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关键词:产业生态化;理论综述;展望
中图分类号:F062.9 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2015)011-000-04
产业生态化是一种新型的产业发展模式,它遵循生态学原理与经济规律来指导产业实践,构建合理的产业结构,促进产业生产低碳循环的新型产业发展模式,是一种实现产业之间发展高度耦合、产业与自然发展动态平衡、产业与社会发展逐渐协调的过程。当前,我国已进入工业化加速发展时期,随着资源环境约束的不断加剧,产业生态化日益凸显其重要地位和作用,成为人们关注的焦点与重点研究课题,因此,梳理国内外产业生态化理论研究动态,探讨产业生态化理论存在的缺陷和困境,找到产业生态化发展的可行路径,对于我国贯彻落实科学发展观,促进产业结构的优化升级、推动经济快速增长和生态文明建设具有重要的理论意义与现实
意义。
一、国外研究回顾
(一)关于产业生态化思想的起源
产业生态化思想的起源最早是起源于马克思的生态经济思想,这是从源头追溯的。当然,在马克思的著作中并没有指出生态经济、产业生态学或循环经济等这些明确的概念,但他在著作中提到了与生态经济、循环经济等相关的理论,被后代看作是产业生态化思想的源头。马克思在《资本论》、《经济学批判大纲》等著作中多次将生物学概念即“物质代谢”运用到人类社会领域,并且还将“循环”概念创造性的运用于产业,“我们指的是生产排泄物,即所谓的生产废料再转化为同一个产业部门或另一个产业部门的新的生产要素;这是这样一个过程,通过这个过程,这种所谓的排泄物就再回到生产从而消费的循环中。”“这些废料本身才重新成为商业的对象,从而成为新的生产要素。”[1]同时,马克思当时还进行了深入论述,认为通过先进的科技处理工业废料,使工业废料循环利用,不仅能大大节省资源,还能减少排放物对环境的污染,这是生态思想的体现。“化学工业提供了废物利用的最显著的例子。它不仅发现新的方法来利用本工业的废料,而且还利用其他工业的各种各样的废料,例如,把以前几乎毫无用处的煤焦油,变为苯胺染料,茜红染料(茜素),近来甚至把它变成药品。”[1]从马克思的论述中可以看出,马克思认为构建的产业生态系统其实是要达到废物的再利用,这一思想在当时具有先进性,也是后世生态化的源泉,与后世产业生产模式生态化主张资源的循环再利用的思想是同出一辙的。
进入二十世纪,社会经济得到了快速发展,科学技术也日新月异,科技在推动物质文明进步的同时也带来了一些负面影响,如造成自然资源的短缺,自然环境不断恶化等,由此生态问题受到了人们的关注。学者从不同的角度对此进行了反思,有学者从“物质循环”角度入手研究。1966年,受冯・贝塔朗菲提出的开放系统理论的启发,美国经济学家肯尼斯・博尔丁年提出“宇宙飞船经济”理论,他认为当今的世界经济系统是一个宇宙飞船式的封闭循环系统,经济发展不能超出自然的承载阀值,合理的发展模式应该是对自然资源的循环利用。同时,他还指出,“不论未来社会如何,它将不得不生活于一个资源极其有限的‘宇宙飞船地球’之中,它不得不开发出一个循环的或者说闭环的物质经济。”[2]“这个循环生态系统能够通过消耗能量而不断地进行物质再生产。”[3]在他们的研究推动下,循环经济思想开始出现。
(二)产业生态学基础研究
对产业生态化的研究,国外学者对产业生态化发展这一概念和过程没有进行单独研究,但是对产业生态学基础研究和应用研究给予了广泛关注,并取得了一定成果。真正意义上的产业生态思想,是由美国科学家罗伯特・弗罗什和尼古拉斯・盖洛普提出的。1989年他们在《可持续工业发展战略》的文章中指出,“工业可以运用新的生产方式来大大减少对环境的影响”。[4]同时,他们提出了“产业生态系统”(the Industrial Ecosystem)概念,并且他还认为在产业系统建构中能够运用自然界的能力传递、物质循环等生态原理,目的是促进产业的持续健康发展。从这开始,产业生态学研究受到了广泛重视并得到了快速发展。
1991年,耶鲁大学的Thomas Graedle出版了《产业生态学》著作,他认为生态系统与产业系统之间具有相似性,并对此进行了深入研究,认为产业生态学“是从产业生态系统的角度评估和降低产业活动的环境影响的科学。”[5]同时他还和阿伦比一起深入研究,得出了产业生态系统的三级进化理论[6]。1995年,国际机电与电子工程师协会( IEEE)在《可持续发展与产业生态学白皮书》中,对产业生态学理论进行了界定,认为产业生态学理论是一门研究产业系统与自然系统相互关系的交叉学科研究。[7]1997年,瑞士著名产业生态学专访记者S. Erkman(1997)也论述了产业生态学,他对产业生态学的评价是非常精辟的,他认为产业生态学包含两个概念即污染控制与清洁生产,产业生态学是将两者结合起来的一种新的实践活动,是两者的有机结合。[8] Micah D. Lowen thal (1998)等人的研究认为,产业生态学是立足于生态学基础之上的,运用生态学中的一些工具、原则等对产业系统进行分析,包括系统物质、能量和信息流动对社会和环境的影响。[9]随后,Desrchers,Andrews等学者提出产业共生概念,认为产业生态学研究应将其研究视角从生态产业园扩展到区域或者更大范围。[10]从此,学界越来越重视产业生态学研究,大大拓展了产业生态学的研究范围,为现在的产业生态化理论研究奠定了深厚的基础。
(三)产业生态学应用研究
20世纪90年代,可持续发展思想日益深入人心,学界纷纷开展产业生态化的实际应用和实践方法探索。1990年,国际环境毒理学与化学学会提出“生命周期评价”概念,认为生命周期评价是对工业产品整个生命周期的环境影响进行的一种全面审视和评价。随后,美国环保局(EPA)在“生命周期评价”基础上提出了“生态设计”理念,提出这一理念,目的是让企业在设计产品和改进工艺时考虑环境因素,既追求产品的经济效益,同时又要考虑环境效益,最佳效果是达到两者的结合。此外,Arun J. Basu等人还在此基础上进行了深入研究,将产业生态学理论与洁净生产理论结合起来。[11] Cabezash等人则进行了产业系统的模拟生态与技术实验,并进一步指出产业生态系统是一个“广义食物网”。[12]生态工业园区(Eco-Industry,EIP)的概念是20世纪90年代初,以美国康奈尔大学Lowe和Warren等为首的一些学者提出来的,他们认为生态工业园的实质就是企业之间相互合作,企业与自然环境之间的良性互动,企业成员间保持较高的合作和互动积极性是生态工业园效率的保证,且每个生态工业园都要结合实际构建一整套资源再生体系,用作园区运转的基础支撑。[13]从此以后,学界对产业生态学研究多集中在产业生态学的应用方面,关注的焦点在于建设生态产业园,主要包括生态产业园的能量传递与物质循环等方面。
