PDF《系统动力学在甘肃省河西地区 水土资源承载力中的应用》

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20 基金项目 : 国家自然科学基金重大项目(90102013) 和中国科学院知识创新项目( KZCZE -

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07 - 04) 作者简介 : 陈兴鹏 ,男,1963 年生 ,甘肃庆阳人 ,教授 ,博士后 ,从事区域发展研究 ? 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 于系统论 ,吸取反馈理论与信息论的精髓 ,并借助于 计算机模拟技术 ,融诸家为一炉 ,脱颖而出的交叉学 科.该方法解决问题的步骤大体分五步 :首先 ,要用 系统动力学的理论、 原理和方法对研究问题进行系 统分析 ;

其次 ,进行系统的结构分析 ,划分系统层次 与子块 ,确定总体的与局部的反馈机制 ;

第三步 ,建 立数学的、 规范的模型 ;

第四步 ,以系统动力学理论 为指导 ,借助模型进行模拟与政策分析可进一步剖 析系统得到更多的信息 ,发现新的问题 ,然后又反过 来再改造模型 ;

第五步 ,检验评估模型.这一步骤并 不是最后一起来做的 ,其中相当一部分内容是在上 述步骤中分散进行的.该方法的优点是 ,能定量地 分析各类复杂系统的结构与功能的内在关系 ,能定 量分析各种特性 ,擅长处理高阶、 非线性问题 ,适宜 于客观的长期动态趋势研究.系统动力学实质上是 通过设置变速率方程对系统的一系列因果反馈回路 进行动态模拟 ,从而定量出系统的整体行为表现 ,可 以用数学方程表示为 : y ( ti) = y ( ti - 1) + R ( ti) ・ti 式中 y ( ti) 为ti 时刻的数量;

y ( ti - 1) 为ti -

1 时刻末的数量;

R ( ti) 为从 ti -

1 时刻末到 ti 时刻 末的变化速率;

ti 为间隔时间段.一个变速率方程 代表一个系统动力学基本单元 ,由这些基本单元串 接起来就构成了系统动力学的全貌〔 7〕 . 正因为水土资源承载力研究涉及资源、 人口、 生 态环境、 社会经济、 以及技术、 政策等诸多方面 ,是一 个因子众多、 复杂的反馈系统 ,其大量的数据交叉重 叠混合 ,主次互相隐含 ,而随时间的不断变化而相应 变化.所以 ,应用系统动力学进行系统的整体分析 , 剖析系统所有要素的因果反馈关系 ,综合模拟、 分析、 调整既必需又可行.同时由于系统动力学能够 全面模拟分析系统诸因素变化以及模拟不同决策下 的长远动态.因而 ,可对长周期性的战略措施进行 有效的分析和提供相应的依据.由此表明应用系统 动力学对水土资源的承载力进行定量分析具有明显 的优点. 2.

2 模型中估算水土资源承载力的依据 水土资源承载力的估算依据主要由以下几个方 面:(1) 估算水土资源承载力必须以自然属性为基 础.因为水土资源潜力的地域差异性和某些限制条 件是客观存在的 ,在一定的条件下也不能人为的改 变.人们改造自然的能力在一定的条件、 时间和地 点则是有一定限制的.(2) 估算水土资源承载力必 须对水土资源利用现状作透彻的分析.当前水土资 源利用现状是过去和现在顺应与改造自然 ,或在某 一地区、 或在某一阶段也可能违反自然的客观记录. 这也是水土现实生产力的表现和社会属性的具体内 容.深入分析和充分认识水土资源利用方式的相对 稳定性和继承性 ,可以为估算水土资源中、 长期承载 能力提供正确的依据.(3) 估算水土资源承载力应 对土地利用的发展变化具有高度的科学预见性.以 社会的发展速度 ,未来技术经济条件........