前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇數學建模環境問題范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發現更多的寫作思路和靈感。

數學建模環境問題范文第1篇

論文摘要:論述數學建模對培養學生的創造性、競爭意識和社會應變能力的作用, 研究了數學建模對高職數學教學的重要作用, 提出了數學教育不僅要使學生學會并掌握一些數學工具,更應著眼于提高學生的數學素質能力,而數學建模競賽正是培養這種能力的有效載體.

高等職業教育作為教育類型得到了空前發展.高職教育在于培養適應生產、建設、管理、服務第一線需要的高素質技能型人才不僅成為人們的一種共識, 而且逐步滲透到高職院校的辦學實踐中.數學課程作為一門公共基礎課程如何服務于這個目標成為高職基礎課程改革中的熱點.將數學建模思想融入高職數學教學應是一個重要取向之一.

一、數學建模競賽對大學生能力培養的重要性

大學生數學建模競賽起源于美國, 我國從1989 年開始開展大學生數模競賽,1994年這項競賽被教育部列為全國大學生四大競賽之一,每年都有幾百所大學積極參加.數學建模競賽與以往主要考察知識和技巧的數學競賽不同,是一個完全開放式的競賽.數學建模競賽的主要目的在于“激勵學生學習數學的積極性,提高學生建立數學模型和運用計算機技術解決實際問題的綜合能力,鼓勵學生踴躍參加課外科技等活動,開拓知識面,培養創造精神及合作意識,推動大學數學教學體系、教學內容和方法的改革”.數學建模競賽的題目沒有固定的范圍和模式,往往是由實際問題稍加修改和簡化而成,不要求參賽者預先掌握深入的專門知識.題目有較大的靈活性供參賽者發揮其創造性,參賽者從所給的兩個題目中任選一個,可以翻閱一切可利用的資料,可以使用計算機及其各種軟件.競賽持續3天3夜,參賽者可以在此期間充分地發揮自己的各種能力.數學建模競賽也是一個合作式的競賽,學生以小組形式參加比賽,每組3人,共同討論,分工協作,最后完成一份答卷論文.數學建模涉及的知識幾乎涵蓋了整個自然科學領域甚至涉及到社會科學領域.而且愈來愈多的人認識到學科交叉的結合點正是數學建模.數學建模競賽是能夠把數學和數學以外學科聯系的方法.通過競賽把學生學過的知識與周圍的現實世界聯系起來,培養了學生的下列能力:

(一)有利于大學生創新性思維的培養

高等教育的重要目的是培養國家建設需要的中高層次人才,而許多教育工作者認識到目前的高等學校教學中還存在著許多缺陷,其中一個重要的問題是培養的學生缺乏創造性的思維,缺乏一種原創性的想象力.這是我國高等教育的一個致命弱點,嚴重制約了我國科技競爭力.我國高等學校的教學還是以灌輸知識為主,這種教育體制嚴重扼殺了學生的能動性和創造性.數學建模競賽并不要求求解結果的唯一性和完美性,而是重點要求學生怎樣根據實際問題建立數學關系,并給出合乎實際要求的結果和方案,重點考察的是學生的創造性思維能力.

(二)有利于學生動手實踐能力的培養

目前的數學教學中,大多是教師給出題目,學生給出計算結果.問題的實際背景是什么? 結果怎樣應用? 這些問題都不是現行的數學教學能夠解決的.

數學模型是一個完整的求解過程,要求學生根據實際問題,抽象和提煉出數學模型,選擇合適的求解算法,并通過計算機程序求出結果.在這個過程中,模型類型和算法選擇都需要學生自己作決定,建立模型可能要花50%的精力,計算機的求解可能要花30%的精力.動手實踐能力有助于學生畢業后快速完成角色的轉變.

(三)有利于學生知識結構的完善

一個實際數學模型的構建涉及許多方面的問題,問題本身可能涉及工程問題、環境問題、生殖健康問題、生物競爭問題、軍事問題、社會問題等等,就所用工具來講,需要計算機信息處理、Internet 網、計算機信息檢索等.因此數學建模競賽有利于促進學生知識交叉、文理結合,有利于促進復合型人才的培養.另外數學建模競賽還要求學生具有很強的計算機應用能力和英文寫作能力.

(四)有利于學生團隊精神的培養

學生畢業后,無論從事創業工作還是研究工作,都需要合作精神和團隊精神.數學建模競賽要求學生以團隊形式參加,3個人為一組,共同工作3天.在競賽的過程中3位同學充分的分工與合作,最后完成問題的解決.集體工作,共同創新,榮譽共享,這些都有利于培養學生的團隊精神,培養學生將來協同創業的意識.任何一個參加過數學建模競賽的學生都對團隊精神帶來的成功和喜悅感到由衷的鼓舞.

