云计算的概念及基本特征范文

时间:2023-12-22 18:04:48

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云计算的概念及基本特征

篇1

摘要:随着社会经济不断发展,我国机械设计制造行业发展迅速,相应提高了对于机械设计制造技术的实际要求。工业设计具体是指人们根据某一目标,而进行的创造性设计,其本质是对美学、工学等学科知识的综合性运用。发展工业设计,对于企业核心市场竞争力的提高具有重要意x。笔者从工业设计和机械设计制造技术基本特点入手,就机械设计制造技术的未来发展趋势进行了探讨,以供相关单位及人员参考。

关键词:工业设计;机械设计制造技术;应用探讨

工业设计是一种在工业革命之后受到广泛重视的综合性学科,主要分为传统工业设计和现代工业设计两类。美学和工学是工业设计的重要实施基础,体现了工业设计的基本特征和要求。近几年,我国机械设计制造行业发展迅速,传统模式下的机械设计制造技术,无法再满足现代行业的实际发展需求,继续对其进行创新和优化调整就显得至关重要。本文从工业设计和机械设计制造技术有关基本特点入手,就现代机械设计制造技术的未来发展趋势,进行了探讨,具体内容如下。

一、工业设计基本概念及特点分析

(一)工业设计基本概念分析

工业设计具体是指人们为达到某一理想目标,而进行的创新性设计,涉及多个学科知识的设计应用,其中工学和美学是其重要的实施基础。自第一次工业革命之后,工业设计收到了越来越广泛的重视和应用,并逐渐发展出传统工业设计和现代工业设计两个类别。

传统工业设计侧重于产品设计,主要追求人与物品间的良好匹配效果。现代工业设计相关理念,是在传统工业设计理念基础上,融合现代工业发展需求提出的全新理念,其包含设计构思到方案完成的全部过程,同时包含使用工程手段进行设计表达,并达到相应的设计目的的所有工作,具体表现就是现代设计制造及相关服务的设计过程。

(二)工业设计基本特点分析

1、知识综合性特点分析

通常情况下,人们习惯将工业设计片面地理解为外形设计,同时习惯将其与“嘈杂的环境、冰冷的机器、机械化的劳动以及油污”等概念联系到一起。但通过其基本概念分析可知,工业设计不仅包含工业产品设计相关内容,其也是促进“人-机器-环境”三者和谐发展的重要手段,涉及多种学科理论的实践应用,具有鲜明的知识综合性特征。

2、实践性和应用性征分析

工业设计是为了实现或达到人们某一期望或目的而存在的学科,其根本目的在于通过不断的设计和创造,改变人们的生活环境和品质,优化人们的生活方式,从而创建出更加个性、自然、便捷的生活,故而其具有突出的实践性和应用性特征。

3、时代性特征

随着科学技术的发展和时代的变化,工业设计体现出的基本要求也会随之变化。目前,工业设计以“绿色节能、健康环保”作为基本设计要求。

二、现阶段机械设计制造技术发展动态分析

对于机械工程来说,制造技术和机械设计是其重要组成部分,直接决定机械的综合性能和质量。信息时代背景下,现代信息技术尤其是计算机技术得到了越来越广泛的重视和应用,机械设计制造方法也因此得到了有效的创新和发展。包括借助相关计算机应用程序和数学规划理论,确定最优化方案,或者通过结构离散化,使相互连接且分析容易的单元节点,进行综合求解的设计方法,都是现代计算机在机械设计制造领域的创新应用成果。

三、机械设计指导技术与工业设计的关系及发展趋势分析

(一)工业设计领域中机械设计制造技术的重要作用分析

工业设计具有鲜明的知识综合性特征,其兼顾艺术领域和科学领域两方面的技术知识应用。其中,科学技术占据重要的核心地位,是工业设计实施的先决条件,所有产品的设计和生产都需要满足科学技术的实际要求,如设计违背客观的科学规律,就说明其缺乏科学性且无法实现。因此,机械设计制造技术在工业设计领域占据重要地位,相关设计人员必须在充分掌握机械工程有关基础理论的基础上进行工业设计,以确保工业设计的科学性和合理性,避免功能、外观等设计与力学、结构等客观规律相违背,从而提高工业设计的整体设计水平。此外,设计师应充分发挥自身工业设计专业优势,通过结构、外形、色彩的优化设计手段,提高用户的产品满意度。

(二)机械设计制造技术领域中工业设计的重要作用分析

就机械设计制造技术而言,工业设计的重要作用,主要表现于人机工程方面。“以人为本”围绕人的本质需求进行产品设计,是人机工程学的核心理念。这种环境背景下,所有的设计理念都需要从人的本质需求中获得,并对收集到的信息进行综合分析,完成设计的基本判断。除传统的“人、机器、环境”三要素外,人机工程学额外引入了使用者和消费者的理念,使人和产品联系成为一个完整的系统,进行共同的深入讨论。随着社会经济不断发展,人机工程学受到了越来越广泛的重视和关注,是现代机械设计制造不可或缺的关键性因素。

(三)二者的结合应用趋势分析

无论是工业设计,或是机械设计制造技术,都有其独特的特点,加强二者间的结合应用,可实现二者特点间的有效融合,进而产生更多的经济效益,促进企业良性的可持续性发展。对于当前的企业而言,应在“绿色节能、健康环保”的基本要求基础上,积极促进工业设计和机械制造技术的两盒应用,探索二者间有效的融合渠道和方式,同时加强企业内部的人才培养,进而为企业的未来发展,奠定扎实的基础。

结语:

综上所述,工业设计是一种以工学和美学作为实施基础的综合性学科,在机械设计制造技术有着极为重要的应用。加强二者间的结合应用,可进一步发挥二者各自的优势特征,提高企业核心竞争和经济效益,实现企业良性的可持续发展。

参考文献:

[1]段巍迪.试论工业设计与机械设计制造技术的相关运用[J].科技与创新,2016(11).

[2]陈宗涛,熊巍,吴昊等.浅谈工业设计及机械设计制造技术的应用[J].科教导刊,2014(02).

[3]陈永胜.工业设计及机械设计制造技术的应用[J].企业技术开发(下半月),2015(03).

篇2

[关键词]景观生态学 园林专业 课程内容 实验

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)02-0169-02

园林专业背景的从业者是城市规划和设计的主要参与者,而在园林专业本科生的培养阶段,生态学相关课程所占的分量很小,通常四年中只有一门景观生态学或园林生态学必修课,学生对生态学知识尤其是最基础的概念理论了解不多。因此,在针对园林专业的景观生态学课程设计上,首先应该突出基础概念理论知识的深度和广度,其次应加强景观生态学相关理论应用过程和方法的讲解。通过课程结构的优化以及教学内容和方法的改革来加强素质和能力培养,从而增强学生对社会需求的适应性。

一、目前教学中存在的问题

(一)重视程度不足

学生对该景观生态学课程重要程度认知不充分。园林专业本科生比较重视 “城市绿地规划设计”、“园林工程”等与工作实践紧密相关的课程,而对景观生态学的重视程度不足,没有从根本上理解景观生态学相关概念、理论对于城市可持续发展的重要性和潜在价值。

(二)生态学基础薄弱

在景观生态学课程开始讲授之前,学生对于生态学相关知识的了解程度较低。另外,生态学很多理论的景观规划设计应用过程都离不开数学知识,如果学生这部分知识的掌握没有达到一定程度,那么在景观生态学相关理论应用实例的讲解过程当中,就会一知半解,学习效果会受到很大影响。而园林专业的大部分学生数学基础相对都比较薄弱,对数学基础知识的学习缺乏动力,认识不足。因此在课程设计上要充分考虑到学生的基础。

(三)教学过程中的问题

目前景观生态学课程选择的教材比较单一,园林专业更多应用了园林生态学的相关教材,比如温国胜、杨京平等主编的《园林生态学》,刘建斌等主编的《园林生态学》,刘常富、陈玮等主编的《园林生态学》,此类教材中的主要内容更加偏向于城市生态系统和园林植物生态的基础概念和理论,其中也有一个章节是关于城市景观生态学的,但是涉及内容很浅,而景观生态学最主要的内容为尺度、格局与过程,这其中包括了很多基本的概念原理和方法理念,因此只以园林生态学相关教材来备课的话,讲授的内容不够全面和深入。在实践教学方面,目前的实验任务设计比较偏向于传统生态学,没有能够很好的体现园林专业的实践应用性。

二、教学改革探析

(一)强调景观生态学知识体系的重要性

一般来说,传统的教材已经应用了很长时间,教材当中绪论部分的内容过于陈旧,不利于学生掌握最新的学科前沿和社会相关热点。而园林生态规划设计、景观生态学领域相关的期刊报纸,比如《中国园林》、《城市规划》、《城市规划学刊》、《应用生态学报》、《生态学报》、《landscape urban planning》《landscape ecology》等相关领域的文献内容和理念比较新颖,有大量的城市热岛、城市空气污染、城市水污染、城市暴雨时节内涝灾害等城市问题的国内外研究进展和解决途径,可总结提升并做成多媒体课件,增加学生对于景观生态学知识体系的重视程度,增加学习的热情和动力。

(二)课程内容革新

本课程是园林专业本科生唯一的生态类的课程,因此在课程体系的设计上需要兼顾基础性和应用性。与本课程相关的教材主要有三大类,一类是景观生态学教材,比如周志翔主编的《景观生态学基础》、王云才主编的《景观生态规划原理》;第二类是园林生态类教材,比如温国胜、杨京平等主编的《园林生态学》和刘建斌等主编的《园林生态学》;第三类是传统生态学教材,比如宋永昌主编的《植被生态学》。本课程的内容体系是在详细查阅了以上三类教材和相关文献资料后形成的,总体上以景观生态学原理和规划应用为主线,适当融合园林生态学和传统生态学的最重要的基础概念理论的讲解,比如对植物种群和群落的相关基础概念原理进行了详细的讲述。总之,课程体系的设置尽量考虑学生的基础和社会的需求。

景观生态学课程56学时的教学任务。教学计划为16周,分讲述和实验两个部分,考察结果以考试为主。景观生态学课程主要内容包括:绪论、景观生态学概念原理、种群及群落生态学基础、城市环境与生态因子、园林植物与城市能量物质环境、园林植物与水、园林植物与大气、土壤与园林植物、城市生态系统、景观生态规划设计等内容。绪论部分主要讲授生态学、景观生态学的形成与发展过程以及最新的研究进展,并强调景观生态学等相关理论在城市规划及景观规划设计中的重要性;景观生态学概念原理部分主要包括景观格局、过程、尺度相关的基础概念理论,比如景观格局、景观功能、斑块、廊道、基质、景观异质性、景观多样性等概念及岛屿生物地理学、等级理论、复合种群理论和渗透理论等;种群及群落生态学部分主要讲授种群的概念、种群的数量密度、种群性比、种群年龄结构、种群空间格局、种内关系及种间竞争和种间互利等种间关系,群落方面主要包括群落概念的形成和发展、群落的基本特征、关于群落的主要观点、群落物种组成的定性分析、群落物种组成的定量分析、群落多样性(α多样性、β多样性、γ多样性)、种间关联与生态位、群落外貌、水平结构、垂直结构、地下结构、年龄结构、群落的动态(群落演替、自然干扰与演替、群落的波动性、群落稳定性与多样性的关系)等概念理论;城市环境与生态因子部分主要从城市环境(环境的概念、尺度与类型、城市环境)和生态因子作用分析(生态因子分类、生态因子作用的一般特征、生态因子作用的基本原理)两部分来进行讲述;园林植物与城市能量环境部分主要包括光与园林植物(城市光环境、光对园林植物的生态作用、园林植物对光的生态适应)、温度与园林植物(城市温度环境、温度对园林植物的生态作用、园林植物对温度的适应、园林植物对气温的调节作用)等两部分;水与园林植物部分重点讲授城市水环境、水对园林植物的生态作用、园林植物对水分条件的适应、园林植物对水分的调节作用等内容;园林植物与大气部分包括城市大气环境、大气污染与园林植物、园林植物对空气的净化作用、风与园林植物等几个方面;土壤与园林植物部分主要包括土壤理化性质与园林植物、土壤生物与园林植物、城市土壤特点、盐碱土与园林植物等四方面;城市生态系统部分主要包括城市生态系统的组成结构、城市生态系统的主要特点和基本功能、城市生态系统存在的问题等内容;景观生态规划设计部分主要通过查阅相关的文献书籍,梳理出近10年的相关景观生态规划设计案例,通过案例对景观生态相关原理的应用实践步骤和方法进行详细讲述。由于本课程多为基础性的知识,包括很多园林生态学、景观生态学、传统生态学的基本概念和理论,因此重点在于让学生更好的理解与记忆,能够在将来的规划设计实践中将景观生态学的相关原理加以应用,增加实践当中的理性,学会从生态学的角度思考规划设计问题。授课过程中学生积极性较高,课堂参与度良好。

(三)实验课程体系

实验课程主要分为两部分,一部分为外业调查,此部分实验的开展需要与教学团队的科研项目和工程实践项目相结合。科研项目主要是关于城市景观异质性与城市环境气候因子耦合关系的研究,在研究的前期阶段可以将班里学生分组,在研究区域布点或者设置样方进行生态环境因子数据的获取,通过这个过程加深学生对理论知识的理解并增强学生参与景观生态学研究的实践经验。工程实践方面,引导学生参与大尺度项目的前期调研分析,例如郑州市、洛阳市、南阳市的绿地系统规划项目。另一部分为计算机实践,景观生态学与传统生态学的主要区别之一就是研究对象的尺度差异,景观生态学侧重于大尺度对象的研究,而3S技术越来越多的应用在景观生态学领域,那么一些最基本的3S技术也是园林专业学生需要掌握的内容,比如遥感影像的几何校正、波段融合、栅格图裁切、景观解译等一些技术的操作步骤对于景观生态学的研究或者大尺度的景观生态规划有着重要的意义,而通过计算机实践部分的讲授和训练,可以使学生掌握该部分知识。

三、小结

基于目前景观生态教学过程中存在的问题,本文对课程内容和实践环节的改革方式进行了阐述,着重突出基础性和应用性,希望能为景观生态学课程体系进一步改革完善提出新的视角。中国正处在城市化进程的关键阶段,如何协调城市化与生态文明的关系,是当今城市化发展过程中的重要问题,而园林专业培养的学生绝大部分都会投身于城市规划、园林规划设计等相关领域,因此景观生态学课程对于城市的可持续发展具有重大的意义。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 郑祚芳,高华,王在文,刘伟东.城市化对北京夏季极端高温影响的数值研究[J].生态环境学报,2012(10):1689-1694.

