上海经济-环境-资源系统协调发展研究

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上海经济-环境-资源系统协调发展研究

摘要

可持续发展早在上个世纪就已经提出，但不可持续的发展状态并没有因为它

的提出而得到明显的改善，而是随着经济的发展，环境污染越来越重，资源消耗

也越来越多。人们已逐渐认识可持续发展的重要性，最近几年我国提出了不少可

持续发展政策和法规，如《中国21世纪议程》提出，就表明了我国走可持续发展道

路的决心。

经济-环境-资源系统的协调发展是可持续发展的核心，而对经济-环境-资源

的协调发展研究必须集中在具体的区域才有意义。上海是中国的经济命脉中心，

研究上海的经济-环境-资源的协调发展具有重要的意义，因此上海政府已将经济

发展与环境建设作为一项重要的任务。对经济-环境-资源的协调发展研究要使用

科学的方法，本文采用定量和定性相结合的方法研究经济-环境-资源的协调发展。

区域经济-环境-资源的协调发展是要在降低资源消耗和环境污染的前提下实

现经济的不断增长。为了实现区域经济-环境-资源的协调发展的目标，我们可以

通过经济子系统、环境子系统和资源子系统之间及各个子系统的要素之间的相互

协调、相互协作，使其形成一个良性的发展循环。

本文运用系统动力学方法研究上海经济-环境-资源的协调发展，首先，介绍

了区域经济-环境-资源的协调发展的理论；其次，介绍了系统动力学理论和其方

法；接着，运用数学方法计算了目前上海经济-环境-资源系统发展协调度，初步

了解上海市经济-环境-资源系统协调发展状况；最后，运用系统动力学方法建立

经济-环境-资源总模型，并根据上海的实际情况分别建立上海经济子系统模型、

环境子系统模型和资源子系统模型。

本文根据上面模型建立方程和导入数据，并进行模型检验，以确定模型的有

效性，最后通过变动参数的值来模拟各种政策分别对经济-环境-资源的影响，以

确定较好的经济-环境-资源的协调发展方案。

关键词: 经济系统环境系统资源系统协调发展系统动力模型

ABSTRACT

Sustainable development has been proposed as early as in the last century, but the

state of unsustainable development has not been significantly improved. Moreover, with

the development of modern economy, environmental pollution is increasingly serious,

and resource consumption becomes large. In recent years, people have come to realize

the importance of sustainable development, and made a lot of sustainable development

policies and regulations, such as "China's Agenda 21," It shows Chinese people's

determination to develop sustainable development.

The key point of the sustainable development is the coordinated development of

economy - environment - resource system, while the research of the coordinated

development of economy - environment - resource system is meaningful only when

specifying in certain areas. Shanghai is the economic lifeline of China, and it is

important to improve the coordinated development of economy - environment -

resource system in Shanghai. Therefore, the Shanghai government has taken economic

development and environmental construction as an important task. This paper adopts a

combination of quantitative and qualitative methods to research the coordinated

development of economy - environment - resource system in Shanghai.

The coordinated development of regional economy - environment - resource

system targets for economic growth based on the reduction of resource consumption and

environmental destruction. In order to achieve the coordinated development of economy

- environment - resource system, we need realize the mutual coordination and

cooperation of the three systems and the elements of each system, and finally form a

virtuous developmental cycle.

This paper adopts system dynamics to research the coordinated development of

economy - environment - resource system in Shanghai. First of all, the theory of the

coordinated development of regional economy - environment – resource system is

introduced; Secondly, the system dynamics theory and its application methods are

introduced; Thirdly, the coordination degree of the economy - environment – resource

system is calculated by quantitative analysis; Lastly we establish the model of the

economy - environment - resource system by applying system dynamics, and establish

the economy, environment and resource subsystem models respectively according to

actual situation in Shanghai.

According to the above model, this paper establishes equations, imports data and

tests the model to determine the validity. Lastly, the model parameters can be changed

to simulate the impact of different policies on the coordinated development of economy

- environment - resource system, so that the better policy is determined.

