所说的自然地理的整体性。我们人类所生活的城市，由于过度的开发、改造，使城市及其周围的自然地理环境被破坏，产生大量的环境问题。要协调好这一问题，我们就应该从自然地理环境的整体性入手，在城市开发建设过程中，始终要把自然地理环境放在首要位置，要以最小的环境代价换取其他方面的发展。毕竟，自然环境被破坏后的修复所需要的时间是极其漫长的，而且人也是自然环境的一个组成部分，因此一切的发展都要以协调好人地关系为基础。
　　一、城镇体系与自然地理格局关联
　　《探析城市病：都市密集区城镇土地格局的环境效应与适应》以长三角的自然地理格局为纽带，分析生态用地与城镇空间分布的关联性，主要数据包括反映区域地形的高程数据、生态用地和城镇用地矢量图、水网和道路网络图。自然生态格局与基于水系和等高线标度的自然地理格局的确具有一定关联，生态用地往往分布在大面积的水域和一定高度的地形地貌区。
　　基本假设为水系把流域分为高地、水体及沿河平原，从三者的关系来看，高地一般是河间高地，而平原一般是沿河平原。但不同地貌类型区的情况有所差异，一般在山地河谷地貌区域的这种分界线比较清晰。从一般城镇的发展历程来看，城镇格局分布具有依山傍水、沿河分布的特点，现代城镇扩展又具有道路趋向特征。受高强度的人类活动如土地利用、城市化和农业活动的影响，许多林地退缩至一定的高程线以内。水系作为一类生态系统，其水运和水供应以及景观功能受到城镇发展的青睐，同时也直接受到城镇用地的挤压、侵占和污染物排放的影响。公路是联系城镇的纽带，是近现代城镇发展和扩展的重要轴线，因而对公路布局的控制有可能就是对城镇周边生态用地的保护。因而，选择高程线、水系和公路作为参考系，分析城镇格局和用地扩展与生态用地的相互作用关系。同时，选择三个参考系也是对中心地理论中交通-聚落六边形结构的延伸，即改变均质平原的假设条件，拓展分析聚落与等高线、水系和公路铁路线的空间关系（苏伟忠等，2008）。
　　（一）研究方法与数据
　　1.城镇格局生态关联分析
　　《探析城市病：都市密集区城镇土地格局的环境效应与适应》基于1984年遥感影像的土地利用矢量图，把各个城镇用地重心作为城镇的点数据，分析这些城镇点数据与生态用地的空间关系。具体分析方法如下：①等高线分析。分析城镇点数据分布的等高线关联，根据数字高程线，寻找城镇点数据分布密集的等高线，并根据这些等高线划分无城镇点数据区、城镇密集区和城镇稀疏区。然后通过计算这些地区生态用地面积的比重，进而探寻城镇分布格局与生态用地的空间关系。②水网分析。分析城镇点数据分布的水系关联，根据河流水系图，寻找城镇点数据分布密集的河流，以及这些城镇点数据与河流节点的空间关系。⑨交通道路分析。分析城镇点数据分布的公路关联，根据公路网络图，寻找城镇点数据分布密集的河流，以及这些城镇点数据与公路交叉点的空间关系。
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