1、龙井县社会-经济-生态复合系统动态仿真第 9卷第 1期地理科学 Vol.9 No.i 1 9 8 9年 2月 SCIENTIA GEOGRAPHICA SINICA Feb 1989 二=二三-二二二=二=二二二二二二二二-，一- 龙井县社会一经济一生态复合系统动态仿真杨秉居于赵士鹏东北师范大学地理系，长春关键词复合系统动态仿真发展战略一、问题的提出龙井县位于吉林省东部，地处长白山中段，是延边朝鲜族自治州的重要县份之一。龙井县自上世纪中叶开始才得到逐步开发。由于人类的影响?jt 井县地域系统已由原来的自然坐态系统演变为社会经济系统和自然生态系统镶嵌呆坐的复合系统.; 但国人类调控方式的不正确和
2、管理水平低下，该复合系统的功能较低，主要反映在经济增长缓慢，水土流失严重，环境质量下降等。如何有效地排调好社会、经济.生态三个子系统之间及各子系统内部组成部分之间的关系使复合系统总体动能最高，就成了制订该地区发展战略规划时必须认真考虑的一个问题.针对上述问题，我们建立了系统动运学模型，采用;人-机;结合方法，别斗求其最佳调控战略作了探讨。一、模型的建立应用系统动力学的理论方法，结合龙井县社会-经济-态复合系统实际，分以下五步建立了仿辜模型。第一步 s分析系统结构，形成因呆关系图。首先将龙井县社会经济-!j 三态大系统仕解为三个子系统，t!J 社会子系统、经济子系统和生态子系统。在子系统中又进一
3、步分解为八个单元集 ?!ilJ: 社会子系统 (Ql)=QIU QIH Q13 式中，Qll为人口因子单元集 QIZ为食品因子单元集 JQI3为收入因子单元集。经济子系统 (Qz)=Qu， Qzu Qzd 式中，Q21 为第一产业因子单元集 JQ11为第二产业园子单元集 1Q23为第二产业因子单元集。生态子系统 n(Q3)=Q31 Q3Z 式中， Q31为水土流矢因子单元集 IQ32为环境污染因子单元集.通过对八个单元集内部和外部因子之间直接联系和反馈联系的全面分析，得出龙井县社会、经济、生态大系统因果关系网。第二步 z将此因果关系网转化为三 71:关系矩阵，通过电子计算机进行参数和综合关系识
4、别，得出系统流图(图 1)1期杨秉康等，龙井县社会-经济生态复合系统功态仿真 61 -一十二十一一一一二二二一二二一一一一二二二 O 因 1龙井县复合系统动态仿真图 Fig, 1 Fiow chart of dynamic simulation pf t民 complexsytem in Longjing county 第三步 E以龙井县社会-经济-生态复合系统过去 36年的演变轨迹为基础，依系统流图，写出主要仿真模型 12，按其性质分为以下 7个方面。1 .人口(1)年出生人数 I Pb/ll.t = 0.032P. PCB 式中，P 为人口数，PCB 为计划生育影响因子，0.032 为平均
5、自然出生率。( 2 )年死亡人数 APi/M =0 .0068P PCH PGM 式中，PCH 为保健影响因子，POM 为粮食影响因子，0.0068为平均死亡率。(3)人口数 zP = P 0 + E (t1Pb/ t- Pi! t). t 式中，P。为 1985年人口数。(4 )计划生育控制因子生育指数 1,0 1,5 1,8 2,0 3,0 PCB 0,276 O，16 0,5 0,545 0,774 ( 5 )保健影响因子:PCH =1 -O. 02t (6 )粮食影响因子 IPGM = 45535M-1 . 2 B + 0.8 式中，;M 为人均眼食。2.粮食 1)模型中常量主要由龙井
6、县历年统计资料擎理、计算得由.、Tm-?咿束厅 1ut 哈!6 e9卷 O(1)耕地开发率?，.LPj ,.t =3 16. 7e-,2! 4 81 ( 2 )耕地侵蚀率 ?，.Lej ,.t = 485LW 式中，LW 为水土保持影响因子.(3)非农业生产占用耕地率?，.LcjM =O . 0036Ap 式中，I1p 为人口新增加数。(4 )耕地面积 L= Lo + E ( ,.Lvj ,.t - ,.Lej t - Lcj ,.t).t (5)粮食单产 I1sjs= 1.99( ,.Uj U)十 3.97(?，.FjF)+H 式中，?，.sjs 为粮食单产增加率，I1UjU 为化肥投 增加
