遥感技术与应用, 2022, 37(5): 1237-1247 doi: 10.11873/j.issn.1004-0323.2022.5.1237

遥感应用

近70年内蒙古呼和浩特城市演化的形态特征及影响因素剖析

宏格尔,1, 迟文峰2, 窦银银,3, 郝润梅1, 包玉海1, 匡文慧3

1.内蒙古师范大学 地理科学学院，内蒙古 呼和浩特 010022

2.内蒙古财经大学 资源与环境经济学院，内蒙古 呼和浩特 010017

3.中国科学院地理科学与资源研究所 陆地表层格局与模拟重点实验室，北京 100101

Morphological Characteristics and Influencing Factors of Urban Evolution in Hohhot, Inner Mongolia in the Past 70 Years

Hong Geer,1, Chi Wenfeng2, Dou Yinyin,3, Hao Runmei1, Bao Yuhai1, Kuang Wenhui3

1.School of Geographical Sciences，Inner Mongolia Normal University，Hohhot 010020，China

2.Resources and Environment Economy College，Inner Mongolia University of Finance and Economics，Hohhot 010017，China

3.Key Laboratory of Land Surface Pattern and Simulation，Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100101，China

通讯作者: 窦银银（1986-），女，山东高唐人，助理研究员，主要从事城市动态遥感监测研究。E⁃mail: douyinyin@igsnrr.ac.cn

收稿日期: 2021-08-23   修回日期: 2022-09-06  

基金资助: 中国科学院战略性先导科技专项（A类）.  XDA23100201
内蒙古自治区科技计划项目“美丽内蒙古”生态质量诊断与综合管理关键技术及应用研究.  2019GG010

Received: 2021-08-23   Revised: 2022-09-06  

作者简介 About authors

宏格尔（1995-），女，内蒙古东乌珠穆沁旗人，硕士研究生，主要从事土地利用变化方面的研究E⁃mail:honggeer830@163.com , E-mail：honggeer830@163.com

摘要

城市演化的形态特征及其影响因素分析对于城市生态环境治理及国土空间管控具有重要的应用价值。然而，目前对城市形态特征演化过程的长期识别，尤其对北疆地区及少数民族地区的研究仍显不足。以呼和浩特市为例，基于遥感影像、土地利用/覆盖数据集和城市不透水面与绿地空间组分数据集等信息，利用地理统计方法，分析了1949~2018年城市扩展时空特征以及21世纪以来的城市土地覆盖变化，揭示了城市演化的影响因素，进一步探讨了城市规划在城市演化过程中的作用。研究表明：70年间，呼和浩特市区城市土地面积以“减速—保持—加速”的扩展特征增长了67.62倍，在形态上呈现“填充式—圈层式—单轴线外延—双轴线外延”模式。2000年以来，呼和浩特市区城市不透水面比例呈“先上升后下降”的趋势，城市绿地空间比例则呈现“波动上升”的趋势。国家西部大开发战略、城市总体规划等相关规划政策，以及经济因素是影响呼和浩特市城市演化的重要因素。本研究可为呼和浩特市以及北疆少数民族地区的城市可持续发展提供重要的参考。

关键词： 城市土地覆盖变化 ; 城市扩展 ; 城市不透水面 ; 城市绿地空间 ; 呼和浩特市

Abstract

Analyzing the morphological characteristics and influencing factors of urban evolution is essential for urban ecological governance and territory control. However， the current research lacked the long-term identification of the evolution process of urban morphological characteristics in northern China and ethnic minority areas. In this study， remote sensing data， land use/cover dataset， UISA and UGS fraction dataset were used to analyze the spatial and temporal characteristics of urban expansion during 1949 to 2018 and urban land cover change since 2000 in Hohhot. On this basis， the influencing factors of urban evolution was revealed， and the role of urban planning in the process of urban evolution was discussed. The results showed that the urban area of Hohhot has increased by 67.62 folds under the expansion speed ranging from deceleration to acceleration from 1949 to 2018， featured by the spatial morphology of infill—loop spreading—uniaxial spreading—biaxial spreading. Since 2000， the proportion of impervious surface in Hohhot showed a trend of “rising first and then decreasing”， while the proportion of urban green space showed a trend of “fluctuating increase”. The central city green space allocation has reached the green sustainable development configuration. China’s Western Development Strategy， the overall urban planning， and other related planning policies， as well as economic factors played important roles in urban evolution in Hohhot. The results can provide an important reference for the sustainable urban development of Hohhot and the northern China.

