北京城市空間擴展的生態環境響應及驅動力

藺雪芹，王岱，劉旭

1. 首都師范大學資源環境與旅游學院，北京 100048；2. 中國科學院地理科學與資源研究所，北京 100101

北京城市空間擴展的生態環境響應及驅動力

藺雪芹1，王岱2*，劉旭1

1. 首都師范大學資源環境與旅游學院，北京 100048；2. 中國科學院地理科學與資源研究所，北京 100101

摘要：城市土地利用變化及其生態環境響應是全球環境變化研究的重要組成部分，是可持續發展研究的核心問題。大都市作為人口和產業密集地區，城市土地利用變化劇烈，由此帶來的生態環境問題更為顯著。在新型城鎮化建設背景下，研究大都市城市空間擴展及其生態環境響應，對提高大都市土地利用效能，轉變經濟增長方式和實現可持續發展具有重要指導意義。文章基于北京市遙感影像數據及相關社會經濟數據，構建北京市空間擴展的生態環境響應評價指標體系和模型，對1995─2010年北京市空間擴展的生態環境響應進行了綜合評價并分析其驅動力。研究認為：1995─2010年北京市各區縣空間擴展的社會經濟壓力指數不斷增大，首都功能核心區和城市功能拓展區各區縣社會經濟壓力指數上升幅度最大，城市發展新區和生態涵養發展區各區縣上升趨勢較為平緩；除東城區和西城區外，各區縣土地利用狀態指數有所下降，降低幅度較大的區縣有通州、順義、大興、平谷和昌平，較小的區縣有朝陽、海淀、豐臺、石景山和密云；除通州和大興外，各區縣空間擴展的生態環境響應指數均呈上升趨勢，凈變化量較大的區縣主要位于首都功能核心區，生態涵養區和城市發展新區各區縣凈變化量較小；除通州、順義、延慶和昌平外，各區縣城市空間擴展的生態環境響應綜合指數均有所提高，其中東城、西城、海淀和朝陽凈變化量較大，順義、平谷和懷柔凈變化量較小，空間格局表現出“中心低、外圍高、東南低、西北高”的特征；人口增長、城市化、經濟發展、建設用地高速擴展、生態用地減少等對北京城市空間擴展的生態環境響應具有重要影響。

關鍵詞：空間擴展；生態環境響應；時空分異；驅動力；北京

引用格式：藺雪芹，王岱，劉旭. 北京城市空間擴展的生態環境響應及驅動力[J]. 生態環境學報, 2015, 24(7): 1159-1165.

LIN Xueqin, WANG Dai, LIU Xu. Eco-environment Response to Urban Spatial Expansion and Its Driving Forces in Beijing [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(7): 1159-1165.