二、將數學建模思想融入高職數學教學中

通過數學建模,給我們的教學模式提出了更多的思考,使我們不得不回過頭重新審視一下我們的教學模式是否符合現代教學策略的構建?現代的教學策略追求的目標是提倡學生主動參與、樂于探究、勤于動手,培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力.只有遵循現代的教學策略才能培養出適應新世紀、新形勢下的高素質復合型人才.知識的獲取是一個特殊的認識過程,本質上是一個創造性過程.知識的學習不僅是目的,而且是手段,是認識科學本質、訓練思維能力、掌握學習方法的手段,在教學中應該強調的是發現知識的過程,而不是簡單地獲得結果,強調的是創造性解決問題的方法和養成不斷探索的精神.在學習、接受知識時要像前人創造知識那樣去思考,去再發現問題,在解決問題的各種學習實踐活動中盡量提出有新意的見解和方法,在積累知識的同時注意培養和發展創新能力.數學建模恰恰能滿足這種獲取知識的需求,是培養學生綜合能力的一個極好的載體,更是建立現代教學模式的一種行之有效的方法.因此,在數學教學中應該融入數學建模思想.如何將數學建模思想融入數學課程中,我認為要合理嵌入,即以科學技術中數學應用為中心,精選典型案例,在數學教學中適時引入,難易適中.以為要抓好以下幾個關鍵點:

(一)在教學中滲透數學建模思想

滲透數學建模思想的最大特點是聯系實際.高職人才培養的是應用技術型人才,對其數學教學以應用為目的,體現“聯系實際、深

化概念、注重應用”的思想,不應過多強調灌輸其邏輯的嚴密性,思維的嚴謹性.學數學主要是為了用來解決工作中出現的具體問題.

而高職教材中的問題都是現實中存在又必須解決的問題,正是數學建模案例的最佳選擇.因此,作為數學選材并不難,只要我們深入鉆研教材,挖掘教材所蘊涵應用數學的材料,從中加以推廣,結合不同專業選編合適的實際問題,創設實際問題的情境,讓學生能體會到數學在解決問題時的實際應用價值,激發學生的求知欲,同時在實際問題解決的過程中能很好的掌握知識,培養學生靈活運用和解決問題、分析問題的能力.數學教學中所涉及到的一些重要概念要重視它們的引入,要設計它們的引入,其中以合適的案例來引入概念、演示方法是將數學建模思想融入數學教學的重要形式.這樣在傳授數學知識的同時,使學生學會數學的思想方法,領會數學的精神實質,知道數學的來龍去脈,使學生了解到他們現在所學的那些看來枯燥無味但又似乎天經地義的概念、定理和公式,并不是無本之木、無源之水,也不是人們頭腦中所固有的, 而是有現實的來源與背景, 有其物理原型和表現的.在教學實踐中, 我們依據現有成熟的專業教材,選出具有典型數學概念的應用案例,然后按照數學建模過程規律修改和加工之后作為課堂上的引例或者數學知識的實際應用例題.這樣使學生既能親切感受到數學應用的廣泛,也能培養學生用數學解決問題的能力.總之,在高職數學教學中滲透數學建模思想,等于教給學生一種好的思想方法,更是給學生一把開啟成功大門的鑰匙,為學生架起了一座從數學知識到實際問題的橋梁,使學生能靈活地根據實際問題構建合理的數學模型,得心應手地解決問題.但這也對數學教師的要求就更高,教師要盡可能地了解高職專業課的內容,搜集現實問題與熱點問題等等.

(二)在課程教學及考核中適度引入數學建模問題

實踐表明,真正學會數學的方法是用數學, 為此不僅要讓學生知道數學有用,還要鼓勵他們自己用數學去解決實際問題.同時越來越多的人認識到,數學建模是培養創新能力的一個極好載體, 而且能充分考驗學生的洞察能力、創造能力、數學語言翻譯能力、文字表達能力、綜合應用分析能力、聯想能力、使用當代科技最新成果的能力; 學生們同舟共濟的團隊精神和協調組織能力,以及誠信意識和自律精神.在教學實踐中,在數學課程的考核中增加數學建模問題,并施以“額外加分”的鼓勵辦法,在平常的作業中除了留一些鞏固課堂數學知識的題目外,還要增加需要用數學解決的實際應用題.這些應用題可以獨立或自由組合成小組去完成, 完成的好則在原有平時成績的基礎上獲得“額外加分”.這種作法, 鼓勵了學生應用數學,提高了邏輯思維能力, 培養了認真細致、一絲不茍、精益求精的風格,提高了運用數學知識處理現實世界中各種復雜問題的意識、信念和能力, 調動了學生的探索精神和創造力, 團結協作精神, 從而獲得除數學知識本身以外的素質與能力.

