城市网络化空间增长过程及其对区域生态系统的影响:以长江中游城市群为例

何建华; 黄冕; 赵红卓; 陈飞

doi:10.13203/j.whugis20230260

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

城市网络化空间增长过程及其对区域生态系统的影响:以长江中游城市群为例

地图制图学与地理信息工程 | 更新时间：2026-11-05

- 城市网络化空间增长过程及其对区域生态系统的影响:以长江中游城市群为例
- Process of Urban Networked Spatial Growth and Its Impact on Regional Ecosystem： A Case Study of Urban Agglomeration in the Middle Reaches of the Yangtze River
- 武汉大学学报（信息科学版） 2025年50卷第10期页码：2097-2110
- 作者机构：
  
  1.武汉大学资源与环境科学学院,湖北武汉,430079
  2.广州市资源规划和海洋科技协同创新中心,广东广州,510060
- 作者简介：
  
  何建华,博士,教授,现从事城市网络化重构过程分析建模、空间优化研究。hjianh@whu.edu.cn
  黄冕,硕士。huangmian0724@whu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(42171260);广州市资源规划和海洋科技协同创新中心项目(2023B04J0301;2023B04J0326)
- DOI：10.13203/j.whugis20230260
  中图分类号： P208
- 收稿：2024-01-15，
  
  纸质出版：2025-10-05
- 稿件说明：
移动端阅览
何建华,黄冕,赵红卓，等.城市网络化空间增长过程及其对区域生态系统的影响:以长江中游城市群为例[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(10):2097-2110.

HE Jianhua,HUANG Mian,ZHAO Hongzhuo,et al. Process of Urban Networked Spatial Growth and Its Impact on Regional Ecosystem: A Case Study of Urban Agglomeration in the Middle Reaches of the Yangtze River[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(10):2097-2110.
何建华,黄冕,赵红卓，等.城市网络化空间增长过程及其对区域生态系统的影响:以长江中游城市群为例[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(10):2097-2110. DOI：10.13203/j.whugis20230260

HE Jianhua,HUANG Mian,ZHAO Hongzhuo,et al. Process of Urban Networked Spatial Growth and Its Impact on Regional Ecosystem: A Case Study of Urban Agglomeration in the Middle Reaches of the Yangtze River[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(10):2097-2110. DOI：10.13203/j.whugis20230260

摘要

探讨城市网络化过程的生态效应对区域可持续发展具有重要意义。现有研究从外部性视角开展城市网络对生态系统功能的影响研究，对生态系统网络结构受到的影响关注较少。基于夜间灯光数据和形态学空间格局分析模型分别构建了城市网络和生态网络，以长江中游城市群为研究区域，通过二次指派程序分析和空间分析等方法，探讨城市网络化空间增长对区域生态系统的影响。结果表明：(1）2000—2020年，长江中游城市群网络化空间增长趋势日益显著，由原来的单中心集聚式的发展转向多中心、分散式的增长模式，城市之间的联系日益密切。(2）同时期区域生态网络结构日趋复杂，生态源地和廊道数量有所增加，网络连通效率有所提升。（3）城市网络化空间增长对区域生态系统具有正向外部性。从结构上看，生态系统结构受到城市网络化发展的正向作用，整体网络结构状况有所改善。但随着网络化发展过程的持续推进，生态源地和廊道会逐渐被侵占扰动，网络中物质运输和能量流动受到阻碍。从功能上看，城市网络化发展缓解了区域生态系统功能所受的影响，其受影响程度与网络交互强度呈显著负相关。

Abstract

Objectives

It is of great significance to explore the ecological effect of urban network process for regional sustainable development. Existing studies have studied the impact of urban network on ecosystem function from the perspective of externality

but paid little attention to the impact of ecosystem network structure.

Methods

We construct urban network and ecological network respectively based on night light data and morphological spatial pattern analysis model. Taking urban agglomeration in the middle reaches of the Yangtze River as the research area

quatratic assumption procedure analysis and spatial analysis are used to explore the impact of urban network on regional ecosystem.

