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工業生態學是哪個國家提出的

發布時間:2022-10-04 07:15:46

⑴ 垃圾循環再用的3R原則是什麼

3R原則:減少、再用和循環的原則

上世紀90年代以來,循環經濟與知識經濟一起,成為國際上兩個重要的發展趨勢。搞清循環經濟產生的歷史背景和具體做法,對於我們這樣一個資源和環境容量有限的人口大國,具有重要的現實意義。

一、循環經濟的內涵及其產生背景

循環經濟的概念於上世紀90年代後期在工業化國家出現,它是相對於傳統經濟而言的一種經濟形態,代表了一個新的發展趨勢。其基本含義是指:通過廢棄物或廢舊物資的循環再生利用來發展經濟,其目標是使生產和消費過程中投入的自然資源最少,向環境中排放的廢棄物最少,對環境的危害或破壞最小,即實現低投入、高效率和低排放的經濟發展。

循環經濟的提出,是人類對難以為繼的傳統發展模式反思後的創新,是對人與自然界關系在認識上不斷演進的結果。

工業革命以後,由於科學技術進步,生產力發生了質的變化,人類擁有的物質財富得到了極大的豐富。人們因此而產生了一種錯覺,以為自然資源是「取之不盡,用之不竭」的,工業生產排放的廢棄物似乎也不會對環境產生嚴重的危害。由於對資源和環境容量的有限性缺乏認識,人類在取得一個個成就的同時,也付出了沉重的代價。第二次世界大戰結束以來,工業廢棄物產生的公害奪走了成千上萬人的健康和生命,環境破壞造成了數以百萬計的生態難民。70年代的兩次石油危機給世界經濟帶來了巨大沖擊,加之全球人口的急劇增加,傳統的發展模式已經到了難以為繼的地步。這些嚴酷的現實,迫使人類對自己與自然的關系進行深刻的反思,形成了可持續發展這一全新的發展觀。1972年斯德哥爾摩人類環境會議和1992年聯合國環發大會,是這一新發展觀形成的兩個重要里程碑。《環境和發展里約宣言》和《21世紀議程》等文獻的簽署,標志著可持續發展已經成為世界各國的共同認識。循環經濟的概念就是在這樣的歷史背景下產生的。

循環經濟的產生和發展,首先是廢棄物管理戰略轉變的需要,也是產業鏈的有機延伸。德國和日本是世界上最早提出並推進循環經濟發展的國家。其主要原因是:

——固體廢棄物的快速增長需要有新的管理戰略。日本從1990年開始提出垃圾減量化問題,並使東京的垃圾年增長率從8%降到1998年的5%以下,但仍有大量的垃圾產生,使垃圾填埋場的使用年限急劇下降,新建又要佔地。廢舊物資的分類回收和循環利用,既可以少產生廢棄物,又可以減少垃圾填埋佔地。

——他們已處於工業化後期,經過長時間積累,廢棄物中有大量的廢舊物資,如廢鋼鐵、報廢汽車、廢家電、廢紙張等可以回收利用;通過循環再生利用,再投入少量的礦產資源生產新的產品,就能實現產品報廢和更新的動態平衡。

——他們在工業化過程中消耗了大量的自然資源,本國礦產資源所剩不多,客觀上要求對廢棄物進行再生利用,否則就要花更多的錢從國際市場上去購買。

——完善的法律體系和公眾較高的環保意識,是這兩個國家發展循環經濟的重要基礎。

循環經濟的核心是我們原來所說的廢舊物資回收和資源綜合利用,但兩者又不完全相同:一是出發點不同。過去我們講廢舊物資回收,主要是因為物質匱乏,通過節約和廢舊物資回收利用來緩解供應短缺;現在是強調提高資源的利用效率,降低經濟發展的社會成本,創造一個更好的生活環境。二是范圍不同。過去我們強調的是生產資料,如廢鋼鐵、廢玻璃、廢橡膠等的回收利用,而循環經濟中要實現減量化、資源化和無害化(「三化」)的廢棄物,已從生產領域擴展到生活領域,重點是城市的生活垃圾。三是途徑不同。過去我們通過計劃實現廢舊物資回收再生,現在則是在法規和標準的嚴格執行前提下,通過市場運作來發展循環經濟。

二、循環經濟實踐和理念的發展

在上世紀70年代OECD國家實施「污染者付費」的環保政策後,企業界也開始探索新的生產方式,通過循環利用減少廢棄物的排放,並形成了廢棄物的不同利用途徑和方式。此類實踐分兩種形式:一是在企業內部;二是發生在企業之間。循環經濟的發展不僅得到了發達國家政府的推動,也得到了企業,特別是跨國公司的積極響應。例如,從上世紀80年代末起,杜邦化學公司將減少(Rece)、再用(Reuse)和循環(Recycle)作為指導原則,組織企業內部的物料循環,創造性地形成了化學工業的「3R製造法」,大大減少了廢棄物的排放。到1994年底,使生產中產生的廢棄塑料減少了25%,空氣污染物排放量減少了70%。公司也因此降低了廢棄物的處理成本,節省了大量開支。

生態工業園(Eco-InstrialParks)是循環經濟的重要形式,通過廢棄物交換將企業聯系起來。加拿大、美國等國的實踐表明,廢棄的石油產品和有機物的綜合利用,可以形成生態產業鏈,進而形成生態工業園。丹麥凱隆堡是目前國際上運行最為成功的生態工業園。電廠是該園區產業鏈的核心。電廠給制葯廠供應高溫蒸汽,取代了其自備鍋爐;給居民供熱,減少了3500個家庭取暖爐;供應中低溫的循環熱水,使大棚生產綠色蔬菜;余熱放到水池中用於養魚,實現了熱能的多級使用。同樣,粉煤灰用於生產水泥和築路,脫硫石膏用來造石膏板,使進口的石膏原礦減少一半。該園產生的效益體現在三個方面:一是節水。煉油廠每年節水120萬立方米,葯廠廢水處理後的90萬立方米也可用來替代淡水。二是節約礦產資源。電廠用煉油廠排出的空氣每年節煤30000噸(約占物料投入的2%),節油19000噸。制葯廠的殘渣用來製造有機肥料節約氮800噸,磷400噸。電廠和煉油廠的廢棄物資源化,每年節約2800噸硫和80000噸石膏原料。三是減少廢棄物排放。電廠20萬噸的粉煤灰和80000噸除塵渣不再填埋;煉油廠2800噸的硫不再排到空氣中;制葯廠100萬立方米的水處理廢渣不用填埋或填海而製造成有機肥料,供附近的農場使用。此外,還避免了約2000噸二氧化硫和13萬噸二氧化碳的排放。

國內外的學者和專家根據企業的實踐總結提出了工業生態學(原文是InstrialEcology,國內有人翻譯為生態工業,或產業生態),並成為循環經濟發展的指導理念。工業生態學的概念,是美國通用汽車公司研究部當時的副總裁RobertFrosch於1989年在《科學美國人》發表的「加工業的戰略」一文中第一次提出。1997年,斯坦福和耶魯大學聯合辦了一份《工業生態學》雜志,探討其理論與實踐。其基本做法是將生態學的理論和方法,用到工業生產體系的設計中,將工業生產過程類比成生態系統中的一個封閉體系。其中一個環節產生的「廢物」或副產品,成為另一個環節的「營養物」或原料。這樣,彼此相近的工業企業就可以形成一個相互依存、類似於自然生態中食物鏈的「工業生態系統」。當然,從目前的實現程度看,相對於自然生態系統而言,工業生態系統中的類比概念還是比較簡單而低級的。在現有技術經濟條件下,工業生態系統還難以達到自然生態系統的循環共生程度。盡管如此,按照工業生態學中「工業共生」、「工業代謝」的概念,來設計企業之間的「生態」聯系,還是體現了可持續發展中生態效率原則的精髓。1992年,世界可持續發展工商理事會(WBCSD)在向聯合國環發大會提交的一份報告:《改變航向:一個關於發展與環境的全球商業觀點》中,最先提出生態效率的概念,就是「既要提供價格上有競爭優勢的產品或服務,以滿足人類的基本需求,提高生活質量,又要逐步降低對生態的影響和資源消耗強度,使之與地球大概的承載能力相一致」。用通俗的話說,生態效率有兩層含義:其一,在資源投入不增加甚至減少的條件下實現經濟增長。其二,在經濟產出不變甚至增加的條件下,向環境排放的廢棄物大大減少。

