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中国城镇化2050:SD模型与过程模拟

Science China Press

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Credit: ©《中国科学》杂志社

中国城镇化在推进经济发展、社会进步和生活水平提高的同时,也给中国带来了一系列诸如农用地和生物多样性减少、城市住房短缺、交通拥堵、区域经济发展不平衡等问题。然而,城镇化作为中国2020年全面建成小康社会的重要任务,依然面临着两个关键但尚未得到满意解决的问题:中国趋向稳定的城镇化水平到底是多少?将会在哪一年基本实现?虽然学术界对此问题的研究由来已久,但由于各个研究的局限而使得结论差异较大,难以提供统一的城镇化决策依据。中国最近的一项研究提出了一种基于动态、多维、复杂视角的系统动力学(SD)模拟模型。该模型可以对中国城镇化过程进行动态仿真模拟,在依据历史数据校正的基础上提升模型的可行性、可信性,能为中国城镇化路径选择和时序安排提供科学决策支持。

题为“中国城镇化2050:SD模型与过程模拟”的论文发表在《中国科学:地球科学》2017年第7期上,由清华大学建筑学院顾朝林教授领衔完成。论文将系统动力学模型思维引入中国城镇化过程的模拟,研究了全要素驱动和环境约束下的中国城镇化过程的动力机制和数理表达方法,提出了适用于中国新型城镇化发展路径的系统动力学模拟模型框架,完成了模型数理逻辑的架构、城镇化过程子系统的模型化、不同子系统相互作用的模型实现、模型有效性的验证和多情境下的中国城镇化水平的预测。

研究认为,运用SD模型模拟方法研究中国城镇化水平的核心挑战是要准确量化表述中国城镇化动力机制,充分证明模型的有效性并保证模型对城镇化规划决策的科学支持。在实际模拟过程中,该研究将动力机制拆解为工业、经济、人口、城镇和教育等子系统,并按照可持续发展的理念进行组装,在DYNAMO、iThink、Vensim®和Powersim®支持的系统环境下实现系统模拟。模型的结构检验以1998-2013年的历史数据为依据检验模型反映现实状态的水平,敏感性检验则采取了能够反映不同参数稳定性水平的微分方程法。模型在应用层面,紧扣中国新常态下的两个重要变量因素,即GDP增长水平和计划生育政策作为参数组合,模拟得到了多情境下中国稳定的城镇化水平及其实现的时间。

该研究运用2015年数据和系统参数进行了中国城镇化过程多情景模拟(2015~2050),结果显示:无论哪种人口政策和GDP增长率如何,中国城镇化水平到2035年都将达到70%以上,中国城镇化过程进入低增长阶段;到2050年,中国城镇化水平将达到75%左右,中国城镇化进入稳定和饱和状态。据此可以认为:中国城镇化过程是一个长期的社会发展过程,还需要20年才能基本完成。中国城镇化水平最终的饱和状态在75~80%,在长远的未来仍将有20~25%的人口分布在广大农村地区。

该研究成果为量化分析中国城镇化的发展演进机理和水平测算提供了系统、科学的分析框架,为我国推进新型城镇化发展路径所指向的目标城镇化水平提供了可靠依据。

中文发表信息:

顾朝林, 管卫华, 刘合林. 2017. 中国城镇化2050: SD模型与过程模拟. 中国科学: 地球科学, 47(7): 818-832, doi: 10.1360/N072016-00277

英文发表信息:

GU ChaoLin, GUAN WeiHua, LIU HeLin. Chinese urbanization 2050: SD modeling and process simulation. SCIENCE CHINA Earth Sciences, 60(6): 1067-1082, doi: 10.1007/s11430-016-9022-2

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