Results

The conclusions are as follows: (1) From 2000 to 2020

the network spatial growth trend of urban agglomerations in the middle reaches of the Yangtze River has become increasingly significant. The former single-center agglomeration development has shifted to a multi-center and decentralized growth pattern

and the connections between cities have become increasingly close. (2) During the same period

the regional ecosystem network structure became increasingly complex

the number of ecological sources and corridors have increased

and the overall network connectivity efficiency has improved. (3) The growth of urban network has a positive externality on regional ecosystem. From the perspective of structure

the ecosystem structure is affected by the positive effect of urban network development

and the overall network structure has been improved. However

with the continuous advancement of the network development

ecological sources and corridors will gradually be occupied and disturbed

and the flow of matter and energy in the network may be hindered. From the functional point of view

urban network development alleviates the impact of regional ecosystem function. There was a significant negative correlation between ecosystem function and network interaction intensity.

Conclusions

The results can provide reference for the coordinated development of urban network process and ecosystem.

关键词

Keywords

references

QIAO W Y ， HUANG X J . The Impact of Land Urbanization on Ecosystem Health in the Yangtze River Delta Urban Agglomerations， China ［J］. Cities ， 2022 ， 130 ： 103981 .

沈文成，李培庆，姚雯雯，等 . 多重流空间视角下的中国城市网络空间结构特征及组织模式［J］. 地理研究， 2023 ， 43 （ 2 ）： 514 - 533 .

SHEN Wencheng ， LI Peiqing ， YAO Wenwen ， et al . The Structural Characteristics and Spatial Organization Pattern of China's Urban Network Based on the Multiple Flow ［J］. Geographical Research ， 2023 ， 43 （ 2 ）： 514 - 533

姜炎鹏，陈囿桦，马仁锋 . 全球城市的研究脉络、理论论争与前沿领域［J］. 人文地理， 2021 ， 36 （ 5 ）： 4 - 14 .

JIANG Yanpeng ， CHEN Youhua ， MA Renfeng . Research Progress， Theoretical Debates and Frontier Fields of the Global City ［J］. Human Geography ， 2021 ， 36 （ 5 ）： 4 - 14 .

高鹏，宁越敏，何丹 . 长三角地区多尺度城市网络空间演化及互馈效应研究［J］. 地理科学， 2022 ， 42 （ 10 ）： 1767 - 1777 .

GAO Peng ， NING Yuemin ， HE Dan . Spatial Evolution and Interaction Effects of Multi-scalar Urban Networks in the Yangtze River Delta ［J］. Scientia Geographica Sinica ， 2022 ， 42 （ 10 ）： 1767 - 1777 .

邱坚坚，刘毅华，陈浩然，等 . 流空间视角下的粤港澳大湾区空间网络格局：基于信息流与交通流的对比分析［J］. 经济地理， 2019 ， 39 （ 6 ）： 7 - 15 .

QIU Jianjian ， LIU Yihua ， CHEN Haoran ， et al . Urban Network Structure of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area with the View of Space of Flows： A Comparison Between Information Flow and Transportation Flow ［J］. Economic Geography ， 2019 ， 39 （ 6 ）： 7 - 15 .

周宏浩，谷国锋 . 外部性视角下中国城市网络演化及其环境效应研究［J］. 地理研究， 2022 ， 41 （ 1 ）： 268 - 285 .

ZHOU Honghao ， GU Guofeng . The Evolution of China's City Network and Its Environmental Effects from the Perspective of Externalities ［J］. Geographical Research ， 2022 ， 41 （ 1 ）： 268 - 285 .

何建华，施璇，龚健，等 . 顾及空间交互作用的城市群联动空间增长模拟：以武汉都市区为例［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2016 ， 41 （ 4 ）： 462 - 467 .

HE Jianhua ， SHI Xuan ， GONG Jian ， et al . Modeling the Spatial Expansion of Urban Agglomeration Considering Their Spatial Interaction： A Case Study of Wuhan Metropolitan Area ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2016 ， 41 （ 4 ）： 462 - 467 .