[2] 张正栋,蒙金华.基于城市热岛效应的城市降温通道规划研究――以广州市为例[J].资源科学,2013(6):1261-1267.

[3] 孙小莉,李生才,曾庆轩,冯长根.城市空气污染及其防治对策[J].安全与环境学报.安全与环境学报,2008(4):73-76.

篇3

随着internet的快速发展与普及,软件agent、web services、分布式计算、云计算等先进技术和方法成为当前研究的热点,传统的软件开发方法也面临新的挑战。计算机软件开发在经历了面向结构、面向对象、面向构件的开发方法之后,又迎来新的生机。从以往的软件开发方法历史看,其粒度越来越大,封装的功能逐渐增多,接口的描述越来越重要。

1 新型软件支撑技术

1.1 internet的发展

internet是新型软件的理想运行环境,它作为不同于传统计算机的硬件平台,具有如下基本特征:无统一控制的真分布性;节点的高度自治性;节点连接的开放性和动态性;人、设备和软件的多重异构性;实体行为的不可预测性;运行环境的潜在不安全性;使用方式的个性化和灵活性;网络连接环境的多样性[1]。以上特征为新型的软件技术创造了条件,但同时又提出了挑战,如何在internet环境下拥有动态协同、在线演化、环境感知和自主适应能力,成为新的课题。

1.2 软件构件技术的成熟

软件构件技术的概念诞生于20世纪60年代后期,omg组织、carnegie mellon大学软件工程研究所(sei)的bachman[2]、以及著名构件学者szypersk[3]等均对构件给出了定义。其中szyperski的定义:软件构件是一种用于组装的单元,它具有规范的接口规约和显示的上下文依赖,软件构件可以被独立部署并由第三方组装。

传统的软件构件技术是面向对象技术发展到高度集成阶段后发展起来的,在面向构件中,构件的主要形式是对相关类的封装,并能完成一个或多个的服务功能,同时为外界提供接口,方便组装。构件本身隐藏了实现的细节,只通过接口提供服务,因此,构件之间可以组合成粒度更大的新的构件。构件之间通过连接子进行连接,通过接口传递信息,构件内部是透明的,并可以通过网络连接运行在不同的机器上,不同的构件可以用不同的语言实现,只要服从相应的构件规范。

1.3 web service技术的提出

web service 是一种分布式的计算体系结构,是跨平台的通信服务技术,是一种网络上数据与信息集成的有效机制。w3c组织、ibm研究者、uddi协会等都给出相应的定义。其中,ibm研究者定义为:一个web service是定义了一组操作的一个接口,这组操作可通过网络用xml消息访问。web service由标准的xml语言进行描述,该描述覆盖了消息格式、传输协议和物理位置等传输服务所需的细节。web service具有非常强大的分布式计算能力[4-5]:

1)能够解决中间件跨防火墙通信时出现的问题,使分布在网络中的构件具有广泛的通用性,真正实现跨internet服务。

2)通过对服务的有效构件化、、查找和连接绑定机制将提供者所生产的服务通过uddi注册并,供用户选择重用。服务可对不同粒度的应用程序进行封装,实现了系统级的较大粒度重用,提高了软件开发效率。

3)使用soap中间件让所有的构件、语言、操作系统能够轻易的进行跨平台互操作,web service能较好的体现新型软件的本质特征。

1.4 软件agent技术的兴起

软件agent是近年兴起的一种技术,包括智能agent和移动agent等多个方面。对于智能agent的认识,wooldridge认为:“agent是这样的一个计算机系统,其位于某个环境中,且能在该环境中采取一定的自治动作以满足其设计目标” [6]。智能agent的主要特性包括:反应性,目标驱动性,社会性。所谓移动agent是运行于开放网络环境中的封装良好的计算实体,它可代表用户完成特定的任务,具有自主性、移动性、协作性、安全性和智能性等特性[7-8]。移动agent被认为是解决分布式系统的有效模式。

利用agent技术,可以解决对驻留环境进行感知、表示和分析的问题。我们将构件实体抽象和物化为具有ebdi[9] (electronic business document exchange)结构的软件agent,这主要是因为软件agent及其技术能够有效满足构件主体化和环境显式化的要求。这样,构件就能够感知环境并且自主地实施规划以完成目标,从而可以自然地描述复杂系统的分布控制。

2 新型软件—网构软件

2.1 网构软件的定义

由于新技术的发展与应用,新型软件开发方法学应运而生。新型的软件开发系统是运行在internet环境中的,以软件构件为基本实体,运用web service技术实现跨平台通信,以软件agent技术和演化技术等完成动态组装及演化功能的系统。

基于上述技术的成熟与发展,在系统分析以面向对象方法与技术为代表的经典软件方法与技术体系不足的基础上,从软件方法学及其技术支撑的角度,通过对软件技术发展趋势与挑战的思考与分析,北京大学杨芙清院士提出了网构软件这一概念:从技术的角度看,在面向对象、软件构件等技术支持下的软件实体以主体化的软件服务形式存在于internet的各个节点之上,各个软件实体相互间通过协同机制进行跨网络的互连、互通、协作和联盟,从而形成一种与www相类似的软件web(software web)。我们将这样一种internet环境下的新的软件形态称为网构软件(internetware)。

网构软件具有自主性、协同性、反应性、演化性和多态性等特征[10]。

2.2 网构软件的运行机制

从构成来看,网构软件由三部分组成,他们分别是分布在internet环境下的各个节点,具有主体化特征的软件实体和一些用于支持软件实体交换的连接子。网构软件在感知外部环境改变的情况下,通过增加、减少软件实体与连接子个数,改变系统拓扑结构,进行系统演变等一系列体系结构演化方法来适应外部环境的改变,从而使得系统上下文相关联,满足用户多样性需求的目标。简言之,网构软件就是在当今开放、动态、难控的网络大环境下,对分布式软件体系的一中抽象,其概念框架如图1所示。

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在可信保障机制下,探测器(可以由移动agent在网络上动态搜索完成)搜索网络环境中软件构件,探测器完成搜索后得到若干构件实体,这些构件实体按照其实现的功能或性能进行排序得到兴趣事件列表,完成对环境的感知;根据用户的需求,对本体构件重构,应用软件系统演化技术,从而达到演化的目的;演化部分结束后得到目标系统,通过连接子可以反作用环境部分。经过一系列的演化和一定时间的运行,使internet环境下的网构软件开发系统不断优化,最终得到比较高效的软件。

2.3 网构软件的研究进展与不足

2.3.1 构件技术

随着对网构软件研究工作的进展,研究者们开始把工作领域扩展到构建应用领域,omg组织、microsoft公司、sun公司都加入了该项研究,并取得了一系列成果,比较有代表性的如omg组织的corba/ccm系列[11],sun公司的j2ee/ejb系列[12],微软公司的com/dcom/com+等系列产品[13]。在构件的接口方面,com/dcom技术中com构件通过microsoft idl来定义,corba技术中则用idl来定义ccm构件应用编程接口;在构件组装方面,j2ee/ejb中采用远程方法调用(rmi)机制,dcom采用基于dce的远程过程调用(rpc)机制;在构件容器方面,在构件容器方面,ejb中提供的ejb容器,corba的ccm中提供的相关构件容器等。虽然目前基于构件的技术层出不穷,但在工程实践中主流技术对构件的支撑还较为有限,主要是在工程实践中应用,没有上升到方法学、语义学层面。

2.1.2 软件agent

从智能agent内部结构与运行机制角度看,bdi是一种比较成熟的智能agent模型,bdi将信念、知识、意图、期望、目标、规划等因素引入智能agent体系结构之中,并设计运行规范。因为社会性是agent的主要特性之一,所以目前的只要研究工作包括信息交互和协同机制等层面,主要研究工作有role模型[14],fipa 的acl[15],tota,mars,kqml,jade和compose等。在移动agent方面,出现了许多具有代表性的系统,如aglets,ctelescript,oncordia,ordyssey,agent tcl,voyager等,有关标准也在制定之中。

在平台层面上,由于现有agent平台对主流构件技术的支持较少,我们仍然需要结合现有的agent技术与构件技术来完善dagent-internetware支撑平台。在方法层面上,需要提供较为完整的方法学以支持基于dagent的网构软件开发,并结合软件体系结构技术,对网构软件系统的整体演化行为提供支持。在应用层面上,希望能够开发更多的应用案例,并在较大规模的网络环境下对以dagent为构件的网构软件进行检验。

2.1.3 自演化系统

从内部组成的角度,自演化的软件系统通常包括四方面要素:情景要素,感知要素,决策要素,演化要素。它们相互关联,通过前馈(feed forward)或反馈(feed back)机制形成闭环,彼此影响,从而使软件系统在宏观上表现出自适应行为。

构造能够热演化或自演化的软件系统难度是非常大的。许多部门进行了大量的研究,包括cmu的garlan[16]等学者提出的rainbow是一种自演化形式的软件系统模型,采用外置运行时体系结构, 通过配置管理工具对构件系统进行有效控制,模型包括3个层次: 体系结构层(architecture layer), 翻译层(translation layer), 系统层(system layer);都柏林大学jim dowling等人提出的k-component系统框架,试图将演化逻辑与业务逻辑分离[17-19];加州大学irvin分校的taylor教授研究的archstudio系统[20-21],试图采用软件体系结构的途径对自演化进行支持,但必须增加一个管理系统将上层体系结构对应底层的运行对象,archstudio系统对情境信息建模的支持度也有欠缺;欧盟资助的arch-ware项目[22]也是演化系统的研究成果之一,但同样缺少对情境的显式支持;南京大学开发的artemis-mac系统采用rdf对情境进行建模,从而为后续的感知与演化等提供了一个统一的语义基础;并开发出了自演化软件支撑平台artemis-mac,其中采用了rdf/owl技术对情境进行建模,较大程度上地减少了高层体系结构与底层运行系统的映射和一致性维护负担。如表1。

篇4

美国教育学家夸美纽斯曾说过:有一种教可使人身心愉悦。试想在数学课堂中,师者若能营造出欢快、愉悦的课堂氛围,教学效果势必大大提升。那如何营造这种氛围呢?笔者从教学技巧化、用语艺术化这两方面进行探究,使教学氛围不仅能给学生美的享受,有助于学生知识的学习,更有益于他们能力、态度、情感的全面发展,同时还能给教师带来成功的喜悦。

一、教学技巧性――把握学生的认知规律

1.注重“生活数学”,引人入胜。

《数学课程标准》指出:“数学教学活动必须建立在学生的认知水平和已有的知识经验基础上。”而学生的认知活动又是遵循从具体到抽象、再到具体的顺序,呈螺旋式上升。所以要把握学生的认知规律,可从直观的、学生印象最深的内容入手,以引发其内心的共鸣。苏科版教材每章节起始部分的主题图便抓住这一特征,由学生最熟悉、最直观的事物展开。

案例1:苏科版八年级上册《平行四边形》引入图是活动的立体支架,通过观察,学生可以初步了解平行四边形的基本特征。通过活动支架,学生还可掌握平行四边形的不稳定性。还可引导学生寻找生活中的平行四边形,像学校的移动校门、从侧面观察到的窗户等等,加深学生对平行四边形的了解,从而导出其概念及性质。

当然,教师同时还可以挖掘身边有趣的素材,营造和谐的教学氛围,以进一步激发学生的求知欲望。要知道,好的开始是成功的一半。

案例2:《勾股定理》一课的引入,台北市内一栋高楼的12层突发大火,消防队员见一对老年夫妇在窗口求救,随即搭乘云梯上前救援,但消防车上所配置的云梯长度只有32米,距离待救老人还有一段距离。不料屋内此时发生爆炸,这对老年夫妇在众目睽睽之下被大火吞没。这个案例一出,马上引起学生的一片叹息,叹息的同时,学生也急迫地想求出云梯究竟多长才能避免灾难的发生,教师顺势构建数学模型,导出勾股定理。

这样的案例引人入胜,马上可以提升学生的学习兴趣,避免受前面课程影响而产生的思维倦怠,同时又确保教学内容符合学生的认知水平,达到事半功倍的效果。

2.注重“活动数学”,引导学生“做”数学,提升兴趣。

数学教学活动可满足学生的心理需求,因为它不仅发展了学生的动手实践、合作交流等能力,更重要的是便于学生在活动中主动建构、理解知识,掌握技能、思想和方法。而教学活动内容可利用苏科版教材中的“数学实验室”,其内容丰富、形式多样,且强化实践性,拓宽了学生的数学知识面,让学生在“做”中感受数学,探索知识和结论。

案例3:苏科版八年级上册《中位线》中的数学实验室,导入情景为将一张三角形纸片剪成两部分,使分成的两部分重新拼成一个平行四边形,就此引导学生探究三角形中位线与第三边的位置、数量关系,同时引导学生主动将三角形与四边形建立联系,从“做”中发现中位线定理的证明思路。

学生通过眼看、耳听、心想、手做,多方面参与数学活动,从而提升了学习兴趣。

3.注重自主探究,培养学生的探索意识。

数学学习是学习者的一个主动构建过程,有效的数学学习来自于学生对数学活动的主动参与,并在他们所参与的数学活动中进行积极主动的探索。苏霍姆林斯基说过:“在人的心理深处都有一种根深蒂固的需要,这就是希望自己是一个发现者,研究者,探索者。”新课程改革的主要目的之一便是学习方式的转变,倡导自主探索、合作交流与动手实践。所以“探索”处于核心地位,在一定程度上说,抓住了“探索”就抓住了主动权。

案例4:苏科版七年级下册《多边形的内角和和外角和》第一课时,探究“三角形三个内角之和等于180啊保收呱柚昧肆礁鎏骄俊?

探究一――画图、度量、计算

请每个学生在课堂笔记本上任意画一个三角形,用量角器量出各内角的度数,并求它们的和。

这一探究的目的是让学生通过观察不同形状的三角形,直观地发现无论三角形如何变换,其三个内角和都为180埃杂诟枚理有初步的感性认识。

探究二――探索、推理、验证

教师:根据学过的知识,有什么方法可以得到180埃?

学生最容易想到的是:平角度数是180埃涣街毕咂叫校阅诮腔ゲ埂?

教师:那如何制造平角呢?

学生:可延长线段BC到M,得到∠ACB+∠ACM=180啊#ㄈ缤?)

图1

教师:那如何说明∠ACB+∠A+∠B=180澳兀?

