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1、1.1 海洋资源可持续开发研究综述海洋可持续发展包括三层含义， 即海洋经济的持续性、海洋生态的持续性和社 会的持续性，海洋的可持续发展以保证海洋经济发展和资源永续利用为目的，实 现海洋经济发展与经济环境相协调，经济、社会、生态效益相统。运用海洋可持 续发展理论和海域承载力理论研究海洋资源开发的可持续性，从我国的海洋产业 入手， 分析我国海洋资源开发利用的状况，从海洋产业结构和产业布局、海洋 管理和海洋开发技术等方面总结我国海洋开发的问题， 并针对这些问题，提出 切实可行的实现海洋可持续发展的途径和措施。国外学者对海洋资源的发展和研 究进行研究，建立相应的模型，认为技术在海洋资源发展过程中起到极
2、其重要的 作用。国内学者则以具体省份为例研究海洋资源可持续发展，对辽宁省所拥有的 海洋资源进行概述后，分析了辽宁海洋资源开发与海洋生态环境保护之间的关 系，提出开展海域资源价值折损评估，采用政策调控和市场机制保护海洋生态环 境。利用我国重要海洋产业数据，分析我国海洋资源开发利用的状况，并从海洋 产业结构和布局及管理等角度总结海洋资源开发存在的问题，提出实现海洋资源 可持续发展的途径。学者从海洋资源与环境保护角度分析，研究开发海洋的过程 中，存在着海洋环境污染、海洋渔业资源衰退等问题。1.2 系统动力学模型研究综述到20 世纪70 年代初系统动力学被用来解决很多领域的问题，成为比较成熟的学 科，
3、系统动力学到20 世纪70 年代初所取得的成就使人们相信它是研究和处理诸 如人口、自然资源、生态环境、经济和社会等相互连带的复杂系统问题的有效工 具。基于市场均衡论和信用风险理论， 完善运用于分析代际消费计划的系统动 力学机制模型， 并提出可替换选择。国内学者将系统动力学运用于研究资源与 社会经济的可持续发展，结合“长白山生态环境保护与可持续发展系统动力学模 型”建立的，对怎样用系统动力学研究可持续发展问题进行了概略的阐述，概 述了系统动力学所具有的普遍特征和一些独特的认识论和方法论特征。建立我国 水资源以及航运可持续发展的系统动力学模型，前者引入水资源可持续发展因 子，将水资源与社会、经济、
4、人口、环境放在一个大系统中，研究满足我国未来 用水需求，保证水资源可持续发展的策略； 后者描述航运可持续发展的因果逻 辑关系，在确定以航运供给量、航运短缺量和资源环境承载力为决策作用点的基 础上， 构造航运可持续发展动力学模型， 并给出模型中相关系数的确定方法。 运用系统动力学原理，建立石化工业可持续发展的系统动力学模型， 对模型中 的反馈环的结构、功能做具体分析，从而揭示石化工业可持续发展影响因素的交 互作用机理。国内外学者运用系统动力学研究海洋可持续发展很少， 从系统动 力学的角度研究了我国海洋可持续发展所面临的问题， 在分析海洋可持续发展 系统特征的基础上， 建立了海洋可持续发展的系统动
5、力2 海洋不可再生资源可持续开发的系统动力学机制模型2.1 海洋不可再生资源可持续开发的因果反馈图因果关系图用于分析海洋不可再生资源可持续开发系统内各因素的相互影响关 系（见图1）。由于整个系统包含的因素较多，为了便于分析，可以将海洋可持 续开发系统划分为海洋不可再生资源和环境子系统、社会经济子系统，每个子系 统都有自己的结构特点和独特的功能， 其中一个子系统的输出是其他子系统的 输入，子系统之间彼此联系1。社会经济子系统提供海洋不可再生资源开发 所需要的勘探和开发投资， 提供经济生产技术水平支持， 以及各种宏观的经济 因素， 它包括市场价格、利润、技术水平等方面。其中技术进步在整个系统中 处
