城市擴(kuò)張背景下城市群環(huán)境問題的區(qū)域性特征分析

王翠平,丁 黎

1 集美大學(xué)理學(xué)院,廈門 361021 2 國家測繪局大地測量數(shù)據(jù)處理中心,西安 710054

城市擴(kuò)張背景下城市群環(huán)境問題的區(qū)域性特征分析

王翠平1,*,丁 黎2

1 集美大學(xué)理學(xué)院,廈門 361021 2 國家測繪局大地測量數(shù)據(jù)處理中心,西安 710054

作為區(qū)域空間組織的重要形式,城市群已經(jīng)成為促進(jìn)城市化快速發(fā)展的重要地區(qū),同時(shí)也逐漸成為生態(tài)環(huán)境問題高度集中的地區(qū)。采用夜晚燈光影像在分析京津冀、長江三角洲和珠江三角洲城市群空間擴(kuò)張進(jìn)程的基礎(chǔ)上,從空氣質(zhì)量、工業(yè)固體廢物處置利用情況以及植被覆蓋度3個(gè)方面對三大城市群環(huán)境問題的區(qū)域性特征及其敏感區(qū)進(jìn)行分析。結(jié)果表明：三大城市群空間擴(kuò)張進(jìn)程不斷加快,并逐漸形成城市用地連綿區(qū),長江三角洲城市群城市用地連綿區(qū)范圍最大,珠江三角洲城市群城市用地連綿區(qū)范圍高于京津冀城市群；從城市群層面看,三大城市群在空氣質(zhì)量、工業(yè)固體廢物綜合利用率以及植被覆蓋度演變方面已呈區(qū)域性特征,城市化水平與工業(yè)固體廢物綜合利用率呈正相關(guān),與城市群植被覆蓋度呈負(fù)相關(guān)；從城市層面來看,空間擴(kuò)張較快的寧波市和北京市為長江三角洲和京津冀城市群在空氣質(zhì)量、工業(yè)固體廢物綜合利用率以及植被覆蓋度方面的敏感區(qū),中山市為珠江三角洲在工業(yè)固體廢物綜合利用率以及植被覆蓋度方面的敏感區(qū)。環(huán)境問題的區(qū)域特征以及環(huán)境敏感區(qū)分析對環(huán)境治理工作具有一定的指導(dǎo)作用,對區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

夜晚燈光影像；空間擴(kuò)張；環(huán)境問題；城市群；敏感區(qū)

近200年來世界上最大的社會(huì)變動(dòng)是人口向城市大規(guī)模聚集,2008年世界城市人口首次超過農(nóng)村人口,標(biāo)志著人類開始進(jìn)入城市型社會(huì)[1]。

20世紀(jì)90年代以來,中國的城市化進(jìn)程也進(jìn)入到了加速發(fā)展時(shí)期[2],農(nóng)村人口逐漸向城市轉(zhuǎn)移,人口城市化率(城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诘陌俜直?從1990年的26.41%提高到2014年的54.77%[3]。隨著人口與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市用地范圍不斷擴(kuò)張,城市用地?cái)U(kuò)張成為表征城市化進(jìn)程的一個(gè)重要特征[4]。隨著城市擴(kuò)張的不斷加劇,城市環(huán)境也將受到影響[5-6],因此城市擴(kuò)張對城市環(huán)境的影響成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)[7- 12]。

中國十分重視城市群的發(fā)展,國務(wù)院提出在“十三五”期間將全力推進(jìn)城市群建設(shè),來加快城鎮(zhèn)化進(jìn)程。京津冀、長江三角洲、珠江三角洲三大城市群主導(dǎo)中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[13],其空間擴(kuò)張進(jìn)程也在不斷加快,并且已逐漸在城市間形成城市用地連綿區(qū)[14],城市用地?cái)U(kuò)張模式逐漸向城市集群協(xié)同發(fā)展的區(qū)域性特征演化。隨著城市化水平的快速發(fā)展,城市群成為區(qū)域空間組織的重要形式,并且已經(jīng)逐漸成為促進(jìn)城市化快速發(fā)展的重要地區(qū),同時(shí)城市群也已逐漸成為資源短缺、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等問題高度集中的地區(qū)[15]。

