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| 編輯推薦： |
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本书从国家高质量发展规划入手，论述规划模型和参数需求，就国家层面城镇化与生态环境交互胁迫的系统动力学模型和参数等进行介绍。具有数量分析特色。适合区域研究、宏观规划和决策者阅读。
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| 內容簡介： |
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本书是国家自然科学基金重大项目课题四特大城市群地区城镇化与生态环境交互胁迫动力学模型与阈值测算结题报告和国家发改委委托研究项目《面向高质量发展的基础设施空间布局研究》的部分成果，出版成书具有重要的学术价值和社会效应。从国家高质量发展规划入手，论述规划模型和参数需求，就国家层面城镇化与生态环境交互胁迫的系统动力学模型和参数等进行介绍。本书在规划类图书中具有数量分析特色。区域研究、宏观规划和决策者阅读。
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| 關於作者： |
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顾朝林，男，1958年生，博士，清华大学长聘教授、博士生导师。主要从事城市与区域规划、城市地理学、区域经济研究。中国科协第九届委员，中国未来研究会副理事长，中国发展基金会学术委员会委员，中国城市科学研究会常务理事，中国土地学会土地规划咨询专家。曾获1989年中国科学院首届青年科学家、1999年教育部跨世纪优秀人才、2000年国家千百万工程第一二层次入选者、2000年国家杰出青年基金获得者等荣誉称号；获中国科学院自然科学三等奖一次（1994）、民政部科技进步一等奖一次（1997）、国家科技进步三等奖一次（1997），江苏省第六次哲学社会科学一等奖（1999），国家级城市规划优秀设计奖三次，省级优秀工程勘察设计奖六次。出版专著26部，教材3部，译著5部，发表英文学术论文66篇，中文学术论文302篇。在国内外多个学术影响力榜单中位居前列。
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| 目錄：
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第1章 高质量发展的新时代与规划转型
１.1 新时代国家发展大背景 1
1.1.1 高质量发展的基础和前提 1
1.1.2 国家高质量发展面临的问题 4
1.2 国家高质量发展及其发展特征与国家规划需求 7
1.2.1 高质量发展基本内涵 7
1.2.2 高质量发展的基础设施内涵 7
1.2.3 高质量发展的基础设施特征 8
1.3 国家高质量发展新需求 9
1.3.1 传统物质基础设施需求 9
1.3.2 人力资本提升需求 11
1.3.3 自然资本保育需求 11
1.3.4 新时代新消费需求 13
1.4 国家规划的转型与发展 15
1.4.1 增长与发展转型 15
1.4.2 生产与消费转型 18
1.4.3 规划对象的转移 19
1.4.4 走向定量规划 22
第2章 城市与区域定量研究进展
2.1 数理模型和模拟方法 25
2.1.1 早期的定量分析 25
2.1.2 时间序列回归分析 26
目录
VI
2.1.3 逻辑斯蒂方程 26
2.2 数量经济模型研究 27
2.2.1 可计算一般均衡模型 27
2.2.2 宏观经济模型 28
2.2.3 空间一般均衡模型 28
2.3 元胞自动机与智能体模型 29
2.3.1 基于自组织的分形城市模型 29
2.3.2 元胞自动机模型 29