JIAO L D ， LUO F L ， WU F Y ， et al . Can the Opening of Urban Rail Transit Improve Urban Air Quality？ Evidence from 94 Lines in China ［J］. Environmental Impact Assessment Review ， 2022 ， 97 ： 106857 .

郑茜，曾菊新，罗静，等 . 武汉市生态网络空间结构及其空间管治研究［J］. 经济地理， 2018 ， 38 （ 9 ）： 191 - 199 .

ZHENG Qian ， ZENG Juxin ， LUO Jing ， et al . Spatial Structure and Space Governance of Ecological Network in Wuhan City ［J］. Economic Geography ， 2018 ， 38 （ 9 ）： 191 - 199 .

刘耀彬，邱浩，戴璐 . 生态安全约束下城市群空间网络结构动态演变及关联特征分析：以环鄱阳湖城市群为例［J］. 华中师范大学学报（自然科学版）， 2020 ， 54 （ 4 ）： 522 - 535 .

LIU Yaobin ， QIU Hao ， DAI Lu . Spatial Network Structure Dynamic Evolution and Correlation Characteristics Analysis of Urban Agglomeration Under Ecological Security Constraint： A Case of Urban Agglomeration Around the Poyang Lake ［J］. Journal of Central China Normal University （Natural Sciences）， 2020 ， 54 （ 4 ）： 522 - 535 .

张旭，孙传祥 . 基于环境污染型企业的中国城市网络空间结构研究［J］. 地理研究， 2022 ， 41 （ 9 ）： 2516 - 2530 .

ZHANG Xu ， SUN Chuanxiang . The Spatial Structure of the Urban Network of Environmentally Polluting Enterprises in China ［J］. Geographical Research ， 2022 ， 41 （ 9 ）： 2516 - 2530 .

TANG C H ， GUAN M M ， DOU J M . Understan‑ding the Impact of High Speed Railway on Urban Innovation Performance from the Perspective of Agglomeration Externalities and Network Externalities ［J］. Technology in Society ， 2021 ， 67 ： 101760 .

LI H ， WANG W . The Road to Low Carbon： Can the Opening of High-Speed Railway Reduce the Level of Urban Carbon Emissions？［J］. Sustainability ， 2023 ， 15 （ 1 ）： 414 .

WEI G E ， BI M ， LIU X ， et al . Investigating the Impact of Multi-dimensional Urbanization and FDI on Carbon Emissions in the Belt and Road Initiative Region： Direct and Spillover Effects ［J］. Journal of Cleaner Production ， 2023 ， 384 ： 135608 .

LU F ， LIU M H ， WANG W W ， et al . Impact of Polycentric Urban Network on Industrial Structure Upgrades： Evidence from the Yangtze River Economic Belt ［J］. Journal of Urban Planning and Development ， 2022 ， 148 （ 3 ）： 04022024 .

PAŘIL V ， TÓTHOVÁ D . Assessment of the Burden on Population Due to Transport-Related Air Pollution： The Czech Core Motorway Network ［J］. Journal of Cleaner Production ， 2020 ， 275 ： 123111 .

CONNOLLY J J ， SVENDSEN E S ， FISHER D R ， et al . Organizing Urban Ecosystem Services Through Environmental Stewardship Governance in New York City ［J］. Landscape and Urban Planning ， 2013 ， 109 （ 1 ）： 76 - 84 .

YANG C ， ZHUO Q ， CHEN J ， et al . Analysis of the Spatio-Temporal Network of Air Pollution in the Yangtze River Delta Urban Agglomeration， China ［J］. PLoS One ， 2022 ， 17 （ 1 ）： e0262444 .

ENQVIST J ， TENGÖ M ， BODIN Ö . Citizen Networks in the Garden City： Protecting Urban Ecosystems in Rapid Urbanization ［J］. Landscape and Urban Planning ， 2014 ， 130 （ 1 ）： 24 - 35 .

INOSTROZA L ， ZEPP H . The Metabolic Urban Network： Urbanisation as Hierarchically Ordered Space of Flows ［J］. Cities ， 2021 ， 109 ： 103029 .

