安杰尔·什洛莫编著的《城市星球》突破了国家之间的限制，利用卫星图像资料、普查数据和其他土地利用数据，选取在2000年城市人口不低于10万的全球120个样本城市进行分析研究，建立多种指标衡量城市化区域的范围、未开发土地的比重、空间形状和破碎化程度等城市的共同特征，试图寻找城市发展的普遍规律，从而为城市科学这一新兴学科提供新的证据。
本书（《城市星球》:[美] 安杰尔·什洛莫 著；贺灿飞，陈天鸣 等 译. 北京：科学出版社，2014.11）针对城市扩张的尺度和特征涉及的7个问题，给出了详细量化的答案。
问题一
城市范围
我们关注的第1 个问题是全球城市的范围以及它随着时间变化的情况。 过去2 个世纪，城市用地的增长速度远远高于更早期的增长速度。 然而，到2000 年，全球有一半人口住在城市中时，全球城市用地仅为60 万km²，不到全球城市土地面积的0.5%。全球具有代表性的30 个样本城市，从1930 ~2000 年，城市用地平均增加了16 倍，年均增速略高于3%。 全球120 个样本城市，在20 世纪最后10 年，城市用地以每年3.7%的速度增加，但是城市人口的增速不到城市用地增速的一半。 城市以这种速度发展，在大约20 年后，全球城市用地会翻倍。
城市扩张的推动力包括以下几点: 城市人口增加；家庭收入增加使得家庭消耗更多土地，家庭规模在变小，但是居住面积在增加；商业和公共设施随着经济发展不断扩张；廉价交通出行。 对所有区域，尤其是发展中国家的城市扩张的预测，应该能让遏制城市发展的推崇有所消停。 据说英格兰的克努特国王(1015 ~1035 年)，因为听信侍臣的奉承，以为自己真的能阻挡潮汐，于是把自己的皇冠放在沙滩上，命令潮汐后退，结果他的双脚被汹涌而来的潮汐彻底打湿。 遏制新兴的全球城市扩张无异于阻挡潮汐。
问题二
城市人口密度
我们关注的第2 个问题是城市人口密度以及它们随着时间的变化情况。 新的经验证据表明，在过去的一个世纪，世界各地的城市人口密度都在下降。 这一新证据与直觉相反，因为很多学术研究者坚信城市人口密度在不断提高。 如果我们的发现是真的，那么会让提高密度的支持者备受鼓舞。 然而，城市人口密度下降在全球范围内一直持续着，它甚至早于机动车的出现。 而且这一现象不仅限于美国或者其他工业化国家，在发展中国家也很普遍。
基于经验证据，我们提出三种人口密度变化的情境来预测将来城市、国家和全球区域的城市用地情况。 高速预测假设人口密度以每年2%的速率下降，中速预测假设人口密度以每年1%的速率下降，低速预测假设人口密度不变。 驱使城市人口密度下降的力量很强大，它们包括人均收入提高，廉价农业用地，高效交通和收入不平等。 相应地，如果没有有效政策干预，或者交通费用没有显著增加，那么全球人口密度是不会停止下降的。
成功提高建成区平均人口密度的政策实例相当少。 俄勒冈州的波特兰尽管在20 世纪70 年代采用城市发展边界(UGB) 遏制住了城市的蔓延，但也未能提高建成区的人口密度。 我们必须继续认真寻找能让人口密度较低的城市提高密度的好方法，以保证城市的可持续发展。 这些方法包括成本效益好，政治可接受的基础设施策略、条例和税制。 同时，在发展中国家快速发展的城市中，我们必须找到合适、有效的策略来管理城市扩张，适当降低城市的人口密度，并控制在可持续发展的范围内。 无论我们采取什么行动，我们应该时刻意识到，我们清醒、认真地努力提高城市人口密度需要逆转全球强大、持续的城市人口密度下降的趋势。
问题三
向心性和分散性
我们关注的第3 个问题是城市居住和就业中心性和分散性及其随时间变化。 我们考察了过去200 多年里，城市空间结构的两大转型。 第一个是，从步行城市变为单中心城市，导致居住远离拥挤的市中心，逐渐形成低密度的郊区化，但是就业地点还在市中心。 之后，随着小汽车和卡车的普及，工作地点开始向城市周边分散，城市空间结构从单中心向多中心转变，这是第二次转型。 此时就业场所散布于大都市区内，面向更广阔的劳动力市场。 聚焦于城市居住和就业区的向心性和离心性。 我们观察到过去200 年来城市空间结构的转变。
这些转型有两个重要的政策启示。 首先，当我们在为城市扩张做准备时，我们应该要考虑到将来的城市大多数都可能是多中心城市。 意识到这一点，就要求我们在都市区周边规划混合土地利用类型，其中包括居住、生产和商业。 我们不能也不必提前确定某一地点的用途，或者不同的地方各自的人口密度是多少。 这些决定最好留给城市边缘土地供需的互动来决定。 我们能为公众利益所做的就是制定并采用土地利用条例，把城市内部的创造可能性最大化，同时把相邻土地用途的矛盾最小化。 其次，我们不能把交通投资局限于对通向中心商务区(CBD) 的放射路的投资，那是单中心城市处于全盛时期的要求。 而现在，我们要确保公共交通、卡车和小汽车的有效通行，因此需要有密集的主干道和基础设施网来连接各个郊区。
问题四
城市景观破碎化
