基于信息熵和GM(1,1)的上海市城市生态系统演化分析与灰色预测

城市生态系统是典型的"自然-社会-经济系统",城市的可持续发展依托于城市生态系统结构和功能的不断协调与完善.新一轮"城市化"进程中,城市生态系统将面临生态用地减少、环境衰退等诸多挑战,生态环境和经济发展之间的矛盾可能日益突出.因此,把握城市生态系统的演化方向,对于促进城市可持续发展和生态文明建设意义重大.本研究以"国际化大都市"上海市为研究对象,运用"耗散结构理论"和"信息熵"分析模型,构建包括支持型输入熵、压力型输出熵、氧化型代谢熵、还原型代谢熵4方面的"上海市城市生态系统演化指标体系",以统计资料和政府公报为数据来源,对上海市2003—2013年的城市生态系统演化进行了熵变分析;基于集成层次分析法(AHP)和熵权法(EVM)"综合赋权"的"综合发展度"和"协调发展度"模型对城市生态系统可持续发展状况进行了评价;采用"相关分析法"对城市生态系统熵变与可持续发展协同演化过程进行量化分析;并引入GM(1,1)灰色预测模型对上海市城市生态系统(2014—2020)年的演化趋势和方向做出了预测.研究得出以下结论:12003—2013年,上海市城市生态系统"熵流、熵产生和总熵变",均整体呈波动下降趋势.上海市城市生态系统有序度不断提高,总体朝健康态势发展.22003—2013年,上海市城市生态系统总体可持续发展态势良好,不断向健康可持续方向演进;环境与经济整体效益不断提高,但环境与经济发展之间的协调能力近年来有所下降.3上海市城市生态系统(2014—2020)期间的演化趋势预测:城市生态系统整体继续向健康、有序方向演进.城市生态系统可持续发展整体保持协调发展态势,但未来发展协调度可能从"初级协调"衰退为"勉强协调".最后,基于指标"熵权"和熵变时序提出了上海市城市生态系统的针对性优化措施:积极扶持城市生态农业发展,扩大进出口贸易规模,促进娱乐教育文化服务产业增长;进一步提高居民生态环保意识,提倡低碳生活;加强工业"三废"的达标排放,提高资源利用率,巩固城市绿化率,加大环保投资规模.本研究旨在为上海市城市生态系统健康可持续发展和优化调控提供一定的科学参考.     

珠江三角洲城市生态安全水平对比研究

作为人口高度集聚的社会-经济-自然复合生态系统,城市生态系统的安全性更加具有脆弱性。根据压力(Pressure)-状态(State)-响应(Response)模型,构建了一个4层次的城市生态安全水平度量的指标体系和综合评价模型。并以珠江三角洲经济区(2003年)为例,对其所辖9个城市的生态安全进行评估和对比分析。结果表明,处于“较安全”的城市有:惠州市、肇庆市、江门市、中山市和珠海市;处于“临界安全”的城市有深圳市;处于“较不安全”的城市有:广州市、佛山市;东莞市生态安全水平最低。     

低碳生态城市发展水平评价的新模型及应用——以天津市为例

把低碳生态城市考虑成一个包含众多相互耦合的组元的非线性复杂系统,建立起一个评价低碳生态城市发展水平的最大信息熵(MIE)模型,计算了ξ参量及系统演化动力学方程,其中,ξ参量是低碳生态城市系统组元间相互耦合形成的结构模式,表征系统发展水平的高低.同时,对2007—2011年间天津市低碳生态城市发展水平进行了评价.结果表明,2007—2011年天津低碳生态城市发展水平逐渐提高,而以ξ值来度量的环比增长速度在2008年达到最大值6.96%.ξ值各分量的雷达图表明,交通系统的完善、第三产业的发展和固定资产投资规模的增大是5年间这一低碳生态城市系统发展的主要推动因素.ξ-xi的拟合结果显示,指标的实际值与理论预测值间的误差比较小,证实了MIE模型可以用于低碳生态城市发展水平的预测;与灰色预测法的比较表明,MIE模型可以更准确地对低碳生态城市的发展水平进行评价.本文最后讨论了MIE模型在低碳生态城市发展水平评价上的特点及优势.     