從產出的角度看,工業生態學追求的環境目標是「零排放」。它指在現有技術經濟條件下,有利用價值的廢物都被用起來了,因而向環境中排放的廢棄物極少甚至為零;這與我國過去提倡的「吃干榨凈」的意思相近。從現實看,無論是「零排放」還是「吃干榨凈」,都很難真正實現。舉例來說,現在世界能源的平均綜合利用效率是30%多,我國為20%多,其餘的部分都被當成廢棄物排放到環境中了。無論未來的技術多麼發達,能源的綜合利用率也很難提高到100%。因此,實現「零排放」的環境目標可能只是一個理想。從投入角度看,生態工業學追求的目標是「減材料化」(Dematerialization,有人翻譯成非物化),其含義是指在產出數量和質量不變的條件下減少物料的投放強度,同時不影響產品的質量;既要產品變輕、變小、變薄,又要經久耐用。因此,這是提高資源利用效率的一個重要途徑。德國沃佩韜(Wuppertal)氣候、能源和環境研究所前副所長Bleek在1994年提出,在一代人時間內將資源效率提高10倍,在不降低發達國家生活水平的條件下,縮小貧富差距,使我們的子孫後代在地球上持續生存和發展(翁端:《環境材料學》,清華大學出版社,2001年)。國際上已經進行了廢棄物「零排放園區」、「零排放社區」和「零排放汽車」等的試驗,而「減材料化」則更多地停留在理論研究階段。世界上已成立了4倍因子和10倍因子俱樂部,研究有關理論。

從技術上看,循環經濟主要體現在清潔生產和綠色製造上。清潔生產最初從少廢、無廢工藝和廢物綜合利用演化而來。1975年,聯合國環境署(UNEP)在巴黎成立工業和環境規劃活動中心,該中心在工業和環境領域列了兩個計劃,其中之一就是清潔生產。1989年,UNEP理事會會議決定在世界范圍內推進清潔生產。從1993年起,我國開始利用世行項目進行清潔生產試點。清潔生產是將污染預防戰略持續地應用於生產過程、產品和服務之中,通過技術進步不斷提高管理水平,提高資源的利用效率,減少污染物的產生及其對環境和人類的危害。清潔生產的核心是污染預防,實施「從搖籃到墳墓」的全過程管理,通過節能降耗和資源的循環利用,減少廢棄物排放,實現經濟效益、社會效益和環境效益的有機統一。從上世紀90年代起,製造業界為了響應可持續發展的倡議,在生產中重視資源節約和環境保護,提出了綠色製造的概念。1993年美國國家科學基金會、機床敏捷製造研究所、加州大學能源研究所和空軍科學研究辦公室,聯合成立了綠色設計與製造協會,研究製造業中的環境管理和污染防治問題。1996年製造工程師學會出版了綠色製造藍皮書,其中提出的綠色製造概念是,綜合考慮優化的資源利用和環境影響的製造系統,使工業產品從設計、製造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期對環境影響最小,不損害人體健康,資源的利用效率最高。工業廢棄物的90%來自於製造業。因此,改變生產方式、重塑製造業形象成為製造業努力的方向。

三、循環經濟發展中的法律與利益因素

通過立法促進廢棄物的回收和綜合利用,是國際社會通行的做法。德國於1991年和1996年頒布《包裝廢棄物處理法》和《循環經濟和廢物管理法》,規定了廢物處理的次序首先是盡量減少其產生,然後才是循環使用和最終處置。德國法律規定,自1995年7月1日起,玻璃、馬口鐵、鋁、紙板和塑料等包裝材料的回收率要達到80%。歐盟和北美國家也相繼制定了鼓勵廢物或副產品回收、綠色包裝等方面的法律,並提出了包裝廢棄物的回收、復用或再生利用的具體目標。法國提出2003年包裝材料的85%應被循環使用。奧地利的法規要求必須對80%的回收包裝材料進行循環處理或再利用。歐盟規定到2003年報廢汽車的回收利用率達到重量的85%。由此可見,法律是廢棄物回收和綜合利用的重要依據。

為了建立循環社會,日本在2000年前後相繼頒布了《促進建立循環社會基本法》、《資源有效利用法(修訂)》、《固體廢棄物管理法(修訂)》、《建築材料回收法》、《食品回收法》和《綠色消費法》等多項法律,與原來頒布的《容器包裝與回收法》、《家用電器回收法》等,構成了建立循環社會的法律框架。在《促進建立循環社會基本法》中,日本將「循環社會」定義為自然資源消耗最少、對環境壓力最小的社會;將那些能用但還沒有利用起來的「垃圾」定義為「可再生資源」,並要求其回收;提出垃圾管理順序為:減少產生量→再利用→回收→能量利用→安全處置;明確了政府、地方主管、企業和公眾的責任,鼓勵每個人為建立循環社會做出努力;增加了企業的「生產者責任」,對產品從生產到最終處理的全過程負責;政府將制定「促進建立循環社會的基本規則」;還提出了促進循環社會的措施,並對產生污染的企業徵收環境補償費等。

企業在廢舊物資回收和資源綜合利用中產生利潤,是循環經濟發展的內在動力。企業是經濟發展的主體。沒有企業的積極性,沒有企業的行動,發展循環經濟只能停留在口頭上,而不能產生實際的效果。下面,我們仍以凱隆堡生態工業園為例,說明經濟紐帶是怎樣將園中不同的企業聯系起來的。企業經營的最大目的是為了獲取最大的利潤。制葯廠之所以選擇用電廠的蒸汽而不自己生產,是因為用後者的蒸汽更省錢。1982年制葯廠鍋爐改造,經過可行性研究,選擇了最經濟的供熱方法,即全部使用電廠的蒸汽。從電廠獲得蒸汽只要鋪兩英里長的供氣管道,相當於葯廠兩年的內部改造投資。同樣,石膏板廠用電廠脫硫產生的石膏也是為了節省資金,原來該廠要從西班牙進口石膏原礦,現在用電廠脫硫產生的石膏,節省了運輸費用,從而使產品的成本明顯降低。

綜上所述,促進循環經濟發展的因素主要有兩條:一是法律強制,即環境法律法規的實施和環境標準的執行,是循環經濟發展的外在因素。用產業界人士的話說,廢棄物不準隨便排放了,企業就必須做出處理或綜合利用的選擇。二是利益驅動。利益驅動有兩層含義:降低成本和創造價值。用了其他企業的廢棄物或副產品,就可以省一部分原料費用,產品的成本就降下來了;同時,在廢舊物資利用過程中也產生一定的經濟效益,這是企業發展循環經濟的內因。法律強制和經濟利益是發達國家發展循環經濟不可或缺的前提。沒有環境保護法律和標準的強制執行,企業不會主動地去利用廢棄物;沒有經濟效益,即使政府強制去做,企業也會找出種種借口來拖延和規避。

