生态系统与生态文明第2讲.ppt

生态学：连接自然科学与社会科学的桥梁,一 生态渊源：从达尔文到奥德姆,E海克尔虽然是公认的最早命名生态学的人，但许多早期的生态学家和海克尔一起，把生态学归功于达尔文及其提出的自然选择引起的进化思想。 达尔文的传世之作物种起源可以认为是生态学的先驱著作。,一 生态渊源：从达尔文到奥德姆,早在达尔文之前，在古希腊时代的大哲学家波克拉克拉斯、亚里士多德的著作中，就包含了明确的生态学内容，只是没有用“生态学”这个词而已。而更久远的人类早期的图腾文化里，也包含着很深的生态学底蕴。,一 生态渊源：从达尔文到奥德姆,生态学最早的发展是从植物生态学的发展开始的。丹麦植物生态学家瓦尔明的著作以植物生态地理为基础的植物分布学以及辛柏尔的专著以生理学为基础的植物地理分布是植物生态学的早期代表作。这两本著作对植物生态学的创立建立了不可磨灭的功勋，并为植物生态学奠定了生态、生理和进化三个发展方向。,一 生态渊源：生态学的发展历程,生态学自诞生以来，大体经历了以下发展阶段： 第一，生物个体生态学； 第二，生物种群与群落生态学； 第三，生态系统生态学； 第四，研究以人类活动为主导的人与生物圈相互作用的科学人类生态学。,二 生态学法则及生态价值原则,生态学的第一法则：每一种事物都是彼此相联的。,二 生态学法则及生态价值原则,生态学的第一法则：每一种事物都是彼此相联的。,二 生态学法则及生态价值原则,生态学的第一法则：每一种事物都是彼此相联的。 在生态系统中，每件事都与别的事物相联系。生态系统由于系统的反馈能力而得以稳定。生态网络的复杂性和其能量流动与物质循环的畅通与否，决定着它所能承受的外界压力的大小及时间的长短。但是，这种反馈能力是有限的，超过了系统的生态阈值，系统就要崩溃。生态网是一个扩大器，一个部分出现的小小混乱，将可能产生巨大的、波及很远、延续很久的影响。,二 生态学法则及生态价值原则,生态学的第二条法则：一切事物都有着必然去向。,二 生态学法则及生态价值原则,生态学的第三条法则：自然懂得的最好。 这条法则认为，生物有机体世界是经过万年长期的演化而形成的，具有极大的合理性。现存生物有机体以至整个生物圈生态系统的结构，是大自然逐渐积累起来的一个复杂的、由可以相互共处的各个部分组成的复杂系统，那些不能与整体共存的可能性结构，便会在长期的进化过程中被淘汰。,二 生态学法则及生态价值原则,生态学的第四条法则：世上没有免费的午餐。 这条法则指出，人类的第一次获得都要付出某些代价。因为，地球的生态系统是一个相互联系的整体，在这个整体内，是没有任何东西可以取代或失掉的，任何一种由于人类的力量而产生的，对这个整体又是多余之物的，都一定要被更替，要为此付出不可避免的代价，只不过可能被拖欠下来而已。现今的环境危机是在警告，我们拖欠的时间已经太长了。,二 生态学法则及生态价值原则,生态学的第五条法则：生态资源及生态价值原则 一切被生物和人类的生存、繁衍和发展所利用的物质、能量、信息、时间和空间，都可以视为生物和人类的生态资源。生态过程的实质就是对生态资源的攫取、分配、利用、加工、储存、再生及保护过程。 稳定的自然系统通过长期的生存竞争和自然选择，实现对生态资源的多层次利用和循环再生。生物的生产和消费量之比接近于1，系统得以持续发展。,二 生态学法则及生态价值原则,生态学的第五条法则：生态资源及生态价值原则 人工生态系统（如农田、草场、林区、城市）以人的最大经济利益为目标，生物的生产和维持量之比应大于1。 但实际上其生态资源的流动常处于两种不平衡的极端之间：开拓、投入的资源较少，取出过多，使内部储备耗竭，持续生产力下降，这种现象可以叫作生态耗竭。