鄭亞男 封同新 王瑞芳 彭雨苗

摘 要：從京津冀生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的關(guān)系入手，運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法，在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源、環(huán)境四個(gè)模塊構(gòu)建京津冀可持續(xù)發(fā)展能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，從而得出因果關(guān)系以及數(shù)量關(guān)系并驗(yàn)證了該模型的有效性。改變環(huán)保投入比研究其對(duì)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響，得出其對(duì)環(huán)境模塊起著不可忽視的作用，為研究京津冀生態(tài)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：京津冀生態(tài)經(jīng)濟(jì)；節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新；系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)；仿真模擬

0 引言

隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，人類在利用自然資源的同時(shí)，也排放出了大量的廢棄物，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，影響了人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，研究如何建立生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)共生的體系，顯得尤為重要和現(xiàn)實(shí)。

國(guó)外學(xué)者對(duì)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間關(guān)系的研究較早，1991年格魯斯曼等人首先發(fā)現(xiàn)，環(huán)境污染程度隨著人均GDP和收入的增長(zhǎng)呈倒“U”字型關(guān)系，從而提出了“環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線”。之后，國(guó)外學(xué)者對(duì)EKC進(jìn)行了不同方式的驗(yàn)證。Galeotti等以及Narayan等分別運(yùn)用全球100多個(gè)國(guó)家以及43個(gè)發(fā)展中國(guó)家的數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了庫(kù)茲涅茨假設(shè)的合理性。國(guó)內(nèi)學(xué)者主要從庫(kù)茲涅茨曲線的驗(yàn)證及計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度對(duì)二者之間的關(guān)系進(jìn)行研究。陳興鵬等應(yīng)用環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線方法分析蘭州市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的互動(dòng)作用機(jī)理。崔瑞和等建立了向量自回歸模型，并利用脈沖響應(yīng)函數(shù)和方差分解對(duì)我國(guó)能源、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境三者的動(dòng)態(tài)關(guān)系進(jìn)行了分析。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在研究生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)時(shí)，王佳對(duì)資源承載能力進(jìn)行模擬分析，彭乾等構(gòu)建了城市環(huán)境績(jī)效動(dòng)態(tài)評(píng)估模型，喬文怡等建立了連云港港城耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)港口減排進(jìn)行情境模擬。

縱觀國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，研究生態(tài)與經(jīng)濟(jì)作用機(jī)理主要有 EKC曲線驗(yàn)證、時(shí)間序列分析、計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)方法三種方式?，F(xiàn)有文獻(xiàn)中，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究的生態(tài)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題往往是對(duì)城市發(fā)展的某一特定方向進(jìn)行分析，而將生態(tài)與經(jīng)濟(jì)作為一個(gè)整體并分析其影響機(jī)制與內(nèi)在發(fā)展規(guī)律，探究運(yùn)行規(guī)則和原理也是很有必要的。

1 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型建立

1.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

將京津冀生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)劃分為兩個(gè)子系統(tǒng)，即生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)。將生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)劃分為資源和環(huán)境兩大模塊，選取能源消耗、能源短缺、工業(yè)耗能、環(huán)境污染、“三廢”污染為主要指標(biāo)；將社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)劃分為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)兩大模塊，選取GDP、工業(yè)增加值、總?cè)丝?、出生人口、死亡人口、萬(wàn)人在校大學(xué)生數(shù)以及大學(xué)生年增加人數(shù)為主要指標(biāo)。

1.2 京津冀生態(tài)與經(jīng)濟(jì)關(guān)系

京津冀生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)由社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境兩大子系統(tǒng)構(gòu)成，根據(jù)系統(tǒng)分解的原理，將社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)分為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)要素模塊，將生態(tài)環(huán)境子系統(tǒng)分為資源和環(huán)境兩個(gè)要素模塊?？紤]到數(shù)據(jù)可得性的要求，選擇相互關(guān)聯(lián)程度大的變量來(lái)構(gòu)成經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的反饋回路。最終京津冀生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的因果關(guān)系圖如圖1所示。

