資源-環(huán)境-經(jīng)濟(jì)(REE)模型的非線性動(dòng)力學(xué)分析
發(fā)布時(shí)間:2022-02-13 07:57
為了尋找可持續(xù)的發(fā)展道路,探索不同發(fā)展模式下的生態(tài)環(huán)境效應(yīng),為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供理論依據(jù),推動(dòng)構(gòu)建環(huán)境友好型社會(huì),建立了一個(gè)考慮環(huán)境污染治理的"資源-環(huán)境-經(jīng)濟(jì)"(REE)三維動(dòng)力系統(tǒng)模型,利用非線性動(dòng)力學(xué)理論及數(shù)值模擬的方法,理論分析了系統(tǒng)的局部穩(wěn)定性,對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行了數(shù)值模擬,著重對(duì)污染排放和資源提取這兩個(gè)重要因素進(jìn)行研究,討論其對(duì)系統(tǒng)的影響.結(jié)果表明,污染排放率和資源提取率對(duì)系統(tǒng)有很大影響.當(dāng)污染排放率在一定范圍時(shí),系統(tǒng)出現(xiàn)極限環(huán),形成周期現(xiàn)象.當(dāng)資源提取率控制到一定范圍內(nèi),可使經(jīng)濟(jì)達(dá)到穩(wěn)定水平的同時(shí),減少環(huán)境污染,保證資源儲(chǔ)量.此研究對(duì)實(shí)現(xiàn)"資源-環(huán)境-經(jīng)濟(jì)"的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.
【文章來(lái)源】:動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2019,17(01)
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
引入環(huán)境治理因素的模型(1)時(shí)序圖及系統(tǒng)相圖Fig.1Timeseriesandsystemphaseplotofmodel(1)with
疚難芯課廴九歐怕?φ和資源提取率c這兩個(gè)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)影響的意義.3.1污染排放率φ對(duì)系統(tǒng)的影響環(huán)境的污染物主要來(lái)自經(jīng)濟(jì)活動(dòng)生產(chǎn),φ(0<φ<1)表示經(jīng)濟(jì)活動(dòng)帶來(lái)的污染排放率,值越大,說(shuō)明污染排放率越高,值越小,說(shuō)明污染排放率越低.對(duì)系統(tǒng)(1)給定參數(shù)值,除φ外,見(jiàn)表1,且給定初值N(0)=1,D(0)=1,K(0)=1,運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)數(shù)值解進(jìn)行模擬繪圖,得到當(dāng)c=0.6時(shí),φ取不同值時(shí)系統(tǒng)的時(shí)序圖及相圖,如圖2~3所示.圖2c=0.6時(shí)隨參數(shù)φ變化的N-D-K的時(shí)序圖Fig.2TimeseriesplotofN-D-Kwithφvariationwhenc=0.6圖3c=0.6時(shí)隨參數(shù)φ變化的N-D-K的系統(tǒng)相圖Fig.3SystemphaseplotofN-D-Kwithφvariationwhenc=0.6圖2~3顯示模型(1)隨參數(shù)φ變化的N-D-K時(shí)序圖及相圖.經(jīng)計(jì)算及數(shù)值模擬顯示,模型(1)存在臨界值φ≈0.606,當(dāng)0<φ<0.606時(shí),E*穩(wěn)定,當(dāng)φ>0.606時(shí)E*不穩(wěn)定.如上圖所示,φ=0.5時(shí),系統(tǒng)相圖收斂于一點(diǎn);φ=0.7時(shí),相圖出現(xiàn)極限環(huán),系統(tǒng)呈周期震蕩.從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看,污染排放率φ越小,即產(chǎn)生的污染量較小,對(duì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的損失較輕,對(duì)資源的破壞也小,即相互影響較小,從而使得REE系統(tǒng)在短暫的波動(dòng)后達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài);但隨著污染排放率φ的增加,即產(chǎn)生的污染量較大,對(duì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)帶來(lái)了較為嚴(yán)重的損失,且對(duì)資源有一定的破壞作用,資源的更新受阻,間接影響了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)衰退,此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)又進(jìn)入另一階段,經(jīng)濟(jì)的衰退使得產(chǎn)量減少,污染排放減少,對(duì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的損失減輕,同時(shí)對(duì)資源的破壞減少,?
