绿洲是生态环境极为脆弱的区域.实现绿洲城镇化与生态安全的双赢,是干旱区面临的重大问题.传统城镇空间扩展模拟研究,只是单向考虑了城镇发展趋势,而较少兼顾区域生境质量的约束.利用1992、2000、2008、2015年四期Landsat TM、ETM+、OLI遥感影像数据,以黑河中游地区为例.从城镇空间扩展与生态环境协调发展的角度出发,通过InVEST模型与SLEUTH模型的结合,将生境质量的评估结果融入到城镇扩展模型中,对研究区2015-2030年城镇扩展的土地利用变化格局进行模拟.研究表明:①生境质量整体较低,质量阶序和退化程度分异明显.高、中等级生境质量区域主要分布在黑河干流沿线和绿洲核心区,分别占5.69％、32.77％,生境退化程度高;低等级生境质量区域主要分布在戈壁荒漠区和城镇建设区,占61.54％,生境退化程度低.②生境质量对城镇空间扩展的约束作用显著.相比较无生境质量约束,2030年城镇建设用地面积和占用生态用地面积分别减少了27.08％、63.61％,并且,城镇斑块间连接性较好、集聚程度高,以“填充式”扩展为主.③城镇空间扩展总体体现了生境质量的要求.2030年新增城镇建设用地主要占用中、低等级生境质量区域,分别为34.88％、63.36％.绿洲平原区和山前洪积扇区生境质量约束较强,较2015年仅增长了51.53％、48.31％;绿洲边缘区生境质量约束性低,较2015年增长了110.18％,是未来城镇发展的潜力区.研究结果为绿洲城镇与生态环境协调发展提供科学依据.

在快速城镇化背景下,构建生态安全格局并探讨城镇用地扩展格局已成为保障区域生态安全和缓解生态保护与土地开发矛盾的重要手段.以闽三角城市群为例,基于景观安全格局原理和ArcGIS空间分析法,从综合水安全、生物保护安全、地质灾害安全以及游憩安全四个方面叠加构建“底线安全格局-缓冲安全格局-最优安全格局”三种不同安全水平的综合生态安全格局;然后结合SLEUTH模型,将不同生态安全格局情景作为约束条件融入其排除图层,对研究区2015-2030年的城镇用地空间扩展进行多情景模拟.研究表明:①底线安全格局、缓冲安全格局以及最优安全格局的面积为9305.51、7576.28、3482.73 km2,分别占闽三角城市群总面积的36.89％、30.03％、13.81％;②三种生态安全格局情景模拟下城镇用地均呈增长趋势,但增长速度均小于历史用地的增长速度,高安全格局约束下的新增城镇用地面积和增长速度均最小,表明将生态安全格局作为城镇发展的约束条件,在城镇土地开发中能够增强对生态空间的保护力度,维护区域生态安全,控制城镇蔓延.相关研究成果可为城镇开发边界管控与国土空间规划的编制提供技术支撑与决策辅助.

县域城市的可持续发展是推动生态文明建设、实现特色新型城镇化战略目标的重要基础,以保护生态服务价值为目标的县域城市扩展研究具有重要理论和现实意义.运用SLEUTH模型,以两山理论发源地安吉县为例,并与毗邻的广德市进行对比,预置了两县市现有发展模式和生态保护模式两种不同的发展情景,并基于生态服务价值进一步将生态保护情景分为保护调节服务、供给服务、支持服务和娱乐服务4种情景.对不同情景下的2030年建设用地扩展进行模拟和对比分析,以探究生态保护情景下的建设用地扩展对县域经济的影响.结果显示:(1)现有发展模式下,两县市仍围绕当前建设用地向周围蔓延,在明显的外延式增长下还伴随着内部填充,集中扩张区均围绕县城及各镇政府所在地并呈现集中连片趋势,这种模式势必对生态环境产生负面影响;(2)生态保护情景下,两县市均在一定程度上抑制了建设用地的扩张,安吉县扩张面积最低减少1.43％,广德市扩张面积最低减少7.57％.(3)相比于现有发展模式,两县市对林地的占用量显著降低,安吉县对林地的占用减少了1.79km2,广德市减少了 2.44km2;(4)安吉县相较广德市的建设用地扩展更多依赖耕地转换,因安吉县最先走生态保护道路,故生态保护情景对建设用地扩展的影响已明显小于广德市.