李泓瑩，董靈波，劉兆剛

(森林生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)經(jīng)營教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(東北林業(yè)大學(xué))，哈爾濱 150040)

0 引言

自森林可持續(xù)發(fā)展理論提出至開始進(jìn)行實(shí)質(zhì)性研究以來，建立可持續(xù)發(fā)展評價指標(biāo)體系一直都是重要的研究內(nèi)容之一。篩選建立評價指標(biāo)體系，可以得到量化的結(jié)果評估區(qū)域可持續(xù)發(fā)展水平，為區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展提供理論和政策依據(jù)[1-3]。中國2020年新施行的《森林法》提出應(yīng)以培育穩(wěn)定、健康、優(yōu)質(zhì)、高效的森林生態(tài)系統(tǒng)為目標(biāo)，發(fā)揮森林的多種功能，實(shí)現(xiàn)森林資源可持續(xù)發(fā)展，這也進(jìn)一步明確和體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃的重要性[4]。因此，建立可持續(xù)發(fā)展評價體系，了解研究區(qū)域在經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會方面的表現(xiàn)，并通過科學(xué)合理的方式量化指標(biāo)間的相互作用是十分必要的。

近年來，國內(nèi)外許多學(xué)者針對可持續(xù)發(fā)展從指標(biāo)體系構(gòu)建、內(nèi)容特點(diǎn)等方面做了大量研究工作。曹安等[5]構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展評價體系，運(yùn)用可拓模型從微觀視角開展典型案例實(shí)證，最終得到雅瑪里克山可持續(xù)發(fā)展等級，并從3個方面提出建議；李思勤[6]基于國有三門江林場現(xiàn)狀，建立可持續(xù)發(fā)展評價體系，得到綜合評價結(jié)果并進(jìn)行分析，為林場可持續(xù)發(fā)展水平的提高策略提供理論依據(jù)和正確方向；伍珊[7]通過構(gòu)建福建連城林場的評價指標(biāo)體系，發(fā)現(xiàn)其經(jīng)營良好，但在管理方面仍有可改進(jìn)之處；韓慧翔[8]構(gòu)建4個層次的指標(biāo)體系，根據(jù)2009年和2014的結(jié)果，認(rèn)為湖南省林業(yè)可持續(xù)水平發(fā)展態(tài)勢較好，討論并給出了針對性發(fā)展對策；Zhu等[9]以中國福建省的和坑村為研究對象，深入了解農(nóng)村生態(tài)系統(tǒng)及歷史背景，建立評價指標(biāo)體系，并基于參考指標(biāo)提供了促進(jìn)農(nóng)村系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的建議；Lu等[10]為研究中國長江經(jīng)濟(jì)帶的森林生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性，構(gòu)建評價體系，收集2010年和2015年相關(guān)數(shù)據(jù)，分析結(jié)果，并給出具體改進(jìn)措施。前人的研究使得在建立評價體系時更容易確定指標(biāo)和計算方法，但也存在一定的局限，如建立的可持續(xù)評價指標(biāo)體系為某一年的數(shù)據(jù)，不能體現(xiàn)出林場或地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展趨勢；建立多期數(shù)據(jù)評估可持續(xù)發(fā)展水平，其數(shù)據(jù)的時間跨度對于森林的發(fā)展來說相對較短，難以從中分析出林場或地區(qū)長期發(fā)展的弊端或優(yōu)勢；在觀察分析研究區(qū)域的發(fā)展?fàn)顟B(tài)變化及趨勢時，只能根據(jù)現(xiàn)有時間節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)指標(biāo)值給出發(fā)展建議。系統(tǒng)動力學(xué)適用于復(fù)雜的非線性關(guān)系、因果循環(huán)和信息反饋等動態(tài)問題，廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域的仿真分析，但是，目前將系統(tǒng)動力學(xué)應(yīng)用于森林可持續(xù)發(fā)展水平預(yù)測的研究較少。

