可持续发展视角下新农村建设的系统分析

李 阳

(南京农业大学工学院,江苏南京 210031)

可持续发展视角下新农村建设的系统分析

李 阳

(南京农业大学工学院,江苏南京 210031)

我国社会主义新农村建设刚起步,新农村建设的宏伟蓝图是一项系统工程,它也必须走可持续发展战略道路。本文基于系统工程的角度,立足于新农村建设实际,将我国新农村建设系统分为经济、社会、资源、环境四子系统,重点探讨系统发展水平、系统发展趋势以及系统发展协调度等可持续发展方面问题。

新农村建设;可持续发展;发展水平;发展趋势;发展协调度

1 新农村建设的内涵与系统特征

1.1 新农村建设的科学内涵

就目前而言,学术界对“新农村建设”一词的具体含义尚未达成共识,给出一个让人普遍接受的定义尚十分困难。本文引用《中国新农村建设报告(2006)》中关于社会主义新农村建设的定义:“在新的时代背景下具有新内涵、新风貌的农村,与传统农村和计划经济时代农村相比,其基本特点有五新:‘新居住环境、新技术环境、新体制环境、新分工环境和新居民主体’”。

社会主义新农村建设是包含经济建设、政治建设、文化建设、社会建设四位一体的综合概念,其目标要求是:生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主[1]。社会主义新农村建设不仅要改变农村的空间结构形态,而且要通过探索试验来调整农村的生产和生活方式,进一步深化农村经济社会制度改革,促进物质文明和精神文明建设[2]。

1.2 新农村建设的系统特征

目前研究社会经济系统最常用的方法有投入产出、目标规划、经济计量和系统动力学建模等,前三种方法都是以线性代数为基础,解决不了技术变化和投入产出中的时滞问题[3]。

可持续发展系统是一个具有动态性、高度复杂性、不确定性、非线性的开放复杂巨系统,它具有动力系统的基本特征。社会主义新农村作为一个区域性系统,当然也具有系统的一切特征,它的发展同样是动态、不确定性、非线性、复杂的。因此,从系统学的角度分析可持续发展视角下的新农村建设是可行的。本文就主要从系统学的角度对社会主义新农村建设中的可持续发展问题进行探讨。

2 新农村建设可持续发展系统的指标体系构建

本文借鉴环境问题科学委员会(SCOPE)与联合国环境规划署(UNEP)合作提出的一套高度综合的可持续发展指标体系。该指标体系的指标数量很少,研究经济—社会—环境三子系统,它的理论出发点:研究人类活动与环境之间的相互作用强度。但三系统不能很好的反映可持续发展模式下社会主义新农村建设的子系统,一些指标具体到新农村建设中适用性也不够强。基于此,本文结合新农村建设相关要求和具体目标,拟建立服务于新农村建设可持续发展的指标体系结构(见表1)。

表1 适用于新农村建设系统可持续发展的指标体系结构

3 新农村建设系统的数学描述

3.1 四面体模型

本文将新农村建设的巨系统分为经济—社会—资源—环境四子系统去研究,提出可持续发展系统的四面体模型(见图1)。数学模型如下:

图1 可持续发展系统的四面体结构模型

其中,S为巨系统;s1,s2,s3,s4分别为四个子系统,是关于时间t的函数;V为四面体体积,用向量混合积求之;F,fi为非线性函数。

四面体模型的性质:

(1)四面体四个顶点分别代表新农村建设可持续发展巨系统的四个子系统;其两两相连(四面体的边)代表两子系统的互相作用,这样四个子系统就产生了六对(六条边)作用力;四面体任一顶点均有三条边与其相连,代表任一子系统都受其他三个子系统的影响和制约,说明系统具有非线性、高度复杂性特征。

(2)四面体任一顶点的缺失,四面体空间结构将不复存在,代表任一子系统的缺失会导致整个巨系统的解体和崩溃,说明系统具有完整性。

(3)四面体的特殊形式——正四面体,具有优美的几何性质,代表此时系统处于有序状态,这就是可持续发展所追求的目标;系统的结构决定形同的功能,这一系统科学的基本原理在此很好的体现。

