基于BP神经网络的京津冀城市群可持续发展综合评价

在综合分析了京津冀城市群各城市功能定位的基础上,构建了包含经济发展、社会发展、科技创新和生态环境4个子系统的城市可持续发展评价指标体系,运用2006—2015年的数据,采用熵值法和BP神经网络对京津冀城市群可持续发展能力进行非线性测度与分类,结果较为理想。结果表明:(1)北京和天津处于高可持续发展水平,可持续发展能力在空间上呈现出以京、津为中心随距离递减的趋势,最南端的邯郸和邢台处于低可持续发展水平;(2)北京可持续发展能力呈现下滑趋势,其他城市可持续发展能力逐年稳步上升,大城市可持续发展压力较大;(3)城市在不同子系统中存在各自的优劣势。各个子系统在可持续发展中均起到重要作用,城市宜结合各自子系统的优、劣势制定具有针对性的发展对策。     

基于能值分析的福州与厦门城市生态系统比较研究

能值分析方法(Emergy Analysis)为综合评价城市复合生态系统提供了新的手段和方法。以福州和厦门为研究对象,对其城市各种生态流进行计算和归类,建立了相应的城市复合生态系统与可持续发展能值指标,并对两城市复合生态系统中自然、经济、社会三大子系统进行了综合评价与对比分析。结果表明:厦门在经济发展水平和社会人均福利方面优于福州,在生态安全和可持续发展能力方面落后于福州。从能值角度出发,福州应加快城市基础设施建设,加强城郊地区能值反馈,科学引导人口转移;厦门应积极发展绿色产业,降低生产能耗物耗,提高废弃物循环利用率;两城市应加强区际资源互补和消除技术壁垒,促成两城市互补、互利、可持续发展。     

基于能值和产业视角的兴文县可持续性评价

区域生态系统对人类生产生活有直接或间接的影响,从产业视角探究其发展状况对实现可持续发展有重要意义。本文运用能值方法对西南山区典型县域——兴文县2005—2011年间社会、经济、环境状况做了详细分析。结果表明:兴文县发展重心由农业转向工业和旅游业;社会子系统发展较快,对此,工业和旅游业有最突出贡献;经济发展较快,但仍处于较低水平,经济模式粗放;产业的社会、经济和环境功能相互独立。总体而言,兴文县社会和经济发展状况较好,但日益增大的环境压力挑战着当地的可持续发展。     

基于生物物理视角的城市生态竞争力

研究城市的生命支持系统、系统解析城市运行的生物物理代谢过程是深入揭示现代城市"病"产生机理与作用规律的新视角.借助生态能量学方法之一 --能值方法对城市生态经济系统进行了系统分析,并构建了综合性城市生态竞争力指数UECCI,将之应用于北京、上海和广州3个案例城市1990年到2005年的评价中.同时,引入并整合台北(1991和1998年)和澳门(1990、1993、1995、1997、2000、2003和2004年)的能值分析结果进行参照对比.结果显示:研究期内3个案例城市生态经济系统的演化趋势呈现很好的一致性,但广州的UECCI一直高于北京和上海,广州城市生态经济系统在可持续发展的长远尺度上似乎更具有生态竞争力;与台北与澳门的进一步比较发现,尽管中国大陆城市经济发展程度不及台北与澳门,其UECCI总体上却高于台北和澳门.     

