05-生态经济系统研究

第五章生态经济系统研究教学课题：生态经济系统是生态经济学的研究对象，理解和掌握生态经济系统的概念和基本原理，有助于把握生态经济系统的运行规律，对生态经济系统进行优化调控，从而实现生态经济系统的可持续发展。应从系统论的角度深入的探讨生态经济系统的概念、特征及结构和功能。第一节生态经济系统的概念一、生态系统1、生态系统的概念和特征由英国生态学家Tansley于1935年提出概念：所谓生态系统是指一定时空范围内，由生物因素与环境因素相互作用、相互影响所构成的综合体，是生命系统与环境系统在特定空间的组合。地球上部份生态系统示意图森林生态系统特点作用物种丰富人类的资源宝库.生物圈中能量流动和物质循环的主体改善生态环境生物圈中最重要的生态系统群落结构复杂.长期稳定人类的资源宝库森林柿猕猴桃板栗油桐油茶荔枝文冠果海洋生态系统特点作用面积巨大植物以浮游植物为主维持生物圈的碳氧平衡和水循环调节全球气候丰富的海洋资源湿地生态系统定义作用沼泽和沿海滩涂狭义：广义：河流、湖泊、红树林、浅海水域等提供水资源消除污染生物多样性丰富防风固堤御洪防旱草原生态系统作用特点群落结构简单，但面积广阔绿色能源库丰富的生物资源畜牧业基地保持水土、防风固沙种群密度和群落结构常随降雨而发生剧烈变化城市生态系统定义：城市居民与周围生物和非生物环境相互作用而形成的生态系统，是人类在改造自然环境的基础建立起来的特殊的人工生态系统。我国东南沿海的红树林生态系统自然保护区生态系统农田生态系统特征：（1）具有一定的结构和功能（生产者、消费者、还原者、环境）（物质循环和能量流动）（2）生态系统的可再生性（承载力、资源容量）（3）生态系统的可修复性（稳定性，自我调节能力）（4）生态系统的复杂性（与一定的空间地域相联系）2、生态系统的组成和结构组成：由有生命的生物群落和无生命的无机环境组成（1）无机环境：其中各种因素是生物生存发展的重要物质基础，包括太阳辐射、湿度、水分和空气等各种气候因子，以及各种无机元素和有机化合物（蛋白质、碳水化合物、脂类等）（2）生产者：绿色植物等（3）消费者：动物（4）分解者：微生物及腐食性动物生态系统的组成示意图：城市生态系统的组成示意图结构：生态系统中各种成分在一定的空间和时间内的相对有序和稳定状态（1）生态系统的形态结构：由生物种类、种群数量、空间配置（水平和垂直）、时间变化等构成，其中植物的种类、数量和空间结构是生态系统的基本结构（2）生态系统的营养结构：各成分之间建立起来的营养关系，把生物与生物及生物与环境之间紧密地联系地连接起来，构成了以生产者、消费者、分解者为中心的三大功能类群。即食物链结构，通常是一种网状结构森林植物的层次结构食物网：食物链相互交错成网状的形式草3、生态系统的功能能量流动与物质循环是生态系统的二大基本功能（1）生态系统的能量流动：来自于太阳能，通过光合作用将太阳能转化为化学潜能，然后沿食物链向上逐级移动，每经过一级能量大都以热的形式在呼吸作用中消耗，因此，生态系统必须不断地从外界获取能量（2）生态系统的物质循环：同样按能量流动的途径运转，但不同的是物质运转是循环的。环境中的营养物质被生产者吸收，通过消费者的取食，使物质逐级转移。各种有机物最终经分解者还原成无机物又返回环境，供生产者再吸收利用生态系统的能量流动功能尸体粪便生产者（植物）呼吸热呼吸热呼吸热次级消费者分解者（微生物和腐生生物）呼吸热太阳尸体落叶初级消费者尸体粪便4、生态系统的自我调节能力过程控制：如动植物的发育、成熟、死亡过程都基本由基因所预编的程序控制，生物群落的演替也表现出程序的特点随机控制：如生物群落能随环境的变化而表现出季相变化，规模及结构的变化最优控制：长期以来的物竞天择使生物的形体、器官等都基本达到了最优的程度，如蜜蜂建成的六角形蜂巢已被证明是最省材料的稳态控制：自然生态系统有一种在发展过程中趋于稳定，在干扰中维持稳定和