安贵鑫；张在旭；张晓慧（中国石油大学（华东）经济管理学院，东营257061）
摘要：随着人类对自然资源尤其是油气资源利用的规模的加大和速度的加快，各地区社会经济的迅速发展。同时油气资源对人类社会经济发展的影响和制约作用也越来越明显。本文建立了我国油气资源—社会经济系统协调发展系统动力学模型，将油气资源—社会经济系统分为五个子系统，并对模型的有效性和可行性进行了分析。最终，运用系统动力学模型进行了政策仿真分析，通过各种方案仿真结果分析，找出了我国油气资源—社会经济系统的协调发展方向。
关键词：系统动力学；油气资源；社会经济；协调发展
中图分类号：TE-9文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）08-0094-03
0引言
油气资源—社会经济系统作为一个有人参与的多要素、多层次和多重反馈的特殊复杂巨系统，其内部因素繁多，自然因素、人文因素等错综复杂，而石油工业、人口、经济、科技和环境等是其基本要素，这些基本要素及其间的关系几乎包含了复合系统协调发展的所有内涵。经济发展是前提和基础，合理开发与利用油气资源、保护环境、控制人口是关键，社会发展是目标，科技进步和教育是动力[1]。根据我国社会和经济发展的特点，结合我国石油工业发展实际，运用系统动力学原理建立我国油气资源—社会经济系统系统动力学模型，对未来我国石油工业以及社会经济发展状况进行仿真，使各子系统相互促进、相互制约共同实现系统的整体功能[2]。
1我国油气资源—社会经济系统SD模型构建
我国油气资源—社会经济系统是由复杂的石油工业要素、社会经济要素和自然条件相互融合而组成的动态、开放的系统，其发展遵循内在机制与要求，呈现有序、协调的特点。
系统的总体目标是发挥整体效益，包括社会效益、经济效益与生态环境效益[3]，满足人们对物质和精神文化的需要，实现永久的可持续协调发展目标。系统的目标是由相应的子系统确定的。下面主要介绍各个子系统的内涵。
石油工业子系统主要研究我国石油资源，包括原油生产与成品油和化工产品生产。由于油气资源在全国属于紧缺资源，而随着工业化进程的加快，油气资源开始紧缺，考虑到这些因素，因此重点研究工业发展加快的同时，油气资源的生产、消耗、供给能力以及给经济、社会和环境带来的影响[4]。
人口子系统主要研究随着经济的发展和在环境条件、油气资源存量的限制下，全国人口的增长趋势、适度规模以及人民生活水平。同时，对劳动者的素质进行研究，主要针对教育对人口子系统的影响，即在一定的教育投资比、一定的经济水平以及人口总量条件下，我国教育应达到的水平、教育投资总需求以及全民素质。
经济子系统侧重于研究三大产业对GDP的贡献程度，产业投入与产出的问题。不同产业部门间不同的投入比例对于经济增长的影响，以及在人口、油气资源、环境条件限制下合理的经济增长速度，同时，也研究经济的增长对于石油工业发展战略的影响。
科技子系统主要研究在一定的科技投入的情况下，我国科技人力资源的变化、研究成果对石油工业的发展、经济增长和环境保护的影响。
环境子模型主要研究了环境污染的发生、处理、投资力度，探讨了在一定的人口增长率、环保投资水平和工业发展速度下，我国环境污染程度以及环境污染对经济造成的损失。[5]
2SD模型的检验
模型的检验遵循以下两条原则：①一个模型不可能恰好是“现实”的精确再现。只应该要求它能反应记录所要了解的问题，并能了解假设的影响，最终说明假设是否正确，得到的解只能是满意解，预测未来的变化只能要求变化趋势的正确性。②有效性是相对的概念，应该与其它模型相比较，应该用实践进行检验。
对于所构建的我国油气资源—社会经济系统协调发展SD模型，可以通过系统单位一致性检验和结构验证测试来检验构建所建立模型的有效性，以此来检验模型模拟结果与现实的拟和程度，此外还得通过模型的合理性检验，来验证模型结构与现实系统之间的符合程度。对于系统动力学模型构建来说，模型的有效性和合理性是模型行为与实际系统行为相符的保证[6]。以2001~2008年间我国相关行业的真实数据来验证模型拟合度。文中涉及到的主要数据来源于《中国统计年鉴》以及中国石油公司内部统计资料。
2．1单位一致性与结构性检验系统动力学模型中有很多的变量，而每个变量代表着不同的含义，它们的单位肯定是千差万别的，因此在构建SD模型时必须注意并保持变量单位的一致性。在进行模型仿真的过程中，通过反复校正，最终使得单位保持了一致性，并且模型结构与实际系统相一致。
2．2有效性及合理性检验以下从石油工业子系统、人口子系统、经济子系统、科技子系统和环境子系统中分别选取油气总产量、石油剩余可采储量、原油消费量、总人口数、GDP、专利授权量以及污染排放量等变量的模拟结果与同期的实际值相比较，来验证模型的有效性和合理性。一般情况下，模拟值与实际值的相对误差在10%范围内，代表模型是有效的。
