基于自组织理论的重大水利工程建设的社会系统稳定性研究
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摘要 重大水利工程项目建设对社会系统稳定影响巨大。本文从系统稳定性的角度研究重大水利工程项目建设的社会稳定问题，将重大水利工程建设和社会系统作为一个复杂巨系统进行研究，基于自组织理论研究“重大水利工程建设——社会”（LHPS）系统稳定演变，以此探讨重大水利工程建设的社会稳定风险。首先运用ISM模型对LHPS系统结构进行分析，结果表明LHPS的社会保障子系统直接作用社会分配、移民安置和移民心态等子系统的稳定性，是LHPS系统稳定的关键因素；其次建立LHPS子系统稳定性演变模型，仿真分析了重大水利工程的经济影响和社会影响作为序参量的社会保障子系统自组织演化过程，结果显示，一个完善、稳定的社会保障子系统能有效降低外部扰动对其稳定性的干扰，以及降低社会矛盾和风险对整个社会系统稳定性的冲击，反之，外部扰动将会增大社会保障子系统的不稳定性，带来社会系统稳定性的紊乱。
关键词 自组织；重大水利工程；社会稳定；仿真
中图分类号 C915；C935 文献标识码 A 文章编号 1002-2104（2012）11-0109-07 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2012.11.017
与一般水利工程项目建设不同，重大水利工程项目建设具有建设周期长、区域跨度大、影响因素多的特性，是一个典型的项目群建设，仅以南水北调工程为例，工程横贯长江、淮河、黄河、海河四大流域，跨度十余个省（自治区、直辖市），工程建设包含水库、湖泊、运河、河道、大坝、泵站、隧洞、渡槽、暗涵、倒虹吸、PCCP管道、渠道等多项水利工程，是一个复杂的巨型水利工程[1-2]。国内外实践表明，重大水利工程建设后，工程上下游地质地貌和生态环境都会发生改变，并致使依赖这些自然环境存在和发展的社会也相应发生改变[3-5]。为此，工程建设后的生态环境的自我修复、人类社会的自我协调，都将促使重大水利工程建设区域的自然与社会经历复杂的重构过程，改变当地社会生产和生活方式，以及影响当地人民生活和生产 [6-7]，这无疑会增大社会不稳定的可能性。西方社会转型的经验表明，社会在从失范到规范、从混乱到有序的过程中社会问题和社会风险集中并发[8]，当前我国正处于传统社会向现代社会急速转型阶段，重大水利工程建设对建设区域的社会稳定风险无疑构成重要影响。从系统理论来讲，重大水利工程建设和工程建设区域的社会之间不是相互独立的，而是相互关联的，并在逻辑关系上属于高级复杂巨系统中的子系统，即“重大水利工程建设——社会”（LHPS）系统的重要组成部分。H.Haken [9]提出，如果一个系统在没有外部力量强行干涉的情况下，内部各要素获得空间的、时间的或功能的结构，便是该系统的自组织。LHPS系统同其他系统一样，具有开放性、动态性、非线性、涨落性和不确定性等特征，所以LHPS有序稳定下的演变必将具有自组织，因此，运用自组织理论对“重大水利工程建设——社会”系统稳定性进行分析，有助于探讨重大水利工程可能导致社会失稳的根源，找到影响重大水利工程项目建设社会稳定风险关键所在，为相关部门决策重大水利工程项目建设提供依据。
1 LHPS系统稳定的自组织
1.1 LHPS系统稳定的复杂性
复杂性在社会现象与问题中普遍存在，是许多社会现象与问题的内在特征。钱学森[10]认为社会系统的核心元素“人”使得社会系统同时具备“开放性”和“复杂性”，使其具备了复杂开放系统的特性，杨桂华教授更是指出，社会系统的特性使得人类社会具有超自组织特征[11]。
从复杂开放系统本质来看，LHPS系统是重大水利工程建设区域社会系统演变的一个形态系统，重大水利工程建设是社会系统内部结构运动因素中的一部分，并对社会系统赖以生存的生态环境、经济环境以及社会结构等都产生重要的影响，其中工程移民是复杂化社会系统运动的最大社会风险。耿涛等认为一个移民社会经济系统的重建需要一个很长的时间[12]，工程移民属于非自愿移民，国内外经验均表明，非自愿移民安置是一项风险巨大的社会经济活动，会对重大水利工程建设区域的社会稳定性产生重大冲击。范泽孟、牛文元[13]指出，社会稳定的各种响应因子的动态变化，直接作用社会系统的稳定状态，而社会系统的某一稳定状态被扰乱或者被打破，社会风险都有可能被极大的提高。“重大水利工程建设—社会”系统稳定性既取决于该系统内部条件也取决于其外部条件，内部条件主要体现在重大水利工程项目建设是否合法和合理，而外部条件则主要表现在外部环境是否具备支持重大水利工程项目建设。
