基于可持續(xù)發(fā)展的煤炭生產(chǎn)影響因素及因果關(guān)系模型研究

薛昇旗　程國平

摘要:本文采用系統(tǒng)動力學(xué)方法,全面分析了煤炭生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展與各影響因素之間的相互作用與反饋的關(guān)系建立了因果模型,并對該模型中的反饋環(huán)進行分析。最終得出資源的承載力與煤炭生產(chǎn)能力和煤炭產(chǎn)出水平的關(guān)系,即:資源的承載力越高,煤炭生產(chǎn)能力與煤炭產(chǎn)出水平也越高,而隨著煤炭產(chǎn)出水平的增加,資源消耗水平也在增加,進而降低了資源承載力。

關(guān)鍵詞:煤炭生產(chǎn);可持續(xù)發(fā)展;因果關(guān)系

中圖分類號:F407.21文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1002—2589(2009)13—0137—02

一、引言

近年來,有研究者[5~7]將系統(tǒng)動力學(xué)理論引入到了煤炭生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展之中,但是研究多側(cè)重于一些具體的問題,例如煤炭開采年限模擬等等,未能從經(jīng)濟、科技、環(huán)境、資源相互作用的角度來全面描述煤炭生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的動態(tài)變化。

二、理論基礎(chǔ)

1.系統(tǒng)動力學(xué)理論。系統(tǒng)動力學(xué)是研究有關(guān)反饋系統(tǒng)的動態(tài)變化趨勢的學(xué)科,由美國MIT的J.W.Forrester于1957年提出,于1972年定名為系統(tǒng)動力學(xué)(王佩玲,1994)。系統(tǒng)動力學(xué)以控制論、系統(tǒng)工程、信息處理和計算機仿真技術(shù)為基礎(chǔ),研究復(fù)雜系統(tǒng)在時間維度上的行為模式和動態(tài)變化規(guī)律。

2.因果關(guān)系。是一種邏輯關(guān)系,不具有計量和時間上的意義,它是構(gòu)成系統(tǒng)動力學(xué)模型的基礎(chǔ),借助于因果關(guān)系圖,可以說明社會系統(tǒng)的邊界和內(nèi)部要素。圖1為兩種因果關(guān)系示意圖。

其中,圖1(a)為正因果關(guān)系,表示B隨A變化而變化,而變化方向一致;而圖1(b)為負(fù)因果關(guān)系,表示B隨A變化而變化,但變化方向相反。

反饋環(huán)由兩個以上的因果關(guān)系鍵首尾串聯(lián)而形成的環(huán)稱為因果關(guān)系環(huán),也稱為反饋環(huán)。如圖2所示。同因果關(guān)系類似,反饋環(huán)也包括正反饋環(huán)和負(fù)反饋環(huán)。

三、經(jīng)濟、科技、環(huán)境、資源對煤炭生產(chǎn)的因果關(guān)系模型

1.煤炭生產(chǎn)及其相關(guān)子系統(tǒng)。煤炭生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的影響因素可以分為經(jīng)濟、科技、環(huán)境、資源等四大類。據(jù)此,可以得出如圖3所示的煤炭生產(chǎn)及相關(guān)因素圖。在該圖中,影響煤炭生產(chǎn)的一共有三個子系統(tǒng),分別是經(jīng)濟系統(tǒng)、科技子系統(tǒng)、環(huán)境與資源子系統(tǒng)。

各子系統(tǒng)與煤炭生產(chǎn)子系統(tǒng)之間的關(guān)系如下:經(jīng)濟子系統(tǒng)直接影響著煤炭生產(chǎn)子系統(tǒng)與科技子系統(tǒng),同時又通過科技子系統(tǒng)、煤炭子系統(tǒng)對環(huán)境與資源子系統(tǒng)產(chǎn)生影響;科技子系統(tǒng)除直接作用于煤炭生產(chǎn)子系統(tǒng)之外,還通過環(huán)境與資源子系統(tǒng)作用于煤炭生產(chǎn)子系統(tǒng);而環(huán)境與資源子系統(tǒng)則直接作用于煤炭生產(chǎn)子系統(tǒng)并進而作用于經(jīng)濟子系統(tǒng)。

