全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
, , , 一
建德县南峰乡丘陵山地开发利用的生态经济
规划研究 不同决策方案的系统模拟
卢剑波 王 兆蓦 浙江农业大学农业生态研究所
, 杭州
马 岳 浙江省农业厅
, 杭州 。。。
【摘要 】 采用系统动力学方法对 种不同的决策方案进行劫态模拟和灵敏度分析 , 预测
和分析各种决策方案的系统生产力 、稳定性和持续性 结果表明 , 多 目标规划型的系统生
产力较高稳定性和持续性较好 , 是一种较优的选择方案 现状型的系统生产力较低 , 林主
型的生产力很高 , 但经济产出水平低 , 柑桔 、板栗和蚕桑型的系统生产力高 , 但系统的稳定
性和持续性较差
关键词 系统模拟 系统动力学模型 生产力 生态经济规划
川
,
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,
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·
引 言
决策方案
随着系统科学的发展和人们对客观真
实世界认识要求的提高 , 系统分析和模拟
被应用于许多学科领域 , 在农业生态研究
中的应 用也越来越 广 , 特别是在生态规
划 中 , 应 用前景广 阔 一心
, ’〕, 系统分析和模
拟 已成为生态经济规划的重要方法之一
为了探索不同决策方案在南峰乡的应
用前景 , 采用 系统动力学方 法 幻 , 对不 同
的决策方案进行动态模拟和 灵敏度分析 ,
预测和分析各种决策方案的系统生产力 、
稳定性和持续性 , 从而优选 出比较理想的
模型的建立
系统的结构分析
本模型 只考虑 丘陵 山地 系统 , 根据利
用现状和发展规划 , 把整个系统分成 个
子 系统 柑桔子 系统 , 茶 叶子 系统 ,
桑子系统 , 板栗子 系统 , 旱 粮子系统 ,
菜竹子系统 , 生漆子系统 , 水果子系
统 , 经济林子系统 , 用材林子系统 其
中 、 系指除前述 以外的水果林和经济
林
年 月 日收到 , 年 月 日改回
期 卢剑波等 建德县南峰乡丘陵山地开发利用的生态经济规划研究
模型的数学构造
本模型设 个状态变量
柑桔面积
, 一 。 上 , ,
式 中 为柑桔 的现 有 面 积 ,
为柑桔面积的变化率
茶叶面积
, 一 上 , ,
桑园面积
旱粮面积
板栗面积
菜竹面积
生漆面积
经济林面积
一 十
水果面积
工 “ ,
“ , ‘
上, , “ ’‘
一
用材林面积
木材蓄积量
且 “ ’‘
丁
是一种社会经济生产过程 , 因此生产力的
指标选用总产值来表达 , 系统的稳定性和
持续性则从系统对资金和肥料的需求程度
来衡量 本模型选择 了总产值
、 投资量
、
肥
料需求量 分化肥和有机肥 个参数变量
建模中几个问题的处理
关于产量的延 迟 多年生经济作
物 , 种植后 多年才有收获 , 如柑桔 年始
果 , 年以后才进入盛果期 产量是根据面
积来计算的 , 而多年生经济作物新种面积
的增加 面积信德 , 不能立即反映到产量
上来 , 必须对面积信息进行平滑处理 , 本模
型采用 函数 , 对现有的幼 龄 园
地和新增面积进行平滑处理
关于干水果的大小年问题 在生产
中 , 干水果的产量存在着大小年现象 , 年度
间的产量变化幅度较大 , 但大小年现象是
有规律的 , 重复出现 , 本模型中采用 函
数进行处理
关于增加速率的转变 速率的转变
或其它参数的逻辑转变采用 函数
计算机模拟程序的编写
模拟 程序采用 语言编 写
根据 系统结构编 写 了 多句 的模拟 程
序 , 程序有 个子块 , 包括 个子系统子
块 、 个总子块和 个打印子块 程序 略
模 型 在 一 系 统 支 持
下 , 在 一 微机上通过
〕
一 〔
式 中 为 初 始 木 材 蓄 积 量 ,
为木材年生长量 , 为木材年砍伐
系统的参数变量
系统 的参数变量主要从系统 的生产
力 、 稳定性和持续性 方面来考虑 , 由于农
业生产既是一种 自然的生产过 程 , 同时更
不同决策方案的选择
选择有发展前途或具有一定代表性的
种不同类型的方案进行动态模拟 现状
型 指按现行的利用结构发展 多 目标规
划型 按多 目标规划方案进行结构调查
柑桔型 在利用现状的基础上 , 重点发展柑
桔 蚕桑型 重点
、
发展方 向为蚕 桑 板
栗 型 发展方 向为板栗 林主型 主要发
展用材林和油茶
应 用 生 态 学 报 卷
结果分析
总产值的变化趋势
从 图 可见 , 现状 型在 年 以前 ,
产值不断增 加 , 这是 由于部分幼龄果 园逐
步成熟之故 , 从 年 以后 , 总产值不再
