淺談地理工程與系統動(dòng)力學(xué)

第24卷第3期新疆師范大學(xué)學(xué)報》(自然科學(xué)版Vol 24. No. 32005年9月Journal of Xinjiang Normal Universityp.2005(Natural sciences edition)淺談地理工程與系統動(dòng)力學(xué)邢永建,趙梅,唐湘玲,龍海麗(新疆師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,新疆烏魯木齊830053)摘要:地理學(xué)的發(fā)展從古典時(shí)期到近代時(shí)期到現代地理學(xué),經(jīng)過(guò)了漫長(cháng)過(guò)程,可以說(shuō)自從人類(lèi)誕生以來(lái),地理學(xué)就產(chǎn)生了,并且不斷發(fā)展壯大,為社會(huì )的發(fā)展進(jìn)步做出了很大的貢獻。隨著(zhù)社會(huì )的進(jìn)步,應用地理學(xué)也隨之產(chǎn)生,它的產(chǎn)生使地理學(xué)更加貼近現實(shí),更能符合人類(lèi)社會(huì )的需求,使地理學(xué)更具生命力。文章所說(shuō)的地理工程及系統動(dòng)力學(xué)就是基于更好地為社會(huì )服務(wù),為人類(lèi)服努的目的,通過(guò)借助計算機技術(shù),工程原理,模型化等使地理學(xué)更加適應現代化建設需要,也使地理學(xué)具有更寬廣的發(fā)展空關(guān)鍵詞:地理學(xué);地理學(xué)應用;地理工程;系統動(dòng)力學(xué)中圖分類(lèi)號:P9文獻標識碼:A文章編號:10089659-(2005)-03-017603地理學(xué)具有相當長(cháng)的發(fā)展史,可以說(shuō)有了人類(lèi),地理學(xué)也就隨之誕生了,而且地理學(xué)的研究范團也特別寬廣,似乎與各:科都有一定聯(lián)系和各研究領(lǐng)域都有一定聯(lián)系,有人說(shuō)地理學(xué)好比萬(wàn)金油,哪里都用得上,可惜就是沾邊,不能比各更具體的學(xué)科研究得深刻,應用得自如,比如地理學(xué)中的水文學(xué)不如水利部門(mén)的水文技術(shù),地理學(xué)的氣象知識不如氣象部門(mén)氣象專(zhuān)業(yè)知識,這樣很多地理學(xué)工作者就會(huì )發(fā)現地理學(xué)所涵蓋的知識很廣,但比相應專(zhuān)業(yè)學(xué)科來(lái)得膚淺,特別是當面對政府,行政部門(mén)索要具體措施,實(shí)施步驟時(shí)更是無(wú)從下手。從這個(gè)角度上,地理學(xué)在實(shí)際上的應用就勢必呈現一定問(wèn)題,有人甚至提出地理學(xué)無(wú)用武之地的謬說(shuō),鑒于此已有許多地理工作者在研究地理學(xué)的出路問(wèn)題1地理工程的產(chǎn)生及設計原則地理工程就在這樣一種情況下,應運而生了,地理學(xué)要獨樹(shù)一幟,要在實(shí)際應用中占有一席之地,更好地服務(wù)于現代化建設與工程結合確實(shí)是一條極好的道路。地理工程相當于地段設計,這在地理學(xué)的發(fā)展道路上走岀重要的一步,是地理學(xué)發(fā)展史上空前的壯舉更符合現代社會(huì )實(shí)際應用的需要。地理工程相當于其他專(zhuān)業(yè)工程部門(mén)的工程設計,要求有很強的可操作性和規范性,人們在對地球表層空間系統進(jìn)行有目的開(kāi)發(fā)、保護、利用和改造時(shí),有總體目標并按照一定的步驟和順序分階段,分項目進(jìn)行,在這個(gè)過(guò)程中各階段和各項目的工作具有特殊性,但是這些工作必須在總體上相互協(xié)調,以達到總體目標的實(shí)現,做到“理論——設計——實(shí)施”地理工程是人為事物,是人類(lèi)與地理環(huán)境的共生物,其設計應符合系統工程原理,應遵循社會(huì )安定優(yōu)化原則,環(huán)境穩健控制原則和區域發(fā)展與優(yōu)化原則1.1系統設計從地理工程目標,構成和協(xié)調方面來(lái)完成地理工程的設計大致包括以下三個(gè)方面(1)總體目標確定和方案選擇(2)總體結構確定與子項目的確定(3)系統反饋中國煤化工1.2參數設計CNMH個(gè)確定的子頂目提出科學(xué)的、語(yǔ)義清楚的、可供實(shí)施的措施來(lái)如上任⊥言盟以爹效選定那樣,明確細致,毫無(wú)疑義,在地理學(xué)中選址問(wèn)題應該屬于這個(gè)范疇?！