生态状况判断的理论基础及在中国的应用.docx

生态状况判断的理论基础及在中国的应用李世东1,2,闵庆文1,陈应发2,龙三群2I.中国科学院地理科学与资源研究所，北京IOolOl；2.国家林业局，北京I007I4摘要：文章系统地总结了影响生态状况判断的六个理论，分别为：可持续发展、跨越式发展、环境库兹涅茨曲线、燧与混沌理论、耗散结构和社会-经济-自然复合生态系统理论。这些理论是人类认识自然的结晶，而且也是区域生态状况判断坚实的理论基础。在阐述理论的基础上，对中国生态状况作出的准确判断，认为中国的生态状况总体上处于治理与破坏的相持阶段,水土流失、土地荒漠化等得到有效遏制、人们的生态意识不断增强，但传统经济结构和发展模式的调整目标尚未完成，退化生态系统还未得到根本恢复，社会经济可持续发展的目标还需很长时间。这些基于理论分析的判断对于对中国生态建设和可持续发展具有重要指导意义。关键词：生态状况；相持阶段；生态建设；可持续发展中图分类号：X22文献标识码：A文章编号：1672-2175(2006)04-0838-06近几年来，以天然林保护、退耕还林、自然保护区建设等为主要内容的生态建设已经取得了显著的成就，水土流失、土地荒漠化等得到了有效遏制，人们的生态保护意识不断增强，经济发展的可持续性显著提高。但同时，由于长期以来欠账太多，以大量资源消耗为特征的传统经济结构和发展模式的调整目标尚没有完成，退化的生态系统还没有得到根本恢复，社会经济可持续发展目标的实现还需要长时间的继续努力。从总体上说，中国的生态状况处于治理与破坏的相持阶段。可持续发展、跨越式发展、环境库兹涅茨曲线、燧与混沌理论、耗散结构、社会经济-自然复合生态系统等理论这些人类认识自然的智慧结晶，不仅是指导经济社会发展和区域生态建设的基础，同时也为我们认识生态状况所处阶段的基本判断提供了坚实的理论基础。1可持续发展理论1.1 理论背景现代可持续发展的思想，源于人们对生态问题的逐步认识和热切关注。其产生背景是人类赖以生存发展的生态和资源遭到越来越严重的破坏，人类已不同程度地尝到了生态破坏的苦果。第二次世界大战后，人类的发展观经历了几次重大变革。从“经济增长理论”，到“经济发展理论”，再到“经济社会协调发展理论”，最后发展到目前已得到广泛共识的“可持续发展理论”，这个发展轨迹充分说明了人类的认识逐渐深化。1987年，联合国环境与发展委员会在我们共同的未来中正式提出了可持续发展观。1992年联合国环发大会正式提出了可持续发展战略2002年，联合国可持续发展世界首脑会议的召开，标志着可持续发展已成为指导世界大多数国家经济社会发展的基本理论。1.2 理论要点可持续发展是一种新的发展观和发展战略，它变过去人与自然的对立关系为谐和关系，要求经济、社会的发展必须同资源开发利用和生态保护相协调，在满足当代人需要的同时，不危及后代人满足的能力行这一思想蕴含了当代与后代的需求、国家主权、国际公平、自然资源、生态承载力、生态和发展相结合等重要内容。可持续发展包括两个概念，“可持续”和“发展”。“发展”是前提,是基础，没有“发展”，就无所谓“可持续”；但如果“发展”是不“可持续”的，最终也不可能真正得到“发展”。可持续发展结合了发展和可持续性这样两个概念。为服务于可持续发展的科学决策，就要求定量测度发展的可持续性状态。可持续发展评估指标及方法研究是实施可持续发展的基础与依据。可持续发展指标体系包括经济、生态和社会三个关键因素。1.3 基于可持续发展理论的生态状况所处阶段判断从发展的可持续性评价看，中国目前处于生态状况相持阶段。可持续发展是一个动态过程，一般可以分为强可持续发展、中可持续发展、弱可持续发展、不可持续发展和极不可持续发展五类，对应的指数区间分别为8(MO0、60-80.40-60.2040、0-20o根据世界各国的一般发展规律，在生态状况相持阶段，基本上处于弱可持续发展阶段。按照中国科学院可持续发展战略研究组的最新研究成果，中国分区域可持续发展总能力指数在30.8568.08之间。其中，自然条件较好、经济比较发达的东部省市普遍排名靠前，指数在50以上的有上海、北京、天津和浙江、广东、江苏6省市；西部省区普遍靠后，指数大多在3040之间。因此，根据综合评价，中国区域可持续发展总能力指数平均为49,大体处于弱可持续发展阶段，这与中国生态状况处于相持阶段的判断是吻合的。