avatar avatar 我的文献 基于系统动力学的西安市土地综合承载力评价与预测研究 作者 滕宇思 单位 西北工业大学 导师 夏维力 关键词 土地综合承载力; 系统动力学; 评价指标体系; 动态仿真模拟; 西安市
摘要
土地资源不仅是人类维持生产生活的基础,也是人类社会发展的重要前提条件。随着经济发展和城市化进程的不断加剧,人口增多、耕地减少、水资源短缺、环境污染等问题日益突出,给城市领域的土地系统带来巨大压力,甚至使其出现超负荷状态。因此对土地综合承载力的研究不仅对实现土地可持续利用具有重要意义,同时也为合理制定城市可持续发展规划提供了重要的参考依据。本文结合可持续发展、系统科学、资源稀缺、土地综合承载安全等相关理论,对土地综合承载力的现状和未来发展趋势进行了评价和预测。首先,本文对国内外相关的土地综合承载力研究进展做出了归纳总结,对现有研究方法及其中存在的问题进行了探讨和分析。然后结合西安市土地利用现状,依据承载客体的不同将土地综合承载力系统分为四个子系统,由水土资源、生态环境、经济技术、社会发展子系统组成。根据西安市实际发展特点,选取合适的评价指标,构建西安市土地综合承载力评价指标体系。运用均方差决策法对西安市1994~2013年的土地综合承载力现状和动态变化进行评价分析。其次,利用系统动力学方法建立西安市土地综合承载力系统模型,并对其进行检验与修正。根据灵敏度分析结果设定五种仿真方案,分别为现状延续、经济优先、资源集约、环境保护和协调发展。采用系统动力学软件Vensim DSS 5.8对系统模型进行动态仿真预测和方案优选,从而分析出西安市未来土地综合承载力的最佳发展模式。最后,结合西安市的土地利用现状和不同政策的影响因素,根据仿真结果为其土地综合承载力的提升和土地可持续利用提出具有针对性的对策和建议。本文主要的研究内容和创新点如下:第一,本文选定城市领域的土地综合承载力为研究对象,拓展了土地承载的主体和客体。由于城市系统的复杂性,使其土地综合承载力的研究必须具有系统性,其承载主体从以往以耕地为主的单一土地利用类型拓展到更多类型,包括耕地、其他农用地及城市建设用地等。土地的承载客体也由以往以粮食生产、人口规模为主的单一要素扩展到城市社会经济发展的方方面面,尤其同时考虑到水土资源利用和生态环境因素对城市土地承载力的影响,进行了全方位多维度的详细分析,为国内相关研究提出新的研究方向。第二,本文以动态、发展的研究视角对城市土地综合承载力进行了评价和预测研究。现有对土地承载力的研究大多以静态分析为主,主要集中在对土地综合承载力的现状进行评价研究,往往缺乏对其未来发展趋势的预测分析,忽略了系统的流动性和反馈性。本文以可持续发展为原则,关注土地综合承载力系统的动态性,及其构成要素的流动性,同时考虑不同政策的发展因素,采用系统动力学方法,依托Vensim构建以城市区域为主体的系统动力学模型,并对其进行动态仿真预测和方案优选,从而能够更加准确的观察研究区未来的土地综合承载力发展趋势,并为其制定出符合土地可持续利用和城市可持续发展要求的对策和措施,探索了系统动力学研究的新领域。第三,本文使用同一评价指标体系和计算方法,将评价与预测有机结合,建立了较为完整、科学的土地综合承载力研究方法。首先,现有的研究大多单独对土地综合承载力进行现状评价或未来预测,较少将其现状与未来发展趋势综合起来进行分析。本文将仿真预测的结果代入现状评价的计算方法中,评价与预测互为引导,清楚展现研究区不同历史阶段的土地综合承载力状态,使研究结果更具统一性和完整性。其次,目前对土地综合承载力进行的评价,大多采用AHP、德尔菲法等,此类方法主观性较强,很难客观的反映研究区的土地综合承载力状态。本文结合均方差决策法与系统动力学模型,建立了更完备的反馈关联,对于目标的评估与预测更科学有效。另外,由于各子系统对土地综合承载力的影响并非简单的求和或取均值,而是互相影响、共同耦合而成的,为了同时兼顾实用性与合理性,本文结合研究区的实际情况,改变以往对子系统取平均值求得综合承载力的计算方法,在系统模型中根据各子系统的权重值最终确定土地综合承载力,使评价结果更具准确性。第四,本文从各子系统存在的具体问题分别提出解决措施使对策研究更具针对性。以往的研究通常从总体出发,提出的对策和建议较为笼统、宽泛,缺乏针对性,本文通过对西安市土地综合承载力的现状模式进行分析,分别从水土资源、生态环境、经济技术、社会发展四个方面提出相应的可持续发展策略,并且结合不同的政策发展因素,根据仿真方案的预测结果从人口规模和经济总量两个方面分别对西安市未来不同发展模式下的土地承载潜力进行分析,从而提高了对策建议的可行性。本文设定了五种仿真方案对西安市未来的土地综合承载力发展趋势进行模拟预测,实证研究结果显示,与其他方案相比,协调发展方案是最合理的发展方案。在该方案中,西安市的土地综合承载力在2025年将达到0.9091,趋近于1,处于高级状态,但其水土资源承载力仅为0.7872,介于0.6~0.8之间,处于较高级状态。表明西安市未来在水土资源利用方面应侧重提高资源利用率,适度控制城市发展规模,特别是建设用地规模,并更加合理的进行城市发展规划,提高其水土资源和社会发展承载力;同时还应大力改善城市生态环境,增加城市绿地、林地等生态用地面积,增强其生态环境承载力。通过各类子系统承载力水平的不断优化,完成对西安市土地综合承载力的提升,这将是实现城市土地可持续利用及城市未来可持续发展的重要手段。
下载 cnki {{liketext}}
©2018 - iData {{ message }} 关闭