【摘 要】在城市化與生態(tài)環(huán)境之間存在著客觀的動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系，這種耦合關(guān)系可以看作是一個(gè)開放的，非平衡的，具有非線性互相作用與自組織能力的動(dòng)態(tài)漲落系統(tǒng)，稱為城市化與生態(tài)環(huán)境耦合系統(tǒng)，研究其六大定律具有重要的意義。

【關(guān)鍵詞】城市化；生態(tài)環(huán)境；耦合系統(tǒng)；定律

一、引言

目前，我國(guó)具備保持經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展和社會(huì)和諧進(jìn)步的有利條件，但同時(shí)，我國(guó)資源消耗過(guò)大，生態(tài)退化、環(huán)境污染加劇，資源環(huán)境對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的剛性約束加劇。因此，著眼于戰(zhàn)略眼光來(lái)研究城市化和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的理論與實(shí)踐問(wèn)題，明顯具有重大的實(shí)踐意義。城市化與生態(tài)環(huán)境之間存在著客觀的動(dòng)態(tài)關(guān)系，一方面城市化進(jìn)程的加快必然引起干旱區(qū)周期生態(tài)環(huán)境的變化，這種變化在城市化發(fā)展初期體現(xiàn)為生態(tài)環(huán)境的惡化，在城市化發(fā)展的中后期則表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的良化；另一方面，生態(tài)環(huán)境的變化必然引起城市化水平的變化，這種變化表現(xiàn)為當(dāng)生態(tài)環(huán)境改善時(shí)可促進(jìn)城市化水平的提高和城市化進(jìn)程的加快，當(dāng)生態(tài)環(huán)境惡化時(shí)則限制或遏制城市化進(jìn)程?？梢?，城市化與生態(tài)環(huán)境之間客觀上存在著極其復(fù)雜的交互耦合關(guān)系。根據(jù)耗散結(jié)構(gòu)理論和生態(tài)需要定律理論，城市化與生態(tài)環(huán)境之間的交互耦合關(guān)系可以看作是一個(gè)開放的、非平衡的、具有非線性互相作用和自組織能力的動(dòng)態(tài)漲落系統(tǒng)，我們稱其為城市化與生態(tài)環(huán)境交互耦合系統(tǒng)。從理論上分析，這種耦合系統(tǒng)滿足隨機(jī)漲落律、動(dòng)態(tài)層級(jí)律、閾值律、非線性協(xié)同律、耦合裂變律和預(yù)警律，這六大定律是城市化與生態(tài)環(huán)境交互耦合過(guò)程必須要遵循的基本定律。

二、隨機(jī)漲落律

根據(jù)耗散結(jié)構(gòu)理論，城市化與生態(tài)環(huán)境交互耦合過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)漲落過(guò)程。這種過(guò)程的時(shí)間組織性決定了二者交互耦合過(guò)程是一個(gè)演變著的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，其演變的重要機(jī)制是偶然性的隨機(jī)漲落，漲落的產(chǎn)生于放大取決與耦合系統(tǒng)熵的二階超量的貢獻(xiàn)。由于城市化與生態(tài)環(huán)境耦合系統(tǒng)具有等級(jí)性和包容性的特點(diǎn)，一個(gè)有限大小的耦合系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境要素總處在不斷地隨機(jī)變動(dòng)之中，從而形成對(duì)耦合系統(tǒng)宏觀狀態(tài)的各種隨機(jī)擾動(dòng)，即城市化與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系的“外部漲落”。城市化與生態(tài)環(huán)境耦合系統(tǒng)的內(nèi)漲落與外漲落互相疊加，同步和共振，造成系統(tǒng)漲落特性的復(fù)雜性，構(gòu)成了其本身形成耗散結(jié)構(gòu)的觸發(fā)機(jī)和破舊立新達(dá)到有序結(jié)構(gòu)的先行官，進(jìn)而加劇了城市化與生態(tài)環(huán)境耦合系統(tǒng)演化規(guī)律的復(fù)雜性。

三、耦合裂變律

城市化與生態(tài)環(huán)境耦合系統(tǒng)是人與自然、環(huán)境交互作用的集中體現(xiàn)，是典型的生態(tài)-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)復(fù)合系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，每一個(gè)因素都是該系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，其變化經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的耦合作用，形成三種結(jié)果：（1）加大城市化與生態(tài)環(huán)境耦合系統(tǒng)的變化，稱之為耦合升壓效應(yīng)；（2）減小城市化與生態(tài)環(huán)境耦合系統(tǒng)的變化，稱之為耦合減壓效應(yīng)；（3）使城市化與生態(tài)環(huán)境耦合系統(tǒng)發(fā)生微小的擾動(dòng)，稱之為耦合恒壓效應(yīng)。