伴隨我國進入城鎮化加速發展階段，城市規模快速擴張，由此帶來的一系列生態環境問題已成為制約我國城市可持續發展的重要因素。關于城市土地利用變化和空間擴張與生態環境二者關系國內外已有諸多研究。主要有以下幾個方面：（1）城市空間擴展的生態環境響應要素研究。包括城市空間擴展對大氣成分及氣候變化的影響（Meyer et al.，2003），對水文變化的影響（Croke et al.，2004；Mark et al.，2003），對土壤性質的影響（Islam et al.，2000；郭旭東等，2001），對自然災害的影響（史培軍，2003）等。（2）城市空間擴展的生態環境影響要素辨析。陳瑩認為土地利用規模結構變化及水資源減少是造成北京生態環境質量變動的重要原因（陳瑩等，2007），王宏偉等（2008）認為農業活動的開發造成各用地類型的消長轉化以及人文經濟活動是生態環境惡化的主要原因，卞正富和張燕平（2006）探討了煤礦區土地利用格局的演變對環境的影響。（3）城市空間擴展的生態環境響應評價。一些學者通過遙感圖像解譯信息如歸一化植被指數、地面輻射溫度、MODIS地表溫度等對區域空間擴展的生態環境影響進行了評價（Arthur et al.，2003；楊山等，2003；李洪義等，2006），一些學者將土地利用結構、河網密度、水土侵蝕強度、森林覆蓋率等作為評價區域生態環境質量變化的重要組成部分，對區域生態環境質量進行評價（黃寶榮等，2008；徐鵬煒等，2006），一些學者基于生態系統服務價值、生態足跡等對城市空間擴張的生態環境響應進行評價（徐超平等，2010；鄭辛酉等，2006），我國環境保護總局于2006年提出的基于遙感影像解譯的生態環境狀況評價指標體系及方法，也成為諸多學者對大都市區空間擴張的生態環境影響進行評價的有效手段（王瑤等，2007；楊楠等，2008；張華等，2008）。（4）城市空間擴展的生態安全格局分析。俄羅斯地理學家認為保護景觀多樣性在一定程度上決定了土地覆被和利用的可持續性。存在的自然生態系統越多，區域生態穩定性越大（陳百明等，2003），在我國岳書平等（2006）、李俊祥等（2004）從景觀生態學的角度對區域空間擴展的生態安全格局進行了研究。（5）城市空間擴展的生態響應預測、生態導向的大都市區空間擴展模擬預測研究。如Bewket et al.（2005）預測了未來土地利用/覆被潛在變化對水溫水資源的影響，Allan et al.（2002）以保護區域水質為目標，建立了小流域土地利用格局優化模型，何春陽等（2003）考慮道路交通、河流、綠地、面狀水體等約束因素基礎上，從城鎮用地數量最優和結構最佳的角度，對北京大都市區發展格局進行了預測。已有研究對城市空間擴展與生態環境二者關系進行了較為全面的研究，但重空間擴展與生態環境的因果關系確認，輕空間擴展對生態環境的影響因素剖析；且效果評價多，過程研究少。本文以1995─2010年北京市土地利用變化和社會經濟發展數據為基礎，基于P-S-R壓力-狀態-響應模型，構建北京城市空間擴張的生態環境響應評價綜合指標體系和評價模型，對1995─2010年北京市空間擴展的生態環境響應進行評價，并從社會經濟發展、土地利用變化各要素入手，分析北京市城市空間擴展的生態環境響應的驅動力。研究對于優化城市空間擴展模式，促進城市和生態環境協調發展，建立資源節約和環境友好型社會具有重要意義。

1　研究方法和數據來源

1.1構建北京城市空間擴展的生態環境響應綜合評價指標體系

在壓力-狀態-響應（P-S-R）概念模型框架下，遵循科學性、綜合性、簡明普適性、可獲性、可持續性、動態性原則，采用頻度統計分析法、理論分析法和專家咨詢法得到北京城市空間擴展的生態環境響應評價指標體系。指標體系包括社會經濟壓力、土地利用狀態、生態環境響應3個方面共17個指標。其中社會經濟壓力指標7個，土地利用狀態指標5個，生態環境響應指標5個。由于各指標存在量綱差異，其性質有正有負，缺乏可比性，本文利用半升梯形模糊隸屬度函數模型來解決各指標因量綱不同而難以匯總的問題，并在SPSS 18.0中利用主成分分析法確定各標準層的權重值以及各具體指標相應對于所屬標準層的權重值（見表1）。其中生物豐度指數、水網密度指數、植被覆蓋指數、污染負荷指數、土地退化指數根據2006年頒布的中華人民共和國環境保護行業標準《生態環境質量評級技術規范（試行）》（HJ/T192─2006）的規定計算。

1.2構建北京城市空間擴展的生態環境響應綜合評價模型

采用加權綜合函數法構建北京城市空間擴展的生態環境響應綜合評價模型如下：

表1　北京城市空間擴展的生態環境響應綜合評價指標體系Table 1 The evaluation index system of eco-environmental response to spatial expansion in Beijing

