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厦门大学学位论文原创性声明 兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立完成的研究成果。 本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中 以明确方式表明。本人依法享有和承担由此论文而产生的权利和 责任。 声明人( 签名) ：l 甓繇 2 7 年7 月岔e l 厦门大学学位论文著作权使用声明 本人完全了解厦门大学有关保留、使用学位论文的规定。厦门大学有 权保留并向国家主管部门或其指定机构送交论文的纸质版和电子版，有权 将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查 阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索，有权将学位论文的 标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。 本学位论文属于 1 、保密() ，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密( ) ( 请在以上相应括号内打“4 ”) 作者签名：甓既日期：加7 年7 月矿日 导师签名：百伏删日期：加刁年7 月孑日 区域循环经济数学模型与发展规划案例研究 摘要 2 0 世纪9 0 年代以来，面对全球人口剧增、资源短缺、环境污染和生态蜕变的严峻 形势，循环经济成为全球社会经济发展的崭新模式。循环经济遵循“3 r 原则，即减量 化、再循环、再利用。从物质流动和表现形态的角度看，它要求把经济活动组织成一个 “资源产品一再生资源的反馈式流程，所有的物质和能源要能在这个不断进行的经 济循环中得到合理和持久的利用，从而把经济活动对自然环境的影响降低到尽可能小的 程度。循环经济要求在经济活动中提高技术水平，推行清洁生产，遵循自然规律尽可能 实现资源循环。循环经济的实践活动主要在三个层面上展开：企业个体层面、企业群体 层面和区域层面。 将循环经济理念引入到区域发展战略与管理中，探索在区域层面上发展循环经济的 内涵，研究区域循环经济的产业体系重组和结构调整，为编制区域循环经济建设规划提 供指导，对政府部门实施生态管理和宏观调控具有重要意义。区域循环经济的基本特征 应该包括：( 1 ) 经济效益不断提高，以满足人们不断增长的物质需要；( 2 ) 实现区域社会 的发展目标，人均收入和生活质量不断改善；( 3 ) 发展物质还原产业，节约自然资源和能 源，提高自然资源的利用率；( 4 ) 减少污染物的排放，抑制生态退化和环境污染。本论文 研究了区域循环经济的内涵以及其特征，分析了循环经济物质流的特点，提出了衡量循 环经济的重要指标循环度即物质的使用强度的概念，并在此基础上尝试建立区域循环经 济概念模型和多目标规划数学模型，此模型包括经济，社会，环境和物质循环强度四部 分的约束方程，通过技术经济参数选取和模型求解，为区域可持续发展战略提供决策依 据，力求实现经济、社会、资源与环境三个系统的优化统一。 采用所建立的区域循环经济多目标规划模型，选择福建省石狮市、厦门市和江苏省 张家港市为典型案例，以所研究的三个区域的国民经济与社会发展“十一五 规划为总 体目标，结合区域产业结构组成和发展趋势、资源环境现状、技术经济水平等，系统开 展优化和预测研究。结果表明，本文所建立的多目标规划模型能够体现区域循环经济特 征，在参数选取和决策流运算求解方面具有一定的可操作性和科学性，所获得的决策方 案基本可以反映区域技术经济进步和产业结构调整方向，对区域循环经济发展具有参考 应用价值。 关键词；区域循环经济；产业结构；数学模型：多目标规划 第l 页 区域循环经济数学模型与发展规划案例研究 a b s t r a c t s i n c e2 0 t hc e n t u r y9 0 s ，a f f r o n t i n gt h ef l i n t yc o n d i t i o no fr a p i di n c r e a s i n go fp o p u l a t i o n ， t h ed r y i n gu po fr e s o u r c e s ，t h ed e s t r o y i n go ft h ee n v i r o n m e n t ，i ti san e wm o d e lo ft h e e c o n o m i cg l o b a l i z a t i o nt od e v e l o pt h ec i r c u l a re c o n o m y c i r c u l a re c o n o m yf o l l o w s3 r p r i n c i p l e s ：r e d u c e ，r e u s ea n dr e c y c l e b yt h el o o ko ff l o wa n dm a t e r i a lf o r m ，c i r c u l a r e c o n o m yh a sam o d eo f r e s o u