城市发展潜力是实现城市保持可持续发展和提高未来竞争力的综合能力，可分为社会、经济和自然3个方面的维度[1]。城市发展潜力评价是城市竞争力评价、空间结构优化、土地资源节约集约利用等方面的重要参考[2]，包含宏观和微观2个尺度。其中，宏观尺度方面，以城市和区域为评价单元，量化和测度的指标包括制度与管理、社会与经济、资源与环境、人力资本等方面[3-5]；微观尺度方面，以地块或特定尺度栅格为评价单元，量化和测度的指标包括区位条件、现状设施、规划管制等方面。目前，城市发展潜力评价在宏观和微观尺度上的评价指标体系均已相对成熟。

地质环境是城市发展的物质载体，也是影响城市空间格局和发展演变的重要因素，因而受到地质学、地理学、灾害学、城乡规划学等学科研究人员的广泛关注[6-7]。如：地质学将地质环境适宜性评价作为研究应用的重要内容，其评价维度包含水文地质、工程地质、环境地质等[8-11]；地理学从人地关系视角对城市发展与地质环境系统的相互作用进行了量化研究[12]；灾害学认为城市建设要加强对地质灾害的监测，进而协调经济、地质和空间发展三者之间的矛盾，实现城市的可持续发展[13-14]；城乡规划学将地质环境适宜性评价作为城市空间布局和规划选址的重要依据[15]。

总体而言，城市发展潜力和地质环境适宜性两方面的研究均较为成熟，但城市发展潜力与地质环境适宜性耦合协调的研究则较为薄弱[16]。一方面，已有的研究多侧重于城市发展潜力和城市地质环境中的一个方面，而对两者之间相互关系的研究较少；另一方面，现有研究的焦点多分布在东部沿海城市和大城市[17-20]，缺乏对中西部城市，尤其是中小城市的研究。随着市、县2级国土空间总体规划的编制完成，城市发展潜力与地质环境适宜性的科学评估已然成为指导其后续实施和监督的重要依据，也是保障国家可持续发展和保护生态环境的重要手段[21]。

基于此，本研究以湖南省益阳市中心城区为例，通过建立城市发展潜力和地质环境适宜性的评价指标体系，并运用耦合协调度模型，研究两者的空间耦合关系，以期为益阳市国土空间规划的实施、监督提供参考。

1、研究区域、数据来源和研究方法

1.1研究区域概况

益阳市地处洞庭湖南岸、资江下游，是长江中游城市群和长株潭“3+5”城市群的重要组成城市[22]。其地形西高东低，整体由西南向东北阶梯状倾斜，南半部为丘陵山区，北半部为洞庭湖淤积平原。益阳市中心城区的地质构造相对稳定，有利于城市建设和发展，然而，不当的城市工程建设也会诱发城市地质安全风险。本研究的研究范围为《益阳市国土空间总体规划(2021—2035年)》[23]所划定的城镇开发边界为依据。

1.2数据来源

研究数据包含益阳市地质环境数据集、益阳市地震数据集、益阳市土地利用现状数据集、益阳市国土空间总体规划建设用地要素集和益阳市城市路网数据集。地质环境数据来源于2022年益阳市地质调查数据集，包含构造地貌、活动断裂带、水域与湿地、地下水资源、岩土特征、污染场地、地质灾害、植被状况、生态敏感性等信息。其中，活动断裂带数据来源为益阳市1:25万工程地质图；地震相关的数据来源于《中国地震动参数区划图》[24](GB 18306—2015)；水文地质类数据来源于研究整理的益阳市中心城区水文地质钻孔资料，其中钻孔数共43个，总进尺为4.43 km。城市路网数据从Open Street Map(https://osm.etsi.org/)获取。

1.3研究方法

1.3.1指标选取

城市发展潜力评价指标体系包括区位条件、现状设施和规划管制3个维度共11个指标，如表1所示。地质环境适宜性评价指标体系包括工程建设与地下空间开发条件、地质资源、水土环境和地质灾害4个维度共17个指标，如表2所示。本研究以30 m×30 m栅格为评价单元，按照极差标准化的方法将指标赋分确定为0～1之间[25]。