式中，Fj表示第j區縣土地利用變化的生態環境響應綜合評價指數；M1、M2、M3分別代表社會經濟壓力指數、土地利用變化指數和生態環境響應指數；α1、α2、α3分別表示3個評價標準層的權重值；v1m、v2m、v3m分別表示3個評價標準層中第m個具體指標的權重值；Φ1mj、Φ1mj、Φ3mj分別代表3個評價標準層中第j個區縣第m個具體指標的歷年得分值；pi表示第i個評價標準層中具體指標的個數，i=1, 2, 3。

1.3構建北京城市空間擴展生態響應影響因素分析模型

基于上述分析，辨析社會經濟發展壓力、土地利用要素變化對城市空間擴展生態環境響應的影響。理論上，社會經濟發展與生態環境變化之間存在曲線關系（Markus，2002；黃金川等，2003）。因此，本文借助SPSS 18.0軟件，采用相關分析中的一次和二次曲線擬合法來探討社會經濟壓力要素和土地利用要素變化對生態環境響應的影響。建立空間擴展生態環境響應影響因素分析模型如下：

式中，Y是因變量，為空間擴展的生態環境響應指數，X為自變量，分別為人口密度（X1）、城市化水平（X2）、人均GDP（X3）、非農產業產值占GDP比重（X4）、地均GDP（X5）、萬元GDP能耗（X6）、單位工業用水工業產值（X7）、建設用地面積比重（X8）、建設用地擴展強度（X9）、建設用地開發強度（X10）、人均耕地面積（X11）、人均林地面積（X12），α0、α1、α2為模型參數，ε為誤差隨機項。

1.4數據來源

本文研究所用土地利用變化數據來源于1995、2000、2005、2010年4個年份北京市遙感影像（SPOTHE TM遙感影像數據），其他社會經濟數據來源于1995、2000、2005、2010年北京市及各區縣統計年鑒、北京區域統計年鑒、中國區域經濟統計年鑒。

2　結果與分析

2.1空間擴展的社會經濟壓力指數時空變化特征

從時間變化看，1995─2010年北京市各區縣空間擴展的社會經濟壓力指數不斷增大（圖1）。其中，首都功能核心區包括東城區、西城區，城市功能拓展區包括海淀區、朝陽區、石景山區和豐臺區社會經濟壓力指數上升幅度最大，上升趨勢最為明顯；城市發展新區包括通州區、順義區、房山區、大興區、昌平區和生態涵養發展區包括懷柔區、平谷區、門頭溝區、密云縣、延慶縣等社會經濟壓力指數上升趨勢較為平緩；社會經濟壓力指數多年平均值較高的區縣為首都核心功能區的東城、西城和城市功能拓展區的豐臺、朝陽、海淀；多年平均值較低的區縣為城市功能拓展區的石景山和生態涵養發展區的房山、平谷、延慶。從空間分布來看，1995─2010年北京市空間擴展的社會經濟壓力指數整體表現為“中心高、外圍低，東南高、西北低”的空間分布格局。北京空間擴展的社會經濟壓力指數的時空變化特征與各區縣所承擔的主要城市功能相關。首都功能核心區是首都政治、文化、國際交往、教育科研和金融管理中心，人口密集，現代服務業集聚，高新技術產業比重高，經濟活動密度大，單位產出效能高，使得這兩個區域總體社會經濟活動壓力較大，且增長較快；城市發展新區服務業具有一定規模，是北京市現代制造業和現代農業發展的主要載體，社會經濟活動壓力較首都功能核心區和城市功能拓展區小；生態涵養區是首都生態屏障和水源保護地，工業基礎薄弱，產業發展空間相對較小，社會經濟壓力最小，且增幅較慢。

圖1　1995─2010年北京城市空間擴展的社會經濟壓力指數和土地利用狀態指數空間分異Fig. 1 Social-economic pressure index and land use status index of spatial expansion in Beijing (1995─2010)