二、国内研究现状
(一)产业生态化基础研究
西方产业生态学理论于20世纪90年代初被引入我国后,国内学界提出了各种“产业生态化”的概念和内涵,刘则渊(1994)等人在《产业生态化与我国经济的可持续发展道路》一文中对产业生态化内涵进行了深入研究,他们认为产业生态化是立足于大生态系统物质、能源的总交换过程中来把握产业活动对自然资源的消耗和对环境的影响的,目的是促进大生态系统的持续、健康发展。并把产业生态化分为三个方面:农业生态化、工业生态化、第三产业生
态化。[14]
黄志斌(2000)从系统角度出发,认为产业生态化是依据生态学、产业生态学与系统学的原理,合理优化产业生态系统的各个组成部分,以建立高效率、低消耗、无污染的产业生态系统的过程。[15]厉无畏(2002)从目的的角度指出,产业生态化是产业结合自然生态的有机循环原理所建立的发展模式,在不同企业、产业之间形成生态链,目的是减少废弃物排放,较少对环境的污染、破坏,从而提高经济发展规模与质量。[16]樊海林(2004)从企业层面将产业生态化分为广义和狭义的产业生态化。广义的产业生态化是指企业优化资源生产效率,以达到削弱污染环境的目的,这是理念和原则层次的产业生态化。狭义的产业生态化主要指企业模仿自然生态系统实现物质和能量的循环利用。[16]陈柳钦(2006)认为,产业生态化是一种实践手段,目的是倡导一种全新的、一体化的循环模式。[17]孟祥林认为,产业生态化并不是说只关注生态环境的保护,而是要寻求生态环境保护与经济发展之间的契合点,达到两者的平衡。[18]吴松强(2009)从产业集聚角度研究产业生态化,提出了集群生态化的概念,并结合循环经济要求探讨了产业集群生态化基本特征。[19]袁增伟(2004)则认为产业生态化是建构一种企业与企业之间合作关系的网络系统,目的是提高企业的资源利用效率和生态效率。他同时还提出了产业共生系统的三级框架,主要依据的是社会环境可行性分析、经济可行性分析与技术可行性分析。[20] 2007年,刁晓纯通过探测性因子分析检验,解释了结构柔性、环境和谐和价值增值组成产业共生系统的实施效果。[21]
(二)产业生态化应用研究
国内学界不仅对产业生态学的内涵、概念等进行了研究,还对产业生态学的应用及具体实践进行了研究。如黄志斌(2000)提出应用科斯定理使环境资本产权化,用财税政策谋求环境系统无害化的解决对策。[22]耿馄通过分析苏南地区产业集群的现状,指出政府、企业及行业协会如何构建产业共生网络的具体路径。[23]王纯新、于渤等立足于方法论,寻求企业实现产业生态化的工具,提出了科学可行的工业生态工程的分析工具。[24]彭少麟、陆宏芳等人以广东区域产业生态系统为研究对象,通过分析研究对象,对产业生态系统的资源消耗、内部循环、产出交换、废弃排放等经济界面进行了实证分析,构建了区域产业生态系统能值分析指标体系。[25]张福庆、胡海胜也是研究具体对象,以鄱阳湖生态区经济为对象,构建了区域经济产业生态化耦合评价模型及其指标体系,并建立了具体的指标评价体系,确定了指标权重和序参量上下限,这一研究为区域的可持续发展提供了参考经验。[26]国内学界对产业生态化应用与实践的研究关注的很多,取得了很多成果,如空间、数量、结构和序理层次上的生态工艺设计和生态系统耦合的工程生态学。[27]还有学者拓展了产业生态化的研究,在企业之间构建生态化信息网络、生态化供应链,把企业间密切联系起来。我国不仅进行产业生态学的理论研究,还对产业生态化进行了实践探索,大力发展生态经济,并在国家产业发展战略中融入了产业生态化发展理念,还在中观层次的区域生态产业园布局和建设以及微观层面的企业清洁生产和技术生态化实践中进行应用,取得了不错的效果,对生态环境的保护起到了积极作用。
三、国内外研究评述及展望
纵观国内外学界研究现状,可以发现,产业生态化的研究主要有以下主要特点:
(一)产业生态化概念各异,内涵实质统一
目前,对于产业生态化内涵的界定比较庞杂,学者们各持己见,缺乏统一的、权威的、标准化的定义。我国学者提出的产业生态化概念是立足于产业生态学的基础之上的,可以看看作是产业生态的动词化。学者界定产业生态化的内涵时是从不同的角度入手的,所以得出的内涵存在差异,如“目的论”、“过程论”“系统论”等角度。虽然对产业生态化的内涵界定不同,但有着一个共同的本质,即在研究产业生态化时对生态的理解还停留在表层,有的学者侧重的生态环保方面,有的学者侧重的是生态学中的物质、能量闭合循环之意,而很少有人针对于产业系统的生态属性,以生态学及系统学来审视产业系统及其与外部环境之间的生态演化关系,把生态化作为一种和谐共生的产业发展理念来看待。因此,大多学者的产业生态化研究陷入了强调如何“师法自然”来建构产业系统内清洁生产体系及物质能量循环体系的固定研究框架,这是单从生产技术角度来考虑产业与自然的协调发展关系的,也即是说认为产业生态化的目的是节约资源、减少污染或者是实施清洁生产、循环生产的过程,其实质就是转变产业的生产方式。
(二)产业生态化理论创新展望
从现有的学界对产业生态化的研究文献梳理中,可以看出目前对产业生态化的理论研究还处在表面,有待进一步深入。国外关于产业生态化的研究成果很少。国内学界对产业生态化的研究主要停留在对产业生态化的内涵、特征、路径等方面,还没有涉足产业生态化发展的目标体系、动力机制及评价体系等方面的详细研究,也即是说对产业生态化的研究缺乏完整的理论框架。另外,已有研究主要从产业生产体系的技术和技术耦合角度寻找产业与自然协调发展路径,仅仅关注通过生态设计、清洁生产、循环生产等各种手段实施产业生产生态化转型。还没有从整体角度探析产业生态化发展的路径,也即是说没有将产业生态系统与整个社会经济系统综合起来进行研究。只有从整体角度对产业生态化进行研究,才能协调各方面。因此,立足于现有的产业生态化理论研究,从整体性与系统性角度入手对产业生态化进行更深层的研究,显得非常必要。
