基于人地耦合系统的国土空间重塑

地理系统主要研究地球表层人与环境相互作用的机理,强调人地关系、自然和人文要素的综合,即人地耦合系统。地理系统在国土空间中的应用主要由地理决策、地理模拟、地理工程所组成,并且相互作用构成了地理治理。国土空间是自然与人类所共同实践的物质载体,人类被自然所塑造的程度并不亚于自身塑造自然的程度,以人地耦合系统为核心的地理系统理论成为国土空间规划与整治修复的理论基础。基于人地耦合系统的国土空间重塑最终以地理治理的形式反映在人类作用于自然环境的各种活动中。经过改革开放40年的发展,中国国土空间已基本形成了较为稳定的格局,形成了经济区、贫困区、小城镇为主的三种形态空间。中国的城镇化发展与发达国家有所不同,是城市化、城镇化、乡村化“三化耦合”并存的状态。必须重视泛第三极、环中国南海、东北亚—北极等以“一带一路”全球空间为基础的战略区域研究。基于人地耦合系统理论与国土空间价值均衡理论,国土空间重塑的基础科学问题是人地耦合系统演化机理与驱动机制。国土空间规划可以划分为三种类型：发展型规划、控制型规划和修复型规划。国土空间的保护与治理包括以土地利用为核心的国土空间全域整治,以生态文明为核心的国土空间系统修复,以社会和谐为核心的国土空间综合治理。人地耦合系统最终的发展目标是形成人类与自然相互作用的命运共同体。     

无定河流域城镇聚落的历史演变与人地耦合

地处黄河中游的无定河流域,是典型的过渡地带和生态脆弱地区。通过分析流域城镇格局的历史发展过程,以及这一过程中的人地耦合关系,结果表明：流域城镇枢纽地区,在唐代及以前为弓形,城镇空间布局的影响因素以自然因素为主;唐末以后为三角形,城镇空间布局的影响因素以人文因素为主。当代流域城镇格局继承了历史发展的脉络,但城镇发展动力主要是长城沿线的资源开发和城镇建设,这些活动对局部地区的植被覆盖产生了冲击型影响;同时以退耕还林、防风治沙等为代表的生态保护政策也已经显现出积极的效果。建议流域的城镇发展要合理确定人口与建设用地的发展规模、集中在榆横和靖边等主要城镇周边布局,并且以河流为骨架构建生态屏障。     

智慧城市固体废物管理系统的构建方法研究

针对目前城市固体废物管理中存在的主要问题,利用"智慧城市"概念构建了智慧城市固体废物管理系统。阐述了智慧城市固体废物管理的概念,分析了智慧城市固体废物管理系统的需求,并运用物联网等技术构建了智慧城市固体废物管理系统的体系框架。对系统的主要服务功能进行了设计,并以城市固体废物运输路线设计决策为例,介绍了智慧城市固体废物管理系统的应用方法。     

维也纳以“智慧城市”框架推动“绿色城市”建设的经验

奥地利维也纳通过智慧城市项目克服了绿色城市建设进程中的技术和平台问题,在气候保护、能源利用、交通组织等方面都取得突出成就,成为全球知名的绿色城市和智慧城市。本文着重对"智慧城市维也纳"项目的经验和行动策略进行总结,结合我国城市当前绿色发展进程中存在的主要问题进行分析,认为绿色城市、智慧城市、城市规划与基础设施的统筹发展,是未来推进我国绿色城市建设的必然选择。     

“国土空间”内涵辨析与国土空间规划编制建议

科学辨析“国土空间”概念内涵是推进国土空间规划编制、完善国土空间规划理论的前提。应根据国土空间治理需求变化和学科理论发展需要,及时更新完善对“国土空间”的理解。本刊邀请15位青年学者研讨“国土空间”的概念内涵及国土空间规划编制建议,主要观点如下：（1）国土空间是复杂的人地耦合系统,具有构成要素多元性、时空尺度嵌套性等特征。需要用山水林田湖草沙是一个生命共同体的思维,进行国土空间的综合开发利用与系统修复保护,提出基于自然的空间治理方案。（2）国土空间是“流”所构建的网络空间,是不同利益主体组成的关系空间和为精细化治理服务的可计算领域。需要通过“流空间”进行国土空间的整合,推动区域之间资源和要素的共享,实现协同发展;也需要重视人地关系和人际关系的重构,协调多元主体的利益诉求,实现和谐发展;还需要完善国土空间开发管控的技术手段,平衡国土空间规划中的灵活性与统一性矛盾。（3）国土空间是有温度的空间。需要充分感知国土空间的风险性、适宜性、约束性、可达性,编制“以人民为中心”的国土空间规划,提升国土空间的人文关怀、生态功能和美学价值。（4）国土空间是国土空间规划和空间治理的对象,是具体的海洋空间、乡村空间、文化空间等,具有载体属性、资产属性、权利属性等,需要在国土空间规划中实现资源资产统一管理,彰显其经济价值、社会价值和生态价值,满足高质量发展和高品质生活对国土空间的多样化需求。     

