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第9章城市生态系统的系统分析.pptVIP

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第9章城市生态系统的系统分析

第九章 城市生态系统的系统分析;城市生态学研究的核心是城市生态系统的系统分析,即对城市生态系统内错综复杂相互关系的辩证分析、预测与调整。 ;系统分析除了继续依赖经验、实物模型等传统手段外,越来越多地以数学和计算机作为工具。 城市是一类极其复杂的人工生态系统,其中各种社会、经济、自然因素通过各种功能和反馈关系结成一个错综复杂的时空网络。 对于城市这个巨大的复杂系统,如果不使用强有力的分析手段,是不可能进行分析处理的,故系统分析已成为城市生态系统研究中的重要手段。;第一节 城市生态系统分析的步骤; 1.边界确定 边界确定包括对所研究系统性质的确定和范围的确定。 确定研究系统的性质是系统分析的起点;系统范围可以按研究目的、经费来源和有关部门的要求以及相关单位的协同情况来选定研究的区域,划定一定的边界。 城市生态系统的边界划分必须是管理上或地理上有明确定义的,如按区域生态划分、按行政界限划分、按物资集散关系划分。一般来讲,把自然地理联系以及社会经济联系较为密切的地区或一个城市的市区和市郊成在一起较为合理。;;(4)生态经济圈:以城市生态系统的物质能量流动规律及社会经济联系密切程度划界,包括上海市及邻省近沪各县。 (5)腹地:主要以原材料供应地及产品销售市场划界,包括华东地区及长江沿岸地区原材料供应地及产品销售地。; 2.系统辨识 系统辨识包括系统结构组分辨识、功效辨识和过程辨识(王如松,1988)。 (1)组分辨识:城市生态系统中结构组分辨识主要包括环境辨识、资源辨识、人口及人类活动辨识、土地利用强度辨识等。;(2)功效辨识:城市生态系统辨识的第二步是系统功效辨识,即辨别城市的生产功能、生活功能和还原自净功能等的高低和效益的好坏。生产功能常以经济效益来衡量;生活功能反映城市的生活质量,包括居民的收入水平、供应水平等;城市的还原自净功能包括污染消除效应、生物效应、地学效应等。;(3)过程辨识:对城市生态系统进行辨识,不仅要注意考察系统在空间上的纵横交错的联系,而且还要注意研究系统在实践上发展变化的趋势和规律。 任何系统都有其产生、发展和灭亡的过程。城市生态系统的发展状况取决于系统中生态流的流通状况、组分协调状况和自我调控能力的高低,若这三个因素有不合理的状况存在,就可能导致系统平衡的破坏,造成系统结构与功能的退化。故过程辨识必须从生态流、生态协调及自我调控能力等方面对系统进行分析。; 3.建立指标体系 对系统的研究要落实到具体的结构单元以及各单元可能的联系上,每一项具体事物的研究都要落实到指标上。 为了能互相交流和比较,每个指标有统一的标准,对所有指标进行系统化整理,选定一个规范化的指标体系。 为适应不同研究目的,可以建立不同的相应指标体系,在相似性质的研究中尽量保持指标体系的一致性,使研究结果具有可比性; 但应重视系统结构功能指标的整体性和系统性,从而才能使城市生态系统的各个方面或各项具体问题的研究相互衔接沟通。; 4.数据的收集与处理 在确定指标体系之后,进一步的工作就是收集这些指标的数据。数据的来源可以通过各种自然科学的调查方法,如大地测量、气象观察、土壤调查、水文地质测量、环境监测等获得;也可以通过各种社会科学的调查方法,如访问、抽样统计、专家咨询等获得;有的还要依据统计部门的统计报表、统计年鉴等。总之,由于城市系统包含的方面很多,其数据来源也各式各样。 收集到的数据要进行整理,应用适当的数学方法对合理的数据进行处理和分析,以说明系统的现状,并作出恰当的评价。; 5.建立模型 建立模型的目的是为了深入认识系统的结构与功能,了解系统结构与功能的相互关系及其影响因素,以便优化系统。系统分析的模型可采用多种计算机语言进行程序化,并在给定的条件下运行模型,获得系统分析结果。通过参数、初始值和外部条件的变化,模型可代表具有同类结构的不同系统或不同管理策略。; 6.系统分析结果的应用 模型试验得到的结果仅仅是一种主观认识,应付诸实践应用以检验其是否符合客观实际。只有在实际应用中才能最终判断模型的预测是否准确,模型的诊断和评价是否合理,模型提出的方案是否可行。系统分析结果的应用可使人们对系统的认识进一步加深,并促进对原有的系统模型作进一步的更新和修正。;第二节 城市生态系统建模与案例;模型按其与原型之间相似关系的特点可分为: 实物模型和抽象模型。前者是真实系统的放大或缩小,但却具有和原型系统相似的形状或具有某些相似的功能,如河道水力模型和沙盘模型等都属实物模型。 抽象模型又可分为: 概念模型,即一般用文字、符号、图表或语言来模拟系统,使人们能够一目了然地掌握系统组分间的主要依存关系或主要功能过程; 数学模型,是在研究真实系统掌握大量统计数据的基础上,找出系统组分间的数量变动关系,并通过数学语

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