生态规划-理论、方法与应用(二版)第二章 生态规划的理论基础

第二章生态规划的理论基础生态规划是一个由人参与，并由人主导的方案制定过程，因此，要保证规划的科学性，就必须以相应的理论为指导。生态规划学是一门新兴的交叉应用学科，其研究对象是某一具体空间和时间范围内的自然经济社会复合生态系统，因此，用以指导生态规划的理论基础必然来自地理学、生态学、资源环境学、经济学、社会学、管理学、美学、系统科学、规划学、工程学等多方面的学科理论第二章生态规划的理论基础地理学基本原理生态学与生态学基本原理系统科学理论生态规划的科学基础—人类生态学生态经济学理论可持续发展理论环境容载力理论地域分异规律地域分异现象(regionaldifferentiation)是自然界存在的一种普遍现象。地域分异规律是由于太阳辐射、海陆位置和海拔高度等要素的空间差异而引起的自然生态环境与生物群落在空间地域上发生分化及由此产生的差异(见图2一l和图2—2)。地域分异规律一般包括纬度地带性、经度地带性、垂直地带性和地方性规律。地域分异规律在生态规划中的指导作用宏观指导作用地域分异规律要求在生态规划过程中，针对不同的地区在总体上必须根据其热量带、气候带、植被带和土壤带等来进行总体生态功能分区。在此基础上来优化布局相应的农林牧副渔等生产门类和建设项目，原则上要求在不同的气候带和土壤带上应安排与之相适应的农、牧、水产、林业等生产项目。例如，在我国南方地区和北方地区、东部湿润地区和西部干旱地区，分布着不同的作物生产类型和动物生产类型。因此，如果我们在北方地区规划种植荔枝和龙眼，而在南方地区规划种植苹果和核桃，显然是违背了地域分异规律，显然这样的规划不是一个科学的规划。局地指导作用尽管地域分异规律主要反映的是大尺度上的变化规律，但它同样可用以指导一些局部地区的生态规划。例如．对于丘陵山区，可以利用垂直地带性规律来指导山地不同高度带上的土地利用模式选择与生产布局。又如，由于局地的地形与地貌的起伏变化，常形成一些特殊的局地小气候，因此。可以利用这些小气候资源，发展一些特色的种植业(如反季节蔬菜、水果等)。再如，在一些特殊母质或水文地质上发育的土壤上，可以规划布局种植一些特色的作物。生态学与生态学基本原理