為此，本研究以帽兒山實(shí)驗(yàn)林場森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展評價體系，借助系統(tǒng)動力學(xué)方法，采用Vensim PLE軟件構(gòu)建了仿真模型，并通過控制變量設(shè)計5種發(fā)展路徑，量化了不同發(fā)展路徑對研究區(qū)域未來(至2035年)可持續(xù)發(fā)展水平的影響，為研究區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展對策提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)收集

1.1 研究區(qū)概況

帽兒山實(shí)驗(yàn)林場(127°29′～127°44′ E，45°14′～45°29′ N)位于黑龍江省尚志市的西北部，地處哈爾濱市東南部。帽兒山實(shí)驗(yàn)林場始建于1958年，共劃分為10個施業(yè)區(qū)，施業(yè)區(qū)內(nèi)有1鎮(zhèn)1鄉(xiāng)15個自然屯。林場總面積為26 496 hm2，其中林權(quán)屬性分為國有(面積約占16%)和集體所有(面積約占84%)。林場森林覆蓋率達(dá)95.7%，在2016年其活立木總蓄積量為337.9萬m3，其森林資源豐富，在維持地區(qū)生態(tài)平衡方面具有重要作用；有濱綏鐵路、哈牡客運(yùn)專線、301國道穿鎮(zhèn)而過，交通較為便利；其一二三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比約為28∶25∶47，人均生產(chǎn)總值約37 914元，林場社會經(jīng)濟(jì)比較繁榮。

1.2 數(shù)據(jù)收集來源

本研究可持續(xù)發(fā)展評價體系中的森林資源與環(huán)境指標(biāo)來自2004年和2016年2個時期的帽兒山實(shí)驗(yàn)林場森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)資料以及中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所公布的植被指數(shù)空間分布數(shù)據(jù)集；經(jīng)濟(jì)、社會數(shù)據(jù)及城市建設(shè)與環(huán)境指標(biāo)的實(shí)際值及參照值均參考了2004—2016年的《哈爾濱統(tǒng)計年鑒》(其中包含尚志市數(shù)據(jù))及尚志市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報等數(shù)據(jù)，見表1。收集過程中確保指標(biāo)數(shù)據(jù)來源權(quán)威、準(zhǔn)確，且各年份間的數(shù)據(jù)具有比較意義。在采用系統(tǒng)動力學(xué)方法進(jìn)行模擬時經(jīng)濟(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)已通過年鑒中的相關(guān)平減指數(shù)換算為2004年可比價。

2 研究方法

2.1 可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系

可持續(xù)發(fā)展評價指標(biāo)體系是較為復(fù)雜的系統(tǒng)，建立的指標(biāo)體系不但要在經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會等方面分別收集篩選數(shù)據(jù)，而且必須既要體現(xiàn)這3個方面可持續(xù)的現(xiàn)狀，又能反映其發(fā)展?jié)摿11-13]；評價結(jié)果可以為日后區(qū)域森林資源的合理利用給出適當(dāng)建議，也可以從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會等方面為區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展提供對策。

表1 指標(biāo)數(shù)據(jù)收集來源Tab.1 Indicators data collection sources

由于我國幅員遼闊，地勢多樣，在實(shí)際進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展評價研究時應(yīng)以能夠綜合反映研究區(qū)域可持續(xù)發(fā)展水平為目標(biāo)，在可持續(xù)發(fā)展理論的指導(dǎo)下，因地制宜。指標(biāo)體系常見的構(gòu)建方法有系統(tǒng)法、目標(biāo)法、歸類法和專家咨詢法等一種或幾種的組合，本研究采用了目標(biāo)法。在構(gòu)建評價體系時，參考了蒙特利爾進(jìn)程以及劉代漢等[14]和梁會民等[15]所建立的評價體系指標(biāo)，刪除由于時間關(guān)系已經(jīng)沒有比較意義的指標(biāo)，結(jié)合數(shù)據(jù)收集情況及近年國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)[16-19]，從林場的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會等方面的條件出發(fā)，綜合考慮科學(xué)性、針對性、操作性、時空性和整體協(xié)調(diào)性這5個原則選取指標(biāo)，構(gòu)建了一個含有4個層次(目標(biāo)層、系統(tǒng)層、類別層和指標(biāo)層)，共包含23個指標(biāo)的可持續(xù)發(fā)展評價指標(biāo)體系，見表2。

