可持續發展視角下新農村建設的系統分析

李 陽

(南京農業大學工學院,江蘇南京 210031)

可持續發展視角下新農村建設的系統分析

李 陽

(南京農業大學工學院,江蘇南京 210031)

我國社會主義新農村建設剛起步,新農村建設的宏偉藍圖是一項系統工程,它也必須走可持續發展戰略道路。本文基于系統工程的角度,立足于新農村建設實際,將我國新農村建設系統分為經濟、社會、資源、環境四子系統,重點探討系統發展水平、系統發展趨勢以及系統發展協調度等可持續發展方面問題。

新農村建設;可持續發展;發展水平;發展趨勢;發展協調度

1 新農村建設的內涵與系統特征

1.1 新農村建設的科學內涵

就目前而言,學術界對“新農村建設”一詞的具體含義尚未達成共識,給出一個讓人普遍接受的定義尚十分困難。本文引用《中國新農村建設報告(2006)》中關于社會主義新農村建設的定義:“在新的時代背景下具有新內涵、新風貌的農村,與傳統農村和計劃經濟時代農村相比,其基本特點有五新:‘新居住環境、新技術環境、新體制環境、新分工環境和新居民主體’”。

社會主義新農村建設是包含經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設四位一體的綜合概念,其目標要求是:生產發展、生活寬裕、鄉風文明、村容整潔、管理民主[1]。社會主義新農村建設不僅要改變農村的空間結構形態,而且要通過探索試驗來調整農村的生產和生活方式,進一步深化農村經濟社會制度改革,促進物質文明和精神文明建設[2]。

1.2 新農村建設的系統特征

目前研究社會經濟系統最常用的方法有投入產出、目標規劃、經濟計量和系統動力學建模等,前三種方法都是以線性代數為基礎,解決不了技術變化和投入產出中的時滯問題[3]。

可持續發展系統是一個具有動態性、高度復雜性、不確定性、非線性的開放復雜巨系統,它具有動力系統的基本特征。社會主義新農村作為一個區域性系統,當然也具有系統的一切特征,它的發展同樣是動態、不確定性、非線性、復雜的。因此,從系統學的角度分析可持續發展視角下的新農村建設是可行的。本文就主要從系統學的角度對社會主義新農村建設中的可持續發展問題進行探討。

2 新農村建設可持續發展系統的指標體系構建

本文借鑒環境問題科學委員會(SCOPE)與聯合國環境規劃署(UNEP)合作提出的一套高度綜合的可持續發展指標體系。該指標體系的指標數量很少,研究經濟—社會—環境三子系統,它的理論出發點:研究人類活動與環境之間的相互作用強度。但三系統不能很好的反映可持續發展模式下社會主義新農村建設的子系統,一些指標具體到新農村建設中適用性也不夠強。基于此,本文結合新農村建設相關要求和具體目標,擬建立服務于新農村建設可持續發展的指標體系結構(見表1)。

表1 適用于新農村建設系統可持續發展的指標體系結構

3 新農村建設系統的數學描述

3.1 四面體模型

本文將新農村建設的巨系統分為經濟—社會—資源—環境四子系統去研究,提出可持續發展系統的四面體模型(見圖1)。數學模型如下:

圖1 可持續發展系統的四面體結構模型

其中,S為巨系統;s1,s2,s3,s4分別為四個子系統,是關于時間t的函數;V為四面體體積,用向量混合積求之;F,fi為非線性函數。

四面體模型的性質:

(1)四面體四個頂點分別代表新農村建設可持續發展巨系統的四個子系統;其兩兩相連(四面體的邊)代表兩子系統的互相作用,這樣四個子系統就產生了六對(六條邊)作用力;四面體任一頂點均有三條邊與其相連,代表任一子系統都受其他三個子系統的影響和制約,說明系統具有非線性、高度復雜性特征。