2.2空間擴展的土地利用狀態指數時空變化特征

從時間變化來看，1995─2010年北京市各區縣除東城區和西城區土地利用狀態指數有所升高外，其余各區縣土地利用狀態指數均呈下降態勢，其中凈減少量較大的區縣為通州、順義、大興、平谷和昌平，凈減少量較小的區縣為朝陽、海淀、豐臺、石景山和密云（圖1）。土地利用狀態指數多年平均值較高的區縣為延慶、大興、順義和通州；多年平均值較低的區縣為東城和西城。從空間分布來看，北京市土地利用狀態指數整體表現為“中心低，外圍高”的空間格局。土地利用狀態指數的時空變化特征與各區縣土地資源特質和開發利用水平密切相關。首都功能核心區和城市功能拓展區地形平坦，主要以建設用地面積為主，林地和草地面積總量和人均水平較低，使得這兩個區域土地利用狀態指數較低。與首都功能核心區和城市功能拓展區相比，城市發展新區建設用地比重、建設用地擴展強度、開發強度相對較低，同時人均耕地面積和林地面積相對較高，因此這一區域總體土地利用狀態指數高于首都功能核心區和城市功能拓展區，但是作為北京市疏散中心城區人口和產業的重要區域，土地利用狀態多年不斷下降。生態涵養發展區林地和草地面積比重大，建設用地比重小，同時產業活動和人口壓力小，使得這一區域土地利用狀態指數較高，同時隨著這一區域環保型工業和總部經濟等的發展，部分區縣如平谷、懷柔等土地利用狀態指數出現下降趨勢。

2.3空間擴展的生態環境響應指數時空變化特征

從時間變化來看，1995─2010年北京市各區縣空間擴展的生態環境響應指數除通州和大興兩個區有所下降外，其他各區縣均呈上升趨勢（圖2）。其中首都核心功能區各區縣凈變化量較大，生態涵養發展區和城市發展新區各區縣凈變化量較小，城市發展新區的通州和大興甚至出現了負增長。空間擴展的生態環境響應指數多年平均值較高的區縣為生態涵養發展區的門頭溝、房山、昌平、延慶、懷柔和密云；多年平均值較低的區縣為首都核心功能區的東城、西城和城市功能拓展區的石景山、朝陽、豐臺、海淀。從空間分布來看，北京市空間擴展的生態環境響應指數整體呈現出“中心低、外圍高，東南低、西北高”的空間格局特征。由于制造業外遷、城市功能提升以及產業結構轉型升級，首都功能核心區和城市功能拓展區制造業比重降低，以金融、咨詢、法律等為主的現代服務業快速發展，導致經濟活動的生態環境負向影響減弱，同時產業發展的生態環境需求提高，造成這一地區城市空間擴展的生態環境響應指數較低，但是多年增長率高。而城市發展新區，由于承擔疏散中心城區人口和產業的職能，制造業及相關服務業不斷集聚，造成生態環境響應指數雖高于首都功能核心區和城市功能拓展區，但是多年波動變化，沒有顯著提升。而外圍的生態涵養區由于土地利用結構中生態用地面積大、比重高，且發展職能為強化生態修復與水源保護，因此城市空間擴展的生態環境響應指數最高，且大部分區縣多年有不斷增長的態勢。

圖2　1995─2010年北京市土地利用變化的生態環境響應指數空間分異Fig. 2 Eco-environment response index and its comprehensive index of spatial expansion in Beijing (1995─2010)

2.4空間擴展的生態環境響應綜合指數時空變化特征

從時間變化來看，1995─2010年除通州、順義、延慶和昌平的空間擴展的生態環境響應綜合評價指數略有下降，其余各區縣該指數均有所提高，其中東城、西城、海淀和朝陽凈變化量較大，平谷和懷柔凈變化量較小。多年平均值較高的區縣為密云延慶和昌平；多年平均值較低的區縣為東城、西城、豐臺和石景山。從空間分布來看，北京市土地利用變化的生態環境響應綜合評價指數整體表現為“中心低、外圍高，東南低、西北高”的空間格局（圖2）。可以看出，考慮社會經濟壓力和土地利用變化狀態，首都功能核心區空間擴展的生態環境響應綜合指數值最小但增長迅猛，尤其是2005─2010年，東城區和西城區生態環境響應綜合指數年均增速分別達到16.47%和14.48%，遠大于其他區縣2.39%的平均增速；城市功能拓展區中海淀區和朝陽區空間擴展的生態環境響應綜合指數數值和增速遠大于豐臺區和石景山區，后者2000─2005年快速增大，其余年份穩步上升；城市發展新區生態環境響應綜合指數較大，但由于近些年社會經濟載荷日益增大，導致生態環境響應綜合指數波動緩慢上升，甚至有一些區縣生態環境響應綜合指數出現波動下降，如大興區、通州區和昌平區；生態涵養區生態環境響應綜合指數最大，但受到產業發展以及經濟實力等方面的影響，生態涵養保障能力相對較低，多年波動緩慢上升。