基于能值分析的厦门城市代谢可持续性评估

生态城市建设是中国城市转型发展的关键节点,对中国生态文明和新型城镇化发展具有推动作用。研究以中国典型的生态城市厦门市为例,基于城市代谢框架结合能值分析法,对厦门市代谢系统进行各项能值流的核算,构建2010-2017年厦门市能值指标评估体系,选用可持续发展指数、可持续发展能值指标、城市健康水平能值指数3项指标综合评价其生态可持续性,选取部分能值指标与珠海市、深圳市进行对比分析,以期为中国生态城市的可持续发展提供科学参考。结果表明：（1）2010-2017年,厦门市总能值呈上升趋势,2017年的总能值为2.51×10²⁴ sej,是2010年总能值的1.65倍,货币流能值显著增加,废弃物流能值下降。能值自给率由98.30%逐渐递增至99.20%,能值产出率由8.30%逐渐递增至15.20%,环境承载率小于3,属于环境低负荷状态。（2）厦门市可持续发展指标处于1-10之间,表明其生态经济系统具有活力和发展潜力,可持续发展能值指标由2010年的3.67增加至2017年的7.76,表明厦门市的可持续发展性能愈来愈好,城市健康水平能值指数由2010年的6.21上升至2017年的25.80,表明厦门市生态系统处于健康可持续发展的状态。（3）厦门市与珠海市、深圳市的能值指标对比分析表明,厦门市与珠海市均处于富有经济活力与生态可持续发展潜力阶段,且厦门市代谢系统的可持续发展水平整体优于珠海市与深圳市。（4）总体来看,厦门城市代谢系统处于可持续发展阶段,生态城市的建设有利于厦门市实现生态经济的可持续发展,研究对同类型生态城市的建设与可持续发展具有理论参考价值。     

林业资源型城市生态-经济-社会协调发展的定量测度——以黑龙江省伊春市为例

把握城市独特的生态-经济-社会系统协调优化特性是实现林业资源型城市可持续发展的重要前提。研究从生态、经济、社会3个维度构建了林业资源型城市复合系统的测度评价指标体系,应用熵值法、耦合协调度模型,采用2005-2018年时段生态、经济、社会数据,对伊春协调发展状况进行实证测度评价,运用障碍度模型分析影响系统协调发展的主要因素,采用GM （1,1）灰色预测模型进行发展预测。结果表明：（1）综合发展指数呈上升态势,促进生态-经济-社会综合发展的主要动能历经了从生态到经济,再到生态为主要动力的发展过程,三个子系统发展水平呈趋同态势,推动三维系统的均衡协同是未来发展的重要方向;（2）三维系统耦合度稳定在较高水平,系统间相互依赖、相互作用程度较高,协调度呈波动上升,实现了由勉强协调、经济滞后发展向良好协调、同步发展的转变,协调状态趋向良好;（3）三维系统中社会子系统对协调发展的障碍度最大;人口自然增长率、建成区绿化覆盖率、GDP增长率、第三产业就业人数比重4个指标是制约近期协调发展的主要障碍因子;（4）2019-2030年,生态、经济、社会子系统发展指数及协调度的预测值均呈上升态势,生态-经济-社会复合系统将向更高级的协调发展状态演进,经济发展将再次成为促进生态-经济-社会综合发展的主要动力;加强生态建设,引领生态创新,大力发展生态经济,提高社会发展水平,着力降低障碍因子对协调发展的阻力作用,实现生态-经济-社会的联动健康发展是伊春未来重要的努力方向。     

海峡两岸16个沿海城市生态系统功能比较

城市是一类社会-经济-自然复合生态系统,辨识其复杂的功能特征,需要一套科学的评价指标体系。选择北京、上海、深圳、广州、宁波、温州、天津、厦门、大连、无锡及台北、高雄、新竹、台南、台中、基隆16个中国大陆东部沿海与中国台湾岛西部沿海典型城市为研究区,结合城市生态系统理论、国家生态市建设指标、国内外生态城市评价指标及两岸沿海城市特色指标,构建两岸沿海典型城市生态系统功能评价指标体系,评价其社会、经济、自然子系统各自的功能及其协调发展程度。在自然子系统方面,由生态空间为基础,通过量化其提供的服务与自身代谢能力,说明自然子系统功能;社会子系统则通过其自身基本的人口承载能力、安全保障相关的社会稳定性及城市文化延续性进行判断;经济子系统功能需涉及当前的状态与未来的发展潜力,在此分别由生活富裕度与产业竞争力两方面进行探讨。基于3个子系统标准化后的数值构建协调系数,借以量化子系统间的协调发展情况。研究结果表明,由于台湾地区城市发展阶段相对超前,演化过程也相对成熟,于社会、经济子系统及整体功能上都有较高的功能值。依据本研究现有数据分析结果,16个典型城市中,单就各个子系统功能得分,自然子系统功能以台湾地区基隆市及大陆地区温州市较佳,社会子系统以台湾地区台北市及大陆地区厦门市较佳,经济子系统以台湾地区台北市及大陆地区北京市较佳。由于子系统间的协调发展有助于城市生态系统整体功能的提升,因此,台湾地区的基隆市及大陆地区上海市在社会、经济及环境保护的协调发展上亦有另一方面的借鉴意义。     

