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1、-生态学的基本原理-第 6 页生态学:观察自然和社会的明镜主讲人: 肖笃宁1、生态学的基本原理生态就是指一切生物的生存状态，以及它们彼此之间及其与环境之间的关系。生态学（Ecology）最早是从研究生物个体开始创立的。根据其研究对象不同，生态系统可分为陆地生态系统、淡水生态系统、海洋生态系统以及社会-经济-自然复合生态系统等。陆地生态系统根据其地表植被的不同，被分成森林生态系统、草原生态系统、湿地生态系统、城市生态系统、沙漠生态系统等。自然界具有一定的等级结构, 如个体种群群落生态系统景观区域 全球。研究不同等级的生物与环境之间的关系构成了不同的生态学分支。从结构上来看，生态系统由生产者、消费
2、者和分解者组成。在生态系统中存在有能量流动（金字塔法则）、物质循环、物种迁移等生态功能。生态系统中的能量流和物质循环在通常情况下（没有受到外力的剧烈干扰）总是平稳地进行着，与此同时生态系统的结构也保持相对的稳定状态，这叫做生态平衡。与之相反的状态则叫生态失衡，生态失衡（ecological unbalance）是由于人类不合理地开发和利用自然资源，其干预程度超过生态系统的阈值范围，破坏了原有的生态平衡状态，而对生态环境带来不良影响的一种生态现象。例如：乱砍滥伐森林或毁林开荒，采伐速度大大超过其再生能力，则会使资源衰竭，生态失衡，后果是气候变劣，水土流失，引起生态的报复。生态安全是指生态系统的健
3、康和完整情况，是人类在生产、生活和健康等方面不受生态破坏与环境污染等影响的保障程度，包括饮用水与食物安全、空气质量与绿色环境等基本要素。从生态学的应用性来看，可将其分为基础生态学和应用生态学。基础生态学又可以分为以下的主要分支：植物生态学、动物生态学、微生物生态学、海洋生态学、水生生态学、土壤生态学、化学生态学、数学生态学、生理生态学、行为生态学、进化生态学、界面生态学、生态动力学、能量生态学、信息生态学。应用生态学又可以分为以下的主要分支：1、 综合技术：保护生态学、恢复生态学、生态系统健康学、景观生态学、生态工程学、生态系统管理学；2、 资源环境：森林生态学、草地生态学、湿地生态学、城市生
4、态学、污染生态学、放射生态学；3、 产业：农业生态学、林业生态学、牧业生态学、渔业生态学、工业生态学、旅游生态学；4、 社会：人类生态学、生态经济学、生态伦理学。生态学的基本规律是：整体协调，相互制约；等级结构，合理有序；循环再生，自我调节；能流物流，动态平衡；适应环境，协同进化。生态学的发展趋势：在研究内容上，从生物拓展到全人类；在研究尺度上，向宏观和微观两个方向拓展；在研究方法上，综合实验、观测、网络、建模等。2、生态系统服务功能生态系统服务功能是人类赖以生存和发展的基础。它主要有四大功能：1、 产品提供功能：如提供纤维、木材、生物燃料、生物化学产品与医药、观赏和环境用植物、遗传基因库等；
5、2、 调节功能：如空气质量调节、气候调节、水土保持、水质净化、废弃物处理、人类疾病控制、生物控制等；3、 文化功能：如文化多样性、精神和宗教价值、知识系统、教育价值、灵感、美学价值等；4、 支持功能：如初级生产、固定碳、产氧、土壤形成、生物地化循环、水循环、提供生物的生境等。R.costanza（1997）计算了全球16类生物群区的生态服务价值，约为16-54万亿美元，年平均33万亿美元；按功能计算，养分循环达到17万亿美元；废物处理达到23万亿美元；干扰调节达到1.8万亿美元；大气调节达到1.3万亿美元；而全球当年的GNP为18万亿美元。生态系统的服务价值远远超过了这个数目。中国生态系统结构
6、功能发生退化：森林面积增加但结构趋于简单化，成熟林面积锐减，仅占11%；90可利用天然草原退化，严重退化/沙化/盐渍化草原占1/3；天然湿地大面积萎缩，如:三江湿地1954-2006年由350万公顷减少到96万公顷，减少率达到72.6%。中国的生态环境问题比较严峻：水土流失面积165万km2 ，占国土面积的17.2%；每年侵蚀的泥沙约50亿吨，全国沙漠化土地38万km2，蔓延速度逐年增加。在联合国国际公约列出的740种濒危物种中，我国占189种，约为25%。2005年中央提出了“加快建立生态补偿机制”，国家中长期科技发展规划纲要也明确提出 “构建生态系统服务功能综合评估及技术评价体系”。在国家