HUANG Y ， HONG T ， MA T . Urban Network Externalities， Agglomeration Economies and Urban Economic Growth ［J］. Cities ， 2020 ， 107 ： 102882 .

ZHONG J ， LIU J F ， JIAO L M ， et al . Assessing the Comprehensive Impacts of Different Urbanization Process on Vegetation Net Primary Productivity in Wuhan， China， from 1990 to 2020 ［J］. Sustainable Cities and Society ， 2021 ， 75 ： 103295 .

CHEN W X ， GU T C ， ZENG J . Urbanisation and Ecosystem Health in the Middle Reaches of the Yangtze River Urban Agglomerations， China： A U-Curve Relationship ［J］. Journal of Environmental Management ， 2022 ， 318 ： 115565 .

SAHRAOUI Y ， FOLTÊTE J C ， CLAUZEL C . A Multi-species Approach for Assessing the Impact of Land-Cover Changes on Landscape Connectivity ［J］. Landscape Ecology ， 2017 ， 32 （ 9 ）： 1819 - 1835 .

姚采云，安睿，窦超，等 . 基于MSPA与MCR模型的三峡库区林地生态网络构建与评价研究［J］. 长江流域资源与环境， 2022 ， 31 （ 9 ）： 1953 - 1962 .

YAO Caiyun ， AN Rui ， DOU Chao ， et al . Research on Construction and Evaluation of Forest Land Ecological Network in Three Gorges Reservoir Area Based on MSPA and MCR Model ［J］. Resources and Environment in the Yangtze Basin ， 2022 ， 31 （ 9 ）： 1953 - 1962 .

ZHONG J ， JIAO L M ， DROIN A ， et al . Greener Cities Cost More Green： Examining the Impacts of Different Urban Expansion Patterns on NPP ［J］. Building and Environment ， 2023 ， 228 ： 109876 .

ZHAO X ， LI X ， ZHOU Y Y ， et al . Analyzing Urban Spatial Connectivity Using Night Light Observations： A Case Study of Three Representative Urban Agglomerations in China ［J］. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing ， 2020 ， 13 ： 1097 - 1108 .

TU Y ， CHEN Z Q ， WANG C X ， et al . Quantitative Analysis of Urban Polycentric Interaction Using Nighttime Light Data： A Case Study of Shanghai， China ［J］. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing ， 2021 ， 15 ： 1114 - 1122 .

YU B ， ZHOU Y ， SMALL C ， et al . Foreword to the Special Issue on Advances in Remote Sensing of Nighttime Lights： Progresses， Challenges， and Perspectives ［J］. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing ， 2020 ， 13 ： 6454 - 6456 .

HE J H ， LI C ， YU Y ， et al . Measuring Urban Spatial Interaction in Wuhan Urban Agglomeration， Central China： A Spatially Explicit Approach ［J］. Sustainable Cities and Society ， 2017 ， 32 ： 569 - 583 .

李宇，李涛，邱孟龙，等 . 基于交通流的关中城市群城际交互对城市空间增长的影响［J］. 人文地理， 2023 ， 38 （ 1 ）： 147 - 157 .

LI Yu ， LI Tao ， QIU Menglong ， et al . Impact of Intercity Interaction on Urban Space Growth in the Guanzhong Plain Urban Agglomeration Based on Traffic Flows ［J］. Human Geography ， 2023 ， 38 （ 1 ）： 147 - 157 .

潘越，龚健，杨建新，等 . 基于生态重要性和MSPA 核心区连通性的生态安全格局构建：以桂江流域为例［J］. 中国土地科学， 2022 ， 36 （ 4 ）： 86 - 95 .

PAN Yue ， GONG Jian ， YANG Jianxin ， et al . Construction of Ecological Security Pattern Based on Ecological Importance and Connectivity of MSPA-core Area： A Case Study of Guijiang River Basin ［J］. China Land Science ， 2022 ， 36 （ 4 ）： 86 - 95 .

LI S N ， HE Y Y ， XU H L ， et al . Impacts of Urban Expansion Forms on Ecosystem Services in Urban Agglomerations： A Case Study of Shanghai-Hangzhou Bay Urban Agglomeration ［J］. Remote Sensing ， 2021 ， 13 （ 10 ）： 1908 .