Keywords： Urban land cover change ; Urban expansion ; Urban impervious surface ; Urban green space ; Hohhot

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本文引用格式

宏格尔, 迟文峰, 窦银银, 郝润梅, 包玉海, 匡文慧. 近70年内蒙古呼和浩特城市演化的形态特征及影响因素剖析. 遥感技术与应用[J], 2022, 37(5): 1237-1247 doi:10.11873/j.issn.1004-0323.2022.5.1237

Hong Geer, Chi Wenfeng, Dou Yinyin, Hao Runmei, Bao Yuhai, Kuang Wenhui. Morphological Characteristics and Influencing Factors of Urban Evolution in Hohhot, Inner Mongolia in the Past 70 Years. Remote Sensing Technology and Application[J], 2022, 37(5): 1237-1247 doi:10.11873/j.issn.1004-0323.2022.5.1237

1 引 言

土地利用/覆盖变化是人类活动对陆地表层系统与全球环境变化影响最直接的表征形式［1-4］。城市空间是人类生产生活和经济活动发展的重要载体［5］。在全球城市化迅速推进的过程中，全球城市化率从1949年的29.61%增长到了2018年的55.29%［6-7］，中国的城市化率也在70年间增长了4.6倍，近8亿农村人口向城市迁移，推动了城市的社会经济发展［8］。然而，随着城市化水平的快速提升，城市空间不断向外扩展，其所带来的生态环境质量下降、空气污染、城市内涝与热岛效应、人地关系不协调等问题也不容忽视［8-11］。

2000—2018年，中国城市向外扩展速度为1 788 km2/a，扩展的土地覆盖类型以高密度的不透水面和绿地空间为主［12-13］。城市不透水面（Urban Impervious Surface Area，UISA）指城市建成区内的被沥青、混凝土、砖、石头等不具有透水性的物质所覆盖的道路、广场、建筑屋顶等人工表面；城市绿地空间（Urban Green Space，UGS）指位于城市建成区内的公园、林地、草地等空间［12，14-15］。在人类活动高度聚集的城市空间，适度控制城市扩展速度，提高用地节约性并合理地布局不透水面与绿地空间，对于改善人居环境、提升城市生态服务功能具有重要意义［12］。

随着遥感技术的发展，采用卫星影像提取城市土地覆盖和刻画城市演化形态的方法已较为成熟，建筑物、植被、水域等土地覆盖的提取技术在城市扩展、城市土地覆盖变化、城市生态环境治理、国土空间管控等领域有着广泛的应用。例如，廖代强等［16］利用卫星遥感获取重庆市1992年以来的夜间灯光数据、土地利用数据及地表温度数据，分析了重庆市的城市化与城市热岛效应；黄永进等［17］表明遥感技术能为国土空间规划提供基础数据，对于评估城市发展及合理规划有着重要作用；潘灼坤等［18］对城市更新中的遥感应用做了简要综述；匡文慧等［19］通过卫星遥感分析了全球典型城市2000—2020年的城市扩展及土地覆盖变化。当前，遥感技术结合大数据、人工智能等技术，涉及范围之广、内容之多，已得到众多领域的认可。

在“国内国外双循环”的新发展格局和新时代西部大开发战略的背景下，我国西部地区进入了快速发展阶段，已有学者将目光投向了乌鲁木齐、西安等西部首府、省会的城市演化研究，但对呼和浩特市的城市演化研究不足。由于遥感影像可获取性的限制，城市演化研究的时间尺度大多为1980年至今，长时间尺度的研究较少。例如，邓昊键等［20］利用多源遥感数据分析了粤港澳大湾区城市群1998—2008年的时空演化格局；唐健雄等［21］基于1995—2018年的遥感影像数据分析了张家界市的城市空间形态演变及其影响因素；薛立尧等［22］以卫星影像、地图等为依据绘制出20世纪90年代以来西安市的城市形态演变平面图。在研究内容方面，已有大量研究针对城市扩展或城市内部土地覆盖变化等内容进行了刻画和分析，为城市演化的研究提供了重要参考。例如，王成新等［23］利用Landsat影像研究了济南市1992—2018年的城市空间扩展变化过程；甄江红等［24］基于遥感和空间分析技术，分析了呼和浩特市1977—2017年的城市用地扩展及其驱动因素。然而，已有研究多为城市扩展或城市内部土地覆盖变化的单方面研究，不能全面理解城市扩展及其演化特征。因此，本研究以呼和浩特市区为例，分析其近70年的城市形态演化特征与近20年的城市内部土地覆盖变化特征，旨为呼和浩特市优化城市空间布局和明确未来城市发展方向提供借鉴与参考。