综上可见,以往产业生态化研究主要强调如何“师法自然”,采用的形式主要是在产而已系统内建设清洁生产体系及物质能量循环体系,减少产业的废弃物,进而实现产业与自然协调发展,而忽视了产业之间、产业与资源环境及社会之间的生态关系及它们的生态演化规律,没有将产业内部各部分间的协调发展、产业与社会发展之间的相互影响看做是一个辩证统一的整体,也即是说没有从整体性、系统性角度来探究。另外,在产业生态化发展实现路径的研究上专注于微观的生产领域,偏重技术方法,忽略了研究产业发展与资源环境及社会发展要求不相吻合的结构性矛盾及产业组织间的共生合作问题,从而割裂了宏观、中观与微观之间的有机联系,缺乏对产业生态化路径的综合考量和系统探析。
其实,如果从系统和系统环境角度来看,产业的外部环境不只是我们通常所说的自然资源环境因素,还涉及到影响产业发展的各种社会因素。所以从这来看,产业生态化内涵大大拓展了,不仅包括产而已与自然的和谐发展,还包括产业与社会发展的协调。另外,考虑到产业系统的结构、功能、组织方式与自然生态系统的结构、功能、生态有机体组织方式有着极其相似的内在机理和一致的质态属性,除了物质、能量的流动、转化问题我们可以“师法自然”外,产业生态化系统中的产业结构调整、产业组织方式等都可以运用产业生态学研究中没有运用的生态学原理进行研究,进而丰富和完善产业生态化研究。因此,针对产业系统明显的生态特性,根据生态学理论与生态化思维范式将传统产业生态化理论的产业与自然协调发展内涵拓展到产业自身协调发展、产业与自然、社会协调发展的范畴,并在此基础上,全面探索产业生态化发展的目标体系、动力机制和实现路径,建构出一个较为完整的产业生态化理论体系,用以指导产业自身协调发展、产业与自然协调发展、产业与社会协调发展问题,也是今后产业生态化研究的重点。
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摘 要:城市生态规划是现代城市建设的一个新思路, 新的理念, 它包含了与可持续发展概念相适应的规划方法, 利用生态学的原理, 结合城市总体规划, 还包括环境规划等诸多方面的因素。城市中的各种生态关系本质上是千丝万缕, 是一个复杂的系统, 因此如何做到合理配置空间资源、文化社会资源, 最终达到正确处理人与自然以及人与环境平衡协调的程度, 体现了"城市让生活更美好"的真正价值。本文从城市建设规划建设中应注重对城市生态环境影响角度出发, 对城市建设规划的总体工程布局和规划效益进行了简要的分析, 供同行参考。
关键词:城市生态规划, 生态城市, 绿化
正文:
随着社会的发展,城市作为物质的积累,文化的结晶,其规模也迅速扩大。相应地出现了空气污染、水体污染、热岛等不利于人们生存的诸多因子。作为以人为本的城市,迫切需要改变这种生态状况。因此,生态城市建设是社会发展到一定阶段的产物,是城市发展的必然,也是一个城市文明程度的标志。在这里, 有必要谈谈生态城市和绿化.
生态城市的基本概念
生态城市的概念的演化过程生态城市,这一概念是在70年代联合国教科文组织发起的“人与生物圈(MAB)”计划研究过程中提出的,一经出现,立刻就受到全球的广泛关注。
关于生态城市的概念众说纷纭,虽然至今还没有公认的确切的定义。但生态学家杨尼斯基认为生态城市应是一种理想的城市模式,其中技术与自然充分融合,人的创造力和生产力得到最大限度的发挥,而居民的身心健康和环境质量得到最大限度保护。同时中国学者黄光宇教授认为,生态城市是根据生态学原理综合研究城市生态系统中人与“住所”的关系,并应用科学与技术手段协调现代城市经济系统与生物的关系,包含保护与合理利用一切自然资源与能源,提高人类对城市生态系统的自我调节、修复、维持和发展的能力,使人、自然、环境融为一体,互惠共生。 一个符合生态规律的生态城市应该是结构合理、功能高效、关系协调的城市生态系统。这里所谓结构合理是指适度的人口密度,合理的土地利用,良好的环境质量,充足的绿地系统,完善的基础设施,有效的自然保护; 功能高效是指资源的优化配置、物力的经济投入、人力的充分发挥、物流的畅通有序、信息流的快速便捷; 关系协调是指人和自然协调、社会关系协调、城乡协调、资源利用和资源更新协调、环境胁迫和环境承载力协调。概言之生态城市应该是环境清洁优美,生活健康舒适,人尽其才,物尽其用,地尽其利,人和自然协调发展,生态良性循环的城市。 如何协调城市规划发展与城市生态的关系
探讨城市人居环境改善与可持续发展。是摆在我们面前的当务之急。生态学应用是现实中的一种存在现象,虽然每个人都知道生态的重要,但却不一定能遵循大自然的规律规范自己的行为。
为此,将生态应用到城市规划中应该是规划工的理想。而生态学在城市规划的应用,则是更强调的是生态学的应用部分,并且范围更为广泛,是把生态学的原理应用到需要解决的实际问题中去,在应用过程中可能作为“应用者”不一定要把生态学的原理都讲的清清楚楚,但应用者本人却要对生态学的原理与方法非常熟练。
要想建设好生态城市,必须加强城市规划,其规划不仅仅局限于将生态学原理应用于城市规划过程中,而是将其思想渗透于各个方面和部分,使城市规划生态化,也就是既考虑到现今的生态关系和生态质量,又要考虑到城市未来的生态关系和质量,以使城市和城市生态系统持续发展。
城市绿化基本概念和内涵
城市绿化是在改善城市生态环境,创造融合自然的生态游憩空间和稳定的绿地的基础上,运用生态学原理和技术,借鉴地带性植物群落的种类组成、结构特点和演替规律,以植物群落为绿化基本单元,科学而艺术地再现地带性群落特征的城市绿地。从城市绿地系统角度,绿地的布局、规模应重视城市景观结构脆弱和薄弱环节的弥补,考虑功能区、人口密度、绿地服务半径、生态环境状况和防灾等需求进行布局,因害设绿,按需建绿和扩绿,并从市民生存空间和自然过程的整体性和连续性出发,重视绿地的镶嵌性和廊道的贯通性,将人工要素和自然要素整合成绿色生态网络;从绿地群落角度,应顺应自然规律,利用生物修复技术,
构建层次多、结构复杂和功能多样的植物群落,提高自我维持、更新和发展能力,增强绿地的稳定性和抗逆性,实现人工的低度管理和景观资源的可持续维持及发展。
