Kinesisk urbanisering 2050 – systemdynamisk modellering og processimulering

Kinesisk urbanisering har i høj grad bidraget til hele landets økonomiske vækst, social fremgang og livsforbedring. Parallelt med denne proces, imidlertid, Kina har konfronteret en række problemer, såsom tab af landbrugsjord, reduktion af biodiversiteten, uoverkommelige byboliger, problematisk transport, ujævn regional økonomisk udvikling, og andre spørgsmål.

På trods af disse vanskeligheder, Kina fortsætter mod urbanisering, men i en ny tilstand. Den kinesiske New Urbanization-plan er den centrale opgave for Kina at anerkende et veludviklet samfund i 2020. Ikke desto mindre, to kritiske, men uløste spørgsmål, der afgørende påvirker Kinas urbaniseringsdagsorden, eksisterer stadig:Hvad er det højeste stabile urbaniseringsniveau, som Kina kan nå? Hvornår kan Kina fuldføre sin urbanisering? Faktisk, disse to spørgsmål er allerede blevet grundigt undersøgt. Men på grund af hver undersøgelses iboende begrænsning, der er fremtrædende forskelle eller endda modsætninger mellem disse eksisterende forskningskonklusioner, hvilket resulterede i politiske beslutningstageres kamp for at beslutte, hvilken konklusion der skulle lægges som grundlag for at formulere Kinas nye urbaniseringsplaner.

For at tackle denne udfordring, et kinesisk forskerhold har for nylig foreslået en multidimensionel systemdynamisk (SD) simuleringsmodel af kinesisk urbanisering ud fra et kompleksitetsperspektiv. Denne model gør det muligt for brugerne at undersøge den komplekse proces af kinesisk urbanisering fra et dynamisk perspektiv. Gennem robust modelverifikation og validering i forhold til historiske data, denne model, sammenlignet med de eksisterende foreslået af andre forskere, har meget højere pålidelighed, troværdighed og praktisk. Gennem denne model kan de politiske beslutningstagere generere flere videnskabelige politikker og udviklingsordninger for Kinas nye urbanisering frem mod 2050.

Et papir, der forklarer detaljerne i modellen og dens anvendelse, er for nylig blevet offentliggjort i SCIENCE KINA Jordvidenskab af hovedforsker prof. Gu Chaolin fra Arkitektskolen, Tsinghua University og samarbejdspartnere. Forskerholdet har med succes anvendt SD-modelleringstilgangen til at forstå den kinesiske urbaniseringsproces. Det giver ikke kun detaljer om Kinas urbaniseringsmekanisme, der er begrænset af miljømæssig bæredygtighed i en omfattende oversigt, men også dens repræsentation i fuldt matematisk udtryk. Ud over, forskningen foreslår en SD-modelleringsramme tilpasset Kinas nye urbanisering (figur 1), der specificerer modellens matematiske logik, strukturen af ​​delsystemerne til SD-modellering og modelleringsteknikkerne til at simulere interaktionerne mellem disse delsystemer. Med robust modelvalidering, papiret præsenterer endelig de ultimative urbaniseringsniveauer, som Kina kan opnå i flere scenarier.

Forskerholdet foreslår, at der er tre centrale udfordringer parallelt med anvendelsen af ​​SD-modellering på kinesisk urbanisering. Den første er at kvantificere den underliggende urbaniseringsmekanisme med høj nøjagtighed; den anden er at retfærdiggøre modellens gyldighed med overbevisende beviser i sammenhæng med Kina. Og det sidste er at sikre fleksibiliteten af ​​modellens anvendelighed, så den kan understøtte urbaniseringspolitikken videnskabeligt. I modelleringsprocessen, kausal-løkkediagrammerne for delsystemerne, der repræsenterer hver dimension af mekanismen, er samlet i lager- og flowdiagrammer, herunder hovedfaktorer og delsystemer såsom industrier, befolkning, byer og byer, uddannelse, osv. (Figur 1). Derefter, understøttet af pakker inklusive DYNAMO, jeg tror, Vensim og Powersim, den teoretiserede kinesiske urbaniseringsproces er modelleret ved hjælp af SD-metoden. Modellens overensstemmelse valideres mod de historiske data fra 1998 til 2013, mens modellens stabilitet og grad af konfidens er begrundet i en differentialligningstilgang. For at øge modellens anvendelighed, to kritiske elementer, herunder BNP-vækst og familieplanlægningspolitik, der er fundamentalt berørt i Kinas New Normal-æra, overvejes. Med kombinationer af forskellige værdier af disse to parametre, det ultimative urbaniseringsniveau og det år, hvor det kan opnås i en række scenarier, simuleres og forklares.

Konklusionerne skulle give alle regeringsniveauer i Kina pålidelige beviser for politikudformning og politikimplementering gennem hele processen med Kinas nye urbanisering.