城鎮(zhèn)化進(jìn)程中社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)改變了土地原有的利用方式,造成城市的能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞過(guò)程發(fā)生紊亂。城市代謝是對(duì)城市物質(zhì)能量信息輸入、轉(zhuǎn)化和輸出過(guò)程的綜合描述,以其為透鏡,通過(guò)優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)和布局調(diào)控城市系統(tǒng)資源利用、物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化和廢棄物排放過(guò)程,是促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。本研究圍繞土地利用優(yōu)化問(wèn)題,以城市代謝的理論和方法為指導(dǎo),以物質(zhì)能量的動(dòng)態(tài)流動(dòng)為基礎(chǔ),探索了一套城市代謝視角下的土地利用優(yōu)化方法。本研究首先在系統(tǒng)梳理城市代謝的理論內(nèi)涵、研究視角、測(cè)度方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)的基礎(chǔ)上,從土地利用層面對(duì)城市系統(tǒng)內(nèi)部的代謝組分進(jìn)行了劃分,提出“土地代謝元”的概念以表征城市系統(tǒng)內(nèi)部的代謝單元,并分析了土地代謝元的內(nèi)涵;基于對(duì)城市代謝實(shí)體空間和現(xiàn)有土地利用類型劃分標(biāo)準(zhǔn)的探討,構(gòu)建了包括6個(gè)一級(jí)類和15個(gè)二級(jí)類的土地代謝元兩級(jí)分類體系,同時(shí)分析了不同類型土地代謝元的代謝過(guò)程和驅(qū)動(dòng)機(jī)制,為土地利用優(yōu)化尋求了基本依據(jù)。其后,本研究以土地代謝元的代謝機(jī)制為基礎(chǔ),從土地代謝元的空間布置規(guī)律和城市發(fā)展對(duì)土地代謝元的選擇規(guī)律入手,解析了城市代謝視角下土地利用優(yōu)化的原理,并根據(jù)城市系統(tǒng)和土地代謝元的特征,提出了土地利用優(yōu)化的原則和目標(biāo);再以土地利用優(yōu)化原理、原則和目標(biāo)為依據(jù),將系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、多目標(biāo)規(guī)劃和智能求解算法進(jìn)行改進(jìn)并集成,構(gòu)建了時(shí)空動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型,形成了城市代謝視角下的土地利用時(shí)空動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法。最后,本研究從市域和區(qū)縣兩個(gè)層面分別以濟(jì)南市和濟(jì)南市槐蔭區(qū)的土地利用優(yōu)化實(shí)踐為案例,驗(yàn)證了上述土地利用優(yōu)化方法的有效性和可行性,并為濟(jì)南市和槐蔭區(qū)的土地利用及城市發(fā)展提出了新的建議。本研究驗(yàn)證了土地利用優(yōu)化在低碳和資源高效的城市建設(shè)中的積極作用;提出的土地代謝元及對(duì)其代謝機(jī)制的分析為土地利用優(yōu)化提供了視角和依據(jù);從優(yōu)化原理、原則、目標(biāo)到模型,構(gòu)建的城市代謝視角下的土地利用優(yōu)化方法有效、可行。土地代謝元的提出及其代謝機(jī)制的分析為土地利用優(yōu)化的研究提供了新的視角和內(nèi)涵,也豐富了土地利用的研究?jī)?nèi)容;土地利用時(shí)空動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型的構(gòu)建豐富了土地利用優(yōu)化的方法體系,為探討復(fù)雜土地系統(tǒng)問(wèn)題提供了技術(shù)支撐。
【學(xué)位單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：F301.24
【部分圖文】：

