楊順順

（湖南省社會科學(xué)院，長沙 410003）

系統(tǒng)動力學(xué)應(yīng)用于中國區(qū)域綠色發(fā)展政策仿真的方法學(xué)綜述

楊順順

（湖南省社會科學(xué)院，長沙 410003）

綠色發(fā)展是我國“十三五”時期五大發(fā)展理念之一，是解決我國發(fā)展與保護(hù)矛盾的根本途徑。系統(tǒng)動力學(xué)是模擬宏觀社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢和政策效力的常用分析工具，本文對系統(tǒng)動力學(xué)在中國區(qū)域綠色發(fā)展政策仿真中的應(yīng)用進(jìn)行了梳理。研究顯示：系統(tǒng)動力學(xué)應(yīng)用的區(qū)域范圍方面，該方法全面應(yīng)用于從國家直至縣域等各個尺度的區(qū)域綠色發(fā)展研究，區(qū)域綠色發(fā)展通常被分解為經(jīng)濟(jì)、社會、資源、環(huán)境等子系統(tǒng)；應(yīng)用的主要領(lǐng)域方面，水土資源、能源、水環(huán)境、固廢治理、綠色產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用較多，大氣環(huán)境、綠色消費(fèi)等領(lǐng)域應(yīng)用相對較少；方法的改進(jìn)和完善方面，軟系統(tǒng)分析法、各類優(yōu)化方法和地理信息系統(tǒng)與系統(tǒng)動力學(xué)的集成應(yīng)用日益普遍。文末根據(jù)文獻(xiàn)梳理情況，提出未來應(yīng)在決策變量設(shè)計、歷史數(shù)據(jù)挖掘、環(huán)境系統(tǒng)對經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的反饋等方面進(jìn)行方法改進(jìn)。

系統(tǒng)動力學(xué)；綠色發(fā)展；政策仿真；綜述

引言

聯(lián)合國開發(fā)計劃署發(fā)布的《2002年中國人類發(fā)展報告：綠色發(fā)展，必選之路》中首次明確指出中國應(yīng)走綠色發(fā)展[1]之路。雖然與綠色發(fā)展類似的可持續(xù)發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)在我國早已開展了相關(guān)政策實踐，但綠色發(fā)展在“十二五”伊始才正式成為國家五年規(guī)劃綱要的專門章節(jié)，而2015年十八屆五中會會提出的創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的五大發(fā)展理念，標(biāo)志著綠色發(fā)展將成為我國未來相當(dāng)長一段時期內(nèi)的核心發(fā)展理念[2]。

系統(tǒng)動力學(xué)（system dynamics，SD）方法是20世紀(jì)50年代中期發(fā)展起來的用于研究信息反饋系統(tǒng)動態(tài)變化規(guī)律的分析技術(shù)，其于1956年由美國麻省理工學(xué)院教授Forrester創(chuàng)立，他于1958年在《哈佛商業(yè)評論》刊出了其代表性成果[3]。系統(tǒng)動力學(xué)最初被稱為工業(yè)動力學(xué)[4]，主要用于企業(yè)這一微觀主體的貨物生產(chǎn)、銷售、流通以及對應(yīng)的市場問題，其后被引入城市發(fā)展等宏觀問題。20世紀(jì)70年代，隨著《世界動力學(xué)》、《增長的極限》等一系列經(jīng)典著作的出現(xiàn)，系統(tǒng)動力學(xué)開始全面介入宏觀層面的社會經(jīng)濟(jì)問題研究，并逐步成為政策效力仿真分析的常用工具。

系統(tǒng)動力學(xué)方法于20世紀(jì)70年代末引入我國學(xué)界，80年代在科研院所得到了強(qiáng)力推廣，涌現(xiàn)出了如楊通誼、王其藩、許慶瑞、賈仁安等一批著名學(xué)者[5]和經(jīng)典著作[6]。系統(tǒng)動力學(xué)基于反饋控制理論自上而下建立仿真模型，常用的仿真平臺包括DYNAMO、Stella和PowerSim、Vensim等[7]，Vensim等可視化集成平臺方法的出現(xiàn)，極大地降低了系統(tǒng)動力學(xué)模型差分方程組和程序語言的編寫難度，使仿真模型變得直觀和易于理解，推動了系統(tǒng)動力學(xué)方法在各個學(xué)科領(lǐng)域的全面應(yīng)用。目前，在中國知網(wǎng)以系統(tǒng)動力學(xué)為關(guān)鍵詞可搜索到學(xué)術(shù)論文接近1萬篇，其在社會科學(xué)、自然科學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用已極其廣泛。