Key Word: Economic system, Environmental system, Resource system,

Coordinated development, System dynamics model

目  录
中文
摘要
ABSTRACT
第一章 绪 言.........................................................1
  §1.1 引言.........................................................1
    §1.1.1 选题的背景...............................................1
    §1.1.2 选题的意义...............................................2
    §1.1.3 本文的创新点.............................................2
  §1.2 区域经济-环境-资源系统协调发展理论综述.......................3
  §1.3 区域经济-环境-资源系统协调发展理论基础.......................7
    §1.3.1 可持续发展理论...........................................7
    §1.3.2 系统论...................................................9
  §1.4 区域经济-环境-资源协调发展模型综述..........................10
    §1.4.1 层次分析法(AHP).........................................10
    §1.4.2 人工神经网络法(ANN).....................................10
    §1.4.3 模糊综合评判法(FSE).....................................11
    §1.4.4 灰色模型法(GM)..........................................11
    §1.4.5 系统动力学法(SD)........................................12
第二章 系统动力学方法简介..........................................13
  §2.1 系统动力学的基本概念.........................................13
    §2.1.1 系统动力学的基本定义.....................................13
    §2.1.2 系统动力学方法的发展与应用...............................13
    §2.1.3 系统动力学方法的特点....................................14
  §2.2 系统动力学的建模与仿真......................................15
    §2.2.1 系统动力学建模步骤.......................................16
    §2.2.2 系统动力学模型的应用.....................................17
  §2.3 系统动力学建模软件——Vensim 简介............................17
第三章 上海经济-环境-资源系统协调现状分析..........................19
  §3.1 上海经济-环境-资源概况......................................19
§3.2 经济-环境-资源系统协调概念..................................19
    §3.2.1 系统的基本概念..........................................19
    §3.2.2 协调的基本概念..........................................20
    §3.2.3 发展的基本概念..........................................20
  §3.3 经济-环境-资源系统的协调度定量分析...........................20
    §3.3.1 系统协调度评价模型......................................20
    §3.3.2 上海经济-资源-环境协调度的计算..........................24
    §3.3.3 结论....................................................25
第四章 上海经济-环境-资源系统动力学模型构建........................27

  §4.1 建立经济-环境-资源子系统模型的结构..........................27
    §4.1.1 建立模型的目的..........................................27
    §4.1.2 经济-环境-资源系统的结构................................27
    §4.1.3 子模型的简介............................................28
    §4.1.4 经济-环境-资源总模型因果反馈关系环......................28
  §4.2 上海市经济子系统............................................30
    §4.2.1 经济子系统主要因果反馈环................................30
    §4.2.2 经济子系统流图..........................................31
    §4.2.3 经济子系统主要方程式....................................34
  §4.3 上海市环境子系统............................................35
    §4.3.1 环境子系统主要因果反馈环................................35
    §4.3.2 环境子系统流图..........................................36
    §4.3.3 环境污染子系统方程式....................................38
  §4.4 上海市资源子系统............................................38
    §4.4.1 资源子系统主要因果反馈环................................38
    §4.4.2 资源子系统流图..........................................39
    §4.4.3 资源子系统主要方程式....................................41
第五章 上海经济-环境-资源系统基本行为的仿真与政策调控...............42
  §5.1 上海经济-环境-资源系统动力学模型的检验......................42
  §5.2 上海经济-环境-资源系统基本行为的仿真与分析..................43
  §5.3 上海经济-环境-资源系统的政策模拟和因素分析..................47
    §5.3.1 政策模拟分析............................................47
    §5.3.2 上海经济-环境-资源协调发展因素分析......................53
  §5.4 上海经济-环境-资源协调发展对策..............................54
第六章  结论与展望..................................................59
  §6.1 本文的主要结论..............................................59
  §6.22论文的不足与展望...........................................60
附录：部分Vensim 的document 清单.....................................61
参考文献............................................................67

