徐中民從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性課件

從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性徐中民黃茄莉程懷文中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所2009-11-28從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性徐中民黃茄莉程懷文1報告提綱一、引言二、從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性的方法三、甘肅省的實(shí)證分析四、展望報告提綱一、引言2

一引言一31.1國家核算體系演變的趨勢及特點(diǎn)一、引言1.1國家核算體系演變的趨勢及特點(diǎn)一、引言41.2福利與發(fā)展Esterlin的幸福悖論：0-1標(biāo)度的幸福測量與GDP盡管是基于流量統(tǒng)計的，但與初始存量存在很大的關(guān)系經(jīng)濟(jì)的增長不能刻畫幸福，那么幸?；蛏钯|(zhì)量與發(fā)展之間是什么關(guān)系呢？美國的幸福和人均GDP一、引言1.2福利與發(fā)展Esterlin的幸福悖論：0-1標(biāo)度5結(jié)構(gòu)性成分1.3如何測量發(fā)展？人文科學(xué)理論思考的一般范式剩余性范疇結(jié)構(gòu)性成分參照系一、引言結(jié)構(gòu)性成分1.3如何測量發(fā)展？人文科學(xué)理論思考的一般范式剩6

二從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性的方法二7(a)(b)系統(tǒng)演化的自催化過程系統(tǒng)的自催化過程提供更少的選擇路徑(更高效).系統(tǒng)選擇這些路徑是因?yàn)閮?nèi)部約束力作用的結(jié)果.（廣延效果和強(qiáng)度效果）關(guān)鍵的指標(biāo)平均相互約束(信息):無約束和有約束情況下系統(tǒng)不確定性的差表示.

上升性:反映系統(tǒng)的效率和有序性,是對平均相互約束的標(biāo)度.(效率)發(fā)展能力:評價系統(tǒng)本身的自由度(上升性變化的上限),是對多樣性公式的標(biāo)度.恢復(fù)力:流量結(jié)構(gòu)給定后停留在系統(tǒng)內(nèi)的不確定性,是停留在系統(tǒng)內(nèi)的恢復(fù)力(適應(yīng)能力).二、從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性的方法2.1Ulanowicz的上升性方法介紹(a)(b)系統(tǒng)演化的自催化過程系統(tǒng)的自催化過程提供更少的選8多樣性H,平均相互信息X，發(fā)展能力C，上升性A，恢復(fù)力量化系統(tǒng)可持續(xù)性的指標(biāo)RF稱為系統(tǒng)的適應(yīng)度，量化了系統(tǒng)進(jìn)化或自組織的潛力。其中a=A/C。量化單位流對系統(tǒng)可持續(xù)性的貢獻(xiàn)（1）（2）（3）二、從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性的方法2.2各關(guān)鍵指標(biāo)的數(shù)學(xué)表達(dá)多樣性H,平均相互信息X，發(fā)展能力C，上升性A，恢復(fù)力量化系9生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化軌跡（Holling，1986）二、從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性的方法2.3生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化軌跡二、從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性的方法生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化軌跡（Holling，1986）二、從系統(tǒng)的角度10多樣性和連通度可持續(xù)性效率更高恢復(fù)力更強(qiáng)100%活力區(qū)域最優(yōu)平衡走向脆弱走向停滯（多樣性和連通度太?。ㄐ侍停┛沙掷m(xù)性與上升性和恢復(fù)力之間的關(guān)系上升性冗余性二、從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性的方法2.4可持續(xù)性與上升性和恢復(fù)力之間的關(guān)系多樣性和連通度可持續(xù)性效率更高恢復(fù)力更強(qiáng)100%活力區(qū)域最優(yōu)11鏈接密度c功能數(shù)n生命窗口的幾何中心為最優(yōu)可持續(xù)點(diǎn)。此時，a=A/C=0.46。2.5確定生態(tài)系統(tǒng)中的最優(yōu)可持續(xù)性生命窗口，，二、從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性的方法鏈功能數(shù)n生命窗口的幾何中心為最優(yōu)可持續(xù)點(diǎn)。2.5確定生態(tài)12