環(huán)境敏感區(qū)是指對人類的生存與發(fā)展具有重要價(jià)值或者一旦改變其原來狀態(tài)容易產(chǎn)生各種生態(tài)環(huán)境問題的區(qū)域[16-17]。環(huán)境敏感區(qū)的提出旨在通過設(shè)立需要特殊保護(hù)的區(qū)域來維護(hù)區(qū)域生態(tài)服務(wù)功能[18]。雖然國家設(shè)立了諸多的環(huán)境保護(hù)區(qū)[19],但環(huán)境問題仍然是我國快速城市化進(jìn)程的一個(gè)嚴(yán)峻問題[20]。其主要原因?yàn)榭焖俚某鞘谢M(jìn)程使城市出現(xiàn)了“超載現(xiàn)象”[21],即城市環(huán)境保護(hù)未與城市化進(jìn)程同步。故筆者認(rèn)為環(huán)境敏感區(qū)不僅只是需要特殊保護(hù)的區(qū)域,還應(yīng)包括城市化進(jìn)程中環(huán)境問題漸顯且有可能對城市環(huán)境和人類健康構(gòu)成威脅,污染防治又有一定難度的區(qū)域[22]。因此以京津冀、長江三角洲、珠江三角洲城市群為研究對象,從環(huán)境質(zhì)量、污染防治和環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施狀況方面分析環(huán)境問題的區(qū)域化特征,并探索城市群內(nèi)環(huán)境問題的敏感區(qū),為區(qū)域環(huán)境問題監(jiān)測提供科學(xué)依據(jù),對區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展也具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

1 三大城市群空間擴(kuò)張?zhí)卣?/h2>

基于本文作者之前的研究基礎(chǔ)[14],采用夜晚燈光影像數(shù)據(jù)提取三大城市群1992、1995、2000、2005和2010年城市用地,并進(jìn)一步提取城市群的空間擴(kuò)張信息,如圖1所示。由圖1可知,1992—2010年,三大城市群城市用地不斷擴(kuò)張,但城市用地大幅度擴(kuò)張發(fā)生在2005—2010年間,1992—2005年間城市用地?cái)U(kuò)張幅度相對較小,長江三角洲城市群城市用地跨越行政區(qū)邊界在城市間的連綿區(qū)趨勢高于珠江三角洲和京津冀城市群,珠江三角洲城市用地跨越行政區(qū)邊界在城市間的連綿區(qū)趨勢高于京津冀城市群,表明長江三角洲城市群城市擴(kuò)張進(jìn)程高于珠江三角洲和京津冀城市群,珠江三角洲城市群城市擴(kuò)張進(jìn)程高于京津冀城市群。1992年長江三角洲城市群城市用地跨越了行政區(qū)邊界形成了覆蓋上海、蘇州以及無錫的城市用地連綿區(qū),至2010年長江三角洲城市群的城市用地以自北向南多個(gè)城市中心為軸連綿發(fā)展。長江三角洲城市群總的擴(kuò)張趨勢為以上海、蘇州和無錫形成的城市集群為中心進(jìn)行擴(kuò)張,并以南京、杭州、寧波等單個(gè)核心城市為中心向周圍擴(kuò)張,并逐漸擴(kuò)張為以上海、蘇州和無錫為軸向的自北向南帶狀連綿區(qū)。2010年長江三角洲城市群的城市用地連綿區(qū)覆蓋了除臺(tái)州以外的所有城市,同時(shí)1992—2010年間長江三角洲城市群的城市用地?cái)U(kuò)張趨勢是向沿海的東部地區(qū)擴(kuò)張,遠(yuǎn)離海岸帶的西部地區(qū)城市用地?cái)U(kuò)張相對緩慢,表明地理自然條件的優(yōu)勢對城市用地?cái)U(kuò)張具有明顯的驅(qū)動(dòng)作用。1992年京津冀城市群的城市用地主要是呈點(diǎn)狀形式分布于該城市群的東南部,北京、天津和唐山的城市用地呈現(xiàn)明顯的三足鼎立態(tài)勢；至2010年京津冀城市群的城市用地連綿區(qū)覆蓋了北京、天津、唐山、廊坊、秦皇島、保定和石家莊,然而承德和張家口的城市用地?cái)U(kuò)張較慢仍呈點(diǎn)狀形式存在。1992—2010年京津冀城市群城市用地總的擴(kuò)張趨勢為以北京、天津、唐山等城市為中心向東南部擴(kuò)張并逐漸形成城市用地連綿區(qū),西北地區(qū)的城市用地仍然是小幅度的緩慢擴(kuò)張。表明北京市作為我國的政治文化中心對城市用地的發(fā)展具有很好的推動(dòng)作用。1992年珠江三角洲城市群的城市用地在東南部已經(jīng)形成了連綿區(qū),其范圍覆蓋了廣州、深圳、珠海、中山、東莞以及佛山等城市,并且在1992—2010年間以該城市用地連綿區(qū)為中心逐步向東北部和西南部擴(kuò)張,但在這期間城市用地?cái)U(kuò)張幅度不是很大。表明珠江三角洲城市群城市用地?cái)U(kuò)張較早,1992年前就已完成了覆蓋中心城市集群的城市用地?cái)U(kuò)張,但珠江三角洲城市群西北部的城市用地?cái)U(kuò)張不是很明顯,城市群中心城市的推動(dòng)作用不明顯。

