SD模型與參數：城鎮化與生態環境交互脅迫的動力學模型與閾值測算（簡體書）

本書是國家自然科學基金重大項目課題四“特大城市群地區城鎮化與生態環境交互脅迫――動力學模型與閾值測算”結題報告和國家發改委委託研究項目《面向高質量發展的基礎設施空間佈局研究》的部分成果，出版成書具有重要的學術價值和社會效應。從國家高質量發展規劃入手，論述規劃模型和參數需求，就國家層面城鎮化與生態環境交互脅迫的系統動力學模型和參數等進行介紹。本書在規劃類圖書中具有數量分析特色。區域研究、宏觀規劃和決策者閱讀。

顧朝林，男，1958年生，博士，清華大學長聘教授、博士生導師。主要從事城市與區域規劃、城市地理學、區域經濟研究。中國科協第九屆委員，中國未來研究會副理事長，中國發展基金會學術委員會委員，中國城市科學研究會常務理事，中國土地學會土地規劃諮詢專家。曾獲1989年中國科學院首屆青年科學家、1999年教育部“跨世紀優秀人才”、2000年國家“千百萬工程”第一二層次入選者、2000年國家傑出青年基金獲得者等榮譽稱號；獲中國科學院自然科學三等獎一次（1994）、民政部科技進步一等獎一次（1997）、國家科技進步三等獎一次（1997），江蘇省第六次哲學社會科學一等獎（1999），國j級城市規劃優秀設計獎三次，省級優秀工程勘察設計獎六次。出版專著26部，教材3部，譯著5部，發表英文學術論文66篇，中文學術論文302篇。在國內外多個學術影響力榜單中位居前列。

