城市地理空间系统的复杂性研究

论文摘要

城市一直是人文地理学、经济学、社会学研究的核心领域之一。今天城市正在替代农村成为人类主要的聚居形式,并且其外部环境、内部组成、结构、功能和发展演化正变得越来越复杂。随着科技的发展,人们对城市系统的复杂性认识和研究也在不断深入。以往经济学、社会学、生态学等学科对城市系统的研究,多采用分解与还原的思想研究其局部、片面的特征,但城市系统的整体性决定了其规律仅仅用还原论的方法是不能被完全揭示的。地理学对城市系统的传统研究存在两个倾向,一个是把城市系统作为均质实体,研究其在时间轴上的演化,而忽视空间特征;另一个是研究城市系统静态的空间分异与组合,而忽视过程的研究。复杂性科学对城市系统的研究方兴未艾,但由于其自身理论与方法尚不成熟,目前它对城市系统的研究比较零散、片面、不够成熟。为此,本文提出了城市地理空间系统这一概念,力图立足现代地理学的研究范式,从系统的、综合的视角,运用城市地理学、城市经济学、城市规划学、系统科学、复杂性科学等学科的理论与方法,对城市地理空间系统的复杂性做探索性研究。本文共分为六章。第一章绪论,论述本论文的选题背景与选题依据,研究框架与研究内容,研究方法与技术路线。第二章复杂性科学的引介及其在地理学和城市系统研究中的应用。首先讨论复杂系统的内涵、研究方法及复杂性的刻画与度量;然后简述了复杂性科学的发展历程;最后综述了复杂性科学在地理学和城市系统研究中的应用,指出目前城市系统复杂性研究存在的问题。第三章城市地理空间系统研究。首先提出本文的研究对象——城市地理空间系统。进而讨论了城市地理空间系统的边界与环境、要素与子系统、复杂性特征。第四章城市地理空间系统相互作用机制的复杂性。研究了城市地理空间系统要素之间、子系统之间和系统与环境之间相互作用的非线性机制、多重反馈机制、竞争与协同机制、自组织机制和复杂适应机制。第五章城市地理空间系统结构和功能复杂性。首先,研究了城市系统人口分布、土地利用、交通网络的结构复杂性及三者的复杂关联。其次,讨论了城市系统的功能复杂性。进而探讨了城市地理空间系统结构、功能、环境三者互动的复杂性。第六章城市地理空间系统演化的复杂性。首先提了城市地理空间系统演化复杂性的概念模型,进而探讨了其演化的混沌与秩序、周期与趋势、不确定性、渐变与突变等复杂规律。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章、引言
• 一、研究背景与问题的提出
• （一） 研究背景
• （二） 问题的提出
• 二、研究目标、研究内容与研究意义
• （一） 研究目标
• （二） 研究内容
• （三） 研究意义
• 三、研究方法和技术路线
• （一） 研究方法
• （二） 论文技术路线
• 第二章、复杂性科学引介及其在地理学和城市系统中的研究进展
• 一、复杂系统与复杂性
• （一） 复杂系统
• （二） 复杂性——复杂系统的度量与特性
• 二、复杂性科学
• （一） 复杂性科学发展历程与现状
• （二） 复杂性科学相关理论述要
• 三、复杂性科学及相关理论在地理学和城市系统研究中的进展
• （一） 复杂性科学在地理学中的应用
• （二） 城市系统的复杂性研究进展
• 第三章、城市地理空间系统研究
• 一、城市地理空间系统的概念
• （一） 城市系统
• （二） 地理空间与地理空间系统
• （三） 城市地理空间系统
• 二、城市地理空间系统的环境与边界
• （一） 城市地理空间系统的环境
• （二） 城市地理空间系统的边界
• 三、城市地理空间系统的要素与子系统
• （一） 城市自然生态环境要素与系统
• （二） 城市经济要素与系统
• （三） 城市社会要素与系统
• （四） 城市空间要素与系统
• 四、城市地理空间系统的复杂性特征
• （一） 多层次、多尺度性与分形性
• （二） 开放性、非平衡性与动态性
• （三） 非线性
• （四） 自组织性
• 第四章、城市地理空间系统相互作用机制的复杂性
• 一、城市地理空间系统的非线性机制
• （一） 非线性机制概述
• （二） 城市地理空间系统与环境的非线性相互作用
• （三） 城市地理空间系统内部的非线性相互作用
• 二、城市地理空间系统的多重反馈机制
• （一） 反馈机制
• （二） 城市地理空间系统与环境的反馈机制
• （三） 城市地理空间系统内部的反馈机制
• 三、城市地理空间系统的自组织机制
• （一） 城市地理空间系统自组织机制的思辨
• （二） 城市地理空间系统自组织机制的模型
• 四、城市地理空间系统的竞争与协同机制
• （一） 城市地理空间系统的竞争机制
• （二） 城市地理空间系统的协同机制
• 五、城市地理空间系统的复杂适应机制
• （一） FACS 模型
• （二） AE 适应模型
• 第五章、城市地理空间系统的结构和功能复杂性
• 一、城市地理空间系统的结构复杂性
• （一） 城市地理空间系统结构复杂性的传统研究
• （二） 城市人口分布结构的复杂性
• （三） 城市土地利用结构的复杂性
• （四） 城市交通网络系统的复杂性
• （五） 人口分布、土地利用和交通网络的空间关联
• 二、城市地理空间系统的功能复杂性
• （一） 城市地理空间系统功能的内涵与相关概念辨析
• （二） 城市地理空间系统功能的复杂性
• 三、城市地理空间系统结构与功能互动的复杂性
• （一） 结构、功能、环境的适应性互动
• （二） 结构、功能、环境的偶然性互动
• 第六章、城市地理空间系统的演化复杂性
• 一、城市地理空间系统演化的概念模型
• （一） 城市地理空间系统演化的系统观
• （二） 城市地理空间系统演化的层次
• （三） 城市地理空间系统演化复杂性的研究视角
• 二、城市地理空间系统演化的混沌与秩序
• （一） 混沌与秩序
• （二） 城市地理空间系统演化的混沌性
• （三） 城市地理空间系统演化的秩序
• （四） 城市地理空间系统演化的混沌与秩序统一
• 三、城市地理空间系统演化的时间之矢
• （一） 时间之矢与不可逆性
• （二） 城市地理空间系统演化的不可逆性
• （三） 城市地理空间系统演化的周期性
• 四、城市地理空间系统演化的不确定性
• （一） 不确定性
• （二） 城市地理空间系统演化的不确定性
• （三） 城市地理空间系统演化的不确定性与城市规划
• 五、城市地理空间系统的渐变与突变
• （一） 渐变和突变
• （二） 城市地理空间系统的渐变与突变
• （三） 城市地理空间系统的渐变与突变与城市规划
• 结论
• 参考文献
• 后记
• 在学期间公开发表论文及著作情况