基于復雜性理論的城市生態(tài)規(guī)劃研究的理論與方法.pdf

1、城市生態(tài)系統(tǒng)是一個規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復雜、變量眾多的動態(tài)開放大系統(tǒng)，由此帶來的各種復雜性問題嚴重制約了城市生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。城市生態(tài)規(guī)劃作為針對城市環(huán)境問題的宏觀控制性規(guī)劃，是城市規(guī)劃發(fā)展的一個新階段，對城市生態(tài)－社會－經(jīng)濟復合系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展有著極為重要的意義。但是，由于傳統(tǒng)的城市規(guī)劃方法和數(shù)學規(guī)劃方法在規(guī)劃本身以及規(guī)劃方法上的缺陷，難以解決這些問題?；谶@一原因，將復雜性理論引入城市生態(tài)規(guī)劃研究中，相對“規(guī)劃的理論”和“規(guī)劃中的理論

2、”，將城市生態(tài)規(guī)劃的復雜性劃分為“規(guī)劃的復雜性”和“規(guī)劃中的復雜性”兩種類型。對目前研究較少的“規(guī)劃的復雜性”，引入不確定性的研究方法，提出了“彈性規(guī)劃”的概念，將城市生態(tài)規(guī)劃目標和城市生態(tài)規(guī)劃方案不確定化。論文就以下5個方面進行了專項研究：(1)基于復雜性理論和不確定性方法的城市生態(tài)“彈性”指標體系研究及生態(tài)功能分區(qū)研究；(2)宏觀景觀調(diào)控理論在城市生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)平衡機制中的應用研究；(3)基于自組織理論的城市資源與環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制模型

3、體系的研究；(4)模糊細胞自動機(CA)模型在城市人口發(fā)展規(guī)劃中的應用研究；(5)基于多目標灰色決策模型的生態(tài)小區(qū)中水回用規(guī)劃研究。 第一，針對“規(guī)劃的復雜性”，將不確定性方法引入作為城市生態(tài)規(guī)劃核心內(nèi)容之一的城市生態(tài)功能分區(qū)。在對城市復合生態(tài)系統(tǒng)的辨識的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了城市生態(tài)“彈性”指標體系，在彈性范圍以及時空尺度上靈活處理，減少了生態(tài)城市指標體系的不確定性，提高規(guī)劃成果的可操作性，并以紅壤丘陵區(qū)的典型區(qū)域長沙市為例，進行了相

4、關(guān)研究。 第二，城市生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)平衡機制受外部影響后在空間上呈現(xiàn)復雜性的變化，且目前的研究只強調(diào)城市生態(tài)系統(tǒng)的垂直自然過程，而忽視了水平生態(tài)過程。筆者將景觀生態(tài)學中的宏觀景觀調(diào)控理論運用于城市復合生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡機制保護，并運用景觀復雜性模型中的空間生態(tài)系統(tǒng)模型，以具有地形梯度的景觀中氮的物質(zhì)循環(huán)為例，探討了城市生態(tài)系統(tǒng)功能過程模擬的方法。此外，對城市濱水生態(tài)保護區(qū)提出了生態(tài)平衡機制保護的主要策略。 第三，鑒于傳統(tǒng)城市

5、模型總量預測方法的局限性，運用協(xié)同和耗散結(jié)構(gòu)理論建立了非線性的城市資源環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制模型體系，并將模型運用于湖南省的垃圾總量預測。結(jié)果表明，該模型的預測精度較高，并具有較廣泛的適用性。 第四，采用模糊數(shù)學方法，把生態(tài)環(huán)境因素作為制約城市人口發(fā)展的約束條件，將其考慮到細胞自動機(CA)模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則中，對城市或區(qū)域的人口發(fā)展規(guī)律進行模擬，定性地探討了符合城市生態(tài)系統(tǒng)人口可持續(xù)發(fā)展的模型。 第五，針對生態(tài)小區(qū)中水回用系統(tǒng)