（区域经济学专业论文）长株潭生态经济系统可持续发展研究.pdf

中文摘要 可持续发展问题是当今世界的热点问题，也是人类社会发展的新 阶段。它的理论体系与方法正处在不断被充实与完善的过程之中。新 时期在长沙、株洲、湘潭三市经济社会一体化的加速过程中同样也面 临可持续发展问题。 本文分析了长株潭区域经济发展与生态环境现状，探讨了长株 潭区域可持续发展理论的结构和理论的核心，建立了评估其可持续发 展程度的可持续发展指标体系。在此基础之上对长株潭区域可持续发 展的现况进行了评估与分析。 本文运用系统学原理研究了长株潭区域生态经济系统的动力机 制与控制原则，建立了区域生态经济系统运行的系统动力学简单模 型。针对长株潭区域实际提出了长株潭区域生态经济系统可持续发展 的对策和重点区域建设。本文的研究比较系统地体现了可持续发展问 题的前沿思考。 本文主要包括八个部分：绪论；长株潭区域可持续发展理论基 础；长株潭区域可持续发展的结构体系与理论内涵：长株潭区域生 态经济现状分析；长株潭区域可持续发展指标体系；长株潭区域生 态经济系统控制分析；长株潭区域可持续发展对策；结语。 关键词：长株潭可持续发展生态经济系统指标体系系统控制 动力机制 a b s t r a c t t h es u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n th a s b e c o m et h et r e n do fm o d e m s o c i e t ya n di ti st h en e ws t a g eo fd e v e l o p m e n to fh u m a ns o c i e t y t h e s t r u c t u r ea n dm e t h o d so ft h e t h e o r yo fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ta r e b e i n ge n r i c h e da n dp e r f e c t e d i nt h en e ws t a g eo fe c o n o m i ca n ds o c i a l i n t e g r a t i o no fc h a n g s h a ，z h u z h o ua n dx i a n g t a n ，h o wt om a i n t a i nt h e s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ti sv e r ys i g n i f i c a n t i nt h i st h e s i s ，w e a n a l y z e t h ec u r r e n ts i t u a t i o no f e c o l o g i c a l e n v i r o n m e n ta n d r e g i o n a le c o n o m y o f c h a n g s h a , z h u z h o u a n d x i a n g t a n ， a n dd i s c u s st h ef r a m e w o r ka n dt h ec o r eo ft h et h e o r yo fs u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t b a s e d o nt h o s e r e s e a r c h e s ，w e s e t u p a l l i n d i c a t o r s f r a m e w o r kt oe v a l u a t et h e d e v e l o p m e n t a ll e v e l o ft h o s er e g i o n s w e e x p l o r e t h e d y n a m i c m e c h a n i s ma n dc o n t r o l p r i n c i p l e o ft h e e c o - e c o n o m ys y s t e m sb ya p p l y i n g t h es y s t e m a t o l o g y t h e o r ya n d e s t a b l i s h as i m p l em o d e lo fs y s t e md y n a m i c st h a ti sb e n e f i c i a lt od i s c o v e rt h e n a t u r eo ft h es y s t e m a t i co p e r a t i o na n dt of i n dt h ep o l i c i e st h a tc a n a d j u s t t h e o p e r a t i o n o f s y s t e m s t om e e tt h ed e m a n do ft h es