7、“十一五”规划中提出要推进主体功能区划和国土空间开发。生态影响评价方法有很多，主要的有以下几种：1、 初级生产力计算（净第一性生产力）；2、 能值分析法；3、 生命周期分析法（物质代谢全过程）；4、 生态足迹法（Ecological footprint）：基于土地利用的生态维持面积自然资本占用的空间测度；5、 生态系统能力指数：生态胁迫度01，支撑人口密度；6、 生态风险分析法（Ecological Risk Assessment）。3、生态经济与环境价值环境价值理论认为环境具有凝结着的人类劳动的价值属性，环境价值决定于它的有用性，价值大小决定于环境资源的稀缺性和开发利用条件。环境价值体现在资
8、源价值（以物质形式具体体现）和生态价值（人类对环境舒适性的服务需要）两个方面。资源价值(边际机会成本) 的核算方法主要有：生产价格法、正算成本法、逆算净价法、间接定价法、模糊数学法、生态价值的核算方法主要有曲线法、投标博弈法和无费用选择法等。生态价值体系的测算方法可以用下表表示：市场价值实现条件测算方法直接使用价值直接满足人类需求成本分析法收益分析法影子价格法间接使用价值满足生存环境需求替代成本法防护费用法旅游成本法选择价值可供未来使用的价值影子价格法替代成本法继承价值留给后代的价值财产价值法成本分析法存在价值投入到生物圈生产替代成本法财产价值法将环境资源价值纳入国民经济核算体系之中，国民财富
9、平衡表可以用下式表示： 国民财富 = 固定资产 + 流动资产 + 自然资源 新GNP(国民生产总值) = GNP + 环境资源增加量（当作资本形成） 新NNP(国民成产净值) = NNP + 环境资源变量（当作固定资产消耗）建立平衡帐户，在投入产出表中单列出自然资源再生产活动。4、生态环境与文明发育适中的环境压力与应力是文明的起源基本条件。文明发展存在着生态边缘效应，即文明起源于生态交错带上；如在黄河流域产生了的中华文明；在尼罗河流域产生了埃及文明；在底格里斯河和幼发拉底河流域产生了古巴比伦王国；在恒河流域产生了古印度文明。影响中国文明发育的地理环境特点有：1、相对封闭与独立的地理区位：地势轮
10、廓（四级台阶）与陆海关系；古人“天下”为中、自成一统观念的形成；2、足够的人类活动空间：广阔的平原与内陆腹地；适宜的生物气候环境；3、东亚季风气候与农业发展：与热同步利于农作；水旱灾害严重，治水成大问题；干湿分明的气候不利于种草和农牧结合；4、北部的辽阔草原带与开放式边疆：大草原与农牧交错带，人类文明的又一源地；游牧民族对农耕文明的巨大冲击与碰撞、融合；汉族的长城文化与防御精神；5、东西向的大河流向与两大母亲河的文明转移：同纬度带的流域结构不利于大格局的物产流通；经济重心由黄河流域向长江流域转移的必然性；6、中华文明保持连续性的地理背景与生态分析：幅员辽阔，有回旋余地；生存环境的巨大压力激化出
11、强大应力。人类社会发展过程中与自然规律有相应的映射：自然系统规律人类社会发展规律巨系统的稳定性与等级结构秩序与自由、合理与活力、有序与无序多样性与多元结构求同存异，变异与包容，共性与特色竞争与陶汰资源承载力、环境容量相对固定，分布差异引起竞争, 优胜劣汰，促进发展系统调节的生态反馈正反馈导致发展，负反馈维持稳定，弹性结构，自动调节，审时度势，正确决策界面理论与边缘效应革命学说（社会系统转换的界面理论），边缘效应（文化杂交，经济开放，民族融合）系统变化的方式量变与质变，渐变与突变，进化与突变，暴力冲突与和平演变破与立，传统与更新系统的开放性与平衡开放系统与封闭系统的能耗、效率差别，效率与公平原则
12、（不同社会集团间的利益协调）生态现代化主要体现在五个方面：生态革命、生态转型、非物化（轻量化）、绿色化和生态化。生态革命是生态学原理全面渗透和广泛应用所引发的世界现代化的深刻变化；生态转型是指向符合生态学原理的、环境友好、人与自然和谐的类型的转变；非物化（轻量化）是指降低物质和能源密度（物质比例）的过程，如生产和消费的非物化；绿色化是指降低和消除对环境和健康伤害的过程，生态化是指环境可接受或环境友好；采用预防和创新原则，推进现代化模式的生态合理的转变过程。生态学的历史使命是迎接绿色世纪。而绿色世纪主要体现在以下方面：经济全球化与生态环境问题的国际化、人类文明的新阶段-生态觉悟与生态道德。生态学不仅是处理人与自然关系的指针，而且也是处理人际关系（社会问题）的重要借鉴。生态学的历史使命是提供思维范式、领导变革潮流、落实科学发展以及共建人地和谐。主讲人简介: 中国科学院沈阳应用生态研究所研究员，主要从事景观和区域生态学、土地资源与景观生态建设、区域生态安全等方面的研究。