京津冀地区资源-环境-经济协调发展模式探究

戴铁军，安佰超，王婉君

(北京工业大学经济管理学院，北京 100124)

京津冀地区作为中国北方经济的核心区，区域内部资源消耗量大、环境污染严重、发展不平衡等问题日益突出。2000—2014年间生态足迹总量、能源消耗总量分别增长了110.6%和165.5%[1]。京津冀地区碳排放量约为全国的1/5，是我国乃至世界上碳排放量最大的都市圈之一[2]。2016年京津冀地区空气质量平均超标天数比例为43.2%，且冬季空气质量指数频频“爆表”[3]。京津冀地区成为人与自然关系最为紧张、资源环境超载矛盾最为严重、生态联防联治要求最为迫切的区域之一[1]。以高消耗和高排放催生的经济增长是不可持续的，京津冀3地所处的发展阶段不同，通过优势互补、协同发展可实现经济增长与资源环境协调发展。在京津冀地区资源环境问题日益严峻的时代背景下，探寻京津冀地区资源-环境-经济协调发展路径具有迫切的现实意义。

对京津冀地区资源方面的研究主要集中在能源、水资源和土地资源等方面：如能源消费量与GDP，人口和城镇化率等社会经济指标的关系[2-5]，水资源开发利用的时空特征[6]，京津冀地区土地生态效率[7]。针对环境方面的研究主要集中在大气污染物排放、碳排放、碳足迹等方面：如外商直接投资对京津冀地区二氧化硫排放的影响[8]，京津冀地区大气颗粒物的时空分布、化学特征及来源[9]，PM2.5的减排实效与影响因素[10]，城乡居民消费直接和间接碳排放量及其主要影响因素[11]，产业转移对能源消费碳排放强度的影响[12]，并从碳足迹的角度展开相关研究[13-15]。上述研究只限于某一种资源或污染物，针对性较强，但是并不能反映京津冀地区整体的资源环境压力。另有一部分研究通过建立指标体系或从物质代谢的角度全面考察京津冀地区资源环境压力：如选取多种资源环境指标建立资源环境承载能力评价指标体系[16-17]；运用生态足迹、能值分析、物质流分析等方法全面考察京津冀地区的资源环境压力[1，18-21]。但是这些研究多是针对资源环境问题现状的分析，未能将资源环境指标与社会经济要素建立定量关系，因此只能定性分析京津冀资源-环境-经济协调发展模式，不能提供定量的解决方案。笔者力求将众多的资源环境压力指标与社会经济要素指标确立定量关系，全面考察京津冀地区资源环境压力并定量分析资源-环境-经济协调发展模式。

从物质代谢的角度可以全面考察社会经济发展对资源环境造成的压力。物质流分析方法可以全面核算进入经济系统的资源量和由经济系统排放的废弃物量，从而衡量经济系统的资源环境压力。物质流分析框架下的资源环境指标由多种资源环境要素构成，这些要素与社会经济要素之间存在复杂的关系，构成了一个复杂的系统。系统动力学以反馈控制理论为基础，以计算机模拟技术为手段，是研究复杂经济系统、生态环境系统和产业生态系统等的理论方法，能定量描述区域经济发展对生态环境的影响。该文将物质流分析方法和系统动力学结合，构建资源-环境-经济系统动力学模型，将京津冀地区的资源环境与社会经济要素之间建立定量关系，以期为相关政策的制定提供更加科学合理的指导。另外，在方法应用上已有学者将系统动力学与能值分析[20]和生态足迹[22]方法结合进行研究，但是鲜有将系统动力学与物质流分析法结合开展研究的报道，该研究在方法应用上具有一定的创新性。

