從系統的角度測量可持續性徐中民黃茄莉程懷文中國科學院寒區旱區環境與工程研究所2009-11-28從系統的角度測量可持續性徐中民黃茄莉程懷文1報告提綱一、引言二、從系統的角度測量可持續性的方法三、甘肅省的實證分析四、展望報告提綱一、引言2

一引言一31.1國家核算體系演變的趨勢及特點一、引言1.1國家核算體系演變的趨勢及特點一、引言41.2福利與發展Esterlin的幸福悖論：0-1標度的幸福測量與GDP盡管是基于流量統計的，但與初始存量存在很大的關系經濟的增長不能刻畫幸福，那么幸福或生活質量與發展之間是什么關系呢？美國的幸福和人均GDP一、引言1.2福利與發展Esterlin的幸福悖論：0-1標度5結構性成分1.3如何測量發展？人文科學理論思考的一般范式剩余性范疇結構性成分參照系一、引言結構性成分1.3如何測量發展？人文科學理論思考的一般范式剩6

二從系統的角度測量可持續性的方法二7(a)(b)系統演化的自催化過程系統的自催化過程提供更少的選擇路徑(更高效).系統選擇這些路徑是因為內部約束力作用的結果.（廣延效果和強度效果）關鍵的指標平均相互約束(信息):無約束和有約束情況下系統不確定性的差表示.

上升性:反映系統的效率和有序性,是對平均相互約束的標度.(效率)發展能力:評價系統本身的自由度(上升性變化的上限),是對多樣性公式的標度.恢復力:流量結構給定后停留在系統內的不確定性,是停留在系統內的恢復力(適應能力).二、從系統的角度測量可持續性的方法2.1Ulanowicz的上升性方法介紹(a)(b)系統演化的自催化過程系統的自催化過程提供更少的選8多樣性H,平均相互信息X，發展能力C，上升性A，恢復力量化系統可持續性的指標RF稱為系統的適應度，量化了系統進化或自組織的潛力。其中a=A/C。量化單位流對系統可持續性的貢獻（1）（2）（3）二、從系統的角度測量可持續性的方法2.2各關鍵指標的數學表達多樣性H,平均相互信息X，發展能力C，上升性A，恢復力量化系9生態系統進化軌跡（Holling，1986）二、從系統的角度測量可持續性的方法2.3生態系統的進化軌跡二、從系統的角度測量可持續性的方法生態系統進化軌跡（Holling，1986）二、從系統的角度10多樣性和連通度可持續性效率更高恢復力更強100%活力區域最優平衡走向脆弱走向停滯（多樣性和連通度太小）（效率太低）可持續性與上升性和恢復力之間的關系上升性冗余性二、從系統的角度測量可持續性的方法2.4可持續性與上升性和恢復力之間的關系多樣性和連通度可持續性效率更高恢復力更強100%活力區域最優11鏈接密度c功能數n生命窗口的幾何中心為最優可持續點。此時，a=A/C=0.46。2.5確定生態系統中的最優可持續性生命窗口，，二、從系統的角度測量可持續性的方法鏈功能數n生命窗口的幾何中心為最優可持續點。2.5確定生態12

