徐中民从系统的角度测量可持续性课件

从系统的角度测量可持续性徐中民黄茄莉程怀文中国科学院寒区旱区环境与工程研究所2009-11-28从系统的角度测量可持续性徐中民黄茄莉程怀文1报告提纲一、引言二、从系统的角度测量可持续性的方法三、甘肃省的实证分析四、展望报告提纲一、引言2

一引言一31.1国家核算体系演变的趋势及特点一、引言1.1国家核算体系演变的趋势及特点一、引言41.2福利与发展Esterlin的幸福悖论：0-1标度的幸福测量与GDP尽管是基于流量统计的，但与初始存量存在很大的关系经济的增长不能刻画幸福，那么幸福或生活质量与发展之间是什么关系呢？美国的幸福和人均GDP一、引言1.2福利与发展Esterlin的幸福悖论：0-1标度5结构性成分1.3如何测量发展？人文科学理论思考的一般范式剩余性范畴结构性成分参照系一、引言结构性成分1.3如何测量发展？人文科学理论思考的一般范式剩6

二从系统的角度测量可持续性的方法二7(a)(b)系统演化的自催化过程系统的自催化过程提供更少的选择路径(更高效).系统选择这些路径是因为内部约束力作用的结果.（广延效果和强度效果）关键的指标平均相互约束(信息):无约束和有约束情况下系统不确定性的差表示.

上升性:反映系统的效率和有序性,是对平均相互约束的标度.(效率)发展能力:评价系统本身的自由度(上升性变化的上限),是对多样性公式的标度.恢复力:流量结构给定后停留在系统内的不确定性,是停留在系统内的恢复力(适应能力).二、从系统的角度测量可持续性的方法2.1Ulanowicz的上升性方法介绍(a)(b)系统演化的自催化过程系统的自催化过程提供更少的选8多样性H,平均相互信息X，发展能力C，上升性A，恢复力量化系统可持续性的指标RF称为系统的适应度，量化了系统进化或自组织的潜力。其中a=A/C。量化单位流对系统可持续性的贡献（1）（2）（3）二、从系统的角度测量可持续性的方法2.2各关键指标的数学表达多样性H,平均相互信息X，发展能力C，上升性A，恢复力量化系9生态系统进化轨迹（Holling，1986）二、从系统的角度测量可持续性的方法2.3生态系统的进化轨迹二、从系统的角度测量可持续性的方法生态系统进化轨迹（Holling，1986）二、从系统的角度10多样性和连通度可持续性效率更高恢复力更强100%活力区域最优平衡走向脆弱走向停滞（多样性和连通度太小）（效率太低）可持续性与上升性和恢复力之间的关系上升性冗余性二、从系统的角度测量可持续性的方法2.4可持续性与上升性和恢复力之间的关系多样性和连通度可持续性效率更高恢复力更强100%活力区域最优11链接密度c功能数n生命窗口的几何中心为最优可持续点。此时，a=A/C=0.46。2.5确定生态系统中的最优可持续性生命窗口，，二、从系统的角度测量可持续性的方法链功能数n生命窗口的几何中心为最优可持续点。2.5确定生态12