r c e p r o d u c t - r e s o u r c er e c o v e r y ：a l lt h em a t e r i a la n de n e r g y c a nb es u s t a i n a b l eu s e di ni t s ot h ea c t i v i t yo fe c o n o m yb r i n g sa sl i t t l ei m p a c ta sp o s s i b l et o 也ee n v i r o n m e n t t h er e q u e s t so ft h ec i r c u l a re c o n o m ya r ea d v a n c i n gi t st e c h n i c a lc a p a b i l i t y , p r a c t i c i n gc l e a np r o d u c t i o na n df o l l o w i n gt h el a wo f 也en a t u r et or e a l i z eu s i n gt h em a t e r i a l s r e c y c l i n g o nt h ep r a c t i c el e v e lo ft h ec i r c u l a re c o n o m yt h e r ei se n t e r p r i s el e v e l ，i n d u s t r i a l p a r kl e v e ia n dd i s t r i c tl e v e l i ti si m p o r t a n tt ot h eg o v e r n m e n tf o rt h e i rm a n a g e m e n tt ot a k et h ec o n c e p to fc i r c u l a r e c o n o m y t ot h ed e v e l o p m e n to fr e g i o na n dr e s e a r c ht h ec i r c u l a re c o n o m ya tr e g i o n a ll e v e l a l s oi ti ss i g n i f i c a n tt om a k ep r o g r a m m i n gt o 蛐o nt h eo p t i m i z a t i o no fi n d u s t r i a ls t r u c t u r e t h ee s s e n t i a lf e a t u r e so fr e 百o n a lc i r c u l a re c o n o m ya r ea st h ef o l l o w ：( 1 ) e c o n o m i cb e n e f i t s i n c r e a s et os a t i s f yt h ev a r i o u s r e q u i r eo fp e o p l e ( 2 ) 仙ed e v e l o p m e n ta i mo fr e g i o nc o m et r u e a n dt h eq u a l i t yo fl i f ea r ei m p r o v e d ( 3 ) t a k et l l er e - r e s o u r c e so fm a t e r i a li n d u s t r ya st h e i n d i c a t ei n d u s t r yo fc i r c u l a re c o n o m y e c o n o m i z er e s o u r c e ，a n du t i l i z et h em a t e r i a l sc i r c u l a r l y ( 4 ) r e d u c et h ep o l l u t a n t s ；r e s t r a i ne c o l o g i c a ld e g e n e r a t i o na n de n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n w e s t u d yt h ec o n n o t a t i o na n d 也ec h a r a c t e ro fc i r c u l a re c o n o m ya n da n a l y s i st h ec h a r a c t e r i s t i co f 也ef l o wo ft h er e g i o n a lc i r c u l a re c o n o m ya n dp u tf o r w a r dt h ec o n e 印to ft h ed e g r e eo ft h e c i r c l e t h er e s u l tg i v e st h ef o u n d a t i o nt ot h i sp 印e l t oe s t a b l i s ht h em u l t i - o