改革开放以来,我国经历了快速的城镇化进程,社会经济发展取得了举世瞩目的成就,但与之相伴生的却是土地利用的粗放低效与生态环境的不断破坏。在这追求经济发展的浪潮中,南京也经历了与其他城市相类似的情况:城市建成区面积成倍扩展,以经济发展为导向的城镇建设不断侵蚀农业用地与生态空间,城市生态安全、生态系统的完整性面临着重大挑战。以往“摊大饼”式的用地发展模式愈发显得不可持续,面对环境污染严重、资源约束趋紧、生态系统退化的严峻形势,国家提出了“生态文明建设”的目标和“新型城镇化”的发展路径。各个城市认识到盲目追求经济发展而忽视生态环境的危险性,更加强调生态保护与经济发展的平衡并积极谋求城镇发展的战略转型。城市增长边界(Urban Growth Boundary,UGB)是抑制城市蔓延、引导城镇合理发展的有效工具——它通过刚性边界实现自然资源的保护,通过弹性边界对城镇建设规模与发展方向进行合理的引导——其实施效果与我国现行城镇发展目标相一致,因而得到越来越多的关注。虽然各地具有制定增长边界的迫切需求,但目前国内UGB制定方法研究尚不深入,还未形成成熟的技术流程和统一的划定方法。以往UGB制定多只从生态保护或建设需求单一角度出发,难以反映出二者在城市土地总量供给约束下的制衡关系;刚性边界的划定通常只是对现存生态空间的被动保护,往往忽略了对维护城市与区域生态系统平衡具有重要生态连接功能的潜在生态区域,以至于刚性UGB制定成果成为城市内的生境孤岛,难以充分发挥整体生态效应;弹性增长边界需要分析城镇用地的动态发展需求,现有方法或间接地以数量要求代替空间管控,或以静态用地评价门槛值代替动态的土地需求,虽然也有直接反映土地空间增长的预测手段,但复杂的技术流程和高难度的代码操作让规划师望而却步。此外,既有的制定方法还存在主观性强、空间引导性差、时序指导不明确等不足,这些都成为了 UGB制定与实施过程中的重要阻碍。本文以南京都市区为例,尝试以生态安全格局与精明增长理念为指导,采用生态敏感性、生态网络、城市增长模拟等分析方法,将静态数据分析与动态用地预测相融合,对比城市发展的多种可能情景,寻求城市土地资源供给约束下的生态资源保护与城镇建设用地开发的平衡,科学划定了南京都市区刚性增长边界与弹性增长边界。在刚性增长边界的制定时,通过生态敏感性分析获取了研究区既有的高生态敏感空间,采用最小费用路径方法辨识了对研究区具有重要生态意义的潜在生态廊道和生态关键区,采用图谱理论中的景观连接度指数辅助确定生态廊道宽度,构建了研究区潜在的生态网络;通过整合既有和潜在生态空间,科学划定刚性增长边界,实现了研究区现存和潜在的重要自然生态空间保护。在弹性增长边界的划定时,采用SLEUTH模型中的城市增长模型,设定了四种可能的发展情景,通过对模型校正精度和历史重建精度的评价,筛选出与城镇增长最为匹配的情景,最后以“多因素融合发展情景”的模拟结果作为弹性增长边界的制定依据进而确定了 2030年弹性增长边界。论文结果表明:(1)刚性增长边界划定的需要进行生态保护及修复的用地为1802.4 km2,占研究区面积的41.08%;弹性增长边界的用地规模控制在1180 km2,并确定了面积为1247 km2形态边界控制范围。在刚性UGB制定过程中,除了获得研究区内需要严格保护与生态修复的区域域外,还得到以下结论:1)生态敏感性分析能够准确地识别研究区既有的高生态敏感性区域,这些区域呈现出“大而孤立,小且分散,连接性不佳”的空间分布特征。2)生态网络分析能够识别出研究区主要的生态源地、潜在的重要生态廊道和关键生态斑块,可显著提升原有生态空间的景观连接性和城市与区域的总体生态安全水平,本文共遴选了 71处源地、119条重要廊道和61个关键生态斑块,生态网络空间分布差异显著,主要网络元素的连通重要性亦呈现出较大差别。3)生态网络分析可以弥补敏感性分析只针对既定自然现状考虑的局限,二者的组合使用可为不同尺度上刚性增长边界的划定提供简明的分析框架。(2)弹性增长边界的制定过程中取得了如下结论:1)在SLEUTH模型中,多情景分析不仅可应用于对未来不确定性的预测,还可以用于对历史增长模式的确定,基于多情景的历史分析有助于识别出最符合真实城镇增长的过程,提高模型的预测的准确性。2)SLEUTH模型可以很好地模拟城镇发展,对UGB的历史模拟精度高达84%,该模型的普适性得到了进一步地验证。3)对城市生态仅进行核心性的保护将难以有效抑制建设用地的无序蔓延,底线保护及生态导向的城镇发展单纯从寻找适宜建设用地的角度出发,并未考虑社会经济驱动下城镇发展的集聚效应,因此城镇发展存在隐形蔓延的可能性。4)通过多因素融合发展情景制定的弹性增长边界,综合考虑了社会、经济、区位、交通等条件的驱动因素与生态环境保护的限制因素,体现了生态优先与精明增长思想,可以为城镇发展提供有指导性的规模控制和科学的空间用地指引。本文为UGB的科学划定建立了一套简明的分析框架和易于操作的技术流程,可为研究区及国内其他城市UGB的划定提供重要的参考依据与方法支撑。其研究结果可以为南京市开发边界、生态控制线的划定提供重要参考,为南京城市规划、土地利用规划、生态廊道与绿色基础设施建设规划等提供重要的决策依据。同时,研究结论对区域层面上生态廊道的对接、生态资源的区域统筹、建设项目的布局与区域协调等也具有一定的参考价值。