基于熵理论的西部地区城市化可持续协调发展理论方法研究

论文摘要

西部地区城市化是我国实施西部大开发战略的重要目标和重要内容,是对邓小平“两个大局”思想的具体贯彻落实,也是落实科学发展观、构建和谐社会、人与自然和谐、全面建设小康社会的具体体现。城市化可持续协调发展理论方法已经成为国内外的研究热点。西部地区城市化可持续协调发展理论方法的研究刚刚起步,还没有一个完整的理论。已有的城市化可持续协调发展理论方法研究,在我国城市化及西部地区城市化过程中起到了一定的作用。但这些研究中,大多是从封闭、静态的线性方式来进行研究分析的,偏重于采用经济学的理论和方法,将城市化过程这一复杂性、时变性、多维性、非线性系统还原归结为简单经济行为加以解释;或侧重于采用生态学的理论和方法,注重城市化过程生态环境保护和资源的可持续利用的研究。由于城市化系统涉及诸多方面的影响要素,是一个不断地与外界环境发生物质流、能量流、信息流、资金流和人流的动态交换的、开放的,且各种因素彼此渗透与互相制约的非线性、非平衡的耗散结构动力系统。显然,已有的从封闭、静态的线性方式进行城市化研究的做法显然是不充分的,不能有效提示城市化可持续协调发展的根本原因。所以用这些理论解决政策制定中的一些问题是不够的。本文认为:既然西部地区城市化系统具有非线性以及耗散结构动力系统特性。这个系统就必然遵循耗散结构的规律。“熵理论”应用于耗散结构系统解决系统熵流与熵产变化规律等非线性问题1以及探索可持续协调发展策略时具有独特的优越性23,得到了国内外专家学者的一致公认。因此,本文从开放、动态的非线性方式运用“熵理论”来研究西部地区城市化可持续协调发展问题具有优越性、必要性和创新性。把西部地区城市化系统看成是西部地区城市化生态环境系统中的一个子系统,强调子系统适应母系统,局部服从整体的发展理念,即西部地区城市化系统要动态适应生态环境的变化,既要考虑西部脆弱的生态环境的承载力对于西部城市化的制约,又要考虑西部城市化发展对于外部环境的影响力、扩散力,确保西部城市化系统自身可持续协调发展。系统分析和西部地区城市化的实践和历史经验教训告诉我们:解决西部地区城市化可持续协调发展问题,首先,必须找出是什么压力干扰了西部地区城市化生态环境系统,致使其发生逆转;其次,要分析是哪些主导因素在外界的强烈干扰下,无法保持自身的稳定,从而引起整个系统的功能与结构退化;再者,要分析这些主导因素与整个系统目前处于什么样的状态;然后,分析系统内部或外部对目前压力或状态的响应,以及可能采取的响应,只有这样才能解决可持续发展的问题。本文基于熵理论的西部地区城市化可持续协调发展理论方法的研究也就遵循这一思路而展开的。首先,以“西部地区城市化的动力机制”表征“是什么压力干扰了西部地区城市化生态环境系统,致使其发生逆转”;其次,以“生态环境承受能力”表征“是哪些主导因素在外界的强烈干扰下,无法保持自身的稳定,从而引起整个系统的功能与结构退化”;再者,以“生态环境综合影响分析”表征“这些主导因素与整个系统目前处于什么样的状态”;然后,以“城市化生态环境质量指标体系及质量评价”表征“系统内部或外部对目前压力或状态的响应,以及可能采取的响应”;最后,达到认识和优化西部地区城市化可持续协调发展的途径和策略,实现西部地区城市化可持续协调发展。针对表征西部地区城市化可持续协调发展的“西部地区城市化的动力机制、生态环境承受能力、生态环境综合影响分析、城市化生态环境质量指标体系及质量评价”等,本文通过规范研究和实证研究相结合的方法、整体性和局部性相结合的方法、定性与定量研究相结合的方法、动态分析与静态分析相结合的方法等,综合运用了传统经济学理论、城市化理论、系统工程理论、熵理论等学科知识,建立了一个包含“城市化动力机制模型、生态环境承受阈限分析、生态环境综合影响熵效应系数分析、生态环境质量模糊熵评价”的西部地区城市化可持续协调发展理论方法的基本框架。并在此理论方法框架下,阐释了西部地区城市化可持续协调发展机理与策略的理论内涵,提出了西部地区城市化可持续协调发展的途径和策略。论文的主要创新之处如下:（一）提出的“西部地区城市化系统生态环境综合影响熵效应系数”对西部城市化过程产生的污染和各种自然资源消耗进行统一描述,来评价西部地区城市化系统对生态环境综合影响程度。以新疆乌鲁木齐市为算例采用LS-SVM方法进行了辨识仿真,最大相对辨识误差小于3.56%,结果表明,“西部地区城市化系统生态环境综合影响熵效应系数”可以较高精地量化西部城市化过程可持续发展的程度和有效性。