特大城群地区城镇化与生态环境耦合机理及交互胁迫效应

附件8“特大城市群地区城镇化与生态环境耦合机理及交互胁迫效应”重大项目指南特大城市群地区是国家经济发展的战略核心区和国家新型城镇化的主体区，担当着世界经济重心转移承载地的历史重任，但在发展过程中面临着日益严重的资源与生态环境的胁迫压力，急需通过多学科交叉、多要素耦合、多模块集成和多情景模拟的综合集成研究，揭示遵循自然规律的生态环境演变过程和遵循人文规律的城镇化发展过程的耦合机理，提岀与资源及生态环境容量相协调的特大城市群可持续发展的整体优化方案。因此，开展特大城市群地区城镇化与生态环境耦合机理及交互胁迫效应的研究，既是未来10年地球系统科学研究的前沿领域和高优先级的研究主题，也是面向国家战略需求为特大城市群地区可持续发展提供系统性重要科学依据的急迫需要。、科学目标本重大项目拟选择具有代表性的京津冀城市群等作为典型案例区，从整体上解析城市群系统各自然要素和人文要素交互作用的非线性耦合关系及耦合特征；科学辨识近远程主控要素作用下城市群系统内外部各要素相互作用的胁迫强度、近远程耦合机理与规律，研究形成特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合理论；构建多要素-多尺度-多情景-多模块-多智能体集成的时空耦合动力学模型，开发特大城市群地区可持续发展优化调控决策支持系统方法，并在我国典型城市群地区推广应用；形成在国际上有重要影响的中国城市群研究团队。二、研究内容（一）城镇化与生态环境关键主控要素的时空演变特征及胁迫效应。采用遥感、GIS和传感网等先进技术，运用系统分析和空间统计方法研究特大城市群地区自然要素（水、土等）和人文要素（资本、人口、技术、贸易、政策、规划等）动态变化的整体特征，揭示资源和生态环境与城镇化特征指标之间的胁迫关系，辨识区域资源与生态环境要素对城镇化发展的支撑和限制作用；通过筛选关键主控要素，揭示关键主控要素的时空演变特征及其交互胁迫的生态环境效应。（二）城镇化与生态环境交互胁迫的近远程耦合机理与规律。研究在近远程要素综合影响下，特大城市群系统各自然要素和人文要素交互胁迫的耦合关系，揭示近远程关键主控要素影响下特大城市群地区城镇化发展与生态环境要素交互胁迫的近远程耦合机理、阶段、类型以及耦合裂变律、耦合涨落律、非线性协同律、阈值律和预警律等规律性。（三）城镇化与生态环境交互胁迫的病理分析与风险预估。研发基于关键主控要素的单要素耦合状态诊断方法和多要素交互耦合状态集成诊断方法，辨识交互胁迫的动态耦合度与病理程度，综合评判交互胁迫风险，建立特大城市群地区城镇化与生态环境交互胁迫病理风险预估系统。（四）城镇化与生态环境交互胁迫的动力学模型与阈值测算。采用城市群空间拓展的计算试验系统、情景模拟系统、生态功能识别与价值核算系统软件，构建多要素-多尺度-多情景-多模块-多智能体集成的时空耦合动力学模型和阈值模型，核算城镇化与生态环境互载互胁的临界阈值，反算资源环境保障程度阈值。（五）城镇化与生态环境交互耦合决策支持系统研发。以空间仿真模拟与GIS技术为支撑，集成构建特大城市群城镇化与生态环境交互耦合决策支持系统，结合典型研究区，模拟城镇化发展的资源环境保障效应及其优化调控方案，确定特大城市群在不同时期适度承载的人口规模、空间规模和经济规模，提岀基于资源与生态环境容量约束的可持续发展模式和高效能成长模式。为推动我国城市群健康持续发展提供系统性的科学决策依据。三、资助期限5年（2016年1月至2020年12月）四、资助直接费用1700万元五、申请注意事项（一）申请书的附注说明选择“特大城市群地区城镇化与生态环境耦合机理及交互胁迫效应”（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。（二）本项目由地球科学部负责受理。国家自然科学基金委员会办公室2015年6月19日印发