1 研究方法及模型构建

1.1 物质流分析框架及数据来源

经济系统物质流分析法(EW-MFA)可以全面核算进入经济系统的资源量和由经济系统排放的废弃物量，从而衡量经济系统的资源环境压力。依据欧盟和经济合作组织(OECD)的物质流分析框架(图1)[23]，物质流分为直接物质流和隐藏流。直接物质流指直接流经经济系统的物质，这些物质直接参与了社会生产活动，主要包括物质输入、消耗和输出。直接物质输入(DMI)包括本地开采的物质和外地调入物质，本地开采物质包括生物质、化石燃料、金属和非金属，外地调入物质包括原材料、半成品和成品。这些物质进入经济系统后一部分留在经济系统，称为净存量；一部分调出到其他地区；其余部分作为废弃物排放到环境中，称为本地过程排放(DPO)。DPO包括水体污染物、大气污染物、固体废弃物和耗散性物质。DMI和DPO是物质流分析中最重要的2个指标，分别代表各地区的资源压力和环境压力。DMI和DPO的数据来源及数据处理参照文献[24]。

图1 经济系统物质流分析法(EW-MFA)基本核算框架

产业结构和科技投资数据来自各省(市)年鉴，科技投资用1990年为基期的GDP平减指数进行处理，科技投资存量折旧率为15%[25]。环保投资数据和工业固体废弃物综合利用率来自《中国环境年鉴》，环保投资用1992年为基期的固定资产投资价格指数进行处理，环保投资存量折旧率为5%[26]。城镇化率来自各省(市)年鉴和《新中国六十年统计资料汇编》。GDP按1990年不变价计算。笔者以1992—2015年的数据为基础，定量分析各驱动因素与DMI和DPO之间的关系，探寻京津冀地区资源-环境-经济协调发展路径。

1.2 系统动力学模型构建及发展模式设定

1.2.1因果反馈分析

经济系统的运转带动了资源系统和环境系统的运行，资源系统为经济系统的发展提供物质条件，对经济系统起基础支撑作用，环境系统具有一定的自净能力，消纳经济系统排放的废弃物，对经济系统起承载作用。每个系统的运行不仅取决于其内部结构，也取决于与其他系统之间的联系，各系统的变动情况可反馈至其他系统。各系统之间相互促进、相互制约，共同实现系统的整体功能。在定性分析各系统因果关系的基础上建立因果反馈流程图(图2)。

“+”表示正反馈，“-”表示负反馈。

主要的反馈关系有经济系统与资源环境系统之间：一方面，随着经济发展、人口增多、城镇化推进，资源消耗(包括本地开采资源和调入资源)和废弃物排放逐渐增多，资源环境压力增大，制约了经济的健康发展。另一方面，随着经济的发展，科技投入和环保投资会逐渐增加，钢铁、火电等产业中落后产能被逐渐淘汰，产业结构被调整，废弃物的回收利用率逐渐提高，降低了经济系统对资源环境造成的压力，保证经济的持续健康发展。

1.2.2资源-环境-经济系统动力学模型结构

借助Vensim PLE软件绘制出资源-环境-经济系统动力学模型(图3)。资源系统涉及的变量主要包括DMI、DMI变化量、资源产出率、工业固废利用量、工业固废利用率、物质投入量(DMI+工业固废利用量)。环境系统涉及的变量主要包括DPO、DPO变化量、环境效率、污染物产生量、污染物处理量、单位产值污染物产生量、人均生活垃圾产生量、污染治理投资存量、污染治理投资量、污染治理投资折旧量、单位投资污染物处理量、污染治理投资占比。经济系统涉及的变量主要包括GDP、GDP增长量、GDP增长率、人口、人口增长量、人口增长率、产业占比、工业产值、第一产业产值、城镇化率、人均GDP、科技投资占比、科技投资存量、科技投资量、科技投资折旧。

DMI—直接物质输入，DPO—本地过程排放。

1.2.3参数确定

系统动力学表函数方程的优势在于解决复杂非线性相关的数据问题。为使数据更加贴合实际，大量运用表函数，如产业占比、城镇化率、GDP增长率、人口增长率、科技投资占比、污染治理投资占比、单位产值污染物产生量、单位环保投资污染物处理量等变量都是通过表函数输入。

物质投入量与人口、人均GDP、产业占比、城镇化率、科技投资存量的关系是借助STIRPAT函数[27]，通过非线性回归得到。构建的表达式为

Z=K×Pa1×Aa2×Ya3×Ea4×Sa5×Ca6×Ta7。

(1)