圖1 1992—2010年三大城市群空間擴(kuò)張F(tuán)ig.1 The spatial expansion of the three urban agglomerations from 1992 to 2010

2 城市擴(kuò)張背景下三大城市群環(huán)境問題的區(qū)域特征

從環(huán)境空氣質(zhì)量、工業(yè)固體廢物處置利用率以及城市綠化覆蓋率分析三大城市群的城市環(huán)境質(zhì)量、污染防治和城市環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施狀況。

2.1 環(huán)境空氣質(zhì)量分析

2.1.1 數(shù)據(jù)

API(空氣污染指數(shù))是世界上許多發(fā)達(dá)國家和地區(qū)用來評估空氣質(zhì)量狀況的一種指標(biāo),是一種反映和評價(jià)空氣質(zhì)量的度量尺度方法[23]。空氣質(zhì)量優(yōu)良率為全年API達(dá)到二級和優(yōu)于二級的天數(shù)占全年天數(shù)的百分比。文中所用API數(shù)據(jù)主要來自環(huán)保部發(fā)布的重點(diǎn)城市空氣質(zhì)量報(bào)告以及江蘇省、浙江省、河北省和廣東省環(huán)保廳發(fā)布的城市環(huán)境空氣質(zhì)量日報(bào)。

2.1.2 三大城市群空氣質(zhì)量區(qū)域特征及其敏感區(qū)分析

圖2為2000—2010年三大城市群各城市的空氣質(zhì)量優(yōu)良率情況?？傮w來看,2000—2010年三大城市群各城市空氣質(zhì)量差異顯著,具有區(qū)域性特征。珠江三角洲城市群內(nèi)的城市空氣質(zhì)量普遍優(yōu)于長江三角洲和京津冀城市群中的城市,長江三角洲城市群內(nèi)的城市空氣質(zhì)量普遍優(yōu)于京津冀城市群中的城市。具體來看,長江三角洲城市群內(nèi)只有寧波市的空氣質(zhì)量優(yōu)良率一直呈下降趨勢,雖然其空氣質(zhì)量優(yōu)良率高于南京和杭州市,但其持續(xù)下降的趨勢使其空氣質(zhì)量在一定程度上存在惡化的風(fēng)險(xiǎn),由城市擴(kuò)張分析可知寧波市的城市用地?cái)U(kuò)張進(jìn)程仍在加劇,因此寧波市是長江三角洲城市群空氣質(zhì)量方面的敏感區(qū)；京津冀城市群各城市空氣質(zhì)量都向良好的趨勢發(fā)展,只有北京市的空氣質(zhì)量相對較差,其2010年的空氣質(zhì)量優(yōu)良率還不到80%,北京市的城市擴(kuò)張進(jìn)程明顯高于其他城市,表明快速城市擴(kuò)張進(jìn)程中北京市的空氣質(zhì)量還需繼續(xù)改善；珠江三角洲城市群的空氣質(zhì)量都較好,只有廣州市在2003和2004年的空氣質(zhì)量優(yōu)良率不足90%,相對較低,但已得到改善,珠江三角洲城市群在空氣質(zhì)量方面各城市控制較均衡。

