基于复杂系统理论的四川藏区城镇空间结构生态优化机制研究

The ecosystem optimization mechanism of urban spatial structure is a research hotspotwithin the serious environmental issues. Because the huge difference between theoptimization mechanismsof diverse regions, the research of it remains to be need more specific. Previous study shows that there is some complicated interactive and mutual adaptive mechanism between the urban spatial structure and environmental system, economic, society and culture systems are also involved. The multi-systemic coupling mechanism need to be figure out urgently, which are relatively weak right now. With the undeveloped economy and restriction of unique society, culture and vulnerable ecology, the Sichuan Tibetan area is unique and different from other regions dramatically which is need more research. Based on the theory of complex system, the methods of the panel data model, data mining and analyzing method, modeling and simulation method of system dynamicsare used to analyze the evolving principles of Sichuan Tibetan city’s spatial structure,and the interactive rules among the multi-systems involved. The research will analyze the ecological restriction index and coupling mechanisms, set up dynamic special model of city structure in high-frigid ecological vulnerable region of Sichuan Tibetan area, propose the ecological optimization strategy of city spatial structure with the case study of Huolu, Danba. The research will improve the basic theory of the ecological optimization for urban spatial structure,and provide theoretical basis and guidance for the urban planning in Sichuan Tibetan area, which is very important for their sustainable development in the future.

城镇空间结构的生态优化机制是城乡生态环境问题凸显背景下的研究热点。不同地域的优化机理差异巨大，尚需有针对性地深入研究。申请者在前期研究中发现：城镇空间结构与环境系统之间存在复杂的互动适应机制，并牵涉经济、社会、文化等其它系统，其多系统耦合机制亟待探明，目前的研究还比较薄弱。四川藏区因经济发展相对滞后，受独特的社会、文化和脆弱的生态环境条件制约，其城镇空间发展与其它地域具有很大差异，研究薄弱。课题基于复杂系统分析理论，应用面板数据模型、数据挖掘分析、系统动力学建模仿真等方法，分析四川藏区城镇空间结构演进规律，研究相关系统间互动机制。提取生态限制因子，建立四川藏区高寒生态脆弱区城镇空间结构生态优化的动态空间模型，阐明耦合机理。以炉霍、丹巴等市镇为例进行仿真，提出其城镇空间生态优化对策。课题对完善城镇空间结构生态优化理论，为四川藏区城镇规划提供理论依据和实践指导，促使其可持续发展均具有重要意义。

基于城乡生态环境问题凸显的背景下，课题以经济发展相对滞后，受独特社会、文化和脆弱的生态环境条件制约的四川藏区城镇空间为研究对象，运用了复杂系统理论分析，数据的挖掘与分析，系统动力学建模仿真等方法。针对川藏城镇空间主要生态影响因子的梳理，总结其影响机制、空间脆弱性，以及适应规划的目标及优先工作等问题进行了深入研讨，并梳理出一些科学可行的政策建议。.主要贡献如下： 一、理论创新：深入研究四川藏区城镇空间结构探明其内在机理，阐明四川藏区城镇空间结构的演进过程、驱动因素和发展趋势，探明其社会、经济、文化、生态要素间普遍适用性的相互作用规则，明确其城镇空间结构与各主要功能系统之间的动态作用规律。. 二、方法创新：探明四川藏区城镇生态系统基于生态平衡的多系统互动作用和耦合机理，各主要功能子系统与空间结构的生态耦合作用的机理，建立四川藏区城镇多因素耦合演进的动态城镇空间结构模型。 .基于本次课题的研究发现，主要研究成果和结论如下： .1.有针对性的遴选了表征城镇空间分布型的指标和主要的生态影响因子，以此为基础，总结城镇空间分布型特征及规律；总结归纳生态因子影响作用、影响层级，建立生态影响框架。通过聚类分析实现生境分类，并在此基础上分类讨论各类生境下的主导生态因子的影响作用，以及城镇对不同生境的适应机制和未来发展趋势。.2．基于各生态因子的耦合作用机理，采用系统动力学的建模方法来构建四川藏区城镇空间结构与多功能系统耦合演进的动态城市空间结构模型。使用建模仿真软件建立四川藏区城镇的结构模型，并通过计算机仿真展示不同条件下空间结构模型的行为和结果。使其空间结构的演进能够被重复描述、解释、预测和规划。.3. 通过对典型城镇区域的生境评价与空间廊道系统进一步规划组织，在综合考虑四川藏区发展的生态效益、社会效益、经济效益同时，优化织补了四川藏区原有的自然生态格局，并进一步提出了具有适地性的实施管理措施。