基于智慧城市的供热系统余热利用优化研究

针对某300 MW直接空冷发电机组进行了低真空循环水供热技术优化改造,省去中间换热站并且直接将热源加热的热网供水送至各用热区域。在供水管路上安装了增压水泵和节流阀,设置了温度、流量和压力测点。引入智慧城市物联网技术对整个供热系统进行全面感知,通过智能控制算法对供热管路上的水泵和节流阀进行快速精确控制。通过优化改造,提高了供热系统的一次换热效率,促使余热利用更加充分并实现节能降耗。     

城市环境治理中智慧环保的应用

为提高城市环境治理效率,分析了智慧环保在城市环境治理中的优势,即降低环保检测人力成本,建立多元化环境治理体系,及时对信息进行甄别.提出了城市环境治理"智慧"策略:构建分布式环境传感器和处置中心,优化投入结构,提高规模效率,利用先进技术提升智慧环保效率,加强城市环境保护意识,实现现代化城市的可持续发展.     

广州海绵城市建设之智慧排水实践

“海绵城市”建设是我国现阶段城市雨洪管理的发展方向之一。扎实推动海绵城市建设,是增强城市防洪排涝能力的有力保障。广州作为全国首批海绵城市建设试点城市,以“上中下游功能区协调、大中小海绵系统结合、灰绿蓝设施交融提升”为技术思路,以“污涝同治”为主要手段,运用“+海绵”理念,系统化全域推进海绵城市建设。结合广州市中心城区排水管控的实践经验和成效,从广州市污涝同治、巩固治水成效的全新视角,探讨智慧排水管控,以期为开展进一步智慧海绵建设工作提供参考。     

智慧供热助力城市节能减排

智慧供热是智慧城市的重要部分,也是供热行业未来发展的趋势.智慧供热对于城市能源节约、减少污染物排放等方面都具有很大推动作用.文章阐述了智慧供热的含义和特点,并针对智慧供热运行系统进行的详细介绍,通过实际应用案例说明其能源利用高效、低碳清洁经济的显著优势.     

流动性视角下的国土空间安全及规划应对策略

人员、物资、能源资源等要素在不同层级空间的频繁流动,持续重构人类活动与自然环境关系,并对国土空间安全产生影响。从流动性视角进行国土空间安全探讨,提出在活动承载安全、资源与生态安全基础上,应考虑要素流动与人类活动、资源环境的耦合性及其潜在风险。流动性与国土空间安全的关系可以从“流”空间与场所空间耦合、“供—流—需”协调与资源配置安全、要素流与国土空间系统韧性三个方面来表征。以生态、水、粮食、经济、社会等安全塑造为目标,立足于各类要素流对人地关系系统影响的不确定性,以及自然灾害、突发公共安全事件等极端条件下的流动性风险,通过合理引导资源配置、科学布局国土空间要素等手段,实现人类活动、自然环境系统之间的自适应与良性反馈调节,形成安全韧性的国土空间格局与框架。在国土空间规划中,需要进行要素流与国土空间开发保护的耦合协调性分析评价,建立“形”与“流”结合的国土空间结构优化分析方法,增强不同空间的功能弹性以适应要素流动和活动集聚的不确定性,建立供需协同的国土空间支撑体系。研究对提升国土空间可持续发展水平以及保障人类生存安全具有重要意义。     

城市食物系统演化的人地耦合启示及驱动力——以北京食物系统为例

为探明“城市化如何驱动食物系统变化”以及“食物系统变化蕴含何种人地耦合关系”的问题,本文以北京食物系统为例,研究了该食物系统自1978年以来的演变过程,揭示食物系统演变蕴含的人地耦合关系;并建立食物系统变化指标体系和城市化驱动力指标体系,运用驱动力评价、格兰杰因果关系检验、回归分析与网络分析相结合的方法研究北京食物系统演变的驱动力及作用机制。结果发现：近40多年来北京食物系统总体经历了本地农业生产不断弱化、食物消费需求持续增长、食物流通里程不断增加的演变过程。这种变化从地理学视角来看本质上是城市食物消费蕴含的人地耦合关系从邻近扩展到更远距离的过程——即食物系统近远程耦合的演化过程。在驱动该过程的影响因素中,居民收入增长是主要的初始驱动力,要素非农化是主要中间环节,人口集聚则具有最广泛的影响,最终导致外埠供应比例不断上升,食物里程持续增长。研究表明：蕴含在食物系统中的人地关系不只局限于特定的地点、特定的区域,而是以“流空间”与地点空间相互连接、相互渗透的形式呈现出来。因此,需要采取一种整合“流空间”与地点空间的理论视角及研究方法来认知此类开放系统中的人地耦合关系。     

空间型城市环境规划系统模型的建立

本文应用系统工程的理论,对城市环境规划系统进行了全面的分析研究,采用数学建模的方法,提出空间型城市环境规划系统模式。重点指出,城市环境规划实质是一个大系统,最合适的方法是系统建模。     