本文將對系統(tǒng)動力學(xué)方法應(yīng)用于我國區(qū)域綠色發(fā)展政策仿真優(yōu)化的相關(guān)研究，從研究的空間范圍、領(lǐng)域范疇、方法改進(jìn)等方面進(jìn)行全面梳理和述評，在此基礎(chǔ)上提出進(jìn)一步完善該方法應(yīng)用實踐的對策建議，為相關(guān)領(lǐng)域研究者提供參考借鑒。

1 系統(tǒng)動力學(xué)的研究尺度

1.1 全國范圍研究

系統(tǒng)動力學(xué)方法應(yīng)用于全國范圍尺度綠色發(fā)展的研究，主要集中于：①對國家綠色發(fā)展指數(shù)的探討和評價。張雪花等構(gòu)建了區(qū)域社會環(huán)境復(fù)雜系統(tǒng)仿真模型，通過系統(tǒng)動力學(xué)方法辨識影響人類綠色發(fā)展指數(shù)的關(guān)鍵因素[8]；鄭宏娜構(gòu)建了包含經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、政策子系統(tǒng)的系統(tǒng)動力學(xué)評價模型，測算了1992—2011年我國的綠色福祉指數(shù)和綠色發(fā)展指數(shù)[9]。②對我國綠色增長模式的篩選和判斷。此類研究常常結(jié)合情景分析方法共同實施，如佟賀豐等構(gòu)建了中國可持續(xù)發(fā)展模型，模擬了發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)情景下農(nóng)業(yè)等7個不同行業(yè)的發(fā)展情況[10]；郝芳等構(gòu)建了中國綠色增長評價模型和“調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)”等6種發(fā)展模式，分析了未來直至2020年我國社會、經(jīng)濟(jì)、資源環(huán)境和能源系統(tǒng)中第三產(chǎn)業(yè)占比、“三廢”存量、萬元GDP能耗等關(guān)鍵指標(biāo)的運(yùn)行趨勢，認(rèn)為現(xiàn)有生態(tài)創(chuàng)新水平尚不能滿足“十三五”時期的綠色發(fā)展目標(biāo)[11]。③應(yīng)用于國家間綠色發(fā)展比較分析。李文超等建立了涵蓋人口、資源、資本、污染子系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展模型，并對OECD國家通過生態(tài)創(chuàng)新轉(zhuǎn)變系統(tǒng)衰退趨勢的作用進(jìn)行了分析[12]。

1.2 省、市域范圍研究

系統(tǒng)動力學(xué)方法應(yīng)用于省、市域或類似范圍尺度綠色發(fā)展的研究，主要集中于：①對省域綠色發(fā)展情景的仿真分析。和國家范圍尺度類似，此類研究常常將綠色發(fā)展體系分解為經(jīng)濟(jì)、人口、資源、環(huán)境等子系統(tǒng)的結(jié)合，如秦鐘等模擬了廣東省循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情景[13]，王耕等對遼寧省實施了生態(tài)安全預(yù)警評價[14]，劉耀彬等以江蘇省為例建立了區(qū)域城市化與生態(tài)環(huán)境耦合發(fā)展模型[15]，李素峰等以黑龍江省為例討論了礦產(chǎn)資源密集型區(qū)域可持續(xù)發(fā)展模式[16]。②對市域綠色發(fā)展情景的仿真分析。Tsolakis等提出了通過系統(tǒng)動力學(xué)實施生態(tài)城市可持續(xù)性評價的整體框架[17]，與省域相比，此范圍尺度的模型在保留普適性的基礎(chǔ)上，大多加入了案例區(qū)域的特征要素，如Jin等利用系統(tǒng)動力學(xué)方法開發(fā)了一個城市生態(tài)足跡的動態(tài)預(yù)測和決策支持框架[18]；王向華等以濕地生態(tài)系統(tǒng)為評估重點(diǎn)，對廈門建設(shè)海灣型生態(tài)城市模式進(jìn)行了評價[19]；郭振峰等[20]和徐鵬等[21]分別以港城互動和低碳城市為特色，分析了深圳市低碳生態(tài)城市建設(shè)路徑。③對跨省級、市級行政區(qū)域，具有共同自然資源稟賦或者經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展區(qū)位特征區(qū)域的綠色發(fā)展研究。此類研究進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了研究區(qū)域的獨(dú)特性，系統(tǒng)動力學(xué)模型針對區(qū)域特色設(shè)計相應(yīng)模塊，已見報道的研究包括對大型河流[22]及其三角洲[23]、半島城市群[24]、大湖經(jīng)濟(jì)區(qū)[25,26]、大型水庫區(qū)[27]和山區(qū)經(jīng)濟(jì)[28]等區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的研究。

