基于Lotka-Volterra模型的上海低碳化产业结构调整系统仿真研究.pdf

上海理工大学学报
第35卷第5期
J. University of Shanghai for Science and Technology
Vol.35No.52013
文章编号:1007-6735(2013)05-0457-06
基于 lotka- Volterra模型的上海低碳化产业
结构调整系统仿真研究
高广
(上海理工大学管理学院,上海20003)
摘要:从上海三次产业的产值及其碳排放量出发,利用 Lotka- Volterra模型对上海二三产业调整进
行模拟分析.运用系统动力学的理论和方法,研究上海产业低碳化及其发展运行的内在动力机制,
并据此对上海经济的低碳发展路径进行预测与展望,提出政策建议,研究表明:低碳产业替代高碳
产业是上海经济发展的必然趋势,同时也应促进产业整体的和谐发展、低碳发展
关键词:低碳化;产业结构调整; Lotka- Volterra模型;系统动力学;仿真
中图分类号:F062.9
文献标志码:A
System Simulation Study on Shanghais Low-carbon Industrial
Structure Adjustment Based on the Lotka-volterra Model
GAO Guang-kuo, SUN Yi-ming
Business School, University of Shanghai for cience and Techmology, Shanghai0009, China)
Abstract: Simulation analysis on the adjustment of secondary and tertiary industries in Shanghai
was carried out based on Lotka-volterra model, according to the output values and carbon emissions
of the three sequencies of industries. Industrial low-carbonization and the inherent dynamic
mechanism of its development were studied with the help of theories and methods of system
dynamics. The forecast and outlook of the low-carbon development path were discussed and policy
proposals were presented. The results show that the alternation of high-carbon industry is the
inevitable trend of economic development, amd the harmonious and low-carbon development of
industry should be promoted
Key words: ow-carbom indstrial retting Lotka-volterra model; system
dymamics; simulation
目前全球气候异常,资源日渐枯竭,传统的经济的活动,尤其是化石燃料的使用所产生的大量O2排
增长模式已不能满足人类可持续发展的需求而人类放是造成气候异常的最主要原因1.目前,我国能源
收稿日期:2013-03-22
基金项目:国家社会科学基金资助项目(10BJY005);上海市教委科研创新资助项目(14ZS118)
第一作者:高广(1966-),男,教授.研究方向:产业生态学及统计学.E-mail: gaoguangkuo(@ aliyun,com
上海理工大学学报
2013年第35卷
消费结构仍是以煤炭、石油和天然气等化石燃料为能的贡献度进行测算,其中结构节能的贡献高达
主,各行业均呈“高碳特征”.发展低碳经济,不仅有利2/3,技术节能贡献占到1/3,并分析了不同行业的
于我国转变经济发展方式,实现资源环境的可持续发能源利用情况.但没有涉及产业之间的相互关系,未
展,还有利于在新一轮产业结构调整和分工中占据有作出产业发展预测
利态势.文献[2]中指出,低碳经济是用更少的自然资
罗勇等?利用灰关联矩阵分析方法对中国的
源和污染排放获得更大的产出,更高的资源生产率将次产业相关性进行研究,其中二三产业的关联程度
带来更高的生活水平和更好的生活质量,庄贵阳认最高,其次是一三产业和一二产业,第三产业处于枢
为低碳经济对中国的含义是要全力提高中国的能源纽地位,对第一产业和第二产业产生重要影响
利用率,使单位GDP的碳排放逐步降低.由于服务业
上海1978~2011年的三次产业产值显示,从总
的碳排放强度远低于工业的碳排放强度,通常将降低量上看,第一产业产值增长较少;从比重上看,第
第二产业比重、提高第三产业比重称为产业结构低碳产业产值占比旱逐年下降趋势,如图1所示.实际
化,对于上海CO2排放状况,从总体上看,碳排放强度上,目前第一产业对GDP增长的贡献度已经为负
不断降低,从结构上看,第二产业碳排放量占碳排放值,第二产业和第三产业对GDP增长的贡献度分别
总量的60%左右,第三产业碳排放强度相当于第二为17.2%和82.9%图.二三产业通过吸引投资和消
产业的45%.根据历年数据可发现上海碳排放总量费互相竞争,且都受到资源、能源的限制,低碳化更
逐年上升,增长迅速;人均碳排放量较高,高于人口能是对二三产业的发展提出了更高的要求,同时二三
级相当的其它发达地区水平;通过提高能源效率米減产业互相提供发展基础、互相依存;但在某些阶段,
少碳排放量,其效果受到经济发展水平和能源消费结由于产业结构不合理、管理混乱等使得二三产业互
构的制约在“十ニ五”规划中,上海不仅要大力发相阻得抑制
展服务业,而且要推进制造业服务化和服务业制造
利用 Lotka- Volterra模型分析上海二三产业的
化,促进产业融合
关系,以此为上海低碳化产业结构调整提供研究基
础.该模型能够很好地对二三产业之间的动态关系
1三次产业分析
进行分析
Lotka- Volterra模型的-般表达式
林艳君等的认为上海产业结构变化与能源利用
da(t)
效率的提高是促使能源强度下降的两大主要因素,
dt
1x(t)-b1x(t)2ーc1x()g(t)(1)
而后者的影响更大,但在其研究中忽略了产业内部
dy (t)
的结构调整.唐忆文?则对上海直接节能和间接节
dt
=a2y()-b2g()2-c2ax()y()(2
1.0
0.8
0.8
6
0.4
0.4
0.2
0.2
8419871990199319961999200220052008201
年份
第一产业比重
第二产业比重
第三产业比重
第一-产业产值
第二产业产值
第三产业产值
图1上海三次产业产值及其所占比重
Fig. I Output value and proportion of the three industries