经济资源环境系统的优化与非线性思维

五　经济资源环境系统的优化与非线性思维

“十五”期间，浙江经济取得了持续高速增长，与此同时，全省高耗能、高耗水、高污染行业也在快速膨胀，致使资源能源和环境问题日益突出，并已成为经济发展和社会进步的瓶颈制约。2003年夏季开始到2005年期间，全省连续出现“缺电”的紧张局面，2003年拉电次数是2002年的20倍，频繁程度为历年所罕见，是全国18个电力紧缺省份中最为严重的一个。显而易见，如此继续下去，经济社会发展都将是不可持续的。所以，在“十一五”期间实现经济资源环境系统的优化，就成为一项极为重要的战略任务。

为什么会出现这种极为异常的现象，今后是否还会再次发生，它的根源究竟在哪里，这些都是人们极为关心的问题。我们认为，从经济、资源、环境系统的演变过程看，上述异常现象的出现有其必然性，归根到底是由这个系统的特殊性质决定的。为了揭示产生上述现象的原因，首先要对经济资源环境系统的结构作出分析。所谓经济资源环境系统，既包含经济、资源、环境等客体，又包含与客体相关的主体以及对主体产生影响的环境。客体主要是指经济结构、资源环境的现状以及它们之间的内在联系。主体主要是指与客体关系密切的经济发展战略，如外贸战略、外资战略、产业升级战略等，以及整个社会的价值取向。而这些都会受到国内和国际环境的影响。

在这个系统中，经济、资源、环境之间呈现出极其复杂的关系。在经济结构与资源环境的客体之间存在着两种关系，一种是线性关系，另一种是非线性关系。所以，为了阐明其中的复杂关系，首先要分清哪些是线性关系，哪些是非线性关系。

所谓线性，是指系统中变量之间的正比关系，线性现象表现为时空中的平滑运动，对外界影响呈现出成比例的变化；在线性系统中，部分之和等于整体。而非线性是指参量的极小变化都可能引起整个系统性质的改变，从而使规则运动向不规则运动转化；在这类系统中，整体不等于部分之和。在自然界和人类社会，各种事物在发展变化过程中诸因素之间的关系，大多是一种非线性关系。

在经济资源环境这个系统中，经济结构与资源环境之间在大范围中呈现出的是一种非线性关系。这是因为经济结构中的一、二、三产业的变动，一、二产业之间或二、三产业边界区的变动，在各个产业尤其是二产中一些产业的变动，与资源环境之间都不属于线性关系。例如2003年浙江电力供应呈现出极不正常的局面，归根结底是产业变动造成的，其主要原因就是一些高耗能、高耗水和高污染行业的投资冲动所带来的结果。据有关部门统计，浙江能源消费的弹性系数在20世纪90年代一直低于1．0，但到了2003年，在大量拉闸限电的情况下，则达到了1．65。然而在此后的几年中，有些高耗能产业的投资冲动，不仅得不到控制，反而进一步加剧了。从2003到2005年，全省累计新增发电装机450万千瓦，而同期的钢铁、水泥、玻璃三个行业的新投产项目合计新增用电负荷就达到190万千瓦，占全省新增供电的40%以上。如果考虑到其他方面的用电量的增加，那么有些项目竣工之日可能就会是停工之时。由此可见，这些行业的投资冲动，与能源总消费之间所呈现出来的是一种非线性关系。

同样，经济结构的变化与环境负荷之间也主要表现为非线性关系。众所周知，不同的产业必然会产生不同的污染源。有些产业对环境的危害极为严重，有些则要轻一些甚至基本上是无害的。在浙江近些年来产业的变动中，有一些会造成特殊污染但增值很高的行业得到了快速发展。其中皮革工业就是一个典型。而处理皮革工业中废水和积存的污泥要付出极高的代价。西方许多国家近些年来皮革工业呈萎缩趋势，其主要原因就是由于废弃物的处理遇到困难。目前，浙江这个行业仍在继续高速发展，而且在布局上呈现出向欠发达地区扩散的特点。由于它的增值快，所以容易被一些地方政府和企业所青睐，对急于寻找经济新增长点的一些地区来说，虽然提供了发展机会，但同时却为自己设置了一个陷阱。久而久之，如果这一行业继续快速发展，但又找不到处理废弃物的有效方法，那对有些地区来说，可能会带来灾难性的后果，甚至会引发社会动荡。由此可见，这类行业的投资冲动，对于环境的影响而言，显然是一种非线性关系。