教师特意用∠ACB+∠A+∠B=180袄粗复叭切蔚哪诮呛臀?80啊保蛭ACB+∠ACM=180埃ACB+∠A+∠B=180罢饬礁鍪阶永啾裙鄄欤菀卓闯龆四摺=幼沤淌翁媒桓睦嗷ヌ致郏梢酝ü赐嫉姆绞郊右运得鳌?

教师的引导恰到好处,大大激发了学生的探究热情,课堂讨论氛围浓厚。在诸多方案中,教师选取了较为典型的一种。

某生回答:根据∠ACB+∠ACM=180耙っ鳌ACB+∠A+∠B=180埃恍枳っ鳌ACM=∠A+∠B。教师提醒可以用拼图的方式,(如图2)将∠1沿着红线剪开,再将其沿着BC方向平移BC线段长度得到∠2,∠1和∠2数量关系相等,位置关系为同位角,运用之前所学的平行线的判定,可得到AB∥P’C。再利用平行线的性质又可得到∠A=∠ACP’,从而得证。

图2

证明过程言简意赅,但无不充满智慧的火花,特别是在证明过程中用到了之前所学平行线的性质与判定,该生注重前后知识之间的联系,如此巧妙,引得同学们连声叫好,课堂氛围达到了一个小。

4.注重教学例题设计,培养学生的发散性思维能力。

教学例题设计是教学环节中十分重要的一个环节,好的例题可有效刺激学生的求知欲。

例题的选取要针对教学目标,紧扣课程标准的要求,以便让学生更好地掌握每课时的重难点;例题的选取要有层次性,要由浅入深、由易到难、由简到繁,循序渐进,多层次、小坡度,这样将难点分散教学,更有助于学生掌握;例题的选取要有精炼性、代表性,帮助学生举一反三、触类旁通,提高学生发散性思维能力。

案例5:苏科版七年级下册中的动点问题。

在直角梯形ABCD中(如图三),AD∥BC,∠B=90埃AD=24cm,AB=20cm,BC=28cm,动点P从A点出发以1cm/s速度向D点运动,动点Q从C点出发以2cm/s速度向B点运动,已知两点同时出发,问:

①过多少秒后,四边形PQCD成平行四边形?

②过多少秒后,四边形PQCD成直角梯形?

③过多少秒后,S四边形PQCD=S梯形ABQP?

图3

分析:整道题中问题的设置是相互衔接的,第一小问是铺垫,主要是巩固四边形中动点问题的一般处理,根据性质“一组对边平行且相等的四边形是平行四边形”来列出等量关系PD=CQ;第二小问难度提升,但沿用一问的思想仍建立等量,只是此时的等量需建在与之相邻的矩形ABQP上;第三小问,难度更大,但思考中不难发现,二问其实给了暗示,四边形PQCD不管形状如何改变,它都是一个梯形,利用梯形面积求法,问题也就迎刃而解。

整道题目的问题设定是环环相扣的,前一题的做题思路为下一题作铺垫,学生在做题时可以先从常规题下手,然后不断往深层思考,在做题的同时体会探知的乐趣、思考的乐趣。同时,这道题不仅展示了动点问题的基本解决方法,还巩固了特殊四边形的相关概念。

这样的例题设计不仅拓宽了学生的思维,而且还揭示了知识之间的内在联系,同时强化重点、难点,便于提炼解题规律和方法,达到有效巩固知识的目的。

5.适时小结,画龙点睛。

对于学生而言,在课堂上刚建立的知识体系往往还不太稳定,容易产生概念混淆、理解不清的问题。因此,教师和学生一起进行课堂小结,帮助学生理清知识,掌握学习方法。这里的小结主要分为错题小结和章节小结。

错题小结,对于例题当中学生所产生的典型错误,不可就题论题,而要透过表面抓本质,确定学生出错的关键原因以及思维的障碍所在,总结规律,使其今后少出或不出类似的问题。章节小结,将本章节的知识点进行归纳强化,帮助学生提炼数学思想,提升数学解题能力。

在课堂教学过程中,教师应时刻把握学生的认知规律,从规律入手,再深度挖掘教材,教学效果便可事半功倍。

二、用语艺术性――构建欢快、趣味的课堂环境

苏霍姆林斯基说过:“教师的语言是一种什么也代替不了的影响学生心灵的工具。”可见教学语言是一门艺术,是开启学生心扉的重要法宝。准确生动的教学用语,能始终紧扣学生的心弦,能使学生保持高度的注意力。

作为严谨的数学学科的教师,教学语言更要规范、准确、简练,表达要自然流畅,声调若是能抑扬顿挫,时而增加些诙谐幽默的语言,便可为数学课堂增色不少。

篇5

5G是以用户体验为中心,而不是传统的以技术为中心的新型智能化自主网络。欧盟METIS项目描绘的5G目标是[2],使数据流量增长1000倍;用户数据速率提升100倍,速率提升至10Gb/s以上;入网设备数量增加100倍;低功率设备的电池续航时间增加10倍;端到端时延缩短5倍。在频率分配上,从2~6GHz的频段中选取2G频谱供5G使用,同时选择超高频段的频谱用于室内覆盖的场景;所有功能以低成本和可持续发展的方式完成。5G关键目的是用来构建网络社会,除了要满足超高速的传输需求外,还需要满足超高容量、超可靠性、随时随地接入等要求。韩国信息技术融合研究所认为,未来5G技术需同时达到“无线传输容量大、低功率化、万物互联”等三大条件,并以此作为韩国5G技术发展的主要目标。我国863计划5G专家组组长尤肖虎认为,5G应该具有超高的频谱利用率和超低的功耗,将与3G、4G无线移动通信技术密切融合,构成新一代无所不在的移动信息网络,满足未来10年移动互联网流量增加1000倍的发展需求。华为公司技术专家表示,5G是在4G技术的基础上,在吞吐率、时延、连接数量、能耗等方面进一步提升通信系统的性能。综合上述各方对5G的描述,笔者认为,5G应是一个继第4代移动通信技术之后、面向2020年以后人类信息社会需求的新一代移动通信系统,是一个通过技术演进和创新,综合集成多业务多技术的融合网络,能满足未来各种业务快速发展的需求,极大地提升用户体验。目前,国际电信联盟(ITU)下属的无线电通信部门正在起草关于2020年移动通信的愿景和技术两个文件,将对5G技术形成一个基本的全球共识。业界预测,5G标准化的正式进程将在2015~2016年间在ITU-RWRC-15上正式启动。根据METIS的研究,5G技术的未来应用场景主要有[3]:一是超高速传输,为未来移动宽带用户提供超高速数据网络接入;二是超大规模的用户,为人口高密度地区或场合提供高质量移动宽带服务;三是永远在线,随时随地最佳应用,确保用户在移动状态仍享有高品质服务;四是超可靠的实时连接,确保新应用和用户在时延和可靠性方面符合安全标准;五是无处不在的物物通信,确保高效处理多样化的大规模设备通信,包括机器类设备和传感器联接等。在具体应用方面主要有[4]:机器间通信,如车联网,对车辆自动定位、导航,甚至有自动驾驶功能;人机交互类型,如自动生物识别、带传感器的远程医疗;人与人交互类型,如高速多媒体通信,终端有投影功能,能显示3D图像。

25G技术特征

对于5G的未来愿景和应用,学术界和产业界都进行了相关描述,从这些描述中可以总结出人们对未来5G的技术需求,相对于传统的移动通信网络,5G应具有如下的基本特征[5]。2.1数据流量增长1000倍业界预测10年后,全球移动数据流量将达到2010年的1000倍。因此,5G的单位面积的吞吐量能力,特别是忙时吞吐量能力也要求提升1000倍,至少达到100Gb/s/km2以上。2.2联网设备数目扩大100倍随着物联网和智能终端的快速发展,预计2020年后,联网的设备数目将达到500~1000亿部(个)。未来的5G网络单位覆盖面积内支持的设备数目将大大增加,相对于目前的4G网络将增长100倍,一些特殊应用,单位面积内通过5G联网的设备数目将达到100万/km2。2.3峰值速率至少10Gb/s面向2020年的5G网络,相对于4G网络的峰值速率,其峰值速率需要提升10倍,即达到10Gb/s,特殊场景下,用户的单链路速率要求达到10Gb/s。2.4用户可获得速率达到10Mb/s,特殊用户需求达到100Mb/s未来5G网络,在绝大多数的条件下,任何用户一般都能够获得10Mb/s以上的速率,对于诸如急救车内高清医疗图像传输服务等特殊需求用户和业务,获得速率将高达100Mb/s。2.5时延短和可靠性高2020年的5G网络,要满足用户随时随地的在线体验服务,并满足诸如应急通信、工业信息系统等更多高价值场景需求。因此,要求进一步降低用户时延和控制时延,相对于4G网络要缩短5~10倍。对于关系人类生命、重大财产安全的业务,端到端服务可靠性需提升到99.999%以上。2.6频谱利用率高由于5G网络的用户规模大、业务量大、流量高,对频率的需求量大,要通过演进及频率倍增或压缩等创新技术的应用,提升频率利用率。相对于4G网络,5G的平均频谱效率需要5~10倍的提升,解决大流量带来的频谱资源短缺问题。2.7网络耗能低绿色低碳、节省能源是未来通信技术的发展趋势,未来的5G网络,要利用端到端的节能设计,使网络综合能耗效率提高1000倍,满足1000倍流量要求,但能耗与现有网络相当的水平。

35G关键技术

目前,关于5G的关键技术仍处于研究和发展阶段,但业界和学术界认为,5G的关键技术应该包括如下几个方面[6]:一是5G无线网络构架与关键技术。5G的核心技术是异构网的融合,相较于之前的3G、4G移动通信技术,需要考虑的是多技术的融合与多业务的应用。因此,5G的网络构架更加复杂,需要对支持高速移动互联的新型网络架构、高密度新型分布式协作与自组织组网、异构系统无线资源联合调配技术等进行研究。二是5G无线传输关键技术。5G融合了传统的移动通信技术,速率要求达到10Gb/s以上。因此,要想在现有4G技术基础上提高速率,必须研发新型的无线传输技术,尤其是需要突破大规模业务所涉及的技术瓶颈,包括大规模协作配置情况下的无线传输、阵列天线、低功率可配置射频等新型关键技术。另外,也要关注新型信号处理技术,如:更先进的干扰消除信号处理技术;新型多载波技术;协同无线通信技术,例如:小基站(SmallCell)的优化技术等。三是5G移动通信系统总体技术。5G网络的数据流量大,有关5G业务应用技术、商业发展模式、用户体验模式、网络演进技术、空间接口技术、面向5G频谱应用的信号传播技术、测量与建模等技术也都是重要研究方向。另外,新型多天线技术,例如:有源天线阵列、三维波束赋形、大规模天线等。新的频谱使用方式,例如:TDD/FDD的融合使用;实现频谱共享的认知无线电技术等。高频段的使用,例如:6GHz以上高频段通信技术等,也要多加关注。四是5G移动通信测试验证技术。通信技术进步和发展离不开通信测试技术进步,5G网络相对于4G而言,是一个新兴的技术,对其进行测试的参数、精度、方式等也都发生了变化。因此,要研究5G移动通信网络的评估与测试技术,建立仿真测试评估平台和传输技术仿真测试评估平台。下面对业界目前十分关注的5G关键技术进行简要介绍[5,7]。3.1高频段传输技术目前的移动通信系统工作频段主要在3GHz以下,随着用户的增加,使得频谱资源十分拥挤,而在高频段,如毫米波频率范围为26.5~300GHz,带宽高达273.5GHz,超过从直流到微波全部带宽的10倍。与微波相比毫米波元器件的尺寸要小得多,毫米波系统更容易小型化,可以实现极高速短距离通信,支持5G容量和传输速率等方面的需求。韩国在28GHz频段,利用64根天线,采用自适应波束赋形技术,在2公里的距离内实现了1Gb/s的峰值下载速率。3.2新型多天线传输技术多天线技术经历了从无源到有源,从二维(2D)到三维(3D),从高阶多输入多输出(MIMO)到大规模阵列的发展,能将频谱利用率提升数十倍甚至更高,是目前5G技术重要的研究方向之一。引入有源天线阵列,基站可支持128个协作天线。将2D天线阵列拓展成为3D天线阵列,形成新颖的3D-MIMO技术,支持多用户波束智能赋型,减少用户间干扰,加上毫米波技术优势,将进一步改善无线信号的覆盖性能。目前研究人员正在针对大规模天线信道测量与建模、阵列设计与校准、导频信道、用户空分多址(SDMA)、码本及反馈机制等技术问题进行研究,实现绿色节能和提升覆盖能力。3.3同时同频全双工技术同时同频全双工技术被认为一项有效提高频谱效率的技术,该技术是在同一个物理信道上实现两个方向信号的传输,即通过在通信双工节点的接收机处消除自身发射机信号的干扰,在发射机信号同时,接收来自另一节点的同频信号。对比传统的时分双工(TDD)和频分双工(FDD)而言,同时同频全双工可以将频谱效率提高一倍。同时,全双工技术能够突破FDD和TDD方式的频谱资源使用限制,使得频谱资源的使用更加灵活。因此,该技术可有效解决5G对频谱的需求。然而,全双工技术需要具备极高的干扰消除能力,这对干扰消除技术提出了极大的挑战,同时,还存在着邻小区同频干扰问题。3.4设备间直接通信技术(D2D)传统的移动通信系统组网方式,是以基站为中心实现小区覆盖,中继站及基站不能移动,网络结构的灵活度有限制。未来5G网络,数据流量大,用户规模大,传统的以基站为中心的业务组网方式,无法满足业务需求。D2D直接通信技术能够在没有基站的中转下,实现通信设备之间的直接通信,拓展了网络连接和接入方式。D2D技术是短距离直接通信,信道质量高,具有较高的数据速率、较低的时延和较低的功耗;通过广泛分布的终端设备,能够改善覆盖,实现频谱资源的高效利用;支持更灵活的网络架构和连接方法,提升链路灵活性和网络可靠性。目前,D2D正在发展更强的中继技术、多天线技术和联合编码技术等,提高通信效率和质量,将是5G采用的关键技术之一。3.5密集网络技术5G是一个多元化、宽带化、综合化、智能化的网络,数据流量将是4G的1000倍。要实现这个目标有两种技术:一是在宏基站处部署大规模天线来获取更高的室外空间增益,二是部署更多的密集网络来满足室内和室外的数据需求。针对未来5G网络的数据业务将主要分布在室内和热点地区,并且,在相对等的条件下,密集网络提升的信噪比增益不低于大规模天线带来的信噪比增益的特点,人们将超密集网络做为提高数据流量的关键技术进行研究。超密集网络缩短发送端和接收端的物理距离,从而提升终端用户的性能,改善网络覆盖,大幅度提升系统容量,并能对业务进行分流,具有更灵活的网络部署和更高效的频率复用。未来,面向高频段大宽带,将采用更加密集的网络方案,部署高达100个以上小小区/扇区。3.6新型网络架构技术为了满足未来大规模、高容量的业务需求,未来的5G网络架构将具有扁平化、低时延、低成本、易维护特点。目前的业界主要集中在C-RAN和云架构的研究。C-RAN是根据现有网络条件和技术进步的趋势,提出的新型无线接入网构架,是基于集中化处理(CentralizedProcessing),协作式无线电(Collabora-tiveRadio)和实时云计算构架(Real-timeCloudIn-frastructure)的绿色无线接入网构架(Cleansystem)。其本质是通过充分利用低成本高速光传输网络,直接在远端天线和集中化的中心节点间传送无线信号,以构建覆盖上百个基站服务区域,甚至上百平方公里的无线接入系统。C-RAN架构适于采用协同技术,能够减小干扰,降低功耗,提升频谱效率,同时便于实现动态使用的智能化组网,集中处理有利于降低成本,便于维护,减少运营支出,能满足未来5G网络的需求。另外,基于云计算大规模协作的无线网络架构也是5G网络的架构选项[7]。云架构无线接入网络利用光纤分配网络连接云机房的基带处理单元(BBU)和室外的远端射频头(RRH),可以通过BBU“云”方式减少基站机房数量,减少设备特别是空调的能耗;减少小区覆盖以及大规模天线协作,大幅提高射频功率效率;网络动态资源协同调度避免负载时段潮汐效应造成的大量发射功率浪费;集中化大规模协作,变小区间干扰为增益,大幅度提高频谱效率;软件定义无线电技术灵活支持多标准,降低运营成本。3.7智能化技术5G的中心网络将是一个大型服务器组成的云计算平台,通过具有数据交换功能的路由器及交换机网络与基站相连,宏基站具有云计算和大数据存储功能,特别大或时效性强的数据将提交云计算中心网络处理,基站或终端的形态、数量多,不同的业务采用不同的频段,天线和连接方式多样。因此,需要具有智能配置、智能识别、自动模式切换的功能,实现智能自主组网,未来,智能化技术将是5G网络的关键技术之一。

