“港口-产业-城市”复合系统协调度模型

分析了"港口-产业-城市"复合系统(port-industry-citycomposite system,以下简称PICCS)的特性,认为PICCS是具有耗散结构特征的开放系统。依据协同原理,构建了PICCS协调度模型,运用该模型计算连云港市PICCS的协调度。结果表明,PICCS协调度模型能够定量化地显示PICCS的协调发展状况,并找出PICCS发展过程中存在的主要问题,从而为港口地区港口、产业、城市协调发展机制的建设以及社会经济宏观发展目标的制定提供数据支持与决策依据。

基于复杂自适应系统的港口-产业-城市系统建模及仿真

在临港区域的经济发展中,港口、城市和产业之间存在很强的关联度,相互影响,相互依存,形成港口-产业-城市符合系统(Port-Industry-City Complex System,以下简称PICCS)。论文采用"自下而上"模拟区域空间演化的模型策略,抽象出研究对象主体:港口Agent和产业Agent,并把对象主体放到港口航运市场"容器"中,分析其在"容器"中的相互作用关系和变化,构建基于复杂自适应系统的PICCS空间演化模型。论文采用Java平台开发PICCS空间演化仿真程序,模拟了一个特定区域内(30*30)的PICCS空间演化可视化过程,验证模型的可行性。

海西“产业-港口-城市”三群联动的共生系统

产业群、港口群和城市群的联动发展是充分发挥资源、区位等方面优势的重要手段。运用共生理论分析海西三群联动发展的共生单元、共生模式以及共生环境特征,发现海西三群联动的问题主要是在三群之间缺乏有效的信息交流和物流专业人才。因此,海西三群应认清各自在共生系统中所处的生态位,协调好三群内部和三群之间的互动发展关系,借力产业集群,助推耦合联动,充分发挥政府作用,建立和完善物流信息平台和人才机制,以促进三群联动的良性发展。

复合系统中港口、城市与临港产业的协调发展评价

文章研究了港口、城市与临港产业在复合系统中的协调发展问题，即某一时期内港口、城市、临港产业三个子系统之间的融合程度。文章建立了三个子系统协调发展的评价指标体系和评价模型，并收集了连云港市1998～2011年的数据，定量评价该地区港口、城市与临港产业的协调发展水平，以达到通过评价，揭示港口城市发展过程中存在的问题，实现沿海地区经济发展之目标。

考虑产流模式空间分布的流域-城市复合系统洪水预报模型

为解决流域-城市复合系统洪水协同预报问题,本文将流域和城市纳入统一空间范畴,在提出易发生产流模式辨析框架的基础上,耦合网格产流计算模型(GRGM)和长短时记忆神经网络(LSTM)构建了GRGM-LSTM洪水预报混合模型。以贾鲁河中牟站控制流域为例,基于18场实测洪水进行模型检验,同时将预报结果与暴雨洪水管理模型(SWMM)、GRGM-SWMM模型进行对比分析。研究表明:①GRGM模型模拟产流量相对误差、决定性系数平均值分别为8.41%、0.976,考虑产流模式空间分布的产流计算更为准确;②预见期小于6 h时,GRGM-LSTM混合预报模型纳什效率系数大于0.8,比GRGM-SWMM、SWMM等物理机制模型具有更好的模拟性能;③预见期大于6 h时,GRGM-LSTM混合模型出现一定的精度损失,预见期增至12 h时,GRGM-SWMM模拟精度高于GRGMLSTM模型。研究成果可为流域-城市防洪减灾协同管理提供科学依据。

中国沿海城市“港口-临港产业-城市”协同发展的评价研究

本文基于对联动发展机理的分析,构建了"港口-临港产业-城市"三元复合系统协同发展程度的评价指标体系,运用综合贡献指数及耦合协调度模型对中国八大港口城市在2005-2017年间复合系统的发展度和协调度进行了实证分析。结果表明,样本期内,临港工业经济子系统发展度水平均较低,临港产业发展滞后是制约"港口-临港产业-城市"联动发展的主要因素;八大港口城市三子系统间呈现出较为显著的互动作用关系;复合系统的耦合协调度水平相对偏低,均有较大提升空间。

