城市生态系统健康评价新模型及应用——以天津市为例

从城市生态系统的活力、组织结构、恢复力、生态系统服务功能及人群健康5个方面建立了城市生态系统健康评价的指标体系,并针对目前现有的城市生态系统健康评价模型的不足,以最大流原理为基础,以自组织特征映射神经网络(SOM)为算法实现手段,从复杂系统结构演化的角度提出了一个新的城市生态系统健康评价模型.进而使用该模型对2001-2009年天津市生态系统健康进行评价.结果表明,天津市2001-2007年城市生态系统处于亚健康状况,2008、2009年处于较健康的状况,并得出天津市生态系统健康状况处于逐年增长的趋势的判定.由于该模型从一定程度上体现了城市生态系统健康的演化动力学机理和城市生态系统时空演变特性,因此,不仅在评价上有较大的优越性,在城市生态系统健康发展变化状态的预测上也具有潜力.     

城市生态系统协调发展仿真研究——以武汉市为例

以武汉市为例,通过定性和定量方法建立了一套相对完整的评价指标体系.以主成分分析和协调发展度模型计量得到的武汉市1988～2004年协调发展度值作为输出,以偏最小二乘法筛选出协调发展度的重要影响因子作为输入,尝试采用支持向量机对武汉市总体规划期间(2005～2020年)的协调发展状况进行了模拟研究,研究结果表明,1988～2004年武汉市经济、社会、资源环境的耦合状态由严重失调逐渐趋向勉强协调,这期间工业固体废物排放量和基尼系数是协凋发展最重要影响因子.根据预测结果,武汉市在总体规划期间城市发展呈现出良好的协调发展态势,但2010和2020年的协调发展度值均小于总体规划目标值;即按照目前的状态发展下去,武汉市到2010和2020年不能达到规划既定的目标.针对仿真结果,提出了武汉城市生态系统协调发展的对策与建议.     

城市生态系统：一个城市的社会经济环境系统研究

一、问题的提出和系统的构思我们研究天津市城市环境问题时,遇到两个困难:首先是研究对象的结构和关系错综复杂,涉及研究的内容极为庞杂,因而理论难度大;其二是在我国对如此复杂的城市生态系的基础研究工作还十分薄弱。因此所谓对城市生态系统的全面系统研究还不是现实。基于这样的认识,从当前我国环境保护工作的要求出发,结合天津市的具体情况,提出了城市社会经济环境系统研究的设计思     

城市生态系统生态化综合评价——以长三角为例

在分析城市生态系统组成的基础上,讨论了城市生态系统生态化的内涵;采用层次结构模型构建了城市生态化评价指标体系;采集了长三角地区具有代表性的八城市2004年的相关数据,运用因子分析与层次分析相结合的方法,对其经济、社会、环境子系统及复合生态系统的发展状况进行了综合评价,结果表明:长三角八城市的生态化水平排序依次为苏州、上海、宁波、南京、杭州、无锡、常州、扬州。     

以系统观念推进市域生态保护路径创新研究——以J城市为例

系统观念是马克思主义唯物辩证法基本思维方法和工作方法.在推进经济社会协调发展,推动生态环境保护路径创新中,都需要系统观念的引导和应用.本文以市域范围内的生态保护制度文件为范本,对J市在生态保护方面所采取的路径进行分析,提出了合理化的改进建议,对市域范围内的生态保护路径创新之路提供了科学分析和实践指导.     

