上海房地产研究2015

1.3.1．关于复杂城市与生态系统研究现状目前，国内外学者在关于复杂性科学与城市生态系统的研究主要有以下三个研究视角：一是复杂性科学的理论与方法论研究，二是关于城市生态系统的要素与协同研究，三是复杂性科学在城市生态系统中的应用研究。

（1）关于复杂性科学的理论与方法论的研究复杂性科学属于学界的基础研究层面，被称为21世纪的科学，主要研究目的是揭示复杂系统中的一些难以用传统科学方法解释的动力学问题，强调整体论和还原论结合的方法分析系统。

目前复杂系统理论处于成长与发展阶段，主要集中于复杂性科学理论及其方法论两个层面，这些理论其他应用研究做出了很大的贡献。

在复杂性科学理论研究方面，学者们主要集中在对复杂系统及其特点的讨论，例如肖潇（2014）认为复杂系统应是具有中等数目、具备基于局部信息采取自适应性、自学习性行动的智能主体的系统。

复杂系统具有非线性、不确定性、动态性、智能性与自主性等特征。

在复杂性科学的方法论研究层面，混沌理论、分形理论和不确定性理论已经成为复杂性研究的重要工具，例如Mclean J, Beveridge T.J.（2001）提出散结构理论，此理论因其超强的普适性在物理和化学领域以外的自然、社会、经济甚至精神等复杂系统中得到广泛的应用。

国内最早提出探索复杂性科学方法论的是钱学森学者（1990）及其系统学讨论班的学员们，他们指出了研究开放的复杂巨系统要采用从定性到定量的综合集成办法。

（2）关于城市生态系统及要素与协同的研究在城市生态系统研究层面，现有学者的研究主要集中于城市生态系统的构建、系统要素协调与生态系统的评价研究。

在城市生态系统构建方面，学者们主要集中研究限制条件下城市生态系统的构建问题。

例如，Ethan H. Decker、Scott Elliott（2000）基于全球25个特大城市的数据，在区域环境供水和吸收废物的限制下，阐述并构建了生态系统演替来解决城市生态问题有用的概念框架，提出仿真的必要性。

M Alberti（2008）融入城市生态模式（UEM）来进行普吉特海湾区域一体化仿真模型，旨在解决人口、经济、政策、环境场景下给人类活动带来的环境压力。

在城市生态系统要素及其协同层面，学者主要从要素功能、动态演化及耦合协同的角度进行研究。

Grimm（2009）指出城市生态系统应以社会经济和自然环境两大模块为基础,在长期和短期驱动力作用下,生态系统结构和功能会发生变化而影响了城市生态系统服务功能，影响社会与人的发展。

林珍铭（2013）在城市生态系统的结构和功能分析的基础上，对城市作为耗散结构系统进行熵变分析，构建了广州城市生态系统可持续发展能力评价模型，该模型反映出城市作为复合生态系统的结构、功能及其演化机制。

路振华（2014）在城乡一体化快速发展的背景下提出了基于资源、产业、人口协同发展模式的总体思路与制约框架。

侯汉波（2013）从复杂适应系统视角出发，将城市分为结构规划、基础设施、公共服务、产业四个具有复杂适应性的子系统了，构建出城市系统理论的初步架构。

在城市生态系统的评价层面，现有研究主要集中于综合指标构建与最优评价集的研究。

例如，N Larondelle，D Haase(2013)通过对四个欧洲城市的生态服务供应进行评估与权衡，认为在城市规划中应设定目标和建立门槛，以保护环境资源，生态系统服务和生物多样性；石惠春等（2012）将城市生态系统视为一个动态变化的系统，利用集对分析方法将评价城市生态系统可持续发展水平的多指标系统合成一个与最优评价集的相对贴近度，进而描述城市生态系统可持续发展水平。

（3）复杂性科学在城市生态系统中的应用研究当前复杂性科学在城市生态系统中的应用与研究还处于研究初期，但学者们已经开始意识到复杂性科学在城市生态系统领域运用的重要性和迫切性。

城市本质上是一个开放的复杂系统，是一个包含自然子系统、社会子系统和经济子系统的耦合体，学者们主要运用复杂性理论与方法指导对城市生态系统的复杂性特点、基于主体的场景模拟与规划等方面进行了研究。

在复杂性科学应用于研究城市生态系统的方面，Y Zhang，Z Yang，X Yu（2006）基于复杂的城市生态系统（包括社会，经济，自然）与代谢功能的理论，构建了评价城市生态系统的指标体系，通过采用因子分析法（FA），层次分析法（AHP）开发综合指数，指出良好的城市生态系统应是减少资源投入与回收废物产出；杨馥（2008）以复杂性理论、系统论、生态学等理论为指导，建立起反映城市生态系统内在机制和生态系统复杂性特征的规划模型和方法体系，以探讨城市生态系统规划的实践范式；贾冯睿等（2013）运用系统动力学模型针对资源型城市转型与可持续发展问题构建了主要由人口、经济、资源以及环境耦合组成的城市系统动力学模型。

赵勇健等（2015）在复杂性系统概念、内涵及相关研究进行梳理的基础上，通过东北亚不同港口城市—釜山、高雄、滨海新区的政策发展脉络对比研究表明，复杂性研究对我国城市政策制定具有借鉴意义，城市政策制定主体有必要对不同城市的复杂性现象进行观察并提出适合的规划。

在基于复杂系统的仿真模拟与城市规划方面，陈书忠等（2010）基于信息反馈控制理论的系统动力学构建城市社会、环境、经济三个主体的系统动力学模型，通过调整环保投入、经济增长速率、科技投入以及单位能耗等系统变量，对武汉市未来发展的主要污染物和主要资源消耗量进行了四种情景动态模拟。

