在新型城镇化和生态文明建设的背景下,我国城市空间增长从粗放式的城市扩张转变为内涵式空间增长。内涵式的城市空间增长要求实现科学高效的增长管理,控制城市开发规模,提高城市内部开发强度,增强土地利用效率,保护耕地和生态环境。作为最常用的城市空间增长管理工具,城市增长边界可有效协调土地资源保护与城市开发建设之间的矛盾。现行城市总体规划和土地利用总体规划已引入了城市增长边界的概念,十九大报告更是明确提出要完成城镇开发边界的划定工作。但在实际的规划编制中,城镇开发边界不等同于城市增长边界,且其划定方法各有侧重。规划中还经常利用管制分区成果代替城市增长边界,难以发挥空间增长管理的实效。因此,为完善现有规划边界成果,本研究改进了城市增长边界划定方法,开展了基于城市增长边界的城市空间扩展及调控研究,为实现我国城市空间增长的高效管理和推动城市的可持续发展提供了方法和技术指导。宁波是长三角著名的港口城市,改革开放的先发城市,是我国发展最迅速、经济最活跃的区域之一,以土地扩张为中心的传统的城市化模式加剧了资源约束与经济发展之间的矛盾,急需划定城市增长边界来管理城市空间增长。本研究以宁波市为研究区,围绕基于城市增长边界的城市空间扩展及调控研究的主题,研究内容涵盖:(1)现状建设用地扩展动态分析,掌握城市扩张规律并指导未来城市空间增长;(2)城市增长边界划定方法建立,以土地适宜性评价为基础,将评价结果导入元胞自动机(CA)模型;进而利用CA模型确定边界的规模与布局,得到多发展情景的边界;(3)基于城市增长边界成果探索经济、社会、环境和资源的统筹发展模式,提出城市空间扩展的调控与管理策略。本文的主要研究成果如下:(1)基于现状建设用地扩展情况引导未来城市空间增长宁波市中心城区的建设用地总体扩展面积在后一时期较前一时期有所减少,且总体扩展强度(即某研究期内新增建设用地的开发强度)有所增强,说明建设用地的利用更加集约高效。在整个研究期内,中心城区各类建设用地主导扩展翼的方向是北偏东、东和东偏南,侧重港口区及其周边的发展。新增建设用地以工业、交通和居住用地为主,商业和公共用地增长较少,用地结构不够均衡,未来应适度减少新增工业用地规模,优化建设用地结构。同时,建议中心城区和其余县市根据建设用地年均增长率等成果,以及主导扩展翼方向指导全市未来新增建设用地规模与布局的确定。(2)建立生态优先导向下的土地适宜性评价方法,为城市增长边界划定奠定基础本研究建立了生态优先导向下的全市土地适宜性评价方法,首先将法律法规规定的生态保护红线区、永久基本农田保护区和地质灾害区进行排除,以上区域直接划入不适宜建设区域,再对其余土地的建设适宜性进行评价。此评价方法既充分衔接应用了最新成果,又使评价更有针对性,提高评价效率。全市综合适宜性分区结果如下:(1)不适宜区(不作为建设用地的区域):分为两部分,一部分是法律法规规定的需要保护的区域,面积3267.81 km2,占市域面积的33.29%;另一部分是适宜性评价得到的不适宜建设的地区,面积380.93 km2,占市域面积的3.88%。不适宜区主要分布在市域的西南地区、慈溪南部、中心城区南部,以及宁海和象山北部区域;(2)基本适宜区(不作为集聚式建设用地的区域):面积3555.44km2,占市域面积的36.22%,主要分布在市域北部与南部的部分区域,以及中部平原与丘陵交接处;(3)适宜区(优先作为建设用地的区域):面积2611.82 km2,占市域面积的26.61%,主要分布在市域中东部的中心城区范围,北部的平原区域,以及各县市的中心城区。全市综合适宜性分区结果是确定未来城市增长规模和布局的基础,即城市增长边界划定的基础,随后将其导入城市增长模型,在模拟城市发展的过程中约束城市在不适宜的地区进行开发,促进土地资源的优化配置和可持续利用。(3)构建城市发展战略导向下的CA模型,确定城市增长边界的规模与布局本研究构建了城市发展战略导向下的全市CA模型,设置了三个城市发展情景,基于中心城区和其余县市各自的建设用地扩展规律,进行分区参数设置与模拟,得到相应的2020年的全市城市增长规模与布局,并划定城市增长边界线,使边界结果(包含边界内城市增长区域和边界线)更符合多战略导向下的城市发展需求。同时,本研究在CA模型中加入土地适宜性评价结果,使模型在客观模拟城市增长趋势的同时,保证土地的合理利用。模拟得到的2020年的全市城市增长边界的规模与布局:(1)常规发展情景:边界规模(边界内建设用地总面积)4798.75km2;未来城镇建设预留用地面积1080.19km2;边界布局在中心城区的中部和东部,余姚市的北部和东部,慈溪市除南部的大部分地区,奉化市、宁海县和象山县的中心城区范围;(2)港口发展情景:边界规模4546.31km2;未来城镇建设预留用地面积827.75 km2;边界布局与前一情景类似,中心城区的东南沿海区域有更多的建设用地分布;(3)生态优先情景:边界规模4231.49 km2;未来城镇建设预留用地面积512.93 km2;边界布局与前两个情景类似。本研究将三个情景下的全市城市增长边界与宁波市城市总体规划中的类似成果(即合并适建区和限建区,看作规划边界)进行了对比分析,结果表明港口发展情景和生态优先情景的边界在规模和空间布局方面优于规划边界;生态优先情景的边界在景观格局方面也优于规划边界。根据对比结果,本研究通过调整宁海县和象山县范围内的边界成果,并加入规划边界中的绿带成果对边界进行优化。优化调整后的全市城市增长边界结果如下:(1)港口发展情景:边界规模4443.82km2;未来城镇建设预留用地面积725.26km2;边界布局与未调整前类似,但未包含中心城区中传统城市中心周围的绿带范围,宁海县和象山县内建设用地范围缩小;(2)生态优先情景:边界规模4129.34 km2;未来城镇建设预留用地面积410.78 km2;边界布局与前一情景类似。(4)提出城市空间扩展的调控与管理策略根据现状建设用地扩展和未来宁波发展战略,同时结合本研究得到的港口发展和生态优先情景的城市增长边界优化成果,本研究提出城市空间扩展的调控与管理策略:(1)产业结构与布局是城市空间扩展调控与管理的关键,宁波产业结构与布局的调整方向是实现由工业主导向工业与服务业并举的产业转型提升,并从扩展服务业、强化绿色休闲业和调整产业布局三个途径进行产业结构与布局的优化;(2)建立城市综合规划和管理系统,具体通过建立健全城市土地供应机制来限制城市增长总量;通过提升完善存量建设用地管理体系来引导城市增长强度;通过建设区域绿道等优化城市生态环境;(3)作为城市空间增长有效管理的基础,城市增长边界在实施过程中需应用相关的配套设施与政策,并完善边界实施评价机制和边界外用地空间管制,以充分发挥边界的实际效用。