2.3.3 智能体模型 31
2.3.4 多智能体系统模型 33
2.4 动力学模型和模拟研究 33
2.4.1 城市单要素研究 34
2.4.2 城市系统和土地扩张研究 34
2.4.3 城镇化与生态环境耦合研究 35
2.4.4 复杂大系统的动力学模型研究 36
2.5 多模型复合集成系统研究 36
2.5.1 CA SD复合模型系统 36
2.5.2 SD GIS集成模型系统 37
第3章 城镇化与生态环境交互胁迫的系统功能模块设计
3.1 城镇化和全球化及其对生态环境的影响 40
3.2 城镇化与生态环境系统分析框架 41
3.2.1 城市作为特殊的生态系统分析框架 41
3.2.2 城市作为耦合的系统分析框架 42
3.2.3 城市作为连结系统及城市治理 44
3.3 城镇化与生态环境交互系统的指标 45
3.3.1 国外城市与区域发展要素研究 45
3.3.2 中国城市与区域发展要素 46
3.4 中国城镇化与生态环境交互胁迫功能模块 49
3.4.1 区域的城镇化与生态环境系统 49
3.4.2 中国城镇化与生态环境系统构建概念图 50
3.4.3 城镇化与生态环境系统内外交互作用 50
3.4.4 区域的城镇化与生态环境系统流程图 51
目录
第4章 城镇化生态环境效应与驱动力分析
4.1 城镇化的生态环境效应 53
4.1.1 城镇化的正效应 53
4.1.2 城镇化的负效应 55
4.2 城镇化过程 57
4.2.1 经济发展 57
4.2.2 人口变化 58
4.2.3 社会转型 60
4.2.4 城市空间的延伸和重塑 61
4.2.5 紧缩城市 63
4.3 城镇化驱动力 65
4.3.1 工业化 65
4.3.2 现代化 66
4.3.3 全球化 67
4.3.4 市场化 68
4.3.5 制度改革和创新 68
第5章 多要素多尺度多情景多模块集成的城镇化与生态环境交互
胁迫的动力学模型
5.1 模型类型 71
5.1.1 系统动力学模型 71
5.1.2 数量经济模型 72
5.1.3 数理模型 73
5.1.4 元胞自动机与智能体模型 73
5.1.5 多模型复合集成系统 74
5.2 城镇化SD模型 75
5.2.1 文献综述与相关研究进展 76
5.2.2 中国城镇化SD模型构建 77
5.2.3 中国城镇化SD模型系统验证 83
5.3 基于水资源约束的城镇化SD模型 87
5.3.1 水资源子系统构建 88
5.3.2 水资源约束下的城镇化SD模型 89
5.3.3 模型检验 93
目录
5.4 基于土地资源约束的城镇化SD模型 94
5.4.1 土地利用SD模型构建 96
5.4.2 土地资源约束下SD模型 96
5.4.3 模型检验 101
5.5 基于能源约束的城镇化SD模型 103
5.5.1 城镇化能源SD模型 104
5.5.2 参数设定 110
5.5.3 SD模型有效验证和敏感性测试 112
第6章 城镇化与生态环境SD模型阈值及其计算实验
6.1 模型模拟中的阈值和数值研究 125
6.1.1 阈值研究 125
6.1.2 数值研究 126
6.2 SD模型阈值判断技术路线 126
6.2.1 弹性变量选择方法 127
6.2.2 阈值特征分析方法 128
6.2.3 阈值计算实验方法 128
6.3 SD模型的阈值判断过程 129
6.3.1 弹性变量选择 129
6.3.2 弹性变量阈值特征分析 131
6.3.3 弹性变量阈值获得 135
6.4 弹性变量阈值计算实验 135
6.4.1 计算实验模型构建 135
6.4.2 弹性变量阈值再获得 136
6.4.3 弹性变量阈值调整 138
6.5 SD模型模拟效果对照 139
6.5.1 城镇化水平 139
6.5.2 国内生产总值 141
6.5.3 能源供应量 141
6.5.4 需水总量 141
6.6 结论与讨论 141
第7章 城镇化生态环境SD模型的冗余和弹性分析
