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人口、资源和GDP是一个行政区域或城市经济社会发展的主要指标,三者之间存在着对立统一的关系。自从人类动力学研究兴起以来,越来越多的学者从各自的研究领域转而研究人类的复杂行为及其相关过程的特征和机制,将人类行为规律的研究由定性描述推进到定量分析。发现众多的人类个体或群体行为显示了事件时间间隔或波及的空间范围或事件发生的强度分布具有高度不均匀性,即幂律分布。这种分布隐含了人类行为兼有随机性与确定性的动力学机制,因而成为当前复杂性科学研究的一个热点。
本文实证研究我国人口、资源和GDP之间的定量关系。从国家统计年鉴当中获取国内21个省市的相关数据,并对这些数据进行统计分析,分别得到人口数量与GDP产值和资源消耗量与GDP产值之间的发展变化关系。统计结果显示了人口数量与GDP产值、资源与GDP之间存在幂律标度关系。
为了弄清楚三者之间发展的动力学机制,我们建立了模型。模型采用“格点法”划分城市并对模型演化结果进行了分析,结果我们发现了同样的幂律标度关系。我们以人口数量为指标研究了城市规模的累积概率分布。结果表明城市累积概率分布满足著名的Zipf定律,即人口数量大的城市数量只占城市总数量的少部分,与我国实际情况相符合,也同样满足“二八定律”(任何一种东西,最重要的只占其中一小部分,约为20%,其余部分占80%)。因此,本文认为导致城市幂律关系的累积概率分布的动力学机制很大程度上取决于人类对城市经济条件的“优先选择性”和人口自然增长的“自我成长性”。