1.3 縣域及以下范圍研究

縣域及以下范圍尺度綠色發(fā)展的研究，既包括對區(qū)域或鄉(xiāng)鎮(zhèn)，也包括對工業(yè)園、開發(fā)區(qū)等小而集中的發(fā)展板塊的分析，目前的研究包括：①對縣域經(jīng)濟(jì)-生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展趨勢的考察。在20世紀(jì)80年代至90年代初，出現(xiàn)了一批以特定縣域為研究對象的系統(tǒng)動力學(xué)研究成果[29]，目前由于此類研究和省域、市域研究思路過于接近，報道已日益減少。②對小城鎮(zhèn)、村落綠色發(fā)展模式分析。李桂君構(gòu)建了小城鎮(zhèn)發(fā)展系統(tǒng)動力學(xué)流圖，揭示了其自組織規(guī)律[30]；宮德圓建立了嚴(yán)寒地區(qū)村鎮(zhèn)綠色發(fā)展模型[31]。此類研究由于研究區(qū)域偏小且偏向鄉(xiāng)村地區(qū)，很多都轉(zhuǎn)向綠色農(nóng)業(yè)政策的系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析[32]。③對新區(qū)新城、園區(qū)等經(jīng)濟(jì)社會活動高度活躍的小型經(jīng)濟(jì)單元的研究。瞿慶玲等以徐州經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)為例，將系統(tǒng)動力學(xué)應(yīng)用于工業(yè)園的管理與調(diào)控[33]；李春發(fā)等[34]和韋靜等[35]分別將能值和生態(tài)足跡的方法與系統(tǒng)動力學(xué)相結(jié)合，評價了中新天津生態(tài)城和博鰲特別規(guī)劃區(qū)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綜上可見，此類研究主要針對區(qū)域“社會—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境”復(fù)雜巨系統(tǒng)如何實現(xiàn)綠色發(fā)展展開研究，將巨系統(tǒng)分解為多個子系統(tǒng)進(jìn)行分析，通常都包括社會、經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境子系統(tǒng)。研究成果主要涉及對系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、協(xié)調(diào)性的評價結(jié)論，綠色發(fā)展多情景方案的優(yōu)選結(jié)果和系統(tǒng)調(diào)控思路，以及系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)的變化趨勢和展望。此外，由于社會系統(tǒng)的參數(shù)量化模擬困難，一般社會領(lǐng)域只重點(diǎn)模擬人口系統(tǒng)的變化。

2 系統(tǒng)動力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1 資源、能源系統(tǒng)中的仿真應(yīng)用

