1.1 研究目的

二战以来，世界进入了稳定的和平发展阶段，随着世界各国经济文化现代化、城市化、全球化，城市内部结构变得越来越复杂，城市地域空间的范围也日益扩大，并在发展的过程当中产生了一系列问题。城市增长边界（Urban Growth Boundary，以下简称 UGB）的产生就是为了解决城市发展过程中由于城市建设用地扩张导致不同城市间产生的矛盾，因此它的产生既是被动的，也带有一定的政策性。如今，它已成为城市规划中的重要部分，对于抑制城市的无序蔓延，促进城市的合理发展有着重要的作用，深受各国政府以及专家的重视。

从目前UGB划定最常用的方法来看，可以将它们分为两大类，即基于空间增长动力需求的方法和基于生态供给约束的方法，且二者大多都处于相互孤立的状态。大多数的城市进行UGB划定时，仅仅考虑到了城市经济发展的需求问题，并未考虑到现实状况下的生态承载性约束。本研究拟在对研究期内武汉市土地利用变化情况进行分析的基础上，结合相关的生态社会经济数据，利用CA-Markov模型对武汉市建设用地规模进行模拟与预测，利用预测结果划定武汉市弹性UGB，并对其生态功能进行合理分析。

1.2 研究意义

武汉作为我国中部最大的城市，综合实力日益提高，其人口在近年来已超过1000万人。根据武汉市统计局的相关统计，武汉的城市化率仍处于攀升的状态，由1978年的47.4%上升到2017年的80.04%，上升了32.6个百分点，达到发达国家水平。控制城市规模、优化城市内部结构，合理划定城市增长边界的工作义不容缓。事实上，武汉市政府近年来便已对控制带进行了初步的探索。2010年《“1 6”城市空间发展战略规划》的启动确定了以主城区为核心，外围六个新城组群轴向拓展，六大生态绿楔深入中心城区的“1 6”城市空间格局，形成了控制带的雏形；2012-2013年武汉市进一步开展了基本生态控制线划定工作，并对“1 6”城市增长边界进行了细化，并积累了边界划定和管理的初步经验。2014年7月，由国土资源部和住房与城乡建设部共同敲定了14个覆盖全国范围内的特大城市进行划定城市开发边界的试点工作，武汉首当其冲地成为14个试点城市之一。因此，在当前国家大力推进城市建设的背景之下，选择武汉市作为研究对象，对其在特定时间段内的城市扩张情况进行分析并划定城市增长边界，为当前规划的实施提供一定的战略支持。

1.3 国内外的研究现状分析

1.3.1 城市增长边界概念的提出

二战以来，世界进入高速发展阶段，随着世界各国日益现代化、城市化，城市内部结构以及城市间的相互关系也变得越来越复杂。由于城市地域范围的扩大，城市在发展的过程当中避免不了地产生一系列问题，尤其是城市环境问题。城市增长边界概念最早出现在19 世纪末霍华德所著的《明日的田园城市》，霍华德提出在城市周围应建立起永久性绿地，供农业生产使用，并防止城市的蔓延。“卫星城镇”理论是田园城市理论的发展。但将城市增长边界理论被正式提出并付诸实践则是在1976年美国俄勒冈州的一项法案，要求所有城市将城市增长边界纳入土地综合利用规划（或土地利用总体规划）中，用于解决城市发展过程中与周边地区由于建设用地扩张而产生的用地矛盾，它为都市地区的发展圈定了一条界线：UGB以内的土地可以开发为城市用地，UGB以外的则不可以。自那以后，这种通过划定城市扩张控制线引导紧凑发展的方式，在美国的城市和村庄逐渐普及，为美国城市有序发展做出了巨大的贡献。于此同时，越来越多的外国专家学者对城市增长边界的建设进行了一系列相关研究，虽然在对城市增长边界的概念没有达到一个完全统一的标准，但其核心内容在于以绿化隔离带为界，抵制城市蔓延。

1.3.2 国外研究进展

世界上任何一个国家都在对城市增长进行着不同程度的研究和实施。西方发达国家在城市增长边界理论发展与实践创新中形成了如精明增长、城市增长管理、新城市主义、新区域主义等市增长空间管控理论和相应的法规、政策、计划、税收、行政手段、审查程序等构成的政策工具，实现了理论、制度、规划设计三个层面的相互结合。Quigley和Rosenthal（2005）指出许多早期的研究忽略了住房价格和土地利用法规之间的内在关系。然而，最近的一些研究已经使用工具或实验方法解决了这种内生性问题。随着GIS 技术的发展，国外城市空间模型的研究重点也从静态的规划模型转向动态的、微观的模型（陈干等，2000）。静态模型主要包括传统统计模型、空间相互作用模型等；动态模型则包括“自上而下”动力学模型和“自下而上”离散动力学模型。技术的升级为城市增长边界的弹性发展奠定了良好的技术基础。通过总结，国外UGB是基于以下目标建立的：(1)满足城市人口增长的需要；(2)满足居住、就业等生活的需要；(3)采用经济手段提供公共产品；(4)实现经济、社会、资源的效益最大化；(5)弱化负外部化；(6)最大限度地利用土地；(7)使城市对土地的使用与附近的农业活动和谐一致。