杭州低碳城市建设对策研究

中国正处于城市化的快速发展时期,城市发展需要探索出一条符合生态文明理念的新道路。杭州市确立了环境立市战略,优化生态环境,提升城市功能,推行低碳经济,实践低碳城市发展模式。本文基于杭州低碳城市建设现状、特点,从组织领导、完善政策、建立激励调控机制、完善碳信息、研发低碳技术、培养低碳人才、产业与能源结构调整、环境综合整治、低碳生活等方面有针对性地提出基于低碳理念的城市可持续发展的对策与建议。     

流域社会经济的水环境效应评估新方法及在南四湖的应用

针对我国湖泊生态安全评估及“一湖一策”工作的需要,初步提出一种流域社会经济的水环境效应评估新方法,与以往思路不同的是,新方法体现了正向作用和逆向反馈、现状水平和未来演变趋势相结合的认知框架,并系统阐述了指标优选、评估标准确定、等级划分和不确定性评估方法.最后,选择水质良好的湖泊代表——南四湖开展案例解析.结果表明:通过当前水平和未来变化速率更能全面认识评估结果,也有利于确定流域社会经济系统调控战略的必要性及潜力、方向和阈值;南四湖评估指数从2000年的“Ⅳ级:较严重”提升到2010年的“Ⅱ级:较轻”,尤其是在2003年和2007年存在2个“跳跃式”提升,但若维持现状规模和高速发展速度,未来20年很可能呈现逐渐缓慢下降趋势,并长期处于“Ⅲ级:一般”水平;为了确保维持现状等级且稳中小幅度上升的趋势,到2030年,建议南四湖流域社会经济发展速度控制在过去11年平均增长速度的75％左右以下,环境响应措施力度可能需要提升到评估标准的Ⅰ级水平.     

济南市生态城市发展趋势分析及对策研究

通过构建生态城市综合评价指标体系,对"十二五"期间济南市生态城市发展趋势进行评价分析,结果表明,2011~2015年济南市生态城市综合水平呈稳步发展趋势,处于"健康"水平;但影响生态城市发展的各指标变化程度不同,其中,生态经济呈快速发展趋势,生态社会呈缓慢发展趋势,而生态环境出现前期下滑后期回升的震荡变化,成为影响全市生态城市推进的主要因素。根据评价结果,探讨生态城市发展存在问题并针对薄弱环节提出对策建议,以期为促进当地生态文明建设及体制改革、提升城市生态发展水平提供重要参考。     

绿洲型城市空间扩展的模拟及多情景预测——以酒泉、嘉峪关市为例

论文基于1987、1995、2000、2006和2011年多时相TM、ETM卫星遥感影像数据,以典型绿洲城市酒泉市和嘉峪关市为研究对象,运用目前较为成熟的集成元胞自动机模型（CA）和人工神经网络模型（ANN）的土地转换模型（LTM）,依据干旱绿洲区城镇发展特点及趋势,设置自然增长、酒嘉一体化、集约增长和生态保护情景,对城镇空间扩展进行模拟预测。结果表明：运用LTM模型对研究区1987年以来的城市扩展进行模拟,具有较好的模拟精度和可靠性,可以用于未来研究区城市空间扩展的预测;酒泉市中心城市未来扩展的重点在南部和西部,嘉峪关市中心城市未来扩展的重点在南部和东部,两市相向发展进程进一步加快,城市一体化趋势明显;受区域一体化及生态保护战略的影响,论文设定的酒嘉一体化、生态保护及集约增长情景模式能较好地反映研究区未来城市空间扩展的主要趋势;在自然背景和开发现状的基础上,以政府战略决策驱动为主的方式是绿洲型城市空间扩展的内在机理。     