u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t t h e s t u d y i n c l u d e ss e v e n p a r t s ：i n t r o d u c t i o n ，t h et h e o r y o f s u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t ，f r a m e w o r ks y s t e m s ，t h ea n a l y s i s o fc u r r e n t p r o b l e m s ，i n d e xs y s t e m s ，t h ea n a l y s i s o fc o n t r o l ，t h ep o l i c ya n dt h e c r i t i c a 】d i s t r i c tc o n s t r u c t i o n k e y w o r d s ：s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ，c o o - e c o n o m ys y s t e m s ，i n d i c a t o r s f r a m e w o r k ，s y s t e mc o n t r o l ，d y n a m i c m e c h a n i s m 1 1 背景 1 绪论 人类文明的发展从人与自然的关系和人化自然发展的水平来看 可以划分为原始文明、农业文明、工业文明和生态文明。原始文明 阶段，人类匍匐在自然的脚下。农业文明阶段，人类开始对自然进 行初步的开发。工业文明时代，人类以自然的“征服者”自居，社 会生产虽然获得空前发展，但对自然超限度的开发造成深刻危机。 生态文明时代，人类必须协调其与自然的关系，使社会经济和自然 生态系统获得协调发展，只有如此，人类才能获得可持续的发展。 长沙、株洲、湘潭三市位于湘中偏东，彼此相距4 0 5 0 公里， 其间有公路、铁路和湘江相连，三市的经济总量大约要占到全省的 1 3 ，是全省的社会、经济、交通、科技、文化的核心区域，构成了 湖南经济社会发展的“金三角”。 长株潭区域社会经济一体化和城市化的加速对自然生态系统 的影响也目益加强，产生了一系列的社会、经济、和生态问题。 长株潭区域是湖南省人口最稠密的地区，1 9 9 9 年人口密度为 4 3 8 人平方公里，同期全省为3 0 7 人平方公里。2 0 0 3 年人口密度 为4 4 7 3 7 4 人平方公里，全省为3 1 4 5 8 0 平方公里。人口聚集程 度日趋增加。耕地面积日趋减少，1 9 9 8 年底，三市只有耕地5 2 4 2 4 万公顷，人均耕地面积仅0 0 4 2 9 公顷( 约0 6 4 亩) ，低于全省人均 0 。0 4 9 5 公顷的水平。截至2 0 0 3 年，三市总耕地为5 0 。9 万公顷，人 均耕地面积仅0 0 4 0 5 公顷。“耕地日趋减少。三市人口向城市的 大量集聚和城市规模的不断扩展使人地关系空前紧张，能源短缺， 环境污染加重。 长期以来，长株潭区域的发展基本上是各自为政，其间缺乏广 本文统计数据未经注明者皆系2 0 0 3 年度统计资料，主要来源是湖南统计年鉴2 0 0 4 ) ( 湖南 省统计局，中国统计出版社，2 0 0 4 ) 。中国统计年鉴2 0 0 4 ) ( 圜家统计周，中国统计出版社2 0 0 4 ) 。 本文环境数据未经洼明者皆系2 0 0 3 年度统计资料，主要来源是2 0 0 3 年湖南省环境状况公报( 湖 南省环境保护局) 。 1 泛的横向联系和政策协调，城市空间拓展呈“摊大饼”圈层式蔓延 发展，以老城核心区为中心，向周边辐射扩散，不断吃掉周边的农 田和山地，造成城市空间布局的失控，既不利于城市健康发展，又 破坏了原本良好的生态环境。 长株潭区域受工业“三废”以及生活垃圾、化肥、农药等的影 响，酸雨率高，是全国严重的酸雨地区之一。湘江长株潭段污染严 重，区内生态环境已呈退化态势，环境污染和能源短缺已经成为区 域可持续发展的瓶颈。 1 2 主要内容 本文包括八个部分： 第一绪论 第二长株潭区域可持续发展理论基础 第三长株潭区域可持续发展的结构体系与理论内涵 第四长株潭区域发展现状和主要存在问题 第五长株潭区域可持续发展指标体系 第六长株潭区域生态经济系统控制分析 第七长株潭区域可持续发展对策 第八结语 1 3 目的与意义 1 3 1 目的 为长株潭区域可持续发展提供理论指导。促使区域社会、经济 的发展遵循生态经济系统的基本规律，使自然一社会一经济协调一 致，走可持续发展的道路。 1 3 2 意义 本文分析了长株潭区域生态经济发展现状，提出了相应的对 策。 本文探讨了长株潭区域生态经济系统可持续发展理论的结构 体系与理论核心，建立了评估长株潭区域可持续发展的指标体系， 并对区域可持续发展现状进行了评估。 本文分析了长株潭生态经济系统运行的动力机制和制约因素， 提出了生态经济系统可持续发展的控制手段和原则，构建了生态经 济系统的简单动力学模型。 