《生态经济系统理论》PPT课件.ppt

第二章生态经济系统理论 第一节生态系统第二节经济系统第三节生态经济系统 生态经济系统是生态系统与经济系统相互融合的有机整体 本章从认识生态系统和经济系统的基础上 说明两者的融合形成生态经济复合系统 进而重点研究生态经济复合系统的特性 类型 演化及其优化的理论 背景知识 系统论 一 系统的概念及系统方法系统论的创始人 奥地利生物学家贝塔兰菲 L V Bertelanffy 认为 相互联系的诸要素的综合体就是系统 我国科学家钱学森对其给出了更完整的定义 由相互作用和相互依赖的若干组成部分相结合的具有特定功能的有机体 系统是事物存在的普遍形式 从原子到宇宙 从蛋白质生物群落以至生物圈 从一块农田到农村产业 从一个家庭到整个社会等 都以系统的形式存在 系统既可以是有生命的系统 也可以是机械系统 可以是实体系统 也可以是认识体系或虚拟系统 所谓系统方法 就是要求用系统的观点认识和解决各种实际问题 以往研究问题 一般是把事物分解为若干部分 然后再以部分的性质去说明复杂事物 这是笛卡尔奠定理论基础的分析方法 但是 这种方法不能如实的说明事物的整体性 不能反应事物之间的联系和相互作用 容易陷入片面性 系统论的出现 反映了现代社会化大生产的特点 反映了现代社会生活的复杂性 所以他的理论和方法能够得到广泛的应用 法国哲学家 数学家 物理学家 1596 1650 笛卡尔认为 凡是在理性看来清楚明白的就是真的 复杂的事情看不明白 应当把它尽可能分成简单的部分 直到理性可以看清其真伪的程度 二 系统的基本性质 系统具有组分的整体性 结构的有序性 功能的整合性 结构和功能的可控性等基本特性 系统组分的整体性系统无论大小都具有一定边界 他可以是自然形成的 也可以是认为划定的 系统具有水平分离特征 又具有垂直分离特征 系统结构的有序性系统各个组分之间都有一定的量比关系 量比关系不同 系统的特性及功能不同 系统内各组分通过各种联系相互作用 相互制约 以致于系统内某一组分的变化会影响到系统其它部分 最终导致整个系统变化 系统功能的整合特性系统的整体功能不等于他各组分功能的相加 而是一个集体效应 系统结构 功能的可控性由于系统结构决定系统功能 通过改变系统的组分结构就能影响系统功能 三 系统的演化与方法论 系统结构和功能随时间的推移而发生的变化称为系统的演化 社会形态和社会制度的变更 地球圈层的分化 生物进化 土壤和地貌的发育 岩石的形成于风化 动植物残体的分解 燃料的燃烧 污染物的扩散等都属于系统演化的范畴 事物的演化有进化和退化两个方向 通过自组织概念和方法的运用 可以认识和把握事物进化与退化的性质 规律和演化方向 第一节生态系统 一 生态系统的概念 生态 就是生物与其赖以生存的环境在一定空间的统一 反应了生物与环境之间的相互关系 1859年达尔文的 物种起源 第一个系统研究生物与环境关系的著作 自然选择学说 生物在一定的环境条件下 在生存竞争中适者生存 不适者被淘汰的过程 20世纪20年代 奥地利生物学家贝塔兰菲开始研究一般系统论 他把生物整体及环境作为一个大系统 用数学的方法和模型来进行研究 提出生命现象的自组织性 有序性 从此 人们对生物和环境关系的认识进入系统论阶段 二 生态系统的结构 生态系统的结构成分 生态系统 无机环境 基质 岩石 矿物 泥土 介质 大气 水体 土壤 生物代谢材料 二氧化碳 氧气 水 无机盐 能源 太阳辐射 生物群落 生产者 植物群落 细菌 消费者 食草动物 第一性消费者 食肉动物 第二性消费者 杂食动物 混合消费者 分解者和转化者 微生物 动物 生态系统的结构形态 生态系统的结构形态主要指各组分在时间 空间上的分布 以及各组分间进行物质 能量循环的途径和方式 1 生态系统的时空分布在空间配置上 各种动物 植物 微生物的种类和数量呈现出垂直结构和水平结构 在时间分布上 生态系统的结构和外貌随时间发生变化 长时间尺度 以生态系统进化为主要内容 中尺度 以群落演替为内容 季节 年份等短尺度的周期性变化 2 生态系统的营养结构 生态系统的结构最根本的是它的营养结构 在食物链上 各种生物扮演着不同的角色 构成以生产者 消费者 还原者为中心的三大功能类群 这就是生态系统的营养结构 任何生物都遵循生存第一的自然法则 生物之间以食物营养关系彼此联系起来的序列 在生态学上被称为食物链或营养链 生态金字塔 生态金字塔指各个营养级之间的数量关系 