2 研究区概况

呼和浩特市地处内蒙古自治区中部，西与鄂尔多斯市、包头市毗邻，东连乌兰察布市，南抵山西省，是内蒙古自治区的首府，也是其政治、经济、文化中心。呼和浩特市作为呼包鄂榆城市群中心城市，是连接黄河经济带和亚欧大陆桥的重要纽带，也是“一带一路”建设和向俄罗斯与蒙古开放的重要节点城市。呼和浩特市共辖4区、4县和1旗。2018年呼和浩特市城市人口为218.30万人，人口城市化率达69.83%，地区生产总值为2 601.38亿元（http：∥tjj.huhhot.gov.cn/）。呼和浩特市近些年处于快速发展阶段，城市布局、产业结构都得到了提升与优化。本研究选取呼和浩特市区作为研究对象，对研究呼和浩特城市发展规律具有一定的意义。

图1

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图1   研究区位置图 审图号：蒙S（2020）022

Fig.1   Location of study area


3 数据来源与处理

3.1　数据来源

本研究所用数据包括中国土地利用/覆盖数据集（China’s Land Use/cover Dataset，CLUD）、中国城市不透水面与绿地空间组分数据集（CLUD-Urban）（http：∥doi.org/10.5281/zenodo.3778424）、卫星遥感影像、基础地理数据、社会经济数据和其他辅助数据。CLUD和CLUD-Urban来自中国科学院地理科学与资源研究所（http：∥www.igsnrr.ac.cn/）；遥感影像来自Landsat MSS/TM/ETM+/OLI等卫星数据（https：∥www.usgs.gov/）；基础地理数据包括行政区界线及河流水域等，来源于国家基础地理信息中心（http：∥www.ngcc.cn/）；社会经济数据包括呼和浩特市1949—2018年的地区生产总值（GDP）、城市人口、固定资产投资等，来源呼和浩特市统计局（http：∥tjj.huhhot.gov.cn/）；其他辅助数据包括历史图集与城市规划，历史图集参考《中国城市地图集》［25］，城市规划参考《呼和浩特市城市总体规划（1976-2000年）》［26］、《呼和浩特市城市总体规划（1996-2010年）》［27］和《呼和浩特市城市总体规划（2011-2020年）》［28］。

3.2　数据处理

1949—1980年的城市边界数据，主要根据《中国城市地图集》人工矢量化获取，分别提取1949年、1960年和1980年的呼和浩特市区城市边界［8］；结合Landsat遥感影像，提取CLUD二级类的城镇用地，经过人工校正，获得呼和浩特市区1990—2018年的城市边界，二级类精度达到90%［29-30］。呼和浩特市区城市不透水面与绿地空间组分数据获取自中国城市不透水面与绿地空间组分数据集。该数据集利用Logistic回归模型反演获得，总精度在92%以上，城市不透水面和城市绿地空间组分数据的均方根误差（RMSE）分别为0.10和0.14［31］。因此，两个数据集精度均满足本研究需求。

3.3　分析方法

3.3.1　城市扩展变化

城市扩展速度、城市扩展速率、城市扩展强度［32］等指标能良好刻画城市扩展变化特征。

图2

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图2   技术路线图

Fig.2   Flowchart of this study


城市扩展速度指特定时间段内城市土地年均扩展面积变化的快慢程度：

VAt1-t2=At2-At1t2-t1

式中：VAt1-t2指t1—t2时间段内的城市扩展速度（km2/a），At1和At2分别为t1和t2时间的城市土地面积（km2）。t1和t2分别为初始年份和末期年份。