四、用循環經濟的理念指導環保產業的發展

從中華民族的長遠發展考慮,為子孫後代的發展著想,循環經濟是我國經濟可持續發展的重要組成部分。我們已經沒有了發達國家工業化時的廉價資源和環境容量,也經不起傳統發展方式帶來的資源消耗和環境污染。以最小的資源代價發展經濟,以最小的經濟成本保護環境,應當成為我國發展循環經濟的出發點和目的。

首先,涉及廢舊物資回收和再生利用的產業發展可以用循環經濟的理念來設計。廢舊物資回收利用方面,我國已經做了大量工作,國際上也取得了極大的成功。據不完全統計,目前世界上主要發達國家每年再生資源回收價值達2500億美元左右,且以15~20%的速度增長。世界鋼產量的45%、銅的62%、鋁的22%、鉛的40%、鋅的30%、紙製品的35%來自於再生資源的回收利用。利用再生資源進行生產,不僅可以節約自然資源,遏制廢棄物的泛濫,而且比利用礦物原料少耗能,少排放污染物。隨著我國汽車工業的迅速發展,老舊汽車的回收和再生利用將成為循環經濟的重要內容。例如,報廢汽車中的許多物件,像舊發動機、舊輪胎等都可以進行循環利用。以舊發動機為「毛坯」,按照嚴格的技術要求,採用專門的工藝和設備,對主要零部件進行清理、檢測、加工、更換,可以生產出「再製造發動機」。其功能、油耗、環保等指標完全能夠達到新發動機的標准,其價格僅是新機的50~60%。用這種辦法,舊發動機85%的價值得到了利用;而回爐只利用了原價值的3%。廢舊輪胎回收利用也是如此。國際上每年舊胎翻新量一般佔新胎量的10%。我國每年生產新輪胎1.01億條,產生廢舊輪胎約3000萬條左右,其中400萬條得到了翻新,僅佔新胎量的4%。據測算,每翻新一條胎可節約橡膠4千克,碳黑2千克,尼龍簾布1.7千克,石油18千克,鋼材1千克。只要使我國的舊胎翻新量達到國際一般水平,節約的資源量就是很可觀的。其他的廢金屬、廢塑料、廢橡膠、廢紙張的回收利用,也可以產生良好的經濟效益。

循環經濟的又一個重點是大宗工業廢棄物的綜合利用。這樣既可以節約不可再生的礦產資源,又有利於避免因堆放工業廢棄物而佔用寶貴的土地資源。我國正處於工業化、城市化的高速發展時期,一方面佔用了大量寶貴的耕地,2000年我國生產實心粘土磚5400億塊,破壞和用掉耕地約100萬畝。另一方面產生了大量的工業廢棄物,我國以煤為主的能源供應模式每年產生數以億噸計的煤矸石。因此,利用煤矸石、粉煤灰生產建築材料,替代實心粘土磚,是大宗工業廢棄物綜合利用的重點。不僅可以保護土地「這道生命線」,還可以減少能源的消耗。此外,利用鋼鐵廠的廢渣生產礦渣水泥,利用電廠除硫產生的脫硫石膏生產建築用石膏板,都有廣闊的發展前景。國家經貿委已經出台限制生產實心粘土磚的文件,積極推進牆體材料革新,將會對上述大宗工業廢棄物的綜合利用起到積極的推動作用。

城市垃圾的減量化、資源化和無害化,是循環經濟的題中之義。在我國城市化進程中,應特別重視「垃圾圍城」問題。從當前著眼,發展循環經濟應將城市生活垃圾的減量化、回收和處理放在重要位置。近20年來,我國城市垃圾以7%以上的速度增加。2000年全國668個城市生活垃圾清運量達1.5億噸,總積存量達60億噸以上。「垃圾是放錯了地方的資源」,這已經成為很多人的共識。對北京、上海、廣州等城市的調查發現,我國城市生活垃圾中可回收的東西越來越多。如有機質佔50%左右,廢紙含量在3~12%,廢塑料製品約5~14%。這些都是可以回收再生利用的。在目前的技術條件下,中小城鎮優先利用垃圾堆肥,不少的地方已經取得成功的經驗。大城市利用垃圾進行焚燒發電,並對由此產生的能源進行多級利用,廣州、上海等城市也已經取得了成效。

五、我國發展循環經濟的對策

眾多理論和實踐探索表明,循環經濟是實現可持續發展的必由之路。國內已有一些地方按循環經濟的理念來設計生態工業園,其中的一些已投入運營。有無符合設計要求的企業入園,法制框架是否實事求是,企業能否獲得經濟效益,是生態工業園能否成功的關鍵。發展我國的循環經濟,需要政府、企業、科學界和公眾的共同努力,通過建立法規制度、形成經濟激勵機制、開發相關技術等措施來推進。為了發展我國的循環經濟,提出如下建議。

(一)建立促進循環經濟的法規制度

國家雖然制定了一些鼓勵開展資源綜合利用的政策措施,但至今還沒有一部這方面的法律,在一定程度上影響了有關工作的開展。實行我國生產方式由粗放型向集約型的轉變,提高經濟發展的質量和效益,不是一朝一夕所能完成的。受發展階段所限,國家的很多宏觀努力在不知不覺中被一個個浪費資源和污染環境的微觀行為抵消了。因此,根據國外發展循環經濟的經驗,必須加快制定必要的循環經濟法規,通過法規對循環經濟加以引導和規范,堅決杜絕短期行為和急功近利的現象出現。

目前,全國人大已經通過了《清潔生產促進法》,將於明年實施。這是從法律上促進我國循環經濟發展的良好開端。但還不夠,還應有更多的法律法規。雖然《固體廢物污染防治法》總則中提到「充分合理利用固體廢物」,但僅為原則表述,並無可操作性的內容。近年來,國家經貿委組織研究資源綜合利用的法規體系,向全國人大提出將資源綜合利用、工業固體廢棄物綜合利用、廢舊物資綜合利用等內容,列入立法規劃,這是非常必要的。應加快立法步伐,形成我國循環經濟發展的法律框架體系。

(二)通過政策引導循環經濟的發展

投資和消費是拉動循環經濟發展的火車頭。產業政策應強調資源利用效率的提高和環境保護,提高經濟的競爭力;促進經濟結構的戰略性調整,以有利於循環經濟體系的形成和發展。在投資政策和項目選擇上,對投資方向的鼓勵和限制上,向產業結構調整和升級的方向傾斜。例如,投資於天然氣工程建設可以改變城市能源的供應結構,減少因燃煤產生的二氧化硫和煙塵排放;投資於公共交通設施的建設,發展地鐵、輕軌等以電氣為主要動力的交通設施,可以減少小轎車的尾氣排放。通過對環境友好宣傳教育,引導公眾消費綠色產品,以需求拉動循環經濟的發展。各級政府起表率作用,通過采購計劃拉動循環經濟的需求,並影響社會公眾。如優先採購經過生態設計或通過環境標志認證的產品,優先採購經過清潔生產審計或通過ISO14001認證企業的產品;辦公用品采購有節能標志的產品,在使用中注意節約、重復使用及廢棄後主動回收等。

(三)利用經濟手段,形成循環經濟發展的激勵機制

用經濟手段促進循環經濟的發展,是OECD國家採用激勵機制保護環境的有機延伸。由於OECD國家實施了嚴格的「污染者付費」政策,廢舊物資回收和綜合利用企業可以得到廢物產生者的資金補助。我國的情況則完全不同。主要差距在於:一是雖然我國的「誰污染誰治理」政策,類似於「污染者付費」政策,但實施的效果並不好;二是我國企業一旦使用其他企業的廢棄物,如工業廢渣、粉煤灰等,原來的廢物產生者不僅不付費,而且還要向使用者收費,使綜合利用企業無利可圖,嚴重挫傷資源綜合利用企業的積極性;三是我國對資源綜合利用企業的稅收優惠有時落實不到企業頭上,不是地方不兌現,就是被「婆婆」拿走了。因此,需要進行認真地調查研究,徹底糾正上述錯誤做法,落實價格、稅收、財政等方面的激勵政策,推動循環經濟的發展。