2 长株潭区域可持续发展理论基础 2 1 系统科学理论 2 1 1 系统科学方法论 系统( s y s t e m s ) 是具有特定功能的、相互间具有有机联系的许 多要素( e l e m e n t ) 所构成的整体。一般系统论的创始人l v 贝塔 朗菲把系统定义为“相互作用的诸要素的综合体”。系统具有集合 性、要素的相关性、子系统的阶层性、整体性和目的性。系统科学 可以定义为探索各种科学( 例如物理、生物、心理学、社会科学) 中的“系统”的理论与科学。u 1 古典科学中有很多的学科，如化学、物理、生物、心理学或社 会科学，它们试图把要考察的宇宙的各个元素割裂开来一化合物和 酶、细胞、基本的感觉、自由竞争的个体、社会生活中的“经济人” 等等，希望把它们从概念或实验上重新放在一起会成为可以理解的 整体或系统一细胞、头脑、社会。“分析”方法是古典科学的基本 原理。它试图将被研究的实体分解为结合在一起的各个部分，这个 实体可以由合在一起的部分组成或重新组成。也可以理解为分解为 可以隔离的因果链，以便可以在各个科学领域里寻找“原子”单位。 科学的发展表明了需要了解的不只是元素，还有它们的相互动态关 系：细胞里各种酶的关系，有意识和无意识的心理过程的关系，社 会系统的结构和动态等等。 经典物理学的目的归根到底是将自然现象分解为由“盲目的” 自然规律控制的基本单位的作用。在确定论的物理规律被统计规律 取代时，这个机械论的观点没有改变，反而得到加强。对热力学第 二定律的推导得出物理事件总是趋向最大概率的状态，因此物理规 律本质上是“无序的规律”，是没有秩序的统计的事件的产物。与 这种机械论观点相反，现代物理学各分支也出现了整体性、动态相 互作用与组织的问题。 同样在生物学中，机械论概念的目标是将生命现象分解为原子 实体和部分过程。生物被分解为细胞，生物活动被分解为物理化学 过程，行为被分解为非条件和条件反射等等。现代生物学中有机体 是基本概念，不只是孤立研究部分和过程，还必须解决的是他们统 一起来的组织和秩序中发现的决定性的问题一一各部分的动态作 用，使孤立研究与在整体中研究的各个部分的行为有所不同。 在传统经济学中，人被假设为自利的“经济人”在“看不见” 的手的指引下追逐自己利益的最大化，最终也会使社会达到“帕累 托最优”。通过对个体的行为的研究来解释社会经济行为是传统经 济学的一般方法。公用地的悲剧“c o m m o n st r a g e d y ”已经显示了市 场也有失灵的时候。外部性的存在使得市场在配置资源方面并不能 达到“帕累托最优”状态，公共品不是太少就是太多。比全球的环 境污染，资源耗损和生态问题也说明了传统经济学在解释社会经济 现象和制定政策方面的无能。 “分析”方法的成功运用取决于两个条件。首先是“部分”之 间的相互作用不存在或者可以忽略不计，只有这样，部分才能实际 地、逻辑地、数理地“求出来”，然后放在一起。其次是描述部分 的行为的关系式是线性的，只有如此才可以满足累加性条件，即： 描述总体行为的方程和描述部分行为的方程具有相同的形式，可以 通过部分过程相加来取得总体过程。在系统实体即由“相互作用的” 部分构成的实体中，这些条件并不具备。在现代生物学、社会科学 和物理学等领域总体的描述模型是联立微分方程组，一般情况下是 非线性的。对许多变量组成的系统的研究需要有新的范畴，这就是 系统的观点去观察研究事物。用美国科学史家托马斯库恩的“范 式观念”1 来考察人类对经济系统的认识活动，人类也正经历着对 经济系统认识上的范式转换一一从分析范式转换到系统范式。1 这 就需要同时运用分析与综合的思维方式，对经济系统的各有机组成 要素、以及要素之间的动态关系、相互作用和自组织、要素结构形 成的整体功能等方面进行研究。 2 1 2 主要理论 2 1 2 1 控制论 维纳把生物学、行为科学等关于生命机体和社会系统中的控制 问题的研究成果与阐述机器控制原理的饲服系统理论综合起来，建 立用统一的观点考察各种系统中的控制问题的一般理论，于4 0 年代 末创立了控制论。控制论的中心概念是控制，是施控者选择适当的 手段作用于受控者、以期引起受控者行为发生预期变化的一种策略 性的主动行为。控制论既强调系统与环境有明确的界限，又强调系 统与环境间的联系和作用。系统对环境的作用称为系统的输出，反 之则成为系统的输入。控制的意义在于使系统在不确定的条件下达 到比较确定的目标。1 l 薹蔷作早卫扰输b ：叫系统r 啼i ：一il 一一一j 图2 - 1 受控系统 f i g 2 1t h ec o n t r o l l e d s y s t e m 输入输出关系描述的是系统的外部特性，若要更有效地控制系 统，就必须了解其内部特性，即用状态来描述系统。把系统受上一 步控制作用而产生的效果( 输出) 作为决定下一步如何控制( 输入) 的依据，这称为反馈。反馈量用来加强控制量对系统的作用就是正 反馈，反之，则称之为负反馈。图2 2 为基本反馈系统图。阳1 图2 - 2 反馈环 f i g 2 - 2 b a s i cf e e d b a c kl o o p 一个具体的控制过程可能是物理的、生理的、或社会的。但贯 穿一一切控制过程的共同本质是信息的获取、加工、传输、存储和利 用。借助于这种信息过程，把空间上相对独立或时间上前后相继的 不同环节联结成为一个功能主体，对控制目标和手段进行选择，对 系统各组成部分进行组织。 