系統(tǒng)動力學(xué)方法在模擬資源、能源系統(tǒng)供需安全，以支撐“經(jīng)濟(jì)—資源”系統(tǒng)綠色發(fā)展方面應(yīng)用頗多：①在水資源管理方面，研究主要著眼于水資源承載力、供需平衡和管理。Winz等總結(jié)了系統(tǒng)動力學(xué)在解決水資源管理中理論和方法的發(fā)展以及常見的問題[36]；Feng等的模擬結(jié)果顯示義烏市未來必須采取節(jié)水措施，否則水資源承載力將無法滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求[37]；楊開宇建立了快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中水資源供需變化的理論模型[38]；熊鷹等則以長株潭城市群為例對比了發(fā)展經(jīng)濟(jì)型、節(jié)水型等多種方案的水資源供需狀態(tài)，并提出了協(xié)調(diào)城鎮(zhèn)化和水資源優(yōu)化配置的決策建議[39]；曹琦等討論了如何通過人口發(fā)展優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提高區(qū)域水資源管理績效[40]；劉芳等則從水資源項目治理中發(fā)散分析到其利益相關(guān)方形成的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)[41]，以及其涉及的社會風(fēng)險和環(huán)境風(fēng)險問題，是一個視角較獨(dú)特的研究成果。②在土地資源管理方面，研究主要著眼于土地資源承載力、土壤質(zhì)量控制和可持續(xù)利用。何鵬飛研究了維持生態(tài)平衡條件下，各類用地系統(tǒng)的土地規(guī)劃問題[42]；Shen等設(shè)計了包含人口、經(jīng)濟(jì)、住房、交通、建成區(qū)5個子系統(tǒng)的城市發(fā)展模型，對香港土地可持續(xù)利用進(jìn)行了模擬預(yù)測[43]；祝秀芝等認(rèn)為未來上海市采用協(xié)調(diào)發(fā)展型模式的土地綜合承載力指數(shù)最高[44]；陳慧等將土地安全分解為糧食安全保障、土地經(jīng)濟(jì)安全、土地生態(tài)安全3個維度，分析了土地資源與社會經(jīng)濟(jì)和自然環(huán)境間的響應(yīng)關(guān)系[45]；涂小松等以無錫市為例討論了不同優(yōu)先發(fā)展模式下土壤質(zhì)量的調(diào)控重點(diǎn)[46]。③在能源管理方面，研究主要著眼于能源安全、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)及其引發(fā)的碳排放問題。郭玲玲等建立了中國能源安全模型，通過調(diào)節(jié)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、人口、資源子系統(tǒng)參數(shù)，預(yù)測了能源生產(chǎn)、消費(fèi)、供需缺口和儲備量的變動[47]；李爽等模擬了能源安全和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)機(jī)制[48]；Liu等[49]、陳彬等[50]、Feng[51]等均從能源消費(fèi)與溫室氣體排放關(guān)系出發(fā)，分別提出了全國、重慶市和北京市的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展建議。

2.2 環(huán)境治理系統(tǒng)中的仿真應(yīng)用

環(huán)境污染控制是綠色發(fā)展的核心問題之一，狹義的綠色發(fā)展常特指環(huán)境治理領(lǐng)域，近年來隨著公眾對環(huán)境質(zhì)量期望的日益提升，對經(jīng)濟(jì)和環(huán)境治理系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的討論也更接近現(xiàn)實熱點(diǎn)問題：①水環(huán)境治理方面，主要關(guān)注水環(huán)境承載力、水環(huán)境質(zhì)量調(diào)控及其社會經(jīng)濟(jì)效應(yīng)等內(nèi)容。葉龍浩等建立了水環(huán)境承載力核算模型，并應(yīng)用于沁河流域系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)控[52]；Yang等以鐵嶺為例測算了不同社會和環(huán)境情景下的水環(huán)境承載力變化[53]；蓋美等辨識了影響近岸海域水環(huán)境的主要因素，并對大連市水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了仿真調(diào)控[54]；Liu等模擬了滇池流域水環(huán)境保護(hù)策略的效果[55]；徐鵬等以南四湖為例，設(shè)計了流域社會經(jīng)濟(jì)水環(huán)境效應(yīng)評估方法[56]。此外，由于近年來我國城鎮(zhèn)水環(huán)境污染問題逐步得到解決，農(nóng)業(yè)面源污染控制方面的應(yīng)用開始逐漸增多[57,58]。②大氣環(huán)境治理方面，主要關(guān)注大氣污染排放和環(huán)境承載力等內(nèi)容，由于大氣質(zhì)量受難以人為控制的氣象原因影響較大，此類研究數(shù)量較水環(huán)境領(lǐng)域顯著偏少。鄭斯瑞等模擬了化工工業(yè)園污染排放趨勢，提出了相應(yīng)的工業(yè)能耗和脫硫效率目標(biāo)[59]；周業(yè)晶等對引發(fā)城市灰霾天氣的PM2.5排放量和承載力進(jìn)行了宏觀動態(tài)模擬[60]。③固體廢棄物治理方面，主要分為工業(yè)固廢、建筑固廢和城鄉(xiāng)生活垃圾三個方面的研究。范厚明等以遼寧省為例預(yù)測了工業(yè)固廢的產(chǎn)生、利用、處置和貯存情況，并對政府激勵和約束政策進(jìn)行了仿真[61]；Zhao等以重慶為例評估了建筑和拆遷垃圾回收中心設(shè)置的最佳方案[62]；徐禮來等和王耕等分別對城市生活垃圾產(chǎn)生量預(yù)測和資源化處理進(jìn)行了框架研究[63]和情景分析[64]；代峰等嘗試用系統(tǒng)動力學(xué)方法仿真生活垃圾發(fā)電三方進(jìn)化博弈過程[65]，在方法上有一定的創(chuàng)新性。