2.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

由于每個指標(biāo)的單位、量綱等不同，無法直接比較其好壞，故需要指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化計算。收集指標(biāo)值(Di)和參照值(Si)來計算評價值(Pi)，對指標(biāo)體系中的正效指標(biāo)，Pi=Di/Si，當(dāng)Di>Si時，取Pi=1；對于負(fù)效指標(biāo)，Pi=Si/Di，當(dāng)Di

確定指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值(即指標(biāo)層的評價值)后，需要結(jié)合相應(yīng)權(quán)重值進(jìn)行計算得出不同層級的評價值。在本研究中確定體系指標(biāo)權(quán)重值時運(yùn)用了熵權(quán)法和AHP法，即主客觀結(jié)合的方式。因?yàn)橹笜?biāo)的層次分析權(quán)重排序與熵權(quán)重排序有較大差別，用公式修正(其中α∈[0,1]，α取0.5[20])，計算得該研究的熵-AHP權(quán)重。

φj=μjα+ωj(1-α)。

(1)

式中：φj為熵-AHP權(quán)重；μj和ωj分別為熵權(quán)法和AHP法得出的權(quán)重。

在計算各層次指標(biāo)的評價值時，考慮評價體系層級中的構(gòu)成成分及各個層級之間均有著較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，因此，本研究選擇了指數(shù)加權(quán)法[21]。其模型表達(dá)式為

(2)

式中：A為本層的某個因素綜合評價值；Pn為第i個指標(biāo)的評價值；wi為第i個指標(biāo)相對于該因素的權(quán)重；n為該因素包含的指標(biāo)個數(shù)。

2.3 系統(tǒng)動力學(xué)模型構(gòu)建

系統(tǒng)動力學(xué)通過分析系統(tǒng)中變量間的因果關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的仿真模擬。這種方法將研究對象從單純的技術(shù)問題拓展至經(jīng)濟(jì)社會等較為復(fù)雜的問題，其應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，遍及各個領(lǐng)域，最終形成成熟的學(xué)科。

本研究根據(jù)已建立的可持續(xù)發(fā)展評價指標(biāo)體系，通過Vensim PLE軟件建立因果關(guān)系圖，如圖1所示。由圖1可知，系統(tǒng)各要素間的相關(guān)關(guān)系，但模擬區(qū)域可持續(xù)發(fā)展水平仍需進(jìn)一步細(xì)化變量類型。收集2004—2016年共13 a的經(jīng)濟(jì)、社會、城市建設(shè)與環(huán)境等數(shù)據(jù)構(gòu)建系統(tǒng)動力學(xué)流程圖，其中涉及到的變量類型有水平變量、速率變量、輔助變量及常量等；其中森林資源與環(huán)境指標(biāo)由于只有兩期的森林資源二類調(diào)查資料，缺失數(shù)據(jù)用線性插值法補(bǔ)全。在系統(tǒng)模型中，變量間一般由方程式聯(lián)系起來。本研究中系統(tǒng)動力學(xué)模型設(shè)置的時間邊界為2004—2035年，其中2004—2016年為歷史驗(yàn)證時期，2017—2035年為仿真預(yù)測時期，時間步長為1 a。

表2 帽兒山實(shí)驗(yàn)林場可持續(xù)發(fā)展評價指標(biāo)體系

“+”及藍(lán)色表示正相關(guān)關(guān)系，“-”及紅色表示負(fù)相關(guān)關(guān)系。

由于本研究同時對研究區(qū)域和參照區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，涉及到的變量更多，完整的系統(tǒng)動力學(xué)流程圖較為復(fù)雜。因此，以其中一條關(guān)系鏈為例：根據(jù)年份的變化，固定資產(chǎn)投資占GDP的比例有所不同，結(jié)合當(dāng)年GDP計算出固定資產(chǎn)投資的數(shù)值，再通過查找資料得到第三產(chǎn)業(yè)固定投資額占當(dāng)年總固定資產(chǎn)投資額的比例，計算出第三產(chǎn)業(yè)的固定資產(chǎn)投資額；第三產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)總額初始值加上本年投資額，去除固定損耗，即為當(dāng)年產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)總額的實(shí)際值。第三產(chǎn)業(yè)就業(yè)人員占比與總?cè)丝诮Y(jié)合得到第三產(chǎn)業(yè)就業(yè)人員數(shù)，再結(jié)合第三產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)總額，通過關(guān)系式計算得出第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值，最終得出第三產(chǎn)業(yè)所占比重，如圖2所示。