“港口-产业-城市”融合发展水平测度:以江苏为例

文章构建了“港产城”融合发展体系评价指标,采取了极差标准化的方式来对原始数据进行标准化处理,然后利用熵值法计算权重,对江苏省13个设区市2005—2021年的“港产城”融合发展水平进行测算。结果发现:各设区市的融合协调度整体上呈现出平稳进步发展,具有时间递增性。同时,13个设区市在融合协调度上存在着显著的地区差异性,具体为南京市处于高度协调发展阶段,苏州、无锡和常州处于中级协调发展阶段,镇江、连云港、泰州、南通和扬州处于勉强协调发展阶段,徐州、盐城和淮安处于轻度失调发展阶段,宿迁处于严重失调发展阶段。

资源型城市“人口-土地-产业”协调发展时空特征研究

以资源衰退型城市——双鸭山市为例,基于1995—2020年土地利用及社会经济数据,通过灰色关联度模型验证土地、人口对产业的影响及其阶段差异性,采用土地基尼系数方法从人口、产业单指标角度定量分析城市用地效率,进一步构建评价“人口-土地-产业”系统耦合协调程度的指标体系,探究资源型城市整体及各区(县)在发展进程中人口、土地与产业三者之间协调程度时空变化特征及转型效果。结果表明,双鸭山市“人口-土地-产业”之间的推进关系表现为产业发展影响土地布局,土地布局影响从业人员结构。就人口、产业单指标而言,研究区的城市用地效率在空间与质量结构层面整体趋于均匀状态,仍处于较低利用效率状态。“人口-土地-产业”的耦合协调度在三产之间及不同区(县)也迥然有异。第一产业系统耦合协调度经历了协调-失调-协调变化规律,其中市区和友谊县协调状态提升明显;第二产业受资源限制与煤炭行业市场的影响,经历了由协调到失调的状态变化,2010年后集贤县呈断崖式下降;第三产业发展整体处于失调状态,后期城市转型升级初见成效,耦合协调程度稳步提升。

“产业—港口—城市”联动发展的理论演进脉络与协调机制

"产业—港口—城市"联动发展已经成为增强区域综合竞争力、促进产业结构转型升级以及实现科学发展的战略性选择。通过运用区域增长极理论、三螺旋理论、协同学理论、共生理论对联动发展的理论演进脉络进行分析,从行为主体、作用客体以及体制机制方面分析联动发展的协调机制,从而得出结论:各种机制紧密配合,形成一整套完整的制度。依靠制度推动,可以真正实现区域经济一体化。

长株潭城市群经济-社会-生态协同发展水平的演化特征及提升路径

基于复合系统协同度模型,将城市群解析为由经济、社会、生态等子系统集成的复合系统,以长株潭城市群为对象,探讨国家“两型”社会综合配套改革试验区获批成立以来长株潭城市群经济-社会-生态协同发展水平的演化特征并探寻其提升路径。结果表明:1)从城市群尺度看,2007—2019年长株潭城市群经济、社会、生态子系统有序度总体呈提升趋势,复合系统协同度由轻度失调走向中度协同;2)从城市尺度看,长沙市、株洲市已实现中度协同,湘潭市仍为轻度协同,研究期内长沙市复合系统协同度持续强化、株洲市与湘潭市相对弱化;3)长株潭城市群协同发展目前存在两大问题,一方面城市群总体协同水平偏低、社会-生态子系统变化缓慢,主要制约序参量为基础设施和环境治理;另一方面城市间协同水平存在明显差距,主要制约序参量为经济规模、发展质量、产业结构和污染排放;4)长株潭城市群协同发展水平的进一步提升,在城市群尺度下需合理制定各子系统有序发展与协同目标,健全城市群财政及公共事务统筹管理机制;在城市尺度下各城市应补足短板、提升发展能级,不断完善城市间互动合作机制。

城市快速复合通道智能系统集成技术研究

根据城市快速复合通道的重要定位,着手建设城市快速复合通道智能系统,实现快速复合通道内快速通行、快速集散、快速转换,道路运行状态全面监测、主动管控,快速响应应急状况、多方联动,出行服务实时准确、智能诱导,交通实体网络、数据虚拟网络整体协同,智慧设施集约化。城市快速复合通道智能交通系统通过交通运行状态实时感知系统、交通信息诱导发布系统、准全天候出行保障系统、动态行车管理、互动性信息发布平台、数字化路口监督管理系统、车路协同、交通智慧综合诱导管控系统、智能集约化杆柱、应急指挥调度等,利用数据融合与协同实现人-车-路智能管控,达到感知-协同-共享一体化集成的目标,全面构建城市快速复合通道智能系统。