基于AHP-PSR模型的低碳城市评价方法与实证研究——以福建省为例

借鉴"压力-状态-响应"(PSR)模型的理论内涵,构建了低碳城市评价指标体系框架,同时采用层次分析法(AHP)确定各指标权重,建立了低碳城市定量评价方法,并应用于对2012年福建省9个城市进行低碳城市建设水平的评价。结果表明,厦门市已达到低碳城市建设成熟阶段,福州、泉州、漳州、宁德、莆田5个城市处于建设中期,龙岩、三明和南平3个城市尚停留在建设初期,福建省没有建设滞后的城市,低碳城市建设水平总体较好。     

基于系统动力学的辽宁省生态安全预警研究

基于P—S—R框架建立辽宁省城市生态安全预警评价指标体系,在此基础上,利用系统动力学方法构建辽宁省城市“资源-人口-经济-社会-环境”复合系统的生态安全预警模型,通过VENSIM仿真2010年至2020年的辽宁省城市生态安全预警指标趋势值,运用综合评价法对辽宁省14个城市进行生态安全预警评价。结果表明,未来10年生态安全预警评价结果分为3类：生态安全区、生态安全持续危险区和生态退化区。生态持续危险区和生态退化区属于生态安全预警区域,主要集中在辽宁省西北部。从辽宁省生态安全动态变化看,未来生态安全形势比较严峻。仿真结果表明基于系统动力学的生态安全预警结果可为辽宁省城市发展与建设提供一定的理论依据。     

高度城市化地区碳汇资源基本特征及其提升策略

作为全球碳循环和当前低碳发展的重要组成内容之一,城市碳汇资源研究受到广泛关注.以高度城市化的深圳市为例,利用IPCC缺省碳汇系数法和相关研究模型,分析了城市碳汇资源的基本特征.结果显示:深圳市2005年碳汇总量约为347.85×104 t,其中林地、耕地、草地、湿地和海洋的碳汇总量分别为317.52×104、4.50×104、2.10×104、12.60×104和11.13×104 t.碳汇资源持续减少、碳汇资源量较低、碳汇品质较差、碳汇资源保护形势严峻、碳汇能力提升压力较大等是当前深圳碳汇资源的主要特征,表明要推动高度城市化地区低碳生态城市建设,必须重视城市碳汇资源相关工作的开展,促进碳汇资源持续增加和碳汇品质持续提升.结合深圳城市发展实际,从碳汇资源保护、碳汇资源建设、碳汇品质提升、碳汇服务交易等角度提出了深圳城市碳汇资源提升的主要策略.      

城中村生态改造指标设计

城中村改造作为生态城市建设的重要组成部分和建设生态住区的重要途径,进行生态化改造是今后的发展方向。从生态城市建设的基础理论入手,阐述了生态城市建设的基本内涵,并与之对应,从可行性、社会性、经济性、环境性4个方面,设计了城中村生态改造指标,以指导实践,促进生态城市建设。     

深圳生态市建设规划框架研究

开展生态市建设规划是加强我国城市生态环境管理和促进城市可持续发展的重要工作。与国内其它城市相比,深圳市具有雄厚的经济基础、较高的环保意识和优越的地理位置等优势。结合深圳生态市建设规划,提出建设国际化、高水平、精品生态市的规划目标并分解到初级、中级和高级三个规划建设阶段,在此基础上研究制定生态深圳“五个三”规划研究体系和规划思路以及21项重点研究内容,以此作为生态深圳建设规划研究框架。     

生态城市评价中的RBF神经网络模型--以厦门市为例

生态城市的定量化评价尚处于探索阶段,存在缺陷与不足,有待于进一步研究。本文将径向基函数(RBF)神经网络应用于生态城市评价,并在MATLAB环境下将其程序化,不但简化了评价过程,而且提高了定量评价的精度和综合性,充分体现了各因子相互作用对城市生态系统的综合效应。以此为基础,对厦门市生态化程度进行了综合评价,并对课题组在厦门市生态城市概念性规划中所作的指标目标值进行了分析,明确了相应年份规划目标值的生态化程度。若将城市历年指标值进行规范化处理。通过RBF神经网络进行定量评价,可分析城市的发展轨迹,为生态城市建设提供科学依据和决策支持。     