3　北京市空間擴展的生態環境響應驅動力

采用2010年16個區縣空間擴展生態環境響應指數和2010年16個區縣社會經濟壓力相關指標、土地利用變化相關指標，包括人口密度（X1）、城市化水平（X2）、人均GDP（X3）、非農產業產值占GDP比重（X4）、地均GDP（X5）、萬元GDP能耗（X6）、單位工業用水工業產值（X7）、建設用地面積比重（X8）、建設用地擴展強度（X9）、建設用地開發強度（X10）、人均耕地面積（X11）、人均林地面積（X12）等12個指標。根據公式（2）、公式（3），利用SPSS軟件，分別對城市空間擴展生態環境響應指數Y與X1、…X11之間進行一次方程、二次方程擬合回歸，來分析城市空間擴展生態環境響應的社會經濟和土地利用變化驅動因素（表2）。

表2　2010年北京市城市空間擴展的生態環境響應驅動力Table 2 The driving forces of eco-environment response to spatial expansion in Beijing in 2010

3.1人口增長、城市化推進是北京空間擴展生態環境負向演化的重要因素

人口密度變化和生態環境響應指數之間表現出顯著的二次曲線關系，即隨著人口密度的增大，空間擴展的生態環境響應指數呈先下降后上升的變化趨勢。但是，目前大部分區縣都位于二次曲線的左側，即人口密度增大，城市空間擴展的生態環境響應指數減小。從各功能區變化來看，首都功能核心區、城市功能拓展區、城市發展新區、生態涵養發展區依次隨著人口密度的減少，生態環境響應指數增大。這是因為人口增長帶來城市建設用地需求上升，進而改變土地規模和結構，增強了對土地利用的干預程度，進而使土地利用程度和生態環境質量發生了相應的變化。城市化水平與生態環境響應之間也呈現出較為顯著的二次曲線關系，且大部分曲線位于曲線的左側，即隨著城市化水平的提高，生態環境響應指數下降。從各功能區變化來看，由首都功能核心區、城市功能拓展區、城市發展新區到生態涵養區，隨著城市化水平的降低，生態環境響應指數不斷提高。北京在快速城市化發展的過程中，人口不斷增加、經濟擴展、地域擴張，在這個過程中城市有機體內的各種細胞不斷分裂生殖和更新發展，并通過資源利用和能源消耗不斷向區域排放廢物，進而影響區域生態環境質量的變化。