(四)開發形成技術支撐體系

應運用循環經濟的思路,通過對經濟系統的物流和能流分析,設計我國的工業化城市化路徑,建設高新技術園區,降低生產和消費過程的資源、能源消耗及污染物的產生和排放。循環經濟的發展,最終要靠技術進步。研究開發那些循環經濟發展所必需的技術,諸如信息技術、水重復利用技術、能源綜合利用技術、回收和再循環技術、重復利用和替代技術、環境監測技術以及網路運輸技術等。積極推進清潔生產,採用無害或低害的新工藝、新技術,實現少投入、高產出、低污染,把對環境污染物的排放消除在生產過程之中。積極推進清潔生產,並且把著眼點從單個企業擴大到生態工業園,通過試驗示範,建立一批生態工業示範園,形成新的發展模式,實現可持續發展。

⑵ 何謂工業生態學,是哪年出生的,標志是什麼

何謂工業生態學,是哪年出生的,標志是什麼
(1)工業生態學領域開始社群化,目前已經出現了兩大子群,即專注於物質流分析的Conaccount分會和專注於生態工業發展的Eco—Instrial Development分會。同時,工業生態學學會還設有學生專區。
(2)發達國家占據工業生態學領域的主導地位,且歐、美、日三足鼎立的格局日益明顯。其中,美國強於概念體系、理論構建和全球視野,歐洲強於大項目主導和系統實踐,日本則精於刻畫並著眼於亞洲視角;
(3)工業生態學的理論基礎和學科體系仍然比較模糊。社會物質代謝和生態工業發展成為學科的主體構成,但前者偏於還原視角,後者理論建構不足。
(4)應用性在加強。生態工業園區、城市代謝、節能減排與氣候變化等都成為了工業生態學應用的熱點領域。

⑶ 生態學是什麼

生態學(Ecology)是研究有機體及其周圍環境相互關系的科學。
生物的生存、活動、繁殖需要一定的空間、物質與能量。生物在長期進化過程中,逐漸形成對周圍環境某些物理條件和化學成分,如空氣、光照、水分、熱量和無機鹽類等的特殊需要。各種生物所需要的物質、能量以及它們所適應的理化條件是不同的,這種特性稱為物種的生態特性。
任何生物的生存都不是孤立的:同種個體之間有互助有競爭;植物、動物、微生物之間也存在復雜的相生相剋關系。人類為滿足自身的需要,不斷改造環境,環境反過來又影響人類。
隨著人類活動范圍的擴大與多樣化,人類與環境的關系問題越來越突出。因此近代生態學研究的范圍,除生物個體、種群和生物群落外,已擴大到包括人類社會在內的多種類型生態系統的復合系統。人類面臨的人口、資源。環境等幾大問題都是生態學的研究內容。

⑷ 工業生態學的發展歷程

工業生態學的概念最早是在1989年的《科學美國人》(Scientific American)雜志上由通用汽車研究實驗室的羅伯特·弗羅斯徹(Robert Frosch)和尼古拉斯·格羅皮烏斯(Nicholas E. Gallopoulous)提出的。他們的觀點是「為什麼我們的工業行為不能像生態系統一樣,在自然生態系統中一個物種的廢物也許就是另一個物種的資源,而為何一種工業的廢物就不能成為另一種的資源?如果工業也能像自然生態系統一樣就可以大幅減少原材料需要和環境污染並能節約廢物垃圾的處理過程。」
其實弗羅斯徹和格羅皮烏斯的思想只是對更早的觀點的發展,如巴克敏斯特·富勒(Buckminster Fuller)和他的學生(如J. Baldwin)提出的節約理論,以及其他同時代人提出的相似觀點的,如艾莫里·洛溫斯(Amory Lovins)和落磯山學院(Rocky Mountain Institute)。
但是工業生態學這一專有名詞最早是由哈利·澤維·伊萬(Harry Zvi Evan)在1973年波蘭華沙召開的一次歐洲經濟理事會的小型研討會上提出的,隨後伊萬在《國際勞工回顧》雜志(International Labour Review)1974年 vol. 110 (3),219-233頁發表了相關文章。伊萬把工業生態學定義為對工業運行的系統化分析,這一分析引入了許多新的參數:技術、環境、自然資源、生物醫學、機構和法律事務以及社會經濟學因素。

⑸ 工業生態學的理論核心是什麼

工業生態學
工業生態學是生態工業的理論基礎。 1989年9月美國通用公司的研究部副總裁Robert Frosch和負責發動機研究的Nicolas Gallopoulos在《科學美國人》雜志上發表題為《可持續工業發展戰略》的文章正式提出了工業生態學的概念。工業生態學把整個工業系統作為一個生態系統來看待,認為工業系統中的物質、能源和信息的流動與儲存不是孤立的簡單疊加關系,而是可以像在自然生態系統中那樣循環運行,它們之間相互依賴、相互作用、相互影響,形成復雜的、相互連接的網路系統。
工業生態學是一門研究社會生產活動中自然資源從源、流到匯的全代謝過程、組織管理體制以及生產、消費、調控行為的動力學機制、控制論方法及其與生命支持系統相互關系的系統科學。
工業生態學通過「供給鏈網」分析(類似食物鏈網)和物料平衡核算等方法分析系統結構變化,進行功能模擬和分析產業流(輸入流、產出流)來研究工業生態系統的代謝機理和控制方法。工業生態學的思想包含了「從搖籃到墳墓」的全過程管理系統觀,即在產品的整個生命周期內不應對環境和生態系統造成危害,產品生命周期包括原材料採掘、原材料生產、產品製造、產品使用以及產品用後處理。系統分析是產業生態學的核心方法,在此基礎上發展起來的工業代謝分析和生命周期評價是目前工業生態學中普遍使用的有效方法。工業生態學以生態學的理論觀點考察工業代謝過程,亦即從取自環境到返回環境的物質轉化全過程,研究工業活動和生態環境的相互關系,以研究調整、改進當前工業生態鏈結構的原則和方法,建立新的物質閉路循環,使工業生態系統與生物圈兼容並持久生存下去。