7、率， ,.F fF为有机肥投入增加率，H 为科技进步影响因子。3.工业(1)工业投资率?，.IKej ,.t =G KI.K 式中，GKI 为工业投资系数，K 为社会总投资。(2)工业资产折旧率?，.IKaj ,.t =0 .05 IK (3)工业资金 IK=IKo+E(. IKe/. t-AIKa/. t).?t o(4 )工业总产值:GQ=2.353.1KO. 0 .lW，刊式中，IW 为工业职工人数，h 为工业科技进步指数。14.农业(1)农业投资率:AAKe/ M =G K A.K式中，GKA 为农业投资系数。( 2 )农业资产折旧率:LAKajLlt=O.05AK (3 )农业资产
8、AK= AK 0 + EAAKe/ .t- .AKaj. t) .t o(4 )农业总产值AQ=eO0558?t.AK!474. AWO2t22 式中，AW 为农业劳动力人数。5.能酒(1)煤炭储量:E=Eo-E( .Baj .t) .t 式中，AEa/At 为煤炭开采率。( 2 )能源总耗:F=FP+FI+FA+FC 式中，FP 为生活耗能，FI 为工业耗能，FA 为农业耗能，FC 为交通运输耗能。6.污染(1)环境污染率.VejAt=1GQ.DPR 式中，1 为1985年每万元工业产值环境污染数，DPR 为污染治理系数。( 2 )污染吸收率?，.Vaj ,.t =V j AD 式中，V 为
9、污染量，AD 为环境污染滞后.(3)环境污染量 s即污染指数，一个污染指数等于该县 1985年每万元社会总产值所产生的环境污染量。1期杨秉展等 z龙井县社会、金济生态复合系统动态仿真 63 V= V+ E(Ve/t -Va/?t).主 to (4 )污染度 zVG = V /15209 (5 )污染吸收期sAD=f(VG)!，贝。有-VG 1 10 20 40 60 AD 1,0 2.5 5,0 1120 ,5 -国-7.全社舍 y = 0.42744Q口 gY 8 9 (1)国民收入 E式中，Q 为社会总产值。(2)社会总投资 zK =q口.y 式巾，甲为投资系数一仿真结果分析-、依上述诸仿
10、真模型，我们选择七个可控参数，即:育龄妇女生育指数、投资系数、污染处理系数、水土保持系数、化肥投入年增加量、工业技资比例和农业投资比例，在计算机上进行仿真运算，得出许多备选方案，从中选出四个具有代表性的设计方案，分述如下 z第一方案是;趋势型;。即假定龙井县社会经济系统不作重大调整与改革，而按近 5年平均状态选取设计参数，其复合系数将按图 2中态势发展。由图 2可见，人口急剧增加，到本世纪末可达 36.5万人 F人坟粮食迅速减少，仅达 714斤 P社会总产值、工农业 P G ; E XIOo XIO。XIOo XIO6 10 T80 4OTIO 75 9 39+9 70 38 65 37+7
11、700 3H6 55 3lits ; 34+4 ; 45 33+3 32牛 2z 40 31+1 10 35 匠 3030 .1.0 :; :D :D :c: :;:; :-;:; =:? :; g:巴:2!2g 、;二团中 G的单位为万元 I1.元.R.斤/人 IE.吨标准煤，下同图 2;趋势型;仿真图 Fig,2 Trend Type;事?!nulatio ch 再 rt。数据来自罗马俱乐部研究的 1世界模型，地一节 R64 9卷总产值和人均国民收入均增长缓慢，分别可达 7.9亿元，6.3亿元和 915元 E环境污染将趋向严重。第二方案是;重农型;。即在目前社会经济基础上，大力发展农业，在