德国科学家海克尔(Haeckel1869)首先对生态学作了如下定义:生态学是研究生物有机体与其周围环境(包括非生物环境和生物环境)相互关系的科学.这一定义至今仍普遍被科学家们所接受.按照组织层次划分即按生物有机体组织层次分,生态学分为个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学、全球生态学等不同层次的学科.每一个层次都有不同的特点,存在各自的生态学原理.按照生物栖息地类型划分可分为陆地生态学、淡水生态学和海洋生态学.它们的生态学基本原理相同,但在不同环境中,生物类群及与人类的关系,研究的方法等都有很大的差别.按应用分类生态学在实际中具有广泛的应用,按应用领域和对象的不同,可分为森林生态学、草地生态学、农业生态学、污染生态学、人类生态学等多个类别.生态适宜性理论生态适宜性(ecologicalsuitability)是指某一特定生态环境对某一特定生物群落所提供的生存空间的大小及对其正向演替的适宜程度。生态适宜性原理告诉我们：任何生物的生长和发育都要受到生态环境条件的制约和限制，并只能生活在一定的环境梯度范围(生态幅内)。也就是说，任何生物总是倾向于生活在其最适宜的生境范围内，并占据着一定的生态位，在这种生态环境条件下，生物种群保持着最大的生命活力、生产力和稳定性。生态适宜性的理论基础来源于生态学中的利比希的最小限制因子定律、谢尔福德的耐性定律以及生态位理论。它们是自然界普遍存在的规律，是生物对生态环境适应的客观表现与反映。生态适宜性理论在生态规划中的指导作用“因地制宜、因时制宜’’原则生态适宜性理论要求在进行生态规划时，必须遵循“因地制宜、因时制宜”的原则。生态适宜性原则不仅适用于指导生物的生产布局，而且也适用于指导工业项目、旅游服务项目的规划布局；不仅适用于近期规划，而且还可应用于中长期规划。它是一条基本原则，也是判断一项规划是否具有科学性、合理性和可操作性的基本标准。多宜性分析评价生态适宜性理论要求在进行生态规划时，不单单只进行自然生态适宜性评价，而且还需要进行经济技术适宜性和社会文化适宜性等综合适宜性评价，三者不可偏废，但可有所侧重。一般而言，对于自然生态项目，更多地考虑其自然生态适宜性，同时，兼顾其经济技术适宜性和社会文化适宜性；对于半自然生态项目，在自然生态适宜性分析的基础上，还需考虑其经济技术适宜性和社会文化适宜性；对于人工化项目(如工业项目、服务业项目等)，则更多地考虑其经济技术适宜性和社会文化适宜性，同时兼顾其自然生态适宜性。开发优势特色项目在生态适宜性分析的过程中，可以对规划区的特色资源，包括自然生态资源、社会文化资源、经济市场资源、技术资源等进行诊断与辨识，在此基础上，可设计开发一些与当地具有优势的生态资源环境与社会经济文化相适应的特色项目或特色产业，从而实现各类资源的优化配置。生物多样性理论生物多样性(biodiversity)是指一定范围内多种多样活的有机体(动物、植物、微生物)有规律地结合所构成稳定的生态综合体。生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和，由遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性等部分组成。生物多样性理论在生态规划中的指导作用在自然保护区规划中的指导作用生物多样性理论告诉我们，生物多样性是生态系统稳定性的基础，因此，在区域生态规划中，必须加强对各种自然保护区的规划与建设，以保护一些关键的与稀有的生物物种，特别是一些濒危的生物物种。同时，在自然保护区规划与建设过程中，需要注重对与拟保护物种生存相关联的其他生物物种与生境多样性的保护，只有这样，才能真正保护一个区域的生物多样性。在生态系统结构与功能设计中的指导作用许多研究表明，生物多样性可以增强生态系统自我调节能力和抗干扰能力。例如，在农业生态系统中，可以通过农作物之间的问作、轮作以及多品种混种，来减少作物病虫害的发生，这些有益的实践告诉我们，在人工设计生态系统的结构和功能时，一定要遵循生物多样性原理，在系统中通过配置适度的生物多样性来充分利用空间生态位和时间生态位，充分利用环境资源，进而提高生态系统的综合抗逆性和生产力，并完成多样化的生态功能。在产业结构与文化多样性保护规划中的指导作用生物多样性的概念来自于对自然生态系统的研究。事实上，生物多样性概念和理论可以拓展到其他领域，如产业生态领域和文化生态领域等。也就是说，多样性理论同样可以用于区域的产业和文化发展规划中。因此，在进行一个区域的产业结构规划时，要充分考虑产业结构多样性(或产业生态多样性)，即要保持区域三次产业之间的平衡发展，以及各个产业内部结构的多样化与协调发展。例如，在农业产业结构规划时，要注意农、林、牧、副、渔等结构的匹配和平衡，同时，在种植业内部，也要注重粮食作物和经济作物之间的种植比例与协调。只有这样，才能保证区域社会经济的稳步健康持续发展。在文化生态规划建设方面，也可运用生物多样性原理，加强文化生态多样性的保护，特别是在一些民族地区，文化多样性不仅是一笔宝贵的精神资产，同时文化多样性的保护与和谐发展也是地区保持社会长治久安的必然要求。因此，在生态规划工作中，不仅要加强生物多样性保护与利用的规划，而且还需要加强对区域产业生态多样性的规划建设以及文化多样性的保护与建设，它们属于不同层面的多样性规划问题，它们共同组成了区域自然一经济-社会复合生态系统的多样性，因此，不可偏废．生态位理论生态位(niche)是生态学中的一个重要概念，它在不断地发展着。生态位的定义最早是由Grinnell(1917)给出的，他认为生态位是指“恰好被一个种或一个亚种所占据的最后分布单位”，所以也称空间生态位。Elton(1927)给生态位下的定义是：一个动物的生态位表明它在生物环境中的地位及其与食物和天敌的关系，即所谓的营养生态位或功能生态位。Hutchinson对现代生态位研究的影响最大，他利用数学上的点集理论，把生态位看成是一个生物单位(个体、种群或物种)生存条件的总集合，并提出了多维超体积生态位概念。他(1957)认为生态位是每种生物对环境变量(温度、湿度、光照、营养……)的选择范围。因为资源和环境变量是多维的，所以Hutchinson的生态位概念实际上是指种群在以环境资源或环境条件梯度为坐标而建立起来的多维窄问中所占据的位置，称为多维超体积生态位。Whittaker(1975)认为，生态位是指每个物种在群落中的时间、空间位置及其机能关系，或者说群落内一个物种与其他物种的相对位置。这个定义既考虑到了生态位的时空结构和功能关联，也包含了生态位的相对性，是目前被认为比较科学而广为接受一种生态位概念。通俗地讲，生态位就是生物在漫长的进化过程中形成的，在一定时间和空间拥有稳定的生存资源(食物、栖息地等)，进而获得最大生存优势的特定的生态定位。生态位的形成减轻了不同物种之间恶性的竞争，有效地利用自然资源，使不同物种都能获得比较生存优势，这是自然界各种生物欣欣向荣、共同发展的原因之所在。生态位理论的基本内容①一个稳定的群落中占据了相同生态位的两个物种，不可能长期共存，其中一个终究要灭亡；②一个稳定的群落中，由于各种群在群落中具有各自的生态位，种群间能避免直接的竞争，从而又保证了群落的稳定；③一个相互起作用的生态位分化的种群系统，各种群在它们对群落的时间、空间和资源的利用方面．以及相互作用的可能类型方面，都趋向于互相补充而不是直接竞争．因此由多个种群组成的生物群落．要比单一种群的群落更能有效地利用环境资源．维持长期较高的生产力，具有更大的稳定性④生物的生态位不是一成不变的，可随着外界环境条件、生物间相互作用的改变而改变，即使在同一稳定的生境下，某一特定的生态位也会表现为昼夜变化、季节变化与年际变化。生态位理论在生态规划中的指导作用生态位理论在林业生态规划中的应用天然林是指适合本地气候、土壤、地理、生物等因素，经过自然发育和演替形成的、具有相应群落组成和结构的林被。天然林的地上部分具有乔、灌、草层级结构，根系则由浅到深形成地下层级结构。天然林所具备的这种完善的地上、地下层级结构可以充分利用多层次的空间生态位，使有限的光、水、气、热、肥等资源得以合理利用，最大限度地提高了资源效率。更为重要的是，天然林这种多层级结构在其内部形成一系列梯度分布的异质性小生境(光照、温度、湿度、食物、隐蔽所等)，为多种多样的其他生物(各种动物、根际微生物等)提供了丰富的生态位，形成食物链、食物网等复杂的联系网络，促进了相互制约、协调关系的形成。天然林的整体稳定性和低(人工)成本或无成本运行能力显著提高，从而保障了天然林中多种生物的共生和协同演化。与天然林形成鲜明对照，人工林树种单一，既不具备完善的地上和地下层级结构，更无法为多种多样的生物提供多样化的生态位，难以支撑多样性的生物，食物链、食物网结构简单甚至破缺，系统的稳定性和自调节能力差，抵御灾害的能力弱，是一种没有充分经历自组织演替的群落状态。冈此，要想维持人工林的稳定，就必须不断投入人力、物力、财力进行防病、抗灾，甚至施肥、浇水等工作。人工林的维护成本远高于天然林，而其综合生态效益却远小于天然林。在进行人工林的规划建设时，必须遵循生态位原理，不宜单一化种植某一植被(如城市草坪)，而必须考虑多样化植物的优化配置，应仿照天然林生态系统，把空缺的生态位利用起来，增加适合本地生长的乔、灌、草品种，完善和恢复人工林生态系统的立体结构和功能，最终通过群落演替形成适应本地环境条件和具有强大生态功能的天然林。生态位理论在农业生态规划中的应用生态位理论在农业生产中的应用十分广泛。在我国长期的农业生产实践中，已形成了众多的利用生态位的生态农业模式与技术。在种植业生产中，间作、套种、混种、轮作、邻作等都是常用的生态位利用技术。例如玉米与花生间作、玉米与大豆间作、不同水稻品种混种、稻一稻一菜轮作、橡胶与茶树间作、枣粮间作、果草间作等，都是充分利用空间生态位和时间生态位的优良模式。在种植业与养殖业结合方面，在实际的农业实践中，可以通过增加或创造生态位，延长食物链的方式，提高系统的资源效率和生态效率。基塘系统、猪-沼-果、猪-沼-茶等都是一些通过创建生产环将种植业与养殖业联结起来的典型案例。又如稻田围网养鸭模式，在该系统中，稻田为鸭子提供良好的生活场所和食物资源，鸭子又通过捕虫、吃草、防病、中耕、排粪，改善稻田生态环境，促进水稻生长．再如，在“果-菇”生态工程中，果树为“食用菌”的生长提供了适宜的生态位(弱光照、高湿度和低风速等)，而栽培食用菌的废料(菌糠)以及食用菌生长过程中释放CO2，有可以作为果树生长的养料，促进了果树的生产，两者之间相互促进，提高了整个系统的生产力。生态位理论在坡地生态规划中的应用坡地是一种特殊的立地环境，不同的地貌部位（如坡顶、坡腰、坡地)对应着不同的生态立地条件，因此，在坡地的开发利川时．也需遵循生态位原理，即根据坡地不同部位的地形地貌条件、水文条件、地质条件与小气候环境．分别布局与之相适应的生物类型，使不同的生物分别占据不同的生态位。生态演替理论生态演替(ecologicalsuccession)是指随着时间的推移，一个生态系统被另一个生态系统有规律地逐渐取代，直到形成一个相对稳定的顶极生态系统(climax)为止的过程。生态系统是能动的，从地球上诞生生命至今的几十亿年里，各类生态系统一直处于不断的发展、变化和演替之中。生态系统演替的原因可分为内因和外因。内因是生态系统内部各组成成分之间的相互作用，它是生态系统演替的主要动因。以内因为动因的演替，称为内因演替。外因是外界施加给生态系统的各种因素。以外因为动因的演替称为外因演替。外因演替虽然是由外界因素引起的，但演替过程本身是一个生物学过程，即外因只能通过使生态系统各组成成分及其相互关系发生改变，进而使系统发生演替。无论是处于原生演替的生态系统，还是处于次生演替的生态系统，在自然状态下都像生物个体发育一样，有一个从幼年期向成熟期演替的趋势。这一趋势具体体现在以下生态系统的特征上：①在能量学特征上，幼年期生态系统的总生产量大于呼吸量，多余的能量使系统增大；成熟期生态系统中总生产量接近或等于呼吸量，系统的能量输入与输出相等，系统处于稳定状态。②在食物链(网)特征上，幼年期生态系统的食物链结构简单，多为直线状捕食性食物链；成熟期的食物链交叉成网状，且以腐牛性食物链为主。由于营养结构复杂，成熟期系统的抗外界干扰能力及自我调节能力均较强。③在营养物质循环特征上，从幼年期到成熟期，有向更加关闭发展的倾向，即成熟期系统保持住营养物质能力强，丧失营养物质少，物质输入量与输出量接近平衡。④在群落结构特征上，幼年期系统中物种多样性小，有机化合物种类少；成熟期系统的物种多样性增大，群落代谢过程中排入环境中的有机化合物种类增多。⑤在选择压力方面，幼年期生态系统中物种少不拥挤，具有高增殖力的物种有较大生存的可能；在成熟期，选择压力有利于增殖力低但竞争力强的物种。⑥在稳态特征上，成熟期生态系统主要表现在系统内部共生发达，保持住营养物质的能力较强，对外界干扰的抵抗能力较强以及具有较大的信息量。生态演替理论还认为，在人为干扰和自然灾变条件下，群落演替可改变或终止原有的演替方向，而发生逆行演替，致使生态系统发生退化。生态演替理论在生态规划中的指导作用在生态恢复与生态建设规划中的应用对于一些已退化的生态系统，在制定生态恢复治理规划时，特别需要遵循生态演替规律的要求。首先，要根据生态系统的退化现状以及当地的自然生态条件，确定生态退化的阶段和恢复方向，然后，在此基础上，制定具体的生态恢复技术措施。对生态规划动态发展目标制定的指导作用生态演替理论告诉我们，生态系统随着时间的推移会不断发生变化的。因此，要求我们在制定生态规划时，要用动态发展的眼光和预测的方法来描绘一个区域在中长期生态系统的发展蓝图，要充分估测不同发展阶段生态系统的结构与功能变化，同时，根据这些动态变化，来制定相应生态建设与保护方案以及相应的社会经济发展目标。生态系统服务功能理论生态系统服务(ecosystemservices)是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用，它不仅给人类提供生存必需的食物、医药及T农业生产的原料，而且维持了人类赖以生存和发展的生命支持系统(Daily，1997；欧阳志云等，1999)。换句话来讲，生态系统服务是指对人类生存和牛活质量有贡献的生态系统产品和服务。产品是指在市场上用货币表现的商品，服务是不能在市场上买卖，但具有重要价值的生态系统的性能，如净化环境、保持水土、减轻灾害等。离开了生态系统对于生命支持系统的服务，人类的生存就要受到严重威胁，全球经济的运行也将会停滞。生态系统服务是客观存在的，生态系统服务与生态过程紧密地结合在一起的，它们都是自然生态系统的属性。根据生态系统服务功能的特点，又可将其细分为以下17个方面的具体服务项目：①气体调节，即大气化学成分调节；②气候调节，即全球温度、降水及其他由生物媒介的全球及地区性气候调节；③干扰调节，即生态系统对环境波动的容量、衰减和综合反应；④水调节，即水文流动调节；⑤水供应，即水的储存和保持；⑥控制侵蚀和保持沉积物，即生态系统内的土壤保持；⑦土壤形成，即土壤形成过程；⑧养分循环，即养分的储存、内循环和获取；⑨废物处理，即易流失养分的再获取，过多或外来养分、化合物的去除或降解；⑩传粉，即有花植物配子的运动；⑩生物防治，即生物种群的营养动力控制；⑥避难所，即为常居和迁徙种群提供生境；⑩食物生产，即总初级生产中可用为食物的部分；⑩原材料，即总初级生产中可用为原材料的部分；⑩基因资源，即独一无二的生物材料和产品的来源；⑩休闲娱乐，即提供休闲旅游活动机会；⑩文化，即提供非商业性用途的机会。生态系统服务功能理论在生态规划中的指导作用