式(1)中，Z为物质投入量，万t；K为常数；P为人口数，万人；A为经济发展水平，以人均GDP计量，元·人-1；Y、E、S分别为第一产业占比、第二产业占比和第三产业占比，%；C为城镇化率，%；T为科技投资存量，万元。a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7为弹性系数，表示当P、A、Y、E、S、C、T每变化1%时，分别引起Z的a1%、a2%、a3%、a4%、a5%、a6%、a7%变化。

应用SPSS 20.0软件的非线性回归功能求解各因素的弹性系数。各因素的弹性系数及拟合优度见表1。各地人口、人均GDP和城镇化率对于物质投入量的影响均基本呈正向作用，只有北京人口因素呈负向作用，但其弹性系数的绝对值远小于人均GDP和城镇化率的弹性系数。北京人口弹性系数为负的原因可能是人口、人均GDP和城镇化率之间存在共线性，人口因素包含的信息会通过人均GDP和城镇化率表现出来，同时北京人口弹性系数较小，对模拟结果影响较小，因此忽略北京市人口弹性系数为负对研究结果的影响。从3地产业占比弹性系数来看，第二产业占比弹性系数最大，说明第二产业对于物质投入的驱动作用强于第一产业和第三产业。3地科技投资存量弹性系数均为负值，说明增加科技投入可以相对减少物质投入。上述各驱动因素对物质投入的驱动作用与现实情况基本相符，并且方程拟合优度均在0.9以上，说明通过非线性回归得到的物质投入量与各驱动因素的关系具有较高的可信性。另外需要说明的是，由于DMI变化量、DPO变化量方程的输入使用了延迟函数，延迟时间为1 a，因此模拟值输出时间延迟1 a，但不影响模拟输出值的大小，笔者以实际输出时间为标准做了调整。

选取DMI、DPO、GDP和人口4个变量进行模型检验。各地GDP和人口模拟值与实际值的误差均在1%以内。DMI和DPO误差见表2。模拟值与实际值误差基本在10%以内，模型拟合度较好，可以作为模拟与预测的依据。

表1 各因素弹性系数及拟合优度

Table 1 Factor elasticity coefficient and goodness of fit

地区常数项弹性系数人口人均GDP一产占比二产占比三产占比城镇化率科技投资存量拟合优度(R2)北京1.833×10-11-0.1470.6500.0582.0331.623.614-0.0150.945天津9.697×10-171.1631.4550.3813.6511.860.932-0.3450.996河北8.558×10-163.7060.5920.1331.914-0.390.864-0.2410.988

表2 京津冀DMI和DPO模拟值与实际值误差

Table 2 The error between the simulation value and the actual value of DMI and DPO %

年份北京天津河北DMIDPODMIDPODMIDPO199200000019944.080-6.23-1.05-0.54-1.6319962.230.053.60-0.67-2.706.2219989.27-0.9610.07-0.253.849.0920001.610.180.180.36-0.068.412002-3.740.21-5.921.58-3.145.6220042.424.542.772.43-2.217.2120060.741.18-2.500.96-4.523.4120088.91-1.586.561.0110.372.782010-5.10-1.84-6.020.85-5.143.7220124.560.654.960.39-2.894.5320146.262.020.291.146.698.6420151.901.200.651.231.13-7.36

DMI为直接物质输入，DPO为本地过程排放。

1.2.4发展模式设定

(1)惯性模式(模式1)：维持各地区现有状态，模型中各参数不变。

(2)经济加速发展模式(模式2)：经济加速发展往往伴随着人口的快速增加和城镇化的加速推进，因此经济加速发展模式下将京津冀各地GDP增长率和人口增长率在2015年基础上提高30%作为以后每年的GDP增长率和人口增长率。按照2005—2015年城镇化率年均增长率推算，2030年京津冀城镇化率分别为90.82%、93.94%、71.79%。发达国家大城市城镇化率一般为90%以上，根据《城市蓝皮书：中国城市发展报告No.8》，2030年中国城镇化率将达到70%左右，因此北京和河北城镇化率预测结果较为可信。天津高达93.94%，与实际情况不符，主要原因是2005—2013年天津城镇化率推进速度较快，2013年之后推进速度放缓，因此按照2013—2015年天津城镇化率年均增长率推算，2030年天津城镇化率为85.79%。经济加速发展模式下2030年3地城镇化率取值均比预测值高5%，京津冀分别为95.82%、90.79%和76.79%。

