生态经济模型

2.10　生态经济模型

生态经济系统模型将生态的、经济的、社会的模型整合在共同的可持续发展框架下，从不同的时间和空间尺度入手，研究由生态要素和经济要素通过能量、物质和信息交流联系而成的复合体，为理解人类社会、经济活动对生态系统的影响，理解生态经济系统的复杂性和动态平衡提供了重要工具。

2.10.1　建立生态经济模型的意义

模型是解释和模拟现实世界的状态和发展趋势的一种研究工具。20世纪80年代以来，生态经济学研究者意识到过去建立的单学科模型的局限性，开始注意整合生态系统和经济系统的模型进行研究。由于纯粹的经济模型很难充分解释现实世界的经济行为，纯粹的生态模型在预测和解释人类活动对生态系统的影响上也存在明显的不足，因此为了增强对人类活动和生态过程之间关系的理解，更好地理解生态服务在社会、经济发展中的作用，必须建立整合的生态经济模型。但是我们必须注意的是，生态经济模型的设计和使用的最大价值不是为了预测，而是为了展现对经济与生态关系的基本理解和评价。

2.10.2　构建生态经济模型的主要方法

按照模型的结构特点，生态经济模型一般可分为两种形式:一种是建立生态要素与经济要素完全融合的单一模型;另一种是建立由相互联系的子模型组成的系统。前一种形式可以将生态学和经济学的已有知识以系统内在一致的方式联结起来，但是实现起来比较困难;而后一种方法则是将生态模型和经济模型耦合在一个模型框架中。目前已经有多种方法被用来建立生态经济整合模型，如系统动力学方法、线性规划、非线性动态优化模型、特尔斐法、情景分析法、多目标决策支持系统、博弈论、行为论、投入产出计量经济模型、景观生态模型、热力学第二定律模拟等方法。在模型研究中，各种方法并不是截然分开的，大多数生态经济整合模型是由一系列生态的、经济的模块组成，其中模拟模型和优化模型占很大比例(高群，2003)。

2.10.3　国外生态经济整合模型的研究进展

国外关于生态经济模型的研究涉及范围很广，涵盖了从整个生态系统的管理和区域生命支撑系统的可持续性到自然资源和环境服务的可持续使用等(高群，2003)。

(1)基于生态经济系统内在反馈关系的模型研究

生态经济学认为经济系统是生态系统的一个亚系统，这为生态-经济整合分析和建模指明了方向，许多模型将系统的生态要素作为经济优化的约束集合。如van den Bergh和Nijkamp(1991)从综合的角度，而不是单一的过程、单一的变量来观察生态经济整合，试图从动态模型观点阐明生态可持续的经济发展概念，认为对生态系统和经济系统之间的相互作用和反馈机制的研究至关重要。Woodwell(1998)运用系统动力学模型阐明经济增长和资源损耗之间的反馈关系，研究了经济产出、人力资本、人造资本、可更新自然资本、不可更新自然资本和技术进步率之间的关系。Collados和Duane(1999)描述了自然资本和基本生活条件之间的关系模型，认为大多数的区域发展途径都是不可持续的。Portela和Rademacher(2001)建立了一个动态系统模型，包括森林采伐、土地利用/覆盖、生态系统服务和生态系统价值4个模块，来说明不同的土地利用方式是如何降低巴西亚马逊河所提供的生态系统服务价值的。Wils(2001)建立了3种技术革新类型对不可更新自然资源使用与价格的影响的模拟模型。Janssen和de Vries(1998)建立了经济-能源-气候多因子动态系统模型，从3个不同视角观察真实世界。这些模型的建立为我们理解生态经济系统的复杂性和反馈机制提供了帮助。

(2)区域尺度的生态经济模型研究

Costanza等人多年来从事区域尺度的生态经济模型研究，建立了美国马里兰州帕特克胜特流域的生态经济模型，从景观生态学角度出发，采用系统动力学方法模拟流域周围土地利用格局的变化以及区域社会经济活动背景下的自然变化，在研究自然系统服务和功能的时空分配和与人类社会相关的流域周围的土地利用和人口分布的同时，分析了生态和经济因子的交互变化对流域周围的景观格局演替的影响(Costanza et al，1993; Voinov et al，1999)。Eder和Narodoslawsky(1999)建立了投入产出模型来分析区域经济的生态可持续性，评价由整个区域或个人的产业或其他活动所引起的环境压力。Turne等(2000)提出了整合的湿地研究框架，联合经济价值、整合模型、风险承担分析和多标准评价，为可持续和福利优化的湿地管理与政策的制定提供了新的视角。