2 1 2 2 耗散结构理论 耗散结构理论又称非平衡自组织理论，它是比利时化学家普利 高津与1 9 7 6 年创立。其理论要点：对于一个开放系统，当其处在远 离平衡态的非线形区域时，若某个差数变化达到一定阕值时，通过 涨落，系统可以从失稳过渡到与原来定态结构完全不同的新稳定态， 且不因外界微小扰动而消失。这个新的有序稳定结构，就是耗散结 构。它是靠与外界交换物质、能量、信息来维持发展的，或者从环 境中引入负熵流实现的。该理论表明，非平衡是有序之源。生态经 济系统是生态环境、社会经济和中介技术耦合的开放系统，与外界 存在复杂的交换。用耗散结构理论来分析系统的非平衡的演进过程 的目的，在于形成一个稳定有序的良性循环，从而使生态经济系统 的各组成部分相互协调，向更高层次发展。 2 1 2 3 协同学 “协同学”源于希腊文，意为协调合作之学。 7 协同学的创立者 是德国物理学家哈肯。哈肯吸取了平衡相变理论和非平衡相变理论 描述自组织现象的成果，总结提炼自己处理激光系统自组织过程的 理论和方法，于1 9 7 0 年提出建立协同问题，并在1 9 7 5 年建立协同 学的基本理论框架。 协同学是一种系统理论，把一切研究对象看成“由组员、部分 或者子系统构成的”系统。这些子系统彼此通过物质、能量或信息 交换等方式相互作用。通过子系统之间的这种相互作用，整个系统 将形成一种整体效应或者一种新型的结构。协同学主要研究开放系 统，重点研究远离平衡态下进行的相变。哈肯指出协同学基本原理 可以概括为三个：不稳定原理、序参量原理、支配原理。研究系统 稳定性的丧失，导出支配原理，建立和求解序参量方程，这三个步 骤构成协同学处理问题的程序主线。运用协同学原理发现生态系统 的演化规律对促进系统协同有序发展具有十分重要的意义。 协同学的中心课题是组织和自组织的问题，研究多组分系统整 体协同变化的自组织理论。其任务是处理由许多子系统组成的系统 的协同有序发展。在生态经济调控管理实践中，运用协同学原理来 发现系统的子组织演化规律，对采取对应的控制机制来优化系统运 行具有重要的意义。 在古典经济学看来，在自由竞争过程中，总会建立起一种被认 为是唯一的平衡状态。然而在现实中，经济运行的形态要复杂的多， 很难从一种平衡跃向另一种平衡。未来的经济理论必然将深刻地研 究此种现象，并采用协同学的方法来改善经济系统运行状况。 2 1 2 4 系统动力学理论 系统动力学( s y s t e md y n a m i c s ) 是由美国麻省理工学院教授福 雷斯特( j w f o r r e s t e r ) 与1 9 5 6 年创立的一门分析和模拟动态复 杂系统的学科。它集一般系统论、控制论和信息论与一体，融会了 组织管理理论的精髓，采用计算机模拟技术，对于认识和处理高阶 次、非线性、多重反馈的时变系统是极为有效的工具和方法。伯3 运用系统动力学分析系统问题的步骤为：先确定问题和目标， 其次找出主要反馈关系建立模型，输入数据进行计算机模拟分析进 行预测，改变条件从而找出最有效的解决方案。早期主要应用 d y n a m o 系统软件对系统进行模拟和分析，现在国际上主要用v e n s i m 和s t e l l a 系统软件进行模拟分析。 2 2 可持续发展理论 2 2 1 可持续发展思想起源 可持续发展思想的萌芽可以追溯到古代文明的哲理精华。古人 类对与自然的崇拜就体现了人类意识到自然的神秘以及其对自己的 制约作用。中国“天人合一”的哲学中就已经包含了朴素的可持续 发展的思想。 现代西方对可持续发展的研究可以追溯到马尔萨斯和达尔文。 马尔萨斯在人口原理里提出：人口以几何数级增长，而土地的 产出却以自然数级增长，结果必将导致人口的贫困化。 6 0 年代，工业文明所带来的环境的破坏和资源的耗竭问题已 经很严重，蕾切尔卡逊的寂静的春天是关于可持续发展和环 境保护的经典著作。书中描述了人类对杀虫药剂和除草剂的滥用严 重污染了环境，破坏了正常的生态循环，对于人类健康带来了危险 的不确定性。书中提出了要改变人类生产的方式，对可持续发展进 行了初步的探讨。 1 9 7 2 年，罗马俱乐部发表的增长的极限在全世界掀起了对 人类增长方式和资源利用的重新思考。报告是美国麻省理工学院教 授丹尼期l 米都斯领导下的一个研究小组提出的。该书采用系统动 力学方法，对人口，粮食，工业化，不可再生资源和环境污染五大 问题及其相互关系进行了系统的研究并构建了一个世界模型，得出 的结论是：如果世界人口，粮食生产，工业化，污染，和资源耗损 保持现在的趋势发展，地球上增长的极限将在今后一百年发生。最 可能的结果将是全球系统的崩溃。改变上述趋势和建立稳定的生态 和经济，以支撑未来是可能的。全球均衡状态可以设计为：使每个 人的基本物质需要得到满足，有实现个人潜力的平等机会。如果人 类决心追求第二种结果，即达到均衡状态，那么为达到这种结果而 开始工作得愈快，成功的可能性就愈大。 增长的极限发表后，引起世界对当代人口、粮食、能源、 资源和环境这五大问题的密切关注和激烈讨论，使人类意识到所面 临的问题的严峻性。这些问题已不单纯是环境污染问题，而是影响 到生态、社会等的综合问题。