6、于支配地位， 通过影响和支配生产来决定系统中各要素的地位、作用和相互 关系。而勘探直接投资和开发直接投资的变化可以作为海洋可持续发展的衡量指 标。海洋不可再生资源可持续开发是以海洋资源和环境为物质基础。海洋资源和 环境的状况不仅影响系统的整体功能和运行， 而且对系统的发展方向和过程也 起到重要的作用。技术木平生产張力彈明债址图1海洋不可再宝资曜可持续发展的系统因果关系图采岀盘行染物丼放量韵探投贾泪染处理投资开境投壷帯瀾承总能力钙染处理能力社会经济子系统考虑利润、投资以及生产能力等因素，主要的因果反馈回路是： 正反馈（见图2）。海洋不可再生资源和环境子系统主要考虑资源储量、采出量、资源承载能力和
7、污染物排放等因素，主要的因果反馈回路是：正反馈（见图3）。根据现有资源的实际利用情况， 资源和环境子系统主要研究海洋石油资源的开发和利用。因果反馈关系图用于帮助分析系统内各因素的相互影响关系，在此只考虑系统内主要因素的影响，略去了次要因素的影响。由于正反馈联系使系统内 各因素的变化加强和放大，既是系统不稳定的原因，也是系统得以发展和进化的 动力。从对各子系统的主要因果关系分析中可以看出， 正反馈回路是各子系统 的主要反馈回路， 说明在不考虑子系统间的相互影响时，各子系统的发展都偏 向于不稳定，敏感于子系统的初始变化。2.2 海洋不可再生资源可持续开发系统的动力学机制模型流图 与方程因果与相互关
8、系图只能描述反馈结构的基本方面， 不能表示不同性质的变量的 区别，这是它的弱点。为了清晰地描述影响反馈系统的动态性能的积累效应，采 用系统动力学流图来描述系统的动态反馈机制。根据系统动力学原理，首先对石 油开发总体结构和反馈机制进行研究，根据实际情况划分系统的子块；然后根据 系统中变量的因果关系确定变量的种类；第三，确定系统中各反馈回路之间的耦 合关系，并将各子块耦合为一个复杂系统；最后就是建立系统中各变量的系统动 力学方程，初步估计有关参数，利用Vensim软件构件计算机仿真模型的流图。参 照以上思路， 将海洋石油勘探开发可持续发展系统动力学模型流图组建如图4 所示。 方程式的建立是海洋石油
9、开发可持续发展系统动力学模型最重要的一环， 下面给出模型中关键的状态方程、速率方程和辅助方程（以下用到的单位调整值 均为避免单位不统一而设置， 作用仅为调整单位， 数值为1）（见表1）。3 海洋石油资源可持续开发的动力学机制的实证分析3.1 数据的选取 海洋石油资源开发可持续发展的动力学机制模型建立后， 选取适合的数据变量进 行实证分析，其中主要包括的数据有勘探直接投资（ec）、新增净探明石油可采储量（ po）、 石油价格（ p）、 储量替代率（ rr）、 收入（ tr）、 储采平衡率（ b） 和新增采出量（op ）等（见表2 ）。3.2 海洋石油资源可持续开发的动力学机制模型的检验构建的模型
10、能否有效反映现实状况， 直接决定了模型仿真和政策分析质量的高 低。 因此，在进行仿真试验前，必须对模型进行有效性验证。 其方法有理论检验 和历史仿真检验两种， 前者主要研究模型边界是否合理，模型变量之间的关系 是否有现实意义，参数取值是否有实际意义以及方程量纲是否一致；后者则选定 过去某一时刻， 将仿真得到的结果与实际结果相比照，考察这两者是否吻合， 以验证模型是否能有效代表实际系统2。 对于本文构建的海洋不可再生资源 可持续开发的系统动力学模型， 可以按照上述方法逐步验证。 理论检验较为简 单，在此略过不述。 在通过理论检验之后，即可进行历史仿真检验。 选取的三个 指标即新增净探明石油可采储