b j e c t i v eg o a l p r o g r a m m i n gm o d e lo fr e g i o n a lc i r c u l a re c o n o m y 乃em o d e li n c l u d ef o u rp a r t sw h i c ha r et h e a i mo fe c o n o m y , t h ea i mo fs o c i e t y , t h ea i mo fe n v i r o n m e n ta n dt h ea i mo ft h ed e g r e eo f c i r c l e i t 西v e ss u g g e s t i o nt ot h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tb yt l l ec a l c u l a t i o nr e s u l t t 1 1 em o d e l a c h i e v e st h ea i mo ft h eh a r m o n i o u sd e v e l o p m e n to ft h ec o m p o u n de c o s y s t e mo fe c o n o m y - s o c i e t y - e n v i r o n m e n t t a k et h ec i t yo fs h i s h ia n dx i a m e nw h i c ha r ei nf u j i a np r o v i n c ea n dt 1 1 e e i t yo f z h a n g j i a g a n gw h i c hi si nj i a n g s up r o v i n c e 弱e x a m p l e s ，p u tt h et e c h n i c a le c o n o m i cp a r a m e t e r , t h ellt hf i v e y e a rp l a na i md a t ea n dt h ec o n d i t i o no ft h ei n d u s t r ys t r u c t u r eo ft h et h e r ec i t i e s t ot h em u l t i o b j e c t i v eg o a lp r o g r a m m i n gm o d e l ，w ed os o m ep r o g r a m m i n ga n df o r e c a s t i n g r e s e a r c h t h ec a l c u l a t i o nr e s u l ts h o w st h a tt h em u l t i o b j e c t i v eg o a lp r o g r a m m i n gm o d e li s f e a s i b l e t h er e s u l tg i y e sa d v i c eo fc h o o s i n go ft l l et e c h n o l o g yp a r a m e t e r , t h ed i r e c t i o no f a d j u s t i n go fi n d u s t r ys t r u c t u r ea n dt h es u g g e s t i o no ft h ed e v e l o p m e n t k e yw o r d ：r e g i o n a lc i r c u l a re c o n o m y ；i n d u s t r i a ls t r u c t u r e ；m a t h e m a t i c a lm o d e l ； m u l t i - o b j e c t i v ep r o g r a m m i n g 第2 页 区域循环经济数学模型与发展规划案例研究 第一章绪论 2 0 世纪9 0 年代以来，面对全球人口剧增、资源短缺、环境污染和生态蜕变的严峻 形势，循环经济成为全球社会经济发展的崭新模式。循环经济遵循“3 r 原则，即减量 化、再循环、再利用【l 捌。从物质流动和表现形态的角度看，它要求把经济活动组织成一 个“资源一产品一再生资源的反馈式流程【3 】，所有的物质和能源要能在这个不断进行 的经济循环中得到合理和持久的利用，从而把经济活动对自然环境的影响降低到尽可能 小的程度 4 , 5 1 。循环经济要求在经济活动中提高技术水平【6 1 ，推行清洁生产，遵循自然规 律尽可能实现资源循环 7 1 。我国人均资源占有量少，环境保护历史欠账多，发展循环经 济和建设节约型社会，是我国实现可持续发展的必由之路。循环经济研究自2 0 世纪末 以来非常活跃，但大多集中在工业企业、工业园区和技术层面上嗍，有关在区域层面上 发展循环经济的研究较少 9 1 。现有的区域循环经济研究主要集中在指标体系及评价模型 的建立【l o 】。探索区域循环经济建设的理论与模式，建立有广泛适用性的可操作性的区域 循环经济多目标规划的数学模型，在我国现阶段具有十分重要的现实意义。 