基于系统动力学的生态与科技政策效果研究

李懿程 余淑秀 万欣 胡睿 黄垒 贺晶晶

摘 要：随着十堰市县域经济不断向高质量发展，产业生态和经济之间的协调需求日益增加，这不仅关系到十堰市自身的创新发展，还牵动着“南水北调”“汉江经济带”的发展质量。本文以十堰市县域生态与科技政策为研究对象，采用系统动力学方法，构建十堰市县域产业生态经济系统模型，对生态与科技政策效果进行模拟仿真，并据此提出对策建议。

关键词：系统动力学;生态与科技;政策效果;县域经济

1 绪论

创新发展低碳、绿色经济，实现生态经济系统的协调发展是全世界认同的理念。十堰市各县市区正处在创新发展上升突破时期，但同时面临着由此产生的环境资源限制问题。怎样在寻求经济高速发展的同时，平衡好经济发展和生态保护之间的关系，实现经济发展和生态保护双重目标，是十堰市县域经济高质量发展必须解决的首要问题。

十堰市各县市区产业发展程度和发展方向上都有所不同，如竹山、竹溪、郧西县地处比较偏远，产业发展程度上与其他县市区相比有所落后，而丹江口市作为南水北调中线工程的水源区则要着重保护丹江口水库的水质安全，产业发展偏向于轻污染或者无污染，房县拥有知名的特色旅游景点和特产，旅游业发展较有优势，郧阳区由于2014年撤县改区，产业发展也有了长足的进步。虽然十堰市各县市区产业发展目前有所起色，但是仍然处于一个较低的水平。自2018年国家发改委发布《汉江生态经济带发展规划》，十堰市各县市区作为汉江生态经济带上的一环，实施了一系列创新政策，包括经济、资源、环境、科技政策，迎来了新一轮的产业发展机遇。本文的研究目的是结合十堰市各县市区产业生态经济的发展情况，构建产业生态经济系统的系统动力学模型，对生态与科技政策的实施效果进行模拟仿真，为十堰市县域经济高质量发展驶进快车道提出符合自身条件的政策优化建议。

2 构建基于系统动力学的生态经济政策仿真模型

系统动力学建模是通过绘制系统流图，描绘各子系统之间的联系，将所需研究的抽象问题通过图形具象化，进而进行分析的方法。因此，采用系统动力学方法建模的过程需要遵循一定的步骤。首先必须要明确构建该模型要解决的是什么问题，也就是为什么要建模，其次才是建模和模拟过程。在本文中，主要是为了解决现阶段地区生态经济发展如何通过政策优化的手段来实现地区产业生态经济系统的高水平协调發展。

本文的建模目的是产业生态经济系统的政策仿真问题。产业生态经济系统是一个集中研究系统内部结构和政策作用关系，具有复杂结构的开放系统。将产业生态经济系统的自然地理边界确定为产业生态经济系统模型的边界，以某区域的产业系统作为产业生态经济系统模型的焦点，探究该区域经济价值和生态价值高水平协调发展的问题。区域产业系统各个产业之间的生态、经济联系，以及利用物质、信息等其他相关资源产生生态、经济价值的运行过程是该模型的模拟重点。不难看出，社会、产业、环境等各类要素均在产业生态经济系统所涉及要素的范围内。

经济政策子系统在产业生态经济系统中是最关键的一个，更是体现政策创新含义的核心子系统。对于产业生态经济系统来说，经济创新发展乃是整个系统的最上层目标。经济的创新发展，受到多方面的影响，比如，要素配置、政策等。模型选取的状态变量为十堰市各县市区的GDP总量、第一产业产值、第二产业产值、第三产业产值、农作物产量、旅游收入、规模以上工业增加值等。

资源政策子系统是研究资源在经济发展与生态保护之间发挥功能的子系统。根据能源的消耗情况和能源结构的升级趋势，在资源子系统中，创新能源政策可以减少能源损耗、缓解生态压力。状态变量为能源消耗总量、能源需求量、能源消耗年增量、能源消耗程度、工业能源消耗程度等。

环境政策子系统的承载力和废弃物处理能力是产业生态经济系统创新发展的基础与保障。其内容与目的是，在适当的范围内，通过进一步提高企业的排污成本，制定新的排污标准，敦促企业减少污染物排放，优化环境质量。在环境子系统中，考虑到污染物对环境的影响程度、排放量的数量级别，选取二氧化硫排放量，工业废气排放量，氮氧化合物排放量，工业烟粉尘排放量等。

3 十堰市县域经济生态与科技政策实施效果预测——以丹江口市为例

本文选取南水北调中线工程水源区丹江口市为例，进行产业生态经济系统政策效果仿真分析。根据构建的产业生态经济系统动力学模型，进行实验设计（见下表）。科技支持力度和绿化率增长以年度平均增长率为对照组，在此基础上设计实验组。通过模型的历史检验后，运用Vensim软件进行政策效果模拟仿真，运行结果见图2。

根据产业生态经济系统政策创新系统动力学模型的模拟结果可知：生态与科技政策同时实施、分别实施后，丹江口市农作物产出产值均有明显增加。单一政策实施效果比较发现，生态政策效果更加明显，说明绿化率的增长将十分有利于农作物产出增加，退耕还林还草政策的生态和经济目标均能有效达成。经济系统与生态系统是统一不可分割的，经济对生态环境具有高度的依赖性，经济、科技政策带来的新动能，以提高环境质量为核心，加强生态修复与补偿，持续提高生态环境的系统化、科学化、法制化、信息化管理水平，不仅能够推动经济发展，还能够实现经济与生态协调发展。

4 对策建议

研究表明，深入推进生态、科技政策实施，将有利于十堰县域经济快速、持续发展和生态环境持续改善。据此，提出如下对策建议：

第一，大力促进生态、科技研究深度融合。充分结合十堰市县域产业经济结构，把产业生态经济系统绿色化作为十堰市县域经济创新、转型的基本出发点，构建权责分明，层次清晰，可靠健全的创新生态保护体系。

第二，建立循序渐进、可持续的能源政策。收集十堰市县域能源政策实施与改革情况，统筹兼顾各地有差别的能源使用情况，积极推进因地制宜的能源税费改革，逐步扩大资源税计征范围。实地调查各县域的高耗能，高污染企业，实施行之有效的环保奖惩制度，完善节能减排的税收政策，建立一套科学完整的绿色税收体系。

第三，构造科学、可靠和充满活力的区域产业政策创新体系。依据宏观调控、改革深化、防范风险这三个创新发展目标，以“稳增长、促改革、调结构、优生态”为选取原则，以国家创新驱动发展战略政策体系中的关键指标为基础，结合十堰各地区目前出台的相关政策，构建可靠有效的地区产业政策创新体系。

参考文献：

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资助项目：湖北省教育厅人文社科一般项目“区域高质量发展导向的战略性新兴产业差异化政策效果动态研究——以汉江生态经济带为例（20Y110）”;大学生创新训练项目“汉江生态经济带高质量发展背景下十堰市县域生态经济平衡水平及影响因素调查研究（DC2019091）”

*通讯作者：余淑秀，博士，湖北汽车工业学院副教授，研究方向：产业经济。