2.經(jīng)濟、科技、環(huán)境、資源與煤炭生產(chǎn)的因果關(guān)系模型?，F(xiàn)在通過對圖3所示的模型進行細化來得到經(jīng)濟、科技、環(huán)境、資源與煤炭生產(chǎn)的因果關(guān)系模型。對于經(jīng)濟子系統(tǒng),主要考察與煤炭生產(chǎn)相關(guān)的影響因素(變量):“GDP產(chǎn)值”、“煤炭消費量”、“區(qū)域運輸能力”;對于科技子系統(tǒng),主要考察“R&D;投入”和“科技水平”等變量;對于環(huán)境與資源子系統(tǒng),主要考察“環(huán)境保護投資”、“污染治理能力”、“環(huán)境承載力”、“資源承載力”、“環(huán)境污染程度”、“環(huán)境污染物排放”等變量;對于煤炭生產(chǎn)子系統(tǒng),主要考察了“煤炭生產(chǎn)能力”、“煤炭產(chǎn)出水平”、“煤炭產(chǎn)業(yè)投資”等變量。分析各變量之間的關(guān)系后,得到經(jīng)濟、科技、環(huán)境、資源與煤炭生產(chǎn)的因果關(guān)系模型。

3.因果關(guān)系模型中的反饋環(huán)分析。在該模型中,存在如下的正反饋環(huán)與負(fù)反饋環(huán):(1)正反饋環(huán)1:GDP→R&D;投入→科技水平→煤炭生產(chǎn)能力→煤炭產(chǎn)出水平→GDP。這條反饋環(huán)說明,隨著GDP的增加,R&D;投入也隨之增加,帶動科技水平的提高,反映到煤炭生產(chǎn)上,也伴隨著煤炭生產(chǎn)能力和煤炭產(chǎn)出水平的提高;而煤炭產(chǎn)出水平的提高反過來又促進了GDP的進一步增加;(2)正反饋環(huán)2:GDP→環(huán)境保護投資→污染治理能力→環(huán)境污染程度→環(huán)境承載能力→煤炭生產(chǎn)能力→煤炭產(chǎn)出水平→GDP。這條反饋環(huán)說明,GDP的增加將帶動環(huán)保投資的增加,由此將提高環(huán)境污染治理能力,減輕環(huán)境污染程度,進而提升了環(huán)境承載能力,這樣一來將促進煤炭生產(chǎn)能力、煤炭產(chǎn)出水平的提高,并進一步促進GDP的增加;(3)正反饋環(huán)3:煤炭生產(chǎn)能力→煤炭產(chǎn)出水平→GDP→煤炭消費需求→煤炭產(chǎn)業(yè)投資→煤炭生產(chǎn)能力。這條反饋環(huán)說明,煤炭生產(chǎn)能力的提高,將提升煤炭產(chǎn)出水平,進而拉動GDP的增加,而GDP的增加導(dǎo)致了煤炭的消費需求的增加,并進一步刺激了煤炭產(chǎn)業(yè)的投資,而投資又將帶動煤炭生產(chǎn)能力的進一步提高;(4)負(fù)反饋環(huán)1:環(huán)境承載力→煤炭生產(chǎn)能力→煤炭產(chǎn)出水平→環(huán)境污染物排放→環(huán)境污染程度→環(huán)境承載力。這條反饋環(huán)說明,環(huán)境的承載力越高,則煤炭生產(chǎn)能力也越高,帶動了煤炭產(chǎn)出水平的提高,而隨著煤炭產(chǎn)量的增加,相關(guān)環(huán)境污染物(例如洗煤廢水、煤矸石等等)的排放也越多,由此加重了環(huán)境的污染程度,進而降低了環(huán)境承載力;(5)負(fù)反饋環(huán)2:資源承載力→煤炭生產(chǎn)能力→煤炭產(chǎn)出水平→環(huán)境污染物排放→資源承載力。這條反饋環(huán)說明,資源的承載力越高,則煤炭生產(chǎn)能力與煤炭產(chǎn)出水平也越高,而隨著煤炭產(chǎn)出水平的增加,相關(guān)環(huán)境污染物(例如洗煤廢水、煤矸石等等)的排放也越多,由此加重了環(huán)境的污染程度,而環(huán)境的污染將會在很大程度上降低資源承載力(例如水資源的污染);(6)負(fù)反饋環(huán)3:資源承載力→煤炭生產(chǎn)能力→煤炭產(chǎn)出水平→資源消耗水平→資源承載力。

四、結(jié)論

最終得出資源的承載力與煤炭生產(chǎn)能力和煤炭產(chǎn)出水平的關(guān)系。即資源的承載力越高,則煤炭生產(chǎn)能力與煤炭產(chǎn)出水平也越高,而隨著煤炭產(chǎn)出水平的增加,資源消耗水平也在增加,進而降低了資源承載力。

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(責(zé)任編輯/吳鳳華)