偏移后恢复百年原态的能力二、经济系统1、经济系统的含义和类别指社会再生产过程的生产、交换、分配和消费的各个环节构成的统一体；还可以指物质生产部门和非物质生产部门所组成的国民经济统一体，如一个工厂、一座矿山、一座城市、一个经济区等都是经济系统按范围不同可划分为：国民宏观经济系统、区域经济系统、部门经济系统、微观企业经济系统、庭院经济系统等2、经济系统的组成生产资料所有制系统及相应的生产关系系统生产力系统经济运行系统:经济运行系统包括生产、交换、分配和消费四个环节3、经济系统的结构所有制结构社会再生产过程的四个环节，包括生产结构、流通结构、分配结构和消费结构每一结构又包含许多具体形式，如生产结构又可划分为产业结构、产品结构、技术结构、生产性投资结构等，而产业结构是生产结构的核心，也是整个国民经济结构的核心内容4、经济系统的功能也表现为物质循环、能量流动和信息传递，与生态系统不同的是，它还包括产品的价值形成过程，存在着价值沿交换链的循环与转换可见，经济系统的功能主要体现在沿劳动交换链的物流、能流、信息流和价值流的运动之中三、生态经济系统1、生态经济系统的含义是由生态系统和经济系统相互交织、相互作用、相互结合而成的复合系统，二者之间存在着物质、能量和信息的交换，还存在着价值流循环与转换生态系统与经济系统相互交织、耦合具有必然性构成生态经济系统的条件2、生态经济系统的基本矛盾基本矛盾是：具有长期增长型机制的经济系统对自然资源需求的无限性与具有稳定型机制的生态系统对自然资源供给的有限性之间的矛盾矛盾的基本特征：决定性普遍性复杂性可控性基本矛盾的表现：一是生态系统的资源供给不能满足人类日益增长的经济需求二是经济系统的废弃物排放超过了生态系统的自净能力和调节能力，也就是环境容量问题3、生态系统与经济系统的关系生态系统是经济系统的基础经济系统又为生态系统的正常运行提供符合其需要的物质保障或手段，并向生态系统排放废弃物生态系统与经济系统是一个既对立又统一的整体有学者将该互动关系形象地用捕食者（经济系统）和被捕食者（生态系统）的消长关系来解释根据该关系，发展经济必须与保护生态相续结合4、生态经济系统的组成（1）生态经济系统的分类按规模分为：全球生态经济系统、区域生态经济系统及国家生态经济系统等按产业和部门分为工业生态经济、农业生态经济、运输业生态经济、旅游生态经济等（2）生态经济系统的组成要素人口要素环境要素物理系统生物系统社会经济系统科技与信息要素5、生态经济系统的结构是指多种生态经济要素按照特定的生态经济关系，组成生态经济系统的方式生态经济结构对系统状态具在决定性的作用与生态系统具有三元循环结构（生产者、消费者、分解者）；经济系统具有四环纵向结构（生产、交换、分配、消费）相比，生态经济系统具有四元（生产者、消费者、分解者和调控者）六环（供给、生产、交换、分配、消费和归还）结构第二节生态经济系统的要素配置所谓生态经济系统的要素配置，就是人类根据生态经济系统的构成、要素作用效应，以及由此给社会经济系统或环境系统所带来的后果，通过人类自觉的生态意识，遵循一定的原则，利用科学技术、上层建筑、技术措施等手段，围绕一定的社会经济目标，对生态经济系统所进行的重新安排、设计、布局的活动一、生态经济系统的要素配置1、生物要素的调控对一定生态系统中的动、植物时空分布、数量、品种等进行组合如根据生态系统的容量和阈值对森林草地、作物、人口等进行增减、位移和变动生态工程:H.T.Odum提出，应用生态学原理对生态经济系统进行生物调控，是一种综合的工艺技术体系和综合工艺过程人工湿地生态篱（水土保持）矿山、边坡的生态修复——生态砖生态喷泥草2、经济要素的配置即对生态经济系统中的人、财、物和信息等要素进行过滤、选择和实施的活动3、技术要素的配置包括作用于一定生态经济系统的技术措施、技术设施、技术方案和技术决定等综合作用：二、生态经济要素配置结构的评价生态经济要素