1 1 循环经济发展现状 1 1 1 循环经济的提出 1 9 6 2 年出版的科普作品寂静的春天首次提出了环境保护问题。“循环经济一一 词是美国经济学家k 波尔丁在2 0 世纪6 0 年代提出生态经济时谈到的。他提出了“宇宙 飞船理论一，指出地球就像一艘在太空中飞行的宇宙飞船，要靠不断消耗和再生自身有 限的资源而生存，如果不合理开发资源，肆意破坏环境，就会走向毁灭。这被认为是循 环经济的萌芽。1 9 7 0 年，世界能源委员会提出“采取技术上可行、经济上合理及环境 和社会可接受的一切措施，更有效地利用能源资源 这一权威的节能定义。1 9 7 2 年，在 意大利的“罗马俱乐部 发表的题为增长的极限的研究报告指出，自然资源，尤其 是稀缺自然资源将制约，直至最终将使发展停止，而达到增长的极限。这一观点在当时 的世界上引起了极大的震动，经济界和企业界开始考虑资源问题。1 9 8 3 年，联合国世界 环境与发展委员会开始研究“没有极限”的可持续发展问题，并于1 9 8 7 年提交了题为 我们共同的未来的研究报告。报告着重指出了按生态系统的自然规律，循环使用自 然资源，解决可持续发展的问题。1 9 9 2 年，联合国召开了环境与发展大会，通过了 关 第9 页 区域循环经济数学模型与发展规划案例研究 于环境与发展宣言及其行动计划及一系列公约，标志着可持续发展已经成为国际社会 共识。2 0 0 2 年，在南非峰会上又专门讨论了可持续发展问题，明确提出要实现经济、社 会、环境协调发展。循环经济思想的提出，是人类对难以为继的传统发展模式反思后的 创新，是对于人与自然关系在认识上不断升华的结果【l i - 1 3 1 。 循环经济的概念自2 0 世纪9 0 年代引入我国，受到了人们的广泛关注。特别是近年 来，循环经济不仅进入了政府决策视野，而且成为理论界研究的热点。从循环经济理念 的提出，到各地各行业的试点，尤其是明确列入“十一五一规划纲要，充分表明了发展 循环经济对于我国经济社会全面协调可持续发展的极端重要性【i 引。 1 1 2 国内外循环经济发展现状 ( 1 ) 循环经济国外发展现状【1 5 - 1 8 】 美国是循环经济的先行者。经过几十年的发展，循环经济已经成为了美国经济中的 重要组成部分。美国的循环经济涉及了多个行业，既包括传统的造纸业、炼铁业、塑料 业、橡胶业，也包括新兴的家用电器、计算机设备业等。1 9 9 3 年开始，生态工业园区在 美国发展迅速。美国政府在可持续发展委员会下还专门设立了一个“生态工业园区特别 工作组 。目前，美国已有近6 0 个生态工业园区，并各具特色。全新型的c h o c t a w 生 态工业园区，其特点是基于园区所在地丰富的特定资源，采用废物资源化技术构建出核 心工业生态链，进而扩展成工业生态网。虚拟型的b r o w n s v i l l e 生态工业园区，在园区 原有成员的基础上，不断增加新成员来担当工业生态网的“补网 角色。美国政府也早 在1 9 7 6 年就制定了固体废弃物处置法，到2 0 世纪8 0 年代起，已有半数以上的州 制定了不同形式的再生循环经济法规。 德国发展循环经济实际上走的是“自上而下，立法推动 的道路。德国早在1 9 8 6 年就制定了废物管理法，政府强调要通过节省资源的工艺技术和可循环的包装系统 把避免废物产生作为废物管理的首选目标。1 9 9 1 年德国首次按照资源到产品再到资源的 循环经济思路制定了包装条例，要求生产商和零售商对于商品包装，首先要避免其 产生，其次要对其回收利用。1 9 9 6 年德国公布更系统的循环经济和废物管理法，把 资源循环的循环经济思想从包装问题推广到所有生产部门，从发展循环经济的高度处理 废弃物，制定各个行业废物再利用的法规，使废物被重新利用的比例平均达5 0 以上。 日本采取“立法为主，补贴为辅，全面推进，最终建立循环经社会 的思路。日本 是循环经济立法最为完善的国家。为了加快循环型生态社会的建立，日本在1 9 9 1 年修 第1 0 页 区域循环经济数学模型与发展规划案例研究 订了 废弃物管理法，并通过了资源有效利用促进法，近年来先后出台了容器 包装回收利用法、家用电器回收利用法、绿色消费法、建筑材料循环利用 法等。2 0 0 0 年6 月2 日，日本正式颁布循环型社会形成推进基本法，明确提出了 循环型社会规划是国家一切规划的基础。由于强制性法规未必能够引导真正的循环再 生，日本又建立了一套辅助体系。其中最为有效的当属生态城市项目，通过补贴高科技 水准的回收基础设施建设与资源再循环型私人企业，该项目推动了零排放城市的产生。 欧盟已经实施空气污染转让权制度。欧洲根据循环经济发展的内在要求，目前已经 提出了具有经济制约力度的污染配额限制，创立了空气污染转让权制度，即自2 0 0 5 年 起在欧盟1 5 国的产业内部实行一定数量的污染配额分配制，配额用完的单位可以向配 额富余单位进行配额购买，以此发挥市场手段对环保的积极作用。 ( 2 ) 循环经济国内发展现状 我国是清洁生产搞得较好的发展中国家。清洁生产作为实现可持续发展战略的重要 内容，写进了：中国2 1 世纪议程。2 0 0 2 年6 月2 9 日，全国人大常委会通过了 中华 人民共和国清洁生产促进法。在组织机构上，1 9 9 4 年组建中国国家清洁生产中心，以 后又有陆续建立了数十个行业和地方清洁生产中心，并对数百家企业开展了清洁生产审 计。 ” 我国也开始了基于循环经济理念的生态工业示范园区的建设。最典型的案例就是广 西贵糖国家生态工业示范园区1 1 9 1 。该园以贵糖股份有限公司为核心，以蔗田系统、制糖 系统、酒精系统、造纸系统、热电联产系统、环境综合处理系统为框架，通过盘活、优 化、提升、扩张等步骤，建设生态工业示范园区。包头国家生态工业示范园区中【2 0 】，主 要有发电和铝业两大产业系统。在发电系统中，延伸出粉煤灰制建材、居民供热、电厂 蒸汽用于加气混凝土的高压蒸汽养护等产业系统。铝业系统中，有碳素、电解铝、铝的 深加工、铝合金铸造、精铝等上、下游的产业系统，形成铝的产业链。两大系统之间通 过废水( 中水回用) 和电力形成了横向耦合关系，使园区形成了以铝电联营系统为中心的 网状结构。由于铝业和电力之间形成的横向耦合，电厂有了自己稳定的用户，输电成本 和电力损耗降低；包头铝集团解决了电价过高的问题，为铝业的发展奠定了基础，从而 实现了“双赢 。 为实施可持续发展战略，上海、辽宁、天津、山东、浙江、江苏等许多省市都提出 了构建区域新型的循环经济的发展模式。上海在循环经济的研究方面走在前列。上海对 发展循环经济进行研究，编制循环经济规划，突出到2 0 2 0 年，上海有利于循环发展的 第1 1 页 区域循环经济数学模型与发展规划案例研究 社会支撑系统要全面建立并能够正常运行，从体制上、技术上和观念上为发展循环经济 提供良好的整体氛围和机制，促进经济社会发展纳入资源使用集约化、生态环境无害化 的轨道，为建设资源循环型国际经济中心城市奠定基础。辽宁省和贵阳市先后被国家环 保总局确定为我国首个发展循环经济的试点省和首座循环经济型生态试点城市。在辽 宁省发展循环经济试点方案中，提出争取到2 0 0 5 年，辽宁省基本建成发展循环经济 的机制和框架【2 1 1 。2 0 0 2 年3 月，在国家环保总局的支持下，贵阳市政府做出了将贵阳 市建设成为全国首座循环型生态城市的决定。同年，国家环保总局正式批准贵阳市为我 国循环经济型生态城市首个试点陋】。2 0 0 4 年，我国首部循环经济领域的法规在贵阳市 出台。由贵州省贵阳市人大常委会正式颁布的贵阳市建设循环经济生态城市条例于 2 0 0 4 年1 1 月1 日起施行。浙江是经济大省、资源小省，人口密度大，生态环境比较脆 弱。为实现人与自然的和谐相处，实现可持续发展，浙江省既要金山银山，又要绿水青 山。2 0 0 2 年底，省委、省政府作出了建设生态浙江的重大战略，2 0 0 3 年8 月，省政府 印发浙江生态省建设规划纲要，生态省建设得到全面推进f 2 3 1 。以“减量化、再利用 和资源化一为手段的循环经济在全省全面兴起，并取得明显成效。江苏省人口密度全国 最大、矿产性资源全国最少、人均环境容量全国最小，面临着环境、资源与社会经济发 展之间的严峻矛盾。为了推进经济增长方式和消费方式转变，缓解资源短缺和环境污染 压力，2 0 0 2 年以来，江苏省积极引入循环经济的先进理念，在积极推进全省1 0 8 家各类 单位进行循环经济试点的同时，确立了循环农业、循环型工业、循环型服务业和循环型 社会4 方面的重点建设工程，完成江苏省循环经济建设规划的编制，制定了循环经 济建设的指标和3 个阶段要实现的目标，并出台了一系列有利于促进循环经济发展的财 政、税收优惠政策，全面促进循环经济在江苏的发展【2 4 1 。 1 2 区域循环经济研究现状 1 2 j 区域循环经济的理论研究 王建设( 2 0 0 7 ) 分析了五个循环经济理论和九个区域经济理论的内容和意义，在此基 础上分析了区域循环经济的特点，构建了区域循环经济理论体系。主要观点有区域循环 经济的发展目标是实现生态、经济和社会的可持续发展；发展思路是循序渐进，滚动发 展；限制条件是环境可承载容量；途径是从核心地区的核心企业做起；规模要适度；措 施是贯彻“4 r 原则2 5 1 。耿安朝( 2 0 0 5 ) 提出了区域循环经济的理论基础、区域循环经济 的内涵与体烈9 1 。陈丽娜( 2 0 0 6 ) 提出了区域循环经济的运行机制、区域循环经济价值链 第1 2 页 区域循环经济数学模型与发展规划案例研究 的理论分析、区域循环经济的基本分析方法等有关区域循环经济的基本理论 2 6 1 。刘海涛 等( 2 0 0 6 ) 利用系统动力学方法的因果反馈特点，对区域循环经济发展模式的特点与原理 进行了系统分析，建立了发展区域循环经济的系统动力学模型 2 7 1 。 1 2 2 区域循环经济的实践研究 ( 1 ) 区域循环经济指标体系构建研究 如何评价一个地方或者区域循环经济的发展水平和绩效，也就是区域循环经济发展 应该有哪些指标来表征，是一个关系到循环经济理论体系建设和实际操作的亟待研究的 重要问题。耿安朝等( 2 0 0 3 ) 完成了 张家港市循环经济建设规划 2 s l ，李青如( 2 0 0 6 ) 初 步设计的区域循环经济评价指标体系共有3 个分指标体系和2 8 个具体指标，这些指标涵 盖了经济、社会、环境等循环经济发展的各个方面i l o 】。王舒等( 2 0 0 6 ) 依据江苏省循环 经济发展规划( 2 0 0 5 2 0 2 0 ) 所提出的循环经济发展评价指标体系和目标值，分别从经济 发展、资源减量投入、循环使用、污染减量排放等四个方面，评价了1 9 8 6 - 2 0 0 3 年间江 苏省循环经济发展状况【2 9 】。