圖2 2000—2010年三大城市群各城市空氣質(zhì)量優(yōu)良率Fig.2 The excellent and good rate air quality of every city in the three urban agglomerations from 2000 to 2010

2.2 工業(yè)固體廢物綜合利用率分析

2.2.1 數(shù)據(jù)

工業(yè)固體廢物綜合利用率從工業(yè)固體廢物角度反映了城市的環(huán)境控制能力。數(shù)據(jù)來源于中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒中環(huán)境方面的數(shù)據(jù),從2003年起,中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒中包含工業(yè)固定廢物綜合利用率的數(shù)據(jù),故分析2003—2010年三大城市群的工業(yè)固定廢物綜合利用率區(qū)域化特征及其敏感城市。

2.2.2 三大城市群工業(yè)固體廢物綜合利用率區(qū)域特征及其敏感區(qū)分析

圖3為2003—2010年長江三角洲、京津冀和珠江三角洲三大城市群各城市工業(yè)固體廢物綜合利用率均值情況。總體來看,2003—2010年三大城市群工業(yè)固體廢物綜合利用率區(qū)域間差異明顯,區(qū)域性特征顯現(xiàn)。長江三角洲城市群各城市工業(yè)固體廢物綜合利用率的普遍高于珠江三角洲和京津冀城市群,珠江三角洲城市群各城市工業(yè)固體廢物綜合利用率普遍高于京津冀城市群,該特征與三大城市群空間擴(kuò)張?zhí)卣饕恢?即城市用地?cái)U(kuò)張較快的城市群工業(yè)固體廢物綜合利用率較高。

長江三角洲城市群內(nèi)只有寧波市的工業(yè)固體廢棄物綜合利用率呈下降趨勢,雖然其工業(yè)固體廢棄物綜合利用率高于紹興市,但其持續(xù)下降的趨勢使其工業(yè)固體廢棄物綜合利用在一定程度上存在弱化的趨勢,由城市用地?cái)U(kuò)張分析可知寧波市的空間擴(kuò)張明顯高于紹興市,因此長江三角洲城市群中寧波市在工業(yè)固體廢棄物綜合利用方面的具有一定敏感性；京津冀城市群中北京和秦皇島市的工業(yè)固體廢棄物綜合利用呈明顯弱化趨勢,北京市的城市擴(kuò)張進(jìn)程明顯高于其他城市,表明在城市快速擴(kuò)張進(jìn)程中北京市的工業(yè)固體廢棄物綜合利用還需繼續(xù)強(qiáng)化；珠江三角洲城市群只有中山市工業(yè)固體廢棄物綜合利用呈弱化趨勢,雖然其工業(yè)固體廢棄物綜合利用率高于肇慶和惠州市,但由中山市城市擴(kuò)張進(jìn)程可知中山市的城市用地?cái)U(kuò)張強(qiáng)度高于肇慶和惠州,因此其高強(qiáng)度的城市擴(kuò)張進(jìn)程和工業(yè)固體廢棄物綜合利用的弱化趨勢使其在工業(yè)固體廢棄物綜合利用方面存在一定的敏感性。