(1)有助于提高生态规划者、管理者与公众的生态环境意识生态系统服务功能理念能够有效地帮助规划者和公众定量地了解生态系统服务的价值，从而提高公众对生态系统服务的认识程度与生态环境意识，最终有助于人们对生态规划方案的理解、制定与实施。(2)有助于进行客观与科学的生态经济评价以往的生态环境与资源评价仅对其自然属性进行评价，而忽视了对其经济价值进行评价；同时，现行的国民经济核算体系以国民生产总值(GNP)或国内生产总值(GDP)作为主要指标，它只重视经济产值及其增长速度的核算，而忽视国民经济赖以发展的生态资源基础和环境条件的核算。现行的国民经济核算体系只体现生态系统为人类提供的直接产品的价值，而未能体现其作为生命支持系统的间接价值。因此，传统的自然资源与生态环境的自然属性评价体系以及现行的国民经济核算体系必然会对经济社会发展与自然资源与生态环境利用产生错误的导向作用，其结果，一是使现行国民经济产值的增长带有一定的虚假性，夸大了经济效益；二是忽视了作为未来生产潜力的自然资本的耗损贬值和环境退化所造成的损失(负效益)；三是损毁了经济社会赖以发展的资源基础和生态环境条件，使经济社会的持续健康发展难以为继。生态系统服务功能价值评价为纠正这种偏向提供了一条有效途径。(3)有助于进行区域的生态功能定位，并制定科学的生态功能区划和生态建设规划通过区域生态系统服务的定量化研究，能够确切地找出区域内不同类型生态系统的重要性，发现区域内生态系统的敏感性及其空间分布特征，确定优先保护的生态系统和优先保护区，为生态功能区的划分和生态建设规划提供科学的依据。上述生态学的基本原则,是生态规划与设计中所必须考虑的.生态学作为生态规划的基础学科,要求在生态规划中必须站住区域生态整体性的高度,从生态演替的内在基础与人类生态系统各个角度来把握系统的空间格局、生态过程、功能特征、动态演替,为生态规划提供客观科学的依据,并在具体规划中得到充分体现.系统科学理论系统科学包括一般系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、自组织理论、灰色系统理论等，它们从不同的角度对系统问题进行研究，形成和完善了系统论的概念和范畴，从系统的角度揭示客观事物和现象之间的相互联系、相互作用的本质和规律。一般系统论系统的特点（1）系统的普遍性物质世界是普遍以系统的形式存在并发展的，无论是微观的粒子还是宏观的天体，无机物还是有机物，从基因水平到整个生物圈，都是由不同要素组成的系统。（2）系统的目的性系统的行为是有一定目的的，并通过系统的活动来实现。（3）系统的整体性整体性是系统科学的基本原理，它强调系统虽然是由不同要素组成的，但决不是要素的简单拼凑，而是各要素之间彼此内在地，必然地联系组成的一个整体，具有各要素所不具有的新的特征。（4）系统的层次性任何一个复杂的系统都是由若干不同等级的子系统构成的，低级的系统是高级系统的组成部分，决定着高级系统的组成结构。而高级系统又是低级系统存在的基础，控制着低级系统的行为和发展系统论的基本概念包括系统、层次、结构、功能、反馈、信息、平衡、涨落、突变和自组织等。系统是由两个以上要素构成的集合体，各要素之间存在着一定的联系和相互作用，形成特定的结构和功能.层次指系统组织的等级秩序性；结构是系统各要素之间相互关联、相互作用的表现形式；功能指系统维持自我发展和对外部环境所表现出的性质、能力、功效；反馈是系统输入与输出之间的相互作用和系统自我调节的过程；信息是通常指包含在各种传播形式中的知识内容，具有信源对信宿的不确定性含意，在系统论中指不确定性的度量，系统的组织程度，能量和物质在时空分布的不均匀性表现等；平衡是在一定条件下，系统所处的相对稳定状态；涨落指系统偏离平衡状态的情况；突变则是在外部条件连续变化时系统发生在临界点上的不连续性；自组织是系统自发形成有序性结构的性质和能力。控制论控制论是研究生物系统、机械系统或二者共同组成的系统中控制和通信的过程。信息、控制、反馈、通信等概念是控制论的理论基础.“一切有目的的行为都可以看作需要负反馈的行为，生物系统和机械系统一样通过负反馈来达到控制的目的”。这就是控制论的基本理论观点。控制论研究表明，信息作为系统内部及不同系统间的重要联系所在，它是任何控制系统实施控制的依据。因此，信息与控制是密切相关的信息论