45G技术面临的问题

全面满足2020年及以后信息社会对无线移动通信系统的需求,5G网络的发展面临着频率、运营和技术上的挑战。目前,在技术上还需要解决如下的问题:技术与系统融合、频谱效率和容量提升、物联网和业务灵活性、降低网络能耗、终端设备、产业生态这6个方面[3]。4.1技术与系统融合问题随着芯片技术的更新换代和智能终端的快速发展,无线移动通信业务和技术不断拓展和相互融合。未来的5G网络将是一个集成多业务、多技术的融合网络,是一个多层次覆盖的通信系统。要将多种接入技术、多种业务网络以及多层次覆盖的系统进行综合集成、有机融合,高效利用等,就目前技术而言,还有许多需要解决的问题。4.2频谱效率和容量问题要实现5G网络数据流量大、用户规模大、数据速率高、永远在线的需求目标,必须研发扩展频率、提高容量和空间效率、提升系统覆盖层次和站点密度等各种通信技术。例如,超密集网络技术、多天线技术和多址技术、多输入多输出(MIMO)空间传输技术等新型通信技术,将成为未来5G技术的重要研究方向。新型传输技术的启用和组网方式的创新,将增加设备的复杂度和研发成本,对网络建设和运营维护带来重大挑战。4.3物联网和业务灵活性问题物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络,实现万物互联将是物联网的发展目标,未来5G技术将与物联网相互渗透,为人类提供更加广泛的智能服务。但物联网的应用还面临着系统容量、服务质量(QoS)、传输瓶颈、安全隐患等挑战。5G的用户应用更加广泛,业务范围和业务灵活性也将极大提升。在信息速率上,5G既要满足几十个小时甚至更长时间才突发一些小数据包的抄表业务,也要满足3D全息实时会议宽带业务。在延迟上,既要满足对延迟不敏感的下载,也要满足延迟5ms以下的即时控制业务。就应用上,既要满足静止和低速需求,也要满足高铁、航空器等的高速和超高速应用。因此,要想制定统一的通信协议,满足业务灵活性,还面临诸多挑战。4.4网络能耗与成本降低问题5G目标是提供1000倍数据流量,并且运营成本和用户成本不能增加,这就意味网络总体能耗和整体成本基本不能提升。因此,5G网络的端到端比特能耗效率就要提升1000倍,并且降低单位比特开销1000倍,这对网络架构、空间传输、内容分发、交换路由、网络管理和优化等技术带来挑战。4.5终端设备问题5G是一个多技术的集成网络,融合了目前2G、3G、4G的技术,并将启用和开发多种新兴技术。5G终端设备将支持5~10个甚至更多不同的无线通信技术,并且要支持1Gb/s以上空间速率,待机时间达到现有的4~5倍。因此,要实现低成本多模终端的研发,对终端设备的芯片和工艺、射频技术以及器件、电池寿命等技术研发带来了挑战。4.6产业生态问题传统的3G、4G通信系统是以网络运营商和技术为主体,未来5G网络是以用户体验和业务应用为主体,当前的网络架构、管控理念并不适用未来5G的产业生态结构和潜在的新兴运营模式。因此,需要发展诸如软件定义网络(SDN)新技术来满足未来业务应用需求,解决产业生态结构问题。

55G发展趋势

当前,全球关于5G的技术研究,还处于早期阶段,将来还要经过技术研究、标准化、外场试验等阶段,并最终实现商用部署。不过,尽管对于5G概念和技术仍在探讨,但对于5G标准融合的大方向,现在学术界和产业界基本形成了共识。在2G、3G时代,不同的通信协议标准之间存在较大的差异。而在4G时代,TD-LTE和LTE-FDD在核心网方面已拥有95%的相似性,在无线传输方面也有90%的相似性。面向2020年的5G时代,在频谱的使用上将更加高效和灵活,核心技术和系统架构将进一步融合,全球共用一套通信标准将成为5G技术的发展趋势。

6结语

篇6

关键词 承载力;生态承载力;可持续发展

中图分类号 F062.2

文献标识码

文章编号

生态环境是人类生存和发展的基本条件,是经济、社会发展的基础。20世纪以来,随着科学技术的进步和社会生产力的发展,人类开发利用自然资源的能力空前提高。一方面,人类创造了前所未有的物质财富,促进了社会经济的进步和繁荣;然而另一方面,人类对生态环境的压力越来越大,人口剧增、资源过度消耗、环境污染和生态破坏等问题已成为威胁人类生存和发展的全球性问题。这些问题的出现引起了人们对资源消耗与供给能力、生态破坏与可持续问题的思考。综合分析,生态破坏的明显特点是生态系统的完整性遭到损害,从而使生存于生态系统之内的人和各种动植物面临生存危险。为此,许多科学家呼吁,保持生态系统的完整性,控制人类的活动在生态系统承载力范围之内,是实现系统与区域可持续发展的最基本和首要条件。于是许多学者从系统的整合性出发,提出了生态承载力的概念,认为只要人类对自然系统的压力处于地球生态系统的承载力范围内,地球生态系统就是安全的、人类经济社会的发展就处于可持续的范围内。

承载力最初被引进区域系统是在生态学中的应用,其含义是在某种环境条件下,某种生物个体可存活的最大数量的潜力[1],在实践中的最初应用领域是畜牧业。随着人地矛盾不断加剧,承载力概念发展并应用到自然――社会系统中,提出了土地资源承载力概念,即在一定生产条件下土地资源的生产力和一定生活水平下所承载的人口限度。70年代以后,人口、经济、资源与环境等全球性问题日益突出,人口承载力、资源承载力、环境承载力、水资源承载力、矿产资源承载力的研究也应运而生。1986年,Catton定义了“环境承载力”的概念,后来国外很多学者把它引申为生态承载力并定义为“在一定区域内,在不损害该区域环境的情况下,所能承载的人类最大负荷量”。90年代初,加拿大生态经济学家William和Wackernagel提出“生态足迹”(Ecological Footprint)的概念,使承载力的研究从生态系统中的单一要素转向整个生态系统[2-3]。与此同时国外对于生态承载力的研究,也逐渐从静态转向动态,从定性转为定量,从单一要素转向多要素乃至整个生态系统,对于生态承载力的概念也日趋完善。我国在总结吸收国外经验教训的基础上对承载力进行了研究。任美锷先生是我国最早注意到承载力研究重要性的学者。在40年代末任美锷先生通过对四川省农作物生产力分布的地理研究,首先计算了以农业生产力为基础的土地承载力。1986年中科院综考会等多家科研单位联合开展的“中国土地生产潜力及人口承载量研究”是我国迄今为止进行得最全面的土地承载力方面的研究[4]。随着研究的深入,80年代末,我国承载力研究大多不再局限于某一种资源,而是更强调综合性,如资源与环境综合承载力、地理环境人口承载潜力、生存空间的人口承载力、区域承载力等。近年来,关于生态承载力的量化方法的研究日益兴旺,提出了一系列观点,主要研究者为王家骥和高吉喜[5-6],主要成果为黑河流域生态承载力的研究。承载力概念的演化与发展,体现了人类社会对自然界的认识不断深化,在不同的发展阶段和不同的资源条件下,产生了不同的承载力概念和相应的承载力理论。

1 概念与内涵

在环境污染蔓延全球、资源短缺和生态环境不断恶化的情况下,科学家相继提出了资源承载力、环境承载力、生态承载力等概念。资源承载力是基础、环境承载力是关键、核心,生态承载力是综合[7]。

1.1 资源承载力

资源承载力是指一个国家或地区资源的数量和质量,对该空间内人口的基本生存和发展的支撑能力。资源承载力是一个相对客观的量。目前有关资源承载力的研究主要集中在自然资源领域,其中土地资源承载力的研究历史较长,取得的成果也较多。同时由于不同的侧重点和对象,出现了水资源承载力、森林资源承载力等的多种承载力[8]。①土地资源承载力。土地承载力是近20年来资源、人口、生态环境等许多领域的热点问题[9]。它是继60~70年代能源危机、粮食短缺以及人炸等人类面临的重大问题提出之后,所开展的一项务实的研究工作。中国科学院综考会为土地资源承载力所下的定义是“在一定生产条件下土地资源的生产力和一定生活平下所承载的人口限度”[10]。②水资源承载力。自20世纪80年代末以来,许多专家、学者或课题研究组织对水资源承载力概念予以定义。一般认为:水资源承载力是在特定的历史发展阶段,以可持续发展为原则,以维护生态良性发展为条件,以可预见的技术、经济和社会发展水平为依据,在水资源得到适度开发并经优化配置的前提下,区域(或流域)水资源系统对当地人口和社会经济发展的最大支持能力[11]。也有的将其定义为在一定的技术经济水平和社会生产条件下,水资源可最大供给工农业生产、人民生活和生态环境保护用水的能力[12-13]。对于水资源承载力,必须强调水资源对社会经济和环境的支撑能力。它的主要涵义和内容有:第一,强调水资源承载力是水资源对生态经济系统良性发展的支持能力;第二,强调生态经济系统的良性发展;第三,强调合适的管理技术,将水资源承载力的合理配置等技术方面的问题,上升到管理的角度和层次[14]。③森林承载力。森林承载力的理论研究和实践应用都始于20世纪90年代初,目前尚处于探索阶段,它的研究是资源承载力研究的深入和发展。森林资源承载力研究是协调人口、环境保护,森林资源消耗与经济社会发展的关键。森林资源承载力是指在某一时期,某种状态下,一个国家或地区的森林资源在保证其生态系统结构和功能不受破坏所能承受人类活动作用的阈值[15]。吴静和采用的是森林资源承载能力的概念,并将其定义为:“森林资源承载能力是指在一定生产条件下森林资源的生产能力及其在一定生活水平下可以承载的人口数量[16]。” ④相对资源承载力。相对资源承载力由土地承载力扩展而成,它将资源划分为自然资源、经济资源和社会资源,考虑到人是社会系统的主要组成因子,是承载力的承载对象。因此,相对资源承载力即是将自然资源和经济资源作为主要的承载资源,以一个参照区域作为对比标准,根据参照区域的人均资源的拥有量或消费量、研究区域的资源存量,计算出研究区域的自然资源和经济资源的承载能力[17]。

1.2 环境承载力

环境承载力从广义上讲,指某一区域的环境对人口增长和经济发展的承载能力。从狭义上讲,即为环境容量。关于环境承载力目前大致主要有3种定义方式:①从“容量”角度的定义,环境容量是指环境系统对外界其它系统污染的最大允许承受量或负荷量。主要包括大气环境容量、水环境容量等[18]。环境容量具有客观性、相对性和确定性的特征。如高吉喜[5]在《可持续发展理论探索》一书中指出“环境承载力是指在一定生活水平和环境质量要求下,在不超出生态系统弹性限度条件下环境子系统所能承纳的污染物数量,以及可支撑的经济规模与相应人口数量”。②从“阈值”角度的定义,如“环境承载力是指在某一时期,某种环境状况下,某一区域环境对人类社会经济活动的支持能力的阈值[19]”。中国大百科全书[20]中,环境承载力的定义是“在维持环境系统功能与结构不发生变化的前提下,整个地球生物圈或某一区域所能承受的人类作用在规模、强度和速度上的限值”;郭秀锐等[21]学者认为“环境承载力是指在一定时期、一定状态或条件下,一定环境系统所能承受的生物和人文系统正常运行的最大支持阈值”。它不仅体现了环境系统资源的价值,而且还突出了环境系统与生物和人文系统间的密切作用关系。环境承载力具有客观性、相对性、可调性和随机性的特征。③从“能力”角度的定义,彭再德[22]等学者将环境承载力定义为:“在一定的时期和一定区域范围内,在维持区域环境系统结构不发生质的改变,区域环境功能不朝恶性方向转变的条件下,区域环境系统所能承受的人类各种社会经济活动的能力”;Schneider[23]强调,“环境承载力是自然或人造环境系统在不会遭到严重退化的前提下,对人口增长的容纳能力”。环境承载力与环境容量有所不同。环境承载力强调的是环境系统资源对其中生物和人文系统活动的支撑能力,突出的是其量化测度;而环境容量则强调的是环境系统要素对其中生物和人文系统排污的容纳能力,突出的是其质地衡量。环境容量侧重体现和反映环境系统的纯自然属性;而环境承载力则突出显示和说明环境系统的综合功能(生物、人文与环境的复合)[24]。

