近日，河海大學(xué)公共管理學(xué)院青年教師李靖業(yè)，聯(lián)合美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)（The Ohio State University）城市與區(qū)域規(guī)劃系Jean-Michel Guldmann教授、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）龔健教授等，在《Journal of Environmental Management》上發(fā)表題為“Urban growth boundaries optimization under low-carbon development:Combining multi-objective programming and patch cellular automata models”的研究論文。

　　快速城鎮(zhèn)化給土地資源和基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)了巨大壓力，如基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)成本過(guò)高、交通擁堵、農(nóng)業(yè)資源和其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的喪失。傳統(tǒng)粗放的城鎮(zhèn)土地利用模式難以為繼，控制城市規(guī)模、優(yōu)化空間格局、實(shí)現(xiàn)低碳增匯成為當(dāng)前國(guó)土空間治理的重點(diǎn)工作之一，如何優(yōu)化和控制城市增長(zhǎng)已成為亟待解決的科學(xué)問(wèn)題。在此背景下，城市增長(zhǎng)邊界(Urban Growth Boundaries,UGBs)研究已經(jīng)成為中國(guó)新型城市化推進(jìn)、空間規(guī)劃改革、空間治理能力提升和“多規(guī)合一”等實(shí)踐的重要內(nèi)容。

　　以往關(guān)于城市增長(zhǎng)邊界的研究主要集中在城市空間格局模擬。然而，如何從低碳視角優(yōu)化未來(lái)城市土地利用并確定其邊界尚不明確。文章采用多目標(biāo)決策優(yōu)化和斑塊尺度元胞自動(dòng)機(jī)模型，考慮了土地生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和碳儲(chǔ)存效益三個(gè)目標(biāo)，探索性提出了一個(gè)新的UGBs優(yōu)化模型。首先，生態(tài)、經(jīng)濟(jì)以及低碳約束指標(biāo)納入多目標(biāo)優(yōu)化算法，以獲取不同目標(biāo)情景下Pareto曲面上的非劣解；其次，基于斑塊尺度元胞自動(dòng)機(jī)模擬模型對(duì)這些土地用途進(jìn)行空間分配；最后，提出兩步景觀形態(tài)學(xué)方法優(yōu)化UGBs，使最終的城市建設(shè)用地與多目標(biāo)決策優(yōu)化結(jié)果保持一致。文章指出Adjustment 1去除小而孤立的城市斑塊后的建設(shè)用地空間分布必然小于初始多目標(biāo)優(yōu)化后的數(shù)量。通過(guò)Adjustment 2解決了這一差距，保護(hù)了城市內(nèi)部生態(tài)保護(hù)高價(jià)值區(qū)的水域和重要農(nóng)田，從而豐富了景觀多樣性。

　　文章提出的UGBs治理框架，拓展了城市擴(kuò)張模擬的新視角，對(duì)于強(qiáng)化國(guó)土空間規(guī)劃和用途管控、優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能、促進(jìn)國(guó)土空間利用向綠色低碳轉(zhuǎn)型提供了理論參考。