第一章绪言

§1.1 引言

§1.1.1 选题的背景

中国是当今世界上最大的发展中国家，经过30年的改革开放，我国经济有了

明显进步，特别是自十三届四中全会以来，我国经济的发展一直都处于快速增长

的状态，综合国力明显增强，人们生活水平在全国范围都得到明显的提高。但伴

随着经济增长和社会发展而来的，也有一些负面影响，如越来越大的人口压力和

资源的过度消耗、越来越恶化环境问题。幸运的是这些问题已经引起我国政府高度

重视,在《正确处理社会主义现代化建设中的若干重大关系》的讲话中，江泽民同

志强调：“在现代化建设中，必须把实现可持续发展作为一个重大战略。要把控

制人口、节约资源、保护环境放到重要位置，使人口增长与社会生产力的发展相适

应，使经济建设与资源、环境相协调，实现良性循环。”这表明了中国走可持续发

展道路的强烈愿望。

1997年，在党的十五大主题报告中江泽民同志指出：“我国是人口众多、资

源相对不足的国家，在现代化建设中必须实施可持续发展战略。坚持计划生育和

保护环境的基本国策，正确处理经济发展同人口、资源、环境的关系。”2000年3月

12日，江泽民同志在中央人口资源环境工作座谈会上，指出：“我国是世界上人

口最多的发展中国家，人均资源很有限，必须始终坚持把控制人口、节约资源、保

护环境放在重要的战略地位。”“坚持做好人口资源环境工作，关系到我国经济

和社会的安全，关系到我国人民生活的质量，关系到中华民族生存和发展长远大

计。” 2000年3月12日，在中央人口资源环境工作座谈会上，江泽民同志再次强调

“为了实现我国经济和社会的持续发展，为了中华民族的子孙后代始终拥有生存

和发展的良好条件，我们一定要按照可持续发展的要求，正确处理经济发展同人

口、资源和环境的关系，促进人和自然的协调与和谐，努力开创生产发展、生活富

裕、生态良好的文明发展道路。”“发展不仅要看经济指标，还要看人文指标、资

源指标、环境指标。”2005年3月12日，胡锦涛主席在中央人口资源环境座谈会上

指出只有做好人口、资源、环境工作，经济社会发展才能实现良性循环。2008年12

月22日，全国政协副主席在中国首届人口、资源、环境发展态势分析会上的致辞中

说：“改革开放30年以来，我国经济社会发展取得了举世瞩目的伟大成就，但要

实现2020年全国建成小康社会和本世纪中叶基本实现现代化的宏伟目标仍然面临

着人口压力、资源短缺、环境承载力等方面的制约。”