基于系统动力学的海洋生态承载力研究——以惠州市为例

本文以惠州市为例,构建了海洋生态承载力评价指标体系,分为压力类、支持力类和区域交流类3个目标层,包含人口、经济发展、环境污染与资源利用、资源供给能力、环境纳污能力、人类社会支持能力、产品交换等7个准则层。运用状态空间模型对惠州市2004~2013年10 a间的海洋生态承载力状况进行定量评价。结果显示:惠州市海洋生态承载力呈现波动变化,部分年份出现超载情况。2004~2008年,环境污染与资源利用是海洋生态系统主要的压力,2009年开始,经济发展成为主要压力。支持力水平总体平稳,且不断改善。利用系统动力学模型预测在现有发展模式下,由于经济增长过快,废水排放量和固废产生量增加,海洋生态承载力指数将逐年上升,2018~2020年将出现超载现象,为确保海洋生态承载力在可载范围内,惠州市需加快城市化进程,采用集约化增长方式,降低经济增长速度,提高污染物处理率。     

系统动力学模型在城市发展规划环评中的应用——以山西省临汾市为例

鉴于作为评价对象的城市社会经济环境复合系统具有多目标、多要素、动态关联等突出的系统动力学特征,选择和应用系统动力学方法开展城市发展规划环评在理论上具有可行性和技术优势.作为典型资源型城市的山西省临汾市正面临转变发展方式和加快环境治理的紧迫要求,本文依托该市转型发展规划环评工作,在全面识别和剖析城市发展要素、现状问题及其成因基础上,以经济发展、产业结构、节能减排和环境改善为重点研究了规划要素间的动态反馈关系,以此构建城市转型发展规划环评SD模型,并对4个规划替代方案进行模拟和评价.结果显示,在环境目标刚性约束下所有替代方案均不能实现人均GDP翻番的较高经济增长目标,其中以较强环境约束为特征的"方案III"具有最好的环境与经济综合效果.据此评价建议临汾市应在确保实现环境改善目标的前提下主动放缓工业增长速度,同时加快以"煤焦铁电"为代表的主导产业结构调整并继续加大节能减排力度,全面提高城市可持续发展能力.     

基于系统动力学的民航安全监管能力建设研究

为了探索不同投入比例模式下民航安全监管能力增长效果,通过对民航安全监管能力的建设要素和系统结构进行分析,根据系统动力学理论构建了民航安全监管能力建设系统的因果关系图和流图,研究了不同投入比例方案中民航安全监管能力的增长状况。研究结果表明:调节不同要素投入比例会得到不同的民航安全监管能力增长效果;针对单一要素的投入不可能实现整体的建设目标,会产生资源的浪费,各建设要素需要均衡协调发展。该研究可为政府明确监管投入方向和制定决策提供参考依据。     

边贸城市品牌定位与传播路径——以崇左市为例

崇左市是个新兴的边贸城,如何塑造和推广好边贸城市这个品牌,对桂西南边境地区的经济社会发展有着重要的战略意义。崇左市政府作为城市品牌的传播营销的主体,应立足中国—东盟大背景,综合分析崇左市的人文、历史、地理及资源优势、特色,准确城市定位,建立城市品牌,并通过多种路径进行城市品牌的传播,以提高城市价值和城市竞争力。     

基于改进参数的长三角城市群生态足迹时空动态及驱动因子分析

以长三角城市群为研究区域,基于国家公顷对生态足迹模型参数进行修正,然后对研究区域26个城市2006—2016年人均生态足迹时间序列变化和空间分布情况进行分析,最后选取3个典型城市(上海市、苏州市和马鞍山市)从环境、经济等方面对生态足迹变化的主要驱动因子进行探讨。结果表明:2006—2016年长三角城市群26个城市人均生态足迹在时间序列上均呈上升趋势,空间分布格局变化不大,总体上呈周边高中间低的分布态势;人均GDP、城市化率、人口数量是生态足迹增长的主要驱动因子。     

试论海岛的持续性生态系统建设

本文从可持续发展角度论述了我国海岛的生态建设和几个重要方面，指出海岛持续性生态系统建设意义内涵和途径，在海岛的持续性生态系统建设中必须做好岛屿陆域绿色工程，环岛海域生态型渔业，海岛森林公园，海岛生态保护业和海岛特殊开发利用模式等几项工作，并就上述问题提出应采取的对策，使海岛的一切利用和环境保护有机地结合起来，也为强化海岛的立法管理和建立健全协调机构提出重要建议。     

