城市是集约人口、经济、科技、文化的空间地域大系统,是一个复杂巨系统,而且也是持续演变的动态系统。城市系统中的人口子系统是其中最活跃、最积极的演化因素。一个城市的人口演化几乎是所在城市社会、经济等演化的决定性因素,因此,城市人口总量、人口结构和人口分布动态变化模拟与预测是十分必要的。本文的主要研究内容是:利用组合模型、空间结构模型、人口发展方程模型和等维灰数递补模型对城市人口总量、结构(主要是老龄人口比例,即老龄化指数)和分布进行建模,在所建模型的基础上对目标城市人口相关参数进行了动态变化模拟与预测,并评述了各模型的适用范畴。本文首先阐述了城市系统研究的必要性和紧迫性,接着介绍了城市人口子系统的国内外研究现状,然后详述了各主要模型及其应用实例。人口组合预测模型基于Logistic模型和回归预测模型,综合利用了不同模型的优点,可提高预测精度。对广州市的人口预测实例表明,使用组合模型比仅用单个模型具有明显的优势。人口空间分布模型可以对就业人口动态演化进行描述。还是以广州市为例,使用空间分布模型行了人口分布预测,通过预测结果分析,可以了解城市从业人口分布的变化趋势;还可以明确城市系统人口演化与工作岗位之间的数量关系。人口老龄化是许多发达国家当前所面临的亟待解决的棘手问题,也是中国许多城市面临或很快即将面临的严峻问题。引入偏微分人口发展方程,也是以广州市为例,使用现有的历年统计数据,拟合了死亡率函数和迁移函数,对该城市人口总量,老年人口总量和老龄化指数进行了预测。分析表明,预测结果与实际情况吻合较好。对人口总数的预测,有马尔萨斯、逻辑斯蒂、离散、阻滞和灰色等多种模型。灰色理论适用于影响因素众多,因素间关系纵错复杂的系统预测。运用灰色系统建立起来的等维灰数递补动态预测模型,利用桂林市1994-2003年的人口统计数据,建立了桂林市人口的等维灰数递补动态预测模型,并对桂林市未来人口总量进行了预测。所有这些预测结果对负责任的有关市政当局进行城市中远景规划时应具有重要参考价值。