通过以上模型的检验过程可以看出，对2001~2008年间我国油气资源—社会经济系统SD模型中各子系统各典型指标的模拟值与相应时期的历史实际值的符合程度来看，模型的模拟行为与系统的实际值拟合程度非常高，平均误差远低于5%。因此。可以确定本文所建的SD模型是合理的而且是有效的。
3系统行为动态仿真与政策分析
在模型的合理性和有效性验证之后，要通过模型来研究系统在各种不同政策条件下的一切可能行为，从而能够帮助决策者了解各种状态下的系统行为结果，进而做出更有的决策。在进行系统动态仿真模拟时，以我国油气资源—社会经济系统协调发展为研究对象，通过政策分析，分别选取各子系统中不同的变量状态，对石油工业子系统、人口子系统、经济子系统、科技子系统和环境子系统进行仿真，并且输出结果，通过比较，分析政策条件下仿真结果的差异，通过比较找出未来我国油气资源—社会经济系统协调发展的方向。
对石油工业子系统两个受科技影响的因子进行调整，并得出石油工业子系统中的年石油产量以及石油资源短缺量这两个变量的系统仿真曲线图。
根据方案，得出石油工业子系统中的石油资源短缺量的系统仿真曲线。
模型结果显示，如果执行方案1和方案2的政策，我国国内石油资源缺口2015年将分别为31401.6万吨和35359.8万吨。这说明，在未来如果要增强国内石油供需能力，必须从现有的储量和产量入手，加大石油工业科技投资力度，提高油气采收率，减小石油综合递减率，尽最大可能利用好现有的石油资源。科技对我国石油工业的发展起着重要的作用，未来加大石油工业的科技投资，也可以缓解我国石油资源短缺状况，进而减小由于石油资短缺对经济造成的影响。
选取跟环境子系统相关的一些可控变量环保投资影响因子、工业三废排放系数等，通过仿真来分析对工业污染排放量和环境污染对经济的影响。
得出环境子系统中的污染对经济的影响的系统仿真曲线。
从模型仿真结果可见，如果执行方案9和方案10的政策，我国2015年我国污染对环境的影响将分别35371.2亿元和5615.67亿元，这说明，在我国未来经济社会发展中，工业三废排放系数对于发展环境有着重要影响，并且环境污染量与环境对污染的影响呈正比关系，如果通过加强科技投入，改善工业污染排放的系数，可以降低环境污染，加大对环境污染排放的控制力度，促进经济和社会的发展，以保障我国社会经济协调发展。
通过调整环保投资系数，可以看出环境子系统的环境治理投资和环境污染对经济的影响等变量的变化情况。
得出环境子系统中的环保投资的系统仿真曲线。
从模型仿真结果可见，如果执行方案5，降低环保投资影响因子为0.013，我国2015年我国环境治理投资只有5004.98亿元，增幅不大，此时污染对我国经济的影响则为38916.6亿元，影响较大；若执行方案6，增大环保投资影响因子为0.016，我国2015年我国环境治理投资将达7579.52亿元，并且增长的幅度有加大的趋势，此时污染对我国经济的影响仅为191.07亿元，影响较很小；因此，在我国未来经济社会发展中，加强环境保护治理力度，努力改善我国生态环境有助于保障我国社会经济协调发展。
4仿真结果与发展战略选择
根据以上系统模型的仿真模拟，经过仔细对比各仿真模拟结构之后，提出我国油气资源—社会经济系统协调发展的方向如下：
在现今高油价的情况下，高石油进口依存度不仅大大影响了我国经济的增长，也使得我国石油供应安全形势越来越严峻。根据以上仿真结果，我国石油工业发展战略主要体现在几个方面：提高石油工业的投资力度；寻找稳定的原油进口渠道，建立合理规模的战略储备；开展科技增油战略。
我国未来经济社会发展，不仅要追求经济的快速增长，还要增强我国的经济运行质量，提高人民的生活水平。通过以上系统流图和仿真结果可以看出，影响我国经济和社会协调发展的因素很多，其中经济结构的调整、三大产业产出率的提高以及资源和环境的影响影响尤为巨大。因此，根据仿真结果，我国经济社会发展战略主要体现在几个方面：优化现有经济结构，提高经济运行质量；科技创新战略；合理的人口规模，提高人口素质；资源节约战略。
根据系统流图和仿真结果，环境污染对GDP的增长和人口子系统都有重要的影响。本文通过调整环境治理投资影响因子以及工业三废的排放率对其影响进行了研究，因而，加大环境治理投资力度，降低工业三废排放力度，是治理我国环境问题的根本途径。根据仿真结果可以看出，加大环境治理投资，可以降低污染排放量，进而减小污染对经济的影响力度，同时，也为人民提供了良好而舒适的生活环境。因此，要促进我国油气资源—社会经济系统协调发展，必须加强环境污染治理的投资，保持生态环境向良性循环方向转化。
参考文献：
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