三甘肅省的實證分析三13甘肅省2002年貨幣網絡流（109元）3.1經濟系統的網絡流量圖三、甘肅省的實證分析甘肅省2002年貨幣網絡流（109元）3.1經濟系統的網14農業工業建筑業貨運郵電商業飲食其他行業最終使用農業7.195.120.190.751.080.0024.41工業7.1465.9019.995.574.828.4077.71建筑業0.000.100.750.120.352.0535.34貨運郵電0.633.761.411.582.965.074.47商業飲食0.804.271.721.141.462.6817.50其他行業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甘肅省2002年的流量信息矩陣（單位：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甘肅省1987-2002年上升性等指標3.2計算上升性等指標三、甘肅省的實證分析農業7.195.120.190.751.080.0153.3評價甘肅省經濟系統1987-2002年進化階段系統演化軌跡甘肅省經濟系統演化軌跡增長衰老發展成熟由上圖可見，甘肅省經濟系統1987-2002年處于進化的初級階段即增長階段。三、甘肅省的實證分析3.3評價甘肅省經濟系統1987-2002年進化階段系統演16多樣性和連通度可持續性效率更高恢復力更強100%活力區域最優平衡走向脆弱走向停滯（多樣性和連通度太小）（效率太低）可持續性與上升性和恢復力之間的關系上升性冗余性3.4評價甘肅省經濟系統的可持續發展情況由于a值均小于12%，可知系統位于最優可持續點右邊，1987-1995年系統遠離最優可持續點，1996-2002年系統靠近最優可持續點。演化軌跡如圖中紅線所示。三、甘肅省的實證分析多樣性和連通度可持續性效率更高恢復力更強100%活力區域最優17農業工業建筑業貨運郵電商業飲食其他行業最終使用農業1.12-1.25-3.74-1.09-1.09-9.540.80工業-0.800.250.57-0.33-1.00-0.990.43建筑業-15.66-6.49-1.89-3.52-2.58-0.951.30貨運郵電-1.33-0.85-0.250.711.071.06-0.66商業飲食-1.49-1.16-0.46-0.20-0.36-0.270.68其他行業-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甘肅省2002年各類流對可持續性的貢獻3.5評價單位流對可持續性的貢獻三、甘肅省的實證分析此處計算中出現負值較多，主要是因為直接采用了生態系統最優a值0.46，在經濟系統中應對該值進行調整。（目前還未求出經濟系統的最優a值，這里展示的目的主要是說明意思）農業工業建筑業貨運郵電商業飲食其他行業最終使用農業1.1218甘肅省2002年單位流對可持續性的貢獻（見紅色字體）以運輸郵電其他服務業為例，當有1單位流從運輸郵電流入其他服務業時，對可持續性的貢獻為1.06。要增加整個系統的效率，需要提高對高效率路徑的投入，同時降低或剪除對可持續性負面作用大的路徑。3.5評價單位流對可持續性的貢獻三、甘肅省的實證分析甘肅省2002年單位流對可持續性的貢獻（見紅色字體）以運19

四展望四201.如何刻畫經濟系統的生命窗口？2.應對金融危機？是不是可以測量各省的恢復力，上升性來進行比較，從恢復力的角度管理經濟系統，進而拓廣到其他系統。3.測量的關鍵指標上升性、恢復力、發展能力等與幸福和生活質量之間是個什么關系？四、展望1.如何刻畫經濟系統的生命窗口？四、展望21終端利用技術循環經濟(3R)提高效益增加收入研究和開發技術進步(Czech,2003)?多消耗4.循環經濟是不是有點問題？它是一個正反饋結構四、展望終端利用技術循環經濟(3R)提高效益增加收入研究和開發技術22謝謝

請批評指正謝謝

請批評指正23從系統的角度測量可持續性徐中民黃茄莉程懷文中國科學院寒區旱區環境與工程研究所2009-11-28從系統的角度測量可持續性徐中民黃茄莉程懷文24報告提綱一、引言二、從系統的角度測量可持續性的方法三、甘肅省的實證分析四、展望報告提綱一、引言25

一引言一261.1國家核算體系演變的趨勢及特點一、引言1.1國家核算體系演變的趨勢及特點一、引言271.2福利與發展Esterlin的幸福悖論：0-1標度的幸福測量與GDP盡管是基于流量統計的，但與初始存量存在很大的關系經濟的增長不能刻畫幸福，那么幸福或生活質量與發展之間是什么關系呢？美國的幸福和人均GDP一、引言1.2福利與發展Esterlin的幸福悖論：0-1標度28結構性成分1.3如何測量發展？人文科學理論思考的一般范式剩余性范疇結構性成分參照系一、引言結構性成分1.3如何測量發展？人文科學理論思考的一般范式剩29

二從系統的角度測量可持續性的方法二30(a)(b)系統演化的自催化過程系統的自催化過程提供更少的選擇路徑(更高效).系統選擇這些路徑是因為內部約束力作用的結果.（廣延效果和強度效果）關鍵的指標平均相互約束(信息):無約束和有約束情況下系統不確定性的差表示.