增加 , 只有年度间的波动 林主 型从
年到 年 , 产值逐年增加 , 但增幅较少 ,
从 年的 又 元 , 增加到 年
的 元 , 产值仅翻一番 柑桔型和
板栗型的发展趋势相同 , 从 年到
年增长较慢 , 因为柑桔和板栗型进入盛果
期需较长时间 , 年以后增长速度加快 ,
柑 桔 和 板 栗 型 到 年 总 产 值分 别 达
‘元和 ‘元 , 是 年的
和 倍 多 目标规划型在前 年产
值增加快 , 年以后逐步增加 , 到 年达
‘元 , 是 年的 倍 蚕桑型
在前 年产值增长速度快 , 到 年以
后变化平缓 , 到 年产值为 ‘
元 , 是 年的 倍
总投资和肥料的需求
从投资的需求分析 , 柑 桔型 的投资需
求最大 , 其次为蚕桑型 、 板栗型 、 多 目标规
划型 , 现状型与林主型所需的资金最少
肥料的需求为化肥和有机肥 , 对化肥
表 , , 一 年不同决策方案的投资和肥料需求
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图 种决策方案总产值的变化趋势
吕
现状型 , 一 林主型 叼 , 一
多 目标型 ‘ 司
, 柑枯型 , 蚕桑型 叮 司
。 , 板栗型 卜
和有机肥需求也为柑桔型最大 , 其它依次
为板栗型 、蚕桑型 、多 目标规划型 现状型
和林主型对肥料的需求最低
各方案的生态效益分析
林主型大面积发展用材林 杉木 和油
茶 , 林地面积和木材蓄积量最大 , 水土保持
效果最好 , 第一性生产力水平高 , 生态效益
最佳 , 其次是多 目标规划型 经济林和用材
林 同时发展 , 林地面积较大 , 生态效益较
好 柑桔 、 板栗和蚕桑型基本上属于同一种
模式 , 即仅发展经济林 , 生态效益不如前两
倪 , , 一
投 资
吕
化 肥 有机肥
现状型
多目标型
柑枯型
蚕桑型
板栗型
吕
记
林主型
以 」
。
」卫丝
。 。
兰匹巨
。
。 。 。 。 。 。 。
期 卢剑波等 建德县南峰乡丘睦山地开发利用的生态经济规划研究
种 现状型的生态效益最差
经济 目标与生态 目标往往是 矛盾的 ,
如林主 型 , 生态效益 最好 , 但 经济效益 较
差 , 要使系统协调发展 , 只能在矛盾中求统
一 , 多 目标规划型就体现 了生态与经济 目
标相统一的要求
灵敏度分析
为了加强洞察力 , 提高模型的有效性 ,
研究参数变化对 系统稳定性的影响 , 帮助
决策分析 , 对本模型进行了参数灵敏度分
析 , 参数选系统 中波动最大因子 —产品价格 , 对柑桔 、 蚕茧 、 板栗 种主要产品
进行价格波动分析
对 种产品分别选取 种市场价和
种波动价 , 对不同的决策方案进行灵敏度
分析 柑桔价格波动对柑桔型和 多 目标
型 的影响 蚕茧价格波动对蚕桑 型和多
目标型 的影响 板栗价格波动对板栗型
和多 目标型的影响
表 价格波动对不同决策方案 年总产值的影响‘ ’元 、
柑 枯 桑 蚕 板栗 二
柑枯型
桑蚕型
板栗型 卜
多目标型
。 。
。
。
从表 可见柑桔价格波动对柑桔型总
产值影 响最大 , 而对多 目标型的影响则很
小 蚕茧价格波动对蚕桑型和多 目标型的
影响 , 板栗价格波动对板栗型和多 目标型
的影响 , 与柑桔价格波动的结果相似
分析结果说 明 , 柑桔型 、 蚕桑型 、 板栗
型系统的稳定性差 , 而多 目标型 系统的稳
定性好 , 对外界参数因子的变动不敏感 , 系
统对外界的波动有抗性 在此证实了生态
学原理 中结构与功能的关系 , 即系统的结
构越复杂 , 功能越丰富 , 稳定性越好
很低 , 现状型的生产力水平最低
从 系统的稳定性和持续性分析 , 多 目
标规划型对资金和肥料 的需求中等 , 对价
格的波动不敏感 , 因此稳定性和持续性较
好 , 柑桔型则依赖高强度的投资和大量的
肥料 , 对价格的波动敏感 , 系统的稳定性和
持续性较差 , 蚕桑和板栗型则介于 多 目标
规划型和柑桔型之间
综上所述 , 多 目标规划型是一种最优
的决策方案
参考文献
‘ 不同决策方案的评价
通过对各种决策方案的模拟 , 预测 了
各决策方案实施的系统生产力 、 稳定性和
持续性
从系统的生产力状况分析 , 蚕桑型 的
生产力水平最高 , 增长速度快 , 总水平高
板栗和 柑桔型生产力水平也较高 , 但前期
的增长幅度慢 多 目标规划型 的生产力水
平处于 中等 , 但前期快 , 后期稳 林主型第
一性生产力水平很高 , 但经济生产力水平
王其藩 系统动力学 清华大学出版社 , 北京
朱志明等 海伦县经济系统的动态仿真 系统
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