賈海鋒,李 森,楊燕平,劉岳雄,劉 艷
(云南省生態環境科學研究院,云南 昆明 650034)
黨的“十九大”報告提出,中國經濟已由高速度發展轉向高質量發展階段。高質量發展是經濟社會發展更高階段的必然選擇,既是發展觀念的轉變,也是發展路徑的轉型,經濟社會發展將由數量和規模向質量和效益轉變,如何推動高質量發展是當前中國經濟社會發展面臨的核心議題。資源環境作為經濟社會發展的硬約束,是關乎區域高質量發展的關鍵因素,決定區域發展路徑和發展水平。長久以來,我國大部分區域基本延續了傳統工業文明依靠要素投入的粗放發展路徑,經濟社會發展對資源環境因素考慮不足,各要素資源非均衡配置導致了系統結構失衡且未能凸顯自然資源的稀缺性和環境容量的有限性,進而制約了高質量發展[1]。
圍繞高質量發展,國內學者從不同角度開展了相關研究,主要涉及高質量發展評價指標體系構建、測度及發展路徑研究。
高質量發展評價指標體系構建、測度研究方面,李夢欣等[2]從創新發展、協調發展、綠色發展、開放發展、共享發展五個維度構建了42個基礎指標對中國高質量發展進行評價,認為中國高質量發展表現為空間上的不協調和不平等,在時間上的不充分和不均衡,主要原因是系統內部結構失衡[3]。魏敏、方大春、孫豪等[4-7]分別構建了高質量發展水平測度體系并對中國省際高質量發展進行實證,發現東中西部經濟高質量發展水平綜合指數差異巨大,空間上總體表現為東高、中平、西低的分布格局,認為高質量發展與經濟發展水平之間并不存在必然關系,各省均可通過改善經濟發展過程和彌補短板提高發展質量。高質量發展路徑研究方面,當前研究熱點主要聚焦黃河流域和長江經濟帶[8],吳學榕等[9]運用結構方程模型研究了長江經濟帶建設云南綠色發展的影響因素,發現綠色治理與經濟規模的相關性較大,環境壓力與經濟結構的關聯最大,認為綠色產業是高質量發展根本動力,經濟結構優化和生態效益提升是高質量發展根本保障。
綜上,相關學者對高質量發展評價指標體系、測度方法及發展路徑進行了研究,對推進高質量發展決策具有一定借鑒意義,但就準確測度和評價高質量發展尚未統一觀點,且未給出指導未來高質量發展的方法體系,未能將資源環境作為區域發展約束條件,忽視了“經濟—社會—資源—環境”復合系統是自組織耗散結構性質的高階次、多變量、多回路和強非線性的反饋系統[10],忽略了系統內部結構優化對高質量發展的累計貢獻。高質量發展應包括發展過程質量和發展結果質量兩個方面[11],發展結果的質量則是發展過程質量在時間上的累積和反饋,而發展過程質量的差異短期內集中體現在每一個五年規劃目標是否穩定達標。因此,探索基于“多規”達標約束的高質量發展路徑是西部“落后”區域實現跨越式發展的必然選擇。本文利用系統動力學原理和方法,構建“經濟—社會—資源—環境”復合系統仿真模型,以石林縣“多規”(政府部門相關規劃)規劃目標達標為政策窗口約束,探索石林縣高質量發展路徑,以期為區域高質量發展提供科學決策支撐。
石林彝族自治縣(簡稱石林縣)地處東經103°11′6″~103°41′5″,北緯24°30′12″~25°03′54″,位于云南省東部、昆明市東南部。轄區內巖溶發育[12],地下水系發達,大氣降水以地表徑流匯入地下暗河成為地下水,可利用水資源匱乏;區內石漠化土地占全縣總面積的12.29%,潛在石漠化土地面積占比達10.93%,土地資源匱乏。2019年,石林縣總人口為254781人,地區生產總值為115.36億元,三次產業結構為23.05∶17.84∶59.11。石林縣優勢主導產業為旅游業,旅游資源豐富,有石林國家級風景名勝區、石林世界地質公園、大疊水風景名勝區等。未來,隨著云南省全力打造世界一流“綠色能源”“綠色食品”和“健康生活目的地”三張牌全面推進,作為中國首批國家全域旅游示范區之一,石林縣經濟社會發展與資源環境約束趨緊的矛盾將進一步凸顯,探索以最小資源環境成本獲取最優經濟社會發展效益的發展路徑將是石林縣推動高質量發展所面臨的重大挑戰。