增长的极限有明显的现实意义和 历史意义，但它得出的结论是过于悲观的，对人类前途抱着极度悲 观的态度，以致西方经济学家称他们的世界模型是“崩溃的模型” 或“世界末日模型”。但不管如何，增长的极限一书引起了人 们对于“增长”问题的思索，在上个世纪7 0 年代，世界各国知名学 者、国际机构等连续出版了各种各样的有关环境发展方面的报告、 书籍等，引起了国际社会的强烈关注。 1 9 8 7 年，世界环境和发展委员会( 由挪威前首相布仑特兰夫人 领导) 发表了我们共同的未来报告。布仑特兰报告牢固地建立 了可持续发展的概念，把可持续发展作为下个世纪经济政策中一种 综合方法的基础。在联合国1 9 9 2 年6 月召开的“环境和发展”大会 上，与会各国一致承诺将把可持续发展作为未来长期共同的战略。 1 9 9 4 年中国也制定通过了中国2 1 世纪议程一一中国2 l 世纪 人口，环境与发展白皮书，将可持续发展作为国家发展的长期基 本战略。 2 2 2 基本概念和原则 2 2 2 1 基本概念 世界环境和发展委员会( w c e d ) 在1 9 8 7 年发表的我们共同的 未来报告中对可持续发展的定义为：“既满足当代人的需求又不 危及后代人满足其需求的发展”。可持续发展作为一个完整的理论 体系还处在形成过程中，其概念的本质内涵可以从不同的角度去定 义，主要有以下几种观点。 经济核心论：可持续发展的核心是经济发展，即认为可持续发展 的目标是追求经济发展的净收益、福利最大化的可持续性。 环境保护论：资源的可持续利用是可持续发展的本质特征，可持 续发展的核心是人类所赖以生存的生态系统的可持续性利用问题。 资源与环境提供的服务物品必须具有可持续性。 三位一体论：可持续发展是自然一经济一社会复合系统的整体 发展， 全面发展的人本论：认为可持续发展最终是人的全面发展，可持 续发展的最终目标是增进全人类的利益，既为了当代人也为了后代 人的利益的发展。 2 2 2 2 基本的原则 公平原则：人类在时间和空间内公平地发展。具体说来包括以下 三点：本代人的公平、代际间的公平、不同区域和国家间的公平 持续性原则：要求人类的社会、经济发展不能超过自然资源和环 境的承载能力。人类每年大约要利用4 0 的全球生态系统的净生产 能力，已经接近极限。大气、水、土壤、生物多样性是地球生命存 在的基本条件，生态系统一旦遭到不可逆转的破坏，人类将无法找 到合适的替代物。因此人类的发展要有限制，应该考虑到自然资源 的有限性以及生态系统所能承受的范围。 共同性原则：要实现可持续发展的目标，必须采取全球共同的联 合行动。认识到地球的整体性和相互依赖性。 2 3 生态经济学理论 2 3 1 生态经济学的概念 经济学是研究资源有效配置的科学，在给定的条件下寻求最大 化是其对人的经济行为的基本假定。生态环境和自然资源在经济学 的理论框架中是被假定为不变的，自然没有被加入“游戏”，人类 对自然的反馈没有被考虑在内。凹3 图2 3 就没有考虑到人类的经济生产对与自然的反馈作用，图 2 - 4 包括了人类活动对自然的反馈，随着人类的生产能力的扩大， 对自然改变的规模日益加强，人类对自然的反馈增强。掠夺性的开 发已经使资源加速地耗损，自然环境被严重的破坏和污染，自然资 源已成为制约人类发展的全球性问题。人类活动已经开始接近地球 生态系统对人类活动的承载能力的极限。全球能源问题、气候变化、 臭氧层损耗、水土流失、生物多样性减少等问题已经不容忽视，人 类的可持续发展问题已经成为全球性的问题。 图2 - 3 传统经济系统 f i g 2 - 3t r a d i t i o n a le c o n o m i cs y s t e m 国际上关于生态经济学的定义很多，主要有以下几种认识：c o s t a n z a 认为：“生态经济学是一门全面研究生态系统与经济系统之 图2 - 4 简单生态经济系统。 f i g 2 - 4t h es i m p 】ee c o e c o n o m ys y s t e m 间关系的科学，这些关系是当今人类所面临的众多紧迫问题( 如可 持续性、酸雨、全球变暖、物种消失、财富分配等) 的根源，而现 在的学科均不能对生态系统与经济系统之间的这些关系予以很好的 研究。c o s t a n z a 等在1 9 9 1 年又将生态经济学定义为可持续性的科 学与管理。生态经济学将人类经济系统视为生态系统的一部分，其 研究范围是经济部门与生态部门相互作用的整个网络。b a r b e r 等 认为生态经济学不是一门新的学科，但是解决单一学科不能胜任的 经济一环境相互作用问题的一种新的分析方法或方法的综合。 a s a f u a d j a y e 认为，生态经济学与自然资源经济学都是环境经济学 的分之学科，但生态经济学不是环境经济学或者自然资源经济学的 同意语。m a r t i n e z a 1 i e r 定义为( 不) 可持续性的研究与评估的科 学，并认为，生态经济学包含新古典经济学和资源经济学。但由于 其包含对人类经济活动环境影响的物理评估，因而又超出这两者的 范畴。 从生态经济学的发展来看，其研究的领域主要涉及：环境政策 与管理、价值评估、能源与热力学、生态一经济模拟、可持续农业、 条件价值评估( c v m ) 、指标、自然资本的可替代性、生态税、伦 理等等。