还有一些专门的产业评价指标体系，例如：马其芳( 2 0 0 5 ) 运 用b p e i r 概念模型及特尔菲法选择区域农业循环经济发展评价指标体系，并通过层次分 析法，对1 9 8 5 至- 2 0 0 3 年江苏省农业循环经济发展水平进行综合评价 3 0 l 。黄和平等( 2 0 0 6 ) 指出循环经济要求的是资源效率与效益化原则，对区域循环经济的评价及指标体系的设 计也必须贯彻这一根本原则。并以常州市为例，在阐述物质流分析方法及其指标的基础 上，运用层次分析法和巢氏等级理论，构建了适合于研究区的区域循环经济评价指标体 系和权重体系，确立了区域经济评价指标分级标准，拟定了区域循环经济评价模型，并 对其循环经济发展状况进行了分析和评价p 。 ( 2 ) 区域循环经济的规划实践研究 天津开发区打造区域循环经济产业链提出，通过制定规划来为天津开发区的发展指 明方向。 ：天津开发区国家生态工业示范园区建设规划运用前瞻性的理论、方法和技 术，提出天津开发区生态园区建设的目标、步骤、方案和评估方法，完善总体规划，为 招商引资进行服务，为宏观决策提供参考，促进园区可持续发展。慈福义( 2 0 0 6 ) 提出我 国各地区在积极进行工业循环经济试点，但由于对循环经济的理论研究和实践时间较 短，各地对工业循环经济近期战略重点的选择还具有很大的盲目性，因此，其以广州市 花都区为例探讨了区域工业循环经济近期战略重点的选择原则【3 2 1 。崔兆杰等( 2 0 0 6 ) 提出 了服务业规划的四个步骤：对现状进行分析评价一确定规划目标一确定规划内容一选择与 第1 3 页 区域循环经济数学模型与发展规划案例研究 确定优先工程。该方法可以为区域规划发展服务业循环经济提供参考【3 3 1 。凌岚等( 2 0 0 4 ) 提出区域循环经济建设的基本框架应以经济增长模式的转变为核心，从企业、园区和社 会三个层面着手，以五个领域为重点，为创建循环经济示范区域提供初始框架】。 ( 3 ) n 域循环经济的政策保障研究 周纪昌( 2 0 0 6 ) 提出区域循环经济是发展循环经济的重要层次，而制度则是实施区域 循环经济的重要手段。他从制度经济学的视角对区域循环经济进行剖析，首先讨论了发 展区域循环经济对制度的要求，发展区域循环经济不仅有对正式制度的要求，而且还有 对非正式制度的需求，然后进一步分析区域循环经济的制度功能，在此基础上重点论述 和构建了区域循环经济的一般制度框架1 3 5 1 。颜建军等( 2 0 0 6 ) 从建立循环经济的制度支持 体系、社会公众支持体系、技术创新支持体系、物流支持体系与信息支持等方面，对构 建促进区域循环经济发展的支持保障体系进行了积极的探讨【3 6 1 。王磊等( 2 0 0 6 ) 匪1 绕区域 循环经济发展及立法的迫切性展开论述，探讨了区域循环经济发展及立法概述，分析了 国外区域循环经济立法的特点，并给出了我国区域循环经济发展的立法建议【3 7 】。山东省 日照市市长于建成( 2 0 0 4 ) 提出地方政府如何发挥主导作用、推动循环经济的发展、实现 区域的可持续发展是一个需要认真探讨的问题，提出地方政府在推动循环经济发展和生 态城市建设过程中应采取的主要措施，统一认识，强化对循环经济的组织领导，高起点 做好生态建设和循环经济发展规划，通过宣传引导提高全社会环保意识和循环经济理 念，以优惠政策鼓励发展循环经济，以严格执法促进循环经济发展，加强城市环境基础 设施建设，建立完善循环经济发展智力支持体系等【3 引。 1 3 课题的选题背景和研究意义 根据中国人口、资源、环境的现状，如何保持经济系统良性循环已经成为我国急需 解决的紧迫问题。中国必须全面落实科学发展观，进一步调整经济结构和转变经济增长 的方式，这才是缓解人口资源环境压力、实现经济社会全面协调和可持续发展的根本途 径。面对这种形势，按照科学发展观的要求，大力发展循环经济，加快建立循环经济体 系显得尤为重要。中国应该从经济发展战略和现代化建设全局的高度认识建立循环经济 体系的重要性。 循环经济是走新型工业化道路的重要载体。走新型工业化道路，是科学发展观的内 在要求。所谓新型工业化道路，就是科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染 少、人力资源得到充分发挥的道路。循环经济是一种着眼于低消耗、低排放、高产出的 第1 4 页 区域循环经济数学模型与发展规划案例研究 新的经济增长模式。因此，发展循环经济既符合我国国情，又反映了走新型工业化道路 的内在要求，将从根本上减轻经济增长对环境和资源的压力，实现环境与资源对经济建 设的持续支撑。 循环经济是实现可持续发展的有效手段。可持续发展是指既满足当代人需求、又不 损害后代人满足其需求能力的发展【3 9 1 ，资源的永续利用和良好的生态环境是其重要标 志。改革开放以来，我国经济社会发展取得了举世瞩目的成就。但是，粗放型的经济增 长方式造成了对资源的过度消耗，资源和环境对经济增长的制约已经开始显现。发达国 家上世纪工业化过程中分阶段出现的资源环境问题，诸如资源短缺、环境污染、生态失 调、城市臃肿、交通拥堵等，近2 0 多年的时间内在我国集中出现，呈现出复合型、压 缩型特点。