配置的目标是建立合理的结构，进而实现系统目标，因此国内学者对生态经济要素结构评价的理论和方法进行了较多的研究重点介绍何乃维等的研究成果：生态经济系统要素结构评价的标准1、稳定性稳定性的含义稳定性的特征表现均衡性：生态、经济和社会复杂性：要素之间联系的复杂程度，越复杂则越稳定开放性：耗散结构，吸收负熵，形成平衡状态的有序结构，具有抗干扰能力2、高效性物质循环的高效性能量转化的高效性价值增值的高效性信息传递的高效性3、持续性即生态经济高效功能的持久维持和稳步提高，并允许系统有适当波动4、生态经济系统要素配置不合理的表现结构失调功能低劣发展不稳第三节生态经济系统的物质循环一、物质循环1、生态经济系统物质循环的含义在生态经济系统中，物质在各要素和各子系统之间按照一定的途径循环运动，这就是生态经济系统的物质循环生态经济系统物流包括相互联系的二方面：生态系统中的地球化学大循环和生物小循环经济系统从生态系统获取物质资源，并返还自然环境，实现经济系统的物质循环生态环境中本身的物质循环不可更资源的开采可更新资源的开采物质资源的供应最终产品的生产生产投资废物产品生产资本资本折旧回收和处理产生的废物个人和公众的消费可循环的废物没有利用的废物循环的物质图例经济系统中的物质流存在时间的延迟从环境流入或流出的物质物质存储系统中的物质循环2、生态经济系统物质循环的基本特征生态经济系统物质循环是自然物流与经济物流有机结合、相互转化的过程生态经济系统物质循环的最终目的是为人类的福利服务大量的人工合成物质进入经济再生产过程和生态系统物质循环过程生态经济系统的物质循环是一个开放过程二、资源利用及其效率资源的划分的复习1、不可再生资源的利用不可再生资源的种类不可回收不可再生资源：如化石燃料资源等可回收不可再生资源：如各种金属矿物及一些非金属矿物不可生资源的利用问题如何开采？总量一定，只能流出，不能流入的水池霍特林法则：开采的资源价格的增长率必须等于贴现率：按该法则，资源所有者就在把资源保存在地下和开采出来之间没有选择偏好，这种情况就会以最优路线来消费2、可再生资源的利用可再生资源的种类生物有机体：如农业作物、鱼类、森林等非生物系统：如水和大气、土壤等可再生的流量资源，如太阳能、风能、波能和地热能等可再生资源的最优利用部份可再生资源的环境服务功能，如森林区分存量和流量：利用流量资源控制利用量可再生资源的最优利用可再资源的增长过程曲线：逻辑斯第曲线和“S”型曲线可再生资源的利用要遵循“稳态”原则；稳态收获只有当其自然增长率最大时，其收获的效率才最高可再生资源的收获还和其所拥有的产权有较大的有关系:如“公地的悲剧”问题可再资源利用的政策取向：效率和限制手段三、自然资本和人造资本1、资源替代性资源是有限的，但资源有替代性，以下9种机制可以产生替代可能性：允许给定资源用于特定目的开发新材料，如合成纤维技术进步，提高开采利用率科学和技术发现使开发活动更为便宜技术进步提高资源利用效率技术进步使低品质且存量大的自然资源的开采成为可能循环利用技术的不断发展可以降低成本，进而提高资源的有效存量低品质的资源存储量替代将要耗尽的高品质资源固定生产资本替代即将要耗尽的资源但要注意，资源的替代性还有不确定性，其中，关键问题的能源的替代性问题2、自然资本和人造资本（1)广义资本包括自然资本和人造资本，具体包括：自然资本：由自然提供的全部资本，如含水层和水系、原油和天然气、森林、天然渔场以及其他生物资源、基因物质等实物资本：如工厂、设备、建筑物和其他基础设施等，它们通过向当前生产进行一定的资本投资而积累人力资本：是体现在个人身上的技术存量，用于提高人的生产能力智力资本：指无形的技术和知识（2）人造资本人造资本一般被定义为实物、人力和智力资本的总和按生产函数表示产出和资本的关系为:Q=Q（L,KN,KH)式中，Q是产出,L是劳力，KN是自然资本，KH是人造资本经济学家认为，要素之间存在