1.3 生态承载力

高吉喜[25]在研究黑河流域生态承载力时将生态承载力定义为:生态系统的自我维持、自我调节能力,资源与环境子系统的供容能力及其可维育的社会经济活动强度和具有一定生活水平的人口数量;并指出资源承载力是生态承载力的基础条件,环境承载力是生态承载力的约束条件,生态弹性力是生态承载力的支持条件。对于某一区域,生态承载力强调的是系统的承载功能,而突出的是对人类活动的承载能力,其内容应包括资源子系统、环境子系统和社会子系统,生态系统的承载力要素应包含资源要素、环境要素及社会要素。所以,某一区域的生态承载力概念,是某一时期某一地域某一特定的生态系统,在确保资源的合理开发利用和生态环境两性循环发展的条件下,可持续承载人口数量、经济强度及社会总量的能力[26]。张传国[27]在“干旱区绿洲系统生态――生产――生活承载力相互作用的驱动机制分析”一文中,则认为绿洲生态承载力是指绿洲生态系统自我维持、自我调节能力,在不危害绿洲生态系统的前提下的资源与环境的承载能力以及由资源和环境承载力所决定的系统本身表现出来的弹性力大小,通过资源承载力、环境承载力和生态系统的弹性力来反映。程国栋[28]在对西北水资源承载力进行研究时认为:生态承载力是指生态系统所提供的资源和环境对人类社会系统良性发展的一种支持能力,由于人类社会系统和生态系统都是一种自组织的结构系统,二者之间存在紧密的相互联系,相互影响和相互作用,因此,生态承载力研究的对象是生态经济系统,研究其中所有组分的和谐共存关系。王家骥[6]先生认为生态承载力是自然体系维持和调节系统的能力的阈值。超过这个阈值,自然体系将失去维持平衡的能力,遭到摧残或归于毁灭,由高一级的自然体系(如绿洲)降为低一级的自然体系(如荒漠)。生态承载力仅仅体现在生态系统的支持层,方创琳等综合表现层的生产承载力和生活承载力,发展了生态――生产――生活系统承载力(三生承载力)。三生承载力是指区域资源与生态环境的供容能力、经济活动能力和满足一定生活水平人口数量的社会发展能力的有机综合体[29]。

2 估算方法

对于承载力的量化,国内外提出了许多直观的、较易操作的定量评价方法及模式。

2.1 生态足迹法

生态足迹分析法(Ecological footprint analysis)是1992年加拿大生态经济学家william Rees和其博士生wackernagel提出的一种度量可持续发展程度的生物物理方法,即基于土地面积的量化指标。将其定义为:任何已知人口的生态足迹是生产这些人口所消费的所有资源和吸纳这些人口所产生的所有废弃物所需要的生物生产土地的总面积和水资源量。生态足迹分析法从需求面计算生态足迹的大小,从供给面计算生态承载力的大小,经对二者的比较,评价研究对象的可持续发展状况。生态足迹计算模型:任何个人或区域人口的生态足迹,应该是生产这些人口所消费的所有资源和吸纳这些人口所产生的废弃物而需要的生态生产性土地的面积总和[30]。在计算中,不同的资源和能源消费类型均被折算为耕地、草地、林地、建筑用地、化石燃料用地和水域六种生物生产土地面积类型(这六种土地类型在空间上被假设是互斥的)。考虑到六类土地面积的生态生产力不同,因此将计算得到的各类土地面积乘以一个均衡因子。生态足迹法从一个全新的角度考虑人类及其发展与生态环境的关系,通过跟踪区域能源与资源消费,将它们转化为这种物质流所必需的各种生物生产土地的面积,即人类的生物生产面积需求。在计算生态足迹的思路上,将现有的耕地、牧地、林地、建筑用地、海洋的面积乘以相应的均衡因子和当地的产量因子,就可以得到生态承载力。为了便于直接对比,将不同国家或地区的某类生物生产面积所代表的局部产量与世界平均产量的差异,即“产量因子”来调整。处于谨慎性考虑,在生态承载力计算时,还应扣除12%的生物多样性保护面积。计算公式如下:

其中,i为消费商品或生产生物的类型;cci为第i种消费商品的生产足迹;aci为第i种消费商品的消费总量;pi为第i种商品的生物生产单位面积产量;epi为第i种生物资源的生产足迹;aei为第i种资源生物生产总量;wi为第i种消费品或生物资源土地类型生产力权值;EF为某一地区的生态足迹总量;EC为地区生态承载力供给。

生态足迹研究法是近年来提出并应用于评价生态承载力的一种新方法,得到众多学者的肯定和采用。生态足迹的概念于1999年引入我国,杨开忠和张志强等分别介绍了生态足迹的理论、方法和概念及计算模型;徐中民等计算了甘肃省1998年的生态足迹;陈东景等分析了中国西北地区的生态足迹;张志强等对中国西部12省(区)的生态足迹进行了研究分析,徐中民对张掖地区1995年的生态足迹进行研究。上述研究多侧重于理论和方法的介绍,并以某一年的断面资料进行分析,尚未进行更系统动态的研究。如徐中民等对张掖地区1995年的生态足迹研究结果是人均生态足迹赤字0.34hm2,但从哪一时段开始出现生态赤字的并未研究[31-35]。此方法直观,简便但多侧重于理论和方法的介绍,有一定的局限性,一般以某一年或特定几年的断面资料进行分析,缺少系统动态的研究,计算中缺少处理可降解物质的生物生产面积和由于水资源所造成的附加的生态足迹面积,所以计算结果是乐观的最小值。

2.2 自然植被净第一性生产力测算法

植被净第一性生产力是植物自身生物学特性与外界环境因子相互作用的结果,它是评价生态系统结构与功能特征和生物圈的人口承载力的重要指标,它反映了某一自然体系的恢复能力。地区性乃至世界性生物生产力及其空间分布的知识,能使人类得以从宏观区域上作出如下估计:潜在的粮食资源的地理分布,人为提高区域性生产力水平的限度,不同国家和地区可能和现实的生产力水平,即区域生态系统的最大容纳量等[36]。虽然生态承载力受众多因素和不同时空条件制约,但是,特定生态区域内第一性生产者的生产能力是在一个中心位置上下波动的,而这个生产能力是可以被测定的。同时与背景数据进行比较,偏离中心位置的某一数值可视为生态承载力的阈值,这种偏离一般是由于内外干扰使某一自然体系变化为另一等级自然体系,如由绿洲衰退为荒漠,由荒漠改造成绿洲。因此,可以通过对自然植被净第一性生产力的估测确定该区域生态承载力的指示值,而通过实测,判定现状生态环境质量偏离本底数据的程度,以此作为自然体系生态承载力的指示值,并据此确定区域的开发类型和强度。由于对各种调控因子的侧重及对净第一性生产力调控机理解释的不同,世界上产生了很多模拟第一性生产力的模型,大致可分为三类:气候统计模型、过程模型和光能利用率模型。我国的净第一性生产力研究起步较晚,研究过程中一般采用气候统计模型[37]。国内应用较多的模型是采用周广胜、张新时根据水热平衡联系方程及植物的生理生态特点建立的自然植被的净第一性生产力模型,即:

式中:RDI为辐射干燥度;r为年降水量(mm);NPP为自然植被的净第一性生产力[t/(hm2.a)];PER为可能蒸散率;PET为可能蒸散量(mm);BT为年平均生物温度(℃);t为小于30℃与大于0℃的日均值;T为小于30℃与大于0℃的月均值。

王家骥,姚小红等以黑河流域为例,认为利用自然植被的净第一性生产力数据可以反映自然体系的生产能力和受内外干扰后的恢复能力,是自然体系生态完整性维护的指示[6]。李金海分析了大陆典型生态系统净第一性生产力的背景值,研究了确定自然系统最优生态承载力的依据,并提出了提高区域生态承载力,实现区域可持续发展基本对策,并据此计算了河北丰宁县的生态承载力[38]。

2.3 供需平衡法

区域生态承载力体现了一定时期、一定区域的生态环境系统,对区域社会经济发展和人类各种需求(生存需求、发展需求和享乐需求)在量(各种资源量)与质(生态环境质量)方面的满足程度。因此,衡量区域生态环境承载力可以从该地区现有的各种资源量(Pi)与当前发展模式下社会经济对各种资源的需求量(Qi)之间的差量关系[如(Pi- Qi)/Qi],以及该地区现有的生态环境质量(CBQIi)与当前人们所需求的生态环境质量(CBQIi)之间的差量关系[如(CBQIi)-CBQIi/CBQIi]入手[7]。如果该差值大于0,表明研究区域的生态承载力在可承载范围内;该差值等于0,表明研究区域的生态承载处于临界状态;该差值小于0,表明研究区域的生态承载力超载。该方法需要建立一套指标体系,包括社会经济系统类和生态环境系统类(包括环境资源与环境质量)指标。该方法只能根据人口变化曲线求出未来年的人口数,然后分别计算其需求量,判断该值是否在研究区域的承载力范围之内,而不能计算出未来年的确切承载力值;而且,该方法并不能表现出研究区域内的社会经济发展状况以及人类的生活水平。结合完整的指标体系,依据这种差量度量评价方法,王中根等人对西北干旱区河流进行了生态承载力评价分析,证明此方法能够简单、可行地对区域生态承载力进行有效的分析和与预测[39]。

2.4 状态空间法

所谓状态空间法,本质上是一种时域分析方法,它不仅描述了系统的外部特征,而且揭示了系统的内部状态和性能。状态空间是欧式几何空间用于定量描述系统状态的一种有效方法,通常由表示系统各要素状态向量的三维状态空间轴组成[40]。在研究生态承载力时,三维状态空间轴分别代表人口、经济社会活动、区域资源环境,空间中的点为承载状态点,不同的点表示不同情况下的承载状态[41]。利用状态空间法中的承载状态点,可表示一定时间尺度内区域的不同承载状况。利用状态空间中的原点同系统状态点所构成的矢量模数表示区域承载力的大小。由承载状态点构成承载曲面,高于承载曲面的点表示超载,低于承载曲面的点表示可载,在承载曲面上的点表示满载。应用状态空间法可以定量的描述和测度区域承载力及其承载状态。近年来,状态空间法逐步推广并成功的运用到军事、生物医学、社会经济及人类生活等诸多领域,并且有广阔的发展前景[42]。

2.5 模型预估法

随着承载力研究的日趋深入,特别是在计算机的支持下,各种数理模型进入该领域,有从早期的线性规划模型到现在广泛应用的系统动力学模型、模糊目标规划模型、门槛分析模型、层次分析模型,等等。如美国科学家Maclon Sleaser等提出的承载力估算的综合资源计量技术(ECCO)是一种系统动力学模型的应用。应用数学模型模拟估测承载力极大地提高了承载力研究的定量化水平和精确程度,促使承载力研究的综合与深入[43]。经常使用的生态承载力计算模型主要有:

分类统计法:把研究区域内的土地分为多种类型,每一种类型的土地假定一个最高的可支持人口密度,计算出每一种类型土地的支持人口数,然后汇总得出区域可支持的最大人口数量。

比较密度法:法国地理学家贝拉克提出。比较密度是指单位面积农用土地上的平均人口数。农用土地包括耕地、多年生植物和可利用草原牧场。

趋势外推法:趋势外推法是长期趋势预测的主要方法。它是根据连续性原理,依据时间序列的发展趋势,配合合适的曲线模型,对未来趋势进行外推预测的[44]。例如:根据某区域历年的人口数做一条人口变化曲线,利用趋势外推法得出未来某年的人口数;或根据历年的人口数做一条逻辑斯蒂变化曲线,根据曲线变化确定未来某年的承载力。由于人口数受到出生率和死亡率的影响,故这一方法准确性较差。而且估计出的人口数只是区域内可能的人口数,而不是系统能支持的最大人口数,与生态承载力的概念不符。

限制因子法:选定区域内生态系统的主要限制因素,用该限制因子来确定,一般选取粮食作为限制因子。限制因子还可以是淡水资源、土地空间、能源、绿地面积等。如果限制因子超过一个,则分别计算出可供养的人口数,以其中的最小值作为生态承载力的大小。有多种限制因子时,也可以归结到一种限制因子,确定相互间的比例关系,计算求得。

线性规划法:线性规划中线性来源于构造线性模型这一事实,而规划一词用于表示线性模型一组变量的最佳取值,它既可用于单目标规划(极大或极小),也可用于多目标问题求解最优折中解。线性规划模型的解具有重要意义,它代表问题的最佳决策和活动的最佳策略。线性模型的理想目标由决策者的希望或愿望确定,现实目标或约束条件可由有限的资源和其他加在决策变量选择上明显的或隐含的约束确定。处理具体问题时,可先根据研究的问题确定研究范围,把其作为一个系统。在该系统中确定对系统的输入、输出有重大影响的几个变量,由这几个变量构建现实目标或约束条件。用线性规划法进行生态承载力的研究,可以动态的反映一个区域的生态承载力的状况[45]。它把研究区域作为一个系统,以生态承载力作为最优目标,以区域内资源状况、环境状况、社会经济状况、人民生活水平等作为约束条件。它依靠不同时间段区域的资源、环境、社会经济以及人民生活水平的不同,求得不同时间段区域生态承载力值,动态的反映区域生态承载力变化。