1.3.2耦合协调度模型

耦合协调关系是指不同系统在自身和外界条件作用下所产生的彼此之间相互影响的现象。城市发展潜力和地质环境适宜性的耦合度计算公式为

其中，C为城市发展潜力和地质环境的耦合度，C值越大，说明两者之间的相互作用越强，反之则相互作用越低；U1为城市发展潜力的综合值；U2为地质环境适宜性综合值。

耦合度只能解释两系统之间相互作用的程度，而不能反映两系统之间的耦合协调水平。为进一步了解并衡量两系统的耦合协调水平，借鉴耦合协调度相关研究[26-27]，建立了耦合协调度模型。其计算公式为

其中，D为耦合协调度，D值越大，说明城市发展潜力与地质环境之间是高度的相互促进关系，D值越低，说明城市发展潜力与地质环境之间是低水平的相互制约关系；T为城市发展潜力和地质环境之间的综合协调指数；α和β为待定系数，且α+β=1，由于城市发展潜力与地质环境适宜性同等重要，本研究中α和β均取0.5。

表1城市发展潜力指标体系及赋分说明

表2地质环境适宜性评价指标体系及赋分说明

2、结果分析

2.1城市发展潜力与地质环境适宜性特征

以30 m×30 m的栅格为统计单元，对益阳市中心城区分别进行城市发展潜力与地质环境适宜性特征分析。结果如图1和图2所示。

图1益阳市中心城区的城市发展潜力特征评价结果

图2益阳市中心城区的地质环境适宜性特征评价结果

将益阳市中心城区各统计单元的城市发展潜力水平按照表1中指标体系进行图层叠加分析，以此进行极差标准化处理，并采用自然断点法将单元分类为城市发展潜力低(0,0.33]、较低(0.33,0.48]、中等(0.48,0.63]、较高(0.63,0.79]和高(0.79,1]这5种类型。

由图1可知，益阳市的城市发展潜力水平处于极低水平的单元主要分布于寨子仑、赫山区主城区东南部和东部新区环鱼形山水库周边区域；处于较低水平的单元主要分布于资阳区主城区东北部、赫山区主城区东南部、高铁新城周边区域、东部产业园南部和东部新区四方山片区；处于中等水平的单元主要分布于资阳区和赫山区主城区周边待开发区域、东部产业园及衡龙桥新区；处于较高水平的单元主要集中在2个区域，其一是与发展潜力高值区域呈同心圆圈层分布，在国道G5513(资阳区主城区段)以南、迎宾东路—梓山湖—国道G536以南、会龙山及以西的环状区域，其二是集中在东部新区沧水铺镇镇区范围；处于高水平的单元集中分布于迎宾东路(金山南路—龙洲南路段)—梓山湖—国道G536以北、国道G5513以西、会龙山麓以东和关濑路周边及以南的面状区域。

将益阳市中心城区地质环境适宜性水平按照表2中指标体系进行图层叠加分析，以此进行极差标准化处理，并采用自然断点法将单元分类地质环境适宜性低(0,0.38]、较低(0.38,0.51]、中等(0.51,0.61]、较高(0.61,0.73]和高(0.73,1]这5种类型。

由图2可知，益阳市中心城区地质环境适宜性处于极低水平的单元主要分布于会龙山区北部及安南河东侧一带；处于较低水平的单元主要分布于会龙山—寨子仑山区、赫山区主城区东南部、环鱼形山水库一带的区域；处于中等水平的单元主要分布于资阳区主城区北部、赫山区主城区中部及东部区域、沧水铺镇镇区东部和东部新区南部、衡龙桥新区北部区域；处于较高水平的单元主要分布于资阳区主城区南部、赫山区主城区中部、东部产业园东部、东部新区四方山片区等区域；处于高水平的单元主要分布于赫山区主城区康复南路与益阳大道的相交区域、高新区、沧水铺镇镇区南部、衡龙桥新区西部等区域。

