中国正处于快速城镇化阶段,快速城镇化会产生一系列的问题,比如:耕地和生态用地的流失、环境污染、交通拥堵等,控制城镇快速扩张已成为许多学者的共识。城市增长边界作为一种城市扩张限制策略,已经在全世界范围内广泛实践,并受到广大学者和规划人员的认可。已有的城市增长边界划定研究对耕地保护和生态保护兼顾不足或者未达到城市扩张、耕地保护和生态保护之间的协调。针对这些问题,本文提出兼顾耕地保护和生态保护的城市增长边界划定方法,以期使划定的增长边界占用的耕地和生态用地数量最少、质量最低,并且空间形态相对较优,进而为城市增长边界划定研究和实践提供一定的理论参考和技术支撑。本文以武汉市为研究对象,首先运用基于元胞自动机的土地系统模拟与优化模型(LANDSCAPE)实现兼顾耕地保护和生态保护的武汉市2035年土地利用变化模拟;然后在该模拟的结果上运用以膨胀和侵蚀为原理的膨胀侵蚀算法划定武汉市2035年的城市增长边界;最后将运用兼顾耕地保护和生态保护方法划定的城市增长边界与已有方法划定的城市增长边界进行对比分析。本文主要得到如下结论:(1)本文在划定城市增长边界过程中实现了对所有耕地和生态用地的兼顾。本文以土地生产潜力评价和生态重要性评价结果为基础,通过调整阻抗的设定在土地利用变化模拟过程中达到生产潜力越高的耕地和生态重要性越高的生态用地越难被城镇建设用地占用的目的,实现了对所有耕地和生态用地的兼顾。(2)本文提出的兼顾耕地保护和生态保护的城市增长边界划定方法具有一定的优越性。从结果中我们看出本文提出的兼顾耕地保护和生态保护的城市增长边界划定方法无论从占用耕地和生态用地的数量和质量方面,还是从城市空间形态紧凑度方面都要优于已有的有约束条件法或无约束条件法。(3)本文划定的城市增长边界实现了城市扩张与耕地保护、生态保护之间的相互协调。本文划定的城市增长边界在紧凑度上要优于已有的有约束条件法或无约束条件法划定的城市增长边界。说明本文划定的城市增长边界在空间上相对较优,实现了城市扩张与耕地保护、生态保护之间的相互协调。(4)现行的“三线”独自划定,不利于城市扩张、耕地保护和生态保护之间的协调。无论先划定永久基本农田边界、生态保护红线或者城市增长边界,已划定的边界都会变成其它边界划定的约束条件,而有约束条件法划定的边界会造成耕地生产潜力及一些重要生态用地的损失,这也就使城市扩张、耕地保护和生态保护之间处于相对不协调的状态。在研究结论的基础上,本文提出以下政策建议:(1)划定城市增长边界时应对耕地保护和生态保护进行兼顾。(2)“三线”需同步协调划定。应先对城市扩张、耕地保护和生态保护进行权衡,在权衡达到协调的基础上同时划定生态保护红线、永久基本农田和城市增长边界。(3)相关规划部门应引进一些相对成熟的土地利用模拟及城市增长边界划定方法和工具,以提高三线划定的效率。