11、量、销售收入和储采平衡率在模型中的地位重要而 且处于整个回路的开始、中间和结尾，因此具有很强的代表意义。 将19952008 年中海油公司开采海洋石油资源的数据输入模型，可以得到一组模拟数据，将模 拟数据与实际数据进行比较，分析两者之间的相对误差（ 见表3）。 现实的环境 系统十分复杂，模型只是现实系统的抽象和近似。 构建的模型能否有效代表现实 系统，直接决定了模型仿真和政策分析质量的高低，因此必须对模型进行有效性 验证。 选择储采平衡率和销售收入两个变量进行误差分析，可由图5 和图6 看出 其相应仿真得到的结果与实际结果的对比图。图5中b代表储采平衡率，op代 表新增采出量， po 代表新增
12、净探明石油可采储量。 由设定的速率方程可以得出， 新增采出量和新增净探明石油可采储量决定储采平衡率， 当新增采出量和新增净 探明石油可采储量的模拟数量曲线与实际数量曲线完全重合时，得到bl曲线即储 采平衡率的模拟数量曲线和b2曲线即储采平衡率的实际数量曲线。经过历史仿真 检验，储采平衡率模拟结果与历史数据较好吻合，变化趋势一致。图6中tr代 表销售收入，op代表新增采出量，p代表石油价格。由设定的速率方程可以得出， 新增采出量和石油价格决定销售收入， 当新增采出量和石油价格的模拟数量曲 线与实际数量曲线完全重合时，得到tri曲线即销售收入的模拟数量曲线，和tr2 曲线即销售收入的实际数量曲线。
13、 经过历史仿真检验， 销售收入模拟结果与历史 数据较好吻合， 变化趋势一致S 1海洋石油资源开扯可持续发展垂绒动力学模型方程式变量方程式累计探明石釉储量新增石油采出量审储量替代率累计探明石油可采储量INIEG （+瓠增採明石油可采储量，初始值）霜计石油采出量INTEG （+新增石油采出量，初始值）剩余可釆储董储量寿命喇新增石油采出屋储采平衡率新增探明石油可采储量/新增石油采出量收入新增石油采出量*石油价格勘探投资比例时b储采平衡率址收入单位调整1环境污染度INTEG （+污染物排歆，初始值）污染物排放海洋产业产值宰单位海洋产业产值排污系数污染浄化函数with lookup （环境污染度/标准污
14、染度数组）注：储采平衡率指一口甜井、一牛油田或一个国家每年新増可采储戟与年开采虽 的比值，或剩余可采储虽与年产量的比值它是判断一个釉田是否可侍续穗产、生产 的重要指标。将诸采平衡率说为杯收人为知勘採投资比例玫厂用eview软件进行 回归分折,y=241619.6亠6297血弼也02447?珈H2海洋石油资砥菇笈數枕新增津抿囲可采储it曲挽直接股资收入储釆平蘭睾聲粗替枇率新it采出輦侨格（百万桶）何沪冗）（x06 元）悯（百万柄）（元）收428.41碍226366519%4M-11.523357575169.771997979.8458252L2372X419.8107963,72?155,43
15、38删U76.4S84O679312.M123.14GI64103$9E94S261999241.62464&2J 5310.5923.617063,9750!156.542720001215.85SJ&6924223 曲20.11047531666233.533720011245J103929720819J618.7131S3.53M1193.185220021424,4131832326373215.92811Q&9M1鋼火20031436.184&072409507163187UL.8S94232.66652tMM1455.61316J6O55222.06153173116.415293.081 S2W51457412936S769455,7415J18613叮颁587.5493I 200614眇$1705075關畀7型15.1199136.0428469 J392Mf71564,1M3241990723 J83152142135.