(3)资源环境保护模式(模式3)：资源环境保护模式将以资源节约和环境保护为主要任务，社会经济的发展速度会适当放缓。因此，京津冀各地GDP增长率、人口增长率在2015年基础上降低30%作为以后每年的GDP增长率和人口增长率，城镇化率一直维持在2015年水平。3地工业污染治理投资占比、生活污染治理投资占比和科技投资占比在现有基础上均提高50%。2015年京津冀3地工业固废利用率分别为82.7%、98%和56.3%，可见北京和河北还有一定的提高空间。北京市工业固废利用率提高至95%，河北省工业固废产生量大，综合利用率低，短时间内利用率达到90%以上比较困难，因此取80%，天津市工业固废综合利用率维持在2015年水平。

(4)协调发展模式(模式4)：协调发展模式下，既要保持社会经济的发展速度，又要兼顾资源节约与环境保护。3地GDP增长率均维持在现有水平。考虑到北京市严控人口规模，会有部分人口转移，因此北京市人口增长率与资源环境保护模式一致。天津虽然没有严控人口规模，但是由于人口密度也较高，因此人口增长率与惯性模式一致，不作调整。河北省要承接一部分转移人口，因此人口增长率与经济加速发展模式一致。2030年京津冀城镇化率预测值分别为90.82%、85.79%、71.79%。3地产业结构继续优化调整，京津冀第三产业占比按照2010—2015年第三产业占比年均增长率来计算，2030年第三产业占比分别为92.3%、70.8%和55.97%，东京和纽约第三产业占比基本维持在90%左右，因此，2030年北京市第三产业占比取值为90%，津冀两地分别取70.8%和55.97%。3地工业污染治理投资占比、生活污染治理投资占比、科技投资占比和工业固废综合利用率与资源环境保护模式一致。

各地不同模式下各变量参数如表3所示。

表3 不同发展模式下各地变量参数

Table 3 Parameters in different development models

模式地区GDP增长率人口增长率2030年城镇化率污染治理投资占比工业生活科技投资占比2030年产业结构占比一产二产三产固废利用率1北京0.0690.0090.865 00.0460.9020.0640.6019.7079.700.827天津0.0930.0200.826 40.1340.1740.0341.3046.5052.200.980河北0.0680.0060.513 30.3270.1170.01311.5448.2740.190.5632北京0.0900.0110.958 20.0460.9020.0640.6019.7079.700.827天津0.1210.0260.907 90.1340.1740.0341.3046.5052.200.980河北0.0880.0070.767 90.3270.1170.01311.5448.2740.190.5633北京0.0480.0060.865 00.0691.3530.0960.6019.7079.700.950天津0.0650.0140.826 40.2010.2620.0511.3046.5052.200.980河北0.0480.0040.513 30.4910.1760.01911.5448.2740.1900.8004北京0.0690.0060.908 20.0691.3530.0960.5009.5090.000.950天津0.0930.0200.857 90.2010.2620.0511.00028.2070.800.980河北0.0680.0070.717 90.4910.1760.01910.00034.0355.970.800

模式1为惯性模式，模式2 为经济加速发展模式，模式3为资源环境保护模式，模式4为协调发展模式。

1.3 协调发展度模型构建

为进一步探究不同发展模式下3地资源-环境-经济的协调发展状况，参照文献[28]中表1的系统评价指标体系，通过协调发展度模型测度不同发展模式下3地之间协调发展状况。

采用直线型无量纲化方法[29]对数据进行处理。指标权重的确定采用熵权法。在此基础上求得北京市第i年资源、环境、经济系统发展指数分别为EBri、EBei、EBvi，天津市第i年资源、环境、经济系统发展指数分别为ETri、ETei、ETvi，河北第i年资源、环境、经济系统发展指数分别为EHri、EHei、EHvi。北京市复合系统发展指数EBi为

