鄭亞男 封同新 王瑞芳 彭雨苗

摘 要：從京津冀生態(tài)環(huán)境與社會經濟的關系入手，運用系統動力學的方法，在經濟、社會、資源、環(huán)境四個模塊構建京津冀可持續(xù)發(fā)展能力的評價指標體系，從而得出因果關系以及數量關系并驗證了該模型的有效性。改變環(huán)保投入比研究其對生態(tài)經濟系統的影響，得出其對環(huán)境模塊起著不可忽視的作用，為研究京津冀生態(tài)經濟可持續(xù)發(fā)展提供科學依據。

關鍵詞：京津冀生態(tài)經濟；節(jié)能技術創(chuàng)新；系統動力學；仿真模擬

0 引言

隨著工業(yè)化和城市化進程的快速推進，人類在利用自然資源的同時，也排放出了大量的廢棄物，造成了嚴重的環(huán)境污染，影響了人類經濟社會的進一步發(fā)展。因此，研究如何建立生態(tài)系統和經濟系統之間協調共生的體系，顯得尤為重要和現實。

國外學者對生態(tài)與經濟發(fā)展之間關系的研究較早，1991年格魯斯曼等人首先發(fā)現，環(huán)境污染程度隨著人均GDP和收入的增長呈倒“U”字型關系，從而提出了“環(huán)境庫茲涅茨曲線”。之后，國外學者對EKC進行了不同方式的驗證。Galeotti等以及Narayan等分別運用全球100多個國家以及43個發(fā)展中國家的數據，驗證了庫茲涅茨假設的合理性。國內學者主要從庫茲涅茨曲線的驗證及計量經濟學的角度對二者之間的關系進行研究。陳興鵬等應用環(huán)境庫茲涅茨曲線方法分析蘭州市的經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的互動作用機理。崔瑞和等建立了向量自回歸模型，并利用脈沖響應函數和方差分解對我國能源、經濟和環(huán)境三者的動態(tài)關系進行了分析。系統動力學在研究生態(tài)經濟系統時，王佳對資源承載能力進行模擬分析，彭乾等構建了城市環(huán)境績效動態(tài)評估模型，喬文怡等建立了連云港港城耦合系統動力學模型，對港口減排進行情境模擬。

縱觀國內外文獻，研究生態(tài)與經濟作用機理主要有 EKC曲線驗證、時間序列分析、計量經濟學方法三種方式?，F有文獻中，系統動力學研究的生態(tài)經濟問題往往是對城市發(fā)展的某一特定方向進行分析，而將生態(tài)與經濟作為一個整體并分析其影響機制與內在發(fā)展規(guī)律，探究運行規(guī)則和原理也是很有必要的。

1 系統動力學模型建立

1.1 指標體系構建

將京津冀生態(tài)經濟系統劃分為兩個子系統，即生態(tài)環(huán)境子系統和社會經濟子系統。將生態(tài)環(huán)境子系統劃分為資源和環(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；將社會經濟子系統劃分為社會和經濟兩大模塊，選取GDP、工業(yè)增加值、總人口、出生人口、死亡人口、萬人在校大學生數以及大學生年增加人數為主要指標。

1.2 京津冀生態(tài)與經濟關系

京津冀生態(tài)經濟系統由社會經濟和生態(tài)環(huán)境兩大子系統構成，根據系統分解的原理，將社會經濟子系統分為社會和經濟兩個要素模塊，將生態(tài)環(huán)境子系統分為資源和環(huán)境兩個要素模塊?？紤]到數據可得性的要求，選擇相互關聯程度大的變量來構成經濟系統的反饋回路。最終京津冀生態(tài)經濟系統的生態(tài)產業(yè)鏈的因果關系圖如圖1所示。

對系統要素進行分析后發(fā)現，京津冀區(qū)域經濟的發(fā)展可以用GDP，總人口和在校大學生數作為水平變量進行衡量，速率變量為大學生年增加人數、GDP增長量、出生人口、死亡人口，大學生增加人數、出生率、死亡率、GDP增長率、第一產業(yè)占GDP比重、第二產業(yè)占GDP比重、第三產業(yè)占GDP比重為表函數，可以得到經濟子系統流圖。社會經濟活動會影響資源環(huán)境子系統的變化，在生態(tài)子系統中，將廢水、廢氣、廢物以及萬元工業(yè)增加值能耗量作為水平變量，根據各變量的性質，加上速率變量“三廢”產生量、“三廢”處理量、萬元能耗增加值減量，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)境系統的流量圖。

2 系統動態(tài)仿真

選取京津冀地區(qū)生產總值、總人口、廢水污染作為有效性檢驗的參照變量，將模擬值與歷史數據進行比較，仿真的誤差范圍在10%以內，較為合理。因此，可以確定本文所構建的模型是可靠且有效的，可以進行進一步的仿真預測，基本符合研究要求。

本文研究環(huán)保投入比對整體生態(tài)經濟系統的影響，可調控的參數是環(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，如表1所示。

可以得到環(huán)境污染的輸出圖2所示。

在當前的環(huán)境污染曲線中，可以看出其隨時間的變化呈現上升的趨勢，隨著工業(yè)化的發(fā)展以及人口數量的不斷增加，環(huán)境污染可能會更進一步加劇，但由于對環(huán)境污染控制政策的實施，環(huán)境污染總量可能會在2021年開始呈現緩慢的下降趨勢，如果增加環(huán)保投入，可以明顯提高環(huán)境的質量，使京津冀地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的能力增加。

3 結論與建議

根據仿真結果可知，環(huán)保投入系數的增大或減小會使得環(huán)境污染總量有著明顯的向上或向下的發(fā)展趨勢。本文認為應盡可能減少“三廢”產生量，整治污染嚴重的企業(yè)，對于環(huán)境污染嚴重的企業(yè)應對其進行設備以及技術的更新。加大環(huán)保投入與教育投入，提高全民綜合素質，由于教育投資與環(huán)保投入都是促進環(huán)境向友好方向發(fā)展的指標，應該協調好這兩部分，加快經濟發(fā)展，改善生態(tài)環(huán)境。在一定限度內加大技術創(chuàng)新，適當減少能源消耗，政府應鼓勵企業(yè)研發(fā)投入。同時，在社會經濟系統的仿真中，可以得出應該調整產業(yè)結構，轉變經濟增長方式，三次產業(yè)中第二產業(yè)在生產中排放的廢氣、廢水占比重較大，對環(huán)境破壞也最嚴重；第三產業(yè)對環(huán)境的破壞較小，創(chuàng)造的國內生產總值也較大；第一產業(yè)創(chuàng)造的價值較二三產業(yè)較少。因此，對于第二產業(yè)，應促進其優(yōu)化轉型，并促進戰(zhàn)略性新興產業(yè)的進一步發(fā)展；對于第三產業(yè)，是必須要長期推進發(fā)展的；對于第一產業(yè)，發(fā)展生態(tài)農業(yè)方面有著不容忽視的提升空間。

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