(2)四面體任一頂點的缺失,四面體空間結構將不復存在,代表任一子系統的缺失會導致整個巨系統的解體和崩潰,說明系統具有完整性。

(3)四面體的特殊形式——正四面體,具有優美的幾何性質,代表此時系統處于有序狀態,這就是可持續發展所追求的目標;系統的結構決定形同的功能,這一系統科學的基本原理在此很好的體現。

(4)四面體向正四面體轉變,代表系統有無序狀態轉變為有序狀態或者從一種有序狀態轉變到另一種有序度更高的狀態的過程,這即是對自組織理論的解釋。而有序是相對的,無序是絕對的。

(5)四面體結構的變化源自于六條邊的作用力變化,代表系統也是不斷發展變化的,說明系統具有動態性,靜止時相對的,運動是絕對的。

(6)四面體體積大小可以代表系統在某一時刻狀態值(系統的大小)。

四面體模型既可以反映系統狀態量,又可以描述系統變化量,能夠反映新農村建設的可持續發展系統相關性質,因此可以認為系統四面體模型的建立是合理的。

3.2 微分方程模型

四面體模型從幾何學的角度對系統做了描述,為進一步分析系統狀態及發展變化,對系統做出更全面的描述,建立微分方程模型。

而由公式(1)、(2)不難推出是時間的函數,即:

假設系統狀態變化為連續變化,即S(t)函數連續,取Δt→0,由(4)、(5)、(6)可得系統狀態變化的微分方程:

系統是否發展可以用(6)式衡量,ΔS＞0證明系統是在向前發展的,ΔS＜0證明系統在倒退。巨系統和子系統的發展速率和發展潛能可以用(7)式衡量。

可持續發展問題包括發展問題、持續問題、協調問題[8],下面就這三問題、四個子系統對可持續發展模式下新農村建設系統進行分別分析。

4 新農村建設系統的發展水平評價

對于可持續發展水平的評價問題,筆者翻閱了大量資料,發現目前的研究方法基本上是賦權合成模型:從影響系統可持續發展的因素出發,對各種影響因子進行賦權來構造可持續發展目標的評價指標體系,即

以上兩式,X為可持續發展水平綜合評價值;xi為無量綱化后評價指標值;wi為評價指標xi的權數。

賦權合成模型有其突出的優點,邱東教授說:“為了對被評價事物得出一個全面的整體性的評價,需要把反映該事物各方面的指標綜合在一起。在綜合時,由于事物本身發展的不平衡性,有的指標在綜合水平形成中的作用應該大些,有的則應該小些。這就需要加權處理”[5]。但可持續發展綜合指標與各個單項統計指標之間的關系未必是連續的和簡單的線性關系,可能在不同的發展階段有不同的權重,權系數本身可能是一個變量,或者說它在不同的域內有不同的取值[6]。

關于賦權方法的選取,東北財經大學宋旭光博士在《可持續發展測度方法的系統分析》一文中認為:“層次分析法特別適合用于復雜結構指標體系的權數確定,是為可持續發展量體裁衣的權數確定方法”[7]。基于此,本文采用層次分析法對可持續發展模式下新農村建設的系統發展水平進行評價。

5 新農村建設系統的發展趨勢預測

5.1 系統阻滯增長模型

Logistic增長曲線是一條型曲線,能夠很好的反映事物發展變化規律,在眾多領域均有應用,具有強大的生命力。由于地球資源環境有限,任何系統的發展也不可能無限增長,這一理論在《增長的極限》經典之作中有詳細論述。新農村建設系統同樣遵循事物發展變化規律,于是用

上式,X(t)為系統可持續發展水平與時間的函數關系;r為系統固有增長率(或內稟增長率);N為自然資源和環境條件下系統最高發展水平(簡稱環境容量)。

模型的解為:

5.2 灰色GM(1,1)模型

灰色系統理論是以灰色系統為研究對象,主要通過對“部分”已知信息的生成、開發,提取有價值的信息,實現對系統運行行為、演化規律的正確描述和有效監控。我國社會主義新農村建設剛起步,經驗少,可以借鑒的亦不多,“摸著石頭過河”,新農村建設試點工程正式基于此。從這種意義上說,可持續發展模式下的新農村建設系統是一種灰色系統,一種“小樣本、貧信息、不確定系統”。本文建立比較常用的灰色G M(1,1)模型,就可持續發展的趨勢作出預測。

設非負原始序列:

其中x(0)(i)表示時間為i時,系統的可持續發展水平高低(可以通過歷史數據計算給出),i=1,2,…n對X(0)作一次累加,生成新數列:

通過歷史時間序列的可持續發展數據,用GM(1,1)模型可以生成新的數據列,對未來系統發展狀況進行預測,對系統發展潛能作出評價。對預測模型的精度檢驗方法一般有殘差檢驗、后檢驗差檢驗、關聯度檢驗等,本文采用殘差檢驗,求真實值與預測值的絕對誤差q(k):

則(15)式的矩陣方程形式為:

參向量φ可用最小二乘估計,得:

還原到原始數據得:

6 新農村建設系統的發展協調度評價

很多學者研究系統協調發展理論方法各異,比如協調發展系統運動模型法、綜合指數法、區間值判斷法、功效系數評價法、坐標系法、“三效益”法[10]等,各有優劣。本文從新的視角,大膽構建可持續發展系統協調度模型,亦或對實踐有指導意義。

圖2 四子系統內部作用機制

設Hi(t)表示子系統si在t時刻的發展速度,si(t)表示子系統si在t時刻發展水平,則:

設H(t)為整個巨系統S在t時刻的發展速度,S(t)表示系統S在t時刻發展平,則:

引入正態分布概率密度函數,在這里也不妨稱之為系統協調度概率密度函數,如下:

基于公式(22),在此基礎上不妨對每一個子系統的協調度分別分析,記:

于是可以這樣定義子系統si的協調度:

上式Ii(t)表示子系統si在t時刻的協調度,Ii(t)∈[0 1]

于是可以采用傳統的賦權法對系統S的協調度求解:

(25)、(26)式中:I(t)表示t時刻系統S的協調度;wi表示子系統si的權系數。

6.2 基于模糊數學的系統協調度模型取柯西型隸屬度函數:

之后可以采用(25)或者(26)式對系統S的協調度I(t)進行計算,不再累述。

(編輯:田 紅)

[1]郝繼明.建設新農村的內涵、動力及阻力探析[J].現代經濟探討,2006,(2):43.

[2]鄧義明.社會主義新農村建設實證研究[D].四川:四川師范大學,2008:3-4.

[3]劉波,顧培亮,陸海波.從系統動力學角度研究海洋的可持續發展[J].天津大學學報,2004,6(3):31.

[4]宋旭光.可持續發展的測度方法的系統分析[D].遼寧:東北財經大學,2002:110-138.

[5]邱東.多指標綜合評價方法的系統分析[M].北京:中國統計出版社,1991:218.

[6]周金峰.復雜城市系統分形結構及其發展模式[D].天津:天津大學,2007:10.

[7]王維國.協調發展的理論與方法研究[D].遼寧:東北財經大學,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專-0097-04

東北財經大學王維國博士對協調發展的定義:以實現人的全面發展為目的,通過區域內的人口、社會、經濟、科技、環境、資源等六個系統及各系統內部各元素間的相互協作、相互配合和相互促進而形成的社會發展的良性循環態勢[9]。協調發展研究的是系統內部的復雜關系,所以對可持續發展協調度的研究從來都是與可持續發展系統觀研究結合在一起的,二者密不可分,因此有必要進一步對可持續發展模式下新農村建設系統的協調程度進行定量分析。特別要說明的是,正如前文建立的系統四面體模型,只考慮四個子系統情形,在此處也作同樣考慮,它們之間內部作用見圖2。

2009-09-28

李陽,本科生,主要研究方向為工業工程。