science >> Wetenschap >  >> Natuur

Chinese verstedelijking 2050 – systeem dynamische modellering en processimulatie

De Chinese verstedelijking heeft sterk bijgedragen aan de economische groei van het hele land, sociale vooruitgang en verbetering van het leven. Parallel aan dit proces, echter, China heeft te maken gehad met een reeks problemen, zoals het verlies van landbouwgrond, vermindering van de biodiversiteit, onbetaalbare stadswoningen, problematisch vervoer, ongelijke regionale economische ontwikkeling, en andere problemen.

Ondanks deze moeilijkheden, China gaat verder in de richting van verstedelijking, maar in een nieuwe modus. Het Chinese Nieuwe Verstedelijkingsplan is de centrale taak voor China om een ​​goed ontwikkelde samenleving in 2020 volledig te erkennen. twee kritische maar onopgeloste vragen die de verstedelijkingsagenda van China beslissend beïnvloeden, blijven bestaan:wat is het hoogste stabiele verstedelijkingsniveau dat China kan bereiken? Wanneer kan China zijn verstedelijking voltooien? In feite, deze twee vragen zijn al uitgebreid bestudeerd. Maar vanwege de inherente beperking van elke studie, er zijn opvallende verschillen of zelfs tegenstrijdigheden tussen deze bestaande onderzoeksconclusies, wat ertoe leidde dat beleidsmakers het moeilijk hadden om te beslissen welke conclusie de basis moest vormen voor het formuleren van China's plannen voor nieuwe verstedelijking.

Om deze uitdaging aan te gaan, een Chinees onderzoeksteam heeft onlangs een multidimensionaal systeemdynamisch (SD) simulatiemodel van Chinese verstedelijking voorgesteld vanuit het perspectief van complexiteit. Met dit model kunnen gebruikers het complexe proces van Chinese verstedelijking vanuit een dynamisch perspectief bekijken. Door robuuste modelverificatie en validatie op basis van historische gegevens, dit model, vergeleken met de bestaande die door andere geleerden zijn voorgesteld, heeft een veel hogere betrouwbaarheid, geloofwaardigheid en bruikbaarheid. Via dit model kunnen de beleidsmakers meer wetenschappelijk beleid en ontwikkelingsprogramma's genereren voor China's nieuwe verstedelijking tegen 2050.

Een paper waarin de details van het model en de toepassing ervan worden uitgelegd, is onlangs gepubliceerd in WETENSCHAP CHINA Aardwetenschappen door hoofdonderzoeker prof. Gu Chaolin van de School of Architecture, Tsinghua University en medewerkers. Het onderzoeksteam heeft met succes de SD-modelleringsaanpak toegepast om het Chinese verstedelijkingsproces te begrijpen. Het geeft niet alleen details van China's verstedelijkingsmechanisme dat wordt beperkt door ecologische duurzaamheid in een alomvattend overzicht, maar ook de weergave ervan in volledige wiskundige uitdrukking. In aanvulling, het onderzoek stelt een SD-modelleringsraamwerk voor dat is aangepast aan de nieuwe verstedelijking van China (Figuur 1) dat de wiskundige logica van het model specificeert, de structuur van de subsystemen voor SD-modellering en de modelleringstechnieken voor het simuleren van de interacties tussen deze subsystemen. Met robuuste modelvalidatie, de paper presenteert eindelijk de ultieme verstedelijkingsniveaus die China in meerdere scenario's kan bereiken.

Het onderzoeksteam suggereert dat er drie belangrijke uitdagingen zijn naast de toepassing van SD-modellering op Chinese verstedelijking. De eerste is om het onderliggende verstedelijkingsmechanisme met hoge nauwkeurigheid te kwantificeren; de tweede is om de validiteit van het model te rechtvaardigen met overtuigend bewijs in de context van China. En de laatste is om de flexibiliteit van de toepasbaarheid van het model te verzekeren, zodat het verstedelijkingsbeleid wetenschappelijk kan ondersteunen. In het modelleringsproces de causale diagrammen van de subsystemen die elke dimensie van het mechanisme vertegenwoordigen, worden samengevoegd tot voorraad- en stroomdiagrammen, met inbegrip van de belangrijkste factoren en subsystemen zoals industrieën, bevolking, Steden en dorpen, opleiding, enz. (Figuur 1). Vervolgens, ondersteund door pakketten, waaronder DYNAMO, I denk, Vensim en Powersim, het getheoretiseerde Chinese verstedelijkingsproces is gemodelleerd met behulp van de SD-methodologie. De conformiteit van het model wordt gevalideerd tegen de historische gegevens van 1998 tot 2013, terwijl de stabiliteit en de mate van betrouwbaarheid van het model worden gerechtvaardigd door een differentiaalvergelijkingsbenadering. Om de toepasbaarheid van het model te vergroten, twee cruciale elementen, waaronder de groei van het BBP en het beleid inzake gezinsplanning, dat fundamenteel betrokken is in China's Nieuwe Normaal-tijdperk, worden beschouwd. Met combinaties van verschillende waarden van deze twee parameters, in een reeks scenario's wordt het uiteindelijke verstedelijkingsniveau en het jaar waarin dit gerealiseerd kan worden gesimuleerd en toegelicht.

De conclusies moeten alle overheidsniveaus in China betrouwbaar bewijs leveren voor beleidsvorming en beleidsimplementatie gedurende het hele proces van China's nieuwe verstedelijking.