圖3 2003—2010年三大城市群各城市工業(yè)固體廢棄物綜合利用率Fig.3 Ratio of industrial solid wastes comprehensively utilized of every city in the three urban agglomerations from 2003 to 2010

2.3 植被覆蓋度演變分析

2.3.1 數(shù)據(jù)

地表植被覆蓋變化對地理環(huán)境將產(chǎn)生巨大影響,對地表植被覆蓋變化進(jìn)行研究可以為制定合理的土地利用方式提供科學(xué)依據(jù)[24-25]。每年最大化NDVI(歸一化植被覆蓋指數(shù),Normalized Difference Vegetation Index)是一年內(nèi)植被最豐盛時(shí)期的NDVI值,其變化可以反映因氣候和人為因素導(dǎo)致的植被年際變化[26]。采用最小次方線性回歸方程的斜率[27- 30](Θslope)來反映MNDVI(每年最大化NDVI)的變化趨勢,Θslope大于0說明植被呈改善的趨勢,Θslope小于0說明植被呈退化的趨勢。所用數(shù)據(jù)來源于“黑河計(jì)劃數(shù)據(jù)管理中心”(http://westdc.westgis.ac.cn)中國地區(qū)長時(shí)間序列SPOT_Vegetation植被指數(shù)數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)集為2000—2008年的全國的NDVI旬?dāng)?shù)據(jù),通過最大化處理得到三大城市群2000—2008年的MNDVI。

2.3.2 三大城市群植被覆蓋度區(qū)域特征及其敏感區(qū)分析

表1和圖4是2000—2008年三大城市群MNDVI的變化趨勢。三大城市群的植被覆蓋度呈顯著的區(qū)域特征,城市用地?cái)U(kuò)張最快的長江三角洲城市群植被覆蓋退化的區(qū)域明顯高于珠江三角洲和京津冀城市群,而其植被覆蓋改善的區(qū)域又明顯低于珠江三角洲和京津冀城市群；城市用地?cái)U(kuò)張進(jìn)程高于京津冀城市群的珠江三角洲城市群植被覆蓋退化的區(qū)域明顯高于京津冀城市群,而其植被覆蓋改善的區(qū)域又明顯低于京津冀城市群。

由圖4可知,長江三角洲城市群地表植被覆蓋退化的區(qū)域主要集中在城市用地?cái)U(kuò)張進(jìn)程較快的上海、蘇州、無錫、常州的部分區(qū)域以及寧波中心城區(qū),特別是已經(jīng)形成城市用地連綿區(qū)的上海、蘇州、無錫和常州的地表植被覆蓋退化的區(qū)域在城市間已呈明顯的連綿形式,其他城市地表植被覆蓋退化區(qū)域的比例則相對較??；京津冀城市群地表植被覆蓋退化的區(qū)域主要分布在城市用地?cái)U(kuò)張進(jìn)程較快的北京、天津和唐山,但植被覆蓋退化的面積相對都較小且退化區(qū)域也較分散,其他城市地表植被覆蓋退化都很小；珠江三角洲城市群地表植被覆蓋退化的區(qū)域主要分布在城市用地?cái)U(kuò)張進(jìn)程較快的廣州、中山、佛山和東莞,珠江三角洲城市群其他各城市植被覆蓋退化的面積也相對較小且退化區(qū)域也較分散,只有中山市植被覆蓋退化相對較集中的分布在城市中心區(qū)域。由城市群擴(kuò)張?zhí)卣骺芍?長江三角洲城市群中覆蓋上海、蘇州、無錫和常州的城市用地連綿區(qū)已形成,且其植被覆蓋退化區(qū)域也逐漸呈連綿趨勢,而寧波市仍然存在較大的城市用地?cái)U(kuò)張潛力,因此植被覆蓋也將面臨潛在的退化趨勢,即寧波市是長江三角洲城市群植被覆蓋退化方面的敏感區(qū)；京津冀城市群各城市植被退化趨勢整體上相對較弱,而植被退化相對較強(qiáng)的區(qū)域仍然是城市化進(jìn)程較快的北京市和天津市,因此對于北京市仍需加強(qiáng)植被覆蓋的保護(hù)工作；珠江三角洲城市群城市用地?cái)U(kuò)張較快的城市植被覆蓋退化也較快,但植被退化分布的都較分散,只有中山市的植被覆蓋退化區(qū)域集中在城市中心區(qū)域,表明中山市植被覆蓋退化仍然具有向城市邊緣區(qū)域擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn),因此中山市植被覆蓋退化存在一定的敏感性。