EBi=α1×EBri+α2×EBei+α3×EBvi。

(2)

式(2)中，α1=α2=α3=1/3 。

同理可得天津市和河北省复合系统发展指数ETi、EHi。3地复合系统协调发展度值参考党晶晶等[30]提出的协调发展度测度模型。

2 结果与分析

2.1 京津冀经济发展和资源环境压力现状

1992—2015年京津冀各地生产总值与第三产业占比如图4所示。京津冀3地生产总值均大幅提高，2015年京津冀生产总值分别是1992年的10.18倍、18.33倍和11.55倍。但是3地产业结构调整情况差异较大。北京市第三产业占比不断提高，2015年达79.7%，比1992年提高35.2%。天津市第三产业占比整体呈上升趋势，2015年为52.2%，比1992年提高16.3%。河北省产业结构调整并不明显，“三高一低”产业长期主导河北经济，2015年第三产业占比为40.19%，仅比1992年提高5.14%。因此，河北省急需优化经济结构，实现经济社会的可持续发展。

图4 1992—2015年京津冀地区GDP与产业结构

1992—2015年京津冀各地DMI与DPO如图5所示。北京市和河北省DMI分别在2010年和2011年达到峰值24 928.28万和229 830.5万t，DPO分别在2012年和2013年达到峰值16 983.3万和94 553.13万t。2010年国务院发布《国务院关于进一步加强淘汰落后产能工作的通知》，以电力、煤炭、钢铁、水泥等行业为重点，按期淘汰落后产能。淘汰落后产能政策持续发力，京冀两地DMI和DPO在达到峰值后出现下降趋势，河北作为钢铁水泥生产大省，落后产能较多，淘汰落后产能对于减少其资源投入和废物排放作用较明显。天津DMI和DPO虽未出现下降趋势，但上升趋势分别从2013年和2012年开始放缓。

图5 1992—2015年京津冀地区直接物质输入(DMI)与本地过程排放(DPO)

2.2 模拟仿真结果

由表4可知，4种发展模式下各地GDP均呈持续增加的趋势。2030年经济加速发展模式下京津冀GDP分别是2015年的3.62、5.54和3.56倍。由于协调发展模式与惯性模式的GDP增长率一致，因此这2种模式下GDP模拟值相同，2030年京津冀地区GDP分别是2015年的2.72、3.8和2.68倍。资源环境保护模式下GDP增长率低于其他3种模式，该模式下GDP增长量最小，2030年京津冀GDP分别是2015年的2.03、2.58和2倍。

表4 京津冀不同发展模式下GDP模拟值

Table 4 Simulation values of GDP under different development models in Beijing-Tianjin-Hebei Region 1011元

年份北京天津河北模式1模式2模式3模式4模式1模式2模式3模式4模式1模式2模式3模式420156.26.26.26.26.76.76.76.713.313.313.313.320177.17.46.97.18.18.57.78.115.215.714.615.220198.18.87.58.19.610.78.79.617.318.616.017.320219.310.48.39.311.513.49.911.519.722.117.619.7202310.612.49.110.613.716.811.213.722.526.219.322.5202512.214.79.912.216.421.112.716.425.731.021.225.7202713.917.510.913.919.626.514.419.629.336.723.229.3202915.920.712.115.923.433.416.323.433.443.525.533.4203016.922.612.716.925.637.417.425.635.647.326.735.6

