基本信息
- 项目名称：
- 都市圈经济—资源—环境系统耦合的时空结构与情景模拟——以武汉城市圈为例
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 经济
- 简介：
- 鉴于以往研究对都市圈经济－资源－环境系统间的复杂耦合协调较少，研究方法单一，研究视角存在一定“重静态，轻动态，重评价，轻预判，重实证，轻规范”的趋势。本文通过构建系统耦合作用和动力学模型，对都市圈ERE复合系统的时空结构及动力机制进行理论总结，并对武汉城市圈经济—资源—环境系统发展进行多情景模拟。对武汉城市圈“两型社会”建设面临结构性问题（表象），提出ERE复合系统协调发展路径（控制）。
- 详细介绍：
- 遵循理论和实证、定性和定量分析相结合的研究范式。首先，运用SPSS17.0/Matlab7.0数理统计分析，建立了都市圈ERE复合系统评价指标体系和耦合作用模型，以武汉城市圈为例，从时空角度揭示了武汉城市圈耦合作用的时空规律，并进行区域类型划分。 （1）时间演化上，ERE复合系统耦合度发展曲线为S型，呈动态螺旋上升趋势，划分为：缓慢上升、缓慢下降、快速上升三个阶段；协调度呈剧烈波动变化态势，划分为：快速上升、停滞不前、剧烈震荡、波动上升四个阶段；协调发展度增长迅猛，整体呈直线上升态势，划分为：快速上升、迅速下降、直线上扬三个阶段。时序上，整个ERE复合系统内部系统或要素之间不断交互作用，与外界环境不断进行熵流交换，呈现一开放的、渐变与突变、自组织与他组织相互交织演替的递嬗过程，发展函数上表现为一动态的螺旋上升曲线，是一个开放的复杂巨系统。 （2）空间分异上，ERE复合系统耦合－协调作用整体水平不高，耦合等级规模结构失衡成“串形”结构；协调作用城际差异明显，协调度呈“纺锤形”等级规模分布，表现出一定的空间聚集效应，与城际经济实力相关，武汉市核心优势明显，协调度呈“首位城市”分布；协调发展水平不高，区域差异显著，形成“等级板块”和“核心－边缘”的复合结构。这种空间结构分异是城市历史基础、自然条件、政策规划及经济社会发展等多种因素共同作用、相互耦合、互相影响的结果，是城市自组织与他组织机制共同作用的“空间指示器”。 （3）整个圈域耦合的作用强度、协调程度和协调发展水平，空间上不具有对应性。依据耦合度、协调度和协调发展度的组合分异，可将整个圈域划分为：磨合良好协调（孝昌、应城、英山、黄州、孝南、云梦、团风）、磨合濒临失调（青山、大冶）、拮抗优质协调（咸安、江夏、蔡甸、武穴、东西湖、赤壁）、拮抗良好协调（浠水、大悟、嘉鱼、黄梅、新洲、通城、汉南、红安、蕲春、安陆、罗田、江岸、崇阳）、拮抗中级协调（通山、硚口、江汉、武昌）、拮抗初级协调（阳新、汉阳、黄陂、洪山、麻城）、拮抗勉强协调（汉川、鄂州、潜江、天门、仙桃）七大类型。 接着，借用系统动力学构建SD模型，确定控制参量并借助Vensim7.0软件完成模型检验，根据ERE复合系统耦合特性设计四种耦合发展模式：自然演变发展模式、经济加速发展模式、资源环境保护发展模式、协调稳定发展模式，对武汉城市圈未来近10年的政策调控进行实验模拟：自然演变发展模式，经济发展迟缓，资源环境问题突出，综合效益较差；经济加速发展模式，经济发展迅猛的背后蕴藏着巨大的资源环境压力；资源环境保护模式，资源环境得到有效地保护，但经济发展过慢；而协调发展模式规避上述发展模式缺陷的同时，成功实现经济又好又快发展，经济、资源和环境科学协调有序，是都市圈ERE复合系统协调发展的路径选择。 最后，针对武汉城市圈经济－资源－环境系统耦合协调发展的结构性问题，从空间可持续和协调发展视角，提出了“两点三线四面”的立体化ERE复合系统协调发展路径：以资源节约和环境保护为出发点和落脚点，以经济结构调整、循环经济和低碳经济建设为主线，以两型社会意识、政治体制改革、经济结构调整和科学技术创新为支持体系。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 运用SPSS17.0/Matlab7.0/Vensim7.0/ArcGIS9.3软件，建立都市圈经济—资源—环境系统的评价指标体系，构建耦合—协调数学模型，定量揭示和图示表达都市圈经济—资源—环境系统耦合作用的时空结构；运用系统动力学模型，揭示经济—资源—环境系统耦合作用的动力机制，进行多情景模拟，提出“两点三线四面”的立体化ERE协调发展路径。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：建立定量与定性、理论与实证分析相结合的研究框架，以武汉城市圈为实证对象，注重定量分析和数据解读。先进性：融SPSS软件数理统计分析、Matlab7.0软件信息熵赋权、Vensim7.0软件系统动力学和ArcGIS9.3图示表达于一体，实现计量方法的优势互补。独特处：创造性构建ERE系统耦合作用模型，引入系统动力学模型和结构主义研究框架，构建多情景模拟，突破传统的问题－对策分析思路。