中国“三大经济模式”的可持续发展——以真实发展指标对6个典型城市的可持续性评估为例

“珠江模式”、“温州模式”、“苏南模式”的发源地是中国经济发展的前沿地带,评估其可持续发展情况对中国经济的下一步发展具有重要的指导意义.本文采用真实发展指标(GPI),评估了1995—2012年中国“三大经济模式”下广州、深圳、温州、苏州、无锡、常州6个典型城市的可持续发展情况.结果表明: 研究期间,6个城市的GDP呈指数型增长,但GPI在1995—2005年间并无增长,2005年以后才开始上升,GPI与GDP的差距越来越大;“珠江模式”虽然经济增长迅猛,但经济、社会、环境损耗突出,实现其可持续发展必须解决分配不均、交通拥堵、环境污染等问题;“温州模式”人均GPI后期与其他城市拉开差距,发展后劲不足,贫富差距突出,社会账户水平较低且增长缓慢,发展方式亟待转型;“苏南模式”虽然资源消耗较为突出,但各类损耗处于中等水平,经济增长迅猛,社会账户水平稳步提高,GPI所反映出的真实发展水平也较高,相对具有可持续发展潜力.“三大经济模式”应持续关注可持续发展的经济、环境与社会三大方面,而“珠江模式”、“温州模式”应更积极地寻求发展转型.     

基于能值及系统动力学的中新天津生态城可持续发展模式情景分析

可持续发展动态评价是确保我国第一个国际合作建设的中新天津生态城项目成功的关键基础之一.在对中新天津生态城自然经济状况、功能结构和规划建设指标体系等分析基础上,将能值分析和系统动力学方法相结合,基于功能流视角将生态城系统划分为能物流、货币流及人口流子系统,构建了中新天津生态城可持续发展的能值评价指标体系及系统动力学模型,设计了惯性情景、科技情景、经济情景、环保情景及协调发展情景等5种生态城发展情景,并对各情景下的可持续发展状况进行了仿真和动态评价分析.结果表明：在经济与环境协调发展情景下,中新天津生态城的GDP、能值积累量、货币积累量均呈稳步增长趋势,能值废弃率、废弃物能值比、环境负载率等较小,能值可持续指标(ESI)和生态效率指数(UEI)均处于较低水平,但比其他几种方案更具活力,是中新天津生态城的最佳发展模式.     

基于能值和数据包络分析的城市复合生态系统生态效率评估

生态效率是定量分析生态系统中社会、环境、经济投入与产出关系的有效工具,对量化城市复合生态系统的可持续发展水平起着重要作用。本文综合能值分析和数据包络分析方法,构建新的能值评价指标和新的城市复合生态系统生态效率度量模型指标,并以沈阳为例,从城市能值流和生态效率角度分析城市系统资源、环境、经济的可持续发展情况。结果表明:2000—2010年,沈阳市生态效率呈现波动上升的变化,能值产出率呈波动下降后缓慢上升趋势;环境负载率上升趋势明显,城市发展面临的资源压力不断增大。沈阳市在今后的城市生态系统建设中,应着重优化能源利用结构,提高不可更新资源利用率,促进废弃物资源化利用,全面推动城市可持续发展。     

典型资源型城市生态承载力评价——以唐山市为例

资源型城市生态承载力评价研究的开展对促进资源型城市自然-经济-社会复合生态系统健康可持续发展具有指导意义。以唐山市作为案例城市,基于资源型城市独特的生态系统特点,从生态弹性力、承载媒体的支撑力、承载对象的压力三方面提出对生态承载力进行量化的研究方法,构建了较完整的生态承载力综合评价指标体系,利用主客观相结合的赋权方法,对唐山市生态承载力状况进行评价,探讨了2001—2010年10年间唐山市生态承载力变化趋势。结果表明:唐山市在研究时段内,生态弹性力指数波动强烈,表明生态系统的稳定性较差;承载媒体的支撑力指数逐渐增大,指数由0.111上升至0.898,显示系统的承载指数越来越高;承载对象的压力变化较为复杂,呈现先降后升,近几年又略有下降的趋势;系统的生态承载力整体上呈现波动性上升趋势,综合指数由0.345上升至0.720,说明唐山市生态系统的承载能力不断提高,但资源依赖型发展模式带来的资源短缺、环境污染和生态破坏等问题仍是制约生态承载力进一步提高的主要因素。研究成果客观地反映了唐山市生态承载力状况,对于唐山市未来的发展提出了合理的对策和建议,可为其他地区生态承载力研究提供一定借鉴。     