信息论主要研究通信系统中信息传递和信息处理问题。不确定性是信息论的核心概念，香农将信息定义为：减少可能事件出现的不确定性的量度，信息量等于不确定性减少的数量。基于这个思想，香农、维纳进一步提出了信息的量化公式。具体而言，如果有n个可能事件，每个事件出现的概率分别为P1,P2,…Pn，那么在没有干扰的情况下，接受的每个信息的平均信息量为：耗散结构理论普利高津强调“非平衡是有序的起源”，耗散结构与热力学平衡结构是相对立的；耗散结构只有通过连续的物质和能量流来维持，即耗散系统必须是一个开放系统。同时，耗散结构的形成过程是一个自组织的过程，因而耗散结构理论，本质上是一种自组织理论，普利高津又将其称为“非平衡系统的自组织理论”。自组织理论在认知目标上，也是把揭示自然界的不确定性、复杂性、偶然性放在首要地位，关心的是自然的演化、创造而不是经典科学所注重的存在问题。系统科学理论在生态规划中的应用整体性原理关联性原理结构性原理开放性原理系统的动态性原理生态规划的科学基础—人类生态学人类生态学与传统自然科学不同,其研究的重心是以人为中心的生态系统的事理关系和功能过程,而不是系统组分的因果关联和物理结构;研究目的是系统的辩识而不是系统控制;研究方法是综合而不是还原;研究途经是人的学习过程而非物的优化过程麦克哈根将生态规划称之为人类生态规划,并指出,人类生态规划应该是自然科学,生物科学与社会科学相互交叉的学科,应遵循这些学科的普遍规律,在规划过程中,必须综合考虑自然过程及其发展和生物进程与文化的发展(McHarg1983).人类复合生态系统

复合生态系统结构

复合生态系统的演化受两种过程的支配

系统内禀增长率R,这是系统发展的内在强机制,导致系统不断演化和发展.当环境容量很大时,系统呈指数增长.

其中,P为系统发展规模指标;r为系统的内禀增长率R为K中可利用的部分;J=r/K,为生态参数,与系统内禀增长率r成正比,与资源环境承载力K成反比.复合生态系统生态控制论原理胜汰原理拓适原理生克原理反馈原理乘补原理扩颈原理循环原理多样性和主导性原理生态发展原理机巧原理复合生态系统动力学机制