⑹ 生態學作為一個科學名詞,最早是由誰提出並定義的

生態學的淵源「生態學」一詞是德國生物學家海克爾1866年提出的。海克爾在其動物學著作中定義生態學是:研究動物與其有機及無機環境之間相互關系的科學,特別是動物與其他生物之間的有益和有害關系。其後,有些博物學家認為生態學與普通博物學不同,具有定量的和動態的特點,他們把生態學視為博物學的理論科學;持生理學觀點的生態學家認為生態學是普通生理學的分支,它與一般器官系統生理學不同,側重在整體水平上探討生命過程與環境條件的關系;從事植物群落和動物行為工作的學者分別把生態學理解為生物群落的科學和環境條件影響下的動物行為科學;側重進化觀點的學者則把生態學解釋為研究環境與生物進化關系的科學。後來,在生態學定義中又增加了生態系統的觀點,把生物與環境的關系歸納為物質流動及能量交換;20世紀70年代以來則進一步概括為物,質流、能量流及信息流。生態學的發展生態學的發展大致可分為萌芽期、形成期和發展期三個階段。萌芽期古人在長期的農牧漁貓生產中積累了樸素的生態學知識,諸如作物生長與季節氣候及土壤水分的關系、常見動物的物候習性等。如公元前4世紀希臘學者亞里士多德曾粗略描述動物的不同類型的棲居地,還按動物活動的環境類型將其分為陸棲和水棲兩類,按其食性分為肉食、草食、雜食和特殊食性等類。亞里士多德的學生、公元前三世紀的雅典學派首領賽奧夫拉斯圖斯在其植物地理學著作中已提出類似今日植物群落的概念。公元前後出現的介紹農牧漁獵知識的專著,如古羅馬公元1世紀老普林尼的《博物志》、6世紀中國農學家賈思勰的《齊民要術》等均記述了素樸的生態學觀點。形成期大約從15世紀到20世紀40年代。15世紀以後,許多科學家通過科學考察積累了不少宏觀生態學資料。19世紀初葉,現代生態學的輪廓開始出現。如雷奧米爾的6卷昆蟲學著作中就有許多昆蟲生態學方面的記述。瑞典博物學家林奈首先把物候學、生態學和地理學觀點結合起來,綜合描述外界環境條件對動物和植物的影響。法國博物學家布豐強調生物變異基於環境的影響。德國植物地理學家人洪堡)創造性地結合氣候與地理因子的影響來描述物種的分布規律。19世紀,生態學進一步發展。這一方面是由於農牧業的發展促使人們開展了環境因子對作物和家畜生理影響的實驗研究。例如,在這一時期中確定了五攝氏度為一般植物的發育起點溫度,繪制了動物的溫度發育曲線,提出了用光照時間與平均溫度的乘積作為比較光化作用的「光時度」指標以及植物營養的最低量律和光譜結構對於動植物發育的效應等。另一方面,馬爾薩斯於1798年發表的《人口論》一書造成了廣泛的影響。費爾許爾斯特1833年以其著名的邏輯斯諦曲線描述人口增長速度與人口密度的關系,把數學分析方法引入生態學。19世紀後期開展的對植物群落的定量描述也已經以統計學原理為基礎。1851年達爾文在《物種起源》一書中提出自然選擇學說,強調生物進化是生物與環境交互作用的產物,引起了人們對生物與環境的相互關系的重視,更促進了生態學的發展。19世紀中葉到20世紀初葉,人類所關心的農業、漁貓和直接與人類健康有關的環境衛生等問題,推動了農業生態學、野生動物種群生態學和媒介昆蟲傳病行為的研究。由於當時組織的遠洋考察中都重視了對生物資源的調查,從而也豐富了水生生物學和水域生態學的內容。到20世紀30年代,已有不少生態學著作和教科書闡述了一些生態學的基本概念和論點,如食物鏈、生態位、生物量、生態系統等。至此,生態學已基本成為具有特定研究對象、研究方法和理論體系的獨立學科。發展期20世紀50年代以來,生態學吸收了數學、物理、化學工程技術科學的研究成果,向精確定量方向前進並形成了自己的理論體系:數理化方法、精密靈敏的儀器和電了計算機的應用,使生態學工作者有可能更廣泛、深入地探索生物與環境之間相互作用的物質基礎,對復雜的生態現象進行定量分析;整體概念的發展,產生出系統生態學等若干新分支,初步建立了生態學理論體系。由於世界上的生態系統大都受人類活動的影響,社會經濟生產系統與生態系統相互交織,實際形成了龐大的復合系統。隨著社會經濟和現代工業化的高速度發展,自然資源、人口、糧食和環境等一系列影響社會生產和生活的問題日益突出。為了尋找解決這些問題的科學依據和有效措施,國際生物科學聯合會(IUBS)制定了「國際生物計劃」(IBP),對陸地和水域生物群系進行生態學研究。1972年聯合國教科文組織等繼IBP之後,設立了人與生物圈(MAB)國際組織,制定「人與生物圈」規劃,組織各參加國開展森林、草原。海洋、湖泊等生態系統與人類活動關系以及農業、城市、污染等有關的科學研究。許多國家都設立了生態學和環境科學的研究機構。和許多自然科學一樣,生態學的發展趨勢是:由定性研究趨向定量研究,由靜態描述趨向動態分析;逐漸向多層次的綜合研究發展;與其他某些學科的交叉研究日益顯著。由人類活動對環境的影響來看,生態學是自然科學與社會科學的交匯點;在方法學方面,研究環境因素的作用機制高不開生理學方法,離不開物理學和化學技術,而且群體調查和系統分析更高不開數學的方法和技術;在理論方面,生態系統的代謝和自穩態等概念基本是引自生理學,而由物質流、能量流和信息流的角度來研究生物與環境的相互作用則可說是由物理學、化學、生理學、生態學和社會經濟學等共同發展出的研究體系。生態學的基本內容按所研究的生物類別分,有微生物生態學、植物生態學、動物生態學、人類生態學等;還可細分,如昆蟲生態學、魚類生態學等。按生物系統的結構層次分,有個體生態學、種群生態學、群落生態學生態系統生態學等。按生物棲居的環境類別分,有陸地生態學和水域生態學;前者又可分為森林生態學、草原生態學、荒漠生態學等,後者可分為海洋生態學、湖沼生態學、河流生態學等;還有更細的劃分,如植物根際生態學、腸道生態學等。生態學與非生命科學相結合的,有數學生態學、化學生態學、物理生態學、地理生態學、經濟生態學等;與生命科學其他分支相結合的有生理生態學、行為生態學、遺傳生態學、進化生態學古生態學等。應用性分支學科有:農業生態學、醫學生態學、工業資源生態學、環境保護生態學、城市生態學等。生態學的一般規律大致可從種群、群落、生態系統和人與環境的關系四個方面說明。在環境無明顯變化的條件下,種群數量有保持穩定的趨勢。一個種群所棲環境的空間和資源是有限的,只能承載一定數量的生物,承載量接近飽和時,如果種群數量(密度)再增加,增長率則會下降乃至出現負值,使種群數量減少;而當種群數量(密度)減少到一定限度時,增長率會再度上升,最終使種群數量達到該環境允許的穩定水平。對種群自然調節規律的研究可以指導生產實踐。例如,制定合理的漁業捕撈量和林業採伐量,可保證在不傷及生物資源再生能力的前提下取得最佳產量。一個生物群落中的任何物種都與其他物種存在著相互依賴和相互制約的關系。常見的有:食物鏈,居於相鄰環節的兩物種的數量比例有保持相對穩定的趨勢。如捕食者的生存依賴於被捕食者,其數量也受被捕食者的制約;而被捕食者的生存和數量也同樣受捕食者的制約。兩者間的數量保持相對穩定;競爭,物種間常因利用同一資源而發生競爭:如植物間爭光、爭空間、爭水、爭土壤養分;動物間爭食物、爭棲居地等。在長期進化中、競爭促進了物種的生態特性的分化,結果使競爭關系得到緩和,並使生物群落產生出一定的結構。例如森林中既有高大喜陽的喬木,又有矮小耐陰的灌木,各得其所;林中動物或有晝出夜出之分,或有食性差異,互不相擾;互利共生。如地衣中菌藻相依為生,大型草食動物依賴胃腸道中寄生的微生物幫助消化,以及蟻和蚜蟲的共生關系等,都表現了物種間的相互依賴的關系。以上幾種關系使生物群落表現出復雜而穩定的結構,即生態平衡,平衡的破壞常可能導致某種生物資源的永久性喪失。生態系統的代謝功能就是保持生命所需的物質不斷地循環再生。陽光提供的能量驅動著物質在生態系統中不停地循環流動,既包括環境中的物質循環、生物間的營養傳遞和生物與環境間的物質交換,也包括生命物質的合成與分解等物質形式的轉換。物質循環的正常運行,要求一定的生態系統結構。隨著生物的進化和擴散,環境中大量無機物質被合成為生命物質形成了廣袤的森林、草原以及生息其中的飛禽走獸。一般說,發展中的生物群落的物質代謝是進多出少,而當群落成熟後代謝趨於平衡,進出大致相當。人們在改造自然的過程中須注意到物質代謝的規律。一方面,在生產中只能因勢利導,合理開發生物資源,而不可只顧一時,竭澤而漁。目前世界上已有大面積農田因肥力減退未得到及時補償而減產。另一方面,還應控制環境污染,由於大量有毒的工業廢物進入環境,超越了生態系統和生物圈的降解和自凈能力,因而造成毒物積累,損害了人類與其他生物的生活環境。生物進化就是生物與環境交互作用的產物。生物在生活過程中不斷地由環境輸入並向其輸出物質,而被生物改變的物質環境反過來又影響或選擇生物,二者總是朝著相互適應的協同方向發展,即通常所說的正常的自然演替。