这些领域从广义来说都属于可持续发展问题。从生态经济 学的最终目标来看，就是要获得可持续发展的途径，因此可以认为 生态经济学是关于可持续发展和评估的经济学。1 2 3 2 研究对象与研究方法 人类的需求和经济生产对自然资源无限的需求与自然生态系 统所能提供的物质服务的有限是人与自然的基本矛盾。人类是地球 的一部分，人类系统不过是全球生物圈( 生态系统) 的一个子系统， 需要生态系统提供能量、物质和服务，没有良好的生态系统的支持， 人类社会将不能正常运转。人的经济行为必须遵循生态系统的基本 规律。 生态经济学是人类对经济增长与生态环境关系的反思，其研究 对象是生态经济复杂巨系统，其目的是研究人类经济活动与生态环 境的关系与规律，从而找出社会子系统的存在依赖于生态大系统的 平衡与自调节机制。通过研究生态效益与经济效益，生态供给与需 求的矛盾，运用系统科学思想指导人类的社会经济活动从而获得社 会经济系统与自然生态系统协调、持续、稳定的发展。 人类社会经济系统与地球生态系统的复杂性决定了可持续发展 的问题只能采用系统论的思想与方法，研究系统内部各组成要素之 间以及系统之间的相互作用关系所形成的复杂的结构与功能，从而 找到使生态系统与人类社会经济系统协调发展的运行机制，使可持 续发展成为可能。 2 3 3 生态经济学对传统经济学模型的修正 传统经济系统由生产者、消费者、政府部门、对外经济部门与市 场组成。最简单的二部门模型由生产者、消费者与市场构成。生产者 利用消费者提供的资本与劳动输入生产产品，消费者获得工资、利息、 租金来购买产品。无论是二部门模型还是扩展的多部门模型，都被设 计为封闭系统，其边界局限于生产、消费、和经济交易商之间的交换。 没有说明经济系统其实也是一个开放的系统，其同外界环境存在着物 质循环和能量流动，也忽视了经济过程与生态系统相关的反馈与演化 过程。在传统经济系统模型里自然资源和环境提供的服务被忽略了， 被假设为既定的因素。在图2 5 的生态经济模型中，自然环境充当3 种角色：原料的提供者、废弃物的接受着、舒适性的提供者。 热力学第一定律意味着能量的输入等于输出。热力学第二定律 意味着经济过程在时间上是不可逆转的。人类的废弃物不能被全部 再转变做功。图2 5 中资本被划分为四种形式： ( 1 ) 自然资本：包括生态系统服务、矿产资源以及自然界的其他 方面。 ( 2 ) 人力资本：包括人类的体力劳动和储存在头脑里的劳动技能。 ( 3 ) 人造资本：机器、经济活动各种设施。 ( 4 ) 社会资本：人际联系的网络、制度安排、法律、社会规范等。 人类经济发展已经从人造资本的短缺进入了自然资本短缺的时 代，经济学的价格理论认为价格应该由最后一个单位的效用决定， 太阳、 能j ， 、 嗽复保考 科学教青 法律制度 规范 建设 对入力资本的正面影响 生态系统服 务舒适性 自然资本 人力资本 社会资本 人造资本 资 太 替 代 影响，相关 具有存在 - 经济 生产 所有资本形式韵负面影 福利 废弃物 n r 摆 i 务 变化的 文化准 则与政 镣 圈2 - 5 复杂生态经济系统 f i g 2 - 5t h ec o m p l e xe c o e c o n o m ys y s t e m 因此自然资本的价值已经升高。人造资本对自然资本只有很有 限的替代作用，在很多时候是没有替代作用的。在这种模型中产权 格局是复杂和可变的。自然资本捕获太阳能，并且表现为自动运转 的复杂系统，符合热力学定律。从上图可以看出，自然资本对商品 的生产直接做出贡献，同时也向人类提供不经过市场交换的生态服 务，这对人类的福利水平也有很大的影响。人类的经济生产过程破 坏了生态系统，对自己的福利水平就有直接的负面作用。 3 长株潭区域可持续发展的结构体系与理论内涵 3 1 长株潭区域可持续发展的结构体系 3 1 1 长株潭区域可持续发展的结构图 在长株潭区域可持续发展理论体系的构建中，应该围绕人与自然，人 与人之间关系的和谐这两条主线遵循时间和空间统一，时空耦合对 称性整合的原则下，使理论体系在内部逻辑上要求自恰，在外部实 证上可以测量，要求结构组织有序，功能可比，综合利用定性和定量 的方法对可持续发展的能力进行预测和评估在可持续发展理论框 架模型概括了自然一经济一社会的有机联系和在时间过程和空间分布 上的对称共轭。n 2 1 可持续发展的能力的大小涉及很多的要素变量， 在众多的要素变量中，我们必须找出能够最重要的，数目足够小的要 素变量来衡量可持续发展的能力，这样才可以保证可操作性和科学 性的统一 3 1 2 结构体系的逻辑关系和函数解析 3 1 2 1 逻辑关系 长株潭区域可持续发展系统由四个子系统构成，分别为生态、 经济、社会、智力支持系统。生态系统是由水、土壤、大气、食物、 生物多样性等构成要素相互作用形成的系统，是人类和地球其他生 命存在和发展的基本条件。主要提供自然资本，提供各种几乎不能 替代的物质能量服务，难以进行价值评估。该系统的发展同其他三 图3 - i 长株潭区域可持续发展结构 f i g 3 - l t h ef r a m e w o r kf o rs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t i nc h a n g z h u t a n 个系统有密切的相互联系，不是孤立的，是其他系统存在的基本条 件，在可持续发展系统结构中将起着限制的作用。