,二 生态学法则及生态价值原则,生态学的第五条法则：生态资源及生态价值原则 二是投入较多，而产出较少，多数资源滞留在环境中，造成一系列生态问题，可称之为生态滞留，如城市生态系统、富营养化的水体生态系统等。,三 人与生物圈,生物圈在地球的能量转换和物质循环中，是一个最稳定的因素。地球的整个生态过程都是在生物圈中进行的。,三 人与生物圈,生物圈的特征是对外界的作用具有巨大的稳定性，这表明在它能忍受自身结构的深刻变化，但这种变化所进行的基本过程并未受到破坏，这种可塑性给人们提供了重要法宝，使人类可以大规模地改造生物圈，并利用某些要素来为人类所需。,三 人与生物圈,生物圈的稳定性依赖于生物的多样性。 生物圈的生物多样性同时具有伦理学的意义和基础：,三 人与生物圈,第一，世界是一个相互依存的整体，由自然和人类社会所组成，任何一方的健康存在和兴旺都依赖于其他方面的健康存在与兴旺。 第二，人类是自然的一部分，人类与所有在这个星球上的其他物种一样是同样的永恒生态规律的对象。,三 人与生物圈,第三，我们必须在生物学限度内工作，但这种限度不是对人类努力的限制，而是对如何使人类事务能维持环境稳定性的多样性提供方向和指导。,三 人与生物圈,第四，所有物种具有同有的生存权利。支持生物圈完整性和支持生物圈内多样化物种、景观和生境的生态过程要得到维持。同样，人类文化在全球范围内对当地环境的适应也能获得繁荣。,三 人与生物圈,第五，持续性是所有社会和经济发展的基本原则。个人和社会的价值应选用于增加植物区系、动物区系和人类经历的丰富程度。这种道德基础将能使自然的许多利用价值在食物、健康、科学、技术、工业和娱乐方面的价值被公平地分配并保存给子孙后代。,三 人与生物圈,第六，后代的幸福是我们当代人的一份社会责任。因此，当代人应当限制其不可更新资源的消费，要把这种消费水平维持在仅仅满足社会的基本需要，并对可更新资源进行抚育，确保持续的生产力。,三 人与生物圈,第七，所有的人必须授权为他们自己的生活和地球上的生命行使责任。因此，他们必须有完全的受教育的机会、政治权利和可维持的生活。 第八，以伦理和文化的观点看自然和人类生命，不管在某一社会中占主导的政治、经济或宗教意识形态是怎样的，多样性可以因促进尊重和增强生命多样性的关系而得到鼓励。,三 人与生物圈,三 人与生物圈,三 人与生物圈,事实证明，人口压力往往是和对环境不利的技术同时增长的，人口的增长往往导致森林的破坏、过度的垦殖、水土流失和沙漠化，接踵而来的就是饥荒。,三 人与生物圈,人口压力和对环境不利的技术也严重影响着生物圈的生物多样性，使这个圈层的生态系统变得越来越脆弱。 人类社会的富裕程度（消费水平）对生物圈的影响也是巨大的，事实证明，富国比穷国对环境的影响更大。,三 人与生物圈,人与生物圈计划 联合国教科文组织在其他组织的配合下，从1971年起实施的一项着重对人和环境关系进行生态学研究的一项多学科的综合研究计划。它是一项国际性的、政府间合作研究和培训的计划。其宗旨是通过自然科学和社会科学的结合，基础理论和应用技术的结合，科学技术人员、生产管理人员、政治决策者和广大人 人与生物圈计划民的结合，对生物圈不同区域的结构和功能进行系统研究，并预测人类活动引起的生物圈及其资源的变化，及这种变化对人类本身的影响。为合理利用和保护生物圈的资源，保存遗传基因的多样性，改善人类同环境的关系，提供科学依据和理论基础，以寻找有效地解决人口、资源、环境等问题的途径。,三 人与生物圈,人与生物圈计划 中国加入世界人与生物圈保护网的有26个自然保护区，它们是卧龙、鼎湖山、长白山、梵净山、武夷山、神农架、锡林郭勒、博格达峰和盐城等。