城市绿化在改善城市生态环境方面具有以下作用:净化城市空气、水分、土壤,保护人民健康;改善城市环境,创造舒适的小气候;提高城市景色美感和质量;丰富城市居民的文化精神生活。城市绿化功能的优劣是以单位土地面积的植物叶片总面积为主要标志,因此增加叶面积,也就是增加了城市绿化的生态作用。乔木的叶面积是其正投影面积的20倍。灌木叶面积是其正投影面积的5~10倍,而草本则更小些,树木的生态效果是草坪的4倍,而由乔、灌、草复合构成的生态小群落,生态效益最好。许多树种对有毒、有害气体均有较强的吸附作用,而草本植物均很少有吸附有毒、有害气体的作用;在降低辐射、降温、降尘、消毒等方面,乔、灌树种更胜一筹。同等面积的乔木与草坪的生态值相比,吸收二氧化碳量、释放氧气量、蒸腾水汽量、蒸腾吸热量等,分别是草坪的27.2倍、25.5倍、23.3倍、32.2倍。为此,针对在一些地方的城市绿化中草坪热的流行,须树立城市绿化的生态意识。绿化、美化、香化、果化,须同步并进,乔、灌、草混种,形成自然的、功能完备的植物群落,既能体现美感又能带来最佳的生态效益和功能,这是城市绿化发展的必然趋势。 长期以来城市绿化设计对绿地的生态效益基本不予考虑,只重视单一的景观效果。要改变这种局面,必须从设计入手,在提
供设计条件时就要对生态效益的设计提出明确的要求。城市绿化生态效益量化分析研究的是园林植物及植物群落的生态功能性和生态适应性。生态功能性包括释氧、吸收CO2、蒸腾吸热增湿、滞尘、减菌、减污、涵养水源、防风固堤、保持水土、储存能量等。生态适应性包括耐阴、抗寒、耐盐碱、抗污、耐旱涝、抗病虫害能力、自肥能力、植物群落中各种植物之间的相互适应性等。 绿化工程是一项长期而艰巨的工作,要人人参与、户户重视、持之以恒,形成人人懂绿、个个爱绿、人人护绿。增强市民绿化意识,不断提高绿化质量,加强城市建设,创建园林式、生态型城市,使城市在园林中、园林在城市中。城市环境不能靠金钱堆积,那种认为只要舍得花钱、敢想敢干,就什么自然奇迹都可以创造出来的想法,狂热而虚妄,如照此行事,到头来不仅会受到经济惩罚,还会遭到自然界的报复。
关键词:建筑设计;生态学理念;应用
Abstract: In the architectural design, ecological concepts into building system, build an ecological construction system well; make the building system in harmony with the overall ecological environment, ecological construction is the development direction of future.
Key words: architectural design; ecology; application
中图分类号:TU2文献标识码:A文章编码:
1、生态学及生态建筑
生态学是研究生命系统与其周围环境系统之间的全部关系的学科。生态学认为任何大小的空间内的生物和非生物成分通过物质的循环、能量的流动和信息的交换而构成一个开放的具有自我调节功能的有序整体,即生态系统。依据生态学的基本观点,建筑必须考虑人类整体以及自然整体的生存和生活。从这样的观点出发,建筑与其周围的环境是一个有机的整体,是周围整体环境中的一个环节,建筑物对其周围环境的影响应当控制在生态系统的自我调控能力之内,使得整个生态系统处于良性循环的状态,使得建筑物与周围的环境处于和谐状态,一言以蔽之,即实施生态建筑。这样的建筑以整体和谐、高效环保、 灵活性强为其根本特点,因此,生态建筑在设计的时候,必须遵循如下原则:
首先,整体设计。这一原则要求我们在做设计的时候,应当从生态整体的观点出发,使得建筑物与自然环境、社会人文环境以及经济环境之间达到和谐共生, 成为一个有机整体,使得人、建筑、环境构成一个良性循环的系统。
其次, 高效无污染。这一原则是前一原则的延伸。提高能源的利用效率,采用对自然环境以及对人体无害的材料,尽可能减少建筑物对周围环境的破坏,以最少的非再生资源消耗换取最大的使用价值,即舒适健康的人居环境,这是生态建筑最基本的要求,也是生态建筑最为显著的特点,贯穿于建筑的始终。
再次,灵活多适。由于建筑系统在其全寿周期内,与周围环境存在着相互作用的关系,这种相互作用会随着时间的变化而变化,同时建筑物的功能在这个周期之内也会发生变化,为了避免过早废弃,需要建筑师采用 “适应性改变”、“灵活性设计概念”、“长寿多适概念”以及“合理废弃概念”等策略,以使建筑物能够适应未来的变化。
2、生态建筑的基本特征
生态建筑的环境要有洁净的空气、水源与土壤不受到不良自然环境的危害, 也不易遭受自然灾害的侵袭,基本特征如下:
2.1建筑物要尽量保持和开辟绿地。在建筑物周围种植树木防风、遮荫,改善景观,保持生态平衡。重视室内空气质量,保持新风在室内的流动。
2.2建筑物的资源、能源和其他消耗至最低程度。建筑物应该充分有效地使用水、能源、材料和其他资源。尽量利用清洁能源(如地热与太阳能、水能、生物能和风能 ),保护与改善自然环境。在满足人们的健康、舒适、安全使用的情况下降低消耗、节省资源。
2.3建筑物应有合理的朝向布局,以充分利用太阳能。建筑物的形体布置合理, 应减小建筑物的体形系数,以减少采暖与制冷能耗,建筑物的围护结构应该采用高效保温隔热构造,并具有良好的自然采风系统以及充分的自然通风条件; 建筑物内的房间设置、布局恰当,既满足使用舒适度,又节省能源。
2.4回收并重复使用资源。从旧有建筑物中拆除的建筑材料,如砖石、钢材、木料、板材和玻璃等,尽可能保护好,根据不同情况,力求回收利用,做到建筑材料―――建筑―――建筑材料―――新建筑的良性循环。
3、从生态学的角度出发进行建筑设计
一个生态系统,如果结构和功能受到损害,生命维持系统瓦解,就会引发生态危机。城市生态系统亦然。一个优化的城市生态系统除要求功能多样,以提高系统的稳定性和自调节能力,还要求各项功能协调,系统内耗最小,这样才能达到系统整体的功能效率最高。因此一栋建筑的设计, 甚或是一个街区设计就要考虑城市生态系统的各个要素,处理好局部与整体的关系,尽量增加局部的自然生态要素,并且与特定的气候及地理环境相适应,这样才能有利于城市生态系统的能量流动和物质循环,减少城市系统循环的梗阻, 维持城市生态系统的动态平衡。生态学研究问题和解决问题的方式,是把问题的各个要素放入一个整体系统内,并以相互联系的方式来对待,问题的最终解决不是单一地消灭或改变其要素, 而是达到一种系统内的平衡。受这种思维方式的启发, 建筑设计, 也应当把设计放到整个城市生态系统当中,对历史、文化、经济、社会、气候、地形、心理行为等要素加以考虑,把问题与答案、思考过程与设计结果放在整个系统内,动态地研究或探讨它,以寻找最佳设计方案。这就是作为生态学角度进行建筑创作的整体方法论。( 图 1)
图1生态学角度的创作方法论图解