An interactive simulation model of urban ecosystem and its implementation

An interactive simulation model is established based on the methodology of "sensitivity model" (SM) during the cooperative research process between the founders of SM and the authors. And the conceptual framework of SM is developed into the interactively qualitative and quantitative simulation model presented in this paper, which makes it possible to break down a complex urban ecosystem into simple and visual quantitative or qualitative relationships between the factors. By studying the dynamic responses of the system to the changes of the inputs and parameters of the model, future trends in urban development can be predicted and strategies formulated. The whole process is realized on micro-computer in the course of man-computer interaction. Its potential use is shown in a case of Tianjin City.     

基于能值-生命力指数的城市生态系统健康集对分析

综合考虑城市的生命体特征及物质能量代谢层面因素,依托城市生命力指数框架,结合能值指标,构建城市能值-生命力指数,以全面反映城市生态系统健康状况.引入集对分析这种不确定理论与方法,比较城市生态系统相对健康状况.采用基于集对分析的城市能值-生命力指数综合评价模型及信息熵权重,比较北京、上海、武汉、广州等16个城市的生态系统相对健康状况,结果表明,厦门、青岛、杭州、上海、北京健康水平相对较高,而乌鲁木齐、成都、哈尔滨健康水平相对较低,其他城市则为中等水平.     

基于信息熵的城市生态系统演化分析

基于耗散结构理论和城市复合生态系统理论,构建了城市生态系统演化分析的指标体系,建立了评估城市生态系统演化的量化模型,采用基于信息熵的分析方法,可获得城市生态系统演化评估的年份信息熵和指标信息熵：采用年份信息熵计算城市系统的支持型输入熵、压力型输出压力熵、氧化型代谢熵和还原型代谢熵,分析系统的有序以及复杂性;采用指标信息熵可确定各个指标的权重,再结合各个指标的归一化值,得到综合评估得分值,作为评估城市可持续发展水平的指数值,确定系统的发展度和协调度。以宁波市为例,应用量化模型纵向评价了1996--2003年城市可持续发展进程．评价结果表明：宁波城市生态系统的健康、有序水平不断提高,协调能力不断增强,系统活力有待改善．1996--2003年,宁波城市生态系统的熵流、熵产生、总熵均呈现出下降趋势,城市发展目标逐渐明确、有序度不断增强;宁波城市生态系统熵流的发展度和协调度不断提高,表现为由较强的社会经济压力向较强的自然生态支持力转变;宁波城市生态系统熵产生的发展度呈先增后减的趋势,表明城市系统代谢功能不稳定,其协调度呈现出振荡趋势,经历了氧化型代谢→还原型代谢→氧化型代谢的转变。     

基于系统动力学的中国碳减排路径模拟

通过分析二氧化碳排放影响因素之间作用关系与碳减排的主要路径,构建二氧化碳排放系统动力学模型。在此基础上,通过调控供给侧经济增长速度、能源结构和产业结构要素,预测四种不同情景方案对二氧化碳排放的影响,以进一步探讨二氧化碳排放主要部门减排贡献。结果表明：四种方案的二氧化碳净排放量增长趋势逐年变缓,在二氧化碳净排放量达到峰值后,调整经济增速、改善能源结构和优化产业结构继续为碳减排发挥积极作用,相比于经济增速和产业结构调整,能源结构改善的减排贡献度更高。在综合调控经济增速、能源结构和产业结构的方案下,中国二氧化碳净排放量2024年将达到高峰值104.45亿t,2058年实现碳中和,这与现实情况更加吻合。未来若能抓住经济、能源、产业低碳转型的良好机遇,并进一步加强各部门的减排努力,中国二氧化碳净排放量有望2025年前达峰,2060年前实现碳中和。     