第三产业中现代服务业发展缓慢，对资源消耗和降低环境负荷来说，同样也是一种非线性关系。在现代经济中，服务业尤其是现代服务业的资源消耗比较低，有些现代服务业还可以实现自然资源零消耗和污染物的零排放。然而在浙江的产业结构中，第三产业的比重仍递增缓慢，这必然会加剧资源和环境的形势。据统计，第三产业在2000年的三大产业结构中占36．26%（按2000年价），2003年占36．65%，2005年达到40%左右。但世界中下等收入国家的平均水平早在2004年就已达到47．2%。由此可见，如果第三产业的比重得不到迅速提高，经济增长完全依靠第二产业的发展，而工业和建筑业都是大量消耗资源的产业，这样整个经济将建立在自然资源的大量消耗上。而地球上的许多自然资源是有限的，所以迟早会出现若干资源匮乏的局面，从而会引起经济资源环境系统的剧变。

以上举例分析了经济结构与资源环境之间的一些非线性关系。正如前面所述，除了要分析这些客体的关系以外，还要剖析各类主体的价值导向，它对整个系统的影响也是很大的。例如政府层面上所制定的相关战略，如外贸战略、外资战略、产业升级战略，以及这些战略的相互关系，都会极大地影响系统的整体行为。为什么高耗能产品出口和高污染产品出口的比重始终难以下降，就是因为—些部门和单位在高额利润诱惑下，不顾一切地扩大这类产品的出口。可见外贸战略、外资战略和产业结构升级战略的不协调，必将导致调控乏力，甚至会助长事态的发展。

综上所述，在经济资源环境系统中，各种变量之间绝大多数是非线性关系，小范围、临时的线性和大范围、长远的非线性，就是这个系统的主要特征。然而在面对这个复杂系统时，我们却常常采用线性思维来认识和处理非线性问题。这是我们许多决策失误的一个重要原因，也是系统在其运行中出现严重偏差而不能得到及时纠正的根源所在。

用线性思维认识和处理非线性问题的突出表现之一，是规划工作所采用的还原模式。2003年出现的电力空前紧张，当然要追溯到“九五”和“十五”的规划工作。长期以来，规划工作在线性思维的作用下，采用还原模式，其特点是把大系统分解为经济系统、资源系统和环境系统，然后分别对它们进行研究，再把结果叠加起来，用来描述系统的性质。然而经济资源环境系统中存在大量非线性关系，各个部分之和不等于整体，采用这种还原模式难以准确地揭示这三个方面的关系。所以必须从还原模式的束缚中摆脱出来，而采用整体性研究模式，深入揭示整体与部分、部分与部分、短期与长期发展之间的关系，特别关注任何一个环节变化可能对整体所造成的影响。

用线性思维认识和处理非线性问题的第二个突出表现，就是在调控中采用单向的方法。所谓单向的调控，是指把经济增长的指标固定下来，以此作为出发点，提出资源能源和环境约束的要求，或者把资源能源的消耗和环境减排的指标固定下来，以此为出发点，提出经济增长的控制要求。显而易见，无论是前一种或后一种单一的控制方法，都存在着一定的缺陷。整个经济结构，尤其是产业结构，以及各种经济战略，包括外贸战略、外资战略和产业结构升级战略等，都会对资源能源消耗和环境保护产生重大影响。所以必须采用双向互动的调控方法，既要在设定经济指标的条件下，研究如何降低单位经济增长的资源能源消耗和污染物的排放，又要根据资源能源和环境负荷的变化势态，及时调整相关的经济指标。前者以经济增长的指标作为出发点，后者则以资源、能源和环境的控制指标作为出发点，采用这两种调控方法的结合，经过多次循环往复，才能找到经济、资源、环境和谐发展的正确道路。