目 錄
第1章 高質量發展的新時代與規劃轉型
１.1 新時代國家發展大背景 1
1.1.1 高質量發展的基礎和前提 1
1.1.2 國家高質量發展面臨的問題 4
1.2 國家高質量發展及其發展特徵與國家規劃需求 7
1.2.1 高質量發展基本內涵 7
1.2.2 高質量發展的基礎設施內涵 7
1.2.3 高質量發展的基礎設施特徵 8
1.3 國家高質量發展新需求 9
1.3.1 傳統物質基礎設施需求 9
1.3.2 人力資本提升需求 11
1.3.3 自然資本保育需求 11
1.3.4 新時代新消費需求 13
1.4 國家規劃的轉型與發展 15
1.4.1 增長與發展轉型 15
1.4.2 生產與消費轉型 18
1.4.3 規劃對象的轉移 19
1.4.4 走向定量規劃 22
第2章 城市與區域定量研究進展
2.1 數理模型和模擬方法 25
2.1.1 早期的定量分析 25
2.1.2 時間序列回歸分析 26
目錄
VI
2.1.3 邏輯斯蒂方程 26
2.2 數量經濟模型研究 27
2.2.1 可計算一般均衡模型 27
2.2.2 宏觀經濟模型 28
2.2.3 空間一般均衡模型 28
2.3 元胞自動機與智能體模型 29
2.3.1 基於自組織的分形城市模型 29
2.3.2 元胞自動機模型 29
2.3.3 智能體模型 31
2.3.4 多智能體系統模型 33
2.4 動力學模型和模擬研究 33
2.4.1 城市單要素研究 34
2.4.2 城市系統和土地擴張研究 34
2.4.3 城鎮化與生態環境耦合研究 35
2.4.4 複雜大系統的動力學模型研究 36
2.5 多模型複合/集成系統研究 36
2.5.1 CA+SD複合模型系統 36
2.5.2 SD+GIS集成模型系統 37
第3章 城鎮化與生態環境交互脅迫的系統功能模塊設計
3.1 城鎮化和全球化及其對生態環境的影響 40
3.2 城鎮化與生態環境系統分析框架 41
3.2.1 城市作為特殊的生態系統分析框架 41
3.2.2 城市作為耦合的系統分析框架 42
3.2.3 城市作為連結系統及城市治理 44
3.3 城鎮化與生態環境交互系統的指標 45
3.3.1 國外城市與區域發展要素研究 45
3.3.2 中國城市與區域發展要素 46
3.4 中國城鎮化與生態環境交互脅迫功能模塊 49
3.4.1 區域的城鎮化與生態環境系統 49
3.4.2 中國城鎮化與生態環境系統構建概念圖 50
3.4.3 城鎮化與生態環境系統內外交互作用 50
3.4.4 區域的城鎮化與生態環境系統流程圖 51
目錄
第4章 城鎮化生態環境效應與驅動力分析
4.1 城鎮化的生態環境效應 53
4.1.1 城鎮化的正效應 53
4.1.2 城鎮化的負效應 55
4.2 城鎮化過程 57
4.2.1 經濟發展 57
4.2.2 人口變化 58
4.2.3 社會轉型 60
4.2.4 城市空間的延伸和重塑 61
4.2.5 緊縮城市 63
4.3 城鎮化驅動力 65
4.3.1 工業化 65
4.3.2 現代化 66
4.3.3 全球化 67
4.3.4 市場化 68
4.3.5 制度改革和創新 68
第5章 多要素―多尺度―多情景―多模塊集成的城鎮化與生態環境交互
脅迫的動力學模型
5.1 模型類型 71
5.1.1 系統動力學模型 71
5.1.2 數量經濟模型 72
5.1.3 數理模型 73
5.1.4 元胞自動機與智能體模型 73
5.1.5 多模型複合/集成系統 74
5.2 城鎮化SD模型 75
5.2.1 文獻綜述與相關研究進展 76
5.2.2 中國城鎮化SD模型構建 77
5.2.3 中國城鎮化SD模型系統驗證 83
5.3 基於水資源約束的城鎮化SD模型 87
5.3.1 水資源子系統構建 88
5.3.2 水資源約束下的城鎮化SD模型 89
5.3.3 模型檢驗 93
目錄
5.4 基於土地資源約束的城鎮化SD模型 94
5.4.1 土地利用SD模型構建 96
5.4.2 土地資源約束下SD模型 96
5.4.3 模型檢驗 101
5.5 基於能源約束的城鎮化SD模型 103
5.5.1 城鎮化―能源SD模型 104
5.5.2 參數設定 110
5.5.3 SD模型有效驗證和敏感性測試 112
第6章 城鎮化與生態環境SD模型閾值及其計算實驗
6.1 模型模擬中的閾值和數值研究 125
6.1.1 閾值研究 125
6.1.2 數值研究 126
6.2 SD模型閾值判斷技術路線 126
6.2.1 彈性變量選擇方法 127
6.2.2 閾值特徵分析方法 128
6.2.3 閾值計算實驗方法 128
6.3 SD模型的閾值判斷過程 129
6.3.1 彈性變量選擇 129
6.3.2 彈性變量閾值特徵分析 131
6.3.3 彈性變量閾值獲得 135
6.4 彈性變量閾值計算實驗 135
6.4.1 計算實驗模型構建 135
6.4.2 彈性變量閾值再獲得 136
6.4.3 彈性變量閾值調整 138
6.5 SD模型模擬效果對照 139
6.5.1 城鎮化水平 139
6.5.2 國內生產總值 141
6.5.3 能源供應量 141
6.5.4 需水總量 141
6.6 結論與討論 141
第7章 城鎮化―生態環境SD模型的冗餘和彈性分析
7.1 冗餘和彈性分析 143
7.1.1 冗餘分析 143
目錄
7.1.2 彈性研究 147
7.2 彈性城市及其研究框架 151
7.2.1 彈性城市概念 151
7.2.2 彈性城市研究框架 152
7.2.3 彈性城市的規劃研究 153
7.2.4 彈性城市規劃的概念框架 154
7.2.5 彈性城市建設響應 154
7.3 區域彈性及其研究 155
7.3.1 區域彈性的概念 155
7.3.2 區域彈性的構成 156
7.3.3 區域彈性的實踐 158
7.3.4 彈性空間規劃應用 159
7.4 彈性城鎮化的思考 160
7.4.1 基於經濟多元化和創新發展城市發展戰略 160
7.4.2 基於資源環境承載力的城市發展規模 160
7.4.3 基於脆弱性研究城市建設用地選址 161
7.4.4 基於社會資本積累和管治網絡培育的社區規劃 161
7.4.5 基於冗餘性和多樣性的基礎設施科學規劃 162
7.4.6 重視城市防災減災規劃 162
第8章 基於生態環境―能源約束的中國城鎮化過程模擬
8.1 中國城鎮化SD模型模擬 163
8.1.1 數據及其來源 163
8.1.2 模型系統參數設置 164
8.1.3 情景模擬
166
8.1.4 模擬結果 167
8.1.5 結論 168
8.2 基於水資源約束的中國城鎮化SD模型模擬 169
8.2.1 數據及來源 169
8.2.2 情景與方案參數設定 170
8.2.3 中國城鎮化水資源利用模擬 172
8.2.4 結論與討論 173
8.3 基於土地資源約束的中國城鎮化SD模型模擬 176
8.3.1 數據及其來源 176
8.3.2 系統參數設置 177
目錄
8.3.3 情景設定 178
8.3.4 情景模擬 180
8.3.5 結論與討論 188
8.4 基於能源約束的中國城鎮化SD模型模擬 189
8.4.1 數據 189
8.4.2 情景設置 189
8.4.3 結果1 191
8.4.4 結果2 192
8.4.5 討論與結論 196
第9章 資源環境―能源約束下城鎮化SD模型軟件系統
9.1 資源環境約束下城鎮化SD模型軟件及模型構建 201
9.1.1 資源環境約束下城鎮化SD模型軟件 201
9.1.2 資源環境約束下城鎮化SD模型構建過程 202
9.2 資源環境約束下城鎮化SD模型方程 204
9.2.1 模型方程類型 204
9.2.2 主要方程 205
參考文獻 229
名詞索引 257