这就要求我们必须协调经济社会活动与生态系统之间不平衡的物质交换关 系，走循环经济的发展道路，以实现可持续发展。 区域循环经济是循环经济活动在区域层面和范围的发展，按照循环经济的理念合理 规划和调整待定区域的经济和社会活动，确保区域的健康有序发展，对于发挥区域的优 势、促进区域发展、强化区域联系具有极其重要的意义。 ( 1 ) 发展区域循环经济是区域可持续发展的需要 区域循环经济以协调人与自然关系为准则，以资源利用最大化、废物排放最小化和 经济活动生态化为根本目标，在区域范围内模拟自然生态系统运行方式和规律，使社会 生产从数量型的物质增长转变为质量型的服务增长，能够从根本上解决区域发展中遇到 的经济增长与资源环境之间的尖锐矛盾，实现社会、经济、生态的协调可持续发展m l 。 ( 2 ) 发展区域循环经济是循环经济规模效益的需要 集约型增长方式是以更高的效率促进经济的增长，同样，对废弃物的再生资源化也 需要以集约型增长的方式加以处理，以较低的成本达到有效利用的目的。有些问题在企 业、园区、乃至单个城镇层面难以解决，需要在区域层面上解决才更有效率。例如，生 活垃圾的处理和电子废物的回收，只有在更大的区域范围内进行处理才可能因规模经济 而获得相应的效益。 ( 3 ) 发展区域循环经济是全面提升区域综合竞争力的需要。 区域循环经济以保护生态和最有效的利用资源为特征，其发展有利于产业结构的优 化升级，促进经济增长方式的转变：有利于推动社会的科技创新和企业的技术创新，提 高招商引资的质量和水平，快速提升区域经济运行质量【4 。 ( 4 ) 发展区域循环经济是区域平衡发展的需要 第1 5 页 区域循环经济数学模型与发展规划案例研究 发达地区通过加强生态保护、开发旅游资源、调整产业结构、培训人才等方式帮助 落后地区发展循环经济，从而实现双赢。 然而如何在区域层面上发展循环经济，无论在理论上还是实践上都无成功的模式和 经验加以借鉴，由于区域循环经济的建设具有重要的意义，因此其研究，近年来受到相 当的重视，一大批指标体系及相应的评价模型被建立起来，在部门领域，农业可持续发 展【2 9 , 4 2 1 、工业可持续发展【4 3 彤】、金融可持续发展【4 5 】等一系列专门的指标体系与评价模型 涌现出来，这对可持续发展从理论到实践层次上的推进起到了非常积极的作用。但这些 工作都是从评价的角度出发的，由于评价是对已发生状态的研究，有一定的滞后性，其 用途是做发展状态的比较，因此，其研究结果难以应用到预测、规划、优化等方面。同 时我国幅员辽阔，不同区域之间的自然条件和社会经济发展水平存在较大差异，其发展 循环经济的道路和特色势必不同。探索区域循环经济建设的理论与模式，提出具有可操 作性的评价指标体系和建设规划范例，在我国现阶段具有十分重要的现实意义。 本研究应用多目标规划的数学方法，建立区域循环经济多目标规划的数学模型，并 以石狮、厦门和张家港三市为例开展了实例研究，此项研究是区域循环经济规划建设方 面的一次有意义的尝试，本研究提供的区域循环经济多目标规划模型可以通过代入不同 的经济参数而应用于经济情况不同的地区。研究结果可为制定宏观发展规划提供科学的 依据和政策建议。 1 4 论文各个部分的主要内容 第一章：叙述了当前经济发展面临的环境的瓶颈问题，从而说明社会的发展迫切需 要一条可持续发展的道路，而循环经济是走可持续发展的必然选择，所以循环经济的研 究是摆在我们面前的一个迫切的问题；叙述了循环经济的发展和现状，区域循环经济发 展的现状，选题的背景和意义，介绍了文章各个部分的主要内容。 第二章：循环经济是近年来兴起的一种经济的发展模式，本文首先分析了循环经济 与其他经济的区别；其次本文介绍了循环经济的内涵、循环经济的基本思想、循环经济 的基础理念、循环经济的生态学、科学和哲学基础、循环经济的基本原则、循环经济的 特征、循环经济的层次等概念。 第三章：介绍了区域循环经济的内涵及其总体构架，勾画出了在区域层面上发展循 环经济的总体蓝图；区域层面上发展循环经济需要产业结构的特点；区域层面上发展循 环经济要将产业结构链补充完全，将物质还原产业引入到区域的产业结构中。 第1 6 页 区域循环经济数学模型与发展规划案例研究 第四章：本章介绍了多目标数学规划方法及其解的情况；对区域循环经济物质流进 行分析，提出了物质循环强度的概念；区域循环经济多目标规划模型的建立思路；区域 循环经济多目标规划数学模型决策变量的确定：区域循环经济多目标规划数学模型目标 函数的确定：区域循环经济多目标规划数学模型约束方程的确定；区域循环经济多目标 规划数学模型求解研究。 第五章：以福建省的石狮市、厦门市和江苏省的张家港市为例简单的应用了循环经 济的多目标数学规划模型；进行了三市基本情况的调研，三市主要经济指标数据的收集 整理，三市循环经济多目标规划模型求解优化方案的设计，三市循环经济多目标规划模 型的求解结果及其讨论，三市发展的政策建议。 第六章：对全文的总结概括分析；提出了本文的主要研究成果及存在的问题；建议 了区域循环经济多目标规划领域研究的发展方向；预测了区域循环经济规划建设领域的 发展。 第1 7 页 区域循环经济数学模型与发展规划案例研究 第二章循环经济的内涵与特征 2 1 循环经济与其他经济模式的比较 从经济发展史来看，经济发展可分为五个阶段。第一阶段是原始经济，大约始自5 万年前，指经济的渔猎阶段，即原始人狩猎捕鱼的初始时期。