隨著人類活動領域的擴展,對環境的影響也越加明顯。在改造自然的話動中,人類自覺或不自覺地做了不少違背自然規律的事,損害了自身利益。如對某些自然資源的長期濫伐、濫捕、濫采造成資源短缺和枯竭,從而不能滿足人類自身需要;大量的工業污染直接危害人類自身健康等,這些都是人與環境交互作用的結果,是大自然受破壞後所產生的一種反作用。生態學的一般規律美國科學家小米勒總結出的生態學三定律如下:生態學第一定律:我們的任何行動都不是孤立的,對自然界的任何侵犯都具有無數的效應,其中許多是不可預料的。這一定律是G.哈定(G.Hardin)提出的,可稱為多效應原理。生態學第二定律:每一事物無不與其他事物相互聯系和相互交融。此定律又稱相互聯系原理。生態學第三定律:我們所生產的任何物質均不應對地球上自然的生物地球化學循環有任何干擾。此定律可稱為勿干擾原理。正文:大致可從種群、群落、生態系統和人與環境的關系4方面說明。●種群的自然調節在環境無明顯變化的條件下,種群數量有保持穩定的趨勢。一個種群所棲環境的空間和資源是有限的,只能承載一定數量的生物,承載量接近飽和時,如果種群數量(密度)再增加,增長率則會下降乃至出現負值,使種群數量減少;而當種群數量(密度)減少到一定限度時,增長率會再度上升,最終使種群數量達到該環境允許的穩定水平。對種群自然調節規律的研究可以指導生產實踐。例如,制定合理的漁業捕撈量和林業採伐量,可保證在不傷及生物資源再生能力的前提下取得最佳產量。●物種間的相互依賴和相互制約一個生物群落中的任何物種都與其他物種存在著相互依賴和相互制約的關系。常見的是:①食物鏈。在食物鏈中,居於相鄰環節的兩物種的數量比例有保持相對穩定的趨勢。如捕食者的生存依賴於被捕食者,其數量也受被捕食者的制約;而被捕食者的生存和數量也同樣受捕食者的制約。兩者間的數量保持相對穩定。②競爭。物種間常因利用同一資源而發生競爭:如植物間爭光、爭空間、爭水、爭土壤養分;動物間爭食物、爭棲居地等。在長期進化中、競爭促進了物種的生態特性的分化,結果使競爭關系得到緩和,並使生物群落產生出一定的結構。例如森林中既有高大喜陽的喬木,又有矮小耐陰的灌木,各得其所;林中動物或有晝出夜出之分,或有食性差異,互不相擾。③互利共生。如地衣中菌藻相依為生,大型草食動物依賴胃腸道中寄生的微生物幫助消化,以及蟻和蚜蟲的共生關系等,都表現了物種間的相互依賴的關系。以上幾種關系使生物群落表現出復雜而穩定的結構,即生態平衡,平衡的破壞常可能導致某種生物資源的永久性喪失。●物質的循環再生生態系統的代謝功能就是保持生命所需的物質不斷地循環再生。陽光提供的能量驅動著物質在生態系統中不停地循環流動,既包括環境中的物質循環、生物間的營養傳遞和生物與環境間的物質交換,也包括生命物質的合成與分解等物質形式的轉換。物質循環的正常運行,要求一定的生態系統結構。隨著生物的進化和擴散,環境中大量無機物質被合成為生命物質,形成了廣袤的森林、草原以及生息其中的飛禽走獸。一般說,發展中的生物群落的物質代謝是進多出少,而當群落成熟後代謝趨於平衡,進出大致相當。人們在改造自然的過程中須注意到物質代謝的規律。一方面,在生產中只能因勢利導,合理開發生物資源,而不可只顧一時,竭澤而漁。目前世界上已有大面積農田因肥力減退未得到及時補償而減產。另一方面,還應控制環境污染。由於大量有毒的工業廢物進入環境,超越了生態系統和生物圈的降解和自凈能力,因而造成毒物積累,損害了人類與其他生物的生活環境。●生物與環境的交互作用生物進化就是生物與環境交互作用的產物。生物在生活過程中不斷地由環境輸入並向其輸出物質,而被生物改變的物質環境反過來又影響或選擇生物,二者總是朝著相互適應的協同方向發展,即通常所說的正常的自然演替。隨著人類活動領域的擴展,對環境的影響也越加明顯。在改造自然的活動中,人類自覺或不自覺地做了不少違背自然規律的事,損害了自身利益。如對某些自然資源的長期濫伐、濫捕、濫采造成資源短缺和枯竭,從而不能滿足人類自身需要;大量的工業污染直接危害人類自身健康等,這些都是人與環境交互作用的結果,是大自然受破壞後所產生的一種反作用。分支學科①按所研究的生物類別分,有微生物生態學、植物生態學、動物生態學、人類生態學等;還可細分,如昆蟲生態學、魚類生態學等。②按生物系統的結構層次分,有個體生態學、種群生態學、群落生態學、生態系統生態學等。③按生物棲居的環境類別分,有陸地生態學和水域生態學;前者又可分為森林生態學、草原生態學、荒漠生態學等,後者可分為海洋生態學、湖沼生態學、河流生態學等;還有更細的劃分,如植物根際生態學、腸道生態學等。④生態學與非生命科學相結合的,有數學生態學、化學生態學、物理生態學、地理生態學、經濟生態學等;與生命科學其他分支相結合的有生理生態學、行為生態學、遺傳生態學、進化生態學、古生態學等。⑤應用性分支學科有:農業生態學、醫學生態學、工業資源生態學、污染生態學(環境保護生態學)、城市生態學等。基本原理應用的思路生態學的基本原理,通常包括四方面的內容:個體生態、種群生態、群落生態和生態系統生態。一個健康的生態系統是穩定的和可持續的:在時間上能夠維持它的組織結構和自治,也能夠維持對脅迫的恢復力。健康的生態系統能夠維持它們的復雜性同時能滿足人類的需求。生態學的基本原理的應用思路,我認為是模仿自然生態系統的生物生產、能量流動、物質循環和信息傳遞而建立起人類社會組織,以自然能流為主,盡量減少人工附加能源,尋求以盡量小的消耗產生最大的綜合效益,解決目前人類面臨的各種環境危機。較為流行的幾種思路如下:1、實施可持續發展1987年世界環境與發展委員會提出「滿足當代人的需要,又不對後代滿足其發展需要的能力構成威脅的發展」。可持續發展觀念協調社會與人的發展之間的關系,包括生態環境、經濟、社會的可持續發展,但最根本的是生態環境的可持續發展。2、注重人與自然和諧發展事實上造成當代世界面臨的空前嚴重的生態危機的重要原因就是以往人類對自然的錯誤認識。工業文明以來,人類憑借自認為先進的「高科技」試圖主宰、征服自然,這種嚴重錯誤的觀念和行為雖然帶來了經濟的飛躍,但造成的環境問題卻是不可彌補的。人類是生物界中的一分子,因此必須與自然界和諧共生,共同發展。3、生態倫理道德觀大量而隨意地破壞環境、消耗資源的發展道路是一種對後代和其他生物不負責任和不道德的發展模式。新型的生態倫理道德觀應該是發展經濟的同時還要考慮這些人類行為不僅有利於當代人類生存發展,還要為後代留下足夠的發展空間。從生態學中分化出來的產業生態學、恢復生態學以及生態工程、城市生態建設等等,都是生態學基本原理推廣的成果。在計算經濟生產中,不應認為自然資源是沒有價值的或者無限的,而是用生態價值觀念,應考慮到經濟發展對環境的破壞影響,利用科技的進步,將破壞降低到最大限度,同時倡導一種有利於物質良性循環的消費方式,即適可而止、持續、健康的消費觀。其它定義生態學的定義還有很多:生態學是研究生物(包括動物和植物)怎樣生活和它們為什麼按照自己的生活方式生活的科學。(埃爾頓,1927)生態學是研究有機體的分布和多度的科學。(Andrenathes,1954)生態學是研究生態系統的結構與功能的科學。(E.P.Om,1956)生態學是研究生命系統之間相互作用及其機理的科學。(馬世駿,1980)生態學是綜合研究有機體、物理環境與人類社會的科學。(E.P.Om,1997)關於生態學的幾點補充生態學是一門年輕的科學,所以應該會有極為前途的一面,卻往往被其他的生物工作者所鄙夷,認為其「假、大、空」,其實這種想法是完全不正確的。生態學的產生就是因為它和我們的生活極為緊密,它是用來研究生物與環境相互關系的科學,因而對一個生態工作者來說,生態要求人掌握的知識那是相當的全面,至少要對生物,環境,水溫,地理等方面有一定的了解,尤其是要是生物和環境要有相當扎實的功底,所以說一個生態學家要懂得的東西很多。做生態的都很苦,要到處採集樣品,調查原因,還要回來做實驗分析,辛苦是難免的。在這里我還想講講關於生態的幾本參考書,首先作為一個生態學入門的人來說,內蒙古大學的李博院士所編寫的生態學是一本極為好的參考書,不論是從內容還是排版,都堪稱經典,其實上面有人介紹的楊持只是他以前的一個下手(李博院士已經去世了,可嘆)。還有一本是北師大的孫儒泳院士編寫的基礎生態學,也是一本不錯的書,孫院士現在還健在,依然活躍在科研第一線。生態學分支很多,譬如從事草原生態學的,在北京的植物所很厲害;從事水生生態的,在水生所全國數一數二,這里得提一下一個極為厲害的人,劉建康院士,他是淡水生態學的奠基人之一,現在已經93歲高齡了,依然每天上班,精神也很好,稱得上是一個元老級的人物。生態學有前途嗎?這是很多人會疑惑的一個問題,個人觀念認為:如果你把前途完全看成「錢」途,那奉勸你不要從事生態學研究,如果你真的想為改善日益惡化的生態環境敬一點微薄的力量,可以考慮。

