水-经济-生态系统互馈机制及耦合协调模拟

本书是在作者多年研究基础上，依托国家自然科学基金项目、中原科技创新领军人才项目等课题凝练形成的科研成果，主要内容包括“水-经济-生态”系统评价指标体系构建、“水-经济-生态”系统互馈机制、“水-经济-生态”系统及其子系统发展状况、“水-经济-生态”系统耦合协调动态演化特征，以及“水-经济-生态”系统耦合协调模拟预测与协同调控等。研究方法包括扩展傅里叶振幅敏感性检验-云模型、解释结构模型、交叉影响矩阵相乘法、神经网络模型等，研究区域涵盖河南、中原城市群、京津冀地区等多个层级，旨在揭示区域“水-经济-生态”系统的互馈关系与动态演化规律，为区域“水-经济-生态”系统差异化调控及高质量发展提供科学依据。

区域水资源系统供水短缺风险分析及经济损失评估研究河南省科技进步二等奖20102

目录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 2
1.2 国内外研究进展 3
1.2.1 “水-经济-生态”系统互馈机制研究进展 3
1.2.2 “水-经济-生态”系统耦合协调演化研究进展 5
1.2.3 “水-经济-生态”系统耦合协调模拟研究进展 7
1.2.4 “水-经济-生态”系统协同调控研究进展 8
第2章 理论基础 11
2.1 系统科学理论 12
2.1.1 系统论的概念与内涵 12
2.1.2 系统互馈概念 13
2.1.3 “水-经济-生态”系统理论 13
2.2 “水-经济-生态”系统互馈机制 14
2.2.1 “水-经济”系统互馈关系 14
2.2.2 “水-生态”系统互馈关系 15
2.2.3 “经济-生态”系统互馈关系 15
2.2.4 “水-经济-生态”系统互馈关系 16
2.3 “水-经济-生态”系统耦合协调框架 16
2.3.1 耦合与协调的内涵 16
2.3.2 耦合协调度概念 17
2.3.3 耦合协调理论 17
2.3.4 耦合协调模拟 18
第3章 “水-经济-生态”系统互馈机制解析 19
3.1 “水-经济-生态”系统评价指标体系 20
3.1.1 评价指标体系确立 20
3.1.2 评价指标筛选 25
3.1.3 评价指标体系构建 32
3.2 中原城市群“水-经济-生态”系统互馈机制解析 34
3.2.1 区域概况 34
3.2.2 ISM 40
3.2.3 MICMAC 模型 45
3.2.4 “水-经济-生态”系统互馈关系分析 48
3.3 河南“水-经济-生态”系统互馈机制解析 54
3.3.1 区域概况 54
3.3.2 “水-经济-生态”系统互馈关系分析 56
3.3.3 双系统互馈关系分析 58
第4章 中原城市群“水-经济-生态”系统发展评价 63
4.1 研究方法 64
4.1.1 EFAST 算法 64
4.1.2 AHP 65
4.1.3 云模型理论 67
4.1.4 EFAST-云模型评价方法 67
4.2 权重计算分析 69
4.3 各子系统发展状况评价 71
4.3.1 水资源系统发展状况评价 71
4.3.2 经济社会系统发展状况评价 75
4.3.3 生态环境系统发展状况评价 79
4.4 “水-经济-生态”系统综合发展状况评价 84
4.4.1 城市群尺度 84
4.4.2 分区尺度 85
4.4.3 城市尺度 86
第5章 京津冀地区“水-经济-生态”系统耦合协调发展评价 91
5.1 区域概况 92
5.1.1 京津冀地区概况 92
5.1.2 京津冀地区水资源系统概况 93
5.1.3 京津冀地区经济社会系统概况 98
5.1.4 京津冀地区生态环境系统概况 99
5.2 “水-经济-生态”系统耦合协调发展评价及演变特征分析 102
5.2.1 “水-经济-生态”系统耦合协调评价方法 102
5.2.2 “水-经济-生态”系统耦合协调评价结果分析 107
5.2.3 “水-经济-生态”系统耦合协调发展演变特征分析 112
5.3 京津冀地区耦合协调发展归因分析 114
第6章 中原城市群“水-经济-生态”系统耦合协调演化特征 117
6.1 研究方法 118
6.1.1 改进的耦合协调度模型 118
6.1.2 k 均值聚类方法 119
6.1.3 空间自相关模型 119
6.1.4 引力模型 120
6.1.5 重心模型 121
6.2 双系统耦合协调演化特征分析 121
6.2.1 “水-经济”系统耦合协调演化特征 121
6.2.2 “水-生态”系统耦合协调演化特征 127
6.2.3 “经济-生态”系统耦合协调演化特征 132
6.2.4 双系统耦合协调发展模式分析 138
6.3 “水-经济-生态”系统耦合协调演化特征分析 139
6.3.1 城市群尺度 139
6.3.2 分区尺度 140
6.3.3 城市尺度 143
6.3.4 耦合协调评价标准优化 146
6.4 “水-经济-生态”系统耦合协调空间关联分析 149
6.4.1 空间自相关分析 149
6.4.2 空间引力分析 152
6.4.3 空间重心分析 153
第7章 中原城市群“水-经济-生态”系统耦合协调模拟预测 155
7.1 研究方法 156
7.1.1 自组织特征映射神经网络 156
7.1.2 ARIMA 模型-GM 157
7.1.3 障碍度模型 158
7.1.4 秩相关系数法 159
7.2 耦合协调模拟预测模型构建 159
7.3 模型要素简化筛选 161
7.3.1 模拟城市筛选 161
7.3.2 模拟指标筛选 164
7.4 模型验证 166
7.4.1 指标代表性检验 166
7.4.2 预测模型检验 167
7.5 情景模拟分析 168
7.5.1 情景设置 168
7.5.2 模拟预测结果 172
第8章 京津冀地区“水-经济-生态”系统耦合协调模拟预测 177
8.1 系统动力学模型构建 178
8.1.1 “水-经济-生态”系统因果关系分析 178
8.1.2 “水-经济-生态”系统流图建立 180
8.1.3 模型检验 181
8.2 耦合协调模拟预测情景设定与分析 186
8.2.1 模拟情景设置 186
8.2.2 模型结果分析 187
8.3 耦合协调模拟预测结果 191
参考文献 195