文档介绍：广东石油化工学院
2015年12月广东石油化工学院大学数学建模(公选课)
考核试题
题目:经济发展与环境保护
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日期:2015-12-19 联系方式:
经济发展与环境保护
一、摘要 
本文搜集了河北省 1995-2010 年的经济环境数据,建立了经济发展与环境质量的指标体系,并利用主成分分析剔除相关指标后,构建了具有河北省特征的环境库兹涅茨曲线(Environmental s Curve, EKC),分析河北省经济发展与环境质量之间的关系。 
首先,基本理论阐述和分析现状。介绍了经济发展、环境质量、环境库兹涅茨曲线等基本概念和经济发展与环境质量的关系。之后从河北省的经济总量、产业结构、发展方式、环境质量的总体规律、工业废物放等方面分析了河北省经济与环境的现状。 
其次,构建河北省经济环境关系的评价指标体系,采用主成分分析法对初选经济环境指标进行筛选,为建立河北省经济发展与环境质量关系模型提供了评价标准。 
再次,对主成分分析后的主要经济环境指标之间的关系进行模拟,建立河北省的 EKC 模型,得出主要结论如下:河北省的环境库兹涅兹曲线不全是发达国家典型的倒 U 形状,即环境污染并非随着人均收入水平的提高而必然呈现出先上升后下降的趋势,而是表现为 N 型、倒 U 型的一半,甚至还出现反复的波动。 
最后,根据 EKC 曲线模拟结果从多角度进行解释,指出河北省在治理环境污染及处理经济发展与环境保护关系中存在的问题和不足,并结合河北省的实际情况,为河北省政府解决经济发展与环境破坏的矛盾关系问题提出切实可行的对策和建议。 
 
关键词:河北省;经济发展;环境质量;主成分分析;环境库兹涅茨曲线  
二、问题重述 
建立适当的数学模型说明我国哪些省(直辖市、特别行政区)在发展经济的同时有效地保护了环境资源并在论文的结尾写一份如何有效发展循环经济的小评论。 
几点说明: 
(直辖市、特别行政区)的历年国民经济和社会发展统计公报中相关数据(如浙江统计局网站)。 
2. 可以选择典型的3-10个省的统计数据进行分析。 
3. 经济发展水平的衡量可以综合考虑如下指标:GDP、人均GDP、人均收入、进出口外贸总值、人均税收、人均存款、GDP增幅水平等(还有很多衡量经济发展的指标,同学们可以参考各类文献,并自行收集资料,通过建立数学模型(或简单的统计模型)进行综合评定)。 
4. 环境资源要考虑到能耗(如水资源、电、煤等耗量),也可考虑主要污染物排放总量(SO2,、COD、废水、废渣、废气等)。 
5. 建模中各个省份之间要横向比较,单个省要进行纵向比较(比较历年数据),并得出经济发展和保护环境资源的关系。 
 
三、条件假设 
 
  
四、符号说明
X1   人均 GDP 
X2   财政收入 
X3   固定资产投资额 
X4   工业总产值 
X5   人均居民消费水平
 Y1   工业废水排放量 
Y2   工业废气排放量
 Y3   固体废弃物产生量 
Y4   二氧化硫排放量
 Y5   烟尘排放总量 
Y6   三废综合利用产品产值 
Y7   固废综合利用量 
五、问题分析 
我国经济的快速攀升和城市化进程的加快,环境问题已经成为制约我国可持续发展的重要因素,严重的影响了经济社会发展和人民身心健康。因此,准确的分析环境质量的干扰因子,对提高生态环境水平,促进人类社会的生态化发展都有极其重要的意义。经分析环境质量的影响因素如下: 
(1) 经济因素  
环境随着经济的规模化生产,经济总量的不断增加和经济活动的迅速扩张,必然需要投入大量的生产要素,从而吞噬了有限的资源能源,造成自然再生系统的破坏,削弱了环境资源的修复能力。与此同时,大气污染、水污染、固体废弃物污染等环境污染因素也会给企业的生产原料供给带来巨大压力。环境污染是人们在市场经济体制下逐利的必然产物,为了保证企业生产活动中原料的持续不断供给,对自然环境资源的开发利用是不可避免的,从而造成了对环境资源的掠夺及原始生态环境的破环。因此,从经济规模的不断扩大对环境整体质量影响来看,经济的发展将会导致环境质量水平的急剧下降,具体过程见图 5-1。
(2) 技术因素  
大量高科技环境保护技术的产生和运用会降低资源的浪费和环境的污染。要在经济发展的基础上,增加环保专项设备的研发投入,利用新型节约设备来提高生产的效率,改善废物再利用水平低下的现状,减少污染的产生。通常,发达国家或地区有实力加大对环境科技的投入。因此,从科技投入因素角度说明提升一个国家或地区的经济水平会改善