環(huán)境的污染物主要來(lái)自經(jīng)濟(jì)活動(dòng)生產(chǎn),φ(0<φ<1)表示經(jīng)濟(jì)活動(dòng)帶來(lái)的污染排放率,值越大,說(shuō)明污染排放率越高,值越小,說(shuō)明污染排放率越低.對(duì)系統(tǒng)(1)給定參數(shù)值,除φ外,見(jiàn)表1,且給定初值N(0)=1,D(0)=1,K(0)=1,運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)數(shù)值解進(jìn)行模擬繪圖,得到當(dāng)c=0.6時(shí),φ取不同值時(shí)系統(tǒng)的時(shí)序圖及相圖,如圖2~3所示.圖2c=0.6時(shí)隨參數(shù)φ變化的N-D-K的時(shí)序圖Fig.2TimeseriesplotofN-D-Kwithφvariationwhenc=0.6圖3c=0.6時(shí)隨參數(shù)φ變化的N-D-K的系統(tǒng)相圖Fig.3SystemphaseplotofN-D-Kwithφvariationwhenc=0.6圖2~3顯示模型(1)隨參數(shù)φ變化的N-D-K時(shí)序圖及相圖.經(jīng)計(jì)算及數(shù)值模擬顯示,模型(1)存在臨界值φ≈0.606,當(dāng)0<φ<0.606時(shí),E*穩(wěn)定,當(dāng)φ>0.606時(shí)E*不穩(wěn)定.如上圖所示,φ=0.5時(shí),系統(tǒng)相圖收斂于一點(diǎn);φ=0.7時(shí),相圖出現(xiàn)極限環(huán),系統(tǒng)呈周期震蕩.從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看,污染排放率φ越小,即產(chǎn)生的污染量較小,對(duì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的損失較輕,對(duì)資源的破壞也小,即相互影響較小,從而使得REE系統(tǒng)在短暫的波動(dòng)后達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài);但隨著污染排放率φ的增加,即產(chǎn)生的污染量較大,對(duì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)帶來(lái)了較為嚴(yán)重的損失,且對(duì)資源有一定的破壞作用,資源的更新受阻,間接影響了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)衰退,此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)又進(jìn)入另一階段,經(jīng)濟(jì)的衰退使得產(chǎn)量減少,污染排放減少,對(duì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的損失減輕,同時(shí)對(duì)資源的破壞減少,資源更新率逐漸恢復(fù),經(jīng)濟(jì)又可以較快發(fā)展.但到一定程度又回到了污染嚴(yán)重的狀態(tài).這便是圖2~3中圖(
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)的經(jīng)濟(jì)波動(dòng)模型的穩(wěn)定性研究[J]. 林子飛,徐偉,韓群. 動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2017(03)
[2]帶有環(huán)境凈化的雙隨機(jī)參數(shù)SOLOW模型的穩(wěn)定性[J]. 李佼瑞,張艷霞. 統(tǒng)計(jì)與信息論壇. 2016(06)
[3]“能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境”系統(tǒng)的約束與解約束:理論與實(shí)證[J]. 張華,魏曉平. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2015(03)
[4]中國(guó)資源—環(huán)境—經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)發(fā)展及協(xié)調(diào)狀況研究:2000—2012[J]. 王柯敬,趙艷軻. 中央財(cái)經(jīng)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(06)
[5]中部地區(qū)資源—環(huán)境—經(jīng)濟(jì)—社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的定量評(píng)價(jià)與比較分析[J]. 洪開(kāi)榮,浣曉旭,孫倩. 經(jīng)濟(jì)地理. 2013(12)
[6]城市能源——經(jīng)濟(jì)——環(huán)境系統(tǒng)的Brusselator模型[J]. 畢宏杰,馮玉廣. 系統(tǒng)科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[7]能源替代彈性與中國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整[J]. 于立宏,賀媛. 中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì). 2013 (04)
[8]基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的青海省可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)[J]. 李杰蘭,陳興鵬,王雨,張子龍. 資源科學(xué). 2009(09)
[9]中國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展研究[J]. 吳玉鳴,張燕. 資源科學(xué). 2008(01)
[10]環(huán)境惡化與經(jīng)濟(jì)衰退的動(dòng)力學(xué)模型[J]. 陳六君,毛潭,劉為,方?. 北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(05)
本文編號(hào):3622814
【文章來(lái)源】:動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2019,17(01)
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
引入環(huán)境治理因素的模型(1)時(shí)序圖及系統(tǒng)相圖Fig.1Timeseriesandsystemphaseplotofmodel(1)with