我们关注的第4 个问题是城市建成区因为开放空间而形成的破碎化和开放空间因为城市建成区而形成的破碎化，以及它们随时间发生的变化。 平均来说，把城市化的开放空间纳入到城市足迹中，城市足迹的面积就会翻倍。 如果把这个平均数看作是全球的标准，那么城市规划师和政策制定者不应该为发现城市足迹的一半是城市化的开放空间而感到惊讶。 相反，他们应该为发现城市的相应值远远偏离这个全球标准而感到惊讶。
破碎化是城市边缘的现象，伴随着城市土地市场的常规运作而出现。 当靠近城市的开放空间都被填满时，城市边缘的非连续性的建设行为就会创造出新的城市化开放空间。 因此，当我们为城市扩张做规划和准备时，我们可以假设，在没有积极干预的情况下，未来城市足迹中仍有一半是开放空间。 然而，我们不能把这种估算单独应用于某一个城市，因为每个城市有不同的地貌和破碎化的历史形态，但是我们可以敦促规划师在规划时要考虑破碎化这一因素，为扩张准备的面积要远大于一开始所预期的。一般来说，我们为城市扩张准备的面积至少是预测的建成区面积的1.5 倍。
问题五
城市足迹紧凑度
我们关注的第5 个问题是城市足迹的紧凑度以及它随着时间的变化。 在没有地形或者法规障碍的情况下，单中心城市会越来越紧凑，趋于一个圆形，这可以最大化人们到中心商务区的可达性。 多中心城市也越来越紧凑，最大化人们从一个地点到另一个地点的可达性。 规划的开放空间弱化了城市建成区的紧凑度，这就导致了这些开放空间很难得到保护，因为家庭和企业对可达性的偏好催生了很强的政治和经济压力，不得不占用那些开放空间。 因此，我们必须牢记，能用于有效保护开放空间的经济和政治的花费很有限，我们必须明智而审慎地安排利用。 试图用很少的资源来保护过多的开放空间只会带来失败，最终保护不了任何一块开放空间。
放射状的城际铁路或者高速公路仅仅在某些方向上实现了更快速地交通，使得城市足迹没那么紧凑，城市间的开放空间也因此更易于得到保护。 为了使城市更紧凑，需要把城市的发展引入原先沿放射状道路形成的城市空间之间的缝隙中，这就要求规划、修建高密度的主干路网。 如果仅仅在土地利用规划图上把这些区域标注为城市用地，可能不足以引导发展。 简而言之，实际地引导城市扩张不可能发生在真空的状态下。 我们必须先充分认识到是各种复杂的力量相互作用才导致城市紧凑或不紧凑的，然后才能进行规划和实施。
问题六
城市扩张对未来土地的需求
我们关注的第6 个问题是估算扩张中的城市在未来几十年内对土地的需求。 如果我们为城市扩张做准备，我们就需要知道在一个给定城市的边缘，在未来20 ~ 30 年，有多少土地需要转化为城市用地。 这不是一个简单的问题，我们需要经过深思熟虑才能给出答案。 我们在思考时，要考虑到意外事件，同时允许适当的误差范围，不能放弃为扩张做准备，也不能基于简单的假设，拍脑袋地估算未来城市扩张所需的土地数量。
我们可以基于人口和密度的预测值来估算城市扩张所需的土地数量。 例如，当城市人口密度以每年1%的速度下降时，发达国家的城市用地会在2000 ~2050 年实现翻倍。 如果以每年2%的速度下降时，发达国家的城市用地在2000 ~ 2030 年会增加1 倍多，在2000 ~2050 年增加2 倍。 这一情况在发展中国家可能更关键，因为大多数城市人口的增长都会发生在发展中国家。 如果在发展中国家，城市人口密度以每年1%的速度下降，那么城市用地在2000 ~2030 年几乎增加2 倍，在2000 ~2050 年会增加3 倍多。如果以每年2%的速度下降，城市用地在2000 ~2030 年会增加将近3 倍，在2000 ~2050年增加7 倍。 尽管每个城市情况各异，但我们在为城市扩张做实际的规划时，还是要谨记这些数量级的。
问题七
城市扩张造成的耕地流失
我们关注的最后一个问题是在未来的几十年里，由于城市扩张而流失的耕地。2000 年，城市用地的数量是耕地数量的4%。 历史上，耕地通常会靠近城市，以减少把农产品运往市场的费用。 当城市往外扩张时，它们占用周边耕地。 初步估计显示，在未来几十年内，全球城市扩张占用的土地中有一半是耕地。 更糟糕的情境是城市人口密度以2%的速度下降，那么在2000 ~2050 年，世界上耕地的6%将会因为城市扩张而流失。 不断增加的城市人口要求全球大规模增加粮食供给，粮食供给的增加大多数来自于单位产量的提高，较少的一部分来自于耕地的增加。
耕地和城市都需要扩张，但是两者无须发生冲突。 我们的星球上有充足的可用于耕种的土地储备，它们足以养活全球人口，其中一些土地必须以平等、有效、可持续的方式转化为耕地。 我们新兴的城市星球也有充足的财富储备来保证全球有大量、可支付的粮食供给。 换句话说，城市扩张，以增加粮食产量为目的的城市研究和投资，以及耕地的扩张，应该是并行不悖的。 我们的粮食供给无需为城市扩张作出任何妥协。
未来存在各种可能……当我说“保持乐观是我们的义务”，其中既包括了未来存在着各种可能性，也包括了我们所做的一切都会对未来有所贡献: 我们所有人都对未来负有责任。 因此，心中充满希望，为更美好的世界而奋斗，是我们的义务。
Karl Popper (1994，xiii)
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