2.3 經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的仿真應(yīng)用

綠色經(jīng)濟(jì)方面涉系統(tǒng)動力學(xué)方法的研究很多，本文僅對部分重點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行梳理：①產(chǎn)業(yè)的綠色化轉(zhuǎn)型方面，許多研究都對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與污染排放間的關(guān)系進(jìn)行了討論[66]，并深入到具體的綠色制造、綠色工藝流程、綠色企業(yè)等方面[67,68]。此外，生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈和綠色供應(yīng)鏈也是此類研究一直以來的熱門研究方向[69-71]。②綠色交通領(lǐng)域方面，主要集中于低碳交通、交通擁堵等問題的研究。Han等分析了通過加快鐵路建設(shè)、減少高速公路網(wǎng)絡(luò)延伸和征收燃油稅的方式，降低我國城際客運(yùn)碳排放的可能性[72]。③綠色建筑領(lǐng)域方面，涵蓋了綠色建筑推廣的影響因素、推進(jìn)策略和政府激勵機(jī)制的研究[73,74]，但受限于數(shù)據(jù)獲取難度，目前國內(nèi)量化研究尚不多見。④綠色消費(fèi)領(lǐng)域方面，由于居民個體消費(fèi)行為的研究需要偏好調(diào)研數(shù)據(jù)的支持，且微觀主體行為分析與系統(tǒng)動力學(xué)自上而下建模特征吻合度較低，目前該方面的研究僅見于低碳出行、綠色產(chǎn)品使用等方面[75,76]。

將系統(tǒng)動力學(xué)應(yīng)用于區(qū)域綠色發(fā)展特定領(lǐng)域的政策仿真，由于研究相對深入，是目前學(xué)界報道最為集中的板塊。研究的主要障礙在于，部分研究領(lǐng)域由于缺乏數(shù)據(jù)支撐，很難建立參數(shù)間響應(yīng)的量化方程，導(dǎo)致研究只能停留于流圖分析層次；環(huán)境治理領(lǐng)域一般只能用于模擬污染物排放量的變化趨勢，較難準(zhǔn)確估計研究區(qū)域環(huán)境質(zhì)量和狀態(tài)的變化。

3 系統(tǒng)動力學(xué)與其他方法的集成應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)動力學(xué)與PSR等軟系統(tǒng)分析技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用

系統(tǒng)動力學(xué)方法技術(shù)已基本成熟，其與各類評價方法的結(jié)合應(yīng)用也報道甚多，本文不一一枚舉。相比于仿真處理過程，系統(tǒng)動力學(xué)技術(shù)在建立框架模型和設(shè)計流位、流率等參量時雖有過程范式，但主要取決于建模者對研究對象的主觀認(rèn)識和個人意愿，缺乏相對統(tǒng)一的概念模型分析手段，即使對同一研究對象和同一問題，也可能出現(xiàn)差異很大的模型構(gòu)架，導(dǎo)致分析結(jié)果可能相距甚遠(yuǎn)。針對系統(tǒng)動力學(xué)建模過程形式化程度低的問題，賈仁安等原創(chuàng)了流率基本入樹（RIT）法創(chuàng)建因果關(guān)聯(lián)圖[77]；在綠色發(fā)展研究方面，以PSR（壓力—狀態(tài)—反應(yīng)，可進(jìn)一步擴(kuò)展為DPSIR分析框架）為代表的軟系統(tǒng)分析技術(shù)，在系統(tǒng)動力學(xué)前期的概念模型設(shè)計方面得到了較多應(yīng)用[78-80]。此外，復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論的SBC（結(jié)構(gòu)—背景—變化）范式[81]、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)的SCP（結(jié)構(gòu)—行為—績效）范式[82]等框架分析技術(shù)也有部分研究涉及。