(3)资源、环境管理的生态经济模型

与农业、渔业、林业等资源与环境的管理与利用相关的整合模型是生态经济模型研究中非常重要的一个内容。如Grasso(1998)等运用动态优化模型和模拟模型建立了海岸红树林生态系统中森林和渔业生产之间关系的生态经济模型。李哈滨等建立了景观评价模型，从经济和生态两个视角评价木材生产对野生生物栖息地管理的影响，模拟在不同的管理情景下森林的动态变化(Li et al，2000)。van den Belt等(1998)建立了评价巴塔格尼亚海岸带生态与经济相互联系的管理规划模型，预测了渔业在未来40年内的价值变化，提出旅游在未来将超过渔业的价值。Zander和K－chele(1999)设计了包含农民、社会、经济以及生态等多目标的农业生态系统管理决策模型，该模型的核心是一个多目标线性规划模型，关注自然保育、环境保护与农业生产之间的关系，能够模拟政治和经济条件对农业土地利用方式决策的影响，以及在区域尺度上生产技术的经济和生态目标之间的平衡。Kaufmann(2001)提出的气候变化与粮食生产的跨学科模型，能够反映气候、经济政策和技术、人口变量对谷物生产的影响。

总的来说，国外生态经济模型研究的内容，从对微观区域的详细模拟到对农业、资源、土地利用等中观系统的应用性模型，再到涉及整个宏观生态经济系统的概念性模型，充分体现了生态经济学研究的跨学科、多视角的特性。但是生态经济模型的研究尚处于起步阶段，很多研究还存在明显的不足，比如经验和政策的研究与遥感和地理信息系统技术的结合，经济模块与生态模块的结合等方面还比较薄弱，需要今后进一步加强。

2.10.4　国内生态经济模型的研究概况

近几年，国内在生态经济模型上也开展了一些研究，主要集中在区域(流域)可持续发展和资源管理(农业、水资源等)方面。钱翌等(2001)在对北疆绿洲-荒漠过渡带草地开发优化生态经济模型的研究中，运用了线性规划方法，确定了草畜优化配置的肉类生产模式，并用系统动力学方法对农-草-畜系统进行了动态仿真。肖玉等(2001)以生态示范区为研究对象，应用系统动力学模型，模拟不同经济增长情景下，固定资产投资率对生态系统及环境质量产生的影响。苏志勇等(2002)以黑河流域中游为例，提出了研究水资源承载力的多目标模型和纳入生态价值模块的途径和方法，从价值量的角度对流域生态系统和经济系统进行了初步的耦合研究，并根据模型的优化分析结果，分析了未来20年黑河流域张掖地区的水资源承载力。林年丰等(2004)以吉林西部平原的长岭县为例，应用生态经济学、反馈控制理论和系统动力学原理建立了农业生态经济系统的系统动力学模型，并进行了仿真模拟研究，通过对农业生态经济系统中的变量进行调控，进行建设方案优化。方创琳和鲍超(2004)以系统动力学模型为依据，根据黑河流域生态系统、生产系统和生活系统相互作用形成的水-生态-经济协调发展的耦合关系建立模型，通过动态模拟和综合调试，从众多实验方案中选择了经济效益和生态环境效益都比较显著，同时兼顾了经济发展目标和生态环境保护目标的水-生态-经济协调型发展方案。虽然单纯从经济发展或生态保护角度分析，该方案不是最好的方案，但从流域可持续发展和建设流域生态经济带的角度分析，却是一个最优化的方案。

总的来说，国内关于生态经济模型的研究在深度和广度上和国外还有很大差距，特别是在处理生态和经济的耦合关系时，通常仅考虑几个与经济问题关联密切的环境变量的变化趋势，缺乏对生态变化的机理和过程的深入理解。