第二阶段是农业经济，大 约始于公元前4 0 0 0 年，指经济的农耕阶段，即以农牧业为主的开垦荒地、种植谷物的 农业社会时期。第三阶段是工业经济，始自1 8 世纪下半叶的工业革命，以现代大工业 生产为主的包括现代纺织、轻工、钢铁、汽车、化工和建筑等主要产业的经济时期。第 四阶段是循环经济，又称为后工业经济，始自2 0 世纪下半叶的新技术革命，它以资源 循环利用为导向改造传统产业，由此涌现出一批如电子、信息和环保等不以资源消耗线 性增加为其发展前提的新兴产业。第五阶段是知识经济，始自2 0 世纪末，涌现出一批 其发展主要靠知识投入的产业，如生物、新材料、新能源、软件、海洋和空间产业，见 表2 1 ，4 7 1 。 表2 1 四种经济模式的主要特征 t a b l e2 1m a i nc h a r a c t e ro ft h ef o u re c o n o m i e s 第1 8 页 区域循环经济数学模型与发展规划案例研究 2 2 循环经济的内涵 目前，国内对循环经济内涵的理解主要有以下一些观点： ( 1 ) 循环经济本质上是一种生态经济，它要求运用生态学规律而不是机械论规律来指 导人类社会的经济活动( 曲格平，2 0 0 1 ) 。与传统经济相比，循环经济的不同之处在于：传 统经济是一种由“资源一产品一污染排放一所构成的物质单向流动的经济。循环经济倡 导的是一种建立在物质不断循环利用基础上的经济发展模式，它要求把经济活动组织成 一个“资源一产品一再生资源 的反馈式流程，所有的物质和能源要能在这个不断进行 的经济循环中得到合理和持久的利用，以把经济活动对自然资源的影响降低到尽可能小 的程度。由此，循环经济是一种与环境和谐的经济发展模式【4 8 l 。 ( 2 ) 循环经济是国际社会推进可持续发展的一种实践模式( 解振华，2 0 0 3 ) ，它强调最 有效利用资源和保护环境，表现为“资源产品一再生资源”的经济增长方式，做到生 产和消费“污染排放最小化、废物资源化和无害化 ，以最小成本获得最大的经济效益 和环境效益，循环经济要求按照生态规律组织整个生产、消费和废物处理过程，其本质 是一种生态经济【叫。 ( 3 ) 循环经济要求遵循生态学规律，合理利用自然资源和环境容量，在物质不断循环 利用的基础上发展经济，使经济系统和谐地纳入到自然生态系统的物质循环过程中，实 现经济的生态化( 冯之浚，2 0 0 3 ) 。它本质上是一种生态经济【4 i l 。 ( 4 ) 所谓循环经济( 王成新、李昌峰2 0 0 3 ) ，即在经济发展中，遵循生态学规律，将清 洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费等融为一体，实现废物减量化、资源化 和无害化，使经济系统和自然生态系统的物质和谐循环，维护自然生态平衡【5 0 】。 ( 5 ) 对“循环经济”定义( 徐嵩龄，2 0 0 4 ) ，可采用一种质朴而实用的表述：“以循环为 技术基础的经济活动 。“循环经济、“清洁生产”、“生态经济 三者呈后者包含 前者的嵌套关系，把循环经济看作“清洁生产一、“生态经济”是对循环经济概念的泛 第1 9 页 区域循环经济数学模型与发展规划案例研究 化。在当前循环经济热中，有一些提法值得警惕，如：循环经济是“一种全新的经济发 展模式 ，是“经济增长方式的根本改变；“循环经济必将成为未来社会一种新的经 济形态 ，是“新型工业化道路的最高形式 ，是“2 1 世纪的理想经济模式 。这些 提法，严格地说，并不恰当。根据中国的经济一环境现实状况，“生态经济 、“清洁 生产 、“循环经济 的关系可以是这样的：就经济一社会层面而言，“生态经济”的 提法较为恰当；就经济活动层面而言，“清洁生产刀的提法较为贴切；就中国资源与环 境问题的发展方向而言，“循环经济 的提法最有前途。它应该诞生并成长在“清洁生 产 、“生态经济”的大环境下p 。 ( 6 ) 从区域可持续发展战略和生态管理出发，全面构筑区域循环经济体系，实现产业 结构和运行方式的根本性转变，其内涵是相当丰富的( 耿安朝，2 0 0 5 ) ，必然涉及社会经 济的各个领域并由此引起重大变革。为物质循环利用的基本理念在区域层面上得以深入 贯彻，应该从生产、流通、消费和物质还原等重要经济环节构筑区域循环经济体系，通 过产业结构的生态重组提高其运行过程的生态效益，提升物质还原产业的经济地位【9 】。 ( 7 ) 循环经济是以人类可持续发展为增长目的、以循环利用的资源和环境为物质基 础，以减量、再用和循环为行为原则，遵循生态规律建设的高效协调的经济形态( 段 宁，2 0 0 5 ) 。此篇文章给出了循环经济的内涵：既要考虑循环经济的总体发展目的、它和 其它事物都具备的共性、以及它要遵循的一般客观规律，还要考虑只有它才具有的特殊 属性，即循环经济的唯一属性。后一点十分重要，因为只有准确识别循环经济的唯一属 性，才能将它与其它事物区分开来【5 2 1 。 ( 8 ) 循环经济的理念与“可持续发展 、“知识经济 密切相关( 吴季松，2 0 0 5 ) 。循 环经济就是在人、自然资源和科学技术的大系统内，在资源投入、企业生产、产品消费 及其废弃的全过程中，不断提高资源利用效率，把传统的、依赖资源净消耗线性增加的 粗放链式经济，转变为依附于自然生态良性循环发展的集约闭环经济。循环经济是