北京市水-能源-粮食可持续发展系统动力学模型构建与仿真

资源与环境是人类生存和发展的重要基础。北京是中国的政治文化中心,资源高度依赖外省市供应,随着需求的不断增加,其可持续发展将面临更加严峻的挑战。本研究通过构建以水-能源-粮食(W-E-F)三者为主体并涵盖社会、经济和环境子系统的复杂系统因果关联网络;运用系统动力学仿真技术,实现了对北京市水-能源-粮食关联(W-E-F Nexus)系统的动力学仿真模拟,预测了北京市W-E-F变化趋势,并开展了W-E-F Nexus系统敏感性分析。研究发现2020年水资源消耗总量预计超过38亿吨;能源供应数量预计不足2600万吨标准煤,地热能等清洁一次能源供应逐渐占据主导地位,能源消费总量预计下降至6865万吨标准煤,其中超过62%的能源消耗将依赖省外调入;粮食消费总量预计将超过730万吨,粮食单产数量在2014-2016年经过短暂调整后开始持续提升,到2020年每公顷产量预计将超过7800公斤,粮食自给率经过调整将再度恢复到2012年20%的水平;能源系统是现阶段提升北京W-E-F综合可持续发展能力的突破口;相比于单一资源政策,基于非资源系统的决策行为影响效果将更为深广。