系统动力学模型在城市发展规划环评中的应用

鉴于作为评价对象的城市社会经济环境复合系统具有多目标、多要素、动态关联等突出的系统动力学特征,选择和应用系统动力学方法开展城市发展规划环评在理论上具有可行性和技术优势.作为典型资源型城市的山西省临汾市正面临转变发展方式和加快环境治理的紧迫要求,本文依托该市转型发展规划环评工作,在全面识别和剖析城市发展要素、现状问题及其成因基础上,以经济发展、产业结构、节能减排和环境改善为重点研究了规划要素间的动态反馈关系,以此构建城市转型发展规划环评SD模型,并对4个规划替代方案进行模拟和评价.结果显示,在环境目标刚性约束下所有替代方案均不能实现人均GDP翻番的较高经济增长目标,其中以较强环境约束为特征的“方案III”具有最好的环境与经济综合效果.据此评价建议临汾市应在确保实现环境改善目标的前提下主动放缓工业增长速度,同时加快以“煤焦铁电”为代表的主导产业结构调整并继续加大节能减排力度,全面提高城市可持续发展能力.     

基于生态系统健康的国土空间生态修复分区——以长江中游城市群为例

高强度社会经济活动造成了河湖湿地萎缩、景观破碎化与生物多样性减少等生态问题,实施国土空间生态修复成为生态环境治理的必然途径。以长江中游城市群为研究区,基于网格单元构建“生态系统活力—生态系统组织力—生态系统弹性—生态系统服务力”（VORS）模型,评价2010年和2020年的生态系统健康水平。通过自然断点法和智能化修正等方法,自下而上地开展国土空间生态修复分区,并提出相应的生态修复措施。研究结果表明：2010—2020年长江中游城市群耕地面积有所减少,建设用地扩张明显;生态系统健康状况较为稳定,但是存在明显的空间差异;生态系统活力和服务力提升明显,生态系统组织力和生态系统弹性呈下降趋势。根据分区结果,将研究区划分为生态系统保育区、生态系统提升区、生态系统缓冲圈、生态系统改良圈和生态系统重塑圈“两区三圈”的修复区域,并提出生态修复对策。     

基于要素流动的城镇建设用地配置方法框架探讨

现有城镇建设用地配置主要遵循空间开发导向,利用静态数据和用地分配标准、评估及预测模型开展,存在一定的“区域偏好”和“规模求大”现象。在强调生态文明建设和高质量发展的新时期,国土空间规划战略实施要求城镇建设用地配置方法需要及时革新。关注到信息或智能技术深度影响下未来城镇场所空间将转变为流动空间这一必然趋势,不同尺度生产、生活及生态要素时空流动与分配将是城镇建设用地科学配置的关键。因此,利用多源要素流大数据和多学科分析方法,试图从城镇空间发展水平评价、城镇要素流动网络时空模拟与用地分配、城镇要素功能区识别与开发边界划定、城镇建设用地配置效果动态评估4个方面,建立基于要素流动的城镇建设用地配置方法框架。结果表明：（1）城镇空间发展水平评价需要综合考虑城镇对区域现状要素控制、吸引及溢出的能力,并从空间发展规模、活力及品质三个层面构建评价指标体系;（2）在城镇建设用地指标区域分配过程中注重利用网络优化模型和社会网络分析方法刻画区域要素流动规律,并通过时空耦合模型找出不同等级和类型“空间发展水平—要素控制力”组合的城镇;（3）城镇未来扩展方向和边界形态是由内部各类要素流动变化与功能空间布局的供需时空匹配情况决定的,需要利用时空耦合、引力、CA及多智能体等模型识别要素功能影响区和流动偏好;（4）城镇建设用地配置效果评估指标需要体现生态文明、高质量、智慧治理及一体化等未来城镇发展要求和趋势。这些研究结果可以为国土空间规划城镇开发边界划定和实施提供参考。