复合生态系统的动力学机制来源于自然和社会两种作用力.自然作用力是各种形式的能量,它们流经生态系统导致各种物理,化学,生物学过程和自然变迁.社会作用力有三个,一是经济杠杆-货币;二是社会杠杆-权力;三是文化杠杆-精神.货币刺激竞争,权力诱导共生,精神孕育自生,三者相辅相成构成复合生态系统的社会动力.自然作用力和社会作用力的耦合,导致不同层次的复合生态系统的发展.两种作用力的合理耦合和系统搭配是复合生态系统持续演替的关键,偏废其中任何一方面都可能导致灾难性的后果.当然,这种灾难性的突变也是复合生态系统的一种反馈调节机制,能进一步促进人们对复合生态系统的理解,调整管理策略,但付出的代价是巨大的.系统生态学理论以生态关系为主要研究对象元-元关系：生态元与生态元之间的相互竞争共生依赖支配关系；元-库关系：生态元与生态库之间的需求-供给，开拓-回复，改造-适应关系；元-系关系：低级生态元与高层次系统之间在时间、空间、数量、生态序上面的各种相生相克，相乘相补，反馈调空及隶属关系。以生态关系为主要研究对象生态系统是一个十分复杂的系统，其范围可大可小，内容无所不包，目前从基因、细胞、器官、个体、种群、群落、生态系统、景观、社区、城镇、区域、生物圈乃至整个地球，都作为生态系统受到广泛的关注。早期生态系统研究多关注其组成与结构，物流能流等有形的量，而对其中价值、信息、位势等无形量及各种关系的耦合作用研究较少，而这些正是生态学最活跃、最本质的东西。刘建国(1988)将所有具有生态学结构和功能的组织单元称位生态元（Ecologicalunit），将能为目标系统储存提供或运输物质、能量、信息，并与目标系统生存发展演替密切相关的系统称为生态库，这样系统生态学的研究对象可理解为以下三类关系的集合：元-元关系：生态元与生态元之间的相互竞争共生依赖支配关系；元-库关系：生态元与生态库之间的需求-供给，开拓-回复，改造-适应关系；元-系关系：低级生态元与高层次系统之间在时间、空间、数量、生态序上面的各种相生相克，相乘相补，反馈调空及隶属关系。这些关系通过物质代谢、能量转化、信息传递、价值变迁、生物迁徙等生态流构成一个自组织的系统，并通过各种生态过程实现系统的功能。在系统生态学研究中，主要关注这些生态关系的形成机理、作用规律和功效方面。关注生态过程的稳定性生态系统的稳定性是系统生态学研究的一个重要理论问题，也是争议最大的问题。对于生态破坏及生态恢复的过程、机理、方式和途径已进行了大量深入的研究，但也给人们造成一种错觉，即生态学是保守的、平衡的、限制发展的科学，生态恢复过程是回归平衡、维持平衡的过程。也导致在制定许多政策和规划时出现发展与保护相互矛盾的问题。事实上，不论是自然生态系统还是人类生态系统，其发展演替过程总是同时受有利和不利两类因子的作用。当有利因子起主要作用时，系统呈近乎指数式的增长，但随着系统生态位的不断被占用，一些生态因子逐渐成为限制因子，使系统的发展受抑制，系统趋于平稳，呈S型增长。但生态系统的发展不同于单纯的种群增长，其具有主动适应环境、改造环境、突破限制因子束缚的趋向。因而，在不同的发展阶段系统的有利因子和限制因子是在不断变化的，系统的发展过程就不是一条S型曲线，而是一组S型曲线的组合，是一个不断演替进化，不断打破旧的平衡，出现新的平衡的过程。对系统发展稳定性的测度就不能仅局限于其抗性或恢复力指标，而必须从发展角度评价其发展进化每一个过程的速度和S型曲线的波动幅度是否持续与平稳。生态库与生态服务功能对于人类社会来说，生态服务功能就是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的环境条件与效用（欧阳志云等，1999），它不仅为人类提供食物、医药及其它工农业生产的原料，而且维持了人类赖以生存和发展的生命支持系统。生态服务功能主要包括固定二氧化碳、释放氧气、稳定大气、调节气候、缓冲干扰、水源涵养与水文调节、土壤形成与保持、营养元素循环、废弃物处理、生物控制、传授花粉、提供生境、食物生产、原材料供应、遗传资源库、休闲娱乐场所、科研、教育、美学、艺术等。生态库提供的上述服务能力是有限的，如果主体生态系统对生态库的作用达到或超过这种极限，生态库会因被过度利用而降低其服务能力，其生态服务功能就得不到正常发挥。因此，搞清生态库与主体生态系统的关系及其服务功能容量，对于保证主体生态系统功能的正常发挥具有重要的作用。生态资源与生态价值生态资源指一切可被生物的生存、繁衍和发展所利用的物质、能量、信息、时间及空间。生态系统的各种生态过程实质上就是对生态资源的摄取、分配、利用、加工、储存、再生及保护的过程。任何生态资源都不是无限的，根据其紧缺程度，获取难易度及付出的代价，生态资源具有不同的价值。这种价值不仅包括利用该资源可能获得的效益，即正价值，也包括该资源形成和存储时付出的但尚未得到补偿的价值，以及利用该资源时可能产生的消极影响的价值，即负价值。一切生态资源都具有一定的正价值，同时也具有一定的负价值，但二者在时空耦合上并不一定同步。生态综合的方法生态系统与一般的物理系统有明显的不同，主要表现在其系统目标是多维的，环境是变化的，参数具有粗糙性，不完全性和不确定性。因而，研究方法就必须改变过去传统的单一逻辑推理，历史解析和机械模型的方法，而用要用生态思维的方法，通过生态控制论原理来辩识，学习和调控生态系统的结构，功能与过程，将整体论与还原论，定量与定性，客观与主观，纵向控制与横向协调相结合，形成生态学特有的科学方法论。关注生态过程的稳定性生态库与生态服务功能生态资源与生态价值生态综合的方法生态经济学理论经济效益与生态效益的共生性、统一性和相互转化性原则对生态资源按照生态价值实行不同的利用和保护原则①对可再生的生物资源，实行增殖资源、永续利用的原则。②对可循环利用的自然资源，实行充分利用的原则。③对不可再生的资源，如各种矿产资源，要坚持节约利用和综合利用的原则。生态经济系统结构的最优化原则可持续发展理论可持续发展是指既满足当代人的需要，又不对后代满足其需要的能力构成危害的发展。它旨在保护生态的持续性，经济的持续性和社会的持续性。它包含了三个重要的概念：需要尤其是世界上处于贫困状态人民的基本需要，应当放在特别优先的地位来考虑。限制环境与资源在一定技术水平和社会组织下对满足当前和未来的需要所施加的限制。平等当代人与后代人在利用环境和资源上机会的平等，同代人中不同国家、不同区域、各社团之间的平等。环境容载力理论环境容量(environmentalcapacity)从狭义上讲，是指在一定时间与空间范围内的环境系统在一定的环境目标下对外加污染物的最大承受量或负荷量。它往往是以环境质量标准为基础的污染物容纳阈值，即指基本环境标准，结合社会经济、技术能力指定的控制环境中各类污染物质浓度水平的限值。从广义上讲，环境容量可以理解为某区域环境对该区域发展规模及各类活动要素的最大容纳阈值。这些区域环境容量包括自然环境容量(大气环境容量、水环境容量、土地环境容量)、人工环境容量(用地环境容量、工业容量、建筑容量、人口容量、交通容量等)，这些容量的总和即为整体环境容量。环境承载力是指在一定时期、一定状态或条件下、一定的区域范围内，在维持区域环境系统结构不发生质的变化、环境功能不遭受破坏的前提下，区域环境系统所能承受的人类各种社会经济活动的能力，或者说是区域环境对人类社会发展的支持能力。从上述的两个概念的基本内涵来看，环境容量强调的是区域环境系统对其自然灾害的消减能力和人类活动排污的容纳能力，侧重体现和反映了环境系统的自然属性，即内在的自然禀性和特质；而环境承载力则是强调在区域环境系统正常结构和功能的前提下，环境系统所能承受的人类社会经济活动的能力，侧重体现和反映了环境系统的社会属性，即外在的社会禀性和特质。环境容载力概念的提出主要是源于对环境容量与环境承载力两个概念的有机结合与高度统一，也是环境质虽的量化与质化的综合表述。从一定意义上讲，没有环境的容量和质量，就没有环境的承载力，环境的容载力就是环境容量和质量的承载力。因此，环境容载力可以这样定义为：自然环境系统在一定的环境容量和环境质量支持下对人类活动所提供的最大的容纳尺度和最大的支持阈值：简言之，区域环境容载力是指自然环境在一定的纳污条件下所支撑的社会经济的最大发展能力．