表1 三大城市群2000—2008年MNDVI變化趨勢

圖4 三大城市群植被覆蓋度變化趨勢Fig.4 The change trend of MNDVI of the three urban agglomerations from 2000 to 2008

3 結(jié)論

隨著城市化進(jìn)程的加快,城市群已經(jīng)成為區(qū)域空間組織的重要形式,并逐漸成為城市化快速發(fā)展的重要地區(qū)。隨著城市群擴(kuò)張進(jìn)程的加快,其城市用地?cái)U(kuò)張呈區(qū)域化特征,在城市群內(nèi)形成覆蓋多個(gè)城市的城市用地連綿區(qū),表明城市群中城市間的關(guān)系越來越緊密,城市群的環(huán)境問題也逐漸呈現(xiàn)區(qū)域性特征。在分析京津冀、長江三角洲和珠江三角洲城市群空間擴(kuò)張的基礎(chǔ)上,分析三大城市群的空氣質(zhì)量、工業(yè)固體廢物綜合利用情況以及植被覆蓋度演變。得出如下結(jié)論：

(1)1992—2010年,三大城市群城市用地?cái)U(kuò)張進(jìn)程不斷加快,城市用地不斷向外擴(kuò)張并逐漸形成覆蓋多個(gè)城市的城市用地連綿區(qū)。長江三角洲城市群城市用地逐漸擴(kuò)張為以上海、蘇州和無錫為軸向的自北向南帶狀連綿區(qū)；京津冀城市群城市用地連綿區(qū)覆蓋了北京、天津、唐山、廊坊、秦皇島、保定和石家莊；珠江三角洲城市群形成了由廣州、深圳、珠海、中山、東莞以及佛山的城市用地組成的連綿區(qū)。長江三角洲城市群城市用地?cái)U(kuò)張進(jìn)程高于珠江三角洲和京津冀城市群,珠江三角洲城市群城市用地?cái)U(kuò)張進(jìn)程高于京津冀城市群。

(2)三大城市群在空氣質(zhì)量、工業(yè)固體廢物綜合利用率以及植被覆蓋度演變方面已具有區(qū)域化特征,且與三大城市群城市用地?cái)U(kuò)張?zhí)卣骶哂幸欢ǖ南嚓P(guān)性。珠江三角洲城市群內(nèi)的城市空氣質(zhì)量普遍優(yōu)于長江三角洲和京津冀城市群中的城市,長江三角洲城市群內(nèi)的城市空氣質(zhì)量普遍優(yōu)于京津冀城市群中的城市；長江三角洲城市群各城市的工業(yè)固體廢物綜合利用率普遍高于珠江三角洲和京津冀城市群各城市,珠江三角洲城市群各城市工業(yè)固體廢物綜合利用率普遍高于京津冀城市群各城市,表明城市用地?cái)U(kuò)張進(jìn)程與工業(yè)固體廢物綜合利用率呈正相關(guān)；長江三角洲城市群的植被覆蓋度演變情況明顯劣于珠江三角洲和京津冀城市群,而珠江三角洲城市群植被覆蓋度演變情況明顯劣于京津冀城市群,表明城市群空間擴(kuò)張進(jìn)程與城市群植被覆蓋度演變呈負(fù)相關(guān)。

