流域人居系统科学的框架探索与研究展望

在人与水的适应过程中,流域成为孕育人类文明和见证城乡演化的容器与纽带。“流域人居系统”是指流域环境与人居环境在不同时、空间尺度上交互作用和共同演化的适应系统,具有整体性、动态性、协同性等特征。基于多学科的共性问题,流域人居系统科学涉及要素耦合、尺度关联、系统演化三方面关键问题,提炼形成“节点—背景—联系”结构理论与“地方—适应”演化理论,并提出多学科交叉与智慧流域人居的新范式。流域人居系统科学作为一个适应时代需求的领域方向,面向人与自然和谐共生的可持续发展目标,综合运用多个学科领域的知识和方法,开展学科交叉的系统研究,将助力新时期流域生态文明和高质量发展建设。

西宁市人居环境系统评价研究

随着西宁市的城市规模效应愈加突出,经济的快速发展使西宁市的生态系统遭到了破坏,城市人居环境质量受到一定程度的影响,出现下滑的趋势。为了缓解西宁市人居环境系统间的矛盾与冲突,文章从自然系统、人类系统、社会系统、居住系统、支撑系统五个维度构建指标体系,运用CRITIC法计算2008—2020年西宁市人居环境系统的综合指数。研究结果表明:西宁市2008—2020年人居环境建设水平逐年提高,综合发展指数均呈现稳定上升趋势。基于CRITIC法综合评价能够充分发掘西宁市人居环境建设存在的各方面问题,从而为制定改善人居环境相关政策提供指导和依据。

山地乡村人居环境系统韧性的空间分异机制与优化策略——以西藏昌都为例

山地乡村人居环境具有人地矛盾突出、资源配置分散、生态环境脆弱等特征,是全面实现乡村振兴战略的重难点地区。以西藏昌都为例,基于人居环境系统与韧性理论,建立“自然—产业—社会—居住—支撑”的山地乡村人居环境系统韧性测度体系,借助耦合协调模型、障碍度诊断模型和地理加权回归模型(MGWR),解析系统韧性及其耦合协调度的空间分异机制,并提出不同要素驱动下各类村庄的系统韧性优化策略。结果表明:(1)昌都乡村人居环境系统普遍呈现低韧性水平,韧性高值区与高耦合协调区均集中于城区周边与河谷地带,总体呈现“点群式”分布特征;(2)居住条件与产业发展是山地乡村人居环境系统韧性及其耦合协调度空间分异的主要驱动因子;(3)针对“失调衰退型、转型提升型、协调发展型”村庄特征提出单系统驱动提升与多系统协调优化策略,为山地乡村振兴战略实施提供参考。

《可持续迭代的村镇人居环境设计体系研究》序言

美丽中国下生态文明体系发展与城乡有机协同建设,是中国式现代化进程的重要目标和行动,以可持续发展观为核心的全球化规划模式成为当前人居环境系统迭代的引擎,生产、生活、生态“三生融合”推动区域城乡建成空间不断演进,呈现多主体、多类型、多目标的人居环境综合规划与设计体制。进入新时代,中国城镇化逐步进入70%的拐点,围绕新城城镇化、共同富裕单元、城乡韧性发展、乡村振兴与更新等主题和热点,带来村镇综合设计体系的重大挑战和系列变革。

青海省各市州人居环境系统评价研究

近年来,随着城市化进程的快速推进和经济迅猛发展,青海省各市州人居环境系统面临严峻的挑战,环境污染、生态破坏、文化缺失和空间混乱等问题日益凸显。为准确测度青海省各市州人居环境建设水平,本文从自然系统、人类系统、社会系统、居住系统以及支撑系统五个维度构建指标体系,并运用熵值法计算2008—2018年青海省各市州人居环境系统的综合评价得分。结果表明:2008—2018年间青海省各市州人居环境建设水平总体呈现增长趋势,但各市州人居环境建设水平不均衡特征明显。

大城市边缘区人居环境系统演变的生态-地理过程——以广州市为例

生态-地理过程(Eco-geographic process,EGP)是现代生态学、地理学与人居环境科学交叉与融合的重要研究方向。阐述了人居环境系统演变的内涵,并指出人居环境系统演变一般是从乡村人居环境,到边缘区人居环境,再到核心区人居环境,由此形成一个不可逆的演替序列。在此基础上,以广州市为例,综合运用生态学与地理学等分析方法,从边缘区与核心区、乡村人居环境系统及外部环境相互作用的角度,将人居环境系统演变的生态-地理过程划分为4类,即入侵(渗透、跳跃、蚕食、延伸)、竞争(分化和共生)、反应和调控,并构建了大城市边缘区人居环境系统演变的生态-地理过程概念模型。生态-地理过程研究对理解大城市边缘区演变机理与生态调控具有重要的理论价值与实践意义。