它可以看作是环境系统结构与社会经济活动的相适宜程度的一种表示，环境容载力可以用环境容最分值和环境承载力指数来综合评价环境容载力理论的基本内容是：在一定的时期及地域范围内，一定的自然条件和社会经济发展规模条件下，一定的环境系统结构和功能的条件下，其环境容载力是有限的，且具有相对稳定性。同时，随着时间的推移和环境条件的改变，环境容载力会发生改变，且具有可调控性的特点。环境容载力在生态规划中的指导作用在制定区域社会经济发展目标中的指导作用根据环境容载力理论，一方面，我们可以根据一个区域的资源环境状况，制定该区域未来的人口发展规模、产业发展结构及规模、社会经济发展的各项目标，并可确定在某一经济发展水平下环境保护与建设所需达到的标准，如水质量等级标准、大气质量等级标准、土壤质量等级标准以及社会经济环境质量标准等；另一方面，对于一个区域既定的社会经济发展规模与水平，来分析评价、预测该区域所需资源环境的基本数量，如水资源数量、土地资源数量、人力资源数量。环境容载力理论为生态规划和社会经济发展规划提供了确定适宜社会经济发展规模的依据。它在一定程度上可保证生态规划的客观性和合理性，使我们在制定规划时不至于“盲目冒进”，也不至于“畏缩保守”，从而使资源环境与社会经济发展达到一个协调发展的状态。在城市生态规划中的应用城市是在一个特定有限的空间与资源环境范围内，人口与社会经济高度发展与高度密集的复合生态系统，同时也是一类生态较为脆弱的生态地域，因此，在城市生态规划时更需遵循环境容载力理论，例如，城市的人口容量、城市的T业发展规模与污染物的排放、城市交通车辆数量与大气污染物排放与窄气质量、城市人口与生活用水的动态需求、城市产业结构与生产用水的动态需求、城市生态建设(如绿地)与生态用水的需求、城市生态环境质量标准与人类生活(生存)质量之间的协调、城市建设用地与农业用地和生态用地之间的平衡等问题，均要以环境容载力理论为指导，否则．不可能制定出一个合理的生态规划。环境容载力理论环境容载力概念是对环境容量和环境承载力两个概念的结合与统一。通过对环境容载力的评估，可以确定环境容量和承载力，建立环境质量的生态调控指标，确定区域社会经济与生态环境相适应的砸规模,是生态规划的重要理论.环境容量狭义概念:一定时间和空间范围内的环境系统在一定的环境目标下对外加的污染物的最大允许承受量或负荷量.广义概念:某区域环境对该区域发展规模及各类活动要素的最大容纳阈值.环境承载力在一定时期,一定的状态或条件下,一定区域范围内在维持区域环境系统结构不发生质的变化,环境功能不遭受破坏的前提下,区域环境系统所能承受的人类社会各种社会经济活动的能力.包括基本环境承载力和环境动态承载力.前者可通过拟定环境质量标准减去环境背景值得到,后者指该环境单元的自净能力.环境容载力环境容载力是环境容量与承载力的高度统一,是环境质量的量化与质化的综合表述.指自然环境系统在一定的环境容量和环境质量支持下对人类活动所提供的最大容纳程度和最大支撑阈值.环境容载力具有有限性,客观性,稳定性,变动性和可调控性的特点.可持续发展理论(1)经济学方向以区域开发、资源配置生产力布局、结构优化和供需平衡等为基本内容,力图把人均GDP和区域发展能力不因世代更替而下降作为衡量可持续发展的重要指标和基本手段.(2)社会学方向以社会发展、社会分配、社会公正、利益均衡等为基本内容,力图把经济效率与社会公正取得合理的平衡作为可持续发展的重要职能部门和基本内涵.(3)生态学方向以生态平衡、保护自然、永续利用等为基本内容,把环境保护与经济发展之间取得合理平衡为可持续发展的重要指标和基本手段.景观格局与景观过程理论(1)斑块尺度原理一般来说，大型斑块可以比小型斑块承载更多的物种，特别是一些特有物种只有可能在大型斑块的核心区存在。对某一物种而言，大斑块更有能力持续和保存基因的多样性。相对而言，小型斑块则不利于林内种的生存、不利于物种多样性的保护，不能维持大型动物的延续。但小斑块可能成为某些物种逃避天敌的避难所，因为小斑块的资源有限，不足以吸引某些大型捕食动物，从而使某些小型物种幸免于难。同时，小斑块占地小，可以出现在农田或建成区景观中，具有跳板(steppingstone)的作用(2)斑块数目原理减少一个自然斑块，就意味着“抹去”一个栖息地，从而减少景观和物种的多样性和某一物种的种群数量。增加一个自然斑块，则意味着增加一个可替代的避难所，增加一份“保险”(Opdam，P．，1991)。一般而言，2个大型的自然斑块是保护某一物种所必需的最低斑块数目，4～5个同类型斑块则对维护物种的长期健康与安全较为理想。(3)斑块形状原理一个能满足多种生态功能需要的斑块的理想形状应该包含一个较大的核心区和一些有导流作用及能与外界发生相互作用的边缘“触须和触角”。圆整形的斑块可以最大限度地减少边缘圈的面积，而最大限度地提高核心区的面积比，使外界的干扰达到尽可能的小，有利于林内物种的生存。但圆整的斑块不利于同外界的交流。(4)斑块的位置原理一个孤立的斑块内物种消亡的可能性远比一个与大陆(种源)相邻或相连的斑块大得多。与种源相邻的斑块当其中的物种灭绝之后，更有可能被来自相邻斑块同种个体所占领，从而使物种整体上得以延续。因此，选择某一斑块作为保护对象时，一方面要考察斑块本身的属性，包括物种丰富性和稀有性；同时也要考察其在整体景观格局中的位置和作用。景观中有某些关键性的位置，即战略点，对它们的占领和改变，可以对控制整个景观生态过程产生异常重要的作用。(4)连续性原理人类活动通常使自然景观被分割得“四分五裂”，景观的功能流受阻，廊道可以加强孤立斑块之间，以及斑块与种源之间的联系，廊道有利种的空间运动和本来是孤立的斑块内物种的生存和延续。从这个意义上讲，廊道必须是连续的。但廊道本身又有可能是一种危险的景观结构，它也可以引导天敌进入本来是安全的庇护所，进而给某些残遗物种带来“灭顶之灾”。廊道本身的构成不同，其作用也不一样。如高速公路和高压线路对人类生产和生活来说是重要的运输通道，但对生物来说则是危险的障碍。在美国，公路通常是野生动物最大的“杀手”之一。(5)廊道的数目原理假设廊道是有益于物种空间运动和维持的，则两条廊道比一条要好，多一条廊道就减少一分被截流和分割的风险。(6)廊道宽度与构成原理一般而言，廊道越宽越好。廊道如果达不到一定的宽度，不但起不到维护保护对象的作用，反而为外来物种的入侵创造条件。对廊道的宽度，目前尚没有一个确定的量化标准，对一般动物的运动而言，1～2km宽是比较合适的，但对大型动物则需十到几十公里宽。联系保护区斑块的廊道本身应由乡土植物成分所组成，并与作为保护对象的残遗斑块相近。(7)景观阻力原理景观元素在空间的分布，特别是某些障碍性或导流性结构的存在和分布、景观的异质性(heterogeneity)将决定景观对物种的运动，物质、能量的流动和干扰的扩散的阻力(即景观阻力)。景观阻力随着跨越各种景观边界的频数的增加而加大。不同性质的景观元素产生不同的景观阻力，如对动物空间运动来说，森林或草地比建成区的阻力要小。一般而言，景观镶嵌体的异质性越大，阻力也越大。(8)景观质地的粗细原理一个理想的景观质地应该是粗纹理(coarsegrain)中间夹杂一些细纹理(finegrain)的景观局部，即景观既有大的斑块，又有些小的斑块，两者在功能上有互补的效应。质地的粗细是用景观中所有斑块的平均直径来衡量的。在一个粗质地景观中，虽然有涵养水源和保护林内物种所必需的大型自然植被镶嵌，或集约化的大型工业、农业生产区和建成斑块，但粗质地景观的多样性一般较低，不利于某些需要两个以上生境的物种的生存。（9）最优景观格局原理“集中与分散相结合”(aggregate—with—outliers)的最优景观格局原理认为，将土地利用分类集聚，并在发展区和建成区内保留小的自然斑块，同时沿主要的自然边界地带分布一些人类活动的“飞地”，可产生多元化的景观生态功能，即①保留了生态学上具有不可替代意义的大型自然植被斑块，有利于涵养水源和保护稀有生物；②景观质地满足粗细纹理相间的原则；③风险分担；④遗传多样性得以维持；⑤形成边界过渡带，减少边界阻力；⑥小型斑块的优势得以发挥；⑦自然植被廊道的存在有利于物种的空间运动，在小尺度上形成的道路交通网络有助于满足人类活动的需要。景观格局理论在生态规划中的指导作用

