现代生态学与可持续发展战略
周 琼
华南农业大学
摘 要 :生态学作为生物科学的一个独立分支 ,是研究生物与环境之间相互关系的学科。现代生态学则具有(1 )从描述性科学走向实验科学 ;(2 )研究重点从个体水平转移到种群和群落 ,进而发展到以生态系统研究为中心 ;(3)生态学原理与人类各个实践领域的结合更加密切 ;(4)数学模型在生态学中得到广泛应用等鲜明特点。实施可持续发展战略 ,是关系中华民族生存和发展的长远大计 ,而环境污染、人口过剩、资源枯竭、生态恶化是需要首先克服的问题。因此我们必须重视生态建设和环境保护 ,也必须研究生态系统的结构和功能 ,这是生态学工作者的当务之急。实现可持续发展战略应该重视和利用现代生态学的成就。
关键词 :现代生态学 ;生态建设 ;环境保护 ;可持续发展
“中共中央关于制定国民经济和社会发展第十个五年计划的建议”指出 ,要“加强人口和资源管理 ,重视生态建设和环境保护” ,在生态和环境两方面 ,一是要“加强生态建设 ,遏制生态恶化” ,二是要“加大环境保持和治理力度”[1 ]。本文拟从现代生态学的发展
来阐述生态建设与环境保护问题。
一 现代生态学的特点
第一 ,从描述性科学走向实验科学。生态学长期以来被认为是一门描述性科学 ,只有个体生态学对有机体与非生物因子的关系容易进行室内和野外的定量实验 ,而群体生态学大部分是描述性的 ,难以用实验方法进行研究。但近 3 0年来 ,科学技术的飞跃发展 ,使生态学者能够开辟新的领域 ,对群体生态学也可进行科学实验。诸如受控生态系统、微宇宙、人工
模拟实验室等 ;利用电子仪器和生物遥控技术 ,在不破坏动物种群的情况下 ,对它们取样和测量 ,使用放射性同位素可以追踪生态系统中营养物质的转移途径 ,并判断其时间和范围等。这说明生态学已从过去主要为描述性时期进入到一个崭新的实验时期 。
第二 ,生态学的研究重点 ,
从个体水平转移到种群和群落 ,进而发展到以生态系统研究为中心。早期的生态学在受到达尔文生存竞争学说的刺激下 ,主要发展的是自然历史或博物学 ,诸如动物的繁殖、食、
迁移、生活史等。到 2 0世纪 50至 60年代的动物生态学 ,则把种群的数量变动问题作为中心。近几十年来 ,在迫切要求解决环境、自然保护、资源管理、害虫控制等实践问题的影响下 ,多学科的综合性研究迅速发展 ;在整体观和系统观等思想的指导下 ,宏观的生物系统结构、功能和调控 ,甚至自然—社会—经济复合系统的研究已成为最时髦的领域 。
第三 ,生态学原理与人类各个实践领域的结合更加密切。如果说 ,以往的生态学研究主要局限在生物学工作者领域之中 ,则今日生态学思想已广为各个实践领域所接受。许多学者认为 ,生态学原理是指导解决世界环境问题的理论基础。近代生态学进一步与社会经济学密切结合 ,经济生态学或生态经济学应运而生 。水利工程、露天开矿、工业设施等大型经济建设活动对生态环境的影响及其宏观的经济价值 ,均提出要以生态学观点去进行评价和分析。
城市规划、区域规划也纷纷要求生态学工作者参加研究、设计和评价。
第四 ,数学模型在生态学中得到广泛应用。系统分析发源于电工学的数学理论 ,它与工程学相结合 ,形成了系统工程。由于生态系统结构和功能的复杂性 ,经典的数学方法已不能满足需要 ,作为系统分析与生态学相结合的系统生态学应运而生。系统分析在生态学中的应用可归纳为两大途径 :一类是建立系统的模拟模型 ,用计算机来模拟生态系统的行为 ,进行参数的灵敏度分析 ,以模拟各种管理措施 ,供决策者选择。另一类是运用最优原则来控制和管理生态系统 ,如用数学
模型描述种群的状态和数量动态、调节机制 ,并用系统分析方法进行动态模拟 ,使农田生态系统经济效益最大 ,环境污染最小 ,选择和运用生物防治方法 ,达到最优控制的目的 。现代生物技术的渗透 ,使生态学微观研究方面得到发展 ,种群生态学的内容更加广泛 ,促进了种群遗传学等新学科的产生。如运用ＰＣＲ等现代生物技术进行遗传基因的分析 ,区分赤眼蜂的姐妹种 ,以确定可有效进行生物防治的赤眼蜂的种群等。