当其他系统的发 展超出资源的承载和环境的缓冲能力的时候，其他系统将难以持续 发展。 经济系统是人类将自然资源进行转化，加工为满足人类需求的 生产和交换的系统。主要提供人造资本和满足需求的商品。是可持 续发展的动力支持系统。 社会系统主要由社会保障体系、法律制度体系、文化娱乐体系、 伦理道德体系等要素构成。社会系统提供的稳定性能是其主要的特 征。社会失去平衡，失控和失去秩序将使可持续发展成为不可能。 社会系统涉及的主要是人与人之间的关系。智力支持系统由人的平 均智力水平和区域管理决策能力构成。区域可持续发展系统复杂性 要求决策者有高度的智力和高效率的管理能力，同时也需要高效率 的决策管理制度的推行。在既定的生态、经济、社会条件下，可持 续发展的能力将最终由智力支持系统决定。 3 1 2 2 函数解析 长株潭区域可持续发展系统的总目标( s d ) 是生态、经济、社 会、智力支持四个子系统发展水平变量的函数。各子系统发展水平 变量又是该系统诸因子的函数，不同子系统的诸因子存在横向的相 关作用关系。那么可以写出这个四维复合系统的可持续发展目标的 概念模型。 可持续发展目标函数为： 妨= f ( x ，y ，z ，i ，t ，三) ( 3 - 1 ) 上式中：s d - - - 可持续发展系统目标：x 一生态系统发展水平变量 y 一经济子系统发展水平变量 z - - - 一社会子系统发展水平变量 i - - - 一智力支持子系统发展水平变量 r 关联向量 t ，l 一时间，空间矢量，表示可持续发展的不同阶段与地区 约束条件为： l y + z + i m i n x( 3 - 2 ) x ，y ，z ，i 0 ，m i n x 表示生态系统最大的承载能力就是其最低的 发育状态，经济，社会，智力支持系统的发展不能超过此限度 x = c ( ，x 2 ，屯) ；y = f y ( y 1 ，y 2 ，y 3 y 。) ：z = f a z l ，z 2 ，乃乙) ： i = 只( f l ，f 2 ，毛，乞) ；r = c ( ，r 2 ，r 3 r e ) 。( 3 - 3 ) 如果把可持续发展的能力用c s d 表示，那么 c s d = f ( x ，y ，z ，) 聃卜x , e x p ( y , ) e x p ( z ，) 如( a o e “( 2 z x t ) d x , ( 3 - 4 ) m ，朋l f 一内部逻辑函数的矩阵表示；x i 一一供给能力变量，x 。ee o ，1 y 一一发展限制变量，y i o ，1 ；z ；一一预测能力变量，z ； o ，1 t 。一起始时段；t 。一一终止时段：i = x ，y ，z ，i ； m 。一空间的中心区：m 。一一地理空间的边沿区 d 。一一地理梯度参数；b 一一集聚强度参数 3 2 长株潭区域可持续发展的理论内涵 3 2 1 长株潭区域可持续发展的系统本质 长株潭区域可持续发展是自然生态系统、社会系统和经济系统 的可持续发展。任何一个系统的不可持续都将使可持续发展成为不 可能。 3 2 1 1 长株潭区域可持续发展是“有人参与”的系统 “有人参与”标志着可持续发展是一种特殊的系统类型，其系 统内部的结构与功能与其他类型系统有根本区别。根据形成方式可 以将系统分为自然系统和人工系统。自然系统一般存在自组织现象， 是系统依靠其自身演化规律形成的有序结构，而人工系统所出现的 有序结构完全是依靠人的管理，其本质是组织作用。可持续发展系 统是处于自然系统与人工系统之间的一类特殊系统。其内部既有自 然特征，存在系统自组织现象，又具有人工系统的特征，存在组织 作用。这一类系统是“有人参与的复杂系统”，可以表达为如下形 式： s q 亭xb d( 3 - 5 ) q 广义状态空间孝一序参量空间 b 一广义行为空间 d 一 决策空间 作为有人参与复杂系统的可持续发展系统，具有一般系统的特 征同时还具有： 不仅包括状态变量，而且还包含行为变量，存在自组织和组织。 系统的组织作用发生在系统内部，而不应该看作外力，组织作用通 过系统内部人的行为来体现。n 朝 3 2 1 2 复杂的开放的巨系统 长株潭区域可持续发展系统是一个开放系统，其与外部环境不 断地进行着物质、能量和信息的交换。从热力学角度可以定义为： a m 0 ，蛆0 。埘，缸分别代表在么t 期间系统同外部的物质和能 量的交换量。由热力学第二定律可以推出一个封闭系统在其自发的 演变过程中，系统的熵最终将达到最大，即成为混沌状态，最大的 无序状态。区域可持续发展系统必须同外界不断进行物质、能量、 信息交换，以保持有序性。系统的总熵变换设为吐，元表示系统内 部熵值变化，吐，为系统与环境相互作用产生的熵值变化，那么有下 列等式成立： d 。= d 。+ d 鼯 ( 3 - 6 ) z 。总是大于0 ，要保持系统熵减吐 7 平方米人。长沙市未达到此标准。主城区、河西、星马新 城与外组团之间的生态隔离带受到严重的威胁，不利于形成布局合 理的生态绿地空间体系。 