3.2經濟發展尚未對城市空間擴展生態環境效應帶來顯著正向推動作用

人均GDP與生態環境響應指數之間表現為較為顯著的二次函數關系。隨著人均GDP的不斷提高，生態環境響應指數先下降后升高。這也符合經濟發展與環境變化之間的“環境庫茲涅茲倒U型曲線”關系。但大部分曲線目前位于曲線的左側，即隨著人均GDP的提高，生態環境響應指數下降，生態環境惡化。只有海淀區、朝陽區、東城區、西城區、順義區位于曲線的右側，即人均GDP提高，生態環境響應指數增大，生態環境好轉。從國際經驗來看，當人均GDP達到8000美元時，生態環境質量達到峰值之后開始下降。2010年北京市各區縣人均GDP已經超過8000美元，但并沒有帶來生態環境的顯著好轉。選擇非農產業產值占GDP比重，地均GDP、萬元GDP能耗、單位工業用水工業產值與生態環境響應指數進行相關性分析，非農產業產值與其呈較為顯著的負向線性相關關系，即非農產業產值占GDP比重越大，城市空間擴展的生態環境響應指數越小，生態環境狀況變差；單位工業用水工業產值用水與生態環境響應指數呈較為顯著的二次曲線關系，即單位工業用水工業產值增大，生態環境響應指數變大，生態環境質量好轉；其余兩個指標和生態環境響應指數相關性不明顯。這說明，雖然北京市及各區縣經濟發展已進入較高階段，但是隨著產業結構轉型、結構調整和技術進步等，并沒有帶來生態環境的顯著好轉，相反由于經濟發展對于水資源的過度消耗，擠占生態用水，導致生態用地減少，生態環境質量惡化。

3.3建設用地的高速擴展對生態環境的負向變化影響顯著

建設用地面積比重和生態環境響應指數之間表現出顯著的相關關系，即隨著建設用地面積的增大，生態環境響應指數增大，生態環境惡化。說明人口增長、城市化快速推進、經濟高速發展帶來的建設用地面積規模增大，是影響土地利用變化生態環境響應的重要因素。同時選取建設用地擴張強度、建設用地開發強度與生態環境響應指數進行相關分析，發現二者之間并沒有顯著的相關關系。北京市單位建設用地GDP產值由1995年的6843.97萬元/km2增加至2010年的40461.56萬元/km2，單位建設用地工業產值由1995年的2395.86萬元/km2，增加至2010年的7923.97萬元/km2，城市建設土地集約利用程度高于全國平均水平，且不斷提高，但并沒有明顯帶動土地利用生態環境響應指數的的增大或減小幅度的降低。

3.4耕地減少對生態環境的負向影響大，林地增加正向影響大

人均耕地面積、人均林地面積和生態環境響應指數之間呈線性正相關關系，即隨著人均耕地面積增加，人均林地面積增大，生態環境響應指數增大。二者變化對于生態環境均具有較為顯著的影響。1995─2010年北京市耕地面積不斷減少，林地面積不斷增多，說明林地面積增多對北京市空間擴展的生態環境響應正向影響大，而耕地面積減少對北京市空間擴展的生態環境響應負向影響大（圖3）。

圖3　北京城市空間擴展的生態環境響應機制Fig. 3 The mechanism of eco-environment response to spatial expansion in Beijing

4　結論與討論

4.1結論

本文以北京市各區縣土地利用變化、社會經濟發展、生態環境變化等相關數據為基礎，構建北京城市空間擴展的生態環境響應評價指標體系和模型，對1995─2010年北京市空間擴展的生態環境響應時空變化特征及其驅動力進行分析，得到如下結論：

（1）北京市各區縣空間擴展的社會經濟壓力指數不斷增大，其中首都功能核心區和城市功能拓展區社會經濟壓力指數多年均值較高且上升幅度最大，社會經濟壓力指數整體表現為“中心高、外圍低，東南高、西北低”的空間分布格局；除東城區和西城區外，北京市各區縣土地利用狀態指數均呈下降態勢，其中多年平均值較低的區縣為東城和西城，凈減少量較大的區縣主要位于城市發展新區，凈減少量較小的區縣主要位于城市功能拓展區和外圍生態涵養區，土地利用狀態指數表現為“中心低，外圍高”的空間格局；北京市各區縣空間擴展的生態環境響應指數均總體呈上升趨勢，首都核心功能區各區縣凈增長量較大，生態涵養發展區和城市發展新區各區縣凈增長量較小，生態環境響應指數整體呈現出“中心低、外圍高，東南低、西北高”的空間格局特征；除通州、順義、延慶和昌平外，北京各區縣空間擴展的生態環境響應綜合指數均有所提高，其中位于首都功能核心區和城市功能拓展區的東城、西城、海淀和朝陽凈變化量較大，生態涵養區的平谷和懷柔凈變化量較小，生態環境響應綜合評價指數整體表現為“中心低、外圍高，東南低、西北高”的空間格局。