二 环境污染、资源枯竭与现代生态学
1 .环境污染与现代生态学
2 0世纪 50年代以来 ,随着工业化程度的提高 ,有机化学的迅速发展 ,人类生产出大量的有机合成产品。目前市场上约有 7-8万种化学品出售 ,其中约有 3 .5万种对人体健康和生态环境有害 ,而且每年又有 1 0 0 0 -2 0 0 0种新的化学品投入市场。这些化学品生产过程中排出的“三废”(废水、废气、废物 )和使用后分解的产物 ,人类城市生活所带来的大量生活垃圾、汽车排出的废气、农药滥用引起的“3Ｒ”(抗药性ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ、再猖獗ｒｅｓｕｒｇｅｎｃｅ、残留ｒｅｓｉｄｕｅ)的产生 ,核武器试验、核电厂设备附近的放射性污染、石油的大量倾弃等 ,严重污染了人类赖以生存的环境 ,使全球环严重恶化 (如大气臭氧层的破环、温室效应、酸雨、富营养化等 ) ,生物多样性减少 ,并直接威胁着人类的健康 ,严重制约着农业的可持续发展。如何采取有利措施 ,改善环境质量 ,就成为生态学工作者的当务之急。
2 .人口过剩、资源枯竭与现代生态学
“人口问题”被列为当今世界的“六大全球性问题”之首。人口的增长 ,对物质、能量的需求扩大 ,必须大力发展生产 ,而生产的发展又面临着人均资源短缺 ,急功近利的生产方式把人们引向了对自然资源的掠夺式开发和无节制耗费 ,盲目地向自然索取 ,造成资源的枯竭与环境的破坏。如无节制地砍伐森林、乱捕滥猎 ,使全球森林面积急剧减少 ,沙漠化扩大 ,造成严重的水土流失 ,水灾、旱灾年年告急 ,我国近几年的超历史记录的严重水灾和黄河的断流就是一个明显的例证 ;同时 ,动物的栖息地面临被破坏或消失 ,生物多样性减少 ,许多珍稀物种濒危以至绝灭。这一切 ,迫使自然科学家和社会科学家认识到研究生态系统的结构、功能的重要性和迫切性 。 当然 ,现代科学技术 ,尤其是系统科学与生态学的相互渗透 ,解决了或更好地解决了不少长期难以解决的复杂问题 ,电子计算机、遥感、超微量物质分析技术在生态学研究中的广泛应用 ,为研究复杂大系统(如生态系统 )及种群、群落组成成分的物质提供了条件 ,从而为揭示生物与生物、生物与环境之间相互的实际联系提供了可能。
三 现代生态学与可持续发展
“实施可持续发展战略 ,是关系中华民族生存和发展的长远大计。”[1 ]在现代中国要实现可持续发展战略 ,一是可持续发展的战略眼光与战略意识 ,包括生态建设和环境保护的意识观念问题。这种意识、这种观念必须深入人心。领导要有这些意识和观念 ,老百姓也要有这些观念和意识。所以要加大宣传力度。尤其是从新世纪开始 ,我国将进入全面建设小康社会 ,加快推进社会主义现代化的新的发展阶段。如果没有可持续发展的观念和意识 ,在即将进行的小康社会建设中对生态与环境造成的恶果很难预料。
二是技术手段。这就需要多学科的协同作战 ,现代生态学的发展完全可以使自己充当领头羊的作用。可持续发展的关键和核心是资源的合理使用与防止环境污染 ,在这些方面现代生态学完全可以发挥更大的作用。
如农业害虫控制问题 ,就可用现代生态学的种群系统方法来进行 (实际上已经开始局部实施 )。根据种群系统研究种群动态和种群数量控制的基本要求 ,按照系统科学的基本概念和方法 ,采用系统分析法 ,在害虫生态控制上 ,表现为主动的有目的的“调控”。对象是整个农田生态系统或区域性生态系统 ,使用的研究方法是系统功能 (能流、物流、信息流、价值流 )的分析方法 ,强调充分发挥系统内部一切可以利用的能量 ,尤其是系统内作物的抗性和天敌的捕食寄生作用 ,中和使用作物 ,合理布局 ,肥水管理、害虫防治等多种措施 ,进行综合、优化、组装和具体实施 ,
使整个系统高效、低耗和持续发展