系统动力学方法:系统动力学(System Dynamics,简称SD)是麻省理工学院Jay.W.Forrester[46]教授于1956年创立的,其最为突出的优点在于它能处理高阶次、非线性、多重反馈、复杂时变的系统问题。用系统动力学方法进行生态承载力研究时,能比较容易地得到不同方案下的生态承载力,较真实地模拟区域资源和社会经济、环境协调发展状况,模拟区域承载力的变化趋势。目前,国内外对承载力进行研究时多采用系统动力学方法。建立系统动力学仿真模型,一般包括以下程序:划定系统边界、划分系统层次、确立指标体系、建立仿真模型、模型分析检验。具体步骤包括:结构分析与绘制因果关系图:系统的动态行为是由系统结构决定的,系统主要变量之间的因果关系反映了系统的内部结构。为研究系统的结构是如何决定其功能,这里根据已确定的研究目标,经过分析得出系统边界内系统主要变量之间的因果关系。建立系统流程图:在因果关系图的基础上,绘制系统流程图,比较直观地反映系统各个变量之间的相互关系,以及对未来动态行为的影响,而且也是编制仿真程序的基础。建立方程与参数确定:根据各个变量之间的关系,应用系统动力学仿真语言,并引入回归分析、灰色分析等多种数学手段,建立各变量之间的关系方程。运用初步建立的计算机仿真模型,在计算机上进行模拟试验,对照原始数据与仿真结果,对方程参数进行重新估计并修改,直到仿真结果与原始数据拟合较为满意为止。完善模型:改变模型的有关数据,将其输入计算机并进行模拟运行,预测分析未来的发展趋势,寻找可行的发展方向。根据需要修改模型,建立友好的人――机界面,完善模型。系统动力学的特点为:①系统动力学方法处理复杂的大系统具有很多优势,它能清晰的反映人口、资源、环境和发展之间的关系,能较好的反映系统本质和模拟系统的变化趋势,它最适用于分析研究信息反馈系统的结构、功能与行为之间动态的辨证统一关系。利用SD模型可以把握系统各种反馈关系,将系统与环境、系统内部各子系统之间相互作用的复杂关系通过一系列微分过程和函数关系加以表述,从而实现对系统结构、功能乃至发展趋势进行模拟、预测和调控[47]。②系统动力学方法能够模拟各种决策方案的长期效果,并对多种方案进行比较分析而得到满意的答案,具有优化的同等效用。但是,这一方法需要较完备的资料才可得出可靠结论。完善生态承载力计算模型,参数的确定应更加准确。③系统动力学模型可作为实验系统的实验室,将模型模拟以剖析系统,获取更丰富、更深刻的信息;进而觅寻解决系统问题的途径。系统动力学解决问题的过程实际上也是寻优的过程,其最终目的是寻求系统较优或次优的结构与参数,以求得较优的系统功能。因此,系统动力学模型能更好的为决策者提供决策的依据,在土地承载力、资源承载力、环境承载力、人口容量等方面的研究中也得到广泛的应用。④系统动力学只有在与其它模型的支持下才能更好地发挥作用,如数理统计方法、灰色系统模型、计量经济学模型、产业关联分析模型、投入产出模型等,也可以与线性规划方法、非线性规划、目标规划、多目标规划相结合。目前常用的系统动力学模型有Vensim PLE、STELLA、Ithink等,在模型编写过程中,融入灰色模型、线性回归、指数回归等多种数学方法对模型涉及的变量进行预测,并通过软件的可视化环境对模型结构、运行参数和运行结果进行必要的修正,最终构建起区域可持续发展的SD模拟系统[48]。

3 存在问题分析

生态承载力是自然体系维持和调节系统的能力的阈值。如果超过了这个阈值,自然体系将失去维持平衡的能力,遭到摧残或归于毁灭,由高一级的自然体系降为低一级的自然体系。生态承载力研究起步较晚,但生态承载力定量研究已从最初的静态研究走向动态预测,日趋模型化。这些定量方法的成熟与完善推动着生态承载力研究日趋深入。目前,生态承载力研究呈现以下特点:

生态承载力研究对象趋向多元化,研究领域呈现交叉综合趋势。国内外生态承载力研究实践表明,以单要素承载力研究的局限性越来越突出,已不能适应生态系统资源开发与发展的要求,以系统的观点,从综合多要素角度研究生态承载力是今后生态承载力研究的方向和趋势。而且随着生态承载力研究的深入,生态系统各资源之间的相互广义替代性研究将越来越受到重视。这就客观上要求加强交叉综合研究,从系统的角度研究生态的承载力问题。因此,生态承载力必将从单学科、单因子研究趋向多学科合作,开展人口、资源、环境、发展多因素、多层次的交叉综合研究。

新方法、新技术手段将应用于生态承载力研究。生态系统的复杂性决定了其承载力研究方法和手段的复杂性。在计量分析手段上,除了系统动力学(SD)外多因子分析、投入――产出分析、资金劳动力生产函数、人口迁移矩阵及马尔可夫过程都将成为主力军。现代技术如遥感(RS)、地理信息系统(GIS)等必将应用到承载力的研究领域中。遥感手段可以提供快速、准确的信息,地理信息系统可以对承载力进行空间分析,因此,成熟的模型分析和遥感、地理信息系统技术相结合的分析方法以及各种模型相结合的研究方法将对承载力的研究提供更准确、更深入、更全面的定量研究结果。

生态承载力研究将继续向动态模拟化方向发展。生态承载力研究经历了从一般定性描述到定量和机制的探讨,从单学科、单要素研究到多学科、多因素的综合研究过程,越来越趋近于生态承载力问题的客观本质,同时也增加了研究的难度。实质上现代意义上的生态承载力研究就是资源开发与区域发展战略研究,它是为制定有关政策提供科学依据的。为了提高生态承载力研究的科学性与实用性,必须加强生态承载力的动态模拟研究,建立一套能反映生态承载力本质的模型体系,实现对生态承载潜力的估算与动态变化过程的预测。生态承载力模型必须能反映问题的本质,技术上可行,科学上有依据,要反映生态承载力问题的多元性、非线性、动态性、多重反馈的基本特征。同时还需要加强对生态承载能力基础理论研究,即生态系统的复杂性理论――要素之间的复杂性研究,以给生态承载能力研究寻找新思路、新方法,找出生态的最大承载能力,为国家决策、规划、计划和社会协调发展提供科学依据。

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Progress in Research of Ecological Carrying Capacity

GAO Lu1,2 ZHANG-Hong-ye1

(1.Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research,CAS,Beijing 100101,China;

2.Graduate School of the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100039,China)

Abstract This paper expatiates upon the Carrying Capacity's origin,evolvement and development,and states the domestic and overseas progress of Ecological Carrying Capacity.And briefly evaluating the different concepts and the research methods of ECC.The paper also put forward the direction of research in future of Ecological Carrying Capacity and indicates the research of ECC is important to sustainable development of ecosystem.

篇7

关键词:区域空间结构;演变过程;理论体系形成

所谓区域空间结构理论就是研究区域内各种社会经济活动及其要素分布在空间上的组合特征及演变规律的理论,它是关于农业、工业、第三产业、城镇居民点区位的综合区位理论。其研究问题的目标和着眼点不是要求得出各种单个社会经济事物和现象的最佳区位,而是各种客体在空间中的相互作用及相互关系,以及反映这种关系的客体和现象的空间集聚规模和集聚程度。在强调区域各组成部分的相互关联性的同时,区域空间结构理论也强调各组成部分或现象之同的联结变化过程,亦即各种动态序列的瞬间反映。通过对区域内各组成部分在空间中的位置及其各组成部分间的相互作用和相互关联性研究,组建合理的区域空间结构,以获得社会经济活动在空间上的帕累托最优。从1826年杜能农业区位理论的创立到20世纪90年代区域空间结构理论的形成,我们对区域空间结构的研究大约可以划分为三个阶段:上世纪40年代中期以前的区位论研究阶段、二次世界大战以后到20 世纪90年代的区域经济的空间集聚和分异理论研究阶段和20 世纪90年代中期以后的空间经济学阶段。

一、区位理论研究

区位论又称标准化理论或立地论(Location Theory或Stan

dortlehre),主要包括农业区位论、工业区位论、中心地理论和市场区位论等,是一些德国学者在19世纪初到20世纪50年代期间提出的。1826年,杜能(J.H.VoThünen)依据资本主义农业生产与市场的关系,探索因地价不同而引起的农业生产布局在地域上的分带现象,创立了农业区位论,揭示了区域农业经济活动的空间分布规律,提出了一般区域农业布局法则与模式。1909年和1914年,德国经济学家韦伯(A Weber)系统地研究工业企业区位问题,认为决定工业场所的三个区位因子是:运费、劳动力费用和聚集力,并基于区位因子体系,创立了工业区位理论。后来又经美国经济学家胡佛(Edgar Hover)等人在考虑了更复杂的运输费用结构、生产投入替代物和规模经济后对工业区位论进行了完善。在此基础上,通过引进劳动力成本和集聚因素及其相互作用的分析计算,进一步推导出区域工业活动空间分布模式,从而揭示了工业经济空间活动的基本规律,把区位理论由农业扩展到了工业。这种以产业的空间布局为核心,采取成本―收益分析方法对经济活动的空间分布和空间联系进行考察,不仅为其他区位论研究奠定了基础,也成为考察现代区域经济空间结构的基础性理论和模式。

伴随着古典市场经济向现代市场经济的过渡,市场问题成为一些学者研究区位理论考虑的重要问题。在考虑成本和运费的同时,人们开始关注市场区划分和市场网结构的合理性,区位理论也得到迅速发展。1933年,德国地理学者克里斯泰勒(W.Christaller)通过对德国南部地区的城镇规模、职能间的关系及其空间分布的特性分析,提出了中心地理论,揭示了区域城市分布是具有等级序列的,在空间上是呈蜂窝状的空间结构,城市的辐射影响范围是一个正六边形,而每一个顶点又是次一级的中心,形成区域城镇体系的正六边形空间结构模式。这种以城市为中心的区域经济空间结构符合生产成本最低和利润最大化原则,对产业配置产生巨大的吸引力。廖什(A .Losch)于1940年发表代表作《区位经济学》一书中以在垄断资本条件下资本家追求最大利润为背景来建立自己的区位理论的。他创立需求圆锥体学说,把价格与消费量的比例关系与市场区联系起来,求出某种商品的需求曲线。在继承工业区位论和中心地理论的基础上,进一步研究了市场规模与市场需求结构对区位选择和产业配置的影响,并扩展了区位理论的范围,将贸易流量与运输网络中“中心地区”的服务区位问题也纳入其中进行研究,揭示了在市场区位空间达到均衡时,最佳的空间结构模式也是正六边形的空间结构形态,进一步发展了工业区位理论和中心地理论,建立了市场区位理论。与此同时,美国学者费特(Frank A.Fetter)从市场空间视角对市场竞争力的分析形成贸易区边界区位理论;英国学者罗斯特朗(E.M..Rawstron)和美国学者史密斯(David Smith)提出和完善了赢利边际区位理论;俄林(Ohlin,B.G.)在资源禀赋的视野中对工业区位形成作探讨,建立了关于地域分工和区际贸易的一般区位理论等。区位理论在美国区域经济学界的大为风行,不仅成为50年代后计量运动的主要内容之一,系统论思想和运筹学方法的复杂和运用,使区位理论向纵深发展,进一步完善了区域空间结构研究的基础性理论区位理论。

这一阶段,区域空间结构理论的研究特点是:(1)提出并建立了影响区域空间结构演变的区位因子体系,其中运费是投入-产出关系特点与生产要素空间流动的决定性要素。(2)研究问题的目标和着眼点是寻求得出各种单个社会经济事物和现象的最佳区位,如农业、工业或城市某一个体的区位理论,以阐述产业、企业和城镇居民点等的区位选择为特点,探寻区域经济的空间行为和组织结构规律性。(3)运用地租学说和比较成本学说的基本理论和区位几何学等方法,建立起静态分析的区域空间结构模型。

二、区域经济的空间集聚和分异理论

二次世界大战后到20 世纪90年代,一些学者在古典区位理论研究的基础上作进一步发展研究,艾萨德(Isard)1956年开始尝试将空间因素纳入主流经济学中,他把古典区位论动态化、综合化,根据区域经济和社会综合发展的要求,把研究重点由部门的区位决策转向区域综合分析。阿隆索(Alonso1964)、米尔斯(Mills1967)和汉德森(Henderson1974)为代表的“新城市经济学”吸纳了杜能的思想,建立了连续性空间和一维空间假设下的单中心城市模型,分析租金和运运输费用的平衡和城市的内部空间结构。然而,面对战后各国经济发展面临着众多的区域问题,区域经济学研究重点开始转向区域经济增长理论和区域政策的研究,形成一系列区域经济的空间集聚和分异方面的理论,对区域总体空间结构与形态的进行研究,从总体出发寻求各经济主体在空间中的最优组合与分异等思路,为区域空间结构理论的形成和发展奠定了基础。

区域经济空间集聚和分异理论是上世纪50年代中期针对均衡发展理论存在的众多问题而提出的一种理论,它以佩鲁的增长极理论为基础,后经布代维尔、弗里德曼、缪尔达尔、赫希曼和威廉姆逊等进一步丰富和发展。1955年,法国经济学家弗朗索瓦・佩鲁(Perroux,F)首次提出的增长极理论,他认为增长并非同时出现在各部门,而是以不同的强度首先出现在一些增长部门,然后通过不同渠道向外扩散,并对整个经济产生不同的终极影响。显然,他主要强调规模大、创新能力高、增长快速、居支配地位的且能促进其他部门发展的推进型主导产业部门,着重强调产业间的关联推动效应。随后,布代维尔(j.b.

boudeville)将区域增长极定义为:“位于城市区域的一组扩张型产业,它通过区域影响诱发经济活动的进一步发展。”从理论上将增长极概念的经济空间推广到地理空间(区位条件优越的地区),认为经济空间不仅包含了经济变量之间的结构关系,也包括了经济现象的区位关系或地域结构关系。艾尔伯特・赫希曼(Hirschman,A.O,1958)的著作《经济发展战略》中提出不平衡增长理论认为,经济进步并不同时出现在每一处,经济进步的巨大推动力将使经济增长围绕最初的出发点集中,发展过程应当理解为“一连串的不平衡过程”,“在发展过程中,集中出现的必要性意味着增长在国家和区域间的不平衡是增长本身不可避免的伴生物和条件”。他提出了“极化效应”(Polarzation Ef

fects)和“涓滴效应”(Trickling Down Effects)概念,认为在经济发展的初期阶段,极化效应占主导地位,因此区域差异会逐渐扩大;但从长期看,涓滴效应将缩小区域差异。缪尔达尔(Myrdal,C)的“循环积累因果理论”则提出“回流效应”(back

wash effects)和“扩散效应”(spread effects)概念来分析区域经济的空间演变,并提出“回流效应”总是大于“扩散效应”的基本思路。认为经济发展过程在空间上是从一些条件较好的地区开始,这些区域由于初始优势而比其他区域超前发展,并不断积累有利因素继续超前发展,从而进一步强化和加剧区域间的不平衡,形成“循环累积因果”(cumulative causation model)过程。“在这种情形下,一个地区的经济增长是以另一个地区的经济衰退和萧条为代价的”,市场力量作用的结果是“趋向于扩大而不是缩小区域间的差异”。缪尔达尔提出了区域经济发展的政策主张,认为当经济发展到一定水平时,也要防止累积循环因果造成贫富差距的无限扩大,政府必须制定一系列特殊政策来刺激落后地区的发展,以缩小经济差异。