物质 能量沿食物链由高能级营养级向低能级营养级流动 呈现递减状态 形成金字塔 包括三种类型 能量金字塔 数量金字塔和生物量金字塔 数量金字塔 在捕食链中 随着营养级的升高 能量越来越少 而动物的体形一般越来越大 因而生物个体数目越来越少 实例 生物数量金字塔 人们对一片草地上的所有生物成员作了统计 生产者 野草 5842424株 初级消费者 草原动物 昆虫 708624只 次级消费者 肉食动物 354904只 三级消费者 肉食动物 吃小鸟鹰 3只 能量金字塔 能量流动沿食物链流动过程具有逐级递减的特性 生物量金字塔 生物量即每一营养级现存生物的质量 即有机物的总质量 生物量金字塔 能量是以物质形式存在的 因而每一营养级的生物量在一定程度上代表着能量值的高低 从这个意义上讲 生物量金字塔的形状一般同能量金字塔形状相似 实例 生物量金字塔 人们对一片海域中生态系统作了统计 生产者 大叶藻 4800万吨 初级消费者 吃大叶藻的小鱼虾 1200万吨 次级消费者 吃小鱼虾的大鱼 17万吨 三级消费者 吃大鱼的鱼 3万吨 三 生态系统的类型 地球上的生态系统错综复杂 大大小小各种各样 只要存在食物链规律就能体现出一定尺度上的生态系统 比如 动物园里的动物不能形成生态系统 虽然有各种各样的动物和植物 但他们之间没有生态联系 但是 原始森林的野生动物能与周围环境形成生态系统 例如 一只松鼠 在一颗松树上采摘松子的现象等等 按照人类影响程度对生态系统的分类 1 自然生态系统 依靠自身调节功能维持系统稳定 2 半自然生态系统 在自然调节基础上 参与人的活动 3 人工生态系统 按人类意愿建立 并受人类活动控制 第二节经济系统 一 经济系统的概念迄今为止 应用在生态经济学中的经济系统概念有三种 1 社会再生产过程中的生产 分配 交换 消费过程的有机体 构成经济系统 2 国民经济各部门构成的有机体 包括农业 工业 服务业 商业 物流 旅游等 成为经济系统 社会再生产过程一旦展开 必然与生态系统相互交换物质和能量 使社会财富不断积累 3 生产力系统和生产关系系统在一定的地理环境和经济社会制度下的有机体 整个社会的生产力系统和生关系系统的相互作用 是通过社会在生产过程中的生产 分配 交换 消费的循环运动进行的 二 经济系统和生态系统的比较 经济系统与生态系统的相似性1 基本原理和作用机制相同 经济系统和生态系统的基本原理和作用机制都是一致的 即都是通过 新陈代谢 模式 生态系统中的生命依靠环境中的物质和能量 通过生物体自身的新陈代谢 维持其生命存在 经济系统通过农业和采掘业不断从外界中吸收物质和能量 在再通过加工业 服务业等活动 生产人类所需要的物品和劳务 实现人类的繁衍和发展 2 系统的整体协调性相似例如 在生态系统中的食物链就是典型的保持系统协调性的例子 经济系统的商品经济的市场规律就是维护经济协调发展的典型例子等 3 系统的演化性相似 首先 无论是生态系统还是经济系统都是随着时间维度不断发展变化的 例如 生态系统有可能演变得更加良性循环 气候适宜 环境友好 有可能变得恶化 自然灾害频发 经济系统也是如此 人类社会经历了自然经济 产品经济 商品经济 计划经济 市场经济等 其次 这种演化从总体上看 都是沿着更为优化的方向发展 不能说类人猿演化到真正的人类是一个错误 至于经济系统的演化更为明显 生产力高度发展 物质生活条件越来越丰富 4 系统的地域性相似从系统必须与特定的地区空间相联系这方面来看 经济系统和生态系统都具有空间的差异性 意义解析仍然分两个方面 一是必须是与地域空间的结合 生态系统天然的就是自然环境条件的表现 经济系统与地区的结合是经济发展绝对不能离开当地社会 经济 文化发展的传统和背景 二是不同空间下的生态系统或经济系统不同 因为地区空间不同 所决定和影响的生态系统和经济系统的特性甚至运行方向是不一样的 青海的柴达木盆地矿产资源丰富 盐湖工业 牧区农业资源资源丰富等 东部沿海地区边贸 高新技术产业园区建设等 经济系统和生态系统的差异性1 反馈模式差异经济系统是正反馈模式 生态系统是负反馈模式 2 分解者的作用和地位差异在经济系统中 由于不经消费者而直接流向分解者是毫无意义的 大部分流动的物质通过生产者和消费者转到了外部环境 只有小部分通过分解者进入了再循环 产业系统中的分解者废弃资源的再生产一直处于经济社会发展的边缘地位 但是 生态系统不同 