3.2 系統(tǒng)動力學(xué)與優(yōu)化技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用

系統(tǒng)動力學(xué)在區(qū)域綠色發(fā)展領(lǐng)域主要應(yīng)用于中長程變化趨勢的模擬，決策變量也多受建模者的主觀影響，對仿真結(jié)果的精度要求不高，一般歷史誤差在10%～30%均可接受，這既增加了方法的適用范圍和操作性，又導(dǎo)致政策仿真結(jié)果并非真實的最優(yōu)解，這對結(jié)果的適用性，特別是解決近期問題產(chǎn)生了困擾。為解決系統(tǒng)動力學(xué)決策變量選擇和預(yù)測方案優(yōu)化問題，非線性優(yōu)化和多目標(biāo)規(guī)劃（MOP）與之結(jié)合應(yīng)用的集成方法應(yīng)運(yùn)而生。徐志嬙等應(yīng)用非線性優(yōu)化法確定決策變量最優(yōu)解并帶入系統(tǒng)動力學(xué)模型，討論了西安市污水再生利用系統(tǒng)的優(yōu)化問題[83]；張雪花等將SD-MOP整合模型應(yīng)用于秦皇島市水資源規(guī)劃[84]；Chang等將多目標(biāo)規(guī)劃、模糊集理論和系統(tǒng)動力學(xué)相結(jié)合實現(xiàn)最優(yōu)土地利用規(guī)劃[85]；Wu等采用系統(tǒng)動力學(xué)和模糊多目標(biāo)規(guī)劃集成方法，預(yù)測了中國世界遺產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的能源消耗和二氧化碳排放量[86]。

3.3 系統(tǒng)動力學(xué)與地理信息技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用

系統(tǒng)動力學(xué)的另一個主要問題是缺乏空間處理和表現(xiàn)能力，而區(qū)域綠色發(fā)展與區(qū)域資源環(huán)境稟賦聯(lián)系緊密，使得這一需求又極為現(xiàn)實。針對這一問題，將系統(tǒng)動力學(xué)與地理信息系統(tǒng)（GIS）結(jié)合應(yīng)用的研究也逐漸增多。Ahmad等將系統(tǒng)動力學(xué)與GIS聯(lián)用的方法稱為空間系統(tǒng)動力學(xué)[87]，認(rèn)為其在水資源管理領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛；Xu等按照DPSIR-SD-GIS技術(shù)流程，建立城市住宅發(fā)展可持續(xù)性評估方法[88]，但尚未采用國內(nèi)案例實證；Guan等采用SD-GIS聯(lián)用技術(shù)，以重慶市為例分析了城市經(jīng)濟(jì)資源環(huán)境系統(tǒng)的動態(tài)演化和可持續(xù)發(fā)展[89]；張波等采用GIS-SD模型開發(fā)了水污染事故模擬系統(tǒng)，并應(yīng)用于松花江水污染事故仿真[90]；王行風(fēng)等基于SD-CA（元胞自動機(jī)）-GIS集成方法，討論了山西省礦區(qū)人類活動環(huán)境積累效應(yīng)[91]。

可見，在系統(tǒng)動力學(xué)自身技術(shù)基本完善的前提下，未來在區(qū)域綠色發(fā)展政策仿真方面的模型改進(jìn)將主要依托多模型整合應(yīng)用的手段，并主要面向模型概念設(shè)計過程、模型分析處理過程和模型結(jié)果展示能力的優(yōu)化。