CHEN Z F ， LI Y R ， LIU Y S ， et al . Does Rural Residential Land Expansion Pattern Lead to Different Impacts on Eco-Environment？ A Case Study of Loess Hilly and Gully Region， China ［J］. Habitat International ， 2021 ， 117 ： 102436 .

HOU W ， ZHOU W ， LI J Y ， et al . Simulation of the Potential Impact of Urban Expansion on Regional Ecological Corridors： A Case Study of Taiyuan， China ［J］. Sustainable Cities and Society ， 2022 ， 83 ： 103933 .

LI F Z ， YIN X X ， SHAO M . Natural and Anthropogenic Factors on China's Ecosystem Services： Comparison and Spillover Effect Perspective ［J］. Journal of Environmental Management ， 2022 ， 324 ： 116064 .

张紫怡，刘艳芳，张扬，等 . 生态系统服务协同权衡对影响因子的空间响应：以福建省生态功能区为例［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2022 ， 47 （ 1 ）： 111 - 125 .

ZHANG Ziyi ， LIU Yanfang ， ZHANG Yang ， et al . Spatial Non-stationary Response of the Ecosystem Services Synergy and Tradeoff to Influencing Factors： A Case Study of Ecological Function Area in Fujian Province ［J］. Geomatics and Information Scien‑ce of Wuhan University ， 2022 ， 47 （ 1 ）： 111 - 125 .

何建华，覃荣诺，丁愫，等 . 基于乡村宜居性和人口流动网络特征的农村居民点重构［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2021 ， 46 （ 3 ）： 402 - 409 .

HE Jianhua ， QIN Rongnuo ， DING Su ， et al . Reconstruction of Rural Settlement Based on the Characteristics of Livability and Population Flow Network ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2021 ， 46 （ 3 ）： 402 - 409 .

FANG C L ， YU D L . Urban Agglomeration： An Evolving Concept of an Emerging Phenomenon ［J］. Landscape and Urban Planning ， 2017 ， 162 ： 126 - 136 .

袁华锡，刘耀彬，胡森林，等 . 产业集聚加剧了环境污染吗？基于外商直接投资视角［J］. 长江流域资源与环境， 2019 ， 28 （ 4 ）： 794 - 804 .

YUAN Huaxi ， LIU Yaobin ， HU Senlin ， et al . Does Industrial Agglomeration Aggravate Environmental Pollution： From a Perspective of Foreign Direct Investment ［J］. Resources and Environment in the Yangtze Basin ， 2019 ， 28 （ 4 ）： 794 - 804 .

张华，冯烽 . 绿色高铁：高铁开通能降低雾霾污染吗？［J］. 经济学报， 2019 ， 6 （ 3 ）： 114 - 147 .

ZHANG Hua ， FENG Feng . Green High-Speed Railway： Does High-Speed Railway Reduce Haze Pollution？［J］. China Journal of Economics ， 2019 ， 6 （ 3 ）： 114 - 147 .

HOU W ， ZHAI L ， WALZ U . Identification of Spatial Conservation and Restoration Priorities for Ecological Networks Planning in a Highly Urbanized Region： A Case Study in Beijing-Tianjin-Hebei， China ［J］. Ecological Engineering ， 2023 ， 187 ： 106859 .

宋艳华，焦利民，刘稼丰，等 . 城市扩张程度的影响因素分析：以武汉市为例［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2021 ， 46 （ 3 ）： 417 - 426 .

SONG Yanhua ， JIAO Limin ， LIU Jiafeng ， et al . Analysis of the Factors Affecting the Degree of Urban Expansion： Taking Wuhan City as an Example ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2021 ， 46 （ 3 ）： 417 - 426 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

大众智能终端GNSS有意干扰检测技术研究现状与展望

关于智慧海图的思考

土壤水分机器学习遥感反演：进展与挑战

浅源中等地震近场剧烈形变的高分辨率L波段InSAR研究

面向类脑空间智能的多模态大模型空间认知能力评估框架