1．在区域土地利用空间格局规划中的指导作用

景观格局决定景观的过程与功能。由于景观是位于生态系统之上的一个空间尺度，也是区域生态规划一个适宜的尺度，因此，景观格局的相关理论可以直接指导一个地区不同景观单元与元素的空间布局及其优化安排。例如，在土地利用空间格局的生态规划中，基质通常代表了该景观或区域的最主要的土地利用系统，斑块类型和数量则反映着土地利用系统的多样化尺度，廊道则表示了土地利用系统之间的联系与防护功能。这些都是区域土地持续利用的基本格局。在生态规划中，通过这些要素的合理安排可以实现区域的景观格局安全，并完成一定的景观功能。相关，如果我们违背了景观结构原理，就会导致严重的生态安全问题：例如，如果我们在一个城市的上风方向，或者在一条河流的上游地区，规划一个污染性工业区斑块，那么势必对下风向的城市居住地斑块或下游地区的其他景观单元造成环境污染问题，显然这种景观格局是极不合理的。又如，如果在一个森林或一个生态敏感地区，规划工农业生产斑块或城市建设用地斑块，势必降低整个地区的生态安全性，进而带来严重的生态破坏问题，如水土流失、生物多样性下降、生态退化和小气候变化等。

2．在自然保护区生态规划中的指导作用对于自然保护区进行景观生态功能分区时，为了避免资源开发和旅游者对保护对象的造成干扰和破坏，一般要从景观生态的角度将其划分为核心区、缓冲区、实验区和服务区。核心区是严加保护的区域，严禁各种资源开发活动；缓冲区对核心保护区起生态缓冲作用，一般不允许外来人员进入，适当可开展某些科学实验，区内限制永久性建筑；实验区只供研究者和保护丁作人员的科学研究与保护工作所用；服务区是位于实验区的外围，可开展适当的旅游、生产以及其他服务活动。这种分区有利于保护景观尺度上的自然栖息地和生物多样性，并不危害敏感的柄息地和生物。同时，可以利用景观格局理论指导自然保护区的面积与生态斑块的形状、大小、数量以及连通性等方面设计。一般而言，生境斑块的面积越大，保护生物的种类和效果越好。有时，将一定面积的自然保护区划分为几个不同类型的生境斑块，对生物多样性保护更有效。同时，把一个生境斑块与另一个生境斑块连接起来的走廊可以增强破碎种群的完整性和稳定性。另外，斑块的不同形状(如圆状、长条状、边界锯齿状等)设计对保护物种和生物多样性的维护往往表现出不同的效果。总之，景观格局理论在自然保护区的生态规划设计中具有很大的指导作用。区位论理论区位是指人类行为活动的空间。具体而言，区位除了解释为地球上某一事物的空间几何位置外，还强调自然界的各种地理要素和人类经济社会活动之间的相互联系和相互作用在空间位置上的反映。区位就是自然地理区位、经济地理区位、交通地理区位、政治地理位置和人文地理位置在空间地域上有机结合的具体表现。一个地区的区位与该地区的自然因子、运输因子、聚集因子、劳动因子、市场因子、文化因子、技术因子、行为因子、时间因子都密切相关，是多种因素的综合表现，而且区域的区位是随着时间变化而不断发生变化的区位主体是指与人类相关的经济和社会活动，如企业经营活动、公共团体活动、个人活动等。区位主体在空间区位中的相互运行关系称为区位关联度。区位关联度影响投资者和使用者的区位选择。一般来说，投资者或使用者都力图选择总成本最小的区位，即地租和累计运输成本总和最小的地方。区位理论是关于人类活动的空间分布及其空间中的相互关系的学说。具体地讲，是研究人类经济行为的空间区位选择及空间区内经济活动优化组合的理论。区位理论包括三大学派，即成本学派(又包括杜能的古典农业区位理论、韦伯的工业区位理论、高兹的海港区位理论)、市场学派(中心地理论)和行为学派。农业区位理论杜能“孤立国”理论的假设条件(1)在孤立国中只有一个城市，且位于中心，其他都是农村和农业土地。农村只与该市发生联系，即城市是“孤立国’’中农产品的唯一销售市场，而农村则靠该城市供给工业品。

(2)孤立国内没有可通航的河流和运河，马车是城市与农村间联系的唯一交通工具。

(3)“孤立国是一天然均质的大平原，并位于中纬度，各地农业发展的自然条件等都完全相同，宜于植物、作物生长。平原上农业区之外为不能耕作的荒地，只供狩猎之用，荒地圈的存在使孤立国与外部世界隔绝。(4)农产品的运费和重量与产地到消费市场的距离成正比关系。(5)农业经营者以获取最大经济收益为目的，并根据市场供求关系调整其经营品种。杜能农业区位理论在生态规划中的指导作用从杜能的圈层理论中可以得到两个推论：①生产集约度理论；②生产结构理论。生产集约度理论告诉我们，越靠近中心城镇，生产集约程度就越高，对资源的利用越充分，生产的农产品运量大。生产结构理论告诉我们，易腐烂、不耐储藏和单位重量价格低的农产品通常在靠近城市的区域生产，反之亦然。因为离域市越远，不耐储藏、易腐烂和单位重量价格低的农产品，其纯收益随运输距离的增加而下降较快。事实上，目前在一些大都市的周边地区．其农业生产布局大体上仍遵循杜能的农业圈层理论。例如在大城市的周围，通常在近郊区发展蔬菜、鲜奶、蛋品等鲜活农产品，在远郊区内侧发展粮食、生猪等生产，在远郊区外侧通常发展粮食、水果、林木的生产，在外围山区通常发展林业、牧业等生产。随着现代经济和科学技术的不断发展，交通、运输、储藏、保鲜和加工能力日益增强，销售网络不断健全，使得运费迅速下降，自然资源条件对农业生产结构格局的影响能力上升，也使得不同农业地区与中心城镇的相对位置对农业生产布局与安排不再是唯一的影响因素。这样，逐步在有利的自然生态环境条件下，按市场需求形成规模效益的专业化与集约化生产区域。这是在农业生态规划时要特别考虑的问题。也就是说，在生态规划布局中，既要考虑自然资源条件，又要考虑市场区位条件。在不同的地区，这二者的主导作用往往是不同的，因此，需抓主要矛盾。工业区位理论韦伯工业区位理论的假设条件假设条件有：①研究对象是一个均质的国家或特定的地区，在此范围内只探讨影响工业区位的经济因素，而不涉及其他因素；②工业原料、燃料产地分布在特定地点，并假设该地点为已知；③工业产品的消费地点和范围为已知，且需求量不变；④劳动力供给为已知，劳动力不能流动，且在工资率固定情况下，劳动力的供给是充裕的；⑤运费是重量和距离的函数；⑥仅就同一产品讨论其生产与销售问题。韦伯工业区位论的应用(1)运费指向论的应用按照韦伯的原料指数可以把工业分为3种类型。①原料指向型工业，原料指数大于l的工业，如钢铁制造业、造纸业、制糖业、面粉等，一般布局接近原料产地。例如，制造1t水泥需要主原料石灰石1．33t、煤炭0．43t、黏土0．35t。当所用原料都是局地原料时，则原料指数为2．11。因此，在原料产地特别是在使用量大的石灰石产地布局，则运费最低，实际上，大型水泥厂几乎都接近石灰石的产地布局。②消费地型工业，原料指数小于l，如啤酒制造业、饮料、食品等，布局接近市场消费地。例如，生产1t啤酒一般需要主要原料水10t，大麦和啤酒花等局地原料0．03t。则原料指数为0．03，是典型的消费指向型工业。现实巾，啤酒厂几乎都布局在城市及其周边地区，即消费者集中的地区。③原料指数大致等于1的工业，如石油精制工业、机械器材组装工业等。从理论上讲，其生产区位是自由型，实际上，从世界石油精制工业的布局来看，既有在石油产地(波斯湾和墨西哥湾等)，也有在消费地大城市的(纽约等)。(2)劳动费指向论的应用纺织行业和精密机械零件行业的区位是典型的劳动费指向型产业。如在发达国家，纺织业及其他移向劳动密集型企业的区位基本上是由大城市向都市周边和农村地域发展，然后，再向发展中国家发展。