现代生态学与可持续发展战略
周 琼
华南农业大学
摘 要 :生态学作为生物科学的一个独立分支 ,是研究生物与环境之间相互关系的学科。现代生态学则具有(1 )从描述性科学走向实验科学 ;(2 )研究重点从个体水平转移到种群和群落 ,进而发展到以生态系统研究为中心 ;(3)生态学原理与人类各个实践领域的结合更加密切 ;(4)数学模型在生态学中得到广泛应用等鲜明特点。实施可持续发展战略 ,是关系中华民族生存和发展的长远大计 ,而环境污染、人口过剩、资源枯竭、生态恶化是需要首先克服的问题。因此我们必须重视生态建设和环境保护 ,也必须研究生态系统的结构和功能 ,这是生态学工作者的当务之急。实现可持续发展战略应该重视和利用现代生态学的成就。
关键词 :现代生态学 ;生态建设 ;环境保护 ;可持续发展
“中共中央关于制定国民经济和社会发展第十个五年计划的建议”指出 ,要“加强人口和资源管理 ,重视生态建设和环境保护” ,在生态和环境两方面 ,一是要“加强生态建设 ,遏制生态恶化” ,二是要“加大环境保持和治理力度”[1 ]。本文拟从现代生态学的发展
来阐述生态建设与环境保护问题。
一 现代生态学的特点
第一 ,从描述性科学走向实验科学。生态学长期以来被认为是一门描述性科学 ,只有个体生态学对有机体与非生物因子的关系容易进行室内和野外的定量实验 ,而群体生态学大部分是描述性的 ,难以用实验方法进行研究。但近 3 0年来 ,科学技术的飞跃发展 ,使生态学者能够开辟新的领域 ,对群体生态学也可进行科学实验。诸如受控生态系统、微宇宙、人工
模拟实验室等 ;利用电子仪器和生物遥控技术 ,在不破坏动物种群的情况下 ,对它们取样和测量 ,使用放射性同位素可以追踪生态系统中营养物质的转移途径 ,并判断其时间和范围等。这说明生态学已从过去主要为描述性时期进入到一个崭新的实验时期 。
第二 ,生态学的研究重点 ,
从个体水平转移到种群和群落 ,进而发展到以生态系统研究为中心。早期的生态学在受到达尔文生存竞争学说的刺激下 ,主要发展的是自然历史或博物学 ,诸如动物的繁殖、食、
迁移、生活史等。到 2 0世纪 50至 60年代的动物生态学 ,则把种群的数量变动问题作为中心。近几十年来 ,在迫切要求解决环境、自然保护、资源管理、害虫控制等实践问题的影响下 ,多学科的综合性研究迅速发展 ;在整体观和系统观等思想的指导下 ,宏观的生物系统结构、功能和调控 ,甚至自然—社会—经济复合系统的研究已成为最时髦的领域 。
第三 ,生态学原理与人类各个实践领域的结合更加密切。如果说 ,以往的生态学研究主要局限在生物学工作者领域之中 ,则今日生态学思想已广为各个实践领域所接受。许多学者认为 ,生态学原理是指导解决世界环境问题的理论基础。近代生态学进一步与社会经济学密切结合 ,经济生态学或生态经济学应运而生 。水利工程、露天开矿、工业设施等大型经济建设活动对生态环境的影响及其宏观的经济价值 ,均提出要以生态学观点去进行评价和分析。
城市规划、区域规划也纷纷要求生态学工作者参加研究、设计和评价。
第四 ,数学模型在生态学中得到广泛应用。系统分析发源于电工学的数学理论 ,它与工程学相结合 ,形成了系统工程。由于生态系统结构和功能的复杂性 ,经典的数学方法已不能满足需要 ,作为系统分析与生态学相结合的系统生态学应运而生。系统分析在生态学中的应用可归纳为两大途径 :一类是建立系统的模拟模型 ,用计算机来模拟生态系统的行为 ,进行参数的灵敏度分析 ,以模拟各种管理措施 ,供决策者选择。另一类是运用最优原则来控制和管理生态系统 ,如用数学
模型描述种群的状态和数量动态、调节机制 ,并用系统分析方法进行动态模拟 ,使农田生态系统经济效益最大 ,环境污染最小 ,选择和运用生物防治方法 ,达到最优控制的目的 。现代生物技术的渗透 ,使生态学微观研究方面得到发展 ,种群生态学的内容更加广泛 ,促进了种群遗传学等新学科的产生。如运用ＰＣＲ等现代生物技术进行遗传基因的分析 ,区分赤眼蜂的姐妹种 ,以确定可有效进行生物防治的赤眼蜂的种群等。