2跨越式发展理论2.1 理论背景跨越式发展理论是发展经济学理论的重要组成部分。发展经济学是第二次世界大战后逐渐形成的一个经济学分支，主要研究处于短缺经济中的发展中国家，如何从落后状态发展到现代化形态，研究这个发展的过程、因素规律、经验和教训、发展模式以及采取的战略和策略等支发展经济学从诞生以来，经历了三个阶段：20世纪40年代末至60年代中为第一阶段，主流理论为结构主义，政策取向是“政府至上”，强调国家控制；20世纪60年代末至70年代末为第二阶段，主流理论为新古典主义，政策取向是“市场至上”，崇尚市场“看不见手”的调节作用；20世纪80年代后为第三阶段,主流理论是新制度主义，政策取向“制度至上”，强调制度建设，以避免“寻租”和垄断。2.2 理论要点2.2.1 发展阶段规律美国著名经济学家罗斯托将人类社会经济发展的历史进程划分为传统社会、起飞准备、起飞、走向成熟、高水平大规模消费和追求生活质量阶段等6个阶段。他认为世界上任何一个国家和民族，其经济发展都会依次经历这样一个由低级向高级跃进的自然历史过程。2.2.2 “后发优势”原理发展经济学充分论证了“后发优势”。发达国家耗时耗资所研发的技术，后发国家可以通过合资或购买直接获取，从而在短期内以较低的成本快速增长。发展初期许多没有引起足够的重视、甚至完全遭到忽视的问题，如贫困和失业、资源限制与技术选择、生态平衡与生态保护等等，在发展后期可以通过特别措施解决，以实现协调发展。2.2.3 跨越式发展理论按照发展经济学理论，社会发展是一个自然历史过程，但某个历史时期中的某个落后国家、地区或行业在赶超先进的过程中，为缩短时限可以采取超常规的跨越式发展模式。同时，跨越式发展的重要原因是人力资本的积累和技术的发明与创新，还包括开放型经济激励机制、政府对宏观调控的能力、合理开发利用资源等重要影响因素®兀2.3基于跨越式发展理论的生态状况所处阶段判断发展经济学理论告诉我们，相对落后的国家、地区或行业，因其所处在的落后地位，在一定条件下能成为发展的特殊优势。走跨越式发展之路，是实施生态建设战略的现实要求和必然选择。以林业为例，世界林业发达国家的生态建设大都经历了森林资源十分丰富的原始利用阶段、森林资源迅速下降的木材过度利用阶段、森林资源漫长的恢复发展阶段、森林资源较为充足的多功能利用阶段和森林资源丰富稳定的可持续发展阶段,每个阶段都有其特定的历史背景和典型特征，其中恢复发展阶段又称“边治理边破坏”阶段，包括治理小于破坏”、“治理与破坏相持”、“治理大于破坏”三个子阶段U(ML相持阶段正是森林资源得到恢复和发展、破坏得到较好控制的重要时期，是生态建设必须经过的一个关键阶段。在常规发展状态下，国外这个过程需要IOO年甚至更长时间。中国生态建设已具备了跨越式发展的物质条件，因为中国是一个正在快速发展的发展中国家，近年来党中央、国务院和社会各界对生态建设的关注与日俱增，国家进行宏观调控的能力增强，投资生态建设的人力、物力、财力大幅度增加。21世纪初，中国投资2000多亿元，在长江上游、黄河中上游地区，西北、华北北部、东北西部干旱风沙区，东北内蒙古国有林区以及华北、华中和华南的宜林地区，掀起了前所未有的造林绿化高潮I。学界就生态建设的途径也展开了讨论，例如，关于华北农牧交错带的生态建设途径I,崇明岛的生态建设问题I等。这一切都大大提升了生态建设的发展速度，扭转了长期以来生态建设一直处于治理赶不上破坏的被动局面，以较快的速度走完了治理小于破坏的阶段,快速迈向了治理和破坏的相持阶段。3环境库兹涅茨曲线3.1理论背景环境库兹涅茨曲线理论是环境经济学的重要组成部分，是表述经济发展与生态环境之间关系的经济学理论。美国著名经济学家、诺贝尔经济奖获得者库兹涅茨1955年对收入差异随人均财富增加的关系研究中，得出了收入差异随着经济增长表现出先逐渐增大，到达顶点临界后，再逐渐缩小的总体规律，通常称为“倒U型”曲线或库兹涅茨曲线。美国经济学家格鲁斯曼1990年在生态经济学研究中，提出环境压力与经济增长也呈“倒U形'曲线的关系，通常称为环境“倒U形”曲线或环境库兹涅茨曲线。之后，哈佛大学国际发展研究所帕纳约托等专家学者先后验证了生态质量与经济社会发展的倒U型曲线关系，是同整个现代化进程紧密联系在一起的1。