城市生态系统除具有生态系统的某些特征外,又具有人为性、开放性、复杂性等特点。城市的开发建设与建筑活动要兼顾这两方面的特性,使人工系统与自然系统协调,使建筑与城市生态系统协调,城市生态系统与大自然生态系统协调, 从而使建筑环境与城市环境获得可持续发展的前景。
首先,建筑设计中的重要工程处于一定的自然生态系统之内,应注意保护自然景观,特定地段的物种多样性, 创造自然开敞的绿地系统,并与当地的气候和地形相适应, 注意节能。自然景观的破坏是一个无法修复的不可逆过程,有效地利用自然景观资源远比破环它更经济,更容易形成特色。城市物种本已贫乏,保护犹不及,更不应毁坏。创造自然开敞的绿地系统,为生物提供繁衍之地, 增加人类对于自然的可达性和亲密性, 同时也能调节城市的微气候。
其次,建筑设计处于特定的人类文化系统之中,要注重社会、历史、经济、文化、心理行为等要素的继承和创新。这与近年来所探讨的文脉的继承有类似之处,只不过本文是借用生态学的研究方式,从系统论的观点出发,把这些要素放置到一个动态系统之内,来考虑建筑设计在这个系统中的操作过程。建筑设计不应当消灭或改变这些要素而是要进行创新和重组,疏导原系统的梗阻,降低原系统的内耗,达到系统内的新平衡。当代人常会感到环境的混乱不定和无归属感,这是由于建筑与环境设计和文化诸要素割裂所致。
4、生态建筑设计方法
4.1建筑与人和谐共生
在设计中强调以人为本,决不是“人类中心论”。建筑活动的主要目的是为人类生产、生活提供健康、无害、舒适的环境。建筑应满足人与自然的和谐共生,利用自然条件创造优美的外部视觉景观,改善室内环境品质,提高舒适度,降低环境污染。满足人们生理和心理需求,才是绿色生态建筑的基本内涵。
4.2建筑与自然环境共生
在对建筑物进行规划设计时,首先要遵循这一原则,即尽可能尊重和保留有价值的生态要素,尽量少地干扰和破坏自然环境,使建筑环境与自然环境融合和共生。设计时,必须尊重这些自然因素,必须考虑建筑物对这些因素所可能造成的影响,根据这些因素的本质特性,科学地确定建筑面积,因地制宜,设计合理的建筑类型,选用对周围生态环境干扰少的建筑材料,减少对水资源的破坏和污染,全方位考虑建筑绿化,降低能源消耗,以使得设计出的建筑物对这些自然因素的影响降至最小。
4.3建筑与社会环境和谐
建筑物在与自然环境共生的同时,还必须与社会环境和谐,因此,在建筑方案设计之前,必须对当地的风土人情、地域景观、审美品位进行详细的调查,在此基础上,选择恰当的建筑语言,设计恰当的空间形态,使建筑物在其全寿周期内,对当地的地域景观、传统建筑能够起到保护和发展的作用,对居民原有的生活方式能够起到保持作用,对土地、能源、交通不形成压力作用,能够让居民参与建筑设计与街区更新过程,保持地域的恒久魅力与活力等。
5、我国生态建筑发展存在的问题
5.1 缺乏对生态建筑的正确理解
生态建筑的概念国内外学术界有许多不同的解释,但核心的内容是根据当地的自然环境,运用建筑学、生态学的基本原理,合理安排组织建筑与其他相关因素的关系,使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力,并具有节地、节水、节能、减少污染、延长建筑寿命、改善生态环境等优点。但是有人认为只要将建筑物周围加一些绿化就是生态建筑,在建筑物内部点缀一些植物就是生态建筑,建筑物单纯的节能就是生态建筑,还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可能就是生态建筑等等。
5.2 缺乏对农村生态建筑的系统研究
我国作为发展中国家生态建筑的系统研究不平衡,其中城乡的差别较大。目前各个学科研究的重点大多局限在比较发达的城市,缺乏对农村居住环境的系统研究,特别是东北地区。大部分的研究都从本学科(生态学、 环境学、 城市规划学、建筑学、农业建筑学)的专业角度出发,虽然研究的内容较为丰富,但是各个学科之间没有很好的结合起来进行深人的研究,特别是如何在特定地区将人居环境与植物环境工程结合起来是函待解决的课题。
5.3 缺乏生态建筑的广泛实践
目前,我国建筑界发表了许多关于生态建筑的论文,这些论文对于宣传可持续发展的思想、推动生态建筑的发展起到了一定的积极作用,但绝大多数的论文都停留在关于生态建筑设计的理论框架、设计原则及生态学理论对建筑学的指导、国外先进生态建筑的经验介绍,缺乏实际工程实践模式、计算机模拟、环境效果的测试分析。
关键词:生态学;理论问题;应用性:设计
一、生态学的教学地位
生态学是研究生物与环境相互关系及其规律的科学。它既是一门理论学科,也是一门应用性、实践性、前沿性强的学科。科学技术的飞速发展,为人类带来了极大的利益,但同时加深了人口、资源、环境间的矛盾,解决这些矛盾客观上要求生态学承担起协调人地关系的重任。
生态学是可持续发展理论的重要基础之~。生态学研究内容深入而广泛,理论内容丰富复杂,指导性强。如何在有限的教学时数内,把复杂的理论问题简单化、实践化、生动化,实现意识形态的灌输与实践能力培养的双重效果是我们的任务。我们的教学对象无论是未来的教师,还是生态系统的管理者、实践者,都应通过生态学的学习形成高度完备的生态观、科学的管理观与可持续的开发利用观。
生态学是与其他学科具有广泛交叉的活跃学科。生态学理论、技术、方法的日新月异,从生态学教学与应用领域而言,已从传统的生物学科渗透到包括社会、经济等非自然科学领域。本研究以地理学科体系下生态学教学内容的科学建构为目的展开研究,旨在地理学人才培养体系中充分发挥生态学的作用,实现人才培养效益的最大化。
二、生态学理论问题的表达特点
(一)重视分层表达
生态学研究层面多,内容广泛。其研究对象包括分子一细胞一器官一个体一种群一群落一生态系统一生物圈等几个层次,且以各层次研究的生态学进行独立表达。因此,教学中应注意强化理论问题系统性、逻辑性及其理论问题的内在联系。
(二)重视模型表达。在地理专业的生态学的教学中侧重于种群、群落、生态系统及生物圈生态学的研究。对不同尺度的研究内容用数学模型对事物的变化及内在关系进行科学的表达更容易揭示事物的本质与规律,但应加强模型的生态意义与应用性的阐述。
(三)重视结果表达。生态学各研究层次中均有重点和难点理论,目前,多数生态学教材对理论问题的表达偏向强调结果,而对内在机制分析不足。因此,教学中应注意过程及内在机制的分析。
三、生态学理论问题的应用性设计探讨
(一)种群的动态变化问题
种群生态学研究的核心问题就是种群的动态变化,该问题既是重点也是难点。其中,在讲种群的逻辑斯谛增长规律的应用时,我们例举了人口数量与地球的承载能力的关系的三种变化模式:
第一,理想模式:指人口数量按指数增长,缓慢的以“s”型曲线增长,并以渐近线的形式接近人口承载力“K”,这种温和而非过激的增长不会造成对环境的伤害,是理想的发展模式。
第二,不理想模式:指人口数量的增长先超过地球承载能力,然后又由于资源环境的胁迫而降到承载能力之下,再经波动后接近承载力K,最终人口数量才趋于稳定,是一种动荡的、波浪式的增长。
第三,极不理想模式:这是一种不正常的增长情况,即人口数量的增长远远超过地球承载能力K,致使生态系统中的某些要素受到严重破坏,从而导致承载能力下降至较低的承载能力K’,人口数量也迫降到K’容许的新的地球承载能力。
对该问题的分析,既揭示了种群J增长与S增长间的关系,又反应了人类种群管理乃至生物圈管理的深层次问题,实例恰当的应用与选择可以使知识得以深化、升华,让学生站在更高的视角去观察和思考问题。
(二)群落生态学问题
重点讲授植物群落的结构及其动态变化等知识。群落生态学是农业、林业、畜牧业发展的必要的理论基础,在土地利用、自然保护等诸多领域都具有重要意义。
1 群落的空间结构
生物群落作为一个有机实体,它在空间结构上表现为群落的垂直分层现象和水平镶嵌现象的特点。以群落垂直结构为例,群落的垂直结构保证了生物对空间和资源的充分利用,促进了生态系统稳定性的提高。茶胶模式是对群落垂直结构理论的成功的应用,兼备生态、经济与社会效益。介绍茶胶模式是群落结构教学的基础,教学中更应重视的是对茶胶结构内在机制,及对群落垂直分层生态特征的分析,这样才能激活并引发学生更广泛的思考。
群落的生态设计问题。所谓生态设计是将系统中矛盾的事物转化为和谐一致的事物。群落中人类的需求与自然的给予间总是存在多种多样的矛盾,协调矛盾而不是激化矛盾,这是生态设计的宗旨。如桑基鱼塘模式是生态设计的成功范例,他们将人与水之问的矛盾转化成人水之间的和谐。教学中我们提出了黑龙江省三江平原资源利用中的矛盾问题,提出了大庆地区水污染、水资源匮乏与环境需水量大等环境保护问题,引导学生积极思考,形成一系列有创意的探讨。增强了学生责任意识与使命感。
2 群落的动态
任何一个生物群落都是一个动态实体,按动态变化的时间长度可分为:群落日变化、月变化、季相变化、年际波动与演替等。动态变化的现象是教材所体现的内容,我们将现象分析与生态系统管理联系起来则增加了学习的目的性、生动性与理性的升华。以日变化为例,结合植物生长特点,在温室、大棚的管理中,科学地利用植物在白天的光合作用能力同化更多的有机物,同时注意控制夜间温室温度减少植物自身的呼吸与代谢,以形成更多的净积累,达到提高生物生产力的目的,并要求学生举一反三的应用群落的动态变化规律指导生产实践,这样的教学可形成良好的互动。
群落演替顶极理论是群落动态理论的难点,在讲授三个顶极理论的基本内容时,引进了时间尺度的概念,这一概念虽超过了生态学的研究范畴(尺度为景观生态学中的研究内容),但在揭示单元和多元顶极论间矛盾的根源问题上确有拨云见日、一语见地的功效。同时在讲顶极格局说时,让学生分析与三个顶极理论形成有关的群落性质思想的继承特征。使学生从根源上认识三个顶极理论的本质,把握三个顶级理论之间的区别与联系(表1),教学效果很好。
3 生态系统生态学理论
生态系统研究是现代生态学研究的主流。重点介绍生态系统的结构、功能。
(1)生态系统的能量流动
生态系统作为以太阳能为能量基础的系统,它完全符合研究能量转化的物理学中的热力学定律。讲授中我们介绍了热力学第一、第二定律及耗散结构理论。并通过分析推演将三个独立的理论有机的联系在一起。
特别是当介绍耗散结构理论伟大贡献时,将热力
学第二定律的局限性与耗散结构的创造性及二者的研究前提(孤立系统、开放系统)的本质差异做了很好的说明。耗散结构的意义在于:一方面成功地解决了克劳修斯和达尔文的矛盾。即退化与进化的矛盾。克劳修斯的热力学第二定律,表明一个孤立的系统会向均匀、简单、消除差别的方向发展。然而,我们所观察到的生物界的进化恰好与之相反,即由简单到复杂,由低级到高级发展。耗散结构的研究对象处于远离平衡态、非线性区内的开放系统中。这个矛盾在明确了研究前提后得到了科学的解决,使两个根本对立的矛盾得到了统一。即在有足够的负熵输入的情况下系统会出现从无序向有序的方向发展,符合生态系统的发展方向。另一方面,耗散结构理论为研究复杂系统的演化,特别是研究演化中的突变行为,提供了科学根据。“探索复杂性”是耗散结构理论的重要任务,研究系统演化中的突变行为是系统研究中非常令人困惑的棘手问题,耗散结构理论则使这一问题迎刃而解,堪称科学奇迹。如激光这一现象的形成很好地诠释了系统由无序到有序过程中的突变行为及系统发展中的阈限问题,这一研究使生态系统理论的发展出现了巨大的飞跃。该问题虽是理论分析的延展,但教学效果甚好。
能流分析中生态效率是一个很重要的概念,但教材上直接给出几个基本的效率公式,这种表达方式学生不容易把握生态效率研究的重要性及意义,缺少亲和力,学生只能机械地记忆几个效率比值,知识得不到升华,鉴于此我选择了几个生动的例子讲解各效率公式,如以组织生产效率为例,变温动物的组织生产效率远大于恒温动物(蝗虫37%,鼠3%),同样喂食蝗虫和田鼠50千克食物,蝗虫增重6.85千克,而田鼠只长0.7千克。那么,在以生产动物蛋白为目的的生产管理中,增加变温动物的生产有利于节约能量,大大提高生产效率。
(2)生态系统的物质循环
在全球变化问题引起人的高度关注的情况下,碳循环成为全球变化中的研究重点。如何将这一问题讲深、讲透变得非常重要。我们采取了以机制探讨为突破口的思路。调动和引导学生用所学的地理学基本理论推衍全球变暖后全球大气环流形式的变化。由陆地降水分布、温度分布及水热组合模式,分析了在我国典型的大陆性季风条件下可能出现的一系列生态后果,并结合玉米、水稻、小麦等大宗作物生长特性与未来新水热组合的气候特征间的关系,探讨和揭示了未来农业生产面对的机遇和挑战,同时,也对林业生产进行了全球变暖后正负效应的辨证分析。这样组织的一节课让学生学得主动,学得痛快,既是对已有知识应用一次实战检验,又是对未来发展趋势做出的理性分析与思考。这样的教学设计教师讲的入境,学生听的兴奋,效果甚佳。
4 对概念的诠释及其应用性思考
以生物量与生产量为例,这是两个很简单的概念。教学中我们设计了几个开发学生分析能力的问题。如:以单位水体(池塘)为例,1)如何实现底栖生物的最大现存量?2)如何实现底栖生物的最大生产量(以年为单位)?3)在水产养殖中如何结合所学生态学理论对水体进行科学设计与管理以实现效益最大化?