7.1 冗余和弹性分析 143
7.1.1 冗余分析 143
目录
7.1.2 弹性研究 147
7.2 弹性城市及其研究框架 151
7.2.1 弹性城市概念 151
7.2.2 弹性城市研究框架 152
7.2.3 弹性城市的规划研究 153
7.2.4 弹性城市规划的概念框架 154
7.2.5 弹性城市建设响应 154
7.3 区域弹性及其研究 155
7.3.1 区域弹性的概念 155
7.3.2 区域弹性的构成 156
7.3.3 区域弹性的实践 158
7.3.4 弹性空间规划应用 159
7.4 弹性城镇化的思考 160
7.4.1 基于经济多元化和创新发展城市发展战略 160
7.4.2 基于资源环境承载力的城市发展规模 160
7.4.3 基于脆弱性研究城市建设用地选址 161
7.4.4 基于社会资本积累和管治网络培育的社区规划 161
7.4.5 基于冗余性和多样性的基础设施科学规划 162
7.4.6 重视城市防灾减灾规划 162
第8章 基于生态环境能源约束的中国城镇化过程模拟
8.1 中国城镇化SD模型模拟 163
8.1.1 数据及其来源 163
8.1.2 模型系统参数设置 164
8.1.3 情景模拟
166
8.1.4 模拟结果 167
8.1.5 结论 168
8.2 基于水资源约束的中国城镇化SD模型模拟 169
8.2.1 数据及来源 169
8.2.2 情景与方案参数设定 170
8.2.3 中国城镇化水资源利用模拟 172
8.2.4 结论与讨论 173
8.3 基于土地资源约束的中国城镇化SD模型模拟 176
8.3.1 数据及其来源 176
8.3.2 系统参数设置 177
目录
8.3.3 情景设定 178
8.3.4 情景模拟 180
8.3.5 结论与讨论 188
8.4 基于能源约束的中国城镇化SD模型模拟 189
8.4.1 数据 189
8.4.2 情景设置 189
8.4.3 结果1 191
8.4.4 结果2 192
8.4.5 讨论与结论 196
第9章 资源环境能源约束下城镇化SD模型软件系统
9.1 资源环境约束下城镇化SD模型软件及模型构建 201
9.1.1 资源环境约束下城镇化SD模型软件 201
9.1.2 资源环境约束下城镇化SD模型构建过程 202
9.2 资源环境约束下城镇化SD模型方程 204
9.2.1 模型方程类型 204
9.2.2 主要方程 205
参考文献 229
名词索引 257
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| 內容試閱：
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进入21世纪以来，中国城镇化过程面临着日益严重的资源约束与生态环境胁迫，城镇化与生态环境的矛盾日趋严峻。最近的研究发现，人类活动尤其是大规模的城镇化过程是当下生态环境变化的重要影响因子，城镇化与生态环境之间存在交互促进、交互胁迫的复杂影响，这些影响具有全球性、区域性、长期性、不确定性，是一个复杂的科学问题。厘清城镇化与生态环境及其各要素之间影响的途径和机理，是认识、抵御、适应城镇化与生态环境变化的重要基础。但该方面研究依赖于基础研究知识的积累、监测数据的获取与模拟分析能力的提升。长期以来，自然科学家在生态环境变化（如气候变化、水文与水资源变化、土地覆盖变化、大气环境变化等）方面进行了卓有成效的定量模拟，有的领域甚至建立了精确的预报科学。社会科学家在城镇化过程及其与社会经济系统的关系等方面也开展了美轮美奂的定量模拟，虽然该类模拟由于城镇化及社会经济发展过程本身具有很多不确定性，模拟精度难以与生态环境变化的预测精度相媲美，但是随着方法手段的不断改进，其对国家和区域发展战略及政策制定的科学价值是不可估量的。