应用价值和现实意义
- 一、理论意义：通过定量与定性、理论与实证分析相结合，定量揭示都市圈经济—资源—环境系统（ERE）耦合作用的时空发展机理和作用机制，在一定程度上丰富与完善中国都市圈空间发展理论研究，为都市圈科学、协调发展提供理论借鉴。 二、现实意义：结合理论研究有针对性的提出促进都市圈耦合发展的战略框架，为中国都市圈空间可持续发展提供一定的决策参考，为当前武汉城市圈“两型社会”建设提供有力的实践指导。
作品摘要
- 遵循理论和实证、定性和定量分析相结合的研究范式。首先，运用SPSS17.0/Matlab7.0数理统计分析，建立都市圈ERE系统评价指标体系和耦合作用模型，以武汉城市圈为例，从时空角度揭示了武汉城市圈耦合作用的时空规律，并进行区域类型划分：（1）时间演化上，ERE系统耦合度曲线为S型，呈动态螺旋上升趋势；协调度呈剧烈波动变化态势；协调发展度整体呈直线上升态势。（2）空间分异上，整个圈域呈现不对应性。ERE系统耦合等级规模结构失衡成“串形”结构；协调度呈“纺锤形”等级规模分布；协调发展呈“等级板块”和“核心－边缘”的复合结构。整个圈域依据耦合度、协调度和协调发展度的组合分异，分为七大类型。接着，借用系统动力学构建SD模型，确定控制参量并借助Vensim7.0软件完成模型检验，根据ERE系统耦合特性设计四种耦合发展模式：自然演变发展模式、经济加速发展模式、资源环境保护发展模式、协调稳定发展模式，对武汉城市圈未来近10年的政策调控进行情景模拟。最后，针对武汉城市圈经济－资源－环境系统耦合协调发展的结构性问题，从空间可持续和协调发展视角，提出了“两点三线四面”的立体化ERE系统协调发展路径。
获奖情况及评定结果
- 1、作品的“时序发展特征”部分以“武汉城市圈经济—资源—环境耦合的演化性分析”的题目发表于《经济地理》2011年第7期； 2、作品的“情景模拟”部分以“武汉城市圈经济—资源—环境耦合作用的系统动力学模拟”的题目提交《地理研究》（三审中）； 3、作品的“时空结构”“部分以“武汉城市圈经济—资源—环境耦合作用的时空结构”的题目拟发表于《人文地理》（已录用，待刊） 4、作品于2011年6月3日在湖北省第八届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中荣获一等奖。
参考文献
- 一、数据来源： 1、湖北省统计年鉴 （1978~2010年） 2、中国统计年鉴 （1981~2010年） 3、中国城市统计年鉴（1990~2010年） 二、参考文献： [1]黄金川，方创琳.城市化与生态环境交互耦合机制与规律性分析[J].地理研究，2003，22（2）:211-220. [2]Gayl D. Ness, Michael M. Low. Five Cities: modeling Asian urban population-environment dynamics[M]. London: Oxford University Press, 2000. [3] Cedric Pugh. Sustainable cities in developing countries theory and practice at the millennium[M]. London: Earth scan Publications Ltd, 2000. [4] 刘耀彬,李仁东. 江苏省未来城市化进程中资源环境效应的多情景模拟[J]. 地理与地理信息科学, 2007,(02) :105-122. [5]雷明.资源－经济一体化核算研究（Ⅰ）——整体架构、连接帐户设计[J].系统工程理论与实践，1996，（9）:42-63.