系統動力學(System Dynamics,SD)是集系統論、信息論、控制論、計算機仿真于一體的研究復雜社會經濟系統的定量方法,是研究系統結構、功能與行為、系統反饋動態關系的科學工具[13-15],可動態分析不同發展情景下經濟、社會、資源、環境各子系統要素間的變化,能夠對系統行為和發展趨勢進行很好的預測,被廣泛應用于復雜系統研究[16-18]。
本文以2011—2019年石林縣統計年鑒、土地變更數據、環統數據等常規統計數據為基礎,輔以昆明市水資源公報等數據,基于PSR(Pressure-State-Response)概念模型,初步構建經濟社會發展統計指標體系,采用PCA主成分分析對所選指標數據進行降維處理和因子分析,確定4個主成分,累積方差貢獻率為94.53%,最終確定總人口、人口自然增長率、城鎮化率、GDP等14個關鍵特征指標(見表1)作為表征石林縣“經濟—社會—資源—環境”復合系統的水平變量和輔助變量。

表1 石林縣“經濟—社會—資源—環境”復合系統特征指標表
系統動力學方法建模較傳統數學模型(線性規劃、計量經濟學、投入產出模型)更能充分反映系統的非線性結構和動態變化趨勢,且模型著眼于系統整體最佳目標,而不是單純追求子系統的最佳目標。根據系統動力學SD模型構建需求,以石林縣關鍵特征指標為變量,利用Vensim DSS軟件構建石林縣“經濟—社會—資源—環境”復合系統動力學模型,見圖1。

圖1 石林縣“經濟—社會—資源—環境”復合系統動力學流圖
經濟子系統主要通過GDP、第一產業增加值、第二產業增加值、第三產業增加值等來反映。將GDP和二產比重作為經濟子系統的水平變量,GDP增長率和二產比重增長率作為速率變量,GDP增量和二產比重增量作為輔助變量,同時將GDP與社會、資源、環境子系統建立接口關系,用以表現經濟增長與人口、土地資源、水資源、林業資源、環境壓力間的動態制約關系。
社會子系統將總人口、城鎮化率作為社會子系統的水平變量,將人口增長率、城鎮化增長率作為速率變量,將人口增量、城鎮化率增量、農業人口、非農業人口、人口密度、人均林地面積、人均GDP、人均綜合用水量、人均水資源量、人均耕地面積等作為輔助變量,并與經濟、資源、環境三個子系統建立接口。
資源子系統以土地資源、水資源、林地資源為主要研究內容,將耕地面積、用水總量、林地面積、建設用地面積作為資源子系統的水平變量,將林地面積增長率、建設用地增長率、用水增長率、耕地面積減少率作為速率變量,林地面積增加量、森林覆蓋率、新增建設用地面積、單位GDP建設用地使用面積、用水增量、水資源利用率、萬元工業增加值用水量、萬元GDP用水量、耕地面積減少量、單位耕地面積農業產值等作為輔助變量,并與經濟、社會、環境子系統建立接口。
環境子系統以廢水、COD、NH3-N、SO2、NOX為主要研究內容,以單位GDP廢水排放量、單位GDP COD排放強度等作為輔助變量,與經濟、社會、資源子系統建立接口。
對圖1系統動力學流圖賦以方程并輸入水平變量和速率變量,利用原因樹、結果樹、反饋回路等系統結構分析功能,對石林縣“經濟—社會—資源—環境”復合系統模型結構、方程和量綱進行調試和修正,校驗結果表明,模型結構符合石林縣“經濟—社會—資源—環境”復合系統結構特征。
以石林縣2011—2019年總人口、城鎮化率、建設用地面積、耕地面積、用水總量、GDP、能源消費總量、三產比重作為系統水平變量,對系統歷史值和仿真值進行比對,由圖2可知,總人口、城鎮化率、建設用地面積、耕地面積、用水總量、GDP、能源消費總量、三產比重的仿真值和歷史值曲線基本重合,說明本研究構建的石林縣“經濟—社會—資源—環境”復合系統模型誤差較小,模型結構接近現實世界,可用于石林縣經濟社會發展仿真預測。

圖2 石林縣2011—2019年水平變量歷史值和仿真值對比圖
通過對系統速率變量取不同值進行組合,可將石林縣經濟社會發展路徑分為六種,即經濟優先、資源集約、環境優先、協調發展、現狀發展、規劃發展路徑,其中:經濟優先路徑以追求GDP快速增長為目的,不惜犧牲資源環境為代價;資源集約路徑,旨在提升資源集約利用效率;環境優先路徑,旨在減少環境污染負荷,提升生態環境質量;協調發展路徑,旨在實現資源環境均衡利用;現狀發展路徑指延續近年來發展慣性;規劃發展路徑,即以“多規”規劃速率發展。不同情景下各速率變量組合見表2。

