综述：城市蔓延与城市绿色空间研究的文献计量学回顾（1996-2024）

本综述系统梳理了近三十年来城市蔓延（Urban Sprawl）与城市绿色空间（Urban Green Spaces, UGSs）研究的发展脉络。文章揭示了该领域从城市增长与景观规划，历经土地利用与地理空间技术（RS/GIS）、城市政策与社会规划、城市化等阶段，最终演变为关注城市生态系统的六大研究阶段。作者指出，人工智能（AI）与机器学习（ML）等新技术的融合正推动研究范式向生态系统服务、城市热岛（UHI）效应、气候变化及城市韧性等前沿议题转变，为未来多学科的可持续城市研究提供了重要方向。

　　

引言

世界正经历着全球性的城市转型，引发了人们对城市可持续性与宜居性的日益关注。在城市化的快速进程中，绿色空间不断丧失。为了应对城市蔓延这一挑战，城市绿色空间作为一种生态规划方法被引入。遥感（RS）和地理信息系统（GIS）的进步加速了城市蔓延与城市绿色空间研究之间的关联。本文旨在通过文献计量学方法，回顾1996年至2024年间这两个领域交互研究的演变、趋势并展望未来方向。

材料与方法

为理解城市蔓延与城市绿色空间之间的相互作用，研究在Scopus数据库中进行文献检索，并辅以Web of Science和OpenAlex数据库。主要搜索策略是结合术语“urban green spaces”和“urban sprawl”。经过一系列筛选标准，最终确定了314篇文献用于分析。研究采用文献计量分析法，利用VOSviewer软件进行数据可视化，通过关键词共现映射和文献耦合等方法来识别主题、分析有影响力的期刊和作者，从而厘清该领域的知识结构。

结果

1996年至2024年城市蔓延与城市绿色空间研究的地理分布

该领域的第一篇文章发表于1996年，恰逢联合国人居署第二次会议（Habitat II）。然而，直到2000年，相关研究仍非常有限。出版物数量在2010年后开始增长，并在2017年至2024年间显著上升，这一时期贡献了超过74%的出版物，表明这是一个新兴且快速发展的研究领域。从国家合作网络来看，中国、美国和德国是该领域研究网络的核心，引领着最多的链接和节点。值得注意的是，非洲国家在顶级研究集群中的代表性不足，这可能影响全球南部城市主义在相关研究中的真实体现。

1996年至2024年城市蔓延与城市绿色空间研究的趋势

通过对2183个关键词的分析，研究识别出六个主要聚类，代表了该领域知识结构的演变阶段：

1. 1.
   城市增长与景观规划聚类（红色）： 关注城市区域、可持续发展和景观规划，平均发表年份为2017.80。
2. 2.
   土地利用与地理空间技术聚类（绿色）： 聚焦土地利用/覆被变化、RS和GIS技术，平均发表年份为2019.71，标志着技术突破期。
3. 3.
   城市政策与社会规划聚类（深蓝色）： 围绕绿色空间和城市规划，探讨城市政策、社会和环境影响，平均发表年份为2017.38。
4. 4.
   城市化聚类（黄色）： 涉及城市扩张、可持续发展和空间规划，平均发表年份为2018.91。
5. 5.
   城市蔓延聚类（紫色）： 以“urban sprawl”为核心关键词，关联可持续性、生态系统服务等，平均发表年份为2019.84，代表着当前的研究议程。
6. 6.
   城市生态系统聚类（海蓝色）： 关注城市生态系统、环境影响和公园，平均发表年份为2016.72，强调绿色空间的软性效益。

研究趋势显示，方法已从景观指数和香农熵，演进到利用Google Earth Engine（GEE）、随机森林（RF）、神经网络多层感知器（NN-MLP）、元胞自动机（CA）等AI和ML技术进行精确建模。

主要期刊和作者对城市蔓延与城市绿色空间研究的贡献

在期刊贡献方面，《Landscape and Urban Planning》、《Urban Forestry and Urban Greening》和《Land Use Policy》是影响力最高的期刊。在作者贡献方面，Haaland和van den Bosch于2015年发表的关于高密度城市化背景下绿色空间规划的综述文章获得了最高引用（1081次），其次是Kong等人（2010, 2007）和Zhou与Wang（2011）的工作。这些高被引文献多发表于2010年之后，反映了该领域知识的相对新颖性，并与全球城市人口超过农村人口这一 demographic transition 及后续的可持续发展目标（SDGs）等国际议程相呼应。

讨论

城市蔓延与城市绿色空间研究的演变经历了六个显著的阶段：城市增长与景观规划；土地利用与地理空间技术；城市政策与社会规划；城市化；城市蔓延；以及城市生态系统。这一转变标志着研究范式的重大转变。起初，研究侧重于使用景观度量来评估和管理城市增长。随后，在2011年至2019年间，研究重点转向高密度城市中的绿色空间挑战与策略，以及通过GIS和RS评估时空趋势。2020年至2024年的后疫情时代，研究进入了技术创新期，AI和ML开始深度融入城市生态研究，用于预测城市扩张和评估绿色空间。发达国家的研究更倾向于生态系统服务和环境正义，而亚洲和非洲地区则可能更关注快速城市化下的绿色空间可持续性等问题。

未来研究方向与城市蔓延和城市绿色空间研究的技术突破

未来研究将更加关注可持续性、生态健康、气候韧性、环境正义和城市生态系统服务。人工智能（AI）和机器学习（ML）预计将极大地影响研究方法。诸如元胞自动机（CA）、土地用途变化评估模块（MOLUSCE）、人工神经网络（ANN）特别是多层感知器（MLP）等技术，已经在城市聚落和蔓延评估中展现出精确建模的强大能力。Google Earth Engine（GEE）、随机森林（RF）等工具使得处理地理空间大数据变得更为高效。这些技术突破将推动城市蔓延和绿色空间研究朝向城市生态学、生态系统服务、城市气候评估、城市韧性和可持续性、城市热岛（UHI）及降温机制等前沿方向发展，并促进多学科交叉融合。

结论

全球城市转型对城市的可持续性和宜居性提出了严峻挑战。城市绿色空间作为遏制城市蔓延的一种生态途径，其重要性日益凸显。该领域的研究演变反映了从最初的城市增长管理到当前关注城市生态系统的范式转变。人工智能（AI）和机器学习（ML）等新技术的整合正驱动研究走向新的高度，重点关注生态系统服务、气候变化、城市韧性等议题。尽管本研究采用的文献计量学方法存在一定的局限性，但它清晰地勾勒出了城市蔓延与城市绿色空间研究的交互演变、趋势和未来方向，为未来的城市可持续发展研究提供了有价值的参考。