⑺ 什麼是生態學現象

生態學(Ecology)是研究生物與環境,及生物與生物之間相互關系的生物學分支學科。

生物的生存、活動、繁殖需要一定的空間、物質與能量。生物在長期進化過程中,逐漸形成對周圍環境某些物理條件和化學成分,如空氣、光照、水分、熱量和無機鹽類等的特殊需要。各種生物所需要的物質、能量以及它們所適應的理化條件是不同的,這種特性稱為物種的生態特性。

任何生物的生存都不是孤立的:同種個體之間有互助有競爭;植物、動物、微生物之間也存在復雜的相生相剋關系。人類為滿足自身的需要,不斷改造環境,環境反過來又影響人類。

隨著人類活動范圍的擴大與多樣化,人類與環境的關系問題越來越突出。因此近代生態學研究的范圍,除生物個體、種群和生物群落外,已擴大到包括人類社會在內的多種類型生態系統的復合系統。人類面臨的人口、資源。環境等幾大問題都是生態學的研究內容。

生態學的淵源

「生態學」一詞是德國生物學家海克爾1869年提出的。海克爾在其動物學著作中定義生態學是:研究動物與其有機及無機環境之間相互關系的科學,特別是動物與其他生物之間的有益和有害關系。

其後,有些博物學家認為生態學與普通博物學不同,具有定量的和動態的特點,他們把生態學視為博物學的理論科學;持生理學觀點的生態學家認為生態學是普通生理學的分支,它與一般器官系統生理學不同,側重在整體水平上探討生命過程與環境條件的關系;從事植物群落和動物行為工作的學者分別把生態學理解為生物群落的科學和環境條件影響下的動物行為科學;側重進化觀點的學者則把生態學解釋為研究環境與生物進化關系的科學。

後來,在生態學定義中又增加了生態系統的觀點,把生物與環境的關系歸納為物質流動及能量交換;20世紀70年代以來則進一步概括為物,質流、能量流及信息流。

生態學的發展大致可分為萌芽期、形成期和發展期三個階段。

萌芽期 古人在長期的農牧漁貓生產中積累了樸素的生態學知識,諸如作物生長與季節氣候及土壤水分的關系、常見動物的物候習性等。如公元前4世紀希臘學者亞里士多德曾粗略描述動物的不同類型的棲居地,還按動物活動的環境類型將其分為陸棲和水棲兩類,按其食性分為肉食、草食、雜食和特殊食性等類。

亞里士多德的學生、公元前三世紀的雅典學派首領賽奧夫拉斯圖斯在其植物地理學著作中已提出類似今日植物群落的概念。公元前後出現的介紹農牧漁獵知識的專著,如古羅馬公元1世紀老普林尼的《博物志》、6世紀中國農學家賈思勰的《齊民要求》等均記述了素樸的生態學觀點。

形成期 大約從15世紀到20世紀40年代。

15世紀以後,許多科學家通過科學考察積累了不少宏觀生態學資料。19世紀初葉,現代生態學的輪廓開始出現。如雷奧米爾的6卷昆蟲學著作中就有許多昆蟲生態學方面的記述。瑞典博物學家林奈首先把物候學、生態學和地理學觀點結合起來,綜合描述外界環境條件對動物和植物的影響。法國博物學家布豐強調生物變異基於環境的影響。德國植物地理學家人洪堡)創造性地結合氣候與地理因子的影響來描述物種的分布規律。

19世紀,生態學進一步發展。這一方面是由於農牧業的發展促使人們開展了環境因子對作物和家畜生理影響的實驗研究。例如,在這一時期中確定了五攝氏度為一般植物的發育起點溫度,繪制了動物的溫度發育曲線,提出了用光照時間與平均溫度的乘積作為比較光化作用的「光時度」指標以及植物營養的最低量律和光譜結構對於動植物發育的效應等。

另一方面,馬爾薩斯於1798年發表的《人口論》一書造成了廣泛的影響。費爾許爾斯特1833年以其著名的邏輯斯諦曲線描述人口增長速度與人口密度的關系,把數學分析方法引入生態學。19世紀後期開展的對植物群落的定量描述也已經以統計學原理為基礎。1851年達爾文在《物種起源》一書中提出自然選擇學說,強調生物進化是生物與環境交互作用的產物,引起了人們對生物與環境的相互關系的重視,更促進了生態學的發展。

