重庆市生态环境SD仿真建模研究

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1、万方数据2012年11月第29卷第6期重庆师范大学学报(自然科学版)JournalofChongqingNormalUniversity(NaturalScience)NOV．2012V01．29NO．6DOI：CNKI：50-1165／N．20121112．1642．009重庆市生态环境SD仿真建模研究’罗光斌h2，何丙辉L3，李成蓉1(1．西南大学资源环境学院三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆北碚400715；2．重庆市彭水第一中学校Wawoo俱乐部，重庆彭水409600；3．黄土高原土壤侵蚀与早地农业国家重点实验室，陕西杨凌712100)摘要：城乡生态环境问题

2、的准确仿真模拟，对于更好地进行统筹发展政策设计与决策有着重要意义。基于系统动力学(Systemdynamics，SD)原理，建立了城乡统筹发展背景下重庆市城乡生态环境系统SD仿真模型，模型共涉及“人口”、“资金”、“污染指数”等112个变量及“PPI—FPFPI+FSPI+PFPI”等116个方程，并能够较好地模拟实际系统；最后对模型进行了动态模拟和优化仿真。模拟结果表明，模型能够较好地模拟实际系统，仿真结果不仅可为进一步推进城乡统筹发展决策提供一定参考，并且还可以在此基础上对系统的未来发展进行预测和政策试验。关键词：重庆市；生态环境；城乡统筹；系统动力学；计算机模型中

3、图分类号：TP391．9；X171．1文献标志码：A文章编号：1672—6693(2012)06—0039—04生态环境是人类赖以生存和发展的基本条件，是经济社会发展的物质基础。如何保护并建设好生釜环境，合理开发利用自然资源是当今人类面临的共同问题。重庆作为全国城乡统筹综合配套改革试验区，其大农村与大城市并存的城乡二元结构矛盾突出，城乡生态环境的协调发展问题是全市城乡统筹发展过程中面临的众多急需解决的问题之一。现在对城乡生态环境的研究，一般的做法是在城乡统筹背景下对城市工业污染和农业面源污染进行分别讨论，主要集中在政策性的宏观讨论和污染物的实证研究[18I，少有将二者真

4、正联系起来的研究。系统动力学(SD)隶属于系统科学的范畴，它把研究对象看成一个系统，从系统的内部结构出发研究系统的功能，并集结自然科学和社会科学准则对研究对象进行定性与定量相结合的全面分析[71。生态环境系统是一个多因子、高阶次、非线性的复杂大系统口”11]，涉及的影响因素很多，传统研究方法不再适用于这种复杂系统的研究[1⋯。为此，本文选用系统动力学原理和方法研究城乡统筹发展背景下重庆市生态环境问题，对其行为特征的演变进行仿真模拟、预测预报和政策试验。1城乡背景下生态环境系统SD模型系统动力学模型的建立需要建模软件的支持，经比较、筛选和测试，本文采用美国VANTANA公

5、司的Vinsim—PI。E系统动力学软件作为建模软件。1．1模型结构与系统边界结合重庆市实际，本文构建了重庆市城乡生态环境系统动力学模型的结构图(图1)，在城镇生态环境子系统中重点考虑工业污染和城镇生活污染等两方面，在乡村生态环境子系统中设置农业面源污染的各个方面，两个子系统由人口和资金这两个体现城镇化进程的参量而联系。1．2模型因果关系图综合分析重庆市生态环境系统、各子系统间及各子系统内部组成部分问相互影响关系之后，构建了重庆市生态环境系统的因果关系回路图(图2，其中“+”示正反馈关系，“一”示负反馈关系)，它主要反映了系统各变量间的因果反馈关系。1．3模型流图及方程

6、式*收稿日期：201l09一03网络出版时间：20l2ll—l216：42：01资助项目：国家自然科学基金(No，40971166)；国家科技支撑计划项目(No．2008BAD9880l；No．2009ZX07104—00206)；西南大学生态学重点学科“211工程”建设项目(2006)作者简介：罗光斌，男，硕士，研究方向为生态系统调控原理与方法、系统动力学仿真应用等；通讯作者：何丙辉，E—mail：hebinghui@SWU．edu．cn网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／50．1l65，N．20121112．1642．201

7、206．39—009．html万方数据40重庆师范大学学报(自然科学版)http：／／www．cqnui．cn第29卷1．3．1模型主要变量模型中涉及状态变量、速率变量、辅助变量和常量等共112个变量，现列出主要变量如表1所示。污水平图2重庆市生态环境系统的因果关系回路Fig．2Thecausalloopsofeco—environmentalsystemofChongqingcity1．3．2模型混合流图本文将城乡统筹发展背景下重庆市生态环境系统处理为城镇和乡村两个子系统，城镇生态环境子系统侧重于工业污染对生态环境产生的负荷，其次是城镇