基于生态热力学的城市网络结构模拟研究

基于生态热力学的城市系统网络结构的研究是实现城市生态规划和环境管理等实际工作优化与决策的关键理论问题之一。本项目拟选择涵盖中国不同功能定位的多个典型城市进行分析研究，吸收现有的生态热力学可用能流计算方法，创新性的将周边区域对城市的生态服务支持、外来污染侵袭及全球尺度的环境影响纳入城市网络核算体系；对处于不同城市发展过程的系统结构建立8种形式化结构分析方程范式和路径分析图，运用生态网络分析方法探讨不同外部隐变量对内部部门的影响机制，并最终得到城市演化的结构变化假说与案例验证；并针对当前节能减排目标选择单位GDP的COD、SO2、CO2排放量这三个环境污染负荷因子制定优化方案，使政策制定者能够确定如何在现有的经济基础上，以及在向生态经济转型的关键发展时期，避免支付高额生态成本和重复发达国家城市建设中的末端控制模式，推动社会系统的生态化转型实践，力求突破当前城市发展的瓶颈，促进城市的健康发展。

本项目围绕任务书的要求，通过开展系列现场调研与模拟实验，选择涵盖中国不同功能定位的多个典型城市进行分析研究，吸收现有的生态热力学可用能流计算方法，创新性的将周边区域对城市的生态服务支持、外来污染侵袭及全球尺度的环境影响纳入城市网络核算体系；对处于不同城市发展过程的系统结构建立多种形式化结构分析方程范式和路径分析图，运用生态网络分析方法探讨不同外部隐变量对内部部门的影响机制，并最终得到城市演化的结构变化假说与案例验证，全部完成任务书规定的研究任务，取得了一系列研究成果。项目执行期间，已在国际国内相关主流刊物上发表和录用论文23篇，其中SCI收录12篇，EI 收录13篇，出版专著1部，软件著作权4项，申请发明专利2项。本研究针对当前节能减排目标选择水和大气的污染物制定优化方案，使政策制定者能够确定如何在现有的经济基础上，以及在向生态经济转型的关键发展时期，避免支付高额生态成本和重复发达国家城市建设中的末端控制模式，推动社会系统的生态化转型实践，力求突破当前城市发展的瓶颈，促进城市的健康发展。