第一个问题很简单,只要不向系统外输出底栖生物即可实现。第二个问题则需要一个调查结果来说明,即水体中当有底栖动物的捕食者时,每年底栖动物的生产量是无捕食者时的17倍之多。这一问题也可结合逻辑斯谛增长规律进一步说明,即当生物的现存量在K/2左右时,种群个体数量NO较大,环境剩余空间也较大,根据逻辑斯谛增长模型:
dN/dt=NO×r(1-N/K)
这时种群的自然增长速度很快,应用在生产上则种群的生产效率很高。第三个问题则是一个涉及对水体生产结构进行生态设计的问题,包括对垂直结构的科学配置及对水生生物的适时捕捞,以实现PN/PG的效益最大化等。这虽是对简单概念的学习,但通过教学设计,即可极大地提升学生的认知与思考空间。
三、结论与思考
1 成功的课程内容组织与内容设计,不仅能达到事半功倍的教学效果,更重要的是能开拓学生的视野、活跃学生的思想、激发学生的学习积极性与创造力,启迪学生的探讨真理,揭示规律的灵感。
2 科学的教学设计要求教师本身对课程内容有深入的理解。要在教学上舍得花心思、花力气,并在教学和科研中不断提高自己的能力与认识水平。
《环境生态学》与其他许多学科联系紧密,它更注重生态学基本知识和理论在人类实践中的具体应用。如景观生态学理论在人类对生态系统的利用上的指导作用,生态系统管理理论对城市生态规划的指导,生物种群的种间关系原理对如何更好的保护生物多样性的阐述以及可持续发展理论对生态文明社会构建的指导意义等,但目前所用到的《环境生态学》教材多偏重于对生态学基本概念、基本原理及重要理论的介绍和对生态系统服务功能的价值及生态系统管理等内容的阐述,而对具体实践中生态环境类事件的应用却较少。基于这种教学理论与实践脱节的问题,就要求教师对课堂教学进行及时反思,对该课程教学进行及时改革,以改变目前这种不合理的现状。
针对农业院校环境科学专业的学生大多来自农村的现状,在《环境生态学》课堂教学中,就要求学生对其所居住地区的周边环境给予特别关注,如许多农户养殖畜禽所产生的粪便物如何进行资源化利用;冲洗鸡舍、猪舍等的废水如何进行生态处理,再次回收利用;农作物秸秆如何更有效地利用,甚至变废为宝等,这些都是目前农村存在的重要生态环境问题,如果教师在平时的课堂讲授中,将这些生态学理论与农村存在的实际生态环境问题结合起来,将对解决当前农村的环境污染问题具有重要指导作用。目前城市大量温室气体的排放已经严重影响到了城市的气候(如城市热导效应),并加速了全球气候变暖的进程;城市大量垃圾的堆放,既严重污染了环境、占用了大量的土地又对人类的健康带来了极大的安全隐患等,这些具体的生态环境事件均可以结合课堂基本理论的讲授来进行。这样让学生将理论知识联系具体的生态环境事件来分析问题,从而慢慢培养学生解决实践问题的能力。对于应用性、实践性很强的《环境生态学》来说,只有让学生将理论知识转化为具体的实践操作,才能获取最直观、最生动的认识。《环境生态学》是一门新兴的、综合性很强的学科,它又是应用生态学的一个分支,因此要求其内容不断地发展和完善,所以只有不断深入地推进教学改革,不断地进行理论知识更新、教学方法探索、实践教学改革,才能更好地激发学生的学习兴趣,锻炼学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,培养学生自觉保护环境的意识,造就具有生态意识和满足社会可持续发展需要的专业人才。
2环境科学专业《环境生态学》课程教学改革
环境科学专业学生对《环境生态学》课程的学习无论在教学内容上及教学实践上均较生态学专业学生有所不同,因此需针对本专业学生对该课程的要求及授课对象的知识背景探索出适合安徽农业大学环境科学专业《环境生态学》课程的教学方法,本研究从课程设置与教学内容、教学手段与教学方法、实践教学及双语教学4个方面提出改进方法。
2.1课程设置与教学内容的改革
安徽农业大学环境科学专业是在大二下学期开设《环境生态学》课程,而在此之前学生尚未涉及任何生态学相关的基本理论知识学习,由于《环境生态学》是由生态学分支而来,掌握生态学的基本概念、基本原理及重要理论是学好《环境生态学》的基础,因此应在目前课程的设置上进行适当调整。根据环境科学学科发展的最新动向及结合该校的实际情况,研究设置更符合社会需求及学科发展的专业课程体系,丰富和更新《环境生态学》教学内容,激发学生对本学科前沿问题的探索,实现对基本理论的巩固和应用。目前国内多数《环境生态学》教材的内容体系主要划分为两大部分,一是生态学原理部分,二是应用部分。对于生态学原理部分,是学生掌握《环境生态学》基本理论知识的基础,这一部分是按照生物与环境及生物圈中的生命系统层次这一主线来阐述的,这部分内容在教学中调整的幅度较小,但应用部分不同教材的侧重点有所不同。如何更好地取舍或融汇这些内容使之更符合环境科学专业适应社会的需求,是该课程改革中必须要考虑的问题。目前联系我国生态环境问题的实际内容较少,所以教材课程内容应针对国家环境保护人才培养的要求和国家生态环境建设战略目标,增加生态监测、生态修复及生态恢复与重建等相关内容。
2.2教学手段与教学方法的改革
2.2.1多媒体授课方式由于《环境生态学》涉及到众多的学科,因此具有较强的深度与广度,课程中许多生态学原理及基本理论比较抽象难懂,如果教师在授课过程中只采取传统说教式的教学,则很难激发学生的学习兴趣,从而影响教学效果。为了改善教学效果,提高教学质量,授课教师需要在课堂教学中改变传统的教学模式,采用多媒体教学通过各种声音、图形、图像、动画等方式形象直观生动地展示课程内容,致使教学过程多元化,从而体现出现代化教学手段应有的信息量大、知识面宽、直观、易懂、容易接受的特点。这样大大降低了教师的教学难度,提高了学生的学习热情。此外,还可利用Flash、An-imator(二维动画)和3DStudiomax(三维动画)等动画方面的处理软件制作多媒体动画,演示课程中抽象的内容,以加深学生的印象。另外,多媒体课件需要实时更新,同时还要紧跟教材。