表2 不同情景下各速率變量組合
設置經濟優先、資源集約、環境優先、協調發展、現狀發展、規劃發展六種發展路徑,仿真預測2025年特征指標對應數值,以《石林彝族自治縣國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標綱要》《石林縣“十四五”高原特色現代農業發展規劃》《昆明市石林縣“十四五”水安全保障規劃》等“多規”規劃目標為政策窗口約束(見表3),判定篩選符合發展預期的高質量發展路徑。

表3 石林縣高質量發展路徑判定表
(1)經濟優先路徑按此路徑發展,到“十四五”末,石林縣人口規模可達26萬人以上;城鎮化率將高達63.79%,遠超《石林彝族自治縣國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標綱要》規劃目標(55%),顯然不符實際。GDP規模高達300.40億元,遠超規劃目標(164億元),但GDP需以17.30%保持高速增長,顯然,與當前經濟下行常態化趨勢不符;人均GDP將增加到112908元/人,超出“十四五”規劃目標(75930元/人)。“十四五”末,人均綜合用水量增加到675.06 m3/人,這與人民生活質量日益改善的預期一致,但用水總量將突破《昆明市石林縣“十四五”水安全保障規劃》水資源“三條紅線”用水總量控制目標(1.47億m3)。耕地面積將減少到51317 hm2,低于規劃目標值(耕地保有量5.50萬hm2);人均耕地面積將由2019年的0.22 hm2下降到0.19 hm2,降幅達13.64%,勢必影響人民生活保障供給,不利于高質量發展;耕地單位面積產值呈穩定增長趨勢,“十四五”末,耕地單位面積產值將提高到11.60萬元/hm2,達到《石林縣“十四五”高原特色現代農業發展規劃》規劃目標(6.07萬元/hm2),符合提高農業產值發展預期。林地面積將由2019年的85093.42 hm2降至81040.00 hm2,高于《石林彝族自治縣林業和草原發展“十四五”規劃》林地保有量77333.00 hm2,人均林地面積呈下降趨勢,這與“生態美縣”發展戰略相悖。污染物排放方面,“十四五”末,單位GDP 廢水排放量將達7842t/萬元,屬極端情況,顯然不符合排污實際;單位GDP NOX排放強度、單位GDP SO2排放強度均呈增長趨勢,這與當前污染防治攻堅戰目標和石林發展生態產業實際不符。按經濟優先路徑發展,“十四五”末,石林縣三產比重高達98.59%,屬極端情況,顯然不符合發展實際。
(2)資源集約路徑按此路徑發展,“十四五”末,石林縣人口規模也可達26萬人以上;城鎮化率將提高到54.96%,接近規劃目標(55%)。GDP規模達180.00億元,達到規劃目標(164億元),GDP增速須保持7.70%,符合發展預期和實際情況;人均GDP將增加到68129元/人,與規劃預期性目標(75930元/人)存在一定差距,但較基準年(2019年)增幅高達50%。“十四五”期間,人均綜合用水量繼續保持緩慢下降趨勢,這與石林縣近年來水資源供需矛盾現狀一致,“十四五”末,人均綜合用水量將下降到250.34 m3/人,低于水資源“三條紅線”控制目標。耕地面積將增加到59553 hm2,高于規劃目標(耕地保有量5.50萬hm2);人均耕地面積呈緩慢增長趨勢,有利于人民生活水平提高;耕地單位面積產值呈緩慢增長趨勢,“十四五”末為6.22萬元/hm2,高于規劃目標(6.07萬元/hm2)。“十四五”末,林地面積將減少到81040 hm2,高于規劃目標(林地保有量77333.00 hm2),人均林地面積也將逐年減少,這與“生態美縣”發展戰略不符。污染物排放方面,除單位GDP 廢水排放量呈逐年增加趨勢,單位GDP NOX排放強度、單位GDP SO2排放強度均呈緩慢下降趨勢,符合排污增長實際和污染防治攻堅戰污染物持續減少的目標。“十四五”末,三產比重將由2019年的59.1%增至76.91%,符合石林縣國家全域旅游示范區、國際知名旅游目的地和全省健康生活目的地的發展目標定位。