3.2理论要点环境库兹涅茨曲线理论很好地解释了经济发展与环境质量的定量关系以及内在机制，并得到了国内外许多实践数据的验证。中国科学院统计了世界上133个国家和地区的生态建设、环境保护与经济增长变化规律，发现符合“倒U形”曲线规律。在用横坐标代表人均财富增长，用纵坐标代表生态和环境质量退化的坐标系中，退化速率与人均财富有着类似于倒U字母的对应关系I。北京大学依据世界上不同的环境经济发展模式，总结出环境变化与经济增长的三类曲线，第一种是经济发展中环境一直处于安全警戒线以内，这就是常说的“边建设边治理”模式；第二种是超出了生态阈值，这就是常说的“先污染后治理”模式；第三种是不仅环境破坏超出了生态阐值，而且引起了与生态阈值有关的森林、渔产、土壤等严重的枯竭和退化，需要很长的时间和很高的成本才能使之恢复，而且将直接影响到经济的进一步发展，降低经济增长的速度，特别严重的甚至可能会导致经济倒退。3.3基于环境库兹涅茨曲线理论的生态状况所处阶段判断根据世界银行统计，当一个国家发展到人均GDPIOOo美元，就达到了“倒U形'曲线的拐点，就会采取大规模的生态治理行动，开始进入相持阶段。2003年中国的人均GDP达到IOOo美元左右，随着经济的增长，目前中国生态建设处于爬坡时期，生态压力达到拐点区域，进入了生态治理与破坏的相持阶段。随着经济社会的不断发展和现实购买力的变化，以及全球经济社会发展理念更加强调生态需求、更加重视生态建设，我们可以发挥后发优势,较好地控制人口增长、控制消费和提升技术，降低环境库兹涅茨曲线的坡度，尽快转向曲线的右侧。东南亚国家发展经验表明，当人均GDP达到35003800美元时，就能达到临界点，使生态质量保持平稳好转。据研究，目前中国的人均GDP为1700美元，还正处于生态治理与破坏相持阶段的初期，当达至J3OOO4OOO美元时，生态状况应进入“治理大于破坏”阶段，逐步走向良性循环。4嫡和混沌理论4.1理论背景1854年德国物理学家克劳修斯最初用嫡(entropy)来描述热力学问题。它代表着系统中不能再被转化做功的能量的总和的测定单位，即嫡的增加表示系统中的物质日益混乱和无序，是无效能量的总和。随着美国社会学家J里夫金的燧:-种新的世界观的出版，燧理论已经无处不在，燧这个物理学概念已经广泛运用于哲学、经济学、社会学、政治学以及西方文化的各个领域。混沌理论是系统从有序突然变为无序状态的一种演化理论，是对确定性系统中出现的内在“随机过程”形成的途径、机制的研讨。美国数学家约克与他的研究生1975年首先引入了“混沌”这个名称。20世纪70年代后期，科学家们在许多确定性系统中发现混沌现象。混沌理论与协同论、燧理论、耗散结构理论紧密相关，它们都有从无序向有序和由有序向无序转化这一共同研究主题。燧理论揭示了一个封闭系统自发地、不可逆地从有序到无序的结构混乱过程，说明系统的嫡增原理。热力学第二定律也称为燧定律，说明在一个封闭的系统里，能量总是从高的地方流向低的地方，系统从有序渐渐变成无序，系统的混乱程度逐步增加最终达到最大值，即系统的燧最终将达到最大值，并且这是一个不可逆的过程。根据嫡理论，一切组织和系统，不论是有机的生命还是无机的物质，不论是地球生物圈还是星球宇宙，都遵循爆增原理，都是从有序向无序、有结构向无结构的混乱状态发展，要想阻止这种混乱趋势，就得不断的向系统输入负嫡流即物质和能量，当物质和能量耗尽时，系统最终会达到嫡值最大的“热寂平衡”状态，系统内一片“物质混乱”，整个宇宙处于大混乱和大混沌。燧定律已经成为一种新的世界观，它为人类规范了一种行为界线。我们无法逆转嫡的方向，就像无法逆转时间一样，但是可以减缓爆增加的速度和过程，通过我们对自身的生活方式和行为方式的调整和约束，通过科学技术进步和社会观念进步，来减缓有效资源和有效能量的耗散速度。4.3基于燧和混沌理论的生态状况所处阶段判断生态建设同样遵循嫡增原理，生态系统中动植物生长发育会增加燧值，系统自发地受到自然灾害和人类活动等的影响，也会增加系统混乱程度的燃值，从而引起系统从有序向无序、从复杂结构向简单结构的转变。因此，要改变生态系统燃增加的趋势，就要向系统输入负嫡流，输入人力和物力，开展植树种草、保护物种等活动，以抵消系统受到的自然和人类的影响。