实现城市可持续发展的系统转型

城市在为人类提供各种生态系统服务的同时,其发展中的各类问题限制着城市生态系统本身的可持续发展。首先概述了城市发展过程中面临的挑战,主要包括城市化过程中人与自然的关系问题及社会生态问题等;其次从可持续发展的内涵、社会-经济-自然复合生态系统和驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)的理论出发,分别从城市水供给和污水处置系统、消减城市废弃物排放、城市交通和区域规划、城市发展与粮食系统供求关系、城市清洁能源系统等5个方面对如何实现城市的转型进行了系统的论述。结合我国城市可持续发展的研究进展,指出城市的可持续发展问题不仅是城市自身的问题,也是城市与周边区域的协调发展问题。为此,文章提出必须基于五个"转向"来研究和建立城市化与区域生态的耦合和协调机制。

城市生态系统健康与耦合协调度评价——以长沙市为例

城市生态系统健康是城市综合发展过程中对生态环境所产生影响的反馈。目前对于此类型的评价模型和方法较成熟,但是缺乏一套相对完善的评价指标体系。本文根据自然—社会—经济复合生态系统理论构建长沙市生态系统健康评价指标体系。结合大数据和传统数据,用基于熵权的模糊综合法对2010—2020年期间长沙生态系统健康和整体协调度进行评价。研究结果表明:1)2010年芙蓉区城市生态系统健康隶属等级最高,为0.55。望城区耦合协调度水平最高,为0.721。2)2020年芙蓉区城市生态系统健康隶属等级最高,达到0.564且协调水平最高,为“良好协调”。3)2010—2020年期间,长沙市各区的生态系统健康均得到改善提高,但是耦合协调度等级变化较大。

城市河流社会-经济-自然复合生态系统构建——长沙市圭塘河流域治理与生态修复规划设计

圭塘河作为湖南省长沙市最长的城市内河,曾是一条人水和谐的自然河流,如今随着城市迅速扩张,其水资源、水环境和水生态问题日益严峻,甚至成为了城市发展的障碍。受长沙市圭塘河流域开发建设有限公司委托,项目团队以重塑圭塘河自然水循环过程为设计目标,综合运用水系水动力模型、水质模型、排水管网水动力模型和流域水文模型辅助寻找最适宜的规划方案,借此提出融合蓝绿生态网络与城市功能分区、恢复自然河道、优化河岸空间、构建流域尺度生态廊道和实施街区尺度海绵城市建设等策略,完成了由面(整个流域范围)及线(圭塘河),再由线到点(街区尺度的具体项目)的跨尺度流域治理规划。该规划旨在让河流回归自然,构建融社会、经济和自然于一体的城市河流复合生态系统,化解城市发展与生态系统构建之间的重重矛盾,实现城市河流的可持续发展。

从产业与生态的共生关系审视生态文明

从产业与生态共生关系的视角研究人类文明的演进规律,从而揭示生态文明的本质内涵。通过对工业文明和后工业文明界线、生态文明的理论基础、人类文明与生态安全的相互关系等深入研究,发现产业与生态的共生关系才是人类文明演进规律中的本质属性。于是,根据共生理论构建了产业系统与生态系统的完整共生关系谱系及其与各文明阶段的匹配关系。据此,沿着人类文明的发展轨迹,研究了人类文明和生态安全的演变路径、共生特性和科学属性。研究表明,生态文明的门槛是产业偏利共生,进而达到产业与生态互利共生的双赢阶段。前者的科学属性是天然超生物文明,属于防病式生态文明阶段;后者的科学属性是人工超生物文明,属于健康式生态文明阶段,这时生态安全将达到稳定的健康状态。

环渤海港口城市产业路径突破的差异——基于中心-外围模型的研究

由历史轨迹、要素禀赋和产业基础所决定,天津、大连和青岛是环渤海港口城市体系的中心城市,其余城市为外围城市。本文基于中心-外围理论对环渤海17个港口城市的产业构成和产业分布进行了分析,并指出中心和外围港口城市产业发展存在差异的主要影响因素是技术进步、劳动力、区位优势等方面。最后,对环渤海港口城市的产业发展问题,从加强区域内外联系、鼓励技术创新、寻求突破、综合政策扶持四个方面提出建议。

