Land use/cover change(LUCC)已经成为全球气候变化研究的关键议题,而城市蔓延是LUCC研究的重要内容。多数学者对城市蔓延持否定态度,认为其快速扩展,造成耕地和森林资源急剧减少,严重危害了粮食和能源安全,破坏生态环境,影响生物多样性。有效测度城市蔓延程度,准确判断蔓延特征,既可以为生态和资源学家提供土地利用动态变化监测信息,也可以给城市规划编制者提供决策参考依据,特别对耕地资源匮乏的国家和地区更具有直接现实意义。本文选择山东省临沂市为研究案例,实证分析该市的城市蔓延特征,并根据蔓延特征提出蔓延调控的策略组合,以期管中窥豹、以点带面,为有效进行区域性中心城市蔓延研究提供范例。本文分为三部分,共七章。第一部分包括导论、国内外研究进展两章,第一章交代研究背景、研究意义、研究内容和论文组织结构;第二章以文献研究为突破口,找到以探讨蔓延机理和架构蔓延测度体系为论文研究的切入点。第二部分为论文的理论和方法篇,包含蔓延机理、蔓延调控理论与实践、蔓延测度体系三章;该部分首先从城市形态角度利用城市自组织理论,剖析了城市蔓延现象发生同耗散结构理论、协同理论、混沌与分形理论、突变理论之间的关系,得出了城市蔓延的自组织机制;接下来,概要介绍了国内外流行的蔓延调控理论,即有机集中理论、紧凑城市理论、精明增长理论和新城市主义理论,并剖析了蔓延调控的几个典型城市:英国的大伦敦区、中国香港和广州市、美国马里兰州大都市区和波特兰市,该章设置目的一是从实践层面充分认识蔓延现象产生的原因与过程,二是为论文的实证部分提供蔓延调控策略的理论渊源;第五章以蔓延机理为基础,从测度设立标准与影响因素、测度指数选择标准、测度指数分类方法、多维度测度综合方法等方面构建测度体系。第三部分为实证和总结部分(分别为第六章、第七章),第六章利用建立的测度体系实证分析了临沂市的城市蔓延特征,并提出了针对区域性中心城市的蔓延调控策略;第七章为总结部分,总结了研究结果和创新点,展望了应用前景。理论研究表明,城市蔓延的实质是城市自组织系统“涨落”失度的结构化表现。城市蔓延的涨落因素,例如国外的私人小汽车普及、国内分税制导致的过度GDP热,都会引起城市这个自组织系统的结构性失调,导致蔓延现象发生;而结构性失调在量度上表现为城市系统“熵增”。城市系统利用自组织机制,通过对已有平衡系统的否定,能够在新的层次实现再次平衡,而这也给城市蔓延调控提供了理论支撑。“熵减”是城市蔓延防控策略的共同特征:紧凑城市理论防控策略侧重城市内系统的土地利用布局;精明增长理论更重视城市尺度的机制性“熵减”策略;新城市主义注重社区尺度的以人文关怀为特点的“熵减”策略。论文基于城市自组织理论和已有城市蔓延测算方法构建了城市蔓延测度体系。基于城市自组织理论和测度“完整性”、“互斥性”标准设立蔓延测度,分别设立了数量增长测度、不连续测度、去中心测度、混合度测度、通达性测度、开敞空间测度共6个蔓延测度;从主观体验、机理、基础数据、性能四个方面提出了 9个测度指数评价标准,全面衡量蔓延测度指数的特性和适用条件,并新设立空间扩展程度指数用于测度不连续性、人均开敞空间指数用于测度开敞空间测度;提出了关键性指标和加分性指标分类方法,用于衡量不同测度指数的性能优先级;并以此体系为基础,评价指数20个;基于多属性决策方法,构建了以熵方法为核心的多维测度综合方法。通过实证,临沂城市蔓延特征概括为:蔓延发展总体特征不变,但是蔓延趋势有所减轻;建设用地组团发展有所增强,但是原中心城市功能减弱;城市道路通达性增强,但是城市内部功能协调性减弱;城市增长边界失控,城市开敞空间日益减少。根据蔓延特征,指出了临沂城市蔓延防控策略要集中做好严格控制城市发展边界、提升中心城市“核性”和搞好产业结构升级三个方面,这对于区域性中心城市的发展具有示范意义。实证研究表明,单维测度无法保证有效性,而多维测度是保证测度有效性的前提。这个有效性是以测度设立标准与影响因素、测度指数评价标准、测度指数分类方法、多维测度综合方法为内容的测度体系决定的。测度体系有效性主要来源于四个方面:测度设立的依机理属性、测度的完备性和互斥性、测度指数公度性、测度指数确定性。