三甘肃省的实证分析三13甘肃省2002年货币网络流（109元）3.1经济系统的网络流量图三、甘肃省的实证分析甘肃省2002年货币网络流（109元）3.1经济系统的网14农业工业建筑业货运邮电商业饮食其他行业最终使用农业7.195.120.190.751.080.0024.41工业7.1465.9019.995.574.828.4077.71建筑业0.000.100.750.120.352.0535.34货运邮电0.633.761.411.582.965.074.47商业饮食0.804.271.721.141.462.6817.50其他行业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甘肃省2002年的流量信息矩阵（单位：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甘肃省1987-2002年上升性等指标3.2计算上升性等指标三、甘肃省的实证分析农业7.195.120.190.751.080.0153.3评价甘肃省经济系统1987-2002年进化阶段系统演化轨迹甘肃省经济系统演化轨迹增长衰老发展成熟由上图可见，甘肃省经济系统1987-2002年处于进化的初级阶段即增长阶段。三、甘肃省的实证分析3.3评价甘肃省经济系统1987-2002年进化阶段系统演16多样性和连通度可持续性效率更高恢复力更强100%活力区域最优平衡走向脆弱走向停滞（多样性和连通度太小）（效率太低）可持续性与上升性和恢复力之间的关系上升性冗余性3.4评价甘肃省经济系统的可持续发展情况由于a值均小于12%，可知系统位于最优可持续点右边，1987-1995年系统远离最优可持续点，1996-2002年系统靠近最优可持续点。演化轨迹如图中红线所示。三、甘肃省的实证分析多样性和连通度可持续性效率更高恢复力更强100%活力区域最优17农业工业建筑业货运邮电商业饮食其他行业最终使用农业1.12-1.25-3.74-1.09-1.09-9.540.80工业-0.800.250.57-0.33-1.00-0.990.43建筑业-15.66-6.49-1.89-3.52-2.58-0.951.30货运邮电-1.33-0.85-0.250.711.071.06-0.66商业饮食-1.49-1.16-0.46-0.20-0.36-0.270.68其他行业-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甘肃省2002年各类流对可持续性的贡献3.5评价单位流对可持续性的贡献三、甘肃省的实证分析此处计算中出现负值较多，主要是因为直接采用了生态系统最优a值0.46，在经济系统中应对该值进行调整。（目前还未求出经济系统的最优a值，这里展示的目的主要是说明意思）农业工业建筑业货运邮电商业饮食其他行业最终使用农业1.1218甘肃省2002年单位流对可持续性的贡献（见红色字体）以运输邮电其他服务业为例，当有1单位流从运输邮电流入其他服务业时，对可持续性的贡献为1.06。要增加整个系统的效率，需要提高对高效率路径的投入，同时降低或剪除对可持续性负面作用大的路径。3.5评价单位流对可持续性的贡献三、甘肃省的实证分析甘肃省2002年单位流对可持续性的贡献（见红色字体）以运19

四展望四201.如何刻画经济系统的生命窗口？2.应对金融危机？是不是可以测量各省的恢复力，上升性来进行比较，从恢复力的角度管理经济系统，进而拓广到其他系统。3.测量的关键指标上升性、恢复力、发展能力等与幸福和生活质量之间是个什么关系？四、展望1.如何刻画经济系统的生命窗口？四、展望21终端利用技术循环经济(3R)提高效益增加收入研究和开发技术进步(Czech,2003)?多消耗4.循环经济是不是有点问题？它是一个正反馈结构四、展望终端利用技术循环经济(3R)提高效益增加收入研究和开发技术22谢谢

请批评指正谢谢

请批评指正23从系统的角度测量可持续性徐中民黄茄莉程怀文中国科学院寒区旱区环境与工程研究所2009-11-28从系统的角度测量可持续性徐中民黄茄莉程怀文24报告提纲一、引言二、从系统的角度测量可持续性的方法三、甘肃省的实证分析四、展望报告提纲一、引言25

一引言一261.1国家核算体系演变的趋势及特点一、引言1.1国家核算体系演变的趋势及特点一、引言271.2福利与发展Esterlin的幸福悖论：0-1标度的幸福测量与GDP尽管是基于流量统计的，但与初始存量存在很大的关系经济的增长不能刻画幸福，那么幸福或生活质量与发展之间是什么关系呢？美国的幸福和人均GDP一、引言1.2福利与发展Esterlin的幸福悖论：0-1标度28结构性成分1.3如何测量发展？人文科学理论思考的一般范式剩余性范畴结构性成分参照系一、引言结构性成分1.3如何测量发展？人文科学理论思考的一般范式剩29

二从系统的角度测量可持续性的方法二30(a)(b)系统演化的自催化过程系统的自催化过程提供更少的选择路径(更高效).系统选择这些路径是因为内部约束力作用的结果.（广延效果和强度效果）关键的指标平均相互约束(信息):无约束和有约束情况下系统不确定性的差表示.