从图1可以看出，LHPS系统赖以生存的外部环境主要是社会、经济、政治、文化和技术等环境，这些外部环境的构成因素都具有众多复杂的特性，以社会环境为例，外部社会稳定状况、治安状况、水利工程建设区域的重大事故状况、犯罪率、水利工程在当地被接受程度、社会舆情、当地社会保障、社会医疗等因素都会对LHPS的系统稳定性构成重要影响。LHPS系统组成因素是众多的，且每个因素间通过催化联系把自催化循环联系起来，其中每一个因素既能自复制，也能对其他因素提供催化支持。在艾根超循环理论（Hypercycle theory）[14]，社会的复制循环主要为社会生活和社会生活方式两个方面的自复制循环。除此之外，各因素都是具有动态演变性，使得该系统具有不确定性，所以无论从LHPS系统的内部结构、外部表征，还是从其行为和环境复杂性来看，LHPS系统都是一个复杂巨系统，其稳定性具有复杂性。
1.2 LHPS系统稳定的自组织
从耗散结构理论来看，重大水利工程建设会对社会系统产生一个远离平衡的冲击力，在到达远离平衡的非线性区时，一旦系统的某个参数变化到达一定阈值，系统便会由稳定进入到不稳定状态，即出现了非平衡相变，如移民非自愿不满从上访演变成。钱学森[10]认为，系统自己走向有序结构就可以称为系统自组织。杨桂华[11]将影响社会系统序变的因素归为：①社会系统相对稳定的演变达到一个序变点后进入序变区，即系统变得十分不稳
＼定；②随机“涨落”影响序变；③环境影响社会系统序变方向。LHPS系统稳定满足自组织现象条件，首先，由于重大水利工程建设过程实质上是一个与外界人、财、物的不断交换过程，并伴随着能量和信息的交换，LHPS系统具有开放性；其次，重大水利工程建设本身的各元素之间相互关系是非线性的，与相联系的环境也是非线性的，即LHPS系统存在非线性机制；再次，涨落和突变一直伴随重大水利工程建设过程；最后，自复制循环影响涨落影响大小，为LHPS系统演变到新的稳定结构创造条件，为此LHPS系统稳定满足自组织条件。
2 LHPS系统结构分析
社会系统是一个非绝对平衡的开放系统，其稳定性具有动态性。阎耀军在社会稳定系统动态分析中把社会稳定系统的逻辑结构概括为6部分：生存保障系统、经济支持系统、社会分配系统、社会控制系统、社会心理系统、外部环境系统[15]。为了确定“重大水利工程建设—社会”复杂系统的内部结构，在研究方法上借助于Warfield[16]创建的解释结构模型法（ISM）对LHPS系统进行分解。根据研究内容的需要，本文邀请10位重大水利工程社会评价领域的专家，对LHPS子系统进行了确定，即经济发展（S1）、移民安置（S2）、社会保障系统（S3）、社会分配系统（S4）、移民心态系统（S5）、外部环境系统（S6）。借用ISM研究子系统内部相互作用对LHPS系统演变的影响，对六个子系统复杂关系进行层次化和条理化。根据专家们讨论子系统之间直接关系或递推二元关系，构建邻接矩阵，若两个因素之间关系存在影响关系，定义如果SiSj则为1，否则为0。则LHPS系统的子系统的邻接矩阵A为：
基于布尔运算法可得可达矩阵R：R=I∪A∪A2∪A3∪A4∪A5，本文运用MATLAB软件计算（程序代码略）：
根据可达矩阵R，可以找出子系统Si影响其他子系统的可达集E（Si），其他子系统对Si影响的子系统组成先行集A（Si），及受子系统Si影响又影响Si组成的共同集T（Si），即（T（Si）=E（Si）∩A（Si））。结果见表1。
根据表1结果，若E（Si）=T（Si）， 则Si就是系统的最高级子系统，然后去掉最高级子系统，重复上述步骤，可分解出系统的第二层、第三层……，以及子系统的层级关系。按照子系统的层级顺序将系统分层，然后再根据结构矩阵子系统间连接关系用有向矢线相连，可绘出其系统的多级递阶结构图（见图2）。
从图2可以看出，对LHPS系统稳定性影响最直接的是社会分配子系统、移民安置子系统、移民心态子系统，三者的稳定性直接决定了LHPS系统的稳定性，但是从图2梯级结构模型上看，这三子系统只是影响LHPS系统稳定性的表象原因，其稳定性深层次原因是社会保障系统的鲁棒性是否稳健，而社会保障子系统深受经济发展子系统和外部影响子系统的影响。这一结果表明，重大水利工程项目建设的社会稳定性主要来自与移民相关的社会分配、移民安置和移民心态领域，但其深层次的决定因素是当地社会保障体系是否完善，这既取决于当地的经济发展，也取决于外部环境，如生态环境、与域外地区相比社会经济发展是否优越等，即社会保障体系建设是LHPS系统稳定性的关键。
3 LHPS系统稳定性演变模型
由于系统自组织过程不存在特定的方式作用于系统外力，系统从有序到无序，再有无序到有序的变化，以及从低级向高级的演变过程都是子系统相互作用的内部过程，外部对系统作用力是一个随机涨落。本文依据自组织理论，将运用非线性动力学方程对LHPS系统进行如下描述，建立的系统动力学模型为：
其中，γ和γ1，γ2，γ3，γ4，γ5，γ6分别表示LHPS和S1，S2，S3，S4，S5，S6的变化率与其原有状态的关系；γ和γ1（i=1，2，3，4，5，6）则表示各子系统的协同作用对LHPS和Si的影响；φ（t）表示随机涨落（如突发事件）对系统稳定性的影响，t代表时间。