（2）人口增長、城市化、建設用地高速擴展對北京市生態環境的負向影響顯著；經濟發展水平對城市空間擴展生態環境響應正向演化的推動作用不顯著，相反經濟發展對水資源的過度消耗，導致生態用地減少，生態環境惡化；生態用地總量減少是引起生態環境負向演化的主要因素，其中耕地減少對生態環境的負向影響最大，林地增加正向影響大。

4.2討論

未來北京城市空間擴展必須由規模擴張為主的粗放式擴張向以控制開發強度為主的精細化擴張轉變，加強現有城市空間的結構優化、內潛挖掘，促進地下空間開發、縱向擴展，實現以新城建設為核心的組團式擴展和以生態空間建設為中心的可持續擴展模式；同時，在世界城市和新型城鎮化建設大背景下，北京經濟在發展動力轉換、產業結構深度調整和升級過程中，要更注重高端引領、創新驅動、綠色發展，實現經濟效益好、資源消耗低、環境污染少、技術含量高的發展；在人口方面，需要繼續加強人口調控管理，控制人口增長，加快人口疏解，統籌城鄉發展，優化城鎮空間布局，以促進社會經濟與資源、環境的均衡協調發展。

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Eco-environment Response to Urban Spatial Expansion and Its Driving Forces in Beijing

LIN Xueqin1, WANG Dai2*, LIU Xu1
1. College of Resources Environment and Tourism, Capital Normal University, Beijing 100048, China; 2. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China

Abstract:That of spatial expansion, land use change and their ecological effects is the core issue should be investigated in urban sustainable development, and moreover this is also a critical topic in global environment change. As densely populated and industrial areas, metropolis experiences dramatic land use changes and therefore significant ecological environment problems as well. Toward to China’s new urbanization, the investigation on spatial expansion and its eco-effects could significantly contribute to improve the land-use efficiency, transform the ways to achieve economic growth and finally meet sustainable development. This paper builds a comprehensive index system to evaluate eco-environment response to urban expansion, and then uses it to analyze the spatial differentiation of eco-environment response and driving forces in 16 districts in Beijing from 1995 to 2010, based on the remote sensing data and related economic-social data of Beijing. We reach five main conclusions: Firstly, the social economy pressure index to urban expansion of all 16 districts in Beijing rise during this period. The index of core urban area and urban function expansion area have largest growth, while that of new urban area and ecological conservation area have more gentle upward trend. Secondly, the land-use state index of districts except Dongcheng and Xicheng declined. The index of Tongzhou, Shunyi, Daxing, Pinggu and Changping have fast reduction, while Chaoyang, Haidian, Fengtai, Shijingshan and Miyun have slower reduction. Then the ecological environment index of districts except Tongzhou and Daxing showed an upward trend, with core urban area having largest growth and the ecological conservation areas and new urban area experiencing smaller growth. Fourthly, the ecological environment comprehensive index of districts except Tongzhou, Shunyi, Yanqing and Changping increased. The index of Dongcheng, Xicheng, Haidian and Chaoyang have the larger increase, while that of Shunyi, Pinggu and Huairou have the smaller increase. Beijing show spatial patterns of “lower in center, higher in periphery” and “lower in southeast, higher in northwest”. Finally, factors such as population growth, urbanization, economic development, expansion of urban construction land and reduction of ecological land, have huge influence on eco-environmental response to urban expansion in Beijing.

Key words:urban expansion; eco-environment response; spatiotemporal differences; driving forces; Beijing

收稿日期：2015-03-18

*通訊作者：王岱。E-mail: wangdai@igsnrr.ac.cn

作者簡介：藺雪芹（1980年生），副教授，博士，主要研究方向為區域可持續發展。E-mail: lin-xueqin@139.com

基金項目：北京市自然科學基金項目（8122015）

中圖分類號：X21

文獻標志碼：A

文章編號：1674-5906（2015）07-1159-07

DOI:10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.07.013