四、動(dòng)態(tài)層級(jí)律

城市化與生態(tài)環(huán)境的需求度是生態(tài)系統(tǒng)平衡與否的“感應(yīng)器”。由理論分析，生態(tài)環(huán)境對(duì)城市化需求度的滿足程度可以分為：滿足、較滿足、基本滿足、弱滿足和不滿足，對(duì)應(yīng)這五個(gè)層次的城市化因子與生態(tài)環(huán)境因子的耦合態(tài)可分為：強(qiáng)耦合態(tài)、較強(qiáng)耦合態(tài)、中等耦合態(tài)、較弱耦合態(tài)和弱耦合態(tài)五個(gè)層次，對(duì)應(yīng)的城市化與生態(tài)環(huán)境因子之間耦合態(tài)的評(píng)估分級(jí)依次可分為：優(yōu)態(tài)、良態(tài)、中等態(tài)、可態(tài)和劣態(tài)，其發(fā)展態(tài)勢(shì)依次為：強(qiáng)可持續(xù)、較強(qiáng)可持續(xù)、準(zhǔn)可持續(xù)、弱可持續(xù)和不可持續(xù)五種發(fā)展趨勢(shì)。

五、閾值律

閾值是任何事物的發(fā)展不能超過(guò)所依附的另一事物所能承載的能力。不同的學(xué)科對(duì)閾值有著不同的認(rèn)識(shí)和理解，但其相同之處都包含臨界和限制、載荷和容量之意。從區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究的角度分析，如何科學(xué)的確定一些閾值或臨界點(diǎn)，來(lái)有效地預(yù)警自然與社會(huì)系統(tǒng)的退化狀態(tài)尤其是危急狀態(tài)，如何認(rèn)識(shí)有關(guān)地球自然系統(tǒng)和人類發(fā)展的理論和模型中人與自然之間的動(dòng)態(tài)聯(lián)系，如何認(rèn)識(shí)不同區(qū)域的自然和社會(huì)系統(tǒng)在各種脅迫下的脆弱性是有什么因素決定的，采用什么樣的經(jīng)濟(jì)、法律、科技體制能夠更有效地促進(jìn)人地系統(tǒng)向可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展，怎樣延伸和綜合現(xiàn)行的社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)和環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，來(lái)引導(dǎo)社會(huì)向可持續(xù)發(fā)展的轉(zhuǎn)型等問(wèn)題，是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究領(lǐng)域需關(guān)注的科學(xué)問(wèn)題。

六、預(yù)警律

城市化與生態(tài)環(huán)境耦合系統(tǒng)同任何其他復(fù)雜系統(tǒng)一樣，遵循預(yù)警定律。加入預(yù)警預(yù)報(bào)過(guò)程的城市化與生態(tài)環(huán)境耦合系統(tǒng)叫城市化與生態(tài)環(huán)境耦合預(yù)警系統(tǒng)。耦合預(yù)警系統(tǒng)統(tǒng)是以社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展為核心，以經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的持久性，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的穩(wěn)定性，社會(huì)分配的公平性和資源開發(fā)利用的持續(xù)性為內(nèi)容，以經(jīng)濟(jì)城市化過(guò)程、人口城市化過(guò)程和社會(huì)城市化過(guò)程等為對(duì)象，在一定經(jīng)濟(jì)理論、突變論、系統(tǒng)論、協(xié)同論等理論指導(dǎo)下，采用一系列科學(xué)的預(yù)警方法技術(shù)、指標(biāo)體系、預(yù)警模型和信號(hào)系統(tǒng)，對(duì)城市化與生態(tài)環(huán)境耦合過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果獲得的警性、警兆發(fā)布警示的決策支持系統(tǒng)。也就是說(shuō)，城市化與生態(tài)環(huán)境耦合預(yù)警系統(tǒng)就是對(duì)城市化與生態(tài)環(huán)境耦合系統(tǒng)偏離期望狀態(tài)的警告。耦合預(yù)警系統(tǒng)分為兩種模式，一種景氣預(yù)警，另外一種是警兆預(yù)警。

七、非線性協(xié)同率

根據(jù)耗散結(jié)構(gòu)理論，城市化與生態(tài)環(huán)境耦合系統(tǒng)是城市化要素間、生態(tài)環(huán)境各要素間以及城市化與生態(tài)環(huán)境各要素間有非線性互相作用的系統(tǒng)，是一個(gè)具有整體性和倏忽性等重要特性的復(fù)雜系統(tǒng)。因此，在城市化與生態(tài)環(huán)境耦合系統(tǒng)中，作為輸出能量物質(zhì)的“營(yíng)養(yǎng)匯”的城市系統(tǒng)之間相互促進(jìn)又相互制約，彼此間存在著極復(fù)雜的非線性互相作用。同時(shí)，生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)、城市之間系統(tǒng)內(nèi)部的各要素間的非線性聯(lián)系更為密切。這種非線性互相作用使無(wú)數(shù)個(gè)地理要素的微觀行為得到協(xié)同和合作，產(chǎn)生宏觀的序，其結(jié)果形成了錯(cuò)綜復(fù)雜的層次結(jié)構(gòu)體系。

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