(3)集聚指向论的应用工业由分散走向集聚，再由集聚走向分散已经成为T业区位空间运动的一个规律。如日本在第二次世界大战后，在太平洋沿岸地区形成高度密集的重化学工业集聚带，原因是接近日本国内消费地，并且这些工业原料几乎100％依靠进口，大的港口就成为原料供给地。20世纪70年代之后，这种集聚有所缓解，原因是由于地价和劳动费的上升，造成生产成本的增加，即分散因子起到作用。中心地理论

(1)中心地指相对于一个区域而言的中心点，不是一般泛指的城镇或居民点。更确切地说，是指区域内向其周围地域的居民点居民提供各种货物和服务的中心城市或中心居民点。(2)中心地职能由中心地提供的商品和服务称为中心地职能。中心地职能主要以商业、服务业方面的活动为主．同时还包括社会、文化等方面的活动，但不包括中心地制造业方面的活动。

(3)中心性中心性或者中心度，可理解为一个中心地对周围地区的影响程度，或者说中心地职能的空间作用大小，中心性可以用“高”、“低”、“强”、“弱”、“一般”、“特殊”等概念来形容和比较。

(4)需求门槛需求门槛是指某中心地能维持供应某种商品和劳务所需的最低购买力和服务水平。在实际需求门槛多用能维持一家商服企业的最低收入所需的最低人口数来表示，这里的最低人口数，就称为门槛人口。(5)商品销售范围如果其他条件不变，消费者购买某种商品的数量，取决于他们准备为之付出的实际价格。此价格就是商品的销售价格加上为购买这种商品来往的交通费用。显然，实际价格是随消费者选择商品提供点的距离远近而变化的。距离越短，交通花费越少。商品的实际价格越低，结果该商品的需求量也就越大。否则相反。由此可得出，商品销售范围就是指消费者为获取商品和服务所希望通达的最远路程，或者是指中心地提供商品和劳务的最大销售距离和服务半径。区域经济发展理论平衡发展理论不平衡发展理论区域分工贸易理论梯度转移理论增长极理论点轴开发理论网络开发理论平衡发展理论罗森斯坦一罗丹的大推进理论的核心是外部经济效果，即通过对相互补充的部门同时进行投资，一方面可以创造出互为需求的市场，解决因市场需求不足而阻碍经济发展的问题；另一方面可以降低生产成本，增加利润，提高储蓄率，进一步扩大投资，消除供给不足的瓶颈。纳克斯的平衡发展理论认为，落后国家存在两种恶性循环，即供给不足的恶性循环(低生产率～～低收入一低储蓄——资本供给不足一一低生产率)和需求不足的恶性循环(低生产率一一低收入——消费需求不足——投资需求不足一一低生产率)，而解决这两种恶性循环的关键，是实施平衡发展战略，即同时在各产业、各地区进行投资，既促进各产业、各部门协调发展，改善供给状况，又在各产业、各地区之间形成相互支持性投资的格局，不断扩大需求。因此，平衡发展理论强调产业间和地区间的关联互补性，主张在各产业、各地区之间均衡部署生产力，实现产业和区域经济的协调发展。不平衡发展理论不平衡发展理论是以赫希曼为代表提出来的。他认为，经济增长过程是不平衡的。该理论强调经济部门或产业的不平衡发展，并强调关联效应和资源优化配置效应。在他看来，发展中国家应集中有限的资源和资本，优先发展少数“主导部门”，尤其是“直接生产性活动”部门。不平衡增长理论的核心是关联效应原理。关联效应就是各个产业部门中客观存在的相互影响、相互依存的关联度，并可用该产业产品的需求价格弹性和收入弹性来度量。因此，优先投资和发展的产业，必定是关联效应最大的产业，也是该产业产品的需求价格弹性和收入弹性最大的产业。凡有关联效应的产业…不管是前向联系产业(一般是制造品或最终产品生产部门)还是后向联系产业(一般是农产品、初级产品生产部门)都能通过该产业的扩张和优先增长，逐步扩大对其他相关产业的投资，带动后向联系部门、前向联系部门和整个产业部门的发展，从而在总体上实现经济增长。区域分工贸易理论绝对利益理论认为，任何区域都有一定的绝对有利的生产条件。若按绝对有利的条件进行分工生产，然后进行交换，会使各区域的资源得到最有效的利用，从而提高区域生产率，增进区域利益。但绝对利益理论的一个明显缺陷，是没有说明无任何绝对优势可言的区域，如何参与分工并从中获利。比较利益理论认为，在所有产品生产方面具有优势的国家和地区，没必要生产所有产品，而应选择生产优势最大的那些产品进行生产；在所有产品生产方面都处于劣势的国家和地区，也不能什么都不生产，而可以选择不利程度最小的那些产品进行生产。这两类国家或区域可从这种分工与贸易中获得比较利益。比较利益理论发展了区域分工理论，但它不能对比较优势的形成做出合理的解释，并且与绝对利益理论一样，它是以生产要素不流动作为假定前提的，与实际情况并不完全相符生产要素禀赋理论认为，各个国家和地区的生产要素禀赋不同，这是国际或区域分工产生的基本原因。如果不考虑需求因素的影响，并假定生产要素流动存在障碍，那么每个区域利用其相对丰裕的生产要素进行生产，就处于有利的地位。生产要素禀赋理论补充了斯密和李嘉图的地域分工理论，但仍存在一些不足之处，一是该理论舍弃了技术、经济条件等方面的差别，并假定各生产要素的生产效率是一样的，从而把比较优势当成是绝对和不变的；二是在分析中所包含的生产要素不够充分；三是完全没有考虑需求因素的影响；四是对自由贸易和排除政府对贸易的干预的假定等与现实不符。利用分区贸易理论指导生态经济功能分区，具有十分重要的意义。因为合理的分工贸易，有利于地区间的相互支援和协作，充分利用各地的自然条件和劳动力资源，从而提高劳动生产率。分_[贸易是一种既稳定而又非常活跃的过程，与各地区经济发展条件紧密相关。地域差异是地域分工贸易的物质基础，区域生产专业化是分工贸易的具体表现。地域分工具有以下特性：①地区生产的产品不仅为了本地区消费，还必须通过交换和贸易才能最终实现消费；②一定的运输手段和商品贸易的存在是地域分工发展的前提；③分工贸易得以实现的原动力在于经济效益；④分工贸易发展的必然结果是导致经济区的形成。梯度转移理论

梯度转移理论源于弗农提出的工业生产生命周期阶段理论。该理论认为，工业各部门及各种工业产品，都处于生命周期的不同发展阶段，即经历创新、发展、成熟、衰退等四个阶段。此后威尔斯和赫希哲等对该理论进行了验证，并做了充实和发展。区域经济学家将这一理论引入到区域经济学中，便产生了区域经济发展梯度转移理论。该理论认为，区域经济的发展取决于其产业结构的状况，而产业结构的状况又取决于地区经济部门，特别是其主导产业在工业生命周期中所处的阶段。如果其主导产业部门由处于创新阶段的专业部门所构成，则说明该区域具有发展潜力，因此将该区域列入高梯度区域。该理论认为，创新活动是决定区域发展梯度层次的决定性因素，而创新活动大都发生在高梯度地区。随着时间的推移及生命周期阶段的变化，生产活动逐渐从高梯度地区向低梯度地区转移，而这种梯度转移过程主要是通过多层次的城市