(3)環境優先路徑按此路徑發展,“十四五”期間,石林縣人口規模將持續穩定增長,末期可達26萬人以上;城鎮化率增至54.96%,和規劃目標(55%)相差不大;GDP規模雖有增加但累積增幅僅為1.77%,顯然不符合發展訴求和預期;末期,人均GDP將由2019年的45278元/人下降到44447元/人,這與人民生活水平不斷提高的訴求不符。人均綜合用水量在“十四五”末下降至250.34 m3/人,符合水資源“三條紅線”控制目標。耕地面積將增加至59553 hm2,高于規劃目標(耕地保有量5.50萬hm2);人均耕地面積呈緩慢增長趨勢,有利于保障糧食產品供給;耕地單位面積產值呈緩慢下降趨勢,這與石林縣現代特色農業基地發展定位預期不符。林地面積和人均林地呈逐年增加趨勢,“十四五”末規劃目標可達。污染物排放方面,單位GDP 廢水排放量由2019年的24.75t/萬元銳減至3.82t/萬元,顯然與石林縣“十四五”經濟規模持續增加污水排放量協同增長的趨勢不符;單位GDP NOX排放強度、單位GDP SO2排放強度均雖呈緩慢下降趨勢,但降幅(單位GDP NOX排放強度87.86%,單位GDP SO2排放強度99.84%)超過未來減排潛力,屬極端情況,與實際不符。三產比重達98.59%,顯然屬極端情況,與實際不符。
(4)協調發展路徑按此路徑發展,石林縣人口規模符合人口增長預期;城鎮化率達54.96%,與規劃目標(55%)相差無幾;GDP規模增至180.00億元,規劃目標可達標;作為預期性指標,“十四五”末人均GDP達68129元/人,雖與規劃目標存在一定差距,但與2019年相比,累積增幅高達50.47%,符合高質量發展預期。“十四五”末,人均綜合用水量為348.98 m3/人,低于556.30 m3/人上限要求,符合水資源“三條紅線”控制目標。城市化進程伴隨著土地利用結構調整和轉變[19],勢必存在一部分耕地向非農用地轉化,“十四五”期間,石林縣耕地面積持續呈緩慢下降趨勢,2025年為56095hm2,可達規劃目標(5.50萬hm2);人均耕地面積呈緩慢下降趨勢,這與耕地資源有限但石林人口逐年增加的現實相符;耕地單位面積產值呈緩慢增長趨勢,“十四五”末增至6.60萬元/hm2,高于規劃目標(6.07萬元/hm2)。林地面積呈緩慢增長趨勢,這與石林縣實施國土綠化行動導向一致,符合發展預期;因石林縣巖溶地貌發育,可造林土地面積有限,隨著人口增長,人均林地面積將呈現緩慢減少趨勢,符合石林縣情。污染物排放方面,單位GDP 廢水排放量呈緩慢上升趨勢,這與石林縣未來經濟規模不斷增加污染物協同增長的趨勢一致;單位GDP NOX排放強度、單位GDP SO2排放強度均呈緩慢下降趨勢,這與當前污染防治攻堅戰目標一致。三產比重將達76.91%,這與近年來石林縣發展戰略優化和產業結構調整目標一致,通過大力推進“全景石林、全域旅游”打造國際知名旅游目的地,三產比重將大幅提高,推動農產品專業化、特色化、綠色精深加工著力打造現代特色農業基地,一產比重將有所提升,又因石林縣工業基礎薄弱,二產占GDP比例逐年下降,“十四五”末,石林縣產業結構將演變為三一二結構。
(5)現狀發展路徑按此路徑發展,“十四五”期間,石林縣人口規模將繼續平穩增長;末期,城鎮化率增加到51.48%,與規劃目標(45%)相差3.52%;GDP達174.00億元,達到規劃目標預期,GDP增速為7.00%;人均GDP提升到65923元/人,低于規劃目標。人均綜合用水量呈緩慢下降趨勢,但不會突破水資源“三條紅線”總量控制目標。“十四五”末,耕地面積將銳減至51317 hm2,低于規劃耕地保有量(5.5萬hm2);人均耕地面積呈緩慢下降趨勢,符合發展實際;耕地單位面積產值呈緩慢增長趨勢,末期可達規劃目標,與發展預期相符。林地面積和人均林地面積呈逐年增長趨勢,2025年,林地面積達93928 hm2,遠高于規劃林地保有量(77333 hm2),符合“生態美縣”戰略發展預期。污染物排放方面,單位GDP 廢水排放量呈緩慢增長趨勢,這與“十四五”期間石林縣經濟社會發展趨勢一致;單位GDP NOX排放強度呈緩慢增長趨勢,這與污染防治攻堅戰污染物持續減少的目標相悖;單位GDP SO2排放強度均雖呈下降趨勢,但與2019年相比,2025年下降幅度高達99.89%,顯然不符實際。“十四五”末,石林縣三產比重將達98.59%,屬極端情況,不符合現實發展實際。