三甘肅省的實(shí)證分析三13甘肅省2002年貨幣網(wǎng)絡(luò)流（109元）3.1經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)流量圖三、甘肅省的實(shí)證分析甘肅省2002年貨幣網(wǎng)絡(luò)流（109元）3.1經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的網(wǎng)14農(nóng)業(yè)工業(yè)建筑業(yè)貨運(yùn)郵電商業(yè)飲食其他行業(yè)最終使用農(nóng)業(yè)7.195.120.190.751.080.0024.41工業(yè)7.1465.9019.995.574.828.4077.71建筑業(yè)0.000.100.750.120.352.0535.34貨運(yùn)郵電0.633.761.411.582.965.074.47商業(yè)飲食0.804.271.721.141.462.6817.50其他行業(yè)0.344.930.821.224.566.1336.04流入1.4869.240.751.390.332.870.00增加值21.1636.2213.098.1014.0126.830.00表1甘肅省2002年的流量信息矩陣（單位：109元）19871992199519972002T1011元/年0.7011.432.744.165.66H比特4.2534.4174.3244.4104.413X比特0.4840.4230.3810.4090.527A1011元/年比特0.3390.6051.041.702.98C1011元/年比特2.986.3111.918.425.0

1011元/年比特2.645.7010.816.722.0a11.37%9.59%8.81%9.27%11.95%F0.4630.40.3720.3890.482R1011元/年0.3250.5721.0191.6182.723表2甘肅省1987-2002年上升性等指標(biāo)3.2計算上升性等指標(biāo)三、甘肅省的實(shí)證分析農(nóng)業(yè)7.195.120.190.751.080.0153.3評價甘肅省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)1987-2002年進(jìn)化階段系統(tǒng)演化軌跡甘肅省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)演化軌跡增長衰老發(fā)展成熟由上圖可見，甘肅省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)1987-2002年處于進(jìn)化的初級階段即增長階段。三、甘肅省的實(shí)證分析3.3評價甘肅省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)1987-2002年進(jìn)化階段系統(tǒng)演16多樣性和連通度可持續(xù)性效率更高恢復(fù)力更強(qiáng)100%活力區(qū)域最優(yōu)平衡走向脆弱走向停滯（多樣性和連通度太小）（效率太低）可持續(xù)性與上升性和恢復(fù)力之間的關(guān)系上升性冗余性3.4評價甘肅省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展情況由于a值均小于12%，可知系統(tǒng)位于最優(yōu)可持續(xù)點(diǎn)右邊，1987-1995年系統(tǒng)遠(yuǎn)離最優(yōu)可持續(xù)點(diǎn)，1996-2002年系統(tǒng)靠近最優(yōu)可持續(xù)點(diǎn)。演化軌跡如圖中紅線所示。三、甘肅省的實(shí)證分析多樣性和連通度可持續(xù)性效率更高恢復(fù)力更強(qiáng)100%活力區(qū)域最優(yōu)17農(nóng)業(yè)工業(yè)建筑業(yè)貨運(yùn)郵電商業(yè)飲食其他行業(yè)最終使用農(nóng)業(yè)1.12-1.25-3.74-1.09-1.09-9.540.80工業(yè)-0.800.250.57-0.33-1.00-0.990.43建筑業(yè)-15.66-6.49-1.89-3.52-2.58-0.951.30貨運(yùn)郵電-1.33-0.85-0.250.711.071.06-0.66商業(yè)飲食-1.49-1.16-0.46-0.20-0.36-0.270.68其他行業(yè)-3.33-1.70-2.18-0.840.440.110.92流入-1.801.42-2.71-1.09-3.47-1.320.00增加值1.210.010.570.730.981.120.00表3甘肅省2002年各類流對可持續(xù)性的貢獻(xiàn)3.5評價單位流對可持續(xù)性的貢獻(xiàn)三、甘肅省的實(shí)證分析此處計算中出現(xiàn)負(fù)值較多，主要是因?yàn)橹苯硬捎昧松鷳B(tài)系統(tǒng)最優(yōu)a值0.46，在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中應(yīng)對該值進(jìn)行調(diào)整。（目前還未求出經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的最優(yōu)a值，這里展示的目的主要是說明意思）農(nóng)業(yè)工業(yè)建筑業(yè)貨運(yùn)郵電商業(yè)飲食其他行業(yè)最終使用農(nóng)業(yè)1.1218甘肅省2002年單位流對可持續(xù)性的貢獻(xiàn)（見紅色字體）以運(yùn)輸郵電其他服務(wù)業(yè)為例，當(dāng)有1單位流從運(yùn)輸郵電流入其他服務(wù)業(yè)時，對可持續(xù)性的貢獻(xiàn)為1.06。要增加整個系統(tǒng)的效率，需要提高對高效率路徑的投入，同時降低或剪除對可持續(xù)性負(fù)面作用大的路徑。3.5評價單位流對可持續(xù)性的貢獻(xiàn)三、甘肅省的實(shí)證分析甘肅省2002年單位流對可持續(xù)性的貢獻(xiàn)（見紅色字體）以運(yùn)19