二 环境污染、资源枯竭与现代生态学
1 .环境污染与现代生态学
2 0世纪 50年代以来 ,随着工业化程度的提高 ,有机化学的迅速发展 ,人类生产出大量的有机合成产品。目前市场上约有 7-8万种化学品出售 ,其中约有 3 .5万种对人体健康和生态环境有害 ,而且每年又有 1 0 0 0 -2 0 0 0种新的化学品投入市场。这些化学品生产过程中排出的“三废”(废水、废气、废物 )和使用后分解的产物 ,人类城市生活所带来的大量生活垃圾、汽车排出的废气、农药滥用引起的“3Ｒ”(抗药性ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ、再猖獗ｒｅｓｕｒｇｅｎｃｅ、残留ｒｅｓｉｄｕｅ)的产生 ,核武器试验、核电厂设备附近的放射性污染、石油的大量倾弃等 ,严重污染了人类赖以生存的环境 ,使全球环严重恶化 (如大气臭氧层的破环、温室效应、酸雨、富营养化等 ) ,生物多样性减少 ,并直接威胁着人类的健康 ,严重制约着农业的可持续发展。如何采取有利措施 ,改善环境质量 ,就成为生态学工作者的当务之急。
2 .人口过剩、资源枯竭与现代生态学
“人口问题”被列为当今世界的“六大全球性问题”之首。人口的增长 ,对物质、能量的需求扩大 ,必须大力发展生产 ,而生产的发展又面临着人均资源短缺 ,急功近利的生产方式把人们引向了对自然资源的掠夺式开发和无节制耗费 ,盲目地向自然索取 ,造成资源的枯竭与环境的破坏。如无节制地砍伐森林、乱捕滥猎 ,使全球森林面积急剧减少 ,沙漠化扩大 ,造成严重的水土流失 ,水灾、旱灾年年告急 ,我国近几年的超历史记录的严重水灾和黄河的断流就是一个明显的例证 ;同时 ,动物的栖息地面临被破坏或消失 ,生物多样性减少 ,许多珍稀物种濒危以至绝灭。这一切 ,迫使自然科学家和社会科学家认识到研究生态系统的结构、功能的重要性和迫切性 。 当然 ,现代科学技术 ,尤其是系统科学与生态学的相互渗透 ,解决了或更好地解决了不少长期难以解决的复杂问题 ,电子计算机、遥感、超微量物质分析技术在生态学研究中的广泛应用 ,为研究复杂大系统(如生态系统 )及种群、群落组成成分的物质提供了条件 ,从而为揭示生物与生物、生物与环境之间相互的实际联系提供了可能。
三 现代生态学与可持续发展
“实施可持续发展战略 ,是关系中华民族生存和发展的长远大计。”[1 ]在现代中国要实现可持续发展战略 ,一是可持续发展的战略眼光与战略意识 ,包括生态建设和环境保护的意识观念问题。这种意识、这种观念必须深入人心。领导要有这些意识和观念 ,老百姓也要有这些观念和意识。所以要加大宣传力度。尤其是从新世纪开始 ,我国将进入全面建设小康社会 ,加快推进社会主义现代化的新的发展阶段。如果没有可持续发展的观念和意识 ,在即将进行的小康社会建设中对生态与环境造成的恶果很难预料。
二是技术手段。这就需要多学科的协同作战 ,现代生态学的发展完全可以使自己充当领头羊的作用。可持续发展的关键和核心是资源的合理使用与防止环境污染 ,在这些方面现代生态学完全可以发挥更大的作用。
如农业害虫控制问题 ,就可用现代生态学的种群系统方法来进行 (实际上已经开始局部实施 )。根据种群系统研究种群动态和种群数量控制的基本要求 ,按照系统科学的基本概念和方法 ,采用系统分析法 ,在害虫生态控制上 ,表现为主动的有目的的“调控”。对象是整个农田生态系统或区域性生态系统 ,使用的研究方法是系统功能 (能流、物流、信息流、价值流 )的分析方法 ,强调充分发挥系统内部一切可以利用的能量 ,尤其是系统内作物的抗性和天敌的捕食寄生作用 ,中和使用作物 ,合理布局 ,肥水管理、害虫防治等多种措施 ,进行综合、优化、组装和具体实施 ,
使整个系统高效、低耗和持续发展