模式1为惯性模式，模式2 为经济加速发展模式，模式3为资源环境保护模式，模式4为协调发展模式。

由表5和表6可知，协调发展模式在保持较高社会经济发展速度的同时资源投入量均少于其他3种模式，与加速发展模式相比，2030年京津冀地区资源投入量分别减少80.14%、88.60%和71.17%。协调发展模式下废物排放量也仅高于资源环境保护模式，与加速发展模式相比，2030年京津冀地区废物排放量分别减少27.49%、35.17%和50.68%。可见协调发展模式既保持了经济的发展速度，又实现了资源投入和废物排放的减量化，可以实现3地资源环境与经济的协调发展。但是，协调发展模式对于3地资源投入和废物排放的调控效果存在差异。协调发展模式下，北京2030年DMI比2015年减少43.21%，天津减少28.44%，河北减少15.53%。废物排放方面，协调发展模式下北京废物排放量上升趋势逐渐放缓，天津未出现明显放缓趋势，河北开始出现小幅下降之后又逐渐上升，且上升趋势逐渐加强。出现这些差异的原因主要是3地处于不同的发展阶段，北京市高消耗高排放的第二产业占比已经较低，城镇化率已经达到较高水平，科技投入和环保投资远远多于天津和河北。因此，在协调发展模式中，通过进一步调节相关参数，北京比较容易实现物质投入和废物排放的减量化。天津和河北所处的发展阶段不及北京，尤其是河北处于城镇化持续快速推进阶段，而城镇化的推进会给资源环境带来较大压力[31-32]，同时津冀两地环保、科技投资与北京相比更是相差甚远，因此津冀两地协调发展模式下的调控效果不如北京。

表5 京津冀不同发展模式下直接物质输入(DMI)模拟值

Table 5 Simulation values of DMI in different development models in Beijing-Tianjin-Hebei Region 107t

年份北京天津河北模式1模式2模式3模式4模式1模式2模式3模式4模式1模式2模式3模式4201520.91 20.91 20.91 20.91 35.32 35.32 35.32 35.32 199.0 199.0 199.0 199.0 201722.40 24.06 21.80 20.32 41.21 44.70 35.74 33.93 208.2 228.2 182.8 180.1 201924.01 27.70 22.88 19.64 48.71 56.92 38.36 33.72 220.7 263.5 183.4 176.3 202125.75 31.87 24.04 18.73 57.98 72.71 42.24 33.60 235.7 304.8 187.8 175.0 202327.63 36.66 25.27 17.60 69.29 93.04 47.13 33.13 252.7 352.7 194.6 174.4 202529.66 42.17 26.58 16.23 82.99 119.16 53.00 32.01 271.7 407.9 202.9 173.6 202731.86 48.49 27.98 14.63 99.53 152.69 59.86 30.05 292.5 471.1 212.3 172.2 202934.23 55.74 29.46 12.84 119.47 195.72 67.80 27.12 315.1 543.3 222.8 169.8 203035.49 59.76 30.24 11.87 130.93 221.60 72.22 25.27 327.1 583.1 228.3 168.1

模式1为惯性模式，模式2 为经济加速发展模式，模式3为资源环境保护模式，模式4为协调发展模式。

模式4下，北京和天津的模拟数据出现DPO大于DMI的情形。分析原因如下：(1)DPO中包含建筑废弃物排放。由于北京和天津城镇化率已经达到较高水平，大量的物质资源已经转化为建筑存量。未来新建建筑会逐渐减少，而建筑拆除量会逐渐增加，并且新建建筑会使用再生资源，导致DMI小于DPO 。(2)能源消费导致的碳排放也会使DPO大于DMI，因为能源物质主要是碳元素，燃烧时会结合空气中的氧生成二氧化碳，DMI核算中没有统计氧气的耗用量，DPO核算中包含了二氧化碳，也会导致DPO大于DMI。

表6 京津冀不同发展模式下本地过程排放(DPO)模拟值

Table 6 Simulation values of DPO in different development models in Beijing-Tianjin-Hebei Region 107t

年份北京天津河北模式1模式2模式3模式4模式1模式2模式3模式4模式1模式2模式3模式4201516.83 16.83 16.83 16.83 17.70 17.70 17.70 17.70 83.2 83.2 83.2 83.2 201717.44 18.11 16.43 17.06 19.71 20.73 18.58 19.53 85.5 89.9 64.6 67.9 201918.07 19.49 16.16 17.43 21.90 24.22 19.47 21.53 90.8 100.4 57.9 64.3 202118.67 20.91 15.93 17.84 24.26 28.22 20.36 23.67 99.5 115.3 55.2 64.9 202319.21 22.33 15.69 18.24 26.76 32.75 21.21 25.95 112.0 135.4 56.6 69.9 202519.64 23.68 15.43 18.59 29.38 37.83 22.01 28.31 128.6 161.8 62.1 79.8 202719.90 24.88 15.11 18.85 32.07 43.43 22.70 30.70 149.9 195.7 71.9 95.1 202919.94 25.80 14.72 18.96 34.73 49.49 23.24 33.04 176.6 238.6 86.2 116.7 203019.84 26.12 14.48 18.94 36.02 52.66 23.44 34.16 192.3 264.0 95.2 130.2