四展望四201.如何刻畫經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的生命窗口？2.應(yīng)對金融危機(jī)？是不是可以測量各省的恢復(fù)力，上升性來進(jìn)行比較，從恢復(fù)力的角度管理經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，進(jìn)而拓廣到其他系統(tǒng)。3.測量的關(guān)鍵指標(biāo)上升性、恢復(fù)力、發(fā)展能力等與幸福和生活質(zhì)量之間是個什么關(guān)系？四、展望1.如何刻畫經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的生命窗口？四、展望21終端利用技術(shù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)(3R)提高效益增加收入研究和開發(fā)技術(shù)進(jìn)步(Czech,2003)?多消耗4.循環(huán)經(jīng)濟(jì)是不是有點(diǎn)問題？它是一個正反饋結(jié)構(gòu)四、展望終端利用技術(shù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)(3R)提高效益增加收入研究和開發(fā)技術(shù)22謝謝

請批評指正謝謝

請批評指正23從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性徐中民黃茄莉程懷文中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所2009-11-28從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性徐中民黃茄莉程懷文24報告提綱一、引言二、從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性的方法三、甘肅省的實(shí)證分析四、展望報告提綱一、引言25

一引言一261.1國家核算體系演變的趨勢及特點(diǎn)一、引言1.1國家核算體系演變的趨勢及特點(diǎn)一、引言271.2福利與發(fā)展Esterlin的幸福悖論：0-1標(biāo)度的幸福測量與GDP盡管是基于流量統(tǒng)計的，但與初始存量存在很大的關(guān)系經(jīng)濟(jì)的增長不能刻畫幸福，那么幸福或生活質(zhì)量與發(fā)展之間是什么關(guān)系呢？美國的幸福和人均GDP一、引言1.2福利與發(fā)展Esterlin的幸福悖論：0-1標(biāo)度28結(jié)構(gòu)性成分1.3如何測量發(fā)展？人文科學(xué)理論思考的一般范式剩余性范疇結(jié)構(gòu)性成分參照系一、引言結(jié)構(gòu)性成分1.3如何測量發(fā)展？人文科學(xué)理論思考的一般范式剩29

二從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性的方法二30(a)(b)系統(tǒng)演化的自催化過程系統(tǒng)的自催化過程提供更少的選擇路徑(更高效).系統(tǒng)選擇這些路徑是因?yàn)閮?nèi)部約束力作用的結(jié)果.（廣延效果和強(qiáng)度效果）關(guān)鍵的指標(biāo)平均相互約束(信息):無約束和有約束情況下系統(tǒng)不確定性的差表示.

上升性:反映系統(tǒng)的效率和有序性,是對平均相互約束的標(biāo)度.(效率)發(fā)展能力:評價系統(tǒng)本身的自由度(上升性變化的上限),是對多樣性公式的標(biāo)度.恢復(fù)力:流量結(jié)構(gòu)給定后停留在系統(tǒng)內(nèi)的不確定性,是停留在系統(tǒng)內(nèi)的恢復(fù)力(適應(yīng)能力).二、從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性的方法2.1Ulanowicz的上升性方法介紹(a)(b)系統(tǒng)演化的自催化過程系統(tǒng)的自催化過程提供更少的選31多樣性H,平均相互信息X，發(fā)展能力C，上升性A，恢復(fù)力量化系統(tǒng)可持續(xù)性的指標(biāo)RF稱為系統(tǒng)的適應(yīng)度，量化了系統(tǒng)進(jìn)化或自組織的潛力。其中a=A/C。量化單位流對系統(tǒng)可持續(xù)性的貢獻(xiàn)（1）（2）（3）二、從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性的方法2.2各關(guān)鍵指標(biāo)的數(shù)學(xué)表達(dá)多樣性H,平均相互信息X，發(fā)展能力C，上升性A，恢復(fù)力量化系32生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化軌跡（Holling，1986）二、從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性的方法2.3生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化軌跡二、從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性的方法生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化軌跡（Holling，1986）二、從系統(tǒng)的角度33多樣性和連通度可持續(xù)性效率更高恢復(fù)力更強(qiáng)100%活力區(qū)域最優(yōu)平衡走向脆弱走向停滯（多樣性和連通度太小）（效率太低）可持續(xù)性與上升性和恢復(fù)力之間的關(guān)系上升性冗余性二、從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性的方法2.4可持續(xù)性與上升性和恢復(fù)力之間的關(guān)系多樣性和連通度可持續(xù)性效率更高恢復(fù)力更強(qiáng)100%活力區(qū)域最優(yōu)34鏈接密度c功能數(shù)n生命窗口的幾何中心為最優(yōu)可持續(xù)點(diǎn)。此時，a=A/C=0.46。2.5確定生態(tài)系統(tǒng)中的最優(yōu)可持續(xù)性生命窗口，，二、從系統(tǒng)的角度測量可持續(xù)性的方法鏈功能數(shù)n生命窗口的幾何中心為最優(yōu)可持續(xù)點(diǎn)。2.5確定生態(tài)35