(三)、適時開設《數學建模和實驗》課

數學建模競賽之所以在世界范圍內廣泛發展,是與計算機的發展密不可分的,許多數學模型中有大量的計算問題,沒有計算機的情況下這些問題的實時求解是不可能的。隨著計算機技術的不斷發展, 數學的思想和方法與計算機的結合使數學從某種意義上說已經成為了一門技術.為使學生熟悉這門技術,應當增設《數學建模和實驗》課,主要以專題講座的形式向同學們介紹一些成功的數學建模實例以及如何使用數學軟件來求解數學問題等等.與數學建模有密切關系的數學模擬,主要是運用數字式計算機的計算機模擬.它根據實際系統或過程的特性,按照一定的數學規律,用計算機程序語言模擬實際運行狀況,并根據大量模擬結果對系統和過程進行定量分析.在應用數學建模的方法解決實際問題時,往往需要較大的計算量,這就要用到計算機來處理.計算機模擬以其成本低、時間短、重復性高、靈活性強等特點,被人們稱為是建立數學模型的重要手段之一,由此也可以看出數學建模對提高學生計算機的應用能力的作用是不言而喻的.

當今世界經濟的競爭是高科技的競爭,是人才綜合素質與能力的競爭.數學建模競賽對培養學生的創造性、競爭意識和適應社會應變能力,具有不可低估的作用.所以說進行數學建模的教學與實踐,既適應了知識經濟時代對高等學校人才培養的要求,同時也為創新人才的培養開辟了一條新的途徑.

參考文獻

[1] 姜啟源.數學模型[M].北京:高等教育出版社,1986.

數學建模環境問題范文第2篇

一、在數學應用和聯系實際中開展研究性學習

研究性學習強調理論與社會、科學和生活實際的聯系，特別關注環境問題、現代科技對當代生活的影響以及與社會發展密切相關的重大問題。要引導學生關注現實生活，親身參與社會實踐性活動。對于高中學生而言，要開展研究性學習，必須培養他們的實踐能力。具體說來，主要包括以下幾個方面的能力：發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力；動手操作的能力；參加社會活動的能力。

例如讓學生嘗試研究“銀行存款利息和利稅的調查”，先讓學生制定調查研究專題，從教科書、課外讀物以及網絡中查找有關銀行存款利息和利稅的內容，由學生自己根據實際需要，分組到不同的銀行進行原始數據的搜集，通過對原始數據的分析、整理，建立一個數學模型。

在研究過程中，學生的積極性以及創新能力得到了充分的展示，使他們發現了研究數學的樂趣，也享受到了成功的喜悅。

二、在抽象問題的探索中運用數學思想方法

孔子說：“疑，思之始，學之端。”南宋著名教育家朱熹認為“大疑則可大進”。必須提倡學生問，還要善于培養學生發現問題和解決問題的能力，不斷地深化思維，增強學生的數學思想方法的應用意識和創新意識，并希望能夠上升為一種自覺地對客觀事物中蘊藏的一些數學模式做出思考和判斷的能力。

數學建模環境問題范文第3篇

【關鍵詞】 機械 優化設計 理論 方法

中圖分類號：S611 文獻標識碼： A

引言：近年來，隨著我國經濟的發展，我國機械工程規模開始加大，機械工程速度也開始變得迅猛，人對于機械行業來說，機械設計是一項復雜系統的工作，機械設計的治療關系到工程質量的好壞，因此，對于機械設計人員而言，做出最優的設計，符合實際的實際是設計人員應盡的責任。

一、機械優化設計理論概述

1、機械優化設計的概念

機械優化設計是指最優化技術在機械設計領域的移植和應用，是以最低成本獲得最高效益。其根據機械設計理論、方法與標準規范等建立能夠正確反映實際工程設計的數學模型，利用數學手段和計算技術，在眾多的方法中快速找出最優方案。機械優化設計通過把機械問題轉化為數學問題，加以計算機輔助設計，優選設計參數，在滿足眾多設計目的和約束條件的情況下，獲得最令人滿意、經濟效益最高的方案。目前，機械優化設計已成為解決機械設計問題的有效方法。