(3)空氣質(zhì)量、工業(yè)固體廢物綜合利用率以及植被覆蓋度在三大城市群中存在典型的敏感區(qū)。長江三角洲城市群在空氣質(zhì)量、工業(yè)固體廢物綜合利用情況以及植被覆蓋度演變方面的敏感區(qū)都為寧波市；京津冀城市群在空氣質(zhì)量、工業(yè)固體廢物綜合利用情況以及植被覆蓋度演變方面的敏感區(qū)都為北京市；珠江三角洲城市群在空氣質(zhì)量方面的敏感區(qū)不突出,在工業(yè)固體廢物綜合利用情況以及植被覆蓋度演變方面的敏感區(qū)為中山市。

城市群已經(jīng)成為城市化發(fā)展的重要區(qū)域,其城市用地的連綿區(qū)態(tài)勢,在一定程度上導(dǎo)致了環(huán)境問題的區(qū)域性特征,區(qū)域性環(huán)境問題使環(huán)境的綜合治理工作變得更加嚴(yán)峻。環(huán)境敏感區(qū)對環(huán)境治理工作具有一定的指引作用,對區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

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Regionalcharacteristicsanalysisofenvironmentalproblemsinurbanagglomerationsundergoingurbanexpansion

WANG Cuiping1,*, DING Li2

1SchoolofScience,JimeiUniversity,Xiamen361021,China2GeodeticDataProcessingCenter,StateBureauofSurveyingandMapping,Xi′an710054,China

As an important spatial form of regional spatial organizations, urban agglomeration has become an important aspect of rapid urbanization because it gradually leads to a highly concentrated region with large eco-environmental problems. Night time light image was adopted to analyze spatial expansion in the Beijing-Tianjin-Hebei, Yangtze River Delta, and Zhujiang River Delta urban agglomerations. We also analyzed the regional characteristics and areas that are sensitive to environmental problems, including air quality, comprehensive use of industrial solid wastes, and vegetation coverage. Spatial expansion of the three urban agglomerations is increasing and interlocking regions of urban land have gradually formed. The interlocking regions were largest in the Yangtze River Delta and smallest in Beijing-Tianjin-Hebei area. The regional characteristics for the three urban agglomerations are presented in terms of air quality, comprehensive use of industrial solid wastes, and vegetation coverage. The air quality in the Zhujiang River Delta cities was highest and lowest in the cities that make up Beijing-Tianjin-Hebei. The comprehensive use of industrial solid waste in the Yangtze River Delta cities was highest, but was lowest in in Beijing-Tianjin-Hebei. Vegetation degradation in the Yangtze River Delta was most serious, but was least serious in Beijing-Tianjin-Hebei. The air quality and comprehensive use of industrial solid waste regional characteristics were correlated with spatial expansion in the three urban agglomerations. There was a positive correlation between urbanization level and the comprehensive use of industrial solid waste as well as between urbanization level and vegetation coverage. Areas that are sensitive to poor air quality, the comprehensive use of industrial solid waste, and vegetation coverage were identified, and the sensitive areas were correlated with spatial expansion characteristics in the three urban agglomerations. Spatial expansion was faster in Ningbo and Beijing (cities in the Yangtze River Delta and Beijing-Tianjin-Hebei, respectively), which were sensitive to poor air quality, industrial solid waste, and vegetation coverage. Zhongshan in the Zhujiang River Delta was sensitive to the comprehensive use of industrial solid waste and vegetation coverage. The analysis of regional characteristics and environmentally sensitive areas is important if environmental protection and sustainable development is to improve.

night time light image; spatial expansion; environmental problems; urban agglomeration; sensitive areas

國家自然科學(xué)基金(41571148)；福建省自然科學(xué)基金(2014J01161)

2017- 05- 25;

2017- 09- 09

*通訊作者Corresponding author.E-mail: ping_autumn@163.com

10.5846/stxb201705250968

王翠平,丁黎.城市擴(kuò)張背景下城市群環(huán)境問題的區(qū)域性特征分析.生態(tài)學(xué)報(bào),2017,37(23):8058- 8066.

Wang C P, Ding L.Regional characteristics analysis of environmental problems in urban agglomerations undergoing urban expansion.Acta Ecologica Sinica,2017,37(23):8058- 8066.