1966年,弗里德曼(Friedman,J.R)将中心――理论的概念引入区域经济空间演变的分析中,提出区域空间结构演变的阶段模型。他在1966年出版的《区域发展政策》一书中把区域空间结构的演变划分为四个阶段,即(1)前工业阶段的区域空间结构。区域空间结构的基本特征是区域空间均质无序,其中有若干个地方中心存在,但是它们之间没有等级结构分异。(2)过渡阶段的区域空间结构。这个阶段区域空间结构由单个相对强大的经济中心与落后的地区所组成。该中心以其经济发展的优势吸引地区的要素不断向它集聚,越来越强大,而地区则更趋向落后,从而致使区域空间结构日趋不平衡。(3)工业化阶段的区域空间结构。随着经济活动范围的扩展,在区域的其它地方产生了新的经济中心。这些新经济中心与原来的经济中心在发展上和空间上相互联系、组合,就形成了区域的经济中心体系,区域空间结构趋向复杂化和有序化,形成了若干规模不等的中心――结构。 (4)后工业化阶段的区域空间结构。经济发展达到了较高的水平,区域内各地区之间的经济交往日趋紧密和广泛,不同层次和规模的经济中心与其地区的联系也越来越紧密,它们之间的经济发展水平差异在缩小,区域内逐步形成了功能上一体化的空间结构体系。随着中心与地区界线的逐渐消失,区域将最终走向空间一体化。并认为,区域经济逐渐向空间一体化方向发展,和市场机制对资源配置的基础性作用所导致的空间二元结构的改变,需要充分发挥政府的作用机制来实现。1965年,威廉姆逊(J・G・Williamsonl)把库兹涅茨的收入分配倒“U”型假说应用到区域经济领域,提出了区域经济差异的倒“U”型理论,通过实证分析也将时序问题引入了区域空间结构变动分析,进一步反映了区域空间结构形成和演变的主要原因、机制和发展趋势。

上世纪80年代,我国学者针对以前片面强调区域经济平衡布局的做法进行反思,开始将效率放到突出地位,借鉴西方区域经济发展理论,提出了一系列区域经济非平衡发展理论和法平衡协调发展理论,如增长极理论、点轴渐进发展模式、梯度理论、网络发展模式等,为我国经济规划和发展战略的制定以及区域空间结构的改变起到重要作用。

综合上述西方区域经济发展理论和我国区域经济发展的各种理论和模式,其理论核心均集中于区域经济是如何集聚和分异问题,而众多学者建立和发展的区域经济的极化效应和扩散效应机制又是我们分析区域经济集聚和分异的理论基础。通过探讨区域经济集聚和分异对区域空间结构演变的机制和过程的影响,在考虑区域经济发展在体现效率和公平的双重目标的基础上,达到实现区域经济空间发展的逐步均衡化的目的。显然,这一阶段,区域空间结构理论研究特点是(1)从综合的、整体性的角度来研究和发展区位理论,根据大量的实证研究对区域经济空间发展规律进行探讨,提出和建立了区域空间结构演变机制即极化效应和扩散效应机制。(2)建立了区域空间结构演变的阶段理论和空间相互作用理论,探讨区域各类经济主体间的相互联系和相互作用机制和过程,为不同区域经济发展阶段的国家和地区制定相应的经济发展战略奠定了基础。(3)提出和完善了众多区域经济空间组织模式,如增长极模式、点轴模式、城市圈层发展模式、梯度理论等,广泛运用于各种区域经济规划中。(4)计算机科学的迅速发展以及系统论及运筹学思想与方法的应用,区域空间结构研究的分析方法由以往的基于几何学和微积分的数学分析,进入到数学模型与计算机模拟研究相结合阶段。

三、空间经济学的形成与区域空间结构理论的完善

空间经济学的形成,是以1991年克鲁格曼(Krugman,)在《政治经济学杂志》上发表的论文《经济地理与收益递增》建立的CP模型(Core-PeripheryModel)为标志。所谓CP模型即“中心――”模型的基本内容是,假设世界经济中仅存在两个区域和两个部门――报酬不变的农业部门和报酬递增的制造业部门。农业是完全竞争的、生产单一的同质产品,而制造业部门是垄断竞争的、供给大量的差异化产品,具有收益递增的特征;两个部门分别使用一种资源:劳动力;农业雇佣劳动力要素不可流动,而制造业工人可以自由流动;农产品无运输成本,而制造品则存在“冰山成本(icebergcost)”。 中心―模型揭示了产业地理集中形成的重要特征:在初始均衡的两个地区,随着贸易成本的逐渐降低,当聚集力大于离心力时,劳动力的移动最终会导致产业的不对称地理分布。在这一过程中,最初贸易成本的削减对厂商生产区位并没有任何影响,当贸易成本一旦下降到“均衡点”, 即当一个区域的制造业份额越大,制造业的差异产品种类越多,价格指数越低,厂商能够支付的工资越高,越能吸引更多的制造业工人,聚集力将起主导作用,所有的产业则会移到一个地区,而此时劳动力和产业区位的转移并不是逐渐发生的,而会发生突变。原先两个互相对称的地区发生转变,起初某个地区的微弱优势不断积累,最终使该地区变成产业集聚中心,另一个地区变成非产业化的。中心―模型的意义在于它可以猜测一个经济体中经济地理模式的渐进化过程,初始状态时,一个国家的地理区位可能有某种优势,它对另一地区的特定厂商具有一定的吸引力,并导致这些厂商生产区位的改变,一旦某个区位形成行业的地理集中,该地区的聚集经济就会迅速发展并获得地区垄断竞争优势。

在核心―模型中,三种基本效应组成了该模型的基本机制:一是“本地市场效应”(home market effect),即需求效应(demand effect)或称市场进入效应(market access effect),其含义是指垄断竞争厂商倾向于选择市场规模较大的地区进行生产并向市场规模较小的地区出售其产品。二是“价格指数效应”,即实际收入效应(real income effect)或称生活成本效应(cost of living effect),其含义是指厂商的区位选择对于当地居民生活成本的影响。在产业集聚的地区,商品(这里指制造品)一般来说比其它地区要便宜一些。这是因为本地生产的产品种类和数量较多,从外地输入的产品种类和数量较少,因而本地居民支付较少的运输成本。三是市场拥挤效应(market crowding effect), 即竞争效应(competition effect),其含义是指随着企业在中心城市的不断集聚,企业间的竞争会更加激烈,减少了利润,由此可能会有企业重新选择区位,使得该地区的一些厂商喜欢在竞争者较少的区位进行生产,搬迁到腹地。前两种效应形成了集聚力,它有利于厂商和消费者在空间上的集聚,并且相互促进;而后一种效应形成了分散力,促使厂商的空间扩散。宏观的经济活动空间模式是微观层次上的市场接近效应和市场拥挤效应共同作用的结果。追逐市场接近性优势的微观经济的主体的行为产生了聚集力,即价格指数效应和本地市场放大效应,这种前后联系具有循环累积因果特征,它们可以使对经济系统的初始冲击进一步放大,从而强化初始的冲击。聚集力的市场拥挤效应所产生的扩散力决定了最终经济活动的空间模式。

显然,空间经济学的形成,不仅有效地揭示了区域经济空间结构的形成和演变机制,而且通过建立模型,模拟区域经济空间现象的产生过程,解释区域经济空间现象的结构,如克鲁格曼建立了一个动态的多区域模型来解释当空间结构均衡时,动态的力量确实趋于形成沿地形大概等距离分布的聚集点(城市)。他通过区域跑道模型演绎了区域运行的几何结构。区域跑道模型反映了区域经济体系中各个构成部分呈环状分布,认为运输费用仅仅受环形周长的影响,制造业的同一布局总是处于均衡分布状态。藤田(Fujita.M)通过研究多制造业经济体系中的运费与规模经济差异,引入了人口增长变量,构建了基础模型进行预测分析,认为经济体系会自动发展为一个变形中心地体系,随着人口增加会引起新城市在一定时期内在一个长而狭窄的经济体系产生,并沿着一条轴线逐渐向外扩展,形成“点-轴”型多城市空间结构等。空间经济学理论的发展和完善,无疑为区域空间结构的演变和发展奠定了扎实的理论基础。

同时,伴随1990年迈克尔・波特(Michacle Porter)的《论国家的竞争优势》和1991年保罗・史鲁格曼(Krugman)的《收益递增与经济地理》两篇文献问世,产业集群的研究才发生根本性改变,产业集群理论也才回归主流经济学之中。波特从竞争优势出发来分析集群式的产业集聚现象,在竞争优势理论的分析框架下,重构了有关产业集聚的新竞争经济理论,提出了自己独特的“菱形构架”理论来分析国家竞争优势。认为地理集聚的发生是由于地理接近性可以使集聚的生产率和创新利益进一步放大,它有助于交易费用的降低、信息的创造和传播、地方机构的发展以满足集聚的特殊要求,并感知、承受来自同行的竞争压力。克鲁格曼建立了产业集群模型,假设工业生产具有规模报酬递增的特点,农业生产规模报酬不变。在此前提假设下,区域工业生产活动的空间格局演化的最终结果将会是产业空间聚集。这从理论上证明了制造业(工业)活动倾向于空间集聚的一般性趋势,并阐明由于外在环境的限制,如贸易保护、地理分割等原因,产业区集聚的空间格局可以是多样的,特殊的历史事件将会在产业区形成的过程中产生巨大的影响力。现实中的产业区的形成是具有路径依赖性的,而且产业空间集聚一旦建立起来,就倾向于自我延续下去。在我国,王缉慈教授2001年系统地概括了产业集群理论和新产业区理论,并探讨了高技术产业的集群机理,提出了我国发展企业集群,营造区域创新环境,走多样化的、具有特色的区域发展道路的政策建议。产业集群理论的形成,又为区域空间结构理论的内容完善和演变机制的充实奠定了基础。

这一阶段,区域空间结构理论研究特点是(1)通过建立模型,模拟区域经济空间现象的产生过程,揭示了区域经济空间结构的形成和演变机制,完善了区域空间结构演变的极化效应和扩散效应机制,使空间视角研究经济纳入主流经济学范畴。(2)在对区域空间结构演变的阶段理论和空间相互作用理论的进一步完善同时,发展了区域城镇空间扩展理论,建立了区域产业集聚和扩展理论,使区域空间结构理论形成一个较为完善的理论体系。(3)新方法与技术手段在区域空间结构演变研究中已开始发挥越来越重要的作用,特别是复杂性科学方法和GIS 与RS 技术的结合展示出良好的应用前景,为区域经济空间结构演化研究提供了新思路与方法,区域经济空间结构理论的研究也向动态过程的空间演化模拟发展。

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国民经济学管理论文范文一:创新国民经济管理论文

摘要:总之,国民经济管理制度理念创新涉及的内容比较多,而创新又是现代经济发展必不可少的过程,因此我们对国民经济管理理念创新进行了探讨分析,希望能够为其创新和改革提供一些帮助。

关键词:创新国民;经济管理

1从管理层面看国民经济管理制度理念的创新环节

内容理念的创新。我们比较习惯的国民经济管理内容无外乎是物资资本以及货币资本的投入产出,对自然资源进行管理,物资资源的流动,货币资金的存取等来进行经济管理,管理内容也仅在于资金的运作、物资的调动,劳动力也是这些运作和调动中的一个内容。这样的国民经济内容单纯以物质和资金流动来当做主线。因为传统的粗放经济模式,人们对于物资的需求比较高,占的比重也比较多,而如今有了变化,因此需要对内容理念进行创新。

2从运行层面看国民经济管理制度理念的创新环节

(1)政府组织的变革

政企分开以及政经分开,政府组织不直接参与经济活动领域,由民营企业进入其中,参与竞争,给民众创业提供条件,给经济创新提供基础,清除创新路上的阻碍,提供便利。尤其是政府组织的领导,应该要打破行政垄断,让组织结构退出经济领域。如果政府在经济领域过度的活跃,乃至于与民众争夺利益的时候,那么就不能够让经济的自由全面发展得以实现,从民众可以自由竞争的经济领域中退出来,对民众组织进行扶植,建立社会公共经济组织,促使民众组织得到健康的发展。

(2)国民经济管理组织中的社会自组织生长起来

构成国民经济管理的重要组成部分。通过设立第三部门来对法治经济秩序责任进行承担,能够帮助政府缓解负担,同时提升了经济的民主性,对法治社会的完善具有非常大的帮助,这也是国民经济管理一直以来都希望能够实现的目的。社会自组织系统是必须存在的,企业和国家之间形成的社会自组织系统能够确保国民经济管理的正常运行。新的国民经济管理组织除了注重上下级关系之外,微观主体活力也是其关注的焦点,希望能够将微观和宏观主体聚合能量给无限放大。

(3)权利平衡和分割的组织结构

政府进行国民经济管理是利用其行政身份,而当其职能发生了转变之后,其有了更多的责任,因此,新的国家经济管理组织中,权利应该划分得更清楚,防止相互之间的推诿现象,避免责任无法追究的情况发生。

3结语

总之,国民经济管理制度理念创新涉及的内容比较多,而创新又是现代经济发展必不可少的过程,因此我们对国民经济管理理念创新进行了探讨分析,希望能够为其创新和改革提供一些帮助。

参考文献

1、推进国民经济学学科建设的若干问题和云云南民族大学学报(哲学社会科学版)2005-11-15

2、国民收入核算的政治经济学方法及其在中国的应用赵峰;姬旭辉;冯志轩;研究2012-08-15

国民经济学管理论文范文二:国民经济管理目标充实和完善路径分析

摘要:引入能够反映经济结构优化升级的指标。随着一国经济发展水平的提高,尤其是在人均收入超过1000美元以后,结构性矛盾会愈加凸显,乃至会成为制约经济进一步发展的瓶颈。

关键词:国民经济管理;现实性

目前我国经济发展中呈现出的重数量、轻质量,重速度、轻效益,重总量、轻结构,重视经济增长、忽视社会发展及人与自然的协调等,均与国民经济管理目标的设计直接相关。随着人类社会的共同发展以及人民对美好生活质量的追求,必须在科学发展观的视野下,相应地改变发展战略,更新发展观念,充实和完善国民经济管理目标的内容,以符合新时展的要求。