圖2 關(guān)系鏈?zhǔn)疽鈭DFig.2 Schematic diagram of relationship chain

2.4 系統(tǒng)動力學(xué)模型優(yōu)化路徑的確定

參考已有文獻(xiàn)[22]并結(jié)合研究內(nèi)容，選擇對模型有重要影響的5個研究區(qū)域變量調(diào)整其參數(shù)來進(jìn)行路徑優(yōu)化，本研究共選擇了5條路徑進(jìn)行優(yōu)化如下。

(1)保持現(xiàn)狀型路徑：假設(shè)研究區(qū)域各項(xiàng)指標(biāo)發(fā)展無較大變化，仍保持原增長速度，因此各控制變量值為研究區(qū)域歷史數(shù)據(jù)近5 a的算術(shù)平均值。將此路徑結(jié)果作為其他路徑結(jié)果參照值。

(2)人口發(fā)展型路徑：重點(diǎn)關(guān)注人口的發(fā)展，因此人口自然增長率變量取值參考研究區(qū)域的歷史數(shù)據(jù)最高值。

(3)產(chǎn)業(yè)調(diào)整型路徑：通過改變3次產(chǎn)業(yè)的固定資產(chǎn)投資比例從而改變研究區(qū)域可持續(xù)發(fā)展水平，按參照區(qū)域近5 a投資比例的平均水平確定控制變量的取值。

(4)經(jīng)濟(jì)突出型路徑：重點(diǎn)發(fā)展經(jīng)濟(jì)，因此GDP增速變量按近5 a參照區(qū)域平均值確定。

(5)綜合發(fā)展型路徑：在增加人口自然增長率的前提下，發(fā)展經(jīng)濟(jì)并調(diào)整產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資，即綜合以上幾種調(diào)整思路選擇控制變量。其變量取值及組合見表3。

表3 優(yōu)化路徑變量及取值組合Tab.3 Optimized route variables and their value combinations %

3 結(jié)果與分析

3.1 可持續(xù)發(fā)展評價結(jié)果

可持續(xù)發(fā)展評價體系指標(biāo)層評價值及權(quán)重見表4。將表4中帽兒山實(shí)驗(yàn)林場可持續(xù)發(fā)展評價體系中指標(biāo)層評價值和熵-AHP綜合權(quán)重值代入公式(2)中，得到類別層的評價值；將此評價值與類別層相應(yīng)權(quán)重代入公式(2)得到系統(tǒng)層的評價值；再以同樣方法代入系統(tǒng)層的評價值與權(quán)重，最終得出帽兒山實(shí)驗(yàn)林場可持續(xù)發(fā)展評價值，見表5。

表4 可持續(xù)發(fā)展評價體系指標(biāo)層評價值及權(quán)重

表5 帽兒山實(shí)驗(yàn)林場可持續(xù)發(fā)展評價值Tab.5 Sustainable development evaluation value of Maoershan Forest Farm