,四 社会经济自然复合生态系统,四 社会经济自然复合生态系统,四 社会经济自然复合生态系统,复合生态系统与自然生态系统的最大差别在于人的主观能动性，人这个超级生物可以通过其技术、组织和文化在大的时空范围内操纵系统行为，使其为少数人的短期利益服务。因此，怎样调节人口、人力、人文、人心、人气的关系，诱导人的温饱、功利、道德、信仰和天地境界，协调个体与集体、局部与整体、眼前和长远、物质与精神间的生态关系，是复合生态系统可持续发展的前提。,五 生态控制论八律,复合生态系统不仅遵从自然界的“道理”，也遵从人类活动的“事理”和人类行为的“情理”。生态控制论不同于传统控制论的一大特点就是对“事”与“情”的调理，强调方案的可行性，即合理、合法、合情、合意。合理，指符合一般的物理规律；合法，指符合当时当地的法令、法规；合情，指人们的行为规范并为习俗所能接受；合意，指符合 系统决策者及与系统利益相关者的意向。,五 生态控制论八律,考察各类自然和人工生态系统，可以发现如下控制论原理： 1.开拓适应原理 2.竞争共生原理 3.乘补自生原理 4.循环再生原理 5.连锁反馈原理 6.多样性主导性原理 7.生态发育原理 8.最小风险原理,五 生态控制论八律,开拓适应原理： 任一企业，地区或部门的发展都有其特定的生态位，由主导系统发展的利导因子和抑制系统发展的限制因子组成。资源的稀缺性导致生物的改造环境、对外开拓、提高环境容量的能力和适应环境、调整需求、改变自身生态位的能力。成功的发展必须善于拓展资源生态位和调整需求生态位，以改造和适应环境。优胜劣汰是自然及人类社会发展的普遍规律。,五 生态控制论八律,竞争共生原理： 系统的资源承载力、环境容纳总量在一定时空范围内是恒定的，但其分布是不均匀的。差异导致竞争，竞争促进资源的高效利用。持续竞争的结果形成生态位的分异。分异导致共生，共生促进系统的稳定发展。生态系统这种相生相克作用是提高资源利用效率、增强系统自生能力、实现持续发展的必要条件，缺乏其中任何一种机制的系统都是没有生命力的系统。,五 生态控制论八律,乘补自生原理： 当整体功能失调时，系统中某些组分会乘机膨胀成为主导组分，使系统疯长或歧变；而有些组分则能自动补偿或代替系统的原有功能，使整体功能趋于稳定。系统调控中要特别注意这种相乘相补作用。要稳定一个系统时，应使补胜于乘；要改变一个系统时，应使乘强于补。,五 生态控制论八律,循环再生原理： 世间一切产品最终都要变成废物，世间任一“废物”必然是对生物圈中某一组分或生态过程有用的“原料”或缓冲剂；人类一切行为最终都会以某种信息的形式反馈到作用者本身，或者有利、或者有害。物资的循环再生和信息的反馈调节是复合生态系统持续发展的根本动因。,五 生态控制论八律,多样性主导性原理： 系统必须有优势组分和拳头产品为主导，才会有发展的实力和刚度；必须有多元化的结构和多样化的产品为基础，才能分散风险，增强系统的柔度和稳定性。结构、功能和过程的主导性和多样性的合理匹配是实现生态系统持续发展的前提。,五 生态控制论八律,连锁反馈原理： 复合生态系统的发展受两种反馈机制所控制，一是作用和反作用彼此促进，相互放大的正反馈，导致系统的无止境增长或衰退；另一种是作用和反作用彼此抑制、相互抵消的负反馈，使系统维持在稳态附近。正反馈导致发展，负反馈维持稳定。系统发展的初期一般正反馈占优势，晚期负反馈占优势。持续发展的系统中正负反馈机制相互平衡。,五 生态控制论八律,生态发育原理： 发展是一种渐进的有序的系统发育和功能完善过程。系统演替的目标在于功能的完善，而非结构或组分的增长；系统生产的目的在于对社会的服务功效，而非产品的