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(tǒng)動力學(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)展從古典時期到近代時期到現(xiàn)代地理學(xué),經(jīng)過了漫長過程,可以說自從人類誕生以來,地理學(xué)就產(chǎn)生了,并且不斷發(fā)展壯大,為社會的發(fā)展進步做出了很大的貢獻。隨著社會的進步,應(yīng)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(xiàn)實,更能符合人類社會的需求,使地理學(xué)更具生命力。文章所說的地理工程及系統(tǒng)動力學(xué)就是基于更好地為社會服務(wù),為人類服努的目的,通過借助計算機技術(shù),工程原理,模型化等使地理學(xué)更加適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)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(yīng)用;地理工程;系統(tǒng)動力學(xué)中圖分類號:P9文獻標識碼:A文章編號:10089659-(2005)-03-017603地理學(xué)具有相當長的發(fā)展史,可以說有了人類,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,有人說地理學(xué)好比萬金油,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(yīng)用得自如,比如地理學(xué)中的水文學(xué)不如水利部門的水文技術(shù),地理學(xué)的氣象知識不如氣象部門氣象專業(yè)知識,這樣很多地理學(xué)工作者就會發(fā)現(xiàn)地理學(xué)所涵蓋的知識很廣,但比相應(yīng)專業(yè)學(xué)科來得膚淺,特別是當面對政府,行政部門索要具體措施,實施步驟時更是無從下手。從這個角度上,地理學(xué)在實際上的應(yīng)用就勢必呈現(xiàn)一定問題,有人甚至提出地理學(xué)無用武之地的謬說,鑒于此已有許多地理工作者在研究地理學(xué)的出路問題1地理工程的產(chǎn)生及設(shè)計原則地理工程就在這樣一種情況下,應(yīng)運而生了,地理學(xué)要獨樹一幟,要在實際應(yīng)用中占有一席之地,更好地服務(wù)于現(xiàn)代化建設(shè)與工程結(jié)合確實是一條極好的道路。地理工程相當于地段設(shè)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(xiàn)代社會實際應(yīng)用的需要。地理工程相當于其他專業(yè)工程部門的工程設(shè)計,要求有很強的可操作性和規(guī)范性,人們在對地球表層空間系統(tǒng)進行有目的開發(fā)、保護、利用和改造時,有總體目標并按照一定的步驟和順序分階段,分項目進行,在這個過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(diào),以達到總體目標的實現(xiàn),做到“理論——設(shè)計——實施”地理工程是人為事物,是人類與地理環(huán)境的共生物,其設(shè)計應(yīng)符合系統(tǒng)工程原理,應(yīng)遵循社會安定優(yōu)化原則,環(huán)境穩(wěn)健控制原則和區(qū)域發(fā)展與優(yōu)化原則1.1系統(tǒng)設(shè)計從地理工程目標,構(gòu)成和協(xié)調(diào)方面來完成地理工程的設(shè)計大致包括以下三個方面(1)總體目標確定和方案選擇(2)總體結(jié)構(gòu)確定與子項目的確定(3)系統(tǒng)反饋中國煤化工1.2參數(shù)設(shè)計CNMH個確定的子頂目提出科學(xué)的、語義清楚的、可供實施的措施來如上任⊥言盟以爹效選定那樣,明確細致,毫無疑義,在地理學(xué)中選址問題應(yīng)該屬于這個范疇?！吧鷳B(tài)設(shè)計”工作屬于“參數(shù)”設(shè)計,它的結(jié)論可以被實施部門直接引用,過去我們對水土流失問題只講“種草種樹”,“宜農(nóng)則農(nóng),宜牧則牧”,但對種什么草,種在什么地方,什么季節(jié)種,什么地方宜農(nóng),什么地收璃百數(shù)據(jù)-3-9作者簡介: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(tǒng)動力學(xué)·177方宜牧,適宜程度如何,并不明確,結(jié)果不能付諸實施。