城市扩展速率指特定时间段内年均城市扩展面积占初始年份土地面积的比例：

KAt1-t2=At2-At1At1×1t2-t1×100%
KAt1-t2=低速率,<5%/yr               中速率,5%/yr—10%/yr高速率,>10%/yr            

式中：KAt1-t2指t1—t2时间段内的城市扩展速率（%/a），At1和At2分别为t1和t2时间的城市土地面积（km2）。t1和t2分别为初始年份和末期年份。

城市扩展强度指特定时间段内1 km×1 km网格内年均城市扩展面积比例：

SAt1-t2=At2-At1(t2-t1)×i×1 km2×100%
SAt1-t2=低强度,<2%/yr            中强度,2%/yr—4%/yr高强度,>4%/yr            

式中：SAt1-t2指t1—t2时间段内的城市扩展强度（%/yr），At1和At2分别为t1和t2时间的城市土地面积（km2）。t1和t2分别为初始年份和末期年份。i为城市扩展面积在总网格中重叠的个数。

3.3.2　城市不透水面与绿地空间变化

从城市不透水面比例、城市绿地空间比例、人均城市绿地空间面积、人均城市绿地空间状况等方面分析了城市土地利用/覆盖变化。

城市不透水面比例指城市不透水面面积在城市土地中所占比例。城市绿地空间比例指城市绿地空间面积在城市土地中所占的比例。人均城市绿地空间面积指城市绿地空间面积与城市人口的比例。

人均城市绿地空间状况参考联合国人居署发布的城市建设规划标准［33］，人均城市绿地空间面积参考值为15—20 m2/人，原则上不低于9 m2/人；绿色生态城市的人均城市绿地空间面积应为20—30 m2/人；人均城市绿地空间面积大于30 m2/人，则属于绿色可持续发展水平配置。

4 结果与分析

4.1　近70年呼和浩特市城市扩展的时空特征

4.1.1　城市扩展过程呈现“减速—保持—加速”的特征

近70年呼和浩特市区土地面积不断扩展。呼和浩特市区土地面积从1949年的3.60 km2增长到2018年的247.04 km2，70年增长了67.62倍。从城市扩展速度来看，呼和浩特市区近70年经历了“减速—保持—加速”的扩展特征。1949—2000年，呼和浩特市区扩展速度较为缓慢，其中1960—1980年，呼和浩特市区扩展速度处于减速阶段，城市土地从1960年的36.10 km2缓慢增长到1980年的53.74 km2，扩展速度为0.98 km2/a；1980—2000年的城市扩展速度相对保持在平稳状态，以1.25 km2/a的速度扩展，其中1980~1990年的扩展速度最为缓慢，仅为0.71 km2/a，城市土地面积仅扩展了8.57 km2。但进入2000年后，城市扩展速度明显加快，2000—2010年的扩展速度为1990—2000年的4.44倍，且10年间城市土地面积扩展最大，为84.37 km2。2010—2018年为近70年扩展速度最快的8年，扩展速度为10.17 km2/a，城市土地面积由165.69 km2增加到247.04 km2（表1）。

表1   呼和浩特市区1949—2018年城市土地扩展情况

Table 1  Urban expansion in the downtown area of Hohhot from 1949 to 2018

年份1949196019801990200020102018
城市土地面积/km23.6036.1053.7462.3181.32165.69247.04
年份1949—19601960—19801980—19901990—20002000—20102010—20181949—2018
城市扩展面积/km232.517.648.5719.0184.3781.35243.44
城市扩展速度/（km2/a）2.950.980.711.908.4410.173.52

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4.1.2　城市扩展形态呈现“填充式—圈层式—单轴线外延—双轴线外延”的特征