基于熵权的长沙市城市生态安全综合评估与预测

城市是一个社会-经济-自然复合生态系统,区域资源与城市自然系统是城市社会经济发展的重要基础和载体。城市生态安全评估是对未来的安全状态进行预测,以实现城市的可持续发展。文章以长沙市为例,在城市生态安全主要影响因素识别的基础上,应用PSR模型、熵权法等建立城市生态安全评估指标及计算方法,研究了长沙市近11年来生态安全的变化趋势。研究结果表明,1999-2009年间长沙生态安全的趋势由较不安全向较安全状态发展,生态安全值从25.4提高到60.7,人文环境响应是长沙生态安全改善的主导因素,资源环境压力,水土资源保持是限制长沙市生态安全的主要因素。     

佳木斯市生态城市指标体系构建及评价结果分析

生态城市的提出为城市的发展找到了一种理想模式,成为现代城市发展建设的方向和目标。生态城市理论研究主要应用在城市的规划、设计和管理上。生态城市建设的评价是衡量生态城市规划、建设、管理成效的主要依据。本文以佳木斯市为研究对象,构建了包括4个层次3个子系统10个分目标30个具体指标的佳木斯市生态城市建设综合评价指标体系,对佳木斯市2004年至2008年5年间的生态城市建设进行综合评价。根据评价结果来指导佳木斯市生态城市建设。进而实现佳木斯市经济可持续发展和生态环境不断优化"双赢"目标的城市可持续发展道路。     

基于GIS的城市最小生态用地空间分析模型研究——以深圳市为例

21世纪,全球范围内城市化已经成为人类社会发展的必然趋势,城市扩张不可避免地将大量的森林、农田、草地、湿地和水域等发挥着重要生态服务功能的生态用地转化为城市建设用地,对城市、区域乃至全球的生态系统造成较大的影响。在未来快速城市化过程中,保护必需的生态用地对于维持城市自身生态系统健康、改善城市居民生活质量和城市可持续发展有着重要意义。研究以中国经济特区深圳市为例,将景观生态概念模型与生态系统服务功能价值评估方法结合起来,在GIS技术的支持下,构建了城市最小生态用地空间分析模型,并分别按照保留城市面积30%、40%、50%和60%生态用地的4种情景,分析最小生态用地空间分布的合理性,结果表明论文所构建的最小生态用地模型能够很好地将城市当中具有重要生态系统服务功能的土地提取出来。     

西安国际化大都市生态环境建设研究

生态环境建设是城市可持续健康发展的重要途径,也是建设国际化大都市的内在要求。结合西安市创建国际化大都市的实际情况,阐述了西安市生态城市建设现状和发展中出现的问题、生态建设的优势和制约因素等,建立了国际化大都市城市生态建设指标体系,提出了西安市建成生态城市的相关对策和措施。对西安市生态建设提出了系统的设想,阐明国际化大都市建设对改善人居环境及创建和谐社会的重要意义。     

城市生态资源定量评估

城市生态资源定量评估对区域可持续发展具有重要意义. 以城市特色明显的深圳为例,在分析其生态系统特征基础上,提出了深圳市生态资源测算指标体系和分级标准. 该指标体系包括植被覆盖指数、水面覆盖指数、建设用地指数、未利用地指数和污染物排放指数五大类二级指标,以及林地等17个三级指标. 运用所构建的指标体系对深圳市2007年生态资源状况进行了评估,结果表明,罗湖、盐田、龙岗3个区生态资源优秀,福田、宝安、光明3个区生态资源良好,南山生态资源中等,全市生态资源总体表现良好. 该研究结果与深圳市资源环境实际状况基本一致.      

临沂市生态城市建设初探

生态城市建设已成为城市发展的趋势和方向.本文以临沂市为例,分析其生态城市建设中存在的有利因素和制约因素,并提出相应的对策:(1)因地制宜,合理布局,确立中心城区的空间发展规划;(2)加强城区基础设施的规划和建设,建立生态城市的基础支撑体系;(3)建立健全法制保障体系,加强生态城市管理体制;(4)加大宣传力度,普及生态文化,提高城市居民的生态意识.