用线性思维认识和处理非线性问题的第三个突出表现，就是在解决空间性非线性问题时放纵了时间性线性思维的干扰。所谓线性思维，包括空间性线性思维和时间性线性思维。前者的特点是根据局部的信息，把整体视为局部的比例放大，后者的特点则是把阶段性信息推广到全过程，从而作出长远性的判断。这两种思维方式显然都不符合科学发展观的要求。值得注意的是，当人们在着力解决空间性的非线性问题时，往往又会陷入时间性线性思维的泥潭中。最近几年为克服2003年出现的电力紧张而发展小火电的历程，就是放纵时间性线性思维的典型例子。本来，小火电的耗能大，污染严重，这是人所共知的常识。发同样的电，小火电煤耗比大机组高三至五成，小火电产生的二氧化硫和烟尘远比大火电高得多。目前我国我省能源消耗和环境污染上的问题，在某种程度上是和2003年以来为解决电力紧张而发展起来的小火电分不开的。本来是为了解决电力紧张，而结果是加剧了能源形势。据有关资料介绍，目前我国6．22亿千瓦电力装机中，小火电占1．15亿千瓦，其中有一部分就是近几年中发展起来的。为此国家不得不发布强制命令，在“十一五”期间关停5000万千瓦小火电机组，2007年要首先关停1000万千瓦燃煤小机组。浙江省根据中央的指示，在“十一五”期间，决定在完成关停自备不并网柴油发电机组的217万千瓦的基础上，再关停各类发电机组（含油机）110．8万千瓦。这个典型事例说明，在注意克服空间性线性思维的同时，要高度警惕时间性线性思维的干扰。

为了阐明非线性思维在经济资源环境系统优化中的重要性，除了紧密联系我国我省实际作出分析外，还应以史为鉴，剖析历史上一些重大事件的经验和教训。这里以20世纪70年代围绕“增长极限论”的大讨论为例，来说明非线性思维的极端重要性。当时美国麻省理工学院麦多斯（D．L．Meadows）等人受罗马俱乐部的委托，开展了有关人类前途的世界模型研究，并于1972年出版了《增长的极限》这一名著。麦多斯在其世界模型中，提出了影响经济增长的五个主要因素，即人口增长、粮食供应、资本投资、环境污染和资源消耗，并认为这五种因素的共同特点是它们的增长都是指数增长，于是断言，在公元2100年到来以前，人类社会即将崩溃。

麦多斯等人的“增长极限论”震动了整个世界，但也受到广泛的质疑。这场涉及人类命运和前途的大讨论，其范围之大，争论之激烈，影响之深远，在人类历史上都是空前的。在这场讨论中，形成了悲观派、谨慎悲观派、乐观派和谨慎乐观派，虽然各派的观点相距甚远，但他们的思维方式和研究模式却值得我们认真思考和借鉴。麦多斯等人在《增长的极限》中提出的“以不可再生资源为基础的工业经济不可能持续下去”的论断，以及“人类如果继续以地球的统治者自居，对自然界巧取豪夺，到头来只能自取灭亡”的观点，揭示了隐藏在经济繁荣背后的一系列严重问题，显而易见，这是对当时流行的线性思维的一次严重挑战，它对可持续发展理论的问世起到了先导作用。然而“增长极限论”一方面勇敢地跳出了空间性线性思维模式，但同时又陷入了时间性线性思维的泥潭中，它把假设性的信息推广到全过程，无视模型中各种参数可能的变化，其中有些参数的改变，对系统将产生重大影响，甚至会带来全局性的变化。这是悲观派代表人物所持线性思维模式的一种典型表现。实际上，当时有些学者已经指出了一些重要参数的可能变化，将会改变整个系统的发展轨迹。例如柯尔（H．S．D．Cole）等人就曾指出，假定自1970年起，自然资源发现（包括回收）率每年增长2%，控制污染的技术能力每年增长2%，粮食产量每年增长2%，按照这样的假定，将会改变整个模型的结构，根据计算机运算结果表明，崩溃是不会发生的。

通过以上的回顾，围绕“增长极限论”的大讨论，给后人提供了许多重要的经验和教训。我们在探讨经济资源环境系统优化中概括出三条原则：一是要高度重视非线性思维；二是在规划中要运用整体性模式；三是在调控中要采用双向互动的操作方法。这些原则主要是从近些年来经济资源环境系统演变的经验和教训中提炼出来的，但也是和“增长极限论”大讨论得到的启迪分不开的。

（在2005年浙江省经济资源环境系统优化研讨会上的发言）