文献研究发现，在系统处于无序状态下，系统众多变量中存在一个或者几个变量值为0，随着系统由无序向有序转变，这些变量值也有小变大，即这些变量能够描述系统的有序程度[17]。根据役使原理，系统相变过程是一个由系统状态变量形成系统序参量，序参量又役使系统其他状态变量的过程，序参量支配、主宰和役使系统状态的其他变量，序参量是众多变量中慢变量，役使其他快变量变化。对于社会系统来讲，也同样存在着系统运动宏观参量（序参量），且这种宏观参量决定着社会系统的有序结构和功能行为[18-19]。
本文将重大水利工程建设经济影响（q1）和社会影响（q2）作为“重大水利工程建设——社会”系统自组织演化的序参量，这主要是因为重大水利工程建设区域社会系统从无序向有序演变是重大水利工程项目建设和重大水利工程融入建设地区社会系统中的变化过程。根据哈肯协同学基本理论，式（4）表示了LHPS系统的两个序参量如何影响子系统的自组织演变。
其中Si代表LHPS子系统；α1为序参量重大水利工程建设影响对子系统自组织演变的作用；α2为序变量系统协同作用对子系统自组织演变的影响；α3为子系统的自反馈系数；α4为两个序参量相互作用对子系统自组织演变的影响；α5为重大水利工程建设正效应；β1为重大水利工程建设负效应；λ1为随着时间推移，重大水利工程建设影响力系数；β2为两个序参量相互作用力系数；β3为阻尼系数；β4两个序参量之间的关系。
Si系统处于稳定是，S·i=0，q·1=0，q·2=0，
，即系统稳定的平衡点为（0，0，0）。根据模型求解其特征矩阵为：
平衡点（0，0，0）带入式（5），则：
由此可得特征根λ（1）=α3，λ（2）=α5-β1，λ（3）=-β3。由李亚普诺夫稳定理论可知，只有当且仅当特征根均为负实部，系统才是稳定的。为此，系统的稳定性主要α3，α5-β1，β3决定，与其他参数无关，即研究LHPS系统及其子系统稳定性可以从式（6）特征值入手。
4 系统稳定性演变模型仿真分析
ISM模型分析结果表明，社会保障系统是LHPS系统稳定的核心，它的发展受社会经济发展和外部环境系统的影响，如果重大水利工程建设区域的社会保障系统稳定，必将推动LHPS系统的稳定，即当地社会保障体系稳健性对重大水利工程建设的社会稳定有巨大的影响，为此本文针对LHPS子系统中的社会保障子系统（S3）稳定性演变进行仿真分析。
本文以2006年九三学社政协提案中所披露的三峡库区移民社会保障调查数据为依据①。通过比较计算得到α1= 0.297，α2= 0.5，α4=1.8，λ1=1.5，β2=1，β3=0.5，β4=1.2 ，并将其代入式（4）中，为了更清晰的看出随机涨落对社会保障系统的影响，本文将φ（t）也引入分析中，观察φ（t）变化对系统的影响。
（1）当α3
（2）当α3，α5-β1，β3参数大于零时，社会保障系统便处于了失稳状态（见图6、图7和图8）。从图6不难发现，当LHPS的社会保障系统自反馈参数α30时，重大水利工程项目建设正负作用较小时，S3、q1和q2仍然在所测时间域内趋于稳定，但是当S3自反馈参数α3>0后，S3便开始远离稳定点（见图7）。由于社会保障系统在LHPS系统稳定性中占关键地位，S3系统的不稳定导致LHPS系统的不稳定，所以社会保障体系自身系统反馈子系统的稳定性对其稳定性影响巨大。图8所示，S3处于不稳定时，如果再出现随机涨落，如移民收入减少、移民就业下降、移民上访等事件，会更加促使S3稳定性远离平衡点，而且由此引发的经济影响q1和社会影响q2更是处于震荡的不稳定中，表明如果社会保障系统不完善，随机涨落出现会使其更加不稳定。
5 结 论
如何评估和控制重大水利工程项目建设社会稳定风险是当前理论和实践界研究的热点。本文从自组织理论视角研究重大水利工程建设社会稳定问题，并分析了重大水利工程建设有可能引发社会不稳定的根源，主要结论如下：
（1）LHPS系统稳定影响因素众多、复杂。主要原因是重大水利工程项目建设不但影响所在区域经济发展、社会发展及生态环境，而且工程建设本身会涉及复杂的移民问题，“人”因素复杂了LHPS系统复杂性，此外LHPS系统是一个开放系统，更加强化了其复杂性。
（2）基于重大水利工程建设区域社会系统特点，将LHPS系统划分为6大子系统，运用ISM分析LHPS系统结构发现：社会分配、移民安置和移民心态等子系统稳定性是LHPS系统稳定性决定因素，但三者稳定性取决于社会保障子系统的稳定性，即社会保障子系统稳定性或者社会保障体系是否完善，是重大水利工程项目建设的社会稳定的基础。
（3）基于LHPS系统特点，选取重大水利工程的经济影响（q1）和社会影响（q2）作为序参量，运用九三学社三峡库区社会调查报告，对社会保障子系统（S3）自组织演化进行仿真分析。结果表明：①如果社会保障系统（S3）系统是稳定系统，在没有外部随机“涨落”影响下，重大水利工程项目建设即使对q1和q2产生重大影响，S3系统仍然是趋于稳定的，LHPS系统也会趋于稳定；②由于LHPS是开放系统，外部冲击无法避免，如移民收入减少、补偿等引发社会矛盾冲突、突发事件等，外部冲击会影响S3自组织演变，但S3稳定性较强时，外部冲击将不会改变系统稳定性趋势，反之，S3系统将远离稳定；③如果S3系统不是稳定系统，又有外部冲击，那么二者相互作用将强化S3系统远离稳定，使得LHPS将处于不稳定中。