2、 機械優化設計研究的內容

機械優化設計主要研究的是其建模和求解兩部分內容。 如何選擇設計變量、列出約束條件、確定目標函數。其中，設計變量是指在設計過程中經過逐步調整，最后達到最優值的獨立參數。設計變量的數目確定優化設計的維數，維數越大，優化設計工作越復雜，但效益越高，所以選取適當的設計變量顯得尤為重要。約束條件即是對約束變量的限制條件，起著降低設計變量自由度的作用。目標函數即是指各個設計變量的函數表達式，工程中的優化過程即是指找出目標函數的最小值（最大值）的過程。一般而言，目標函數的確定相對容易，但約束條件的選取顯得比較困難。

二、機械優化設計理論主要方法

1準則優化法

準則優法主要是通過力學以及物理或者是其他原則構造評優準則所應用的，然后在進行尋優。這個項方式的主要優點就是有著直觀的概念以及簡單的計算方式，同時能夠對于優化效率約束能很好地降低，在工程方面廣泛的使用；有弊就有利，這項方式只是考慮了很少的方面或者是一個點，使得優化效率大大的降低，甚至是沒有約束。

2線性規劃法

線性規劃法主要是通過數學極值原理所對于目標函數為設計變量線性優化所設計的，可以說是機械優化設計中最為常用的一個方式。有單純形法和序列線性規劃法。

3神經網絡法

神經網絡可以說是一個大型的自適應非線性動力能夠，所具備的有點為聯想、概括、類比，同時要是局部出現問題對于整個系統卻沒有很大的影響。最早發現神經網絡優化能力人員是美國物理學家Hopfield ，根據動力系統以及統計學原理，將系統穩定性以及最優化對策，同時系統能量函數和目標函數優化相互之間對應，優化設計變量以及神經網絡參數相對應，在整個系統逐漸演變的過程中，在1986Tank首次提出了求解線性優化問題的造型化神經網絡。神經網絡穩定平衡點是這項方式的主要點，對于整個網絡能量函數極小點所進行的優化設計，通過較為強大的計算方式以及近似分析、非線性建模能量將計算效率進行優化，所進行這個過程的關鍵點就是神經網絡構造，一般都是使用在求解組合優化、約束優化以及復雜優化。

4、多目標優化法

機械設計所追求的最終目的就是優化功能、強度以及經濟性，但是在實際工作中機械優化設計都是優化目標設計方式。在實施目標優化的過程中還是存在著很多的困難，對于研究人員有著一定的挑戰性，但是這些理論方式還是不夠完善的，將其劃分為兩種：一種是將多目標優化轉化為一個或者是一系列的目標優化方式，將所得優化結果當做目標優化的解，第二種是直接求非劣解，在這中間要選擇最好的作為最優解。

三、現代機械優化設計理論與方法

1、利用現代計算機軟硬件技術的設計方法。

在產品開發初期借助于設計方法學，利用多媒體工具進行系統的開發。根據這一指導思想，利用數學系統理論，同時考慮系統工程理論產品設計技術和系統開發方法學，研制出適合于產品設計初期使用的多媒體開發系統軟件。根據這一設計方法，往往把產品的整個開發過程概括為產品規劃、開發和生產規劃三個階段，并且充分利用了現有的CAD尖端技術D虛擬現實技術。（1）、產品規劃D構思產品。其任務是確定產品的外部特征，如色彩、形狀、表面質量、人機工程等，并將最初的設想用CAD立體模型表現出來，建立能夠體現整個產品外形的簡裝模型。（2）、開發D設計產品。該階段主要根據系統合成原理，在立體模型上配置和集成解元素，把實現功能的關鍵性解元素配置到立體模型上之后，即可對產品的配置進行分析。產品配置分析是綜合產品規劃和開發結果的重要手段。（3）、生產規劃D加工和裝配產品。在這一階段中運用CAD技術，用計算機圖案顯示解元素在相應位置的裝配過程，即通過虛擬裝配模型揭示造型和裝配間的關系，由此發現難點問題，并找出解決問題的方法。借助于現代計算機軟硬件技術，通過三維圖形軟件、多媒體和超媒體技術及虛擬現實技術進行設計。