4 2 5 2 株洲 2 0 0 1 年，人均公共绿地面积为5 5 5 平方米人，城市绿化覆盖 率为3 6 9 。2 0 0 3 年，建成区绿化覆盖率为3 1 5 2 ，城市绿地面积 2 4 2 7 公顷，公共绿地面积3 9 1 公顷，人均公共绿地4 8 7 5 平方米 城市绿化覆盖率与人均公其绿地呈下降趋势。 4 2 5 3 湘潭 2 0 0 1 年入均公共绿地面积为2 8 平方米人，城市绿化覆盖率 为3 7 1 。2 0 0 3 年，建成区绿化覆盖率为4 0 8 9 ，城市绿地面积2 5 7 6 公顷，公共绿地面积5 6 0 公顷，人均公共绿地7 9 8 平方米。城市绿 化覆盖率与人均公共绿地呈上升趋势。 4 。2 5 4 主要问题 ( 1 ) 现阶段城市绿地分布极不均衡，旧城区绿地较少，人均绿地 不足。绿地构成比例也不合理，生产防护绿地严重不足，没有形成 合理的绿地系统。天然林少，树种结构不合理；( 2 ) 公园种类单调、 规模小。公园类型无法满足不同层次、不同年龄的游人需要，缺少 与居民日常生活联系紧密的小游园和街头绿地；( 3 ) 城市道路绿化 程度不高，道路绿地面积少，基本无街头花园和开敞绿地。树种单 调，人为损害严重；( 4 ) 城市发展和绿地建设矛盾日益突出。 4 2 6 空气质量 从总体上来看，本区域大气污染较严重，酸雨频繁。在湖南主 要城市中属于空气质量最差的城市。2 0 0 3 年工业s 0 2 排放总量达到 1 6 9 1 3 6 吨，s d ，去除率为6 7 5 3 。工业烟尘排放总量为1 3 0 3 8 8 吨， 去除率为8 9 8 3 。工业废气排放总量过大，s d 2 去除率低是酸雨的 主要形成原因。健全监控体系、实施二氧化硫排污许可证、推行二 氧化硫收费制度、加快城市绿化和燃气建设等手段，是彻底区域的 酸雨污染的必要手段。 长株潭3 市处于建设高峰期，城市建设工地过多，扬尘污染p m ，。 已经成为主要污染物。 4 2 6 1 长沙 长沙市地处湘江谷地，静风频率高，对大气污染扩散不利。大 气污染主要以煤烟型为主，首要污染物为总悬浮颗粒物( t s p ) 和 s 0 2 。市区内机动车尾气污染严重，热岛效应明显。2 0 0 3 年，长沙 各监测指标年均值均符合国家城市环境空气质量三级标准；全省各 城市综合污染指数范围为1 6 2 3 4 8 7 5 ，平均为2 6 5 9 ，比上年增 加0 1 1 2 。由高到低排序依次是：株洲、长沙、湘潭、邵阳、吉首、 岳阳、衡阳、常德、怀化、娄底、张家界、益阳、郴州和永州。可 吸入颗粒物( p m 。) 量超过国家二级标准值。二氧化硫长沙年平均值 超过国家环境空气质量二级标准，二氧化氮符合国家环境空气质量 二级标准，年均值为0 0 3 3m g m 3 ，与上年基本持平。 4 2 6 2 株洲 市区内最主要的污染企业是株洲冶炼厂、电厂、湘氨。主要污 染物为s 0 2 、烟尘、工业粉尘、机动车排气、生活燃料废气和扬尘 污染。株洲位于南北走向的湘江谷地，受纵横湘江走廊的大气流场 控制，大气污染物沿江谷地扩散的成分较多，限制了大气污染物的 扩散，形成长株潭大气污染物的相互迭加和相互影响。 2 0 0 3 年，株洲各监测指标年均值超过国家三级标准。其中可 吸入颗粒物( p m 。) ：湖南各主要1 4 个城市年均值范围为0 0 8 1 0 1 6 5 m g m 3 ，全省年平均值为0 。1 2 0m g m 3 ，超过国家环境空气质 量二级标准0 2 倍。除郴州、永州、怀化3 市外，其余1 1 市均超过 国家二级标准值。株洲市年均值最高，为0 1 6 5m g m 3 ，超标0 6 5 倍 二氧化硫排放量：各城市年均值范围为0 0 2 4 0 1 4 4m g m 3 ， 全省年均值为0 0 6 2m g m 3 ，超过国家环境空气质量二级标准0 0 3 倍，与上年相比略有上升。在全省各城市综合污染指数中，株洲排 名倒数第一，污染最重。 4 2 6 3 湘潭 可吸入颗粒物( p m 。) 超过国家二级标准值，二氧化硫湘潭年平 均值超过国家环境空气质量二级标准，二氧化氮符合国家环境空气 质量二级标准。年均值为0 0 3 3m g m 3 ，与上年基本持平。全省各 城市综合污染指数湘潭排名倒数第三，城市综合污染指数比上年相 比略有上升酸雨频率平均升高5 9 。 4 2 。7 噪声污染 湖南省平均生活噪声源占6 3 1 ；交通噪声源占2 4 6 ，工业 噪声源占6 1 ，施工噪声源占2 4 ，其它噪声源占3 8 。影响 城市声环境质量范围最广的是生活噪声源，强度最大的是交通噪声 源。随着工业结构和布局的调整，施工噪声的严格管理，工业噪声 源和施工噪声源的影响范围在逐年下降，生活噪声的影响范围居高 不下。城市6 0 以上的区域声环境受生活噪声源的影响。根据2 0 0 3 湖南省环境公报显示长沙未超过国家标准。 株洲城区被京广、浙赣、湘黔等多条铁路分割。高级公路、湘 江航道贯穿南北。铁路、机动车、船舶三类交通噪声源污染严重。 市区功能区混杂。工业区、商业区、居民区、文教区相互交错。根 据2 0 0 3 年湖南省环境公报显示株洲市交通噪声和区域环境噪声未 达到标准值。湘潭交通噪声和区域环境噪声均达到标准值。 4 2 8 边缘区环境状况分析 在长株潭