將得到的可持續(xù)發(fā)展評價值(表5)與可持續(xù)發(fā)展等級劃分表(表6)對比可知，研究區(qū)域2004年可持續(xù)發(fā)展評價值0.597，處于弱可持續(xù)狀態(tài)；到了2016年評價值為0.833，已經(jīng)到達(dá)初級可持續(xù)狀態(tài)，在指標(biāo)體系中，環(huán)境可持續(xù)指標(biāo)評價值為0.875，已率先進(jìn)入中級可持續(xù)狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)可持續(xù)評價值0.768和社會可持續(xù)評價值0.790均處于初級可持續(xù)狀態(tài)的階段。對比兩期可持續(xù)發(fā)展評價值，林業(yè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和森林資源與環(huán)境指標(biāo)發(fā)展均較好；2004—2016年，產(chǎn)業(yè)平均工資(D2)評價值增長明顯，森林的齡組結(jié)構(gòu)(D9)更加合理，而混交林蓄積量占比(D11)降低；國民經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的評價值整體由0.672下降至0.623，指標(biāo)層中的人均地區(qū)生產(chǎn)總值(D4)指標(biāo)評價值下降尤為突出，說明研究區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展未能和參照區(qū)域同步增長，其差距逐漸拉大導(dǎo)致評價值降低，因此應(yīng)重視經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)地區(qū)生產(chǎn)總值的提高；城市建設(shè)與環(huán)境指標(biāo)和文教衛(wèi)生指標(biāo)評價值的升高與我國倡導(dǎo)的發(fā)展精神文明和物質(zhì)文明步伐一致，其中道路占有率(D14)、集中供熱普及率(D15)和醫(yī)療服務(wù)指數(shù)(D20)提升幅度均大于60%；人民生活指標(biāo)評價值略有提升，指標(biāo)變化與實(shí)際相符。

對總體層(A)的評價值結(jié)果，按表6的標(biāo)準(zhǔn)劃分等級[23]。

3.2 系統(tǒng)動力學(xué)模型歷史檢驗(yàn)

以2004年數(shù)據(jù)為初始值，將參數(shù)輸入模型后得到的仿真數(shù)值與歷史真實(shí)值對比，計算誤差率，若結(jié)果誤差率在±10%以內(nèi)，代表能較好反映變量的變化趨勢；在±20%以內(nèi)，能大致反映變量變化趨勢[18]。選取人均GDP、總負(fù)擔(dān)系數(shù)、恩格爾系數(shù)、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值及可持續(xù)發(fā)展評價值等5個變量檢驗(yàn)歷史誤差率，見表7。其中98%的指標(biāo)誤差率在10%以內(nèi)，88%的指標(biāo)誤差率在5%以內(nèi)，表明模型仿真效果較好，與實(shí)際情況基本吻合，認(rèn)為模型能夠?qū)Ξ?dāng)?shù)匕l(fā)展趨勢做出較為真實(shí)、準(zhǔn)確的模擬，可應(yīng)用于未來發(fā)展的預(yù)測和優(yōu)化調(diào)控。

表6 可持續(xù)發(fā)展等級劃分

表7 歷史誤差率Tab.7 Historical error rates %

3.3 系統(tǒng)動力學(xué)模型仿真模擬結(jié)果

未來5種優(yōu)化路徑結(jié)果如圖3所示。由圖3可以看出，5種路徑綜合可持續(xù)評價值均在2021年左右增長減緩，保持現(xiàn)狀型、人口發(fā)展型和產(chǎn)業(yè)調(diào)整型路徑的可持續(xù)發(fā)展評價值均在2031年增長再次放緩，其可持續(xù)發(fā)展評價值到達(dá)瓶頸期，從2031年到2035年基本保持不變。

以保持現(xiàn)狀型路徑2035年的模擬結(jié)果0.899為參照值，整體來看：人口發(fā)展型路徑結(jié)果略降低，原因在于選取評價指標(biāo)時為了能夠具有對比性，包含許多人均指標(biāo)，人口增多會導(dǎo)致最終評價值略微合理下降。但從兩期評價體系可以看出，總負(fù)擔(dān)系數(shù)在增高，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)中人口自然增長率總體呈下降趨勢，說明當(dāng)前青壯年人口不足，人口老齡化較為嚴(yán)重，因此，人口發(fā)展型路徑模擬結(jié)果雖沒有增加可持續(xù)發(fā)展水平，但鼓勵生育，提高人口自然增長率仍有其必要性。產(chǎn)業(yè)調(diào)整型發(fā)展路徑模擬評價值高于前者，但不會影響發(fā)展趨勢，說明選擇的產(chǎn)業(yè)調(diào)整方向大體正確，研究區(qū)域應(yīng)該降低一、二產(chǎn)業(yè)的固定資產(chǎn)投資比例并提高第三產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。第三產(chǎn)業(yè)消耗資源少，和第二產(chǎn)業(yè)對比，環(huán)境污染少，可以減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)，且第三產(chǎn)業(yè)的就業(yè)彈性較高，能促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度化，改善經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，從根本上提高善經(jīng)濟(jì)質(zhì)量；另外，第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值增長更加平穩(wěn)，能有效緩解經(jīng)濟(jì)的波動。