Currie 和 Musango(2017)認(rèn)為物質(zhì)、能量、人口和信息流動(dòng)通過(guò)一系列復(fù)雜的社會(huì)技術(shù)和社會(huì)生態(tài)過(guò)程塑造了城市。Bai(2016)認(rèn)為城市系統(tǒng)以人為主導(dǎo)，各組成部分之間復(fù)雜的相互作用以及形成社會(huì)和生態(tài)過(guò)程的獨(dú)特調(diào)節(jié)與管理機(jī)制決定著城市生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行，他從物質(zhì)和能量流動(dòng)的角度展示了較為完整的城市代謝概念框架（圖 2-1）：城市代謝的輸入包括各種有形和無(wú)形的物質(zhì)能量，如食物、水、建筑等材料、產(chǎn)品、能源、能量、資本、信息和人力等，這些投入支撐著社會(huì)活動(dòng)并推動(dòng)城市內(nèi)部的效能，形成城市存量，如住房、建筑、基礎(chǔ)設(shè)施和公園綠地等；代謝輸出包括工業(yè)產(chǎn)品、服務(wù)、知識(shí)以及廢棄物和排放。城市系統(tǒng)的規(guī)模、分布、內(nèi)部互動(dòng)和反饋受到政策、管理、文化和個(gè)人與集體行為的影響。Guibrunet 等人(2017)對(duì)城市代謝的社會(huì)經(jīng)濟(jì)內(nèi)涵進(jìn)行了補(bǔ)充，提出城市代謝能夠清楚地表明政治是如何嵌入資本主義經(jīng)濟(jì)特定形勢(shì)下的物質(zhì)循環(huán)和城市不平等發(fā)展當(dāng)中。

2.2 城市代謝的研究視角2.2.1 代謝特征分析與狀態(tài)評(píng)價(jià)在 Wolman 提出城市代謝的概念之后，學(xué)者們對(duì)城市代謝進(jìn)行了大量的研究。在十九世紀(jì)七十年代，化學(xué)工程、土木工程和生態(tài)學(xué)等不同領(lǐng)域的學(xué)者對(duì)邁阿密(Zucchetto,1975)、巴黎(Stanhill,1976)、東京(Hanya and Ambe,1977)、布魯塞爾(Duvigneaud and De Smet,1977)和香港(Newcombe, et al.,1978)的城市代謝進(jìn)行了研究，開(kāi)啟了城市代謝的真實(shí)案例研究，同時(shí)也突出了城市代謝跨學(xué)科的特性。圖 2-2 描述了比利時(shí)布魯塞爾在 20 世紀(jì) 70 年代初期的城市代謝過(guò)程，包括了太陽(yáng)能、風(fēng)能、雨的重力勢(shì)能和化學(xué)能、地球循環(huán)和河流重力勢(shì)能等自然能源投入，食品、電能、燃料、煤、石油、天然氣和礦產(chǎn)資源等本地物質(zhì)能量輸入和外部進(jìn)口，工業(yè)產(chǎn)出，固體、液體和氣體廢棄物的排放等。

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）博士學(xué)位論文使用規(guī)模和城市碳封存過(guò)程動(dòng)力學(xué)的影響。Dijst 等人(2統(tǒng)內(nèi)部互相關(guān)聯(lián)的要素，分別為流量和存量、城市活動(dòng)、、驅(qū)動(dòng)因子，將各要素之間的關(guān)系表述為：為了滿足城市活動(dòng)，城市活動(dòng)在各項(xiàng)促進(jìn)和約束條件的影響下驅(qū)動(dòng)各項(xiàng)存，驅(qū)動(dòng)因素不僅影響其他四項(xiàng)要素的狀態(tài)與活動(dòng)，同時(shí)。結(jié)合 Dijst 等人的分析和城市代謝各部門(mén)的活動(dòng)具體來(lái)到農(nóng)業(yè)部門(mén)、工業(yè)部門(mén)、服務(wù)業(yè)部門(mén)和技術(shù)部門(mén)，構(gòu)建明關(guān)系，研究城市系統(tǒng)內(nèi)部的代謝機(jī)制（見(jiàn)圖 2-3）。
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張靜;;河北省土地利用分區(qū)研究[J];石家莊理工職業(yè)學(xué)院學(xué)術(shù)研究;2012年Z1期