充实和完善国民经济管理目标的现实性

(一)社会问题的突出要求经济增长必须服务于社会发展

总体而言,在人类社会发展的进程中,既包含有直接促进生产力进步的经济活动,又包含对生产力进步起间接推动作用的社会活动,或曰非经济活动。前者主要指全部的物质生产、交换、分配、生产性消费以及所有与此有关的服务与管理活动;后者是指与物质生产只有间接联系和非物质的分配、交换和生活性消费活动,以及与经济活动在形式上全然无关的其他活动[2]。这二者共同构成人类社会向前推进的整体内容,当然也内含着国民经济管理的重要内容。不论从理论还是实践上看,人类社会发展都要求经济活动与社会活动必须相互协调、彼此促进。经济活动与社会活动是一种相辅相成和彼此依赖的关系,按照经济基础决定上层建筑的唯物史观,经济活动是各项社会活动的源泉,社会发展总是依赖于经济发展;反过来看,社会发展在很大程度上影响和制约着经济发展。但同时,经济活动与社会活动又有自身特有的运行和发展规律,不能相互取代。所以,二者之间不会在任何情况下都是同步协调的,相反,社会活动同经济活动则往往保持着超前、同步或滞后的关系[2]。不管在一个国家内部的各个时期,还是同一时期的不同国家都可以看到二者协调与非协调关系的存在。

尽管理论上讲,经济活动与社会活动应该同步发展、协调运行,但现实中真正将二者很好地兼顾起来则是较为困难的,多数时间往往是重视经济增长而忽视社会发展,结果较低的社会发展水平严重制约了经济的进一步发展。从二战后世界各国经历的道路来看,这种情况不乏其例。迟至冷战结束后,联合国才日益意识到社会发展对经济增长的重要性,才把包括维持地区和平与发展在内的社会发展作为重要任务提到议事日程。为此,相继召开了一系列涉及社会发展问题的世界首脑会议,如1990年世界儿童问题会议、1992年的里约热内卢环境与发展大会、1994年的开罗世界人口大会、1995年的北京世界妇女大会,尤其是1995年3月在哥本哈根召开了有史以来的社会发展世界首脑会议,把消除贫困、增加就业和促进社会融合定为此次会议的议题,尽管会议只是通过了没有约束力的《政治宣言》和《行动纲领》两个文件,发达国家与发展中国家的严重分歧也未因此完全消除,但是这次全球性的会议无疑开辟了人类社会发展史上的一个新里程碑。进入新世纪后,社会发展问题普遍受到各国政府的大力重视。

改革开放后,我国经济高速增长,但是同世界其他国家一样,诸多林林总总的社会问题同样困扰着我国经济社会的深化与转型。虽然我们在六五计划以后就将社会发展计划从原有的经济计划体系中划分出来,计划名称也由原来的国民经济计划改为国民经济与社会发展计划,但实际工作中仍未将其置于与经济计划同等重要的位置,人们的认识也未真正到位,反映社会发展的指标也不明确、全面,措施更不得力,以至于我国社会发展长期落后于经济发展的局面并未得到根本改变,社会与经济的非协调发展至今仍是我国现代化进程中亟待解决的难题。根据科学发展观的要求,要建立以人为本的和谐社会,就必须大力改变经济与社会相互脱节的现象,要像重视经济发展一样重视社会发展。

(二)资源与环境已成为经济能否实现可持续发展的约束瓶颈

无论是经济增长还是社会发展,均离不开资源与环境的因素。资源是人类生产的重要载体,也是生产要素之一。环境是人类生存的物质空间,具有整体性、持续性及相对稳定性等特点。一方面,经济增长的速度与可持续能力如何,在很大程度上受资源与环境的制约,另一方面,资源与环境的保护也需要巨大的投入,要求经济必须有一定的发展速度,社会发展更要以保护资源与环境为目标,并从环境的质量改善中得到进步。因此,从完整的意义上讲,经济增长、社会发展与资源合理利用、环境有效保护共同构成了含义更加广泛和完整的国民经济管理的内容。

与上述轻视社会发展的问题一样,长期以来,在经济高增长的同时,资源的合理利用与环境的有效保护同样没有引起世界的高度关注。不仅如此,甚至还往往不惜一切代价来保持所谓的高速度,这种增长实际建立在高耗能-低效率极端不平衡的基础上,使全球资源和环境受到了前所未有的浪费和破坏,如水污染、大气污染、固体废弃物、环境噪音、气候变暖等,不仅使当前人类的现实生存受到严重威胁,也加剧了代际公平的矛盾。西方国家长期实施的发展战略忽视了环境保护和生态平衡,已经走过一条先污染,后治理,治理难的惨痛之路。这本是前车之鉴,应当汲取,然而第二次世界大战后尤其是20世纪七八十年代以来,在经济全球化竞争的挤压下,众多发展中国家为缩小与发达国家的差距不可避免地选择了赶超型战略,国民经济发展多以极端追求高速度、高增长为目标,其结果是经济总量提升的同时也日益付出资源与环境方面的沉重代价,诱发了人与自然关系的失衡。更为严峻的是,由于经济结构仍旧滞后于世界先进水平,缺乏治理污染所需的资金和技术,目前许多发展中国家的环境治理问题困难重重。世界自然保护基金会曾通过环境道琼斯指数──生命地球指数①来反映环境破坏的情况,结果表明,20世纪是全球经济发展最快的世纪,也是人类对环境破坏最严重的世纪[2]。

人类为了经济和社会快速发展忽视了生态平衡,造成了环境污染,反过来,环境污染又严重影响了人们的经济和社会生活,给人类社会的发展造成巨大损失。工业革命以后的几个世纪里,以西方为代表的全球性工商业扩张活动热衷于对自然界的征服,很少有人认识到人类也只是自然的一体和组成部分,应该与大自然和谐相处。上世纪70年代以后,人与自然失衡的加剧所带来的种种经济社会环境问题,才促使人们逐步认识到资源与环境问题的迫切与重要,也采取了一系列治理措施。但直到1978年才第一次提出了可持续发展的概念及实现的前景和途径。9年后即1987年2月第八次世界环境与发展委员会才对人类发展及环境保护存在的问题进行了全面而系统的评价,并把可持续发展的内涵明确界定为在不危及后代人满足其对环境资源需求的前提下,寻求满足我们当代人需求的发展途径。用我们现在公认的表述就是,可持续发展是指既满足当代人的需要,又不对后代人满足需要的能力构成危害的发展[3]。可见,可持续发展有两个基本点:一是通过发展满足当代人的需要;二是这种发展不能以牺牲后代人利益为代价,要为后代人的发展能力考虑。可持续发展虽然起源于环境保护问题,但已超出了单纯的环境保护领域,作为一种新的发展思路和理念,它要求人们从全新的角度处理好经济增长、社会发展与生态平衡、环境保护之间的关系,使人口、资源、环境与经济、社会的发展相协调。从管理的角度来讲,要真正做到这一点,就不能使资源和环境问题游离于管理者的视野之外,必须把其纳入国民经济管理的内容,要像重视经济发展一样重视资源的合理利用和环境的有效保护。

我国长期以来单纯追求GDP增长而忽视资源和环境的协调,这主要表现在以往对各级政府的政绩考核指标比例分配失调,过于强调经济增长指标,而缺乏环保指标等的约束,使得诸如生产挣钱,环保花钱,经济上不去,环保搞得再好,也不能算政绩的竭泽而渔式的观点在地方发展中流行。结果是决心在嘴上,行动在会上,落实在纸上。十一五规划前,虽然也召开过数次全国性的环保大会,制定了若干个环境保护发展规划或计划,但总的来说,落实效果非常不理想,一直到十五计划结束时,我国的经济增长乃至社会发展等指标都完成的较好,但唯独节能减排和环境保护方面的指标未完成。近几年我国才十分重视节能减排和环境保护问题,将其提到是否落实科学发展观的高度,并按照建立资源节约型和环境友好型社会的要求,对各级政府的考核进行了补充,增加了资源节约、环境保护和低碳发展等方面的指标,说明我国的环境保护问题已经到了必须解决的地步。

(三)经济结构优化与升级严重滞后

人们一般把从传统经济向现代经济、从不发达状态向发达状态转变过程中的经济发展,称为现代意义上的经济发展。现代经济发展的特征主要表现是:经济总量大幅度增长;全要素劳动生产率大幅度提高;经济结构尤其是产业结构急剧变革;社会结构和意识形态迅速改变,世界经济更趋于一体化等。其中最主要的是经济总量的高增长率和经济结构的高变动率这两大基本特征。长期以来,众多经济学家都看到了二者的联系,如早期的威廉配第,后来的克拉克,近代的库兹涅茨和钱纳里等,且观点较为一致。但触及现代经济发展的本质,经济学家则出现了较大分歧,以库兹涅茨为代表的经济学认为,现代经济发展本质上是一个总量增长的过程,总量增长比结构变化更为重要,后者是依附于前者的;而以罗斯托为代表的经济学则把结构变动的过程视为现代经济发展的本质,认为结构比总量更重要,离开了结构分析,就无法解释总量为什么增长和如何增长[4]。

表面上看这种孰轻孰重的争论意义似乎不大,然而,这场争论的焦点绝非仅仅停留在国民经济的技术剖析层面或方法论意义上,其现实影响是深远的,因为它启发我们必须从总量和结构的辩证关系和交替演进中来寻找现代经济发展的本质,这自然便是与现代经济发展实践密切相关的重大课题。笔者认为,经济发展必然有一个总量问题,但它又不仅如此,如果离开了结构分析,人们就难以正确解释经济总量增长的原因和途径。因而现代经济发展的本质要求应该是结构的不断优化与升级(但这并不意味着要否定总量变化的作用)。这可以从以下几点来说明:

第一,总量与结构本身是宏观经济运行的两个重要方面,二者共同决定着宏观经济运行的态势及质量。它们之间存在着相互依赖和依附的关系,其中总量是结构的基础,而结构则是总量扩大的必要条件。但是,二者并非任何情况下都完全一致,所以把总量与结构割裂开来乃至对立起来都是错误的。从世界经济发展史来看,经济结构的变动一般是通过两种基本方式来进行:一是由新增投资的边际推动所引起的结构变动;二是由传统产业的存量衰减而导致的结构变动。当一国结构变动以前一种方式为主时,宏观经济的总量变动与结构变动便出现不等的非对称性,且结构变动对经济运行的作用要大于总量变动的作用。目前主要发达国家经济结构的变动基本上是以后一种方式为主,在这种情况下,经济调控的重心必须移到调整与优化经济结构上,否则,就会影响调控与管理的质量和效率。

第二,技术创新对总量增长的作用只有通过结构的关联效应才能实现。当代科学技术日新月异,创新对于经济总量的增长起着难以替代的作用。但是,新的技术引进一般只能是在某个或某些产业发生,不可能在所有产业之间同时平均分布。因而技术创新也总是首先在特定产业内部出现后,通过各产业之间的关联效应向其他产业不断拓展,这样就会猛烈激发和推动产业结构发生变动,最终导致经济总量的大幅度增长。如果一国产业结构不合理,产业关联度小甚至产业链条断裂,那么就会使技术创新的扩散受阻,也就不可能对经济总量的增长产生较大的推动作用。

第三,经济结构还在很大程度上决定着社会资源的配置效果,并最终制约着经济的可持续发展程度。因此,结构不断调整与优化是现代经济发展的最本质要求。而社会主义市场经济体制下的结构调整与优化,决不是像西方经济学家所说的政府可束之高阁,完全依靠市场机制自发来进行调节,它实际上是政府根据宏观经济运行状况和市场变化的要求而自觉、主动地进行调控与管理的过程,因此必须把其纳入到国民经济管理的内容之中,否则就难以实现宏观经济的总量平衡和进一步的发展。

结论与思考

通过对当前国民经济管理目标内容的反思,笔者认为,应在科学发展观的视野下,在以人为本可持续发展战略的要求下,对国民经济管理目标的内容加以充实和完善,具体措施主要包括:

1.加大社会发展方面指标的比重。现有国民经济管理目标的四个内容,仅充分就业目标部分反映了社会发展方面的状况,其他三个基本上都是反映经济方面的,这是造成经济与社会不协调的重要原因。按照科学发展观统筹经济与社会发展的要求,必须在国民经济管理目标中加大社会发展方面指标的比重,并逐步将其量化,以引起各级政府及职能部门对社会问题的高度重视。当然,社会发展是复杂、多方面的,难以通过某一单项指标来反映,开始可以选用若干个指标来反映其主要方面,如国民受教育水平、人口自然增长率、居民收入差距、国民享受医疗保障率、国民社会保障程度等。随着发展逐步可借鉴国外的做法,通过计算国民幸福总值①来综合反映社会发展整体水平以及与经济增长、环境保护等方面的和谐程度。

2.增加资源合理利用与环境保护方面的指标。如果说现有的国民经济管理目标中虽然不多、但毕竟还涉及社会发展某些方面的指标(如充分就业)的话,那么人与自然关系方面的指标则基本上是空白,上至中央政府宏观调控所制定的目标,下至对各级政府的具体考核目标,均未考虑对资源的利用状况和环境保护程度,只重视经济增长率的提高和总规模的扩大,而并不关心取得这些成果背后所付出的资源与环境代价,投入与产出严重脱节。这些都是不符合科学发展观要求的。完善国民经济管理目标的一个重要内容,就是要密切重视资源的合理利用、重视人与自然关系的和谐。增加这方面的指标,可遵循先单项,后综合;先简单,后复杂的原则,首先考虑采用单位GDP的能源消耗量、环境污染程度等指标,待条件成熟后,也可考虑用上述世界自然保护基金会所倡导的生命地球指数来衡量。只有加大对各级政府环保方面考核的力度,才能逐步实现资源节约型、环境友好型社会的目标。

3.引入能够反映经济结构优化升级的指标。随着一国经济发展水平的提高,尤其是在人均收入超过1000美元以后,结构性矛盾会愈加凸显,乃至会成为制约经济进一步发展的瓶颈。正因如此,各国都把结构是否优化作为经济发展可持续程度和竞争力水平的重要衡量标准。然而,我国现行的国民经济管理目标内容中仍只有宏观经济的总量指标,缺乏反映结构性变化的指标。对此,应增设此方面内容。经济结构的内容也很广泛,鉴于我国目前情况,可先考虑选用反映产业结构变动的三次产业产值占GDP比重和反映区域结构变动的三大地带经济占全国经济比重来作为此方面的代表性指标,今后可视发展再进一步细化。

参考文献