12、农业内部积极发展畜牧业，其他产业部门不作调整。生育指数取 1.7，农业投资比例平均增加 0.3%吨化肥投入每响年增加 60公斤，水土保持系数取 0.5，仿真结果如图 3所示。从图中可知:人口得到了控制，到本世纪末达 35万人左右 F污染程度减轻 F虽然社会总产值、工农业总产值和人均国民收入都略有增长，但忽视了第二产业和第三产业，因而影响了总体效益的进一步提高。CM 阳 U 白白白刀切AAyhvdFnunu-MAU mrifrll|lai-TIll-JIITn -Tlvh u KMW9878543210 AM-EaydTI-一民例中 ibfET-IT-t9 ， 。 。 。 。7ectU 6; 丁
13、响 11T 俨O 日-U 配3AUCUnu Tll-Tlil-4lli 433十-4-才:.目LO】 】二】 】-.:. 1;.:1,. 白白0 画trJ tD咀由中甲咱W.? ? z g 2g s s EE ES口 z吕京习 EEBz 图 3;重农型;仿真罔Fig,3 ;Agriculture Type;simulation chart 第三方案是;重工型;。即充分发挥龙井县自然资源、农副士特产品优势，犬 fjJft 展工业，以工带农，促进经济发展。如生育指数取 1.7，工业投资比例年平均增加 0.7%，农业投资比例年减少 0.9%，污染处理系数取 0.6，仿真结果如图 4所示。从图中可知
14、z社会总产值、工农业总产值、人均国民收入较;重农型;有所增加 l;可是能源消耗比上述方案增加了 13.1%，环境污染加重。第四方案为;协调型;。即在发展农业的基础上，同时要协调好第二产业和第三产业?使三犬严业按最优比例同步增长 F最大限度地协调好社会系统、经济系统和生态军统之间的关系，以促进整个系统功能向总体效益最大方向发展，形成新的、合理的、有序的结构。此时.生育指数可取 1.7，工业投资比例茸增加 0.5%，农业投资比例年平均减少 0.7%，水土保持系数取 0.5，污染处理系数取 0.8，仿真如图 5所示。从阁中可以看出 t到本世纪末，人口达 35万，社会总产值达 9.2亿元，人均国民收入
15、达 1114元，工农业总产值达 7.4亿元，人均粮食达 780斤，环境污吉隆基本得到控制。1期杨秉展等 s龙井县社会-经济-生态复合系统动态仿真 65 如哩】?;比 p r, 1-ouVAJA- F 1 ，何 3 、 OE JTi|Ah Xl0刨协XIO。-G10000 TU 肉，50rJ3505 寸 39+9 9 ll4TlIT-;JibUFhv;phdwaa38 s 37+7 36 6 lllTllT|35+5 34+4 33+:i 膏。32+2 35 31+i 30 30 图 4;重工型;仿真图 Fig. 4 Industry Type;simu1ation chart 图 5;协调型;
16、仿真图 Fig. 5 .Harmonization Type;simulation chart 四结 1吾通过对仿真结果进行对比分析，可知;协调型;发展方案效果最好。;协调型;发展战略现已具体化为;四、七、一;工程(即四个层次、七个产业系列、人均收入一千元)，正被龙井县人民政府实施。该方案在龙井县领导决策过科;1 起着重要的参考66 地可 t科学 9卷作用。系统动力学的模型模拟是一种结构-功能模拟。由于它对数据精度要求不高而着重于研究系统结构和动态行为，且无需求解析解.而只依靠计算机求取数值解，因此，可用于对复杂系统作长期的、动态的、战略性的定量研究 P以寻求系统的较优结构和较优功能。这是其它
17、模型难以做到的。但是，因为在仿真过程中控制参数的选择、调整带有一定主观性，其结果很难保证系统内部比例最优，所以，在制订地区发展战略规划时若和最优化模型、综合平衡模型结合起来将能发挥更大作用。参考文献( 1 )朱志明等，海伦县经济系统动态仿真，系统工程理论与实践)，5(4), 1985, GI-GG页?C 2 ) Fo rrester J ay W., Principles of Systems, W right Allen Press, 19 G8 . ( 3 ) Forrester lay W lndustrial Dynamks, MIT PreS!, 1 961. DYNAMIC SIM