2、積極開發發展綠色設計、制造。

（1）、綠色設計制造時現代設計制造的可持續發展模式。人們已經認識到環境與發展是密不可分的。要從根本上解決環境問題，必須轉變發展模式和消費模式，即為資源型發展模式逐步轉變為技術型發展模式，依靠技術進步，節約資源和能源，提高效益，減少廢物排放，實施清潔生產和文明消費，建立資源和環境相聯系的新的發展模式。這是人類探索了幾個世紀終于領悟到的發展觀D可持續發展。（2）、發展綠色設計制造將為企業發展帶來新的機遇。開發綠色設計制造是人類可持續發展戰略的重要組成部分，是每個企業家必須考慮的企業行為，但是不少企業認為綠色制造投入大見效慢經濟效益不如直接抓成本、抓質量、抓品種等見效快，因而無視對環境的污染，甚至寧愿被罰款，也不愿意采取措施。實際上，環境全面改善，一方面可改善員工的健康狀況和提高工作安全性，減少不必要的開支；另一方面在綠色制造環境下工作的員工心情舒暢，有助于提高員工的主觀能動性和工作效率，以創造出最大的利潤，使企業具有更好的社會形象，為企業增加無形資產。（3）、發展綠色制造將推行新一輪技術創新。在全球性競爭激烈的背景下，利用高新技術和現代化管理來提高生產率，節約自然資源投入，以及節約勞動和各種形式的資本，是促進經濟增長與發展的主要源泉。

四、機械優化設計的前景

機械優化設計是最優化理論、電子計算機技術和機械工程相結合的一門學科，包括機械優化設計、機械零部件優化設計、機械結構參數和形狀優化設計等。近年來，隨著數學規劃理論與計算機技術的飛速發展及廣泛應用，許多新興優化算法，如遺傳算法、神經網絡法等相繼被提出，機械優化設計廣泛地被應用到建筑結構、化工、航天航空等諸多領域并取得飛速發展。機械優化設計具有廣闊的發展前景。

機械優化設計給機械工程界帶來的巨大經濟效益是顯而易見的，但其工程效應比起預期遠遠小得多。歸結其原因，主要有以下兩點：（1）建模難度大。（2）最優方法的選取難度大。 雖然有以上不足之處，但是機械優化設計的發現前景仍是非常廣大的，且各領域也在積極做出相關的研究探索，并已取得一定的成就。

結語

縱觀幾十年來機械優化設計的發展歷程，其發展是非常迅速且令人可喜的，雖然仍存在建模困難、優化方法選取等等方面的一些挑戰，但是其前景仍舊是非常廣闊的。研究機械優化設計的理論與方法無論是學術領域還是實際經濟效益方面都具有研究意義。

參考文獻：

【參考文獻】

[1]白新理.結構優化設計[M ].河南：黃河水利出版社，200 8 .

[2]王玉新.復雜機械系統快速創新設計[M ].北京：科學出版社 ，2006.

[3]秦東晨，陳江義，胡濱生，等.機械結構優化設計的綜述與展望[J].中國科技信息，2005（9 ） ：90 D91.

數學建模環境問題范文第4篇

全球土地研究計劃是怎么回事?它是在怎樣的背景下展開的?包含哪些研究內容?這一研究計劃又與我們有什么關系?帶著讀者關心的問題,日前記者專訪蔡運龍先生,請他介紹了有關具體情況。

記者:提到全球土地研究計劃,很多人還比較陌生。請您介紹一下全球土地研究計劃的產生是基于怎樣的歷史背景?

蔡運龍:自上世紀80年代初,國際科學界已廣泛認識到人類正面臨著嚴峻的全球環境問題,開展了全球環境變化研究。1984年7月,由國際科學聯盟理事會在加拿大渥太華召開的第一次全球變化大會,組織全球變化國際計劃的可行性研究,之后全球變化科學成為20世紀后期最活躍、發展最快的新興科學領域之一。全球環境問題的產生是地球大氣圈、水圈、生物圈、土壤圈、巖石圈與人類活動相互作用的結果,全球變化研究涉及自然和社會領域的各個方面,特別是它與社會、政治、經濟和外交等多個社會領域的結合催生了一些跨學科研究熱點。其中,土地利用變化是全球變化最直接、最重要的表現,也是研究自然與人文過程的理想切入點。因為,無論是全球尺度的環境變化(如氣候波動和碳循環等),還是區域尺度的環境變化(如植被破壞、生物多樣性的損失及土壤侵蝕等,其累積效果影響到全球環境),都受土地利用和土地覆被變化的影響。土地利用和土地覆被變化對全球尺度環境變化的影響研究包括溫室氣體的釋放與吸收、大氣下墊面反照率等,而對區域性變化的影響研究內容則包括土地用途轉移、土地退化、生物多樣性減少、流域水平衡、水質和水環境、河流泥沙及海洋生態系統等方面。

記者:如您所說,在全球環境問題中土地利用變化倍受關注,成為全球變化研究的熱點領域。那么,全球土地研究計劃是在何時明確提出的?

