青藏高原未来城市增长边界划定：社会经济与生态系统服务的协同优化

针对青藏高原生态安全屏障保护与城镇化发展的矛盾，研究人员通过整合共享社会经济路径(SSPs)与生态系统服务(ESs)保护情景矩阵，耦合ESs评估模型与分区土地利用情景动力学模型(LUSD-urban)，首次在2020-2100年尺度上划定了兼顾社会经济发展与生态保护的UGBs（城市增长边界）。结果显示：UGBs面积将较2020年增长62.23%-76.95%，ESs保护可使自然生境质量、粮食生产和碳汇损失分别减少33.29%-34.27%、8.61%-18.23%和36.56%-40.34%。该研究为高原国土空间规划提供了科学依据。

　　

被称为"地球第三极"的青藏高原是中国乃至亚洲重要的生态安全屏障，其独特的生态系统为区域可持续发展提供了关键的生态系统服务(ESs)。然而，在"一带一路"倡议和新型城镇化建设的推动下，高原城市用地快速扩张引发了自然生态系统退化、生物多样性减少等一系列生态环境问题。如何平衡城镇化发展与生态保护，成为当前国土空间规划的核心挑战。城市增长边界(UGBs)作为控制城市无序蔓延的空间管控工具，其科学划定对实现"精明增长"至关重要。但现有研究多聚焦单一省份或短期预测，缺乏综合考虑社会经济与生态系统服务保护的全区尺度长期UGBs划定研究。

针对这一科学空白，研究人员开展了青藏高原2020-2100年UGBs的多情景模拟研究。通过构建SSPs（共享社会经济路径）与ESs保护相结合的5×5情景矩阵，整合生态系统服务评估模型与分区LUSD-urban（土地利用情景动力学-城市）模型，首次在80年尺度上实现了高原UGBs的系统划定。研究选取自然生境质量（支持服务）、粮食生产（供给服务）和碳汇（调节服务）作为代表性ESs指标，采用InVEST模型评估生境质量，基于NPP（净初级生产力）和统计数据的空间分配法计算粮食产量，直接利用NPP表征碳汇功能。通过形态学方法处理模拟结果，最终生成连续完整的UGBs空间格局。

研究结果显示，青藏高原UGBs面积预计达到2,045.60-2,231.10 km²，较2020年增长62.23%-76.95%。其中SSP3（区域竞争路径）情景下的UGBs范围最大（2,132.79-2,231.10 km²），SSP4（不均衡发展路径）最小（2,045.60-2,131.14 km²）。空间分布上，青海省和西藏自治区新增城市用地分别占全区的43.63%-61.40%和40.50%-48.30%，呈现明显的区域差异。

土地利用转换分析表明，未来城市扩张将主要占用草地（387.57-436.88 km²）和耕地（287.64-315.10 km²）。ESs保护能显著改变占用结构：粮食生产保护情景使耕地占用减少40.55%-41.58%，但草地占用增加44.30%-44.50%；而生境质量与综合保护情景则分别减少草地占用28.98%-29.84%和29.56%-29.75%，相应增加耕地占用78.98%-85.76%和79.69%-85.63%。

在生态系统服务影响方面，城市扩张对粮食生产的威胁最为突出（损失量达80.35-90.34千吨，占比1.46%-1.65%），远超生境质量（0.13%-0.14%）和碳汇（0.05%-0.06%）的损失。ESs保护展现出显著效益：粮食生产保护使损失减少54.78%-55.12%，生境质量保护降低32.50%-33.71%的损失，碳汇保护减少31.97%-32.99%的损失。综合保护情景下，三项ESs损失分别减少8.61%-40.34%。值得注意的是，青海省呈现ESs保护的协同效应，而西藏自治区则存在明显的权衡关系——综合保护虽使生境质量损失减少35.70%-36.04%，却导致粮食损失增加102.88%-131.72%。

这项发表在《Geography and Sustainability》的研究具有重要的理论与实践价值。在方法学上，首次将SSPs框架与多ESs保护目标相结合，构建了高原尺度的UGBs划定技术体系；在应用层面，明确了青海省应优先保护高生产力耕地，西藏自治区需严格控制城市规模以避免保护目标间的冲突。研究建议未来应加强水资源约束下的城市用地规模优化，并纳入水源涵养、水净化等更多ESs指标。该成果为青藏高原国土空间规划和生态安全屏障建设提供了科学依据，对实现联合国可持续发展目标(SDGs)具有重要参考价值。