18、ULATION OF SOCIAL-ECONOMIC?ECOLOGIC COMPLEX SYSTEM IN LONGJING COUNTY, JILIN PROVINCE Yang Binggeng Zhao Shipeng (Department of Geography N orthet Norma Univers ty. C户，ngch.un)Key words: Complex system ;Dynamic simulation;Develo!)ment strategy ABSTRACT According to the principles and methods of syst
19、em dynamics. the social?economic-ecologic complex system in Longjing County, Jilin Prc叩 ince s sim?ulated dynamically .On th basis of tbe evolution orbit of the complex system during the past 36 years,a set of dynamic models are tstabl shed and the fu?ture development trends of th(! complex system w
20、ith fcul different strategies are simulated. Through comparison and analysis, ;Hnmonization Type; development strategy is proposed as the basis of adjusting and controlling the complex sJ;stem, % 地 JlH刊号 n;导华西歌商的时空分布理州富柑生理辖果动态异常及其军事境影响 t梁幢拱汇悻-GJ 继，tIJ 叶美德郭文扬华中农业大学农业气象系.武汉)(浙江师范大主雪地理系，金华)地理科学 9 0) ,
21、P51，表 2，图 4，参6，-1989 地理科学 9 (口.P67.手8.罔 Z.会，1.,19M 本文首先提出了一个划分秋雨区的新标准，利用华运用 1986年 5月蜜柑生理需果期观察资料，分析了商地区 1951-80年的气候整编资料，将华商秋雨区分为温州蜜柑落花落果动态特征和柑园生态环境条件，揭示典型区、准典型区和-般区.在三个区中各选-代表站，了落花搭果率异常偏离时段生态因子的影响，提出运用以此讨论各个区的特点。在此基础上研究了华商秋雨的 Log?stk理论曲线模拟累积搭花路果率动态，并加入生起止日期以及与秋季大气环流的关系，并且用 i皆波分析态因子进行修正，取得了比较符合实际的动态模拟
22、效等方法研究了华商秋雨的周期变化.果。* .陪*曝啡;* * 长白山种子植物区系地理分析龙井县社会-经济-生态复合系镜动态仿真钱宏(中国科学院沈阳应用生态研究所杨秉庸赵士鹏东北师范大学地理系，长春)地理科学 9 (口.P75.表 2.各10，1989 地理科学 9(1), P60，表 2，图 5，参 3，1989 长白山植物区系有种子植物 491属，归属 4组 14种分布区类型。其中世界分布只含 1种类型)69屑，热带本文用系统动力学的原理和方法，对龙井县社会?分布包括自种类型)47 屑，温带分布(包括 5种类型)经济-生态复合系统进行总体动态仿真.以该复合系统 372屑，古地中海和泛地中海分布(包括 2种类型)4 过去 36年的演变轨迹为基础，建立了一组动态模型，并通属，本文分别对 14种分布类型进行了论述。过此模型群模拟了在四种不同的策略下该复合系统的未来演变趋势。最后，通过对比分析，提出了;协调型;发展方案，作为调控该复合系统的依据.瞥;* * * *