從經(jīng)濟(jì)突出型路徑結(jié)果(在2035年以前可持續(xù)發(fā)展水平持續(xù)增長)來看，研究區(qū)域的經(jīng)濟(jì)水平與參照區(qū)域的均值差距較大，改善經(jīng)濟(jì)后2035年的整體評價值從0.899升到0.919，有明顯提升；且從兩期的指標(biāo)體系評價結(jié)果也可以觀察到經(jīng)濟(jì)可持續(xù)指標(biāo)的評價值從2004年的0.753提高至2016年的0.768，提升緩慢，制約了可持續(xù)發(fā)展水平的提高。由圖3可以看出，綜合發(fā)展型路徑表現(xiàn)最好，2035年模擬評價值可達(dá)0.924，與經(jīng)濟(jì)突出型路徑結(jié)果(0.919)相比仍有提高，因此，在鼓勵人口生育、提升地區(qū)生產(chǎn)總值增速的同時需減少一、二產(chǎn)業(yè)的固定資產(chǎn)投資比例，此為最優(yōu)的發(fā)展路徑。

圖3 優(yōu)化路徑仿真預(yù)測結(jié)果Fig.3 Prediction results of optimization route simulation

4 討論

在可持續(xù)發(fā)展評價體系中計算權(quán)重的方法有很多，包括層次分析法[24]、德爾菲法[25]和主成分分析法[26]等。其中層次分析法應(yīng)用最為廣泛，但因其結(jié)果完全由主觀因素決定，因此需引入客觀的熵權(quán)法與層次分析法共同確定指標(biāo)權(quán)重。結(jié)果表明研究區(qū)域的經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)評價值較低是制約林場可持續(xù)發(fā)展水平增長的主要原因。本研究主要對經(jīng)濟(jì)、社會可持續(xù)指標(biāo)和城市建設(shè)與環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行仿真模擬并預(yù)測。目前在區(qū)域發(fā)展預(yù)測上有多種方法，主要分為結(jié)構(gòu)化預(yù)測和非結(jié)構(gòu)化預(yù)測。結(jié)構(gòu)化預(yù)測的方法主要尋找各評價因素間的關(guān)系，運(yùn)用物理原型或數(shù)學(xué)方法建立模型進(jìn)行預(yù)測，常用的有回歸預(yù)測法[27]、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[28]、馬爾可夫預(yù)測法[29]和灰色預(yù)測模型[30-31]等，非結(jié)構(gòu)化預(yù)測主要依靠經(jīng)驗(yàn)判斷進(jìn)行，比如專家會議法、德爾菲法等。

系統(tǒng)動力學(xué)是通過分析系統(tǒng)內(nèi)部各變量之間的反饋結(jié)構(gòu)關(guān)系來研究整個系統(tǒng)整體行為的理論，適用于處理長期性和周期性的問題，因此常被學(xué)者用以對系統(tǒng)行為結(jié)果的預(yù)測。王奕淇等[32]采用此方法評測渭河流域的水資源承載力，在設(shè)計5種仿真優(yōu)化路徑中得到最大化改善水資源承載力的方案為協(xié)調(diào)發(fā)展經(jīng)濟(jì)、保護(hù)環(huán)境并節(jié)約水資源；李靜靜[33]借助系統(tǒng)動力學(xué)方法預(yù)測貴陽市若能夠控制建設(shè)用地擴(kuò)張、加大環(huán)保資金投入和合理城鎮(zhèn)化進(jìn)程，其土地資源承載力將在2032年達(dá)到較高水平；魯宏旺[34]采用系統(tǒng)動力學(xué)方法模擬了2025年長株潭城市群的景觀格局，對比了4種發(fā)展情境下的組合方案，兼顧各方面效益的協(xié)調(diào)發(fā)展方案最符合長株潭城市群的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