蔡運龍:為深入研究土地利用和土地覆被變化,“國際地圈―生物圈計劃”和“全球變化中的人文領域計劃”兩個研究組織于1995年共同擬定為期10年的“土地利用和覆被變化”科學研究計劃,1999年了這一計劃的執行戰略,旨在深入了解土地利用和覆被之間在不同時間與空間尺度上的相互作用及其變化,包括土地利用和覆被變化的過程、機理及其對人類社會經濟與環境所產生的一系列影響,力圖通過對人類驅動力―土地利用和覆被―全球變化―環境反饋間相互作用機制的認識,建立能夠用來預測未來土地利用和覆被變化、評價其生態環境后果并提供決策支持的“土地利用和覆被變化”模型,為全球、國家和區域的土地可持續管理決策提供依據。隨著時間推移和研究推進,對土地利用和覆被研究轉入第二階段,即“全球土地研究計劃”。該計劃綜合了“國際地圈―生物圈計劃”的核心計劃“全球變化與陸地生態系統”和兩個研究組織聯合的核心計劃“土地利用和覆被變化”,主要研究土地系統變化的原因和本質、土地系統變化的后果、以及土地可持續性的綜合分析和模擬,目的是判斷陸地上人類―環境系統的變化,以及局部、區域和全球尺度上該系統的承受限度。

記者:從土地利用和覆被變化研究發展到全球土地研究計劃過程中,研究內容、研究領域得到怎樣的擴展與深化?

蔡運龍:在前期研究的基礎上,兩個研究組織于1993年決定聯合建立 “核心項目計劃委員會”,并發表了題為《全球土地利用和土地覆被變化》的報告。該報告為土地利用和覆被變化的研究制定了三個方面的研究內容:根據社會-經濟驅動力的不同,建立土地覆被分類體系;開展典型案例研究,為建立社會-經濟形態和土地利用覆被變化分類奠定基礎;在認清人類驅動力的基礎上,建立數學模型,并考慮如何將“土地利用和覆被變化”模型與其他全球環境變化模型進行整合。

1995年,兩個研究組織下屬的“核心項目計劃委員會”和“研究項目計劃委員會”把土地利用和覆被變化研究列為全球變化研究的核心計劃之一,標志著“土地利用和覆被變化”研究的正式誕生,并提出了相應的科學研究計劃。報告為以后的“土地利用和覆被變化”研究擬定了三個重點領域:土地利用變化機制的區域案例比較研究;土地覆被變化機制的直接觀測和診斷模型研究;區域和全球模型研究。

其后,兩個組織在1999年為“土地利用和覆被變化”研究推出了實施策略報告,對1995年科學研究計劃制定的研究內容進行了提煉和深化。土地利用動力學、土地覆被變化以及區域和全球建模仍是該研究的三大焦點。在土地利用動力學方面,“土地利用和覆被變化”研究更加關注土地利用決策研究、土地利用過程與格局研究,以及土地利用的可持續性和脆弱性情景分析研究,注重熱點和關鍵地區。

2001年7月,在荷蘭阿姆斯特丹召開了主題為“變化著的地球的挑戰”全球變化開放科學大會,這是第一次由三大全球環境變化研究組織“國際地圈―生物圈計劃”、“全球變化中的人文領域計劃”和世界氣候研究計劃聯合舉行如此大規模的學術會議。它標志著“國際地圈―生物圈計劃”在經過約15年的發展后,進入了一個新的階段。作為其核心研究計劃之一的“土地利用和覆被變化”研究,也發展到了“全球土地研究計劃”階段。在過去的10多年中,“土地利用和覆被變化”的研究內容從早期的熱帶雨林砍伐的全球氣候變化效應,擴展到不同時間尺度(幾年、幾十年、幾百年)和空間尺度(地方、區域和全球)的土地利用和土地覆被變化過程、驅動機制以及資源、生態、環境效應(主要是大氣化學、氣候、土壤、水文水資源、生物多樣性等方面),對“土地利用和覆被變化”在環境變化中的作用和地位有了更加全面而深刻的認識。

記者:全球土地研究計劃的研究方向、研究主題集中在哪些方面?針對不同的主題提出了哪些相應重點研究的問題?