可以说，受到人类活动很大影响的生态系统的变化趋势，很大程度上取决于外部输入的负燧流(物质和能量)情况。改革开放以来，特别是“十五”期间，中国天然林保护、退耕还林、荒漠化防治、保护区建设等重点生态工程的实施，使一些重点生态退化地区得到了有效治理，生态恶化的势头得到了初步遏制，生态状况实现了从治理小于破坏向治理与破坏相持的娘变。许多生态脆弱地区积极响应国家号召，进行生态建设和生态治理，为向“治理大于破坏”阶段推进作出了努力。例如，青海湖流域通过五大措施的生态治理，取得了一定成效“91；贵州喀斯特峡谷石漠化地区采取的生态建设取得了相应的生态、经济和社会效益12。1。5耗散结构理论5.1 理论背景1969年比利时学者普里高津在“理论物理与生物学”国际会议上提出：一个远离平衡的开放系统，在外界条件变化到一定的阐值时，可能从原有的混乱态转为时间、空间或功能上的有序结构，这种结构称为耗散结构。由于自组织是系统在非平衡、非线性的条件下产生的，因此，自组织理论也称非平衡非线性自组织理论。自组织理论适用范围极其广泛，可以揭示从宇宙诞生到星体演化、从自然进化到社会发展的演化规律。耗散结构理论一经提出，立刻受到了科学界的高度关注，与信息论、系统论一起，成为当时最有影响力的三大理论，普里高津也因此获得了诺贝尔物理学奖。5.2 理论要点耗散结构理论揭示了一个非平衡、非线性系统从无序到有序、从有序到更有序、从简单结构到复杂结构的演化进程，以实现系统从一种异质性状态向另一种异质性状态的跨越。自然生态系统也具备了耗散结构系统的两个必要条件以及耗散结构产生的机制。第一，自然生态系统是非平衡系统，而且非平衡的程度很高，确切地说是一个远离平衡的系统，这是由于系统中既有自然界的物质能量（如阳光、雨水、矿物元素等）的输入，又有人类社会进行的人力、物力、财力的投入；第二，自然生态系统充满了非线性动力学作用：自然界输入系统中的物质、能量（如阳光、降水、矿物质等）在时空上都是非线性的，人类社会对其人力、物力、财力的投入也是非线性的，生态因素（如风力、风向、温度、湿度、地形、地势等）的变化是不均匀的，生态系统内的生物细胞、器官、个体、种群生长遵循非线性规律，个体、种群之间存在着竞争、共生、互生、寄生等复杂的非线性关系。所有这些非线性动力学作用都使系统产生水平波动和涨落，推动着自然生态系统的进化与发展。5.3 基于耗散结构理论的生态状况所处阶段判断从非平衡程度看，中国的生态状况处于相持阶段。根据耗散结构理论，只有有效增加资金、人力、技术等持续投入，才能引发产生更加有序、更加稳定、更加复杂的结构，使系统处于进化状态。近年来，国家大幅度增加了生态建设的投资，从1999年到2003年5年期间，共进行环境保护和生态建设投资5800亿元，是1950年到1997年投入总和的1.7倍，大大增加了生态系统远离平衡的程度，促使生态状况从治理小于破坏阶段向高一级的治理与破坏相持阶段的转变。从非线性力度看，中国的生态状况处于相持阶段。随着生态恢复与建设中管理体制的改革、市场调节机制的逐渐形成、不断增加的社会投入，构建了一种全新的生态建设的有序结构，促使生态状况完成了从“治理小于破坏”阶段向“治理与破坏相持”阶段的姬变。6社会经济-自然复合生态系统理论6.1 理论背景生态系统一词是由英国植物生态学家A.GTanSley于1935年首先提出的，指在一定时间和空间内，生物与其生存环境以及生物与生物之间相互作用，彼此通过物质循环、能量流动和信息交换，形成的一个不可分割的自然整体。与生态系统类似的概念，还包括前苏联植物生态学家苏卡乔夫1944年提出的生物地理群落。E.P.OdUm进一步把生态系统的概念系统化31。中国著名生态学家马世骏等于上世纪80年代初期提出“社会-经济自然复合生态系统”理论，该理论最大的贡献在于，将人这一生态系统的重要调控者纳入系统之中考虑，从而为生态问题产生的人为驱动因素与人为控制等方法奠定了基础附。6.2 理论要点社会经济-自然复合生态系统是指由社会经济-自然三类相互联系、相互作用、相生相克、互为因果、耦合而成的比自然生态系统更高一个层次的复杂巨系统虽然社会、经济、自然是三个不同性质的系统，都有各自的结构、功能及其发展规律，但它们各自的存在和发展，又受其他系统结构、功能的制约。此类复杂问题显然不能只单一地看成是社会问题、经济问题或自然生态问题，而是若干系统相结合的复杂问题。