基本介紹
- 中文名：基於多智慧型體的城市化與生態環境協同演化模擬研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊海波
- 依託單位：鄭州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著國家城市化水平的不斷提高，城市化與生態環境的協調發展成為研究熱點，本項目以黃河三角洲所在的東營市為例，套用遙感與GIS技術研究城市化發展過程與生態環境協同演化的規律和調控機制，為促進國家城市可持續發展提供科學論證與技術支持。本項目在前期研究工作基礎上，進行城市生態環境因子的遙感定量分析與統計數據的空間化分析；研究不同尺度下(時間、空間和專題類型精度)城市空間擴張與景觀格局變化規律，分析城市空間結構發展的模式；提出基於柵格的生態足跡評價模型，進行生態效率與生態環境質量的分析，進而綜合反映城市化過程的生態環境效應；研究多智慧型體的行為與兩個元胞自動機層(城市要素層和生態環境層)的轉換規則，實現三者耦合作用下的城市土地利用空間模擬；進行城市化與生態環境協同分析，研究城市發展不同階段和不同空間上出現最佳協調發展度的特徵，進而提出城市化與生態環境協同演化的調控機制。
結題摘要
（1）城市擴張及景觀變化：（1984-1992年）城市擴張速度較慢以外延式發展為主，城區周邊耕地轉化為建設用地比例為10.64%，（1993-2010年）城市擴張速度較快以外延式+填充式擴張形式為主，耕地轉化為建設用地比例增大為16.84 %，未利用地轉為城市用地的比例由（1984-1992年）1.67%增加為3.04 %，但人口增長導致部分林地、草地等生態用地變為耕地。（2）城市化過程的生態環境效應綜合分析：提出耦合了基於生態環境質量評價、生態足跡可持續評價、模糊集對分析的景觀生態評價和基於熵權模糊物元的生態系統健康評價的多層次綜合評價方法，進行不同城市化進程與未來不同情景下的生態環境效應的分析，整體評價結果表明1996年＞2004年＞2000年，對2020年進行情景評價，結果表明可持續發展相較於經濟發展的模式，可以提高生態環境質量和生態系統健康，但由於人口增加與城市擴張導致填充式擴張會引起景觀破碎的變化；另外，對城市擴張引起的城市熱島效應研究，研究表明在1992、2004和2008年主城區與郊區的平均地表溫度之差為0.56℃、1.54℃和3.35℃，熱島強度隨著城市擴張進一步增強。（3）城市擴張土地利用空間模擬：提出生態環境狀態反饋的城市擴張空間模擬方法，通過設定政府智慧型體、居民智慧型體、商業智慧型體的行為規則進行城市用地模擬，把生態環境評價結果作為重要的反饋引入元胞自動機層（城市要素層和生態環境層），套用馬爾柯夫模型與元胞自動機結合多智慧型體進行城市擴張模擬, 模擬結果表明東營市在2015年和2035年土地利用變化主要是城鎮建設用地的增加，水體變化較小，草地面積和未利用地減少。其中2015年和2035年的城鎮建設用地面積與2010年的城鎮建設用地相比較增加了1.11和1.95倍。（4）城市化擴張與人口速度合理性分析：基於彈性係數模型和異速增長模型進行城市擴張的合理性分析，在1984-1993、1993-2001和 2001-2010三個時段，建成區擴展彈性指數從1.038增加到1.577和2.455。另外城市用地的異速增長係數也從1984-1996的1.006增長到 1996-2010的2.292，遠大於1，都說明2000年後城市建成區的用地擴展明顯快於人口增長速度，呈現不協調態勢。