由于目前各国家研究力量参差不齐，数据分析与模拟预测的能力有限，很难开展系统、有效的城镇化与生态环境胁迫研究。在我国，作为国家规划的核心内容城镇化与生态环境的交互作用研究，长期以来也存在严重不足，尽管人们已开始对生态环境系统与社会经济系统的相互作用关系进行了大量研究，但多从水资源、土地资源、能源等生态环境的个别要素与社会经济各要素之间的关系进行定量模拟，对城镇化与生态环境交互胁迫的系统模拟处于薄弱环节，尤其是通过多学科交叉、多要素耦合、多模块集成和多情景模拟的定量研究几乎还处在空白状态。因此，构建巨型地区多要素多尺度多情景多模块集成的城镇化与生态环境交互胁迫时空耦合动力学模型和阈值模型，核算城镇化与生态环境互载互胁的临界阈值，反算资源环境保障程度阈值，具有十分重要的现实与科学意义。
本书是国家自然科学基金重大项目特大城市群地区城镇化与生态环境交互胁迫研究第四课题动力学模型与阈值测算 的主要研究成果，通过水资源、土地资源、能源等重要生态环境要素作为城镇化外部以及城镇化过程的系统内部主控要素，构建多要素多尺度多情景多模块集成的时空耦合系统动力学模型，定量分析水资源与生态环境、土地资源与城乡建设和经济发展、能源和气候变化与城镇化的交互影响，针对城镇化与环境生态系统之间存在的不确定性高 随机性强与破坏性大等问题，对国家城镇化与生态环境交互胁迫过程进行中长期预测模拟，通过互载互胁的临界阈值调整和模拟，形成了20202050年国家城镇化过程与社会经济发展、资源环境容量（主要包括水资源、土地资源）以及能源约束的国家发展多情景模拟优化方案，为国家可持续能力、改善人居环境、推动产业结构升级、优化国土空间格局的国家规划提供决策参考。
图1 课题4 研究内容及其与相关课题关系示意本课题以特大城市群地区城镇化与生态环境交互胁迫的时空特征（课题1）及病理分析（课题3）为基础，遵循特大城市群地区城镇化与生态环境交互胁迫的近远程耦合机理与规律（课题2），在现有中国城镇化系统动力学模型基础上，强化特大城市群地区城镇化与生态环境交互胁迫研究，将水资源、土地资源、能源等重要生态环境要素作为国家城镇化过程的系统内部主控要素，重构巨型地区城镇化与生态环境交互胁迫的多要素多尺度多情景多模块集成的时空耦合系统动力学模型，并利用城镇化前言与生态环境交互胁迫的时空特征及病理分析数据库进行城镇化与生态环境交互胁迫系统动力学模型的有效性检验和模拟阈值测算及阈值模型建构，搭建定量研究巨型地区城镇化的系统科学平台，为空间决策可视化（课题5）平台提供研究数据支撑。
本项研究主要在已有中国城镇化研究SD模型基础上，强化生态环境要素对大城市群的主控作用研究，分别构建水资源、土地资源、能源等生态环境的主控要素与城镇化的交互胁迫模型，并进行单要素阈值模拟。在国家尺度，重构城镇化与生态环境交互胁迫的多要素多尺度多情景多模块集成的时空耦合系统动力学模型，并采用19782019年数据进行模型的有效性检验，确定模型模拟参数和阈值获取方法和途径；通过确定有效性、强壮和敏感性的SD模型，运用多要素多尺度多情景多模块集成的城镇化与生态环境交互胁迫动力学模型，按照20202050年间国家发展目标进行多情景多方案模拟，测算国家层面经济、社会、资源、环境和生态等重要指标阈值和参数，为国家规划提供决策参考。
本课题研究工作按照筛选系统要素主控变量构建系统功能模块构建系统动力学（SD）模型SD模型可信度检验求解临界阈值SD模型系统调试国家发展多方案多情景模拟 的技术路线展开。清华大学、中国科学院地理和资源研究所、华中科技大学、南京师范大学和华中师范大学约35位老师和研究生组成课题研究组，进行了为期四年的研究，发表英文学术论文50余篇，中文学术论文100多篇，出版学术专著5部，获得软件著作权6项。这本专著是在上述课题主要研究成果的基础上，对国家规划层面的研究成果的系统化编著。由于时间和学术水平的限制，不当之处，敬请读者批评指正。
2020年6月5日
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