蔡運龍:“國際地圈―生物圈計劃”組織于2003年為“全球土地研究計劃”制定了研究重點并提出了相關的科學問題,為新時期“土地利用和覆被變化”研究指明了方向。和以往不同的是,這一階段的“土地利用和覆被變化”研究加強了和“國際地圈―生物圈計劃”其他姊妹計劃尤其是全球陸地生態系統變化計劃之間的合作,更加注重土地變化科學的綜合研究。“土地利用和覆被變化”研究要把研究對象看成是一個由人和自然環境構成的耦合系統,既要研究人類活動引起的土地利用和土地覆被變化導致的生態環境影響,更要研究這種影響對人類福利的反作用以及人類如何通過決策來對此做出響應。在“國際地圈―生物圈計劃”第一階段,主要側重于研究“土地利用和覆被變化”的過程、驅動機制和建模以及資源、生態、環境效應。進入“國際地圈―生物圈計劃”第二階段后,除了繼續深化前一階段的研究內容外,更注重研究“土地利用和覆被變化”對區域生態服務功能和人類福利的影響,以及人類面對“土地利用和覆被變化”及其資源、環境和生態效應的決策響應機制,重視如何在土地利用決策中降低脆弱性,實現可持續發展。

2005年,兩研究組織再次共同為“全球土地研究計劃”的研究制定了科學計劃和實施策略,認為新時期的土地利用和覆被變化研究的主題應該集中在三個方面,即土地系統動力學(主題1)、土地系統變化的后果(主題2)以及土地可持續性的整合分析和模擬(主題3)。同時針對三個不同的主題提出了相應的科學問題。

在主題1中應重點研究:全球變化和人口變化如何影響區域土地利用決策與實踐?土地管理決策與實踐如何影響陸地和淡水生態系統的生物地球化學過程、生物多樣性、生物物理特性以及干擾強度?全球性的大氣變化、生物地球化學及生物物理變化如何影響生態系統結構和功能?

在主題2中應重點研究:生態系統的變化對耦合的地球系統會產生何種關鍵反饋?生態系統結構和功能的變化如何影響生態系統服務功能?生態系統服務功能如何關聯到人類福利?人類如何在不同尺度和不同背景下對生態系統服務功能的變化做出響應?

在主題3中應重點研究:土地系統變化的關鍵過程是什么?在面對人與環境相互作用的變化中,土地系統對災害和干擾的脆弱性與恢復力有何不同?何種體制能改善土地系統可持續性的決策和管理?

記者:全球土地研究計劃所涉問題的解決,在我國是否更顯得迫切?

蔡運龍:上述土地研究計劃的內容已成為當今學術前沿,也是全球普遍面臨的實際問題,解決這些問題的迫切性在中國表現得尤其突出。中國表現出世界上最緊張的人地關系。中國人口密度接近世界平均水平的3倍,中國的人均耕地不到世界平均水平的40%。中國又處在經濟起飛,工業化、城市化高速發展的階段,有限的土地資源既要保證糧食安全,又要保障工業化、城市化的用地需求,還要為生態安全和改善自然環境留下一定空間,其難度是其他任何國家不可比擬的。因此,在全球土地研究中,我們既可借鑒國外的研究成果和研究經驗,也應為解決全球環境變化、土地可持續管理等問題作出中國的貢獻,在國際相關領域爭得中國的一席之地。

記者:在全球土地研究中,中國具有哪些優勢?應該起到什么作用?

蔡運龍:事實上,中國具有在全球土地研究中起引領作用的優勢。中國具有世界上最悠久的土地開發利用歷史。華夏民族在漫長的土地開發利用歷史過程中積累了相當豐富的經驗,形成了持續幾千年、具有中國特色的土地利用方式。中國還具有世界上最為豐富的土地利用歷史文獻,為總結中國土地利用的經驗提供了重要條件。

在人地矛盾緊張、保障經濟發展和保護環境資源關系處理上,我們雖然還面臨一些挑戰和危機,但基本上成功地解決了難題,而且情況將進一步改善。其中的經驗值得推向國際。

數學建模環境問題范文第5篇

[關鍵詞]貿易自由化 環境保護 相互促進

20世紀30年代，Dennis和H.Robertson首次提出對外貿易是“經濟增長的發動機”的命題，隨后很長時期，自由貿易被認為是有益于一國經濟增長的因素，而被在全球范圍內大力推展，然而，隨著全球20世紀70年代以來，貿易和投資的在全球范圍的迅猛發展，傳統的以過度開發和消耗資源、以高環境污染換取高產量的經濟發展模式越來越遭到全球范圍的質疑與抨擊，20世紀90年代以來，各類全球性組織（如聯合國、WTO、OECD等）對環境問題的關注程度超過了對貿易增長的關注，環境保護者紛紛指責貿易自由化是造成環境惡化的元兇之一，經濟學家也相繼論證出貿易自由化危害環境的作用機制。貿易自由化背景下的貿易與環境果如其然的不可調和么？