(6)規劃發展路徑按此路徑發展,“十四五”期間,石林縣人口規模保持平穩增長;末期,實際城鎮化率將達57.26%,達到規劃目標(55.00%);GDP(173.00億元)規模也可達規劃目標(164億元);人均GDP(65515元/人)雖與規劃目標存在一定差距,但保持持續穩定增長趨勢,這與人民生活水平日益提升的目標一致,符合高質量發展要求。人均綜合用水量呈緩慢增長趨勢,這與人民生活水平日益提高用水需求增加實際相符,“十四五”末,石林縣人均綜合用水量將提升到348.98 m3/人,且不突破水資源“三條紅線”用水總量控制目標。耕地面積有所減少,但高于耕地保有量規劃目標值(5.5萬hm2);人均耕地面積呈緩慢下降,這與耕地資源有限但人口規模逐年增加的現實相符;耕地單位面積產值呈緩慢增長,“十四五”末期增至6.47萬元/hm2,達到規劃目標。林地面積呈緩慢增長趨勢,“十四五”末期,林地面積增加到86068 hm2,遠高于規劃林地保有量;但人均林地面積呈緩慢下降趨勢,符合石林縣情。污染物排放方面,單位GDP 廢水排放量呈緩慢增加趨勢,單位GDP NOX排放強度、單位GDP SO2排放強度均呈緩慢下降趨勢,符合“十四五”發展實際和污染防治攻堅戰目標要求。“十四五”末,三產比重增加到76.91%,符合未來發展目標和實際趨勢。
(1)總人口、城鎮化率、GDP、人均GDP、人均綜合用水量、耕地面積、人均耕地面積、耕地單位面積產值、林地面積、人均林地面積、單位GDP廢水排放量、單位GDP NOX排放強度、單位GDP SO2排放強度、三產比重等14項特征指標可作為構建石林縣“經濟—社會—資源—環境”系統動力學模型的水平變量和輔助變量,本研究構建石林縣SD模型具有很好的模擬效果,能夠較好地模擬仿真研究區實際情況。
(2)高質量發展導向下,協調發展路徑為石林縣“多規”達標最優方案。以此模式發展,“十四五”末,石林縣可承載人口為264247人,城鎮化率將達54.96%,GDP規模將高達180.00億左右,經濟結構將穩定為三一二結構,資源利用效率穩步提升,產業轉型趨于環境友好,單位GDP NOX和SO2排放強度持續下降。“多規”規劃目標將穩定達標,經濟社會發展要素與土地資源、水資源等協調發展,資源環境約束趨緊壓力得到有效緩解。
(1)主動融入,推動高質量跨越式發展。當前,國家加快形成以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局,有利于釋放新的發展動能。石林縣應積極主動融入“長江經濟帶”國家戰略布局,承接發揮滇中城市群重要節點功能和昆明市城市功能拓展區定位,依托“高鐵效應”激發產業新活力,進一步優化完善國家全域旅游示范區功能,主動承接昆明中心城市功能外溢,積極推進城鄉融合發展,優化產業結構,全面參與國際、國內產業分工,以謀求高質量跨越式發展新路徑。
(2)生態修復,推進山水林田湖草系統治理。石林縣屬石灰巖溶地區,喀斯特地貌遍布全境,區域生態系統脆弱、敏感,生態系統服務功能和生態產品供給能力較弱。對此,石林縣應狠抓國家實施《全國重要生態系統保護和修復重大工程總體規劃(2021—2035年)》契機,圍繞滇黔桂喀斯特石漠化防治工程,大力開展轄區石漠化綜合治理,以提升生態系統穩定性和區域資源環境承載能力。
(3)轉型升級,提升資源環境利用效率。石林縣為典型巖溶地區,可利用水資源匱乏,石漠化和潛在石漠化土地占國土面積比例高達2/3,加之,生態保護紅線劃定和落地,可利用土地資源愈顯匱乏,隨著新型工業化和城鎮化不斷加快,資源環境約束趨緊將進一步凸顯。對此,石林縣可根據轄區經濟社會發展基礎、發展特色,充分考慮資源環境承載能力和國土開發適宜性,嚴格用地規模和標準,集約利用土地,提高土地資源利用效率,通過實施全民節水,發展高效節水農業,積極開展工業節水改造升級,提高水資源利用效率,以緩解資源稟賦不足制約高質量發展所面臨的壓力。