吧鷳B(tài)設計”工作屬于“參數”設計,它的結論可以被實(shí)施部門(mén)直接引用,過(guò)去我們對水土流失問(wèn)題只講“種草種樹(shù)”,“宜農則農,宜牧則牧”,但對種什么草,種在什么地方,什么季節種,什么地方宜農,什么地收璃百數據-3-9作者簡(jiǎn)介:邢永建(1976—),男,漢族,在讀碩士研究生,主要從事GIs與地理學(xué)方向的研究第3期邢永建等淺談地理工程與系統動(dòng)力學(xué)·177方宜牧,適宜程度如何,并不明確,結果不能付諸實(shí)施。地理學(xué)“戰略論”者,往往就是在這一點(diǎn)上趨于失敗,不提岀具體措施規劃,被實(shí)施部門(mén)拒絕或者擱置一邊,因為實(shí)施部門(mén)的領(lǐng)導者不知如何實(shí)現這種規劃,只能停留在“紙中畫(huà)畫(huà),墻上掛掛”階段要做好參數設計,必須有科學(xué)根據,必須基于對對象的深刻研究上,對于地理學(xué)而言,這個(gè)深刻研究的結論,一方面可以從其他學(xué)科吸取,另一方面,根據地學(xué)的區域性特點(diǎn),應把注意力放到中小尺度地理問(wèn)題上,從而得到科學(xué)的“參數”,使我們在實(shí)施工程時(shí),可以實(shí)現“參數”選擇和“參數”設計3決策分析與立法研究地理問(wèn)題的復雜性在于可能同時(shí)存在幾種實(shí)施方案,并且各有優(yōu)劣,因此需要開(kāi)展決策分析,決策分析內容包括兩個(gè)方面,其一是基于地理工程的三個(gè)基本原則:對各方案直接的經(jīng)濟效益,生態(tài)效益,社會(huì )效益做出評價(jià);其二是利用預測方法對地理工程的環(huán)境、社會(huì )、地緣效應做岀較長(cháng)期的預測,并對這種可能的長(cháng)效做鳳險代價(jià)評估,通過(guò)決策分析,選定最后方案做設計決策,這樣地理工程既進(jìn)入實(shí)施。為保證工程得以完成和保持,必須研究必要的保障地理工程的政策和結合政策和法令往往起著(zhù)“硬操作”所不能完成的作用。2地理工程基本內容2.1優(yōu)化與發(fā)展地理工程的實(shí)施,無(wú)論把發(fā)展原則還是生態(tài)原則放在第一位,其總體目標總是指向提高區域的社會(huì )經(jīng)濟文化水平,改善人類(lèi)環(huán)境至少要控制它免于惡化,要使區域的地理狀態(tài)處于一種比過(guò)去更為現代化的路線(xiàn)設計。2.2生態(tài)環(huán)境保護它與第一項仼務(wù)是并列的,地理工程是在人的環(huán)境中進(jìn)行的,而生態(tài)環(huán)境破壞的影響后果將是長(cháng)遠的。因此一個(gè)區域開(kāi)發(fā)的地理效益不能只是目前的社會(huì )經(jīng)濟效果評價(jià),而要具有歷史眼光。最優(yōu)是一個(gè)歷史概念,“竭澤而漁”對局部是最優(yōu)了但用歷史的眼光看是最劣的,另一方面許多應用地學(xué)任務(wù),其直接的目的就是生態(tài)保護,毫無(wú)疑義,地理工程必須承擔這方面任務(wù),因此相應的地理工程的設計內容就要包括“生態(tài)環(huán)境保護設計”地理工程就是在一個(gè)區域體系背景下完成的,它必然與周?chē)h(huán)境相互作用,所以我們必不可少地要確定地理工程實(shí)施在區域背景中的地位,這樣做一方面改變了區域體系的結構和功能,有利于整個(gè)大區域的發(fā)展另一方面也使自己適應區域背景不會(huì )因大區域結構的反饋使實(shí)現的地理工程目標遺到破壞或整個(gè)地理工程趨于失敗。區域適應要求首先在設計中考慮區域結構,(空間結構)城市群結構,區堿系統結構,資源環(huán)境結構為地理工程提供的ⅰ能前景和各種方案的區域代價(jià)。其中在初步完成設評估它對區域結構尤其是地緣結構和經(jīng)濟系統的沖擊,以及后者對它的反饋作用。在常見(jiàn)的一些“區域規劃”中往往考慮區域的內部資源條件而極少考慮地理背景條件,更談不上區域適應設計,為此失敗的例子不少,我們應吸取這個(gè)教訓2.4自校正地理工程的設計要處理這么一個(gè)問(wèn)題,就是如何在現實(shí)的地理狀態(tài)基礎上轉向新的地理狀態(tài),這個(gè)歷史轉變過(guò)程的技術(shù)路線(xiàn)應該作為設計要求來(lái)完成,不可缺少。