京津冀城市群空间扩张及其经济溢出效应

随着我国城市化的快速发展,区域城市之间的联系逐渐加强,不同的扩张模式对城市间经济增长溢出效应会产生不同的影响。基于Capello模型,计算了京津冀城市群地区13个城市扩张带来的经济增长溢出效应,通过比较扇状扩张城市和轴向扩张城市得到和给出的城市增长溢出效应,研究了不同扩张类型城市溢出效应的差异,以及京津冀地区经济增长溢出效应的空间分布特征。结果表明,京津冀城市群地区城市间经济增长溢出效应明显,北京和天津给出的溢出效应远高于其他城市,扇状扩张城市比轴向扩张城市更有利于城市之间的增长效益溢出。京津冀地区已经形成了以北京、天津、廊坊和唐山为中心的核心区,石家庄、保定为核心的次级核心区,位于城市群边缘的城市与核心城市联系较弱,在未来的城市群发展中,可通过政策和规划优化城市形态,使城市空间形态更有利于城市经济发展。     

Emergy analysis of regional water ecological–economic system

The theoretical framework and methodology of a water ecological–economic system (WEES) assessment based on emergy synthesis are proposed in this paper. Through calculating ecological and economic inputs and outputs within and outside the complex system, this paper discusses the system's economic situation, water resources development and system sustainability based on a series of emergy indicators. Besides traditional indices, following the principle of system assessment, four new indices, water emergy ratio (WER), water emergy utilization ratio (WEUR), water emergy self-support ratio (WESR), and water emergy density (WED) are formulated to assess the state of water resources development quantitatively. Taking the Zhengzhou water ecological–economic system as a study area, through the comparison of the systematic indicators of Zhengzhou with those of the selected Chinese cities, the general status of the Zhengzhou water ecological–economic system in China is identified. The results also show that most indicators of Beijing are located at middle levels among the selected Chinese cities. In particular, the sustainability, expressed by the indicators emergy-based sustainability index (ESI) and water resources population carrying capacity (WPC) were 1.34 and 1.94 million, respectively, in Zhengzhou in 2005, which indicates that the Zhengzhou WEES is in heavy pressure of water resources and is located at low levels of sustainability.     

京津冀城市群能源供需与城市化的关系模式

城镇化发展加剧了城市对能源的消耗,进而加剧了能源供需不平衡,这种不平衡已经成为限制城镇化发展的重要因素。目前,城市群作为我国城镇化发展的重要形式,充分发挥城市群的协同效应以减缓能源供需矛盾,对实现区域可持续发展具有重要意义。研究以京津冀城市群为例,从地级市尺度系统地核算了2001—2015年能源供应和需求量,并采用ward聚类方法划分3种不同类型的能源供求特征,并分析了每种类型的能源供需特征差异。同时,以能源供需比值表示供需差异并进行了比较。在此基础上,采用多指标综合分析方法进一步探讨了能源供需与城市化的关系模式。结果表明:(1)京津冀城市群不同城市能源的供求特征及变化存在明显的时空差异。一方面,从能源供给特征来看,年平均能源生产量较高的城市(天津市)能源产量由上升转变为平缓变化趋势,而低产城市(石家庄市)呈不稳定的变化趋势,两类城市平均能源产量相差2497.66万t标准煤;另一方面,从能源需求特征来看,北京、天津市等能源高耗城市能源消费近年来趋于下降趋势,而低耗型城市(沧州市)近年来呈波动变化,二者平均差值为4752.49万t标准煤;(2)基于能源供需比值,京津冀城市群所有城市均表现为能源供不应求,且不同城市能源供需缺口差异明显。其中,天津市能源供给能力最强,但其生产量却不及自身消费量的65%,而供给能力相对最弱的城市保定市,其能源需求几乎完全依赖外部能源供给;(3)城市能源供需与城市化水平之间关系不完全一致。研究对能源供需模式与城市化模式不一致的城市,划分了先进型和滞后型两种关系模式。对于先进型的城市,主要有北京市、沧州市和廊坊市,它们的城市化水平相对较高,分析认为其能源开发利用相对集约;而属于滞后型的城市,包括唐山市、邯郸市和邢台市,其城市化水平偏低,分析认为这类城市能源开发利用效率低、发展方式相对粗放,是城市群能源效率提升的重点。本研究旨在为今后的城市群能源规划提供科学依据,建议北京市等能源相对集约型城市带动唐山市等发展方式粗放、落后的城市,以提高京津冀城市群整体的能源效率。     