特别重要的是，在复合生态系统中，最活跃的积极因素是人，最强烈的破坏因素也是人。一方面，人是社会经济活动的主人，以其特有的文明和智慧驱使大自然为自己服务，使其物质文化水平以正反馈特征持续上升；另一方面，人又是自然界中的一员，其一切宏观性质的活动，都不能违背自然生态系统的基本规律，都受到自然条件的负反馈约束和调节。复合生态系统的控制论原理可以概括为开拓适应原理、竞争共生原理、乘补自生原理、循环再生原理、连锁反馈原理、多样性与主导性原理、生态发育原理、最小风险原理等几个方面31。6.3 基于社会-经济-自然复合生态系统理论的生态状况所处阶段判断一个稳定的生态系统的突出特征是其可恢复性以及结构与功能的稳定性，一个复合生态系统的稳定性就表现在区域的可持续发展。在过去几十年的发展过程中，“以粮为纲”等思想长期影响着中国农村发展，加上许多决策的失误，造成了生态系统的退化。另外，快速的经济发展也加速了自然资源的消耗和对生态系统的胁迫。由于一些地方过分强调经济增长而忽视了发展的可持续性和生态系统的稳态机制，出现了盲目开发自然资源和破坏生态系统的现象。值得注意的是，改革开放以来，特别是20世纪90年代初期以来，中国已经开始高度重视生态建设和经济社会可持续发展。特别是通过过去几年以天然林保护、退耕还林、自然保护区建设、荒漠化治理等为核心的生态建设，已经使中国生态状况出现良好的逆转势头。但脆弱的自然生态系统还不够稳定，突出表现在：退耕还林成果不断受到冲击，一些地方毁树种粮的情况时有发生；天然林保护受时间的制约，森林尚没有得到真正意义上的休养生息；农村一些地方正在成为生态建设和生态保护的死角等等。这种依然脆弱的生态状况和依然严峻的生态形势，说明中国生态状况尚处在治理与破坏相持阶段这一关键时期。参考文献：(1 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InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,ChineseAcademyofSciences,BeijingI(X)IOi,China;2. StateForestryAdministration,Beijing100714,ChinaAbstract:Sometheoriestojudgeecologicalsituationweresummarizedinthispaper,includingsustainabledevelopment,leap-frogdevelopment,environmentalKuznets,scurve,entropyandchaos,dissipativestructure,andsocial-economic-naturalcomplexecosystem,couldbehelpfultomaketheadjustment.Afterpresentingthebackgrounds,keynotesofthesetheories,applicationsinadjustingpresentecologicalsituationinChinawerediscussed.Inthelastyears,greateffortshavebeenmadeforeco-environmentalconservationwhicharebenecialtoChina'secologicalsituation.ItisadjustedthatpresentecologicalsituationinChinaisinthedead-lockedperiodwiththecharacteristicsofbetweenameliorationanddegradation.ThejudgesonthesetheoriesaremuchhelpfultotheecologicalconstructionandthesustainabledevelopmentofChina.Keywords:ecologicalsituation;dead-lockedperiod;ecologicalconstruction;sustainabledevelopment