生产者的大部分都直接转到分解者 只有小部分通过消费者再转 10 3 多样性差异经济系统无论是企业还是工艺 在单位空间上的多样性是很缺乏的 这正是物质 能量及废弃物不能得到循环利用的原因 生态系统物种 系统 基因多种 多样性特征及其明显 4 系统目标差异经济系统追求产量或消费者效用最大化 生态系统只要求系统稳定 复习 1 什么是生态系统 生态系统是指在一定时空范围内由生物因素和环境因素相互作用 相互影响所构成的一个综合体 是生命与环境系统在特定空间的组合 生态系统的结构最根本的是它的营养结构 生物之间以及生物与环境之间以食物营养关系彼此联系起来形成食物链或营养链 1 无机环境中的各种因素都是生物生存发展的物质基础 2 生产者把各种无机物合成蛋白质等有机物 3 消费者以动物和取食植物为主体的异养生物 4 分解者将各种动植物残体分解为水 二氧化碳和无机元素 为生产者提供营养和能量 生态系统的分类自然生态系统 半自然生态系统 人工生态系统 2 什么是经济系统 经济系统是指生产力和生产关系系统在一定地理环境和社会制度下形成的有机体 也是生产 交换 分配 消费各个环节所构成的一个统一体 第三节生态经济系统 一 生态经济系统的构成及其原理 一 生态经济系统的结构成分生态经济系统由生态系统 经济系统 技术系统三大亚系统组成 如下图 经济系统 技术系统 技术系统 生态系统 生态经济系统的基础结构 生态系统生态系统是任何类型生态经济系统结构的基础 其主要表现在生态经济系统进行生产和再生产时所需要的物质和能量 都是直接或间接来源于生态系统 农业生态经济系统的生产离不开空气 土壤 水和无机盐 工业生态经济系统进行生产所需要的矿物质也是直接来源于生态系统 作为一切生态经济系统的主体的人 其生产和再生产也同样离不开生态系统 生态经济系统的主体结构 经济系统主要表现在经济系统中人的主导作用上 人通过各种形式的调节控制 使得经济系统的再生产过程成为一种具有一定目的的社会活动 人的劳动活动可以影响和改造生态系统 强化或者改变生态系统的结构和功能 使之为自己的目的服务 必须注意 经济系统这种主体结构作用是有条件的 相对的 生态经济系统的中介环节 技术系统技术是人类利用 开发和改造自然物的物质手段 精神手段的总和 在生态经济系统中 技术是联系经济系统和生态系统并使二者融为一体的媒介 木棒 石斧 骨针到简单的金属工具 再到蒸汽机 电子机械等都是反映着经济活动与自然的关系 生态系统中 矿物质输入经济系统并转化为电能或其他经济产品 是通过勘探技术 采掘技术 冶炼技术等实现的 没有现代生物技术就不可能有高端生态产品 二 生态经济系统的构成原理 耦合原理生态经济系统的构成 不是各个部分 成分和因子的机械相加 而是通过一定的机制相互耦合的结果 耦合是指依靠因果关系链连结在一起的因素集合 各子系统或因素之间的因果关系 生态经济系统就是经济系统和生态系统相互耦合 互为因果关系的系统 1 生态系统的负反馈机制生态系统内部存在着一种负反馈机制 调节着系统中种群生物量的增减 使之维持动态平衡 这个负反馈机制主要是通过营养关系进行的 当被消费者数量增加 或减少 时 消费者的数量也增加 或减少 被消费者的数量增加 或减少 恰恰又导致了它下一步减少 或增加 这种负反馈机制交替作用的过程 使生态系统内各生物种群个体数量大致维持在一定的水平上 2 经济系统的正反馈机制经济系统的正反馈机制 表现为经济要素和经济系统目标之间的反馈关系 经济系统的特点是受到人口增长和生活质量提高的影响 经济需求不断地得到满足 促使经济目标向正反馈方向提升 因而其本质是一个正反馈过程 3 生态系统和经济系统的耦合生态经济系统的基本矛盾生态系统负反馈机制导致其内部物质 能量更新量的稳定性 即有一个上限或阀值 而经济系统正反馈机制决定了其对物质 能量的需求是无限的 在某个周期内没有足够的资源供经济增长消耗 于是 出现一个负反馈过程 迫使经济系统调整发展速度 既降低经济增长目标 但是 当遇到永远为正的内在需求动力的阻滞时 矛盾便形成了 一个良性的生态经济系统 其生态系统和经济系统必然是互为因果关系 也就是实现生态 经济 技术耦合 三江源地区 现有牲畜1273 59万羊单位 合理载畜量814 64万羊单位 超载458 95万羊单位 超载56 34 污染物最高允许排放浓度单位 mg l总汞0 05 烷基汞不得检出 总镉0 1 总铅1 0 二 生态经济系统的类型按规模分为