(4)四面体向正四面体转变,代表系统有无序状态转变为有序状态或者从一种有序状态转变到另一种有序度更高的状态的过程,这即是对自组织理论的解释。而有序是相对的,无序是绝对的。

(5)四面体结构的变化源自于六条边的作用力变化,代表系统也是不断发展变化的,说明系统具有动态性,静止时相对的,运动是绝对的。

(6)四面体体积大小可以代表系统在某一时刻状态值(系统的大小)。

四面体模型既可以反映系统状态量,又可以描述系统变化量,能够反映新农村建设的可持续发展系统相关性质,因此可以认为系统四面体模型的建立是合理的。

3.2 微分方程模型

四面体模型从几何学的角度对系统做了描述,为进一步分析系统状态及发展变化,对系统做出更全面的描述,建立微分方程模型。

而由公式(1)、(2)不难推出是时间的函数,即:

假设系统状态变化为连续变化,即S(t)函数连续,取Δt→0,由(4)、(5)、(6)可得系统状态变化的微分方程:

系统是否发展可以用(6)式衡量,ΔS＞0证明系统是在向前发展的,ΔS＜0证明系统在倒退。巨系统和子系统的发展速率和发展潜能可以用(7)式衡量。

可持续发展问题包括发展问题、持续问题、协调问题[8],下面就这三问题、四个子系统对可持续发展模式下新农村建设系统进行分别分析。

4 新农村建设系统的发展水平评价

对于可持续发展水平的评价问题,笔者翻阅了大量资料,发现目前的研究方法基本上是赋权合成模型:从影响系统可持续发展的因素出发,对各种影响因子进行赋权来构造可持续发展目标的评价指标体系,即

以上两式,X为可持续发展水平综合评价值;xi为无量纲化后评价指标值;wi为评价指标xi的权数。

赋权合成模型有其突出的优点,邱东教授说:“为了对被评价事物得出一个全面的整体性的评价,需要把反映该事物各方面的指标综合在一起。在综合时,由于事物本身发展的不平衡性,有的指标在综合水平形成中的作用应该大些,有的则应该小些。这就需要加权处理”[5]。但可持续发展综合指标与各个单项统计指标之间的关系未必是连续的和简单的线性关系,可能在不同的发展阶段有不同的权重,权系数本身可能是一个变量,或者说它在不同的域内有不同的取值[6]。

关于赋权方法的选取,东北财经大学宋旭光博士在《可持续发展测度方法的系统分析》一文中认为:“层次分析法特别适合用于复杂结构指标体系的权数确定,是为可持续发展量体裁衣的权数确定方法”[7]。基于此,本文采用层次分析法对可持续发展模式下新农村建设的系统发展水平进行评价。

5 新农村建设系统的发展趋势预测

5.1 系统阻滞增长模型

Logistic增长曲线是一条型曲线,能够很好的反映事物发展变化规律,在众多领域均有应用,具有强大的生命力。由于地球资源环境有限,任何系统的发展也不可能无限增长,这一理论在《增长的极限》经典之作中有详细论述。新农村建设系统同样遵循事物发展变化规律,于是用

上式,X(t)为系统可持续发展水平与时间的函数关系;r为系统固有增长率(或内禀增长率);N为自然资源和环境条件下系统最高发展水平(简称环境容量)。

模型的解为:

5.2 灰色GM(1,1)模型

灰色系统理论是以灰色系统为研究对象,主要通过对“部分”已知信息的生成、开发,提取有价值的信息,实现对系统运行行为、演化规律的正确描述和有效监控。我国社会主义新农村建设刚起步,经验少,可以借鉴的亦不多,“摸着石头过河”,新农村建设试点工程正式基于此。从这种意义上说,可持续发展模式下的新农村建设系统是一种灰色系统,一种“小样本、贫信息、不确定系统”。本文建立比较常用的灰色G M(1,1)模型,就可持续发展的趋势作出预测。

设非负原始序列:

其中x(0)(i)表示时间为i时,系统的可持续发展水平高低(可以通过历史数据计算给出),i=1,2,…n对X(0)作一次累加,生成新数列:

通过历史时间序列的可持续发展数据,用GM(1,1)模型可以生成新的数据列,对未来系统发展状况进行预测,对系统发展潜能作出评价。对预测模型的精度检验方法一般有残差检验、后检验差检验、关联度检验等,本文采用残差检验,求真实值与预测值的绝对误差q(k):

则(15)式的矩阵方程形式为:

参向量φ可用最小二乘估计,得:

还原到原始数据得:

6 新农村建设系统的发展协调度评价

很多学者研究系统协调发展理论方法各异,比如协调发展系统运动模型法、综合指数法、区间值判断法、功效系数评价法、坐标系法、“三效益”法[10]等,各有优劣。本文从新的视角,大胆构建可持续发展系统协调度模型,亦或对实践有指导意义。

图2 四子系统内部作用机制

设Hi(t)表示子系统si在t时刻的发展速度,si(t)表示子系统si在t时刻发展水平,则:

设H(t)为整个巨系统S在t时刻的发展速度,S(t)表示系统S在t时刻发展平,则:

引入正态分布概率密度函数,在这里也不妨称之为系统协调度概率密度函数,如下:

基于公式(22),在此基础上不妨对每一个子系统的协调度分别分析,记:

于是可以这样定义子系统si的协调度:

上式Ii(t)表示子系统si在t时刻的协调度,Ii(t)∈[0 1]

于是可以采用传统的赋权法对系统S的协调度求解:

(25)、(26)式中:I(t)表示t时刻系统S的协调度;wi表示子系统si的权系数。

6.2 基于模糊数学的系统协调度模型取柯西型隶属度函数:

之后可以采用(25)或者(26)式对系统S的协调度I(t)进行计算,不再累述。

(编辑:田 红)

[1]郝继明.建设新农村的内涵、动力及阻力探析[J].现代经济探讨,2006,(2):43.

[2]邓义明.社会主义新农村建设实证研究[D].四川:四川师范大学,2008:3-4.

[3]刘波,顾培亮,陆海波.从系统动力学角度研究海洋的可持续发展[J].天津大学学报,2004,6(3):31.

[4]宋旭光.可持续发展的测度方法的系统分析[D].辽宁:东北财经大学,2002:110-138.

[5]邱东.多指标综合评价方法的系统分析[M].北京:中国统计出版社,1991:218.

[6]周金峰.复杂城市系统分形结构及其发展模式[D].天津:天津大学,2007:10.

[7]王维国.协调发展的理论与方法研究[D].辽宁:东北财经大学,1998:17-158.

AbstractThe new rural reconstruction in our socialistic country just started,and the grand blueprintof the new rural reconstruction is a systematic project,which must follow the sustainable development path.Based on systematic project and the reality of the new rural reconstruction,the paper divides the new rural reconstruction system into four aspects,including economy,society,resources and environment,and focuses on the systematic level,the systematic trend aswell as the coordinated degree of the systematic development.

Key wordsnew rural reconstruction;sustainable development;level of development;trend of development;coordinated degree

The Systematic Analysis of New Rural Reconstruction under the Susta inable Development Pattern

L I Yang
(College of Engineering,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing Jiangsu 210031,China)

F320.3

A

1002-2104(2010)03专-0097-04

东北财经大学王维国博士对协调发展的定义:以实现人的全面发展为目的,通过区域内的人口、社会、经济、科技、环境、资源等六个系统及各系统内部各元素间的相互协作、相互配合和相互促进而形成的社会发展的良性循环态势[9]。协调发展研究的是系统内部的复杂关系,所以对可持续发展协调度的研究从来都是与可持续发展系统观研究结合在一起的,二者密不可分,因此有必要进一步对可持续发展模式下新农村建设系统的协调程度进行定量分析。特别要说明的是,正如前文建立的系统四面体模型,只考虑四个子系统情形,在此处也作同样考虑,它们之间内部作用见图2。

2009-09-28

李阳,本科生,主要研究方向为工业工程。