近70年，呼和浩特市区城市扩展呈现明显的时空差异特征（图3（a））。1949—1960年，呼和浩特市区呈现填充式的扩展模式，将原本独立的两块城市土地整合成为一块完整的城市土地（图3（a））。该时段呼和浩特市四辖区中扩展面积最大的区域为回民区，10年间共扩展12.47 km2，扩展面积最小的为玉泉区，扩展面积为3.15 km2（图3（b））。1960—1980年，呼和浩特市区呈现圈层式外延扩展模式，以城市中间为中心向外扩展（图3（a））。20年间在呼和浩特四辖区中扩展面积最大为赛罕区，其次为回民区，分别扩展7.24 km2和4.59 km2（图3（b））。1980—2000年，呼和浩特市区城市扩展形态由圈层式变为沿东西轴线向北侧蔓延（图3（a））。在此扩展过程中处于市区北翼的新城区与回民区扩展面积较大，分别向东北、西北扩展13.71 km2和6.25 km2（图3（b））。2000—2018年，呼和浩特市区在保持沿东西轴线扩展的同时，开始沿南北轴线发展（图3（a））。由于受到北侧大青山的地理条件限制，新城区与回民区重点向东西两侧发展，位于市区南翼的赛罕区与玉泉区重点向东南与西南方向发展，赛罕区与玉泉区扩展面积较大，分别扩展56.04 km2和51.39 km2（图3（b））。

图3

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图3   1949—2018年呼和浩特市区城市土地扩展情况

Fig.3   Urban expansion in Hohhot in 1949 to 2018


4.1.3　城市扩展强度和速率在不同时期的差异显著

70年来，呼和浩特市区总体上呈现低强度、高速率的扩展特征，年均扩展强度为1.11%/a，扩展速率为98.00%/a。1949—1960年，呼和浩特市区表现出中强度、高速率的扩展特征。其中，回民区的扩展强度相对较高，为3.89%/a，赛罕区的扩展速率最高，为1 924.24%/a。1960—2000年，呼和浩特市区城市扩展呈现相对低强度、低速率的扩展特征。40年间扩展强度最高为1980—1990年，最低为1960—1980年；扩展速率最高为1990—2000年，最低为1980—1990年。从区域角度来看，1960—1980年，四个区扩展强度处于相对平均状态，最高为赛罕区的1.29%/a，最低为玉泉区的0.95%/a；扩展速率除赛罕区为中速率外均为低速率，赛罕区扩展速率为6.30%/a。1980—1990年，除玉泉区外，其他3个区的扩展强度均有所上升，尤其是新城区，扩展强度为4.10%/a，属高强度发展；同期，除新城区外其他3个区的扩展速率都有所放缓。1990—2000年，玉泉区扩展强度上升幅度最大；四个区的扩展速率均有所提升，最高为新城区，其次为玉泉区，年均扩展速率分别为4.27%/a和3.65%/a。进入21世纪后，呼和浩特市区平均扩展强度和扩展速率均有所提升。2000—2010年，新城区、玉泉区、回民区的扩展强度为中强度扩展，赛罕区为高强度发展。从扩展速率来看，赛罕区与玉泉区均属高速率发展，年均扩展速率分别为21.94%/yr和13.02%/a。2010—2018年除赛罕区外，其他三个区都属于高强度发展；同期，扩展速率最高为玉泉区的13.02%/a，除回民区外均有所放缓（表2、图4）。

表2   1949—2018年呼和浩特市区扩展强度与扩展速率变化（%/a）

Table 2  Changes of urban expansion intensity and expansion rate in Hohhot from 1949 to 2018（%/a）

指标年份区间市区新城区赛罕区玉泉区回民区
城市扩展强度1949—19603.463.673.032.603.89
1960—19801.061.101.290.951.00
1980—19902.464.101.860.922.06
1990—20001.962.881.191.881.72
2000—20103.743.344.803.392.54
2010—20184.224.293.455.584.07
城市扩展速率1949—196082.0776.581924.2412.841259.60
1960—19802.711.286.303.192.03
1980—19901.333.030.960.210.74
1990—20003.054.271.763.652.53
2000—201010.385.8221.9416.144.12
2010—20186.144.913.6913.025.56

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图4

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图4   近70年呼和浩特市区城市扩展强度空间分布

Fig.4   Spatial distribution of urban expansion intensity in Hohhot during the past 70 years