目前的應用地理學(xué)有的做了,有的部分考慮了,有的完全忽視了這一工作,可是實(shí)際工作中都難以回避這一問(wèn)題總之,一項好的地理工程設計,大致要包括上述四個(gè)方面的設計內容,這樣才能使地理工程在實(shí)踐上可行,被實(shí)施部門(mén)接受從而保障區域發(fā)展或環(huán)境治理中的PRED協(xié)調。PRED協(xié)調問(wèn)題是復雜的,如何有效地,優(yōu)良地做到PRED協(xié)調,今后還將有理論模式和學(xué)說(shuō)大量涌現岀來(lái)。它已經(jīng)是一個(gè)理論地理學(xué)與應用地理學(xué)的結合點(diǎn),也將是理論地理學(xué)有前途的可能生長(cháng)3系統動(dòng)力學(xué)與地理工程有密切聯(lián)系的研究方法一系統動(dòng)力學(xué)在地理學(xué)的山中國煤化工統動(dòng)力學(xué)是一種將結構功能、和歷史結合起來(lái),通過(guò)模型并借助電子計算機仿真而定量地研究CNMHG時(shí)變系統的系統分析理論與方法,是定性與定量結合,系統綜合推理的方法。最適合用于研究復雜系統的結構、功能與行為之間動(dòng)態(tài)的辨證對立與統·的關(guān)系。系統動(dòng)力學(xué)模型可作為實(shí)際系統旳“實(shí)驗室”,它旳建模過(guò)程就是一個(gè)學(xué)習、調査硏究的過(guò)程,模型的主要功能在于丨人們提供一個(gè)進(jìn)行學(xué)習與決策分析的工具。采用傳統的調查研究方法只能觸及其某一側面或某一瞬間,不能從整體上反映其變化和發(fā)展萬(wàn)委力學(xué)研究這樣的復雜系統,是采用建立系統的數學(xué)仿真模型在計算機上模擬系統的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。模擬又叫仿真,是通過(guò)模型,借助于電子計算機語(yǔ)言編制程序在計算機上實(shí)現的。仿真方法對研究社會(huì )系統具有特殊的意義,在·178·新疆師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)2005年計算機的幫助下,可以充分發(fā)揮人的功能,逐步獲得改善系統的途徑乃至得到滿(mǎn)意的解答系統動(dòng)力學(xué)可以把人、財、物、信息等綜合成一個(gè)系統來(lái)考慮,使復雜的社會(huì )經(jīng)濟現象系統化、清晰仳;它所建立的模型,著(zhù)重系統內部構造的硏究,是動(dòng)態(tài)的模型,利用它不僅可以對系統旳未來(lái)做岀規劃性和警告性預測,而且還可以對系統歷史行為進(jìn)行回測。構造系統動(dòng)力學(xué)模型的主要過(guò)程和步驟如圖1。任務(wù)調研問(wèn)題定義系統分析劃定界限反饋結構分析結構分析變量定義建立方程修改模型建立模型模型模擬模型評佔政策分析與任務(wù)調研圖1系統動(dòng)力學(xué)解決問(wèn)題的過(guò)程與步驟4結語(yǔ)地理學(xué)已經(jīng)有很長(cháng)的發(fā)展歷史,但是要使地理學(xué)具有更強的適應力,更好的貼近現實(shí),貼近人類(lèi)生活,則不應只停留在理論的研究上,特別是那種脫離實(shí)際應用的純理論研究上,而應使地理學(xué)向更能適應現代社會(huì )的發(fā)展需求方向前進(jìn),更好的服務(wù)人類(lèi),使由地理學(xué)做岀的研究結論,更具有可操作性、現實(shí)性,更具有現實(shí)意義,利于政府和相關(guān)行政部門(mén)做決策,更具實(shí)效參考文獻:][美]普雷斯頓·詹姆斯.地理學(xué)思想史[M].北京:商務(wù)印書(shū)館,19822][德]阿爾夫雷德·赫特納.地理學(xué)——它的歷史、性質(zhì)和方法[M].北京3]潘玉君.地理學(xué)基礎[M].科學(xué)出版社,200中國煤化工CNMHG(下轉第183頁(yè))第3期龍海麗等區域相對資源承載力時(shí)空動(dòng)態(tài)研究—以新疆為例·183參考文獻[]新疆概論,新疆人民出版社[M],2001[2]張艾廣西相對資源承載力與可持續發(fā)展[].