對(duì)系統(tǒng)要素進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，京津冀區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展可以用GDP，總?cè)丝诤驮谛４髮W(xué)生數(shù)作為水平變量進(jìn)行衡量，速率變量為大學(xué)生年增加人數(shù)、GDP增長(zhǎng)量、出生人口、死亡人口，大學(xué)生增加人數(shù)、出生率、死亡率、GDP增長(zhǎng)率、第一產(chǎn)業(yè)占GDP比重、第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重、第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重為表函數(shù)，可以得到經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)流圖。社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)會(huì)影響資源環(huán)境子系統(tǒng)的變化，在生態(tài)子系統(tǒng)中，將廢水、廢氣、廢物以及萬(wàn)元工業(yè)增加值能耗量作為水平變量，根據(jù)各變量的性質(zhì)，加上速率變量“三廢”產(chǎn)生量、“三廢”處理量、萬(wàn)元能耗增加值減量，輔助變量包括工業(yè)“三廢”排放量、生活“三廢”產(chǎn)生量、“三廢”處理投資、單位“三廢”處理成本等可以得到資源環(huán)境系統(tǒng)的流量圖。

2 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真

選取京津冀地區(qū)生產(chǎn)總值、總?cè)丝?、廢水污染作為有效性檢驗(yàn)的參照變量，將模擬值與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，仿真的誤差范圍在10%以內(nèi)，較為合理。因此，可以確定本文所構(gòu)建的模型是可靠且有效的，可以進(jìn)行進(jìn)一步的仿真預(yù)測(cè)，基本符合研究要求。

本文研究環(huán)保投入比對(duì)整體生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響，可調(diào)控的參數(shù)是環(huán)保投入比?？刂破渌兞坎蛔儯謩e增大和減小環(huán)保投資系數(shù)，如表1所示。

可以得到環(huán)境污染的輸出圖2所示。

在當(dāng)前的環(huán)境污染曲線中，可以看出其隨時(shí)間的變化呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，隨著工業(yè)化的發(fā)展以及人口數(shù)量的不斷增加，環(huán)境污染可能會(huì)更進(jìn)一步加劇，但由于對(duì)環(huán)境污染控制政策的實(shí)施，環(huán)境污染總量可能會(huì)在2021年開(kāi)始呈現(xiàn)緩慢的下降趨勢(shì)，如果增加環(huán)保投入，可以明顯提高環(huán)境的質(zhì)量，使京津冀地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的能力增加。

3 結(jié)論與建議

根據(jù)仿真結(jié)果可知，環(huán)保投入系數(shù)的增大或減小會(huì)使得環(huán)境污染總量有著明顯的向上或向下的發(fā)展趨勢(shì)。本文認(rèn)為應(yīng)盡可能減少“三廢”產(chǎn)生量，整治污染嚴(yán)重的企業(yè)，對(duì)于環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行設(shè)備以及技術(shù)的更新。加大環(huán)保投入與教育投入，提高全民綜合素質(zhì)，由于教育投資與環(huán)保投入都是促進(jìn)環(huán)境向友好方向發(fā)展的指標(biāo)，應(yīng)該協(xié)調(diào)好這兩部分，加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善生態(tài)環(huán)境。在一定限度內(nèi)加大技術(shù)創(chuàng)新，適當(dāng)減少能源消耗，政府應(yīng)鼓勵(lì)企業(yè)研發(fā)投入。同時(shí)，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的仿真中，可以得出應(yīng)該調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，三次產(chǎn)業(yè)中第二產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)中排放的廢氣、廢水占比重較大，對(duì)環(huán)境破壞也最嚴(yán)重；第三產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)境的破壞較小，創(chuàng)造的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值也較大；第一產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造的價(jià)值較二三產(chǎn)業(yè)較少。因此，對(duì)于第二產(chǎn)業(yè)，應(yīng)促進(jìn)其優(yōu)化轉(zhuǎn)型，并促進(jìn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展；對(duì)于第三產(chǎn)業(yè)，是必須要長(zhǎng)期推進(jìn)發(fā)展的；對(duì)于第一產(chǎn)業(yè)，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)方面有著不容忽視的提升空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔和瑞，王娣.基于VAR模型的我國(guó)能源-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境（3E）系統(tǒng)研究[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2010，12（01）：23-28.

[2]彭乾，邵超峰，鞠美庭.基于PSR模型和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的城市環(huán)境績(jī)效動(dòng)態(tài)評(píng)估研究[J].地理與地理信息科學(xué)，2016，32（03）：121-126.

[3]喬文怡，管衛(wèi)華，王曉歌，王馨.基于綠色理念的港口城市耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究——以連云港市為例[J].南京師大學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，41（01）：140-148.

[4]李文超，田立新，賀丹.經(jīng)濟(jì)—能源—環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究——以中國(guó)為例[J].系統(tǒng)科學(xué)學(xué)報(bào)，2014，22（03）：54-57.

[5]柯文嵐，沙景華，閆晶晶.基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的鄂爾多斯市生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)均衡發(fā)展研究[J].資源與產(chǎn)業(yè)，2013，1505：19-26.