调查方式
- 亲临实践；报刊刊物；统计报表；集体组织
同类课题研究水平概述
- 经济—资源—环境发展是当今世界人地关系的焦点问题，资源是基础支撑，环境是限制条件，经济发展是动力与方向。一方面，经济发展通过产业建设、资源消耗和地域扩张对资源环境产生胁迫（袭夺）；另一方面，资源环境通过环境选择、人口驱逐、资源争夺和政策干预对经济发展产生制约（抗逆）。ERE耦合协调机理研究已受到学术界和决策界广泛关注。 （1）国外ERE耦合研究历经萌芽发展、理论探索、深化发展和全面发展四阶段，研究领域不断深化、成果不断涌现，形成理论与实证、定量与定性相结合的研究范式： ①研究方法上，大量计量模型涌现。从生态经济学角度，构建生态承载力的评价体系。从资源经济学角度，重视资源价值，将资源成本纳入国民经济核算，建立环境—资源—经济一体化核算体系。②研究内容上，从全球—区域的宏观领域到城市内部的微观领域，集中于不同区域类型、经济发展水平的生态环境效应辨识，以城市—区域尺度研究为主。 （2）国内学者上世纪70年代开始涉足经济—资源—环境协调发展领域，以区域PRED系统为主要研究对象，研究集中在协调发展的理论阐述和定量实证两方面。 ①理论阐述上，揭示城市化与生态环境动态耦合关系，运用耗散结构与生态需要理论，建立二者耦合协调六大基本定律：耦合裂变律、动态层级律、随机涨落律、非线性协同律、阀值律和预警律。②实证研究上，主要集中于国家、省区等大尺度和单个小城的小尺度。 （3）从国内外经济—资源—环境的耦合—协调发展研究现状来看，ERE耦合作用研究已成为热点和前沿，但仍有待进一步深化： ①研究空间尺度多集中于国家（省区）和城市，对于都市圈（群）的实证研究有待加强；②研究对象多探讨经济与资源、经济与环境相互耦合协调关系评价，而探讨经济—资源—环境三个系统间的复杂耦合协调评判研究不多见；③研究方法上，定量化研究多从系统学角度运用AHP法构建评价指标体系，揭示ERE系统的构成要素多元性、相互关联动态性、人为干扰复杂性、系统演替非线性等复杂性规律的能力较弱；④研究视角上，存在一定“重静态，轻动态，重评价，轻预判，重实证，轻规范”的趋势：以静态评价为主，评价与衡量标准缺乏动态性，时空发展演进研究力度不够；评价指标或指标群，较多描述客观现实状态，较少分析变动趋势的预警与调控；着重揭示ERE系统运行的客观状态，仅具有实证功能，缺乏对其政策、体制、制度安排等引致的资源环境效应的综合评价。
