基于SD模型的雄安新区土地生态安全系统仿真及优化研究

作     者：王熠辉 

作者单位：河北农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张长春;徐磊

授予年度：2020年

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 083306[工学-城乡规划管理] 071101[理学-系统理论] 0833[工学-城乡规划学] 

主      题：土地生态安全 SD模型 系统仿真 情景优化 雄安新区 

摘      要：十九大报告指出中华民族永续发展的基础是生态文明建设,下一步国土工作要始终坚持创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念。土地生态安全作为生态文明建设的核心内容,是保证区域可持续发展的重要前提。如何保障区域土地生态安全,实现区域可持续发展成为了当今社会发展的重要议题。雄安新区作为国家解决经济密集区可持续发展问题而做出的重要尝试,是千年大计、国家大事。为避免雄安新区在解决上一轮区域可持续发展问题时,陷入同样的困境,就需要保持雄安新区拥有良好的土地生态安全状况。因此,探索雄安新区未来的土地生态安全状况十分必要。本文以雄安新区未来土地生态安全为研究对象,利用系统动力学原理从经济、社会、自然3个系统层次构建了雄安新区土地生态安全系统仿真模型;依据雄安新区2005～2017年的区域发展各项数据以及社会经济相关知识,利用SPSS软件的分析功能,得到系统与系统之间、系统与要素之间、要素与要素之间的相互关系和方程;依据土地生态安全概念以及子系统对土地生态安全的影响形式,从经济、社会、自然3个层面挑选了6个政策变量作为可控变量;根据雄安新区未来可能的政策导向,将不同数值状态下的可控变量组合形成9种情景方案;利用构建的仿真模型,模拟了 9种不同情景下雄安新区到2030年的土地生态安全状况;依据PSR框架模型从经济、社会、自然方面挑选评价因子,构建评价指标体系,利用层析分析法和熵权法确定评价指标体系的综合权重;再运用修正的Topsis模型对9种情景方案进行优化,挑选出雄安新区土地生态安全状况最优发展情景。研究结果表明:（1）构建的雄安新区土地生态安全系统仿真模型运行效果良好,运行过程中各参数值没有出现异常,方程的量纲一致,模型具有较好的稳定性和可操作性,该模型可以对雄安新区未来的土地生态安全发展状况进行模拟。（2）雄安新区土地生态安全状况受经济和人口相关政策要素影响较大,生态要素在《河北雄安新区规划纲要》等要求范围内对雄安新区土地生态安全的影响相对较小。适当提升经济和人口要素,土地-经济子系统和土地-社会子系统安全状况整体呈现更优的发展趋势,土地-自然子系统安全状况整体呈现下降趋势。（3）区域土地生态安全状态是多个子系统共同协调的结果,探索雄安新区土地生态安全状况就是在探索仿真模型各子系统都能达到效益最大化的最优解集。人类活动对土地的压力保持在土地生态可承受范围内,并积极对现有和可能产生的生态问题作出响应,才能不断提升区域的土地生态安全状况,实现经济、社会、自然的可持续发展。（4）在GDP增长率为10.5%,三次产业投资比例为3.5:41.5:55,人口增长率为13.5‰,林地增长率为18.4%,湿地增长率为1.49%,未利用地开发率20%时,雄安新区在2030年土地生态安全状况达到最优。因此,经济和社会发展与区域土地生态安全并不相互排斥,只要人类能够正确的处理经济与社会、自然之间的相互关系,就可以实现共同发展。土地生态安全系统是相对复杂的非线性系统,仿真过程也是不断尝试和改进的过程,系统的内外部条件也在不断的变化,模型各变量的关系也会随着内外部条件变化而发生改变。因此模拟仿真优化结果只是作为一种较为客观的可能性,目的在于能够为制定雄安新区发展方案提供相应的政策参考。