以上表明，重大水利工程项目建设所在区域的社会保障体系建设十分重要，在社会稳定方面具有重要地位。不完善的社会保障体系将会加大重大水利工程建设对当地社会稳定的冲击，进而引发社会失稳风险。为此，在决策重大水利工程项目是否建设前，评估工程建设区域社会保障体系是否完善以及移民安置如何增强建设区域社会保障体系，应该是决策部门决策重大水利工程项目建设的重要依据。
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Research on Society System Stability of the Large Hydraulic Project Construction Based on Selforganization Theory
ZHANG Changzheng1，2，3 HUANG Dechun1，3 Upmanu LALL2 HUA Jian1，3
（1.Business School，Hohai University， Nanjing Jiangsu 211100，China；2. Columbia Water Center， Columbia University， New York N.Y. 10027， U.S.A.； 3.Hohai Industrial Economics Institute， Nanjing Jiangsu 211100，China.）
Abstract
The construction of large hydraulic project has a tremendous impact on social system stability. This paper studids the social stability of large hydraulic project construction from the perspective of system stability， and regards the large hydraulic project construction and social system as a giant complex system. Based on selforganization theory， this paper discusses the social stability risk of large hydraulic project constructionsociety system （LHPS）. Firstly， this paper uses ISM to analyze LHPS system structure， and the result shows that the LHPS social security subsystem is the key to system stability， and directly influences the subsystem stability of social distribution， resettlement and residents mentality. Secondly， by establishing LHPS subsystem stability evolution model， the paper does simulation analysis the selforganization evolution of social security subsystem with the economic and social impact of the large hydraulic project as order parameter. The result shows that a complete， stable social security subsystem can effectively reduce the impact of external disturbance on social stability. On the contrary， external disturbance will strengthen the unstability of social security subsystem and bring about the disorder of social system stability.
Key words selforganization； large hydraulic project； society stability； simulation analysis