上升性:反映系統的效率和有序性,是對平均相互約束的標度.(效率)發展能力:評價系統本身的自由度(上升性變化的上限),是對多樣性公式的標度.恢復力:流量結構給定后停留在系統內的不確定性,是停留在系統內的恢復力(適應能力).二、從系統的角度測量可持續性的方法2.1Ulanowicz的上升性方法介紹(a)(b)系統演化的自催化過程系統的自催化過程提供更少的選31多樣性H,平均相互信息X，發展能力C，上升性A，恢復力量化系統可持續性的指標RF稱為系統的適應度，量化了系統進化或自組織的潛力。其中a=A/C。量化單位流對系統可持續性的貢獻（1）（2）（3）二、從系統的角度測量可持續性的方法2.2各關鍵指標的數學表達多樣性H,平均相互信息X，發展能力C，上升性A，恢復力量化系32生態系統進化軌跡（Holling，1986）二、從系統的角度測量可持續性的方法2.3生態系統的進化軌跡二、從系統的角度測量可持續性的方法生態系統進化軌跡（Holling，1986）二、從系統的角度33多樣性和連通度可持續性效率更高恢復力更強100%活力區域最優平衡走向脆弱走向停滯（多樣性和連通度太小）（效率太低）可持續性與上升性和恢復力之間的關系上升性冗余性二、從系統的角度測量可持續性的方法2.4可持續性與上升性和恢復力之間的關系多樣性和連通度可持續性效率更高恢復力更強100%活力區域最優34鏈接密度c功能數n生命窗口的幾何中心為最優可持續點。此時，a=A/C=0.46。2.5確定生態系統中的最優可持續性生命窗口，，二、從系統的角度測量可持續性的方法鏈功能數n生命窗口的幾何中心為最優可持續點。2.5確定生態35

三甘肅省的實證分析三36甘肅省2002年貨幣網絡流（109元）3.1經濟系統的網絡流量圖三、甘肅省的實證分析甘肅省2002年貨幣網絡流（109元）3.1經濟系統的網37農業工業建筑業貨運郵電商業飲食其他行業最終使用農業7.195.120.190.751.080.0024.41工業7.1465.9019.995.574.828.4077.71建筑業0.000.100.750.120.352.0535.34貨運郵電0.633.761.411.582.965.074.47商業飲食0.804.271.721.141.462.6817.50其他行業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甘肅省2002年的流量信息矩陣（單位：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甘肅省1987-2002年上升性等指標3.2計算上升性等指標三、甘肅省的實證分析農業7.195.120.190.751.080.0383.3評價甘肅省經濟系統1987-2002年進化階段系統演化軌跡甘肅省經濟系統演化軌跡增長衰老發展成熟由上圖可見，甘肅省經濟系統1987-2002年處于進化的初級階段即增長階段。三、甘肅省的實證分析3.3評價甘肅省經濟系統1987-2002年進化階段系統演39多樣性和連通度可持續性效率更高恢復力更強100%活力區域最優平衡走向脆弱走向停滯（多樣性和連通度太小）（效率太低）可持續性與上升性和恢復力之間的關系上升性冗余性3.4評價甘肅省經濟系統的可持續發展情況由于a值均小于12%，可知系統位于最優可持續點右邊，1987-1995年系統遠離最優可持續點，1996-2002年系統靠近最優可持續點。演化軌跡如圖中紅線所示。三、甘肅省的實證分析多樣性和連通度可持續性效率更高恢復力更強100%活力區域最優40農業工業建筑業貨運郵電商業飲食其他行業最終使用農業1.12-1.25-3.74-1.09-1.09-9.540.80工業-0.800.250.57-0.33-1.00-0.990.43建筑業-15.66-6.49-1.89-3.52-2.58-0.951.30貨運郵電-1.33-0.85-0.250.711.071.06-0.66商業飲食-1.49-1.16-0.46-0.20-0.36-0.270.68其他行業-3.33-1.70-2.18-0.840.440.110.92流