经济数学模型论文数据模型论文

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环境经济数学模型研究动态
摘要：模型是人类的数学思维方式之一。

没有数学模型，人们辛勤获取的大量数据，就像一盘散沙，找不出那些能够显示出本质性的规律，从中提取有效的信息，升华为科学知识，特别是地球科学领域，由于自然界计量具有许多当前科学水平还难以理解的不确定性，并不是所有的数学模型都能作为物理模型；也不是所有的物理模型都是地学模型，例如，许多数学模型还需要特定的区域参数的订正，才能因地制宜，迫近自然界的区域分异规律。

关键词：模型数学模型资源环境
数学模型是人类从量化的角度刻画自然的过程的有力工具，是人类从形象思维向逻辑思维转变的一个过程。

当今的资源环境领域的研究经过多年的努力和长期的观测已取得了大量实际观测资料，为人类从静态格局研究向动态过程研究奠定了基础；另一方面，随着空间遥感技术的发展，人类可以不间断获取全球数据，这为人类从点到面的认识地表过程提供可能，在这个转变过程中，数学模型研究起了关键作用。

为此，建立数学思维，发展数学模型将大大推动资源环境领域的研究。

正如中国科学院院士，欧亚科学院院士陈述彭先生所言，从十九世纪开始，数学方面和数学模型日益广泛地应用于解决资源环境领域的科学问题，积累了大量的研究成果。

早在19世纪就创立了计量地理学，运用数学方法和模型，进行资源与环境领域中有关区位问题的空间分析。

对大气环流，地表植被发育等自然过程的数学表达，也曾取得了一定进展，但当时缺乏足够的数据的支持和高性能的电脑工具，曾被社会讥笑为“数字游戏”。

但在当今航天时代与信息社会里，大气、海洋、资源、环境卫星系列已进入业务运行状态。

定位的、自动的对地观测台站网络，日新月异的进步，深海机器人，大洋深钻、登月仓、载人飞船、宇宙空间站等超越人类生存极限的平台。

夜以继日的工作。

海量数据，极大丰富。

如果没有数学模型的梳理，进行深层次的数据挖掘，观测数据越多，就会成为“信息爆炸”，科学数据将会货弃于地，成为垃圾。

我国资源环境界运用数学模型，取得了许多辉煌的成就。

例如，大气、海洋、和地震的数值预报，水文测算，人口控制，主要粮食作物估产、风险评估、预算等诸多领域。

所创立的或改进的一系列统计数学模型、空间分析模型于动力学模型，都受到了国际同行的高度赞誉。

20世纪末，数学地质找矿，生态环境评估、精确农业等等新型领域运用而生。

在“数字地球”战略的大潮中，数字省区、城市、社区乃至智能大厦的涌现。

他们对数字模型的应用需求，就更加广泛而迫切了。

一、基于SEEA（环境经济综合核算体系）理论的环境经济综合模型
1.建模思路，人类社会发展的可持续性包括生态持续性、经济持续性和社会持续性三个相互联系，不可分割的组成部分。

因而，生态经济系统的发展是一个多目标问题：经济与环境同步发展才体现可持续发展的真正内涵，两者偏其一都会阻碍可持续发展的实质，从环境经济综合核算的结果来看，生态国内生产总值（又称为绿色国内生产总值，EGDP或GGDP）是一个扣除了环境降级和资源枯竭成本的综合经济指标，EGDP反映了生态经济系统是否满足可持续发展的要求。

这样一来，以前的多目标求解经济和环境之间关系的模型目标就可以转化为求单一指标（EGDP）来反映系统的发展是在可持续还是在相反的发展道路上，从此思路出发，我们可以借助投入—产出方法建立宏观经济模型的环境经济综合模型来预测整个生态经济系统的发展，为相关政策的制定提供参考。

2.模型结构
2.1宏观经济模块，他是根据投入产出方法建立的，旨在预测未来年份的各种经济指标的变化和相互联系，该模块是整个模块的主要部分。

2.2环境保护成本模块，它是经济生产和生活中所产生的影响生态环境质量的污染物排放情况的预测，该部分要解决的主要问题是如何确定生产和生活过程中排放的各种污染物的数量，怎样通过估价把
消除这些污染物的费用与宏观经济模块中的社会生产总值联系起来，考察支付环境维护成本后的社会经济的真实增长情况。

2.3水资源需求模块，水资源是干旱区实现经济和生态环境协调发展的主要自然资源限制因子单独考虑水资源的供需问题非常重要
通过设定各部门和人口的用水定额来计算各水平年的水资源使用总量，根据水资源形成和供给特点确定可能因过多用水所产生的水资源生态服务价值的损失额。

然后再使之与宏观经济模块相联系，考察支付水资源生态服务价值补偿后的社会经济的真实增长情况。

2.4人口模块，该部分为宏观经济模块，环境维护成本模块和水资源需求模块中的人口的经济消费，最终需求中的污染物排放和水资源使用等变量的确定设立的一个约束，它外生于该模型根据研究区近十年的人口增长规律结合国家政策和当地发展目标，城市化进程等来预测个年份的人口数量。

环境经济综合模型的参数设定，包括：A，宏观经济模块中的主要参数，该部分的参数直接关系到整个经济系统的发展水平和结构状态。

B，水资源需求模块中的主要参数，该部分的主要参数有各部门的耗水系数和人口的用水定额设定。

C，环境保护成本模块中的参数，本部分主要设定各部门和最终需求部分的各种污染物的排污系数。

二、环境经济投入产出模型基本结构
与传统投入产出模型不同的是该模型除了通常的生产部门外，还引入了污染和治理部门。

把环境产品（能源、资源等）向环境排放的废物作为经济活动的投入产出引入投入产出表。

投入的不仅是人财物，还包括来自环境的货物。

产出的除产品外还包括污染物。

把生产特定的污染物以物理量形式列入投入产出表，用来分析生产经营活动与污染排放量之间的关系。

三、规则模型
环境—经济投入产出模型只解决了生产生活与环境污染的直接和间接定量关系，不能解决更深层次的问题，这里通过建立规则模型可解决最小环保投资及符合环保要求的最佳产业架构。

1.水质规划模型，采用线性规划法来寻找在满足生产和环境质量要求条件下使防治污染投资最小的最佳方法。

其模型为：式中，S：总产量，YI产品产量；ａ产品单价；d，直接排放系统，即单位产品排放量；G，排污总量约束值；h单位产品排污投资额。

B预算排污总投资额。

四、环境经济评价模型
环境经济敏感度分析评价：该模型为二维评价模型。

在环境因素与人类活动形式之间采用罗伯兹等级赋分标准：1.极端敏感，环境
因素受到不可恢复影响。

2.相当敏感，十年以上才能恢复。

3.一般敏感，十年以下，但代价高。

4.轻度敏感。

5.稍微敏感。

6.毫不敏感。

参考文献：
[1]陈东景.环境经济综合模型的构建及应用研究——以黑河流域张掖市为例.
[2]蒋凯西.滇池流域环境——经济协调发展理论计量模型构想
[3]宋长青认识资源与环境过程的模型工具——《资源与环境数学模型手册》评介.
[4]Zbigniew.Nahorski and HansF.Ravn.A review of mathematical models in economic environmental problems.
[5] Z.Chen and R.E.EwingMathematial and Numerical Techniques in Energy and Envionmental Modeling.。