辽宁省生态经济系统能值分析

运用能值分析方法,对辽宁省生态经济系统1990—2005年的能值流量和由于资源输入、产出、消耗所带来的环境压力及其与可持续发展的关系进行了研究.结果表明,辽宁省总能值用量中有74%以上是不可更新资源,2005年实际人口超过可承载人口的326倍;研究期间,能值产出率从65.40减少到10.13,环境负荷率由2.72上升到7.18,可持续发展指数从24.03下降到1.41.支撑辽宁省经济较快增长的主要是不可更新资源的大量消耗,研究区经济发展对生态系统的压力越来越大,对外部资源的依赖逐渐增强,系统可持续发展能力不断下降.要实现区域可持续发展必须以减量化、再利用、资源化为准则,促进废物再利用和资源的闭合式良性循环,以实现废弃物的最小排放.     

京郊农业生物循环系统生态经济能值评估——以密云尖岩村为例

国内外学术界和决策者对于循环农业给予了相当关注,但关于循环农业研究,从产业经济角度进行定量分析目前仍处于相对匮乏状态.以京郊典型的尖岩村农业生物循环农业范式为案例,采用能值方法,以翔实的数据描述了从种植、养殖到食用菌生产的各个阶段能量输入与输出,通过能值评估指标体系判断在整个循环产业链条中,各生产环节对环境经济产生的影响,结果显示:(1)农业生物循环系统的能值投资率(2.57)较养殖(116.23)、食用菌子系统(158.73)低;环境负荷率(1.40)也较养殖子系统(7.24)、食用菌子系统(13)低,表明,该循环模式可减少对自然资源和外来经济投入的依赖,能够获得自身的资源补偿.(2)农业生物循环系统的净能值产出率和可持续发展指数较高,说明,该模式有较强的获利性,是较理想的产业系统,在北京郊区推广价值较高.     

基于能值分析的环太湖城市群生态经济系统可持续发展研究

采用能值理论与分析方法,研究2015年环太湖城市群生态经济系统的能值流量,并构建多维度的生态经济系统指标体系,综合评价环太湖城市群可持续发展程度和健康水平。研究结果表明：（1）可更新资源利用不足,在能值利用总量中占比最大值仅为7.95%;（2）不可更新资源消耗过度,在能值利用总量中占比最小值达到56.95%;（3）（除苏州市外）可更新资源产品中肉类与水产品占比最小值已达63.08%,急需对传统的农业结构进行调整;（4）不可更新资源产品均以水泥和钢铁为主,占比最小值已达88.02%,应该加快传统的工业转型升级;（5）输入能值占比最大值仅为36.27%,商品进出口呈现贸易顺差,对外经济开放仍有发展空间;（6）废弃物与可更新能值比率最大值仅为12.8%,废弃物能值比最小值仅为0.19%,废弃物排放和利用水平有待提高;（7）湖州市可持续指标ESI和能值可持续发展指标EISD为1.59和2.99,在环太湖城市群中更具可持续发展潜力;（8）苏州市健康能值指数EUEHI和改进的健康能值指数EUEHI''为8.22和1.65,在环太湖城市群中健康水平较低。据此结果提出了有助于环太湖城市群经济社会发展与自然生态环境和谐共赢的可持续发展对策。