城市景观格局视角下空气微生物研究进展

城市化进程将原有自然生态系统改造为以不透水面为主的人工景观,这种变化影响了空气微生物群落的生存环境及其时空异质性。空气微生物受城市化的影响程度与其生态功能的发挥关系密切,微生物群落特征的改变会在一定程度上影响当地生态环境质量并给人群健康带来潜在威胁。城市化进程和空气微生物群落动态分属两个时空尺度差异巨大的生态过程,二者的联合分析已成为目前生态安全与环境健康领域的研究热点。从空气微生物的来源及其组成特征、空气微生物群落的时空异质性及其影响因素以及空气微生物的生态环境效应三个方面系统梳理和总结了近年来探索城市化和空气微生物群落动态之间关系的研究,从宏观视角探讨了当前空气微生物研究的不足,并引入社会-经济-自然复合生态系统、景观格局与过程等相关理论和方法来分析城市化对空气微生物群落特征的影响,旨在明确城市景观格局作用下的空气微生物群落对人群健康的潜在威胁程度,为快速城市化过程中的人居环境的改善提供参考。

全球长期城市生态研究中的社会经济要素:指标、数据与应用前景

社会经济要素作为城市生态系统的重要组成部分,能够反映居民特征、衡量居民福祉,是城市生态研究中不可或缺的内容。然而,在城市生态研究中合理、有效利用社会经济要素的规范和框架尚未得到充分研究。城市生态研究中常用的社会经济指标包括哪些?社会经济指标的常见数据源有哪些?社会经济要素可协助回答哪些方面的科学问题?文章综述了全球范围内11个长期城市生态研究站点开展的系统性调查和案例研究,总结社会经济指标的内容、数据来源,以及这些研究的议题。结果表明:常用社会经济指标可分为人口基本信息、认知和意愿、行为三类,前两者在城市生态研究中的应用已较为普遍。数据的主要来源包括政府部门提供的统计资料或普查数据、商业数据,以及研究人员开展的独立调查。在城市生态研究中纳入社会经济要素有助于分析社会与环境的相互关系,进而揭示城市系统中人与自然的耦合效应。近年来,我国城市生态研究快速发展,但研究中欠缺对社会经济要素的考虑与利用,可能会逐渐偏离国际上城市生态学的主流研究方向。社会经济数据获取困难是当前研究者面临的重大挑战,同时也存在一些机遇能够促进我国城市生态研究纳入社会经济要素,例如利用新兴数据和大数据手段、构建统一的指标框架和数据共享机制,以及充分了解和利用政府公开的统计数据。

日照阳光生态市建设框架

以"社会-经济-自然"复合生态系统理论为指导,通过系统辨识、系统模拟、系统分析和系统设计,找出了日照市社会经济发展的利导因子、限制因子和存在问题,弄清了复合生态系统的功能和过程,提出了日照市人口、资源、环境与产业的发展战略。

人类文明与生态安全:共生空间的演化理论

从产业-生态复合系统的视角研究人类文明演进与生态安全变化的一般规律。现有相关研究在工业文明向生态文明演进的"质变"边界、如何克服人与自然"二元分立"理论的局限性、人类文明与生态安全的相互作用关系等方面尚有缺陷。为解决这些问题,根据人类文明史和共生理论,将产业系统与生态系统共生关系的已知类型拓展成完整的模式谱系。由此揭示出人类文明与生态安全演化的本质属性:共生属性。为进一步论证这一论断,由共生关系谱系分别推演出人类文明的产业属性、科学属性和生态安全属性等。研究表明,人类文明的演进包含以下几个阶段:本色文明(即原始文明、采猎文明、天然生物文明),黄色文明(即农业文明、人工生物文明),黑色文明(即传统工业文明、天然化学文明),青色文明(即新工业文明,包含人工化学文明、天然和人工物理文明),绿色文明(即生态文明、后工业文明,包含防病式和健康式绿色产业文明,或天然和人工超生物文明)。其中,生态文明是从产业偏利共生向产业与生态互利共生演进的模式,它使生态安全达到稳定的健康状态,是一种比新工业文明更高级的文明形态。最后,将以上成果在产业-生态二维共生空间中进行集成,构建出完整的人类文明与生态安全的椭圆演化模型。该模型深化和发展了环境库兹涅茨理论,为我国乃至世界生态文明建设提供了理论依据。