2 池建;寧鎮(zhèn)亞;;常熟市土地利用變化及其驅(qū)動(dòng)力分析[J];資源環(huán)境與發(fā)展;2008年04期

3 邸利;竇學(xué)成;黃海霞;孫鵬舉;;蘭州市土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響[J];資源環(huán)境與發(fā)展;2008年02期

4 張磊;武友德;李君;;觀景公路沿線土地利用變化特征分析——以大理洱海東環(huán)海路為例[J];長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境;2018年12期

5 劉勛;;土地利用規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)問(wèn)題探析[J];河南科技;2018年31期

6 梁永佳;劉彥花;;廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)土地利用變化分析[J];大眾科技;2019年02期

7 李彤;;新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)土地利用現(xiàn)狀研究[J];農(nóng)家參謀;2019年09期

8 張杰;張麗;王道蕓;;1990—2015年延安市土地利用/覆被變化研究[J];湖北農(nóng)業(yè)科學(xué);2019年08期

9 胡守庚;童陸億;龍花樓;;論土地利用轉(zhuǎn)型潛力及其評(píng)價(jià)的理論框架[J];地理研究;2019年06期

10 逯惠艷;周雙雙;鄭曉東;王士君;;長(zhǎng)春市土地利用時(shí)空演變及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值測(cè)度[J];東北師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2019年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉東亞;土地利用變化時(shí)空動(dòng)力學(xué)方法構(gòu)建與應(yīng)用研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2019年

2 黃晴;城市代謝視角下的土地利用時(shí)空動(dòng)態(tài)優(yōu)化研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2019年

3 王秉義;巢湖流域土地利用演變的生態(tài)響應(yīng)與優(yōu)化模擬研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2018年

4 鞠洪潤(rùn);土地利用空間格局刻畫(huà)方法及其在中國(guó)的應(yīng)用[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所);2018年

5 溫禮;高分辨率雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)在土地利用遙感監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用技術(shù)研究[D];沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

6 李濤;基于3S技術(shù)的洞庭湖地區(qū)土地覆蓋變化及其生態(tài)環(huán)境響應(yīng)[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

7 閆喜鳳;區(qū)域空氣質(zhì)量與水質(zhì)及其土地利用變化響應(yīng)研究[D];南昌大學(xué);2013年

8 張倩;丹江口庫(kù)區(qū)土地利用變化對(duì)土壤微生物學(xué)特征的影響[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院武漢植物園);2018年

9 侯蕾;北方水資源短缺流域生態(tài)-水文響應(yīng)機(jī)制研究[D];中國(guó)水利水電科學(xué)研究院;2019年

10 張雁;山區(qū)水源地建設(shè)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)與保護(hù)研究[D];西安理工大學(xué);2018年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 馮源;基于多層感知機(jī)與元胞自動(dòng)機(jī)的整合模型構(gòu)建及用地情景模擬[D];重慶郵電大學(xué);2019年

2 魯旭;基于遙感數(shù)據(jù)的舟山市土地利用時(shí)空格局演變特征分析[D];浙江海洋大學(xué);2019年

3 李曉陽(yáng);江漢平原土地利用生態(tài)效率研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2019年

4 鐘金鈴;張家界市土地利用/覆被變化時(shí)空特征與驅(qū)動(dòng)力研究[D];吉首大學(xué);2019年

5 成陸;基于洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的土地利用優(yōu)化配置研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2019年

6 盧周揚(yáng)帆;阿拉善盟2000-2015年土地利用變化與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2019年

7 李雪婷;汾河上游土地利用變化及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2019年

8 王興敏;長(zhǎng)三角地區(qū)土地利用變化的景觀生態(tài)干擾效應(yīng)研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

9 陸雨婷;基于遙感時(shí)空融合的合肥市土地利用/土地覆蓋變化分析與模擬[D];安徽大學(xué);2019年

10 黃毅熠;基于土地利用回歸模型研究閩南三角地區(qū)PM_(2.5)的時(shí)空分布[D];廈門(mén)大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2887148