大城市边缘区人居环境系统演变规律--以广州市为例

文章以广州市为例,揭示了大城市边缘区人居环境系统的演变规律:首先,人居环境系统演变过程可以划分为初期、中期、后期三个阶段,各阶段在城市化水平、经济发展状况、基础设施建设、社区形态、景观类型、土地利用等方面都呈现出显著的特征;其次,提出了人居环境容量概念,并借助于GIS空间分析方法,发现边缘区人口密度不断地增加,人居环境容量逐步趋于饱和;第三,大城市边缘区人居环境演变呈现出不均衡的周期性变化。在此基础上,借鉴Verhulst逻辑斯蒂方程与复合生态系统的动力学机制,构建了大城市边缘区人居环境演变的阶段性、生命周期与可持续发展模型。揭示大城市边缘区人居环境系统演变的规律,可为大城市边缘区人居环境系统优化调控提供理论依据,充实人居环境科学理论体系。

湖南省人居环境系统耦合度的时空演化研究

文章以湖南省14个地级市的人居环境系统为研究对象,构建了内部系统耦合度的评价指标体系,运用耦合协调度模型,分析了湖南省人居环境系统间耦合度和协调度的时空演化特征。从空间分异特征来看,系统耦合度的空间差异不明显,各地市州差距不断缩小,但整体耦合水平不高。协调度总体水平小幅度提升,协调度较高的区域主要集中在省域东部发达地区。各地市州应根据人居环境系统的耦合度和协调度的发展情况,采取差别化的人居环境调控政策。

提升人居环境系统的气候适应性:适应途径与协同策略

人居环境系统是由人类居住区及其周边环境组成的“社会—生态复合系统”。气候变化对人居环境的影响主要体现在经济体系、基础设施和人体健康三个领域。本文提出将适应气候变化理念引入人居环境科学,将人居环境视为一个复杂适应系统。首先,分析了气候变化给人居环境系统带来的新风险,如复合型风险、关键风险、突现风险、系统性风险等。其次,将人居环境系统区分为:建筑基础设施、生命线基础设施、生态基础设施、社会基础设施四个子系统,分别论述各子系统提升气候适应性的具体途径。最后,基于系统治理理念,从城乡协同、试点建设协同、多主体协同等不同视角,提出人居环境的协同适应策略。

长三角城市群人居环境系统的耦合协调关系研究

在回顾人居环境系统耦合发展相关文献的基础上,从人口系统、居住系统、生态环境系统、网络支撑系统和经济社会系统建立人居环境系统分析框架,构建人居环境系统耦合协调综合评价指标体系。利用突变级数法和耦合协调度模型,对2000年、2005年、2010年、2015年长三角城市群26座中心城市的耦合协调情况进行综合测度。结果表明:从整体发展情况看,长三角城市群整体人居环境系统耦合度和耦合协调度处于相对良好的发展水平。从空间差异上看,长三角城市群人居环境系统中的沪苏、浙江、安徽三大区域耦合度和耦合协调度组内差异的贡献率要远高于组间差异,有两座城市处于高水平耦合高度协调类型,两座城市处于拮抗阶段低度协调类型,4座城市处于磨合阶段良好协调类型,17座城市处于高水平耦合良好协调类型。从时序变动上看,研究期内26座中心城市耦合度和耦合协调度经历"有升有降"的变动过程。

大城市边缘区人居环境系统特征研究

大城市边缘区人居环境系统是一个开放的复杂巨系统,具备动态性、整体性、开放性、层次性、可控性等基本特征.中国在长期执行城乡"二元"体制下,大城市边缘区明显的边缘效应叠加上人居环境发展进程的"二元化",形成中国大城市边缘区人居环境突出的"二元"性特征.从地理位置、人口结构、土地利用方式、地域景观、基础设施建设、社区形态、管理方式等方面均表现出与城市核心区及乡村人居环境不同的特点.

大城市边缘区人居环境系统结构与功能研究

从系统角度分析大城市边缘区人居环境的结构与功能.在垂直方向上,将人居环境系统划分为7个层次,即家居、建筑、社区(邻里)、城市、区域、国家、全球人居环境,不同的尺度构成了人居环境的尺度链,而且随着空间尺度的增加,人居环境的过程速率逐步放慢,空间分辨率不断降低,事件频率也逐渐变低.大城市边缘区人居环境系统是一个社会——经济——自然复合生态系统,除了具有生活、生产、消费、还原和调节5大基本功能外,还具生境功能、滤网功能、通道功能、源功能和汇功能等特殊功能,并指出系统功能发挥的必要条件.

人居环境系统生态流作用机制研究

人居环境各子系统之间或它们与系统外部环境之间,不断地进行物质、能量和信息的交换,并且通过生态流(Flow)的集聚与扩散形式联接起来,以此实现人居环境各种功能的正常发挥。将生态流的作用机制概括为人口迁移、物质循环、能量流动(消耗)、信息传递和货币增殖,并构建人居环境系统生态流作用机制模型,以此加深对生态流的作用机制的认识,有助于人居环境的优化调控和可持续发展。

人居环境系统宏观形态的层级进化规律

从原始社会的部落,经过奴隶社会的城乡系统、大系统、超大系统、封建社会的区域大系统,一直到近代的分球系统和当代的全球系统、多球系统以及多球聚合系统进化的层级序列,人居环境系统具有层级进化的规律:系统的规模越来越大,结构越来越复杂,经历着从低级到高级和“量变-质变”的复杂过程。