4.2　城市不透水面与绿地空间变化分析

2000年以来，呼和浩特市区内不透水面比例较高，总体上呈现先上升后下降的特征。呼和浩特市注重绿色生态发展，在城市周边及城市内部开发建设了多个绿地公园，且更加注重人工硬化与绿地的有效镶嵌，总体上，城市绿地空间比例呈现波动上升的特征（图5）。分时段来看，2000年呼和浩特市区不透水面面积在城市土地面积中的占比为81.12%，绿地空间面积占比为16.23%。2005年城市不透水面比例与城市绿地空间比例均有所上升，分别增长到82.65%和16.27%。2010年城市不透水面比例持续上升到84.92%，同期，城市绿地空间比例下降2.14个百分点。比例下降原因归结为2000—2010年期间，呼和浩特市注重城市扩展与开发建设，因此城市土地面积与不透水面面积大幅增加，导致城市绿地空间比例有所降低。2010年后呼和浩特市开始注重城市生态与景观建设，一定程度上增加了城市绿地空间面积，到2015年，城市绿地空间比例增长到21.93%，而城市不透水面比例下降到75.98%。到2018年，城市绿地空间比例持续上升到27.59%，城市不透水面比例下降至70.30% （图6）。

图5

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图5   2000—2018年呼和浩特市区城市土地覆盖变化

Fig.5   Urban land cover change in Hohhot from 2000 to 2018


图6

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图6   2000—2018年呼和浩特市市区城市不透水面与绿地空间比例变化

Fig.6   Changes of the proportion of urban impervious surface and green space in Hohhot from 2000 to 2018


2000—2018年，呼和浩特市区城市生态绿化成效显著。2018年绿地面积为68.16 km2，是2000年的5.16倍，以每年3.05 km2的速度增长了54.96 km2。2000年，呼和浩特人均城市绿地空间面积为11.78 m2/人，2010年为13.04 m2/人，增长幅度小。但是，在2018年人均城市绿地空间面积为31.22 m2/人，增长幅度明显提高。依据联合国人居署发布的人均城市绿地空间状况标准，2000年和2010年呼和浩特城市绿地空间尚未达到15—20 m2/人的可持续发展标准，但在2018年已满足绿色可持续发展的标准。

4.3　城市演化的影响因素分析

本研究选取地区GDP、城市人口和固定资产投资三种社会经济指标，利用Pearson相关性分析，量化了城市土地扩展的影响因素。结果证明，三种社会经济指标在1949—2018年均与城市土地扩展面积呈正相关，其中地区GDP、固定资产投资与城市土地面积扩展的相关系数分别为0.950和0.960，城市人口规模与城市土地扩展的相关系数为0.777（表3）。

表3   城市土地扩展与社会经济因素的相关性

Table 3  Correlation between urban expansion and socioeconomic factors

指标地区GDP城市人口固定资产投资
相关系数（r）0.950**0.7770.960**
显著性（Sig.）0.0040.0690.002
R20.9020.6040.922

注：**表示p<0.01；固定资产投资起始值为1950年数据，其余为1949年数据。

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建国70年来，呼和浩特市人口城镇化率从1949年的23.25%上升到2018年的69.83%，呈波动上升趋势；城市人口从1949年的14.60万人增长到2018年的218.30万人，总体上呈现稳定增加趋势（图7（a））。呼和浩特市区城市扩展速度曲线与城镇化率曲线呈现较高的相似性。随着城镇化进程的加快，大量人口聚集到城市，导致对城市住房、基础设施等方面的需求日益增加，固定资产投资中房地产投资、基本建设投资占比不断提升，由此引起城市建设用地不断扩展。人口的增长带动了经济的增长，1949—2018年呼和浩特市GDP从0.46亿元上升到2601.38亿元。地区GDP增长速度呈现逐渐加快的趋势，增长速度从1949—1960年的0.22亿元/a上升到2010—2018年的168.22亿元/a。21世纪以来，随着西部大开发战略的实施及对外开放程度的提高，同时受中国加入世界贸易组织的影响，呼和浩特市GDP增长速度明显加快，呈“指数型”增长（图7（b））。经济的发展带动了产业结构的不断优化，从而导致更多的产业聚集到城市，用地需求随之不断增大。

图7

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图7   呼和浩特市城市人口、城镇化率和地区GDP变化

Fig.7   Changes of urban population， urbanization rate and regional GDP in Hohhot