曾丽君等（2014）为解决资源型城市转型问题，实现科技产业与资源型城市可持续协同发展，将科技产业与资源型城市可持续协同发展系统分为社会子系统、经济子系统、环境子系统和资源子系统四个子系统，并通过建立系统动力学模型设置R&D系数的政策变量，分别对五个场景进行政策模拟。

丁志坤等（2015）以复杂适应系统理论为视角，基于Agent建模仿真技术构建出包含建筑废弃物排放、处置、管理政策、管理评价这四个主体的建筑废弃物管理系统仿真模型，并以深圳市为例进行了评估。

1.3.2．关于静脉产业及其与城市系统核心要素的耦合研究现状对于静脉产业的研究主要从静脉产业内部的分析与静脉产业与其他循环经济参与主体的互动关系两部分进行梳理：静脉产业相关研究静脉产业（Vein Industry）的概念由日本学者吉野敏行于二十世纪八十年代首次提出，是指从事从生产或消费后的废弃物排放到收集运输、分类分解、资源化或者最终处理行业。

外川健一（2002）以汽车产业的静脉部门为例进行了汽车产业的分布和循环的经济地理分析。

而国内学者中聂永有（2005）首先完整阐述了静脉产业的概念,聂永有认为在循环经济的运行中,静脉产业是与动脉产业同等重要的产业部门。

经济结构中如果缺少了静脉产业,循环经济将无法实现“循环”,这也正是传统的直线型经济模式的弊端所在。

此后，费金玲（2008）则从静脉产业的最终环节再生资源经营者入手，对其进行交易关系分析、收入与成本分析以及经营分析三个角度进行讨论。

李昆运用SCP研究范式对静脉产业活动的负外部性效应的成因进行了分析，发现不良的行业市场绩效，资源再流失、环境二次污染以及公众健康危害直接源于静脉企业特有的市场行为，行业的制度缺位和供给不足是导致这类行为的根本原因。

张士强，张杰，任一鑫（2012）认为在发展低碳经济的背景下，动脉产业是静脉产业持续发展的动因之一；静脉产业既是动脉产业等活动的延续和补充，也通过自身不断发展产生新的需要对动脉产业形成拉动与促进作用，二者相辅相成，存在着天然的耦合关系。

两者的合作具有整体性与长期性。

胡啸（2015）等运用能量流对静脉产业园的输入与输出结构以及各耗能环节和单位之间的能量平衡关系进行分析，角度较为新颖。

静脉产业与循环经济参与主体互动关系研究（1）静脉产业与动脉产业互动关系研究王晓东（2012 ）、张士强等（2012）分别通过动、静脉产业互动合作关系和竞争关系研究，提出了动、静脉产业要调整好发展规模与结构，其中主要是合理的比例关系，利用二者的优势互补，实现资源优化配置，避免资源浪费，减少环境污染，促进经济、社会、自然的和谐发展，而政府在税收、财政上的扶持也为循环经济模式的正常运行提供坚实保障。

王丽杰，王雪平，李秀华（2013）提出实施动、静脉产业闭环供应链管理，通过废旧产品循环再利用，减少资源的浪费、降低产品的生产成本，提高经济效益。

主张政府通过采用经济手段为主，培育市场和建立废弃物处理生态园区为辅的方式，来扶持静脉产业和推动其发展。

张霜，张红达，杨翠兰（2013）将动、静脉产业协同发展模式分为动脉产业衍生静脉产业、动脉产业为主、静脉产业聚集模式、动静脉产业链交互模式，并判定动脉产业衍生静脉产业阶段为“伪协同”。

（2）静脉产业与政府部门互动关系研究李赶顺、刘红林（2009）基于委托代理模型分析了中国静脉产业的发展模式，提出由政府委托民营企业打造静脉产业园区是推动静脉产业发展的有效方法，并在此基础上提出了政府和企业之间的委托代理的内容和相应的制度建设建议。

聂永有等（2010）运用进化博弈模型对静脉产业中的政府和废物产生者之间的互动关系进行了细致分析，得出政府在静脉产业内扮演十分重要的角色的结论。

（3）静脉产业与消费者的互动关系研究孙仲万（2009）认为静脉产业是循环经济消费体系的生产消费的副产物与生活垃圾资源化与生态化实现的主要载体，从分析消费者行为以及长期消费的成本隐性化得出静脉产业的发展的重要意义。

1.3.3．关于复杂适应系统与基于Agent仿真模拟实验研究现状（1）复杂适应系统与基于Agent的建模仿真复杂系统理论是系统科学领域的一个前沿问题，是复杂性科学的主要研究任务。

复杂性科学被称为21世纪的科学，主要研究目的就是揭示复杂系统中的一些难以用传统科学方法解释的动力学问题。

关于复杂系统，从不同的侧重点有不同的定义解释。

有的学者认为复杂系统是数量众多且具有层次结构，或者是有多样性的系统，或是耦合度高的系统。

也有的学者认为复杂系统是强调人参与的系统等。

复杂适应系统是约翰·霍兰在1994年提出的，复杂系统研究的进一步发展强调了系统的演化动力来源于系统内部的个体及其适应性，环境的变化影响微观个体的决策，而系统的变化就是这种微观个体决策所涌现的。

基于Agent的建模与仿真被认为是研究复杂系统的有效途径。

Agent的概念首次在1986年Minsky出版的《思维的社会》中出现。

他在定义中强调了个体的技能性。

之后关于Agent 主体的特性有加入了自主性、社会交互性、反应性、预见性，甚至包括知识、信念、承诺等。

由于Agent可以针对不同的行为特征的参与者建立系统，同时有较强的现实性和解释能力，因此从上世纪90年代起，Agent 的建模方法就被不断的采用。