地理學(xué)“戰(zhàn)略論”者,往往就是在這一點上趨于失敗,不提岀具體措施規(guī)劃,被實施部門拒絕或者擱置一邊,因為實施部門的領(lǐng)導(dǎo)者不知如何實現(xiàn)這種規(guī)劃,只能停留在“紙中畫畫,墻上掛掛”階段要做好參數(shù)設(shè)計,必須有科學(xué)根據(jù),必須基于對對象的深刻研究上,對于地理學(xué)而言,這個深刻研究的結(jié)論,一方面可以從其他學(xué)科吸取,另一方面,根據(jù)地學(xué)的區(qū)域性特點,應(yīng)把注意力放到中小尺度地理問題上,從而得到科學(xué)的“參數(shù)”,使我們在實施工程時,可以實現(xiàn)“參數(shù)”選擇和“參數(shù)”設(shè)計3決策分析與立法研究地理問題的復(fù)雜性在于可能同時存在幾種實施方案,并且各有優(yōu)劣,因此需要開展決策分析,決策分析內(nèi)容包括兩個方面,其一是基于地理工程的三個基本原則:對各方案直接的經(jīng)濟效益,生態(tài)效益,社會效益做出評價;其二是利用預(yù)測方法對地理工程的環(huán)境、社會、地緣效應(yīng)做岀較長期的預(yù)測,并對這種可能的長效做鳳險代價評估,通過決策分析,選定最后方案做設(shè)計決策,這樣地理工程既進入實施。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(jié)合政策和法令往往起著“硬操作”所不能完成的作用。2地理工程基本內(nèi)容2.1優(yōu)化與發(fā)展地理工程的實施,無論把發(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(qū)域的社會經(jīng)濟文化水平,改善人類環(huán)境至少要控制它免于惡化,要使區(qū)域的地理狀態(tài)處于一種比過去更為現(xiàn)代化的路線設(shè)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)境中進行的,而生態(tài)環(huán)境破壞的影響后果將是長遠的。因此一個區(qū)域開發(fā)的地理效益不能只是目前的社會經(jīng)濟效果評價,而要具有歷史眼光。最優(yōu)是一個歷史概念,“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(yīng)用地學(xué)任務(wù),其直接的目的就是生態(tài)保護,毫無疑義,地理工程必須承擔(dān)這方面任務(wù),因此相應(yīng)的地理工程的設(shè)計內(nèi)容就要包括“生態(tài)環(huán)境保護設(shè)計”地理工程就是在一個區(qū)域體系背景下完成的,它必然與周圍環(huán)境相互作用,所以我們必不可少地要確定地理工程實施在區(qū)域背景中的地位,這樣做一方面改變了區(qū)域體系的結(jié)構(gòu)和功能,有利于整個大區(qū)域的發(fā)展另一方面也使自己適應(yīng)區(qū)域背景不會因大區(qū)域結(jié)構(gòu)的反饋使實現(xiàn)的地理工程目標遺到破壞或整個地理工程趨于失敗。區(qū)域適應(yīng)要求首先在設(shè)計中考慮區(qū)域結(jié)構(gòu),(空間結(jié)構(gòu))城市群結(jié)構(gòu),區(qū)堿系統(tǒng)結(jié)構(gòu),資源環(huán)境結(jié)構(gòu)為地理工程提供的ⅰ能前景和各種方案的區(qū)域代價。其中在初步完成設(shè)評估它對區(qū)域結(jié)構(gòu)尤其是地緣結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟系統(tǒng)的沖擊,以及后者對它的反饋作用。在常見的一些“區(qū)域規(guī)劃”中往往考慮區(qū)域的內(nèi)部資源條件而極少考慮地理背景條件,更談不上區(qū)域適應(yīng)設(shè)計,為此失敗的例子不少,我們應(yīng)吸取這個教訓(xùn)2.4自校正地理工程的設(shè)計要處理這么一個問題,就是如何在現(xiàn)實的地理狀態(tài)基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)向新的地理狀態(tài),這個歷史轉(zhuǎn)變過程的技術(shù)路線應(yīng)該作為設(shè)計要求來完成,不可缺少。目前的應(yīng)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,可是實際工作中都難以回避這一問題總之,一項好的地理工程設(shè)計,大致要包括上述四個方面的設(shè)計內(nèi)容,這樣才能使地理工程在實踐上可行,被實施部門接受從而保障區(qū)域發(fā)展或環(huán)境治理中的PRED協(xié)調(diào)。