19世紀中葉到20世紀初葉,人類所關心的農業、漁貓和直接與人類健康有關的環境衛生等問題,推動了農業生態學、野生動物種群生態學和媒介昆蟲傳病行為的研究。由於當時組織的遠洋考察中都重視了對生物資源的調查,從而也豐富了水生生物學和水域生態學的內容。

到20世紀30年代,已有不少生態學著作和教科書闡述了一些生態學的基本概念和論點,如食物鏈、生態位、生物量、生態系統等。至此,生態學已基本成為具有特定研究對象、研究方法和理論體系的獨立學科。

發展期 20世紀50年代以來,生態學吸收了數學、物理、化學工程技術科學的研究成果,向精確定量方向前進並形成了自己的理論體系:

數理化方法、精密靈敏的儀器和電了計算機的應用,使生態學工作者有可能更廣泛、深入地探索生物與環境之間相互作用的物質基礎,對復雜的生態現象進行定量分析;整體概念的發展,產生出系統生態學等若干新分支,初步建立了生態學理論體系。

由於世界上的生態系統大都受人類活動的影響,社會經濟生產系統與生態系統相互交織,實際形成了龐大的復合系統。隨著社會經濟和現代工業化的高速度發展,自然資源、人口、糧食和環境等一系列影響社會生產和生活的問題日益突出。

為了尋找解決這些問題的科學依據和有效措施,國際生物科學聯合會(IUBS)制定了「國際生物計劃」(IBP),對陸地和水域生物群系進行生態學研究。1972年聯合國教科文組織等繼IBP之後,設立了人與生物圈(MAB)國際組織,制定「人與生物圈」規劃,組織各參加國開展森林、草原。海洋、湖泊等生態系統與人類活動關系以及農業、城市、污染等有關的科學研究。許多國家都設立了生態學和環境科學的研究機構。

和許多自然科學一樣,生態學的發展趨勢是:由定性研究趨向定量研究,由靜態描述趨向動態分析;逐漸向多層次的綜合研究發展;與其他某些學科的交叉研究日益顯著。

由人類活動對環境的影響來看,生態學是自然科學與社會科學的交匯點;在方法學方面,研究環境因素的作用機制高不開生理學方法,離不開物理學和化學技術,而且群體調查和系統分析更高不開數學的方法和技術;在理論方面,生態系統的代謝和自穩態等概念基本是引自生理學,而由物質流、能量流和信息流的角度來研究生物與環境的相互作用則可說是由物理學、化學、生理學、生態學和社會經濟學等共同發展出的研究體系。

生態學的基本內容

按所研究的生物類別分,有微生物生態學、植物生態學、動物生態學、人類生態學等;還可細分,如昆蟲生態學、魚類生態學等。

按生物系統的結構層次分,有個體生態學、種群生態學、群落生態學生態系統生態學等。

按生物棲居的環境類別分,有陸地生態學和水域生態學;前者又可分為森林生態學、草原生態學、荒漠生態學等,後者可分為海洋生態學、湖沼生態學、河流生態學等;還有更細的劃分,如植物根際生態學、腸道生態學等。

生態學與非生命科學相結合的,有數學生態學、化學生態學、物理生態學、地理生態學、經濟生態學等;與生命科學其他分支相結合的有生理生態學、行為生態學、遺傳生態學、進化生態學古生態學等。

應用性分支學科有:農業生態學、醫學生態學、工業資源生態學、環境保護生態學、城市生態學等。

生態學的一般規律大致可從種群、群落、生態系統和人與環境的關系四個方面說明。

在環境無明顯變化的條件下,種群數量有保持穩定的趨勢。一個種群所棲環境的空間和資源是有限的,只能承載一定數量的生物,承載量接近飽和時,如果種群數量(密度)再增加,增長率則會下降乃至出現負值,使種群數量減少;而當種群數量(密度)減少到一定限度時,增長率會再度上升,最終使種群數量達到該環境允許的穩定水平。對種群自然調節規律的研究可以指導生產實踐。例如,制定合理的漁業捕撈量和林業採伐量,可保證在不傷及生物資源再生能力的前提下取得最佳產量。

一個生物群落中的任何物種都與其他物種存在著相互依賴和相互制約的關系。常見的有:

食物鏈,居於相鄰環節的兩物種的數量比例有保持相對穩定的趨勢。如捕食者的生存依賴於被捕食者,其數量也受被捕食者的制約;而被捕食者的生存和數量也同樣受捕食者的制約。兩者間的數量保持相對穩定;

競爭,物種間常因利用同一資源而發生競爭:如植物間爭光、爭空間、爭水、爭土壤養分;動物間爭食物、爭棲居地等。在長期進化中、競爭促進了物種的生態特性的分化,結果使競爭關系得到緩和,並使生物群落產生出一定的結構。例如森林中既有高大喜陽的喬木,又有矮小耐陰的灌木,各得其所;林中動物或有晝出夜出之分,或有食性差異,互不相擾;

互利共生。如地衣中菌藻相依為生,大型草食動物依賴胃腸道中寄生的微生物幫助消化,以及蟻和蚜蟲的共生關系等,都表現了物種間的相互依賴的關系。以上幾種關系使生物群落表現出復雜而穩定的結構,即生態平衡,平衡的破壞常可能導致某種生物資源的永久性喪失。

生態系統的代謝功能就是保持生命所需的物質不斷地循環再生。陽光提供的能量驅動著物質在生態系統中不停地循環流動,既包括環境中的物質循環、生物間的營養傳遞和生物與環境間的物質交換,也包括生命物質的合成與分解等物質形式的轉換。

物質循環的正常運行,要求一定的生態系統結構。隨著生物的進化和擴散,環境中大量無機物質被合成為生命物質形成了廣袤的森林、草原以及生息其中的飛禽走獸。一般說,發展中的生物群落的物質代謝是進多出少,而當群落成熟後代謝趨於平衡,進出大致相當。

人們在改造自然的過程中須注意到物質代謝的規律。一方面,在生產中只能因勢利導,合理開發生物資源,而不可只顧一時,竭澤而漁。目前世界上已有大面積農田因肥力減退未得到及時補償而減產。另一方面,還應控制環境污染,由於大量有毒的工業廢物進入環境,超越了生態系統和生物圈的降解和自凈能力,因而造成毒物積累,損害了人類與其他生物的生活環境。

生物進化就是生物與環境交互作用的產物。生物在生活過程中不斷地由環境輸入並向其輸出物質,而被生物改變的物質環境反過來又影響或選擇生物,二者總是朝著相互適應的協同方向發展,即通常所說的正常的自然演替。隨著人類活動領域的擴展,對環境的影響也越加明顯。

在改造自然的話動中,人類自覺或不自覺地做了不少違背自然規律的事,損害了自身利益。如對某些自然資源的長期濫伐、濫捕、濫采造成資源短缺和枯竭,從而不能滿足人類自身需要;大量的工業污染直接危害人類自身健康等,這些都是人與環境交互作用的結果,是大自然受破壞後所產生的一種反作用。

生態學(ecology)是研究生物與周圍環境和無機環境相互關系及機理的科學。(E.Haeckel,1866)
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生態學的定義還有很多:
生態學是研究生物(包括動物和植物)怎樣生活和它們為什麼按照自己的生活方式生活的科學。(埃爾頓,1927)
生態學是研究有機體的分布和多度的科學。(Andrenathes,1954)
生態學是研究生態系統的結構與功能的科學。(E.P.Om,1956)
生態學是研究生命系統之間相互作用及其機理的科學。(馬世駿,1980)
生態學是綜合研究有機體、物理環境與人類社會的科學。(E.P.Om,1997)

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