（二）建立的“西部地区城市化进程生态环境质量指标体系”和“西部地区城市化过程生态环境质量模糊熵评价模型”,对西部地区城市化过程生态环境影响质量的数量化表征,以新疆乌鲁木齐市进行实证数据整理和分析,评价结果客观、合理,具有推广应用价值。（三）运用熵理论分析和研究我国西部地区城市化可持续协调发展的理论方法,实现西部地区城市化可持续协调发展是一个具有前瞻性的课题,牵涉到经济学、管理学、生态学、环境学、系统学等方面知识以及数据处理、模式识别以及人工智能技术在中国西部地区城市化可持续协调发展中等如何有效应用的问题。本文基于熵理论的西部地区城市化可持续协调发展的理论方法,是对我国西部地区城市化可持续协调发展的理论支持和技术保障的尝试和探索,这对于实现我国西部地区城市化可持续协调发展具有重要的理论意义和现实意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• （一） 研究背景
• （二） 研究意义
• （三） 研究现状
• （四） 研究方法
• （五） 研究内容与基本框架
• （六） 基于熵理论的西部城市化可持续协调发展理论方法具体内容
• 第二章 我国西部城市化发展历史进程
• （一） 我国西部地区城市化进程的历史阶段分析
• （二） 我国西部地区城市化的现状
• （三） 我国西部地区城市化可持续协调发展面临的挑战
• （四） 本章小结
• 第三章 基本概念与城市化可持续协调发展研究的理论基础
• （一） 基本概念
• （二） 城市化的类型
• （三） 城市化的特点
• （四） 国内外城市化基础理论
• （五） 熵理论基础
• （六） 支持向量机（SUPPORT VECTOR MACHINE,SVM）理论基础
• （七） 本章小结
• 第四章 基于熵变理论的西部地区城市化动力机制研究
• （一） 城市化动力机制概述
• 1、城市化动力机制国外研究现状
• 2、城市化动力机制国内研究现状
• （二） 西部地区城市化动力系统耗散结构特征
• 1、耗散结构理论
• 2、熵变模型
• 3、西部地区城市化过程内能流与外能流
• 4、西部地区城市化动力系统是一个耗散结构
• （三） 基于熵变理论的西部地区城市化动力机制分析
• 1、西部地区城市化的动力引擎
• 2、西部地区城市化过程主动力分析
• 3、西部地区城市化过程从动力分析
• （四） 西部地区城市化动力系统内能流
• 1、西部地区城市化动力系统内能流分布
• 2、西部地区城市化动力系统内能流增长途径
• （五） 本章小结
• 第五章 西部地区城市化过程生态环境影响的熵分析方法
• （一） 西部地区城市化过程生态环境承受阈限分析
• 1、西部地区城市化过程生态环境承受阈限
• 2、西部地区城市化过程生态环境承受阈熵变模型
• 3、西部地区城市化与生态环境承受阈限关系
• （二） 西部地区城市化系统生态环境综合影响熵效应
• 1、西部地区城市化过程生态环境影响的熵指标
• 2、西部地区城市化系统对生态环境综合影响的熵增
• （三） 基于LS-SVM 的生态环境综合影响熵效应系数及辨识仿真
• 1、熵效应系数的影响变量分析
• 2、LS-SVM 的系统辨识理论
• 3、基于LS-SVM 的生态环境综合影响熵效应系数辨识仿真-以新疆乌鲁木齐市为算例
• （四） 本章小结
• 第六章 西部城市化过程生态环境质量模糊熵评价方法
• （一） 西部地区城市化过程生态环境质量评价必要性
• （二） 西部地区城市化过程生态环境质量模糊熵评价的优越性
• （三） 西部地区城市化过程生态环境质量模糊熵评价模型及实证应用
• （四） 本章小结
• 第七章 基于熵变理论的西部城市化过程可持续协调发展策略
• （一） 西部地区城市化可持续协调发展观
• 1、西部城市化可持续协调发展观要点
• 2、西部城市化可持续协调发展含义
• 3、西部城市化可持续协调发展机理
• 4、西部地区城市化可持续协调发展的途径
• （二） 西部地区城市化可持续协调发展的策略
• 1、基于第二类负熵增加的西部地区城市化可持续协调发展策略
• 2、基于第二类正熵消除的西部地区城市化可持续协调发展策略
• 3、基于不断汲取第二类负熵的西部地区城市化可持续协调发展策略
• 4、基于增加第一类负熵的西部地区城市化可持续协调发展策略
• 5、基于减少内部总熵流的西部地区城市化可持续协调发展策略
• 6、基于减少外部总熵流的西部地区城市化可持续协调发展策略
• （三） 本章小结
• 第八章 结论与展望
• （一） 结论
• （二） 展望
• 参考文献
• 在读期间发表的论文清单和从事的科研工作
• 致谢