“人居环境系统”微观形态的层级进化规律初探——基本单元的分化与再组织

考察人居环境微观形态(基本单元)演化历程,可以形成以下规律性认识:人居环境系统的结构呈现出多尺度、多层级发展的复杂性;在微观方向,人居环境系统基本单元不断地分化成为更精细的组分;在中观和宏观方向,人居环境系统有单元群体、矩阵形态、复合矩阵形态,以及由区域系统、全球系统、多球系统等共同构成的多尺度、多层级的进化谱系; 在基本单元的组织化进程中,人居环境系统的有序程度不断提高。

黄土高原半干旱区微尺度乡村人居环境系统脆弱性测度及时空分异——以陕西省佳县为例

从人地系统脆弱性视角着眼,基于65个样本点,451份入户调查问卷,65份村庄专题问卷,运用逼近理想解的排序法等方法探索了佳县1980-2017年微尺度乡村人居环境系统的时空分异过程。结论表明:(1)乡村人居环境系统脆弱性均值已由0.66下降至0.45,空间差异度由3.99%大幅扩大至15.31%,呈现由空间重度脆弱的均衡状态分化至中低脆弱为主体,24.62%的村庄仍处于高脆弱状态的格局。(2)居住、自然、社会子系统脆弱性显著减轻,均值分别下降至0.38、0.42、0.47,居住子系统仅余1.54%的高脆弱村庄。支撑、人类系统脆弱性均值保持或上升至0.54以上的高位,高脆弱村庄比重均超过2/3。(3)居住、自然、社会子系统由高脆弱样本村全局覆盖演化至低脆弱样本村广泛分布,而人类系统呈现由低中脆弱样本村相间分布演化至高度脆弱样本村全局覆盖的时空格局。支撑系统空间格局动荡,低脆弱等级仅集中分布于交通干线沿线、行政中心驻地样本村。

基于人居环境系统论的传统村落人居环境评价——以湖北省利川市18个村落为例

通过人居环境的“范式”系统论构建传统村落人居环境质量评价的“科学”指标体系,应用熵值法对利川市18个传统村落2014-2018年的人居环境质量进行了定量评价和分析.结果表明:利川市传统村落人居环境质量整体呈现增长态势,增长幅度与传统村落批次呈正相关;利川市传统村落人居环境整体水平较低,大多只能基本满足村民生活需求;人居环境各子系统中对人居环境整体水平影响最大的是社会系统和支撑系统,特别是村集体年收入、村民人均年纯收入、硬化公路通达率及饮用水卫生合格率等几个指标因子.研究结果为当地政府决策及改善各村落人居环境提供了理论依据和指导.

外来人口对大连城市人居环境系统可持续发展的影响

外来人口改变了一个城市的人口结构,并进一步影响到该城市的自然地理环境、社会经济发展和社会变迁。依据外来人口来大连的目的和动机将外来人口分为外来学习、外来投资、外来旅游、外来打工和投亲访友人口,并把外来人口作为城市人居环境系统的干扰因素,采用系统论的基本原理和方法研究外来人口与大连城市人居环境系统的可持续发展,探讨外来人口的人居活动对大连城市人居环境系统的物质系统和非物质系统的影响,并建立外来人口与大连人口的数学模型,结合大连人居环境系统的实际提出了大连城市人居环境系统的可持续发展的对策。

基于信息熵的长江下游地区人居生态系统发展演化

基于对人居生态系统结构复杂性的分析,结合耗散结构理论以及熵变理论,构建了长江下游地区人居生态系统演化评价指标体系;运用年份信息熵和指标信息熵两个模型分别对人居生态系统的演化方向以及健康协调程度进行了评价;最后运用灰关联模型对评价指标和城市综合、协调发展度间的关联性进行了分析,结合熵权大小识别出研究区未来发展的制约性因子,并对今后人居生态系统的发展提出建议。结果显示:在2005—2015年,长江下游五省人居生态系统熵流、熵产生和总熵变均呈波动下降趋势,人居生态系统有序度不断提高,总体朝健康态势发展;系统综合发展度先下降再上升,向着健康有序的方向发展。而协调发展度则是先上升再下降,由环境滞后型向经济滞后型转化;研究区今后重点治理方向有增加地方财政收入、开发新能源、调整消费结构、治理城市污水以及工业废气、加大环保投资比例等。本研究方法能反映出研究区人居生态系统的演化方向及趋势,并能针对性地提出增强系统可持续发展能力的针对性措施。

基于AE的衡阳人居环境评价系统设计

人居环境是人类居住和生活所需的各类资源与环境条件的总和,对其质量的评价是当前研究的热点问题之一。通过分析当前人居环境研究中存在的问题,提出人居环境质量动态评价的思路与技术方法。以基于生态位宜居度的衡阳市人居环境质量研究为基础,结合衡阳市2007、2008、2009年三年的经济社会发展数据,建立人居环境动态评价功能单元,在Visual C#.Net2008开发环境中运用ArcEngine控制设计并实现了人居环境动态评价信息系统。