经济、环境和资源的协调发展问题是关系国家的长远发展的问题。协调是可持

续发展的基础，可持续发展的核心和根本所在是经济、环境和资源的协调发展。经

济可持续发展和社会全面进步根本在于人口素质提高、资源的合理开发和利用、生

态和环境保护。任何时候，我们的都不能把经济的增长建立在牺牲环境为代价的

基础上，都不能以当前的发展去损害未来的发展，更不能用局部的发展去损害全

局的发展。因此，如何使经济、环境和资源协调发展成为一个极为重要的课题。

§1.1.2 选题的意义

经济、环境和资源是一个大社会系统，既对立又统一，处于矛盾统一体中,搞

上海经济-环境-资源系统协调发展研究

好它们之间的协调有着极其重要的意义。

(1)搞好经济与环境、资源之间的协调，是发展理论的新阶段。经济发展理论从

20世纪40年代提出，经历三个阶段：第一阶段是20世纪40年代末到60年代，出现

以经济增长为中心的经济发展理论，以工业的增长作为衡量社会发展的唯一尺度

但结果很不理想，存在贫富悬殊、社会安全、生态环境、道德品质等突出问题，造

成“有增长而无发展”的局面。

第二阶段，从20世纪70年代后期开始，在西方，人们不再仅仅追求单方面的发

展模式，提出社会发展与经济发展二者同步发展的模式。为此，在1983年，“综合

发展观”被联合国提出。但是在该观念的执行过程中，由于人口、经济的发展超过

了自然所能承载的能力，结果造成了环境污染和生态危机，人类的生存将收到威

胁。

第三阶段，从20世纪90年代以来，人们把人类的自我发展提高到经济社会发展

的中心位置上来，1991年联合国粮农组织倡导“可持续农业和农村发展”，提出

“三大目标”。1992年联合国环境与发展大会提出以人的全面发展为目标，经济、

社会、资源和环境协调发展的可持续发展战略，成为国际社会关注的新趋势。

(2)可持续发展来自经济、资源和环境之间的协调，也就是说发展来自于协调。

当今的发展主要是经济、环境和资源三个基本要素组成的大系统，而协调发展的

本质就是搞好这三个要素之间的相互和谐与相互促进的关系。一方面经济发展要

注意与文化、政治等社会系统其他方面的发展相结合；另一方面是经济、社会发展

不能逾越资源、生态、环境等自然系统的承载力。发展的根本目标是既要注重社会

高度物质文明，更要注重社会高度精神文明，建立以人为本全面发展的社会。因

此，只有紧紧抓住经济、环境和资源的协调发展，才是完整意义的可持续发展，

才是真正的可持续发展。

§1.1.3 本文的创新点

1）本文在运用环境、资源和可持续发展的理论的基础上，融入了系统学方法，

使其不再是单独研究环境、资源和经济问题，而是把它们作为一完整的系统来研

究。

2）本文运用系统动力学模型研究上海经济-环境-资源的协调发展，它不但可

以考虑线性关系，更重要的是可以模拟非线性的关系，这就使得建立模型和模拟

结果更加接近现实，提出的对策更有可行性。

§1.2 区域经济-环境-资源系统协调发展理论综述

资源经济学的发展历程，可分为三个时期：第一，萌芽时期。

工业革命以后，在生产力迅速发展的同时，对自然资源的需求也在大幅度的

增长，因为工业化和电气化，大规模的开发自然资源尤其是地下资源已成为现实

这也促进了资源产业的形成和发展，但工业化是一把双刃剑，在能够发展资源产

业的同时，也会带来资源短缺和环境污染等问题。为了更好的开发和利用资源，

古典经济学家李嘉图提出了地租论，马歇尔对土地资源问题也做过一些研究，但

这时还没有形成一门独立的资源经济学。

第二，发展时期。

资源经济学的真正产生于20世纪20年代，1924年美国经济学家伊力和莫而豪

第一章绪言

斯合著的《土地经济学原理》和1931年哈罗德·霍特林发表了《可耗尽资源的经济

学》被认为资源经济学奠基之作。20世纪30年代以后，资源问题随着经济的发展已

日益突出，人们开始把注意力转向到资源问题上，使资源经济也逐渐成为一门独

立的学科从经济中分离出来。这时出版的著作有伊利和韦尔万合著《土地经济学》

（1940）和雷利巴洛维著书《土地经济学》（1958）。而在国内由章植著《土地经济

学》（1930）是中国第一本土地经济学研究专著，随后相继出版了张丕介《土地经

济学导论》（1944）、朱剑农著《土地经济学原理》（1946）等著作。但是，这个阶

段国内外资源经济学主要的研究对象还限于单种资源（如土地）和单门类资源的

经济学。

从第二次世界大战结束到70年代末阶段，在这阶段关注和研究的重心是资源

短缺或危机问题，其主要代表著作有：D·梅多斯著《增长的极限》（1972）,

A·A·Mints编著的《自然资源的经济评价》（1972）,作者提出应该将经济观点和地

理观点融入到自然资源评价中，资源研究不是独立的，而是综合性问题，既同地

理学、地质学等自然科学相关，也同经济学、人文学等社会科学的相关。1972年以

资源学家和经济学家为主编《只有一个地球》，在本文中，作者不仅谈到污染问

题，还将污染问题与人口问题、资源问题和发展不平衡问题结合起来作为一个整

体讨论环境问题，提出环境应该与发展相结合。1975年，H．A．Merklein编著的

《能源经济学》，他提出能源经济学是经济学的一个分支，这标志一个新的经济学

分支兴起—能源经济学。在这时代表的著作还有1978年Dasgupta编著《经济理论与

耗竭性资源》和1979年Howe编著的《自然资源经济学—问题、分析与政策》。

在20世纪80年代以前，为了适应国民经济发展的需要，全国各地都开展了大

规模的资源研究工作，这些工作主要集中在资源调查、资源评价、区域资源规划和

资源开发利用规划等方面。这些基础性工作取得了大量成果，为我国资源经济学

产生和发展奠定了坚实的基础。但这时,对我国资源经济问题的研究仅局限于自然

资源综合考察、区域规划和地理研究等方面，还缺乏系统性。

第三，成熟时期。

20世纪80年代以后，资源经济学已经形成了完整的学科体系，其关注和研究

的重心是资源的可持续性，主要著作有：1981年朱利安·林肯·西蒙著《最后的

资源》，在本书中作者不像D·梅多斯那么悲观，作者认为科学技术进步可以解决

资源问题，技术的进步可以维持经济的高速增长。1989年兰德尔著《资源经济学》，

在本著作中兰德尔系统的阐述了资源近期和远期配置的理论、法律规则和有关资

源配置的分析方法，并结合一些实际问题作了应用性的探讨。

1990年后,新制度经济学被引入到资源配置的研究，这使资源经济学的研究

具有了系统性，研究内容主要包括公共资源补偿机制、外部性激励与抑制机理、资

源管理机制、可持续发展经济机制、环境经济手段、排污权交易、经济激励机制、资

源产权市场化等方面。在1992年里约热内卢世界环境与发展大会后，我国加强了

对资源经济的研究重视和投入，如许多高等院校竞相建立了“资源环境学院

（系）”，这使我国的资源经济研究取得了前所未有的成果，一大批资源经济和

生态、环境经济方面的论著相继出现。1993年史忠良、肖四如著《资源经济学》首先

分析了资源系统与经济系统关系，其次提出产业结构、经济体制、技术进步对资源

配置的影响，以及如何实施资源开发与环境保护。除此之外，还分析了资源开发

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摘要：

上海经济-环境-资源系统协调发展研究摘要可持续发展早在上个世纪就已经提出，但不可持续的发展状态并没有因为它的提出而得到明显的改善，而是随着经济的发展，环境污染越来越重，资源消耗也越来越多。人们已逐渐认识可持续发展的重要性，最近几年我国提出了不少可持续发展政策和法规，如《中国21世纪议程》提出，就表明了我国走可持续发展道路的决心。经济-环境-资源系统的协调发展是可持续发展的核心，而对经济-环境-资源的协调发展研究必须集中在具体的区域才有意义。上海是中国的经济命脉中心，研究上海的经济-环境-资源的协调发展具有重要的意义，因此上海政府已将经济发展与环境建设作为一项重要的任务。对经济-环境-资源的协调...

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