5 讨 论

呼和浩特市历年城市规划在城市形态演化的过程中发挥了重要作用。建国初期，呼和浩特市城市土地由两个独立的部分组成（图3（a））。1951年呼和浩特市首次提出了分区发展的城市规划方案。1956年呼和浩特市城市总体规划的编制工作正式展开，提出了至1980年以两区为基础向南发展的规划策略［34］。在此发展阶段，呼和浩特市兴建了大量的纺织厂、轻工业场、科教场所等，并且大规模的路桥也开始建设［34］。因此，呼和浩特市城市形态由填充式扩展模式向圈层外延式扩展模式转变，城市格局由分散变为统一（图3（a））。

1979年《呼和浩特市城市总体规划（1976-2000年）》正式执行［26］，规定城市集中发展、充分利用闲置空地、积极改造旧城区的发展策略［26］，在这一发展时期城市土地面积扩展速度放缓（表1）。1996年《呼和浩特市城市总体规划（1996-2010年）》实施［27］，并确定城市向南发展、适度向两翼拓展，控制向北发展的规划方案［27］。21世纪以来，西部大开发战略和城镇化进程开始推进，大量产业进驻呼和浩特市，形成了多个开发区，导致城市用地需求不断加大，市区以城市南部开发区与沿交通干线的东西轴向扩展（图3（a））。2015年，《呼和浩特市城市总体规划（2011-2020年）》正式发布［28］，提出建设呼包鄂榆城市群、黄河经济带等政策，城市面积持续扩展，逐步形成“北控、东优、南拓、西联”结合“两轴”的城市空间发展格局。其中，北部地区控制建设用地发展；沿东西、南北两轴优化完善城市功能；重点拓展南部、西南部的发展空间（图3（a））。此外，规划中还强调要注重生态文明建设、提升改善人居环境，全面促进可持续发展［28］。因此，呼和浩特市开始注重公园绿地、园林景观与城市空间的有机结合，建成了大量的绿地广场、口袋公园，推动着城市绿地面积持续增长，2018年人均城市绿地空间已达到绿色可持续发展标准，城区内生态环境持续向好、人民的居住环境也得到了改善［34］。

图8

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图8   呼和浩特市相关政策规划梳理

Fig. 8   Related policies and planning of Hohhot


随着国家关于缓解发展失衡、调节供需结构的一系列政策战略的提出，为西部地区的发展提供了机遇［35］。呼和浩特市作为集多个政策战略于一身的重要节点城市，大量人口的流入、多元产业的聚集导致其经济与城市的快速发展。然而，呼和浩特市地处中国半干旱区，快速的土地城市化或对脆弱的生态环境造成影响。因此，干旱/半干旱地区城市发展的过程中，如何保证在提升城市生态环境质量的同时实现集约节约用地，以及如何将绿色发展理念与可持续发展理念相结合等问题有待深入研究［36］。

6 结 论

本研究以呼和浩特市区为例，基于多源数据和地理统计方法分析了近70年城市扩展特征与城市内部土地覆盖变化时空特征，并揭示了城市演化的影响因素。研究结论如下：

（1）70年来，呼和浩特市区总体上呈现低强度、高速率的扩展特征，不同时期的扩展形态差异显著。呼和浩特市城市土地面积由1949年的3.60 km2增长到2018年的247.04 km2，共增长243.44 km2。呼和浩特市区扩展经历了“减速—保持—加速”的扩展过程，在空间上表现出“填充式—圈层式—单轴线外延—双轴线外延”的扩展特征。

（2）21世纪以来，呼和浩特市区在扩展过程中注重人工地表与绿地空间的有效镶嵌，且城市绿化成效显著。城市不透水面比例呈下降趋势，从2000年的81.12%下降至2018年的70.30%；而城市绿地空间比例则呈现“波动上升”的趋势，由2000年的16.23%波动上升至2018年的27.59%。同期，城市绿地空间面积由13.20 km2增长到68.16 km2；人均城市绿地空间面积则由11.78 m2/人上升到31.22 m2/人，已达到绿色可持续发展标准。

（3）在呼和浩特市城市形态演化进程中，国家政策、地方规划以及社会经济因素发挥着重要作用。其中，西部大开发、呼包鄂榆城市群建设、城市总体规划等相关规划政策的出台实施对于呼和浩特市城市形态演化起到了重要的推动作用。经济因素也是影响呼和浩特市城市演化的重要因素。

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