2.2耦合协调度及耦合协调发展类型

益阳市中心城区城市发展潜力和地质环境适宜性耦合协调度及耦合协调类型划分结果分别如图3、图4和表3所示。本研究对益阳市中心城区城市发展潜力与地质环境适宜性的耦合协调度进行评价时，将耦合协调度结果按照(0,0.3]、(0.3,0.5]、(0.5,0.8]、(0.8,1]的区间划分为严重失调、基本失调、基本协调和高级协调4个大类[28]，并按照城市发展潜力与地质环境适宜性综合评价结果的差值(U1-U2)划分为城市发展潜力滞后((-∞,-0.1))、地质环境适宜性滞后((0.1,∞))、均衡发展([-0.1,0.1])3种亚类型，最终形成12类耦合协调发展类型。

由图3和表3可知，益阳市中心城区城市发展潜力与地质环境耦合协调度平均值为0.741，最小值为0，最大值为0.976。总体来看，研究范围内城市发展潜力与地质环境适宜性的耦合协调度处于较高及以上的区域面积占比为98%，而城市发展潜力和地质环境适宜性耦合协调度处于较低和极低水平的区域面积占比不足2%。可见，益阳市中心城区的城市发展潜力和地质环境适宜性整体发展较为匹配且协调。其中，处于(0,0.3]和(0.3,0.5]区间的单元仅少量分布于寨子仑区域；处于(0.5,0.8]区间的单元广泛分布于益阳市中心城区内集中建成区的周边区域；处于(0.8,1]区间的单元集中分布于资阳区和赫山区主城区的集中建设区、高新区、沧水铺镇镇区周边区域。

图3耦合协调度结果

由图4可知，高级协调-发展潜力滞后的区域主要分布在资阳区主城区东北部呈带状分布的区域、高新区银城大道及其以东的区域和沧水铺镇镇区周边区域；高级协调-地质环境适宜性滞后的区域主要分布在资阳区主城区西部和南部、赫山区主城区会龙山以东迎宾东路以北的广大区域；基本协调-发展潜力滞后分布在资阳区、赫山区主城区边缘地带和东部新区南部广大区域；基本协调-地质环境适宜性滞后分布在会龙山区和龙岭工业园及周边区域。

图4耦合协调类型划分结果

表3城市发展潜力(U1)与地质环境适宜性(U2)的耦合协调发展类型划分

3、结论与讨论

3.1结论

1)益阳市中心城区城市发展潜力与地质环境适宜性的耦合协调度总体处于较高的水平。基本失调和严重失调的区域面积不足研究范围的2%，并且零散分布在寨子仑周边区域，对益阳市中心城区土地开发建设的影响较小。

2)益阳市中心城区存在着高级协调-城市发展潜力滞后(XII类)、高级协调-地质环境适宜性滞后(XI类)、基本协调-城市发展潜力滞后(IX类)、基本协调-地质环境适宜性滞后(VIII类)4种类型。这4种类型均在城市发展潜力或者地质环境适宜性的其中一个维度存在滞后性，且分布范围较广。

3.2讨论

根据研究结果，对益阳市城市发展潜力和地质环境适宜性耦合协调度相对较低的区域提出以下措施：对于高级协调-城市发展潜力滞后(XII类)和基本协调-城市发展潜力滞后(IX类)2种亚类而言，应通过基础设施和公共服务设施建设来提高城市发展潜力；对于高级协调-地质环境适宜性滞后(XI类)和基本协调-地质环境适宜性滞后(VIII类)2种亚类而言，应严格落实《自然资源部住房城乡建设部水利部应急管理部关于加强城市地质安全风险防控的通知》(自然资发[2024]19号)等文件精神，来提高城市地质安全风险防控标准。

本研究以益阳市中心城区为例，分别构建了城市发展潜力和地质环境适宜性评价指标体系，并对其耦合协调关系进行了研究，这对已有文献和国土空间规划实践是一种有益的补充。然而，需注意的是，一方面，由于数据的保密性，本研究采用的研究范围与市辖区最终划定的城镇开发边界并不完全一致；另一方面，由于不同城市所处的地质环境迥异，地质环境适宜性评价的指标体系也不应一成不变，因此其他城市在相关研究和实践中应根据当地地质环境适当调整。

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基金资助:湖南省普通本科高校教学改革研究项目(202401001241);国家级大学生创新创业训练计划项目(S202311527006);

文章来源:古杰,许阳,游经纬,等.益阳市中心城区城市发展潜力与地质环境适宜性的耦合协调研究[J].湖南城市学院学报(自然科学版),2025,34(01):30-35.