本研究采用系統(tǒng)動力學(xué)這種基于多變量解決復(fù)雜大系統(tǒng)問題的方法，根據(jù)已建立的評價指標(biāo)體系繪制系統(tǒng)動力學(xué)流程圖，對研究區(qū)域可持續(xù)發(fā)展水平的未來發(fā)展情況進(jìn)行模擬及預(yù)測。同時預(yù)測了指標(biāo)的實(shí)際值與參照值，即以動態(tài)視角觀測一個地區(qū)的發(fā)展。結(jié)果表明研究區(qū)域應(yīng)該重視人口發(fā)展、大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，以便更好地提高研究區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展水平。李福香等[35]認(rèn)為招遠(yuǎn)市若提升可持續(xù)發(fā)展?jié)摿π枰⒁馊丝趩栴}；賈雪慧[18]和燕波[22]認(rèn)為研究區(qū)域模擬的優(yōu)化路徑均需要調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。然而從系統(tǒng)動力學(xué)角度出發(fā)進(jìn)行預(yù)測可持續(xù)發(fā)展水平時，涉及到的指標(biāo)較多，數(shù)據(jù)需求量較大，存在部分年份統(tǒng)計口徑不完全一致的問題，一定程度上會降低預(yù)測的準(zhǔn)確性，如能夠獲取更為完善的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，則能夠進(jìn)一步提升研究的模擬精準(zhǔn)度。

5 結(jié)論

本研究以帽兒山實(shí)驗(yàn)林場森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的指標(biāo)體系進(jìn)行評價及預(yù)測，得出以下結(jié)論。

(1)研究區(qū)域2004年的可持續(xù)發(fā)展評價值為0.597，處于弱可持續(xù)發(fā)展水平；2016年評價值為0.833，處于初級可持續(xù)發(fā)展水平。

(2)構(gòu)建系統(tǒng)動力學(xué)模型并進(jìn)行歷史檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)88%的指標(biāo)誤差率在5%以內(nèi)，確認(rèn)其模擬水平較好，可以進(jìn)行仿真預(yù)測。

(3)分析模型的預(yù)測結(jié)果，發(fā)現(xiàn)按照現(xiàn)有趨勢發(fā)展，研究區(qū)域在2035年評價值可達(dá)0.899；以保持現(xiàn)狀型路徑為參照，若著重發(fā)展人口，則評價值會略微下降至0.897；調(diào)整產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資，評價值可提升至0.901；重視經(jīng)濟(jì)發(fā)展對評價值提升影響較明顯，可達(dá)0.919；結(jié)合以上幾種調(diào)整策略的綜合發(fā)展型模擬結(jié)果為0.924，為最優(yōu)的發(fā)展路徑。

根據(jù)綜合評價結(jié)果，發(fā)現(xiàn)林場可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢在于環(huán)境可持續(xù)性較高，尤其森林資源與環(huán)境可持續(xù)性方面發(fā)展較好，2004—2016年，森林的齡組結(jié)構(gòu)更加合理，森林蓄積量仍在增加，但值得注意的是，混交林蓄積量占比有所下降，因此在人工造林時應(yīng)注意避免營造人工純林，需增加混交林面積。而經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)性仍有較大上升空間，通過各路徑分析，發(fā)現(xiàn)應(yīng)大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)并增大第三產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資，增加第三產(chǎn)業(yè)比重，如發(fā)展旅游業(yè)等；且其人口有老齡化趨勢，因此，應(yīng)增加人才引進(jìn)，同時提高工資，留住現(xiàn)有人才，增加青壯年人口，并為未來長遠(yuǎn)發(fā)展考慮，應(yīng)響應(yīng)國家號召，鼓勵生育。如此，符合綜合發(fā)展路徑策略，林場可持續(xù)發(fā)展水平可在2035年達(dá)到0.924。