一、貿易自由化促進環境保護的開展

Grossman和Krueger（1991）對北美自由貿易區的環境效應分析和研究，從規模效應、結構效應和技術效應三方面分析了貿易對環境的影響。按照比較優勢理論，貿易使各國利用其比較優勢的資源從事產品和勞務的專業化生產，每個國家通過自由化貿易來實現生產的規模效應，可以環境的庫茲涅茨曲線為佐證；貿易自由化還可以改善發展中國家的對外貿易商品結構，使得綠色、環保的產品的生產增加，從而改善一國原有的、不利于環境保護的產品生產結構，長期的資本積累有利于產業結構的調整①；最后，隨著人均收入的提高和產業結構的調整，各國可以引進外國先進的環保技術、吸引國外環保意識較強的企業進入投資，推動清潔技術的傳播，從而改善環境，鄭偉騰、趙滌非對的研究反映，貿易開放每提高一個百分點，污染密集型行業的單位產值的污染排放就會減少13個百分點。吳竑通過數學建模，用博弈論分析出：在長期，企業為了在市場上求生存，爭份額，得利潤，保護環境將是企業的整體最優選擇，在貿易自由化下，企業獲得了利潤也存進環境質量不斷提高，貿易自由化給了微觀個體一定的激勵來保護環境。從中國貿易開放的實證上看，貿易開放對產業結構和生產減污技術的影響都有利于環境的改善，但結構效應和基數效應并不顯著。何正霞、許士春對1990年～2007年我國經濟開放對環境影響的實證分析表明：外商直接投資的流入能夠在一定程度上改善環境，而出口在一定程度上惡化了環境，但是外商直接投資與出口的共同作用有利于環境質量的改善。

二、環境保護對于實現貿易自由化的目的有著促進作用

首先，要明確的是，貿易自由化只是一種手段，而不是最終目的。其次，環境保護并不必然導致貿易產品競爭力的下降，嚴格的環境規制并不是一種貿易壁壘，建立在環境成本未加成到總成本上而形成的比較優勢，并不能反映生產的總成本，因而基于這種比較優勢的產品的貿易，相當于產品出口國在對產品進行隱蔽的補貼，這看似是自由的貿易實際上違反了貿易自由化的原則（消除非貿易壁壘），而只有把商品的環境成本加在了單個商品上，使得商品的價格更能夠反映出生產商品的成本，這樣形成的有競爭力的產品才是真正基于比較優勢理論的貿易品，才能在貿易自由化的基礎上實現帕累托最優。所以，環境保護是在宏觀層面糾正原本的貿易非自由化行為。

在微觀層面上，從長期動態的角度來看，環境保護通過刺激綠色技術來提高出口企業競爭力，通過改進工藝、高效利用能源、減少環境成本來降低企業經營成本；通過差異化的生產來細分市場、提高市場份額、樹立良好的企業形象；通過技術轉讓來獲取收益等。從傅京燕對我國改革開放以來環境規制與我國的產業競爭力的實證分析來看，環境規制對我國的不同行業的影響是不同的。對化工產品、運輸設備和機械電氣設備中的消費品帶來的是機遇，對化工產品、運輸設備和機械電氣設備的中間產品或工業用品帶來的影響不大，而對紙制品、漁業產品、紡織服裝、皮革制品和橡膠及塑料制品帶來的挑戰較大。這從一個側面也反映出貿易自由化對我國環境保護的結構效應。

面對日益嚴重的環境問題，貿易自由化（本質為經濟發展問題）確乎顯得不那么重要，但是通過本文的論述，我們可以看出，貿易自由化與環境保護從理論到現實，都是目標一致、可以調和的，但是在成功的協調環境和貿易這一問題上，我們的確還一直在路上。

參考文獻：

[1]鄭偉騰，趙滌非.中國對外貿易的環境效應及其路徑實證分析[J].亞太經濟，2009年第6期

[2]吳竑. 貿易自由化與環境保護博弈分析[J] .黑龍江對外經貿， 2009年第3期

[3]何正霞，許士春.我國經濟開放對環境影響的實證研究，1990-2007年[J].國際貿易問題 2009年第10期