上升性:反映系统的效率和有序性,是对平均相互约束的标度.(效率)发展能力:评价系统本身的自由度(上升性变化的上限),是对多样性公式的标度.恢复力:流量结构给定后停留在系统内的不确定性,是停留在系统内的恢复力(适应能力).二、从系统的角度测量可持续性的方法2.1Ulanowicz的上升性方法介绍(a)(b)系统演化的自催化过程系统的自催化过程提供更少的选31多样性H,平均相互信息X，发展能力C，上升性A，恢复力量化系统可持续性的指标RF称为系统的适应度，量化了系统进化或自组织的潜力。其中a=A/C。量化单位流对系统可持续性的贡献（1）（2）（3）二、从系统的角度测量可持续性的方法2.2各关键指标的数学表达多样性H,平均相互信息X，发展能力C，上升性A，恢复力量化系32生态系统进化轨迹（Holling，1986）二、从系统的角度测量可持续性的方法2.3生态系统的进化轨迹二、从系统的角度测量可持续性的方法生态系统进化轨迹（Holling，1986）二、从系统的角度33多样性和连通度可持续性效率更高恢复力更强100%活力区域最优平衡走向脆弱走向停滞（多样性和连通度太小）（效率太低）可持续性与上升性和恢复力之间的关系上升性冗余性二、从系统的角度测量可持续性的方法2.4可持续性与上升性和恢复力之间的关系多样性和连通度可持续性效率更高恢复力更强100%活力区域最优34链接密度c功能数n生命窗口的几何中心为最优可持续点。此时，a=A/C=0.46。2.5确定生态系统中的最优可持续性生命窗口，，二、从系统的角度测量可持续性的方法链功能数n生命窗口的几何中心为最优可持续点。2.5确定生态35

三甘肃省的实证分析三36甘肃省2002年货币网络流（109元）3.1经济系统的网络流量图三、甘肃省的实证分析甘肃省2002年货币网络流（109元）3.1经济系统的网37农业工业建筑业货运邮电商业饮食其他行业最终使用农业7.195.120.190.751.080.0024.41工业7.1465.9019.995.574.828.4077.71建筑业0.000.100.750.120.352.0535.34货运邮电0.633.761.411.582.965.074.47商业饮食0.804.271.721.141.462.6817.50其他行业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甘肃省2002年的流量信息矩阵（单位：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甘肃省1987-2002年上升性等指标3.2计算上升性等指标三、甘肃省的实证分析农业7.195.120.190.751.080.0383.3评价甘肃省经济系统1987-2002年进化阶段系统演化轨迹甘肃省经济系统演化轨迹增长衰老发展成熟由上图可见，甘肃省经济系统1987-2002年处于进化的初级阶段即增长阶段。三、甘肃省的实证分析3.3评价甘肃省经济系统1987-2002年进化阶段系统演39多样性和连通度可持续性效率更高恢复力更强100%活力区域最优平衡走向脆弱走向停滞（多样性和连通度太小）（效率太低）可持续性与上升性和恢复力之间的关系上升性冗余性3.4评价甘肃省经济系统的可持续发展情况由于a值均小于12%，可知系统位于最优可持续点右边，1987-1995年系统远离最优可持续点，1996-2002年系统靠近最优可持续点。演化轨迹如图中红线所示。三、甘肃省的实证分析多样性和连通度可持续性效率更高恢复力更强100%活力区域最优40农业工业建筑业货运邮电商业饮食其他行业最终使用农业1.12-1.25-3.74-1.09-1.09-9.540.80工业-0.800.250.57-0.33-1.00-0.990.43建筑业-15.66-6.49-1.89-3.52-2.58-0.951.30货运邮电-1.33-0.85-0.250.711.071.06-0.66商业饮食-1.49-1.16-0.46-0.20-0.36-0.270.68其他行业-3.33-1.70-2.18-0.840.440.110.92流