4 結(jié)論與展望

系統(tǒng)動力學(xué)方法適用于多范圍空間尺度、中長程時間尺度模擬，能使用流圖可視化表達(dá)系統(tǒng)元素間復(fù)雜反饋關(guān)系且易于進(jìn)行子系統(tǒng)擴(kuò)展的特點(diǎn)，使其與中國區(qū)域綠色發(fā)展“社會—經(jīng)濟(jì)—資源—環(huán)境”系統(tǒng)具有的非線性、不確定性、動態(tài)演化的特征，以及需要判斷政策干預(yù)下系統(tǒng)綠色發(fā)展趨勢的定量化需求相吻合。因此，系統(tǒng)動力學(xué)方法目前已被國內(nèi)外學(xué)界廣泛應(yīng)用到我國國家、省市縣等各個不同層次的區(qū)域綠色發(fā)展政策仿真領(lǐng)域，既用于模擬區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境巨系統(tǒng)的發(fā)展，又深入到水土資源、能源、各類環(huán)境介質(zhì)系統(tǒng)、綠色經(jīng)濟(jì)子板塊等特定領(lǐng)域的研究，方法也從單一的非線性連續(xù)動力學(xué)方法發(fā)展到與其他評價技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)、地理信息技術(shù)等的集成應(yīng)用，目前報道的各類成果已具備較強(qiáng)的研究廣度和深度。

但在具體的區(qū)域綠色發(fā)展系統(tǒng)動力學(xué)政策仿真實現(xiàn)過程中，也依然存在一些待破解的方法障礙：一是系統(tǒng)動力學(xué)方法中各類參數(shù)，特別是決策變量設(shè)計的科學(xué)化有待討論。其中，表函數(shù)的廣泛使用，一方面使模型易于接納其他方法的模擬參數(shù)和結(jié)果，另一方面也使模擬的主觀性增強(qiáng)。二是在中國區(qū)域綠色發(fā)展仿真中，環(huán)境類歷史數(shù)據(jù)的缺失對模型方程構(gòu)建和有效性檢驗帶來了較大困難，有待數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的完善和支持。三是在綠色發(fā)展模型構(gòu)建中社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境系統(tǒng)的關(guān)系問題。經(jīng)濟(jì)、人口參數(shù)常被認(rèn)為是驅(qū)動力而被置于“投入”部分，環(huán)境系統(tǒng)常被認(rèn)為是影響的結(jié)果而被置于“產(chǎn)出”部分，盡管環(huán)境變化對經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)會造成反饋影響，但這種反饋影響由于定量化困難而往往在建模中被忽視；另一種常見的情況是，很多研究的情景分析中直接對資源和環(huán)境系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，卻忽略了這些調(diào)整所必須付出的社會經(jīng)濟(jì)成本。這些問題都有待相關(guān)領(lǐng)域研究者的進(jìn)一步討論和解決。

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Research Progress of Application of System Dynamics in Regional Green Development Policy Simulation in China

YANG Shunshun
( Hunan Academy of Social Sciences, Changsha 410003 )

Green development is one of the five development ideas of China in the 13th Five-Year period, and also the way to solve the contradiction between development and environmental protection. System dynamics is the tool to simulate the trends of macro socio-economic development and policy effectiveness. This paper reviews the application of system dynamics for regional green development policy simulation in China. Results show that: the method is used in green development research at all geographical levels from country to county or other areas, and the system of regional green development is often divided into some subsystems, such as economy, society, resources and environment subsystems. The application are mainly focus on the fields of soil resource, water resource, energy, water environment, solid waste management and green industry,and relatively few on atmosphere environment, green consumption and so on. In terms of improvement of the method, the integration of soft system analysis, various optimization methods, GIS and system dynamics are becoming hot issue. Based on the literature review, this study proposes that the emphasis of the method improvement in the future should be the design of decision-making variables, mining of historical data, and the feedback from environmental system to economic system.

system dynamics; green development; policy simulation; review

X321；N941.3

1674-6252（2017）06-0041-07

A

10.16868/j.cnki.1674-6252.2017.06.041

湖南省社會科學(xué)院青年科研基金項目“綠色湖南建設(shè)的系統(tǒng)動力學(xué)仿真、預(yù)警及政策優(yōu)化研究”（2013Qnkt18）；湖南省社會科學(xué)成果評審委員會課題“長江經(jīng)濟(jì)帶綠色發(fā)展評價體系與政策仿真研究”（XSP17YBZZ077）；湖南省社會科學(xué)成果評審委員會課題“低碳視角下湖南城市發(fā)展綠色效率測度研究”（XSPYBZZ035）。

楊順順（1981—），男，副研究員，博士，研究方向為低碳經(jīng)濟(jì)與綠色發(fā)展、農(nóng)村環(huán)境管理、復(fù)雜系統(tǒng)分析與仿真方法，E-mail: yangssmail@foxmail.com。