智慧城市背景下推进智慧环保战略及其顶层设计路径研究

智慧城市话题越来越热,尤其是在国家进行城镇化创新建设的时期,对其要求更加明显。智慧化的城市要求各个部门,各种各样的职业领域,全国各个地域范围展开政府要务内容的共同享用,合作完成各项任务,让社会的信息资源更加公开与广泛,智能性服务信息不断普遍。本文针对智慧城市这样的背景,深入研究分析智慧环保战略的实施情况和各项措施,还有智慧城市的顶层设计的内容,重点研究智慧化城镇下这些实现的意义及路径。     

城市物质流分析框架及测算方法

在借鉴国家物质流分析(MFA)框架基础上,针对进出城市系统的物质数据缺乏且难以统计的特点,引入面向元素或产品的物质流分析(SFA)要素,建立了城市尺度物质流分析框架.与国家物质流分析相比,该框架总体结构和物质分类上相同,但输入量、净存量和输出量的计算顺序和假设条件不同.对于化石能源,可由城市统计年鉴中的能源平衡表直接得出本地开采量、净存量、调入量和调出量;对于生物质,本地开采(生产)量一般都有统计,净存量可通过假设人均消费量相对稳定估算得出,而调入量和调出量则需要对大宗工业用途进行调查并做少量假设计算得出;对于金属矿物及其产品、工业非金属矿物及其产品、建筑材料3类物质,本地开采量和消费量一般都有所统计,而调入量和调出量的计算则需要首先采用针对元素或成品的物质流分析来获取城市系统中的净存量,然后再配合生产和消费数据并做少量假设测算得出.其他项目的获取或测算同国家物质流分析,由此得到的城市物质流分析框架可以用于城市间物质代谢的比较.      

城市生活垃圾循环利用系统物质代谢框架的构建

讨论了传统的物质流分析(MFA)方法用于城市生活垃圾代谢分析的适用性及不足之处,在此基础上结合城市生活垃圾的处理流程,对传统的MFA框架进行了改进,构建了适合城市生活垃圾代谢分析的框架,并对新框架的3个模块进行了详细的说明,建立了相应的评价指标体系并给出了应用实例。城市生活垃圾循环利用系统物质代谢分析框架能够清楚地描述生活垃圾进入经济系统后的具体流向和流量,为描述城市生活垃圾的代谢情况提供了定性及定量化的分析工具。     

光网城市是“智慧城市”建设和发展的基础

随着智能化城市的建设,信息化加速向互联网化、移动化、智慧化方向演进,以信息经济、智能工业、网络社会、在线政府、数字生活为主要特征的高度信息化社会将引领我国迈入转型发展新时代。     

云计算为建设节约型智慧城市奠基

本文从对未来智慧城市构想出发,介绍了目前信息技术的发展现状,指出信息建设存在的缺陷,引出云计算的概念,分析其特点与优势并论述其存在价值与意义,阐明云计算技术对于智慧城市建设的重要作用.     

资源型城市复杂因素耦合的系统动力学分析

针对煤炭型资源城市转型及其如何可持续发展问题,建立了资源型城市系统动力学模型,该模型主要由人口、经济、资源以及环境4部分耦合组成,通过调整煤炭回采率等9个控制变量,进而预测了城市的4种发展情景;最后,以抚顺市为例,验证了模型的真实性。研究表明,资源型城市是人口、经济、资源和环境等因素耦合的复杂系统;该资源型城市系统动力学模型的平均相对误差在8%以内;综合分析各种发展情景,情景Ⅳ在人口、经济、资源和环境方面均具有较好的综合表现;预计到2015年该情景下,抚顺市人口总量、工业和服务业增加值、耕地面积、原煤资源总量、废气污染量分别将达到219.536万人、1103.310亿元、788.813亿元、89 579 hm²、1926亿t以及8.321×102、1926亿t以及8.321×10⁷万Nm7万Nm³。     

基于智慧生态城市建设的西部主要城市绿色发展研究

十八届五中全会提出绿色发展理念,成为指导中国未来经济与社会发展的重要指导方针.西部地区在加快城市化进程的同时面临资源环境与经济发展之间的矛盾.大数据与信息时代的来临,使智慧生态城市建设成为城市发展的主流,绿色发展也成为智慧生态城市的核心举措.通过分析智慧生态城市的建设背景,测度西部主要城市的生态足迹与环境承载力,明确城市绿色可持续发展的目标,提出基于智慧生态城市推进西部城市绿色发展的路径与对策.     

调整露天垃圾堆肥系统解决城市生活垃圾处理问题

由于城市生活垃圾的成分和性状发生了很大变化，垃圾处理场的建设水平也在不断提高，有必要对露天堆肥系统进行调整，将露天大体积垃圾厌氧高温堆肥规范化，并把对其的应用和推广作为解决城市生活垃圾问题的重要途径。