應用生態學方法探討城市間互動

Study on the Inter-urban Dynamics by Ecological Methods

黃哲仁(Je-Jen Huang)

指導教授 ： 謝舜傑

長榮大學/管理學院/土地管理與開發研究所/碩士(2010年)

摘要

本研究從生態學觀點探討都市與鄉村互動，借鏡族群生態學理論中補食者-獵物模型，構建都市與鄉村互動模型。首先本研究以生態學為理論基礎，了解生態學的基本意義，由生態學觀點回顧先前的研究。其次探討都市與鄉村互動的基本意義與混沌理論、特性以及運動的途徑。 此外，利用SPSS的逐步回歸分析求出都市與鄉村互動模型的係數，藉由所得到的都市與鄉村互動方程式，運用圖解表示法繪製時間序列圖、相空間圖、李亞普諾夫指數圖、蜘蛛網圖、分歧圖、參數空間圖與回歸時間圖，藉此探討都市與鄉村互動是否有混沌行為存在。 經由本研究實證結果發現，現實的都市與鄉村互動模型之時間序列圖無週期振盪行為產生；相空間圖中有奇異吸子的存在；李亞普諾夫指數圖中可驗證除了民國10-60年鄉村人口變化率無混沌行為，其餘皆有混沌行為；都市人口變化率分歧圖中可得知當係數β > 0時，系統會進入混沌行為，鄉村人口變化率分歧圖中可得知當係數β > 2.64時，系統會進入混沌行為，一旦系統瀕臨混沌狀態，可能會引發不可預期的各種社會經濟問題。藉由以上分析可提供相關規畫人員在規劃都市與鄉村計畫時，都市與鄉村人口的協調發展有關，單純的重視都市，輕視鄉村的發展，可能導致 “欲速則不達”的不良後果。

關鍵字

人口動態 ； 補食者-獵物模型 ； 逐步回歸分析 ； 混沌

並列摘要

This study tries to construct a rural-urban interaction model based on the high level of similarity between urban population dynamics and ecological population dynamics. The Lotka-Volterra model frequently used to describe the dynamics of biological systems in which two species interact, one a predator and one its prey, is used to simulate rural-urban interaction.
Stepwise regression is employed to find the coefficients of the model equations. Time series analysis, phase diagram, Lyapunov exponents and bifurcation diagram are used to characterize the interaction and to prove the existence of chaos for statistical data of urban and rural population in Taiwan from 1921 to 2005. The socioeconomic problems corresponding to the chaos phenomenon should be investigated in the future.

並列關鍵字

Population dynamics ； Lotka-Volterra model ； Stepwise regression ； Chaos.

參考文獻

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