[01220095]变化环境下能源-生态关联分析与协同管理

本成果依托国家重点基础研究发展计划（973）项目“现代城市’病’的系统识别理论与生态调控机理”。针对我国城市化进程中因发展不平衡和物质和能量代谢不畅而产生的一系列能源、产业结构、生态环境等相互关联的问题,将生命体的概念创新性地引入城市科学研究中。将城市看作一个完整的有机“生命体”,系统地剖析其生命活动特征,从“代谢”的角度阐明城市生命体各种“疾病”成因,揭示其物质能量的传输、转化、循环的时空变化规律,探索经济、社会、人口、能源、资源、环境生态六大驱动力与城市健康的动态响应和相互作用机理。提出了对城市生命体先解构、后辨识、再综合的思想。以多学科、多理论、多技术、多方法为知识背景,对城市“病”的时空分异特征进行综合分析。建立了一套完整的城市生命体辨识、评价、模拟和优化理论与方法体系,开发了一体化城市生命体诊断和治疗综合决策支持系统,并在北京等典型城市开展了一系列案例研究。成果体现了国际城市科学前沿研究的最新进展,阐明了经济、社会、人口、能源、资源、环境六大驱动力与城市健康的动态响应关系和相互作用规律,为有效解决城市发展过程中能源、资源、经济、环境生态等一系列基础问题提供了科学依据和方法手段,支撑了城市可持续发展的国家战略需求,从城市及相关学科建设和人才培养两方面显著提升了我国城市科学研究的整体水平。 本成果是对项目“城市生命体能源代谢与大气污染互动机理”中有关能源-生态部分的有机凝练。是完成人对多年在能源系统分析、生态学、环境科学与工程等方面研究成果的系统总结,涵盖系统分析方法、不确定性系统建模、城市/区域能源-生态系统耦合规划与协同管理、气候变化评价与适应性管理等。成果在Renewable and Sustainable Energy Reviews、Applied Energy、Energy Policy、Ecological Indicators等能源、生态领域国际主流SCI期刊发表论文100多篇。论文被 SCI 文章总引用1000 次以上,单篇被SCI文章最高引用 100 次以上。第一完成人在Web of Science检索中H 因子为 25（即有25 篇 SCI 论文被SCI 论文引用超过25）。第二完成人H 因子为 54。第三完成人H 因子为 32。基于所开发的技术方法,完成人团队参与和负责完成了超过20项国内外科研项目,包括科技部973项目、国家自然科学基金委员会项目、国家科技攻关项目,以及联合国开发计划署项目（UNDP）等,并在10多个国内外案例点/区域开展了实证研究。鉴于所开发的多项成果,完成人团队曾获得国际级/国家级奖励、省市级奖励并入选多项人才计划,包括长江学者计划、杰出青年基金、优秀青年基金。 本成果的重要科学发现包括： 1、开发了复杂条件下的系统分析方法体系,从而有效反映和处理能源-生态关联关系的复杂性,并能为决策者提供连续决策空间,从而产生更具操作性的决策。所开发的方法已经在多个国家和地区得到了应用,引起了各国研究人员关注和正面积极评价,在环境系统分析、城市交通-能源规划、水资源管理,以及气候变化适应性规划等方面均有应用; 2、针对多尺度能源活动的复杂性（不同层次、不同组分间大量错综复杂的矛盾组合,如线性与非线性、平衡与非平衡、连续和离散、无序和有序等）及其在生态系统中的响应,项目团队人员应用统计分析、不确定性分析等方法对其特征进行系统辨识,分析其复杂性特征、辨识伴随的环境生态问题,开发了多尺度能源-生态耦合规划技术。项目团队所开发的多个模型,在国内外多个区域等进行了应用,部分研究结果被加拿大联邦环境部采用; 3、通过开发优化与模拟耦合模型,系统地将能源-生态关联系统的动态变化和与人类活动影响、气候变化等的互动联系起来,反映自然过程的随机不确定性和人类活动的模糊不确定性,特别是气候变化条件下可更新能源（例如水电、风电和太阳能等）的动态变化,进而给管理人员提供长期（如生态补偿和可持续发展）和短期（如能源短缺风险管理）决策支持。所开发的方法在我国得到了广泛应用。