模式1为惯性模式，模式2 为经济加速发展模式，模式3为资源环境保护模式，模式4为协调发展模式。

2.3 不同发展模式下3地协调发展演化分析

4种模式在2015年的发展状态是一样的，因此4种模式下各年份协调发展度相对2015年的变动情况反映了3地是否向更加协调的方向演化。由图6可知,惯性模式下2015—2026年协调发展度由0.805提高到0.863，之后呈小幅下降趋势，2030年降为0.854，相比2015年提高0.049。

模式1—惯性模式，模式2 —经济加速发展模式， 模式3—资源环境保护模式，模式4—协调发展模式。

经济加速发展模式下，社会经济快速发展，但对资源环境造成较大压力，3地资源-环境-经济向不协调方向演化，协调发展度呈先升后降的趋势，2015—2020年由0.827提高到0.832，之后下降趋势比较明显，2030年降为0.762，相比2015年低0.065。资源环境保护模式下协调发展度由0.773提高到0.943，相比2015年提高0.170。协调发展模式下，协调发展度由0.652提高到0.963，相比2015年提高0.311。资源环境保护模式调低了经济、人口的增长速度，并且没有考虑城镇化的进一步推进，可以说是牺牲社会经济发展换取资源环境保护的一种发展模式。协调发展模式是一种社会经济发展与资源环境保护共赢的发展模式，其协调发展度值提高幅度高于资源环境保护模式，可以认为其协调发展演化趋势在4种模式中是最优的。

3 结论

将物质流分析方法和系统动力学结合，构建资源-环境-经济系统动力学模型，并将所建模型应用于京津冀地区，以探寻该地区资源环境与经济协调发展路径。研究结果表明，2010年之后淘汰落后产能政策持续发力，京冀两地DMI和DPO在达到峰值后出现下降趋势，天津DMI和DPO虽未出现下降趋势，但上升趋势分别从2013年和2012年开始放缓。淘汰落后产能政策对于减少物质投入和废物排放具有重要作用，因此3地要积极落实《部分产能严重过剩行业产能置换实施办法》等相关政策。另外，河北省作为北京产业转移的承接地，在化解过剩产能时必须置身于京津冀一体化的大环境中去规划，加强与京津在管理、技术方面的交流，建立深度合作机制。

协调发展模式既保持了经济的发展速度，又实现了资源投入和废物排放的减量化，与其他3种模式相比协调发展度值提高幅度最大，该模式可以实现3地资源-环境-经济的协调发展。为实现协调发展目标，建议从以下几方面着手：(1)以北京市非首都功能疏解为契机，津冀两地依据自身定位，做好产业承接工作，通过产业转移与承接促进3地产业结构优化升级；(2)产业转移势必伴随着人员流动，河北省可通过户籍制度改革，放宽落户限制等措施吸引人才、留住人才。另外要注意，河北省处于城镇化持续快速推进阶段，虽然现阶段物质投入和废物排放量出现下降趋势，但未来仍将面临较大的资源环境压力，因此河北省要走新型城镇化道路，推动形成绿色低碳的生产生活方式和城市建设运营模式；(3)加强生态环境保护和治理，联防联控环境污染，建立生态补偿长效机制，大力发展循环经济，逐步提高废弃物的资源化比例。

该研究仅设置4种发展模式，通过对比确定协调发展模式为相对最优模式。今后研究中可通过调整GDP增长率、人口增长率、城镇化率、污染治理投资、科技投资占比、工业固废综合利用率等参数设置更多种模式，探寻京津冀资源-环境-经济协调发展路径，为相关政策的制定提供理论依据。