三甘肅省的實(shí)證分析三36甘肅省2002年貨幣網(wǎng)絡(luò)流（109元）3.1經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)流量圖三、甘肅省的實(shí)證分析甘肅省2002年貨幣網(wǎng)絡(luò)流（109元）3.1經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的網(wǎng)37農(nóng)業(yè)工業(yè)建筑業(yè)貨運(yùn)郵電商業(yè)飲食其他行業(yè)最終使用農(nóng)業(yè)7.195.120.190.751.080.0024.41工業(yè)7.1465.9019.995.574.828.4077.71建筑業(yè)0.000.100.750.120.352.0535.34貨運(yùn)郵電0.633.761.411.582.965.074.47商業(yè)飲食0.804.271.721.141.462.6817.50其他行業(yè)0.344.930.821.224.566.1336.04流入1.4869.240.751.390.332.870.00增加值21.1636.2213.098.1014.0126.830.00表1甘肅省2002年的流量信息矩陣（單位：109元）19871992199519972002T1011元/年0.7011.432.744.165.66H比特4.2534.4174.3244.4104.413X比特0.4840.4230.3810.4090.527A1011元/年比特0.3390.6051.041.702.98C1011元/年比特2.986.3111.918.425.0

1011元/年比特2.645.7010.816.722.0a11.37%9.59%8.81%9.27%11.95%F0.4630.40.3720.3890.482R1011元/年0.3250.5721.0191.6182.723表2甘肅省1987-2002年上升性等指標(biāo)3.2計算上升性等指標(biāo)三、甘肅省的實(shí)證分析農(nóng)業(yè)7.195.120.190.751.080.0383.3評價甘肅省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)1987-2002年進(jìn)化階段系統(tǒng)演化軌跡甘肅省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)演化軌跡增長衰老發(fā)展成熟由上圖可見，甘肅省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)1987-2002年處于進(jìn)化的初級階段即增長階段。三、甘肅省的實(shí)證分析3.3評價甘肅省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)1987-2002年進(jìn)化階段系統(tǒng)演39多樣性和連通度可持續(xù)性效率更高恢復(fù)力更強(qiáng)100%活力區(qū)域最優(yōu)平衡走向脆弱走向停滯（多樣性和連通度太?。ㄐ侍停┛沙掷m(xù)性與上升性和恢復(fù)力之間的關(guān)系上升性冗余性3.4評價甘肅省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展情況由于a值均小于12%，可知系統(tǒng)位于最優(yōu)可持續(xù)點(diǎn)右邊，1987-1995年系統(tǒng)遠(yuǎn)離最優(yōu)可持續(xù)點(diǎn)，1996-2002年系統(tǒng)靠近最優(yōu)可持續(xù)點(diǎn)。演化軌跡如圖中紅線所示。三、甘肅省的實(shí)證分析多樣性和連通度可持續(xù)性效率更高恢復(fù)力更強(qiáng)100%活力區(qū)域最優(yōu)40農(nóng)業(yè)工業(yè)建筑業(yè)貨運(yùn)郵電商業(yè)飲食其他行業(yè)最終使用農(nóng)業(yè)1.12-1.25-3.74-1.09-1.09-9.540.80工業(yè)-0.800.250.57-0.33-1.00-0.990.43建筑業(yè)-15.66-6.49-1.89-3.52-2.58-0.951.30貨運(yùn)郵電-1.33-0.85-0.250.711.071.06-0.66商業(yè)飲食-1.49-1.16-0.46-0.20-0.36-0.270.68其他行業(yè)-3.33-1.70-2.18-0.840.440.110.92流