PRED協(xié)調(diào)問題是復(fù)雜的,如何有效地,優(yōu)良地做到PRED協(xié)調(diào),今后還將有理論模式和學(xué)說大量涌現(xiàn)岀來。它已經(jīng)是一個理論地理學(xué)與應(yīng)用地理學(xué)的結(jié)合點,也將是理論地理學(xué)有前途的可能生長3系統(tǒng)動力學(xué)與地理工程有密切聯(lián)系的研究方法一系統(tǒng)動力學(xué)在地理學(xué)的山中國煤化工統(tǒng)動力學(xué)是一種將結(jié)構(gòu)功能、和歷史結(jié)合起來,通過模型并借助電子計算機仿真而定量地研究CNMHG時變系統(tǒng)的系統(tǒng)分析理論與方法,是定性與定量結(jié)合,系統(tǒng)綜合推理的方法。最適合用于研究復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與行為之間動態(tài)的辨證對立與統(tǒng)·的關(guān)系。系統(tǒng)動力學(xué)模型可作為實際系統(tǒng)旳“實驗室”,它旳建模過程就是一個學(xué)習(xí)、調(diào)査硏究的過程,模型的主要功能在于丨人們提供一個進行學(xué)習(xí)與決策分析的工具。采用傳統(tǒng)的調(diào)查研究方法只能觸及其某一側(cè)面或某一瞬間,不能從整體上反映其變化和發(fā)展萬委力學(xué)研究這樣的復(fù)雜系統(tǒng),是采用建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)仿真模型在計算機上模擬系統(tǒng)的動態(tài)變化過程。模擬又叫仿真,是通過模型,借助于電子計算機語言編制程序在計算機上實現(xiàn)的。仿真方法對研究社會系統(tǒng)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(tǒng)的途徑乃至得到滿意的解答系統(tǒng)動力學(xué)可以把人、財、物、信息等綜合成一個系統(tǒng)來考慮,使復(fù)雜的社會經(jīng)濟現(xiàn)象系統(tǒng)化、清晰仳;它所建立的模型,著重系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)造的硏究,是動態(tài)的模型,利用它不僅可以對系統(tǒng)旳未來做岀規(guī)劃性和警告性預(yù)測,而且還可以對系統(tǒng)歷史行為進行回測。構(gòu)造系統(tǒng)動力學(xué)模型的主要過程和步驟如圖1。任務(wù)調(diào)研問題定義系統(tǒng)分析劃定界限反饋結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)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(diào)研圖1系統(tǒng)動力學(xué)解決問題的過程與步驟4結(jié)語地理學(xué)已經(jīng)有很長的發(fā)展歷史,但是要使地理學(xué)具有更強的適應(yīng)力,更好的貼近現(xiàn)實,貼近人類生活,則不應(yīng)只停留在理論的研究上,特別是那種脫離實際應(yīng)用的純理論研究上,而應(yīng)使地理學(xué)向更能適應(yīng)現(xiàn)代社會的發(fā)展需求方向前進,更好的服務(wù)人類,使由地理學(xué)做岀的研究結(jié)論,更具有可操作性、現(xiàn)實性,更具有現(xiàn)實意義,利于政府和相關(guān)行政部門做決策,更具實效參考文獻:][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(chǔ)[M].科學(xué)出版社,200中國煤化工CNMHG(下轉(zhuǎn)第183頁)第3期龍海麗等區(qū)域相對資源承載力時空動態(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(xù)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(qū)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(fù)合生態(tài)系統(tǒng)與持續(xù)發(fā)展A].見:中國科學(xué)院復(fù)雜性硏究編委會編.復(fù)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)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