疚難芯課廴九歐怕?φ和資源提取率c這兩個(gè)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)影響的意義.3.1污染排放率φ對(duì)系統(tǒng)的影響環(huán)境的污染物主要來(lái)自經(jīng)濟(jì)活動(dòng)生產(chǎn),φ(0<φ<1)表示經(jīng)濟(jì)活動(dòng)帶來(lái)的污染排放率,值越大,說(shuō)明污染排放率越高,值越小,說(shuō)明污染排放率越低.對(duì)系統(tǒng)(1)給定參數(shù)值,除φ外,見(jiàn)表1,且給定初值N(0)=1,D(0)=1,K(0)=1,運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)數(shù)值解進(jìn)行模擬繪圖,得到當(dāng)c=0.6時(shí),φ取不同值時(shí)系統(tǒng)的時(shí)序圖及相圖,如圖2~3所示.圖2c=0.6時(shí)隨參數(shù)φ變化的N-D-K的時(shí)序圖Fig.2TimeseriesplotofN-D-Kwithφvariationwhenc=0.6圖3c=0.6時(shí)隨參數(shù)φ變化的N-D-K的系統(tǒng)相圖Fig.3SystemphaseplotofN-D-Kwithφvariationwhenc=0.6圖2~3顯示模型(1)隨參數(shù)φ變化的N-D-K時(shí)序圖及相圖.經(jīng)計(jì)算及數(shù)值模擬顯示,模型(1)存在臨界值φ≈0.606,當(dāng)0<φ<0.606時(shí),E*穩(wěn)定,當(dāng)φ>0.606時(shí)E*不穩(wěn)定.如上圖所示,φ=0.5時(shí),系統(tǒng)相圖收斂于一點(diǎn);φ=0.7時(shí),相圖出現(xiàn)極限環(huán),系統(tǒng)呈周期震蕩.從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看,污染排放率φ越小,即產(chǎn)生的污染量較小,對(duì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的損失較輕,對(duì)資源的破壞也小,即相互影響較小,從而使得REE系統(tǒng)在短暫的波動(dòng)后達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài);但隨著污染排放率φ的增加,即產(chǎn)生的污染量較大,對(duì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)帶來(lái)了較為嚴(yán)重的損失,且對(duì)資源有一定的破壞作用,資源的更新受阻,間接影響了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)衰退,此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)又進(jìn)入另一階段,經(jīng)濟(jì)的衰退使得產(chǎn)量減少,污染排放減少,對(duì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的損失減輕,同時(shí)對(duì)資源的破壞減少,?
環(huán)境的污染物主要來(lái)自經(jīng)濟(jì)活動(dòng)生產(chǎn),φ(0<φ<1)表示經(jīng)濟(jì)活動(dòng)帶來(lái)的污染排放率,值越大,說(shuō)明污染排放率越高,值越小,說(shuō)明污染排放率越低.對(duì)系統(tǒng)(1)給定參數(shù)值,除φ外,見(jiàn)表1,且給定初值N(0)=1,D(0)=1,K(0)=1,運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)數(shù)值解進(jìn)行模擬繪圖,得到當(dāng)c=0.6時(shí),φ取不同值時(shí)系統(tǒng)的時(shí)序圖及相圖,如圖2~3所示.圖2c=0.6時(shí)隨參數(shù)φ變化的N-D-K的時(shí)序圖Fig.2TimeseriesplotofN-D-Kwithφvariationwhenc=0.6圖3c=0.6時(shí)隨參數(shù)φ變化的N-D-K的系統(tǒng)相圖Fig.3SystemphaseplotofN-D-Kwithφvariationwhenc=0.6圖2~3顯示模型(1)隨參數(shù)φ變化的N-D-K時(shí)序圖及相圖.經(jīng)計(jì)算及數(shù)值模擬顯示,模型(1)存在臨界值φ≈0.606,當(dāng)0<φ<0.606時(shí),E*穩(wěn)定,當(dāng)φ>0.606時(shí)E*不穩(wěn)定.如上圖所示,φ=0.5時(shí),系統(tǒng)相圖收斂于一點(diǎn);φ=0.7時(shí),相圖出現(xiàn)極限環(huán),系統(tǒng)呈周期震蕩.從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看,污染排放率φ越小,即產(chǎn)生的污染量較小,對(duì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的損失較輕,對(duì)資源的破壞也小,即相互影響較小,從而使得REE系統(tǒng)在短暫的波動(dòng)后達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài);但隨著污染排放率φ的增加,即產(chǎn)生的污染量較大,對(duì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)帶來(lái)了較為嚴(yán)重的損失,且對(duì)資源有一定的破壞作用,資源的更新受阻,間接影響了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)衰退,此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)又進(jìn)入另一階段,經(jīng)濟(jì)的衰退使得產(chǎn)量減少,污染排放減少,對(duì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的損失減輕,同時(shí)對(duì)資源的破壞減少,資源更新率逐漸恢復(fù),經(jīng)濟(jì)又可以較快發(fā)展.但到一定程度又回到了污染嚴(yán)重的狀態(tài).這便是圖2~3中圖(
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)的經(jīng)濟(jì)波動(dòng)模型的穩(wěn)定性研究[J]. 林子飛,徐偉,韓群. 動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2017(03)
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[7]能源替代彈性與中國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整[J]. 于立宏,賀媛. 中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì). 2013 (04)
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[10]環(huán)境惡化與經(jīng)濟(jì)衰退的動(dòng)力學(xué)模型[J]. 陳六君,毛潭,劉為,方?. 北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(05)
本文編號(hào):3622814
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