學(xué)術(shù)論壇,2000,4:53-563]石玉林中國土地資源生產(chǎn)能力及人口承載量研究[].北京:中國人民大學(xué)出版社,1991]封志明.區域土地資源承載能力研究模式芻議一以甘肅省定西縣為例[].自然資源學(xué)報,1990,5(3):271-285]馬世駿.王如松.復合生態(tài)系統與持續發(fā)展A].見(jiàn):中國科學(xué)院復雜性硏究編委會(huì )編.復雜性硏究[C]·北京:科學(xué)岀版社.1993.230-239[6]趙濟,陳傳康.中國地理[M].高等教育出版社,1999Analysis On The Relative Carrying Capacity Of Regions ResourcesLONG Haili, TANG Xiangling, XING Yongjian(School of Life and Environment Sciences, Xinjiang Normal University, Urmgi Xinjiang 830054)Abstract: This research using the method of the relative capacity of resources, with some change of itcalculates the carrying capacity of land resources and economic resources and synthetic carrying capacityof resources of Xinjiang from 1982 to 2002 and analyzes the differences of the carrying capacityveenXinjiang and the eastern areas as well as the western zones compared with the whole country. Thus conclusionsdrawn: the contribution of land resources to the synthetic carrying capacity was muchgreater than the economic resources: @2 the unharmonious development between relative carrying capacitof land resources and relative carrying capacity of economic resources is one of the main problems in Xijiang on its way towards the sustainable developmentof land resources; relative carrying capacity of economy resources: synthetic carrying capacity Xinjiang(上接第178頁(yè))About Geographic Engineering and Systemic DynamicsXING Yongjian, ZHAO Mei, TANG Xiangling, LONG Haili(School of Life and Environment Sciences, XinJiang Normal University, Urumqi Xinjiang 830054)Abstract: From ancient time to modern time, geography has had a very long time great came into behas made contribution to development and advance ment of society. With the society growth, applied geography. In this paper geographical engineering andoffer better service for soci-ety and the human beings, through PC technology, engine中國煤化工Key words: geography application of geography i geeCNMHGtemic dynamics