2.2.2多样化的教学手段探索在《环境生态学》理论课程教学中,引入问题式和探讨式教学,即“设疑自学思考提问讨论学习理论知识总结”的教学模式,从而激发同学的学习热情,调动学生的积极思维,让学生带着问题听课,以加深学生对问题所涉及的理论知识的理解。《环境生态学》中有很多理论较为抽象,所以在实际教学中,教师应采用多元化的教学手段,将理论教学与实践教学有效地结合起来。如教师可给学生设置一些具体的生态环境类事件的专题讨论,让学生通过独立查阅资料,阐述自己的观点,与老师同学广泛讨论,并就所讨论问题提出解决问题的方案等。由于教师布置的问题没有标准答案但使学生把书本上的死知识变成了系统地思考环境生态问题的有力武器,激发了学生的思维,提高了学生对该学科内容的关注度和学习兴趣,从而提高其运用所学知识解决问题的能力。
2.3实践教学的改革
《环境生态学》是一门实践性很强的课程,如果仅通过单一理论知识的传授则很难达到良好的教学效果,学生对知识的掌握往往只是死记硬背,而缺乏深入透彻地理解,因此应加强该课程的实践教学,开展学生研究性、探索性的学习。实践教学是课程教学的一个重要环节,也是让学生将理论知识联系实践的唯一途径,因此野外的生态环境考察是课堂教学和实际应用的有效结合。在该课程的实践教学中,让学生对合肥周边的自然地理环境或污染严重的水域等进行调查,通过学生对水域水质状况、植被破坏和生态恢复情况等的调查,把所学的理论知识运用到实际的生态环境问题中去,在实践中提高教学效果。也可以针对教学过程中所涉及的一些重要理论,设置小的研究课题,让学生自己去调研、分析以及验证。在研究性、探索性的学习过程中,不仅加深了学生对《环境生态学》基础理论的理解,也加强了学生理论与实践的结合,使学生学会学习,学会思考,有助于培养具有创新精神和创新能力的高素质人才。
2.4双语教学的改革
双语教学能使学生在掌握专业知识的同时,提高学生学习和应用英语的能力。它是高等教育培养具有国际竞争力人才的必然要求,也是当前教学改革的重点和难点。《环境生态学》是一门综合性强、应用广泛的学科,相关新成果、新概念、新理论、新技术不断涌现,为了紧跟国际科学技术的飞速发展,把握该学科前沿的发展趋势,培养精通专业与精通外语的双语人才,是环境科学专业《环境生态学》课程教学进一步发展的目标与方向,以提高学生学习《环境生态学》课程的兴趣和英语水平。
3结语
关键词:生态学;BOPPPS模型;BOPPPS式教学;教学过程;学习兴趣
中图分类号: G712文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)05(a)-00
目前,国内外综合性大学开设较为广泛的专业基础课或专业课就是《生态学》,其是生物学的重要分支学科,历经140余年已经具备了坚实的理论基础,研究结果已然成了政策制定和科学管理的重要的依据和手段[1]。而且,作为探究地球生命系统和环境系统间互相作用的学科,其应用性和交叉性都很强[2~4]。越来越受到人们的重视,而且,我国已经把生态学划分为一级学科。
近年来,国内外的许多学者通过不同的方法,从不同的角度和层次对生态学进行了广泛而深入的研究,并提出了许多重要的理论,同时也对《生态学》的教学内容以及方法提出的要求更高了,而且课程安排还要更具前瞻性了。因此,该课题研究者结合教学经验和国际先进的教学模式,探讨并实践总结了生态学课程的模式。
1.《生态学》课程教学中存在的普遍问题
1.1 教学内容与现实问题脱节
一些老师在教学的过程中,过分注重教学大纲和书本知识,而没及时更新专业知识,和丰富和完善教学内容,不能将生态学理论知识与实际存在的环境问题、生态破坏问题紧密地联系在一起。因此,讲授的知识很难做到理论联系实际,造成学与用的脱节,不能将理论方法有效地应用于生态环境现状的评估、维护及恢复。
1.2 传统、单调的教学方式
对学生独立获取知识以及实际工作中的创新能力的培养是教育的根本目的,这也就需要教学方法要以学生素质和能力的提高为主。灌输式的教学模式是当前普通高校主要的手段,该模式以老师宣讲为主,而学生则处于比较被动的状态。这种教学方式,往往对学生个体的差异没有很好的区分,针对性不强,且教学的媒介以单一、传统的板书或者幻灯为主,这样就使得学生在学习知识方面显得尤为被动,一堂课下来对教授的知识很难真正理解并运用于实践,从而阻碍了对学生独立的创新能力的进一步培养,不仅制约了学生的全面发展,而且有悖于素质教育的根本要求。
1.3 单一的考核方式
我国普通高校现在采用的考核方式基本都是卷面考试,较为单一,对学生知识的掌握和运用情况无法真正的了解。也正因为如此,许多学生在平时上课不听讲,而临时抱佛脚。这种现象不仅不利于学生的素质培养,使学生形成平时疏于学习、不注重学习能力的培养而只注重最后的考试分数的不良习惯,也助长了学生学习投机侥幸心理。
2.BOPPPS模型
起源于欧美地区的BOPPPS教学模型,是教师用以评量课程设计的工具。BOPPPS模型是把教学内容切割为一个个小单元,每个教学小单元内都有其起承转合,因此所有小单元组合而成的单元课堂,亦遵循起承转合的脉络。BOPPPS便是将课程依起承转合分为六个阶段,依次为:导言(Bridge―in)、学习目标(Objectives)、前测(Pre―test)、参与式学习(Participatory Learning)、后测(Post―test)、总结(Summary)[5] 。各个要素的含义如表1所示,还给出了Why、Who、What、How和Whether or not这5W教学要素在BOPPPS模型中出现的位置[6-7]。
3.在《生态学》课程教学中引入BOPPPS 式教学模式
3.1 BOPPPS 的教学理念
在课程教授过程中,对于每个知识点,明确描述了教学目标后,教师可围绕该教学目标,按照 BOPPPS 模型展开教学过程的设计。BOPPPS 模型从学生怎样获取知识的角度出发,先制定明确的教学目标,接下来利用多种方式诱发学生对该知识的兴趣,通过前测掌握学生当前水平以便灵活地调整授课内容和授课方式,再按照教学目标设计学生主动学习环节,然后通过后测了解学生对知识的掌握情况,最后给予概括。
3.2 BOPPPS在生态学各个教学环节的应用
生态学内容广、领域多,且涵盖基础、应用等多方面,还涉及到很多生态阶元与层次,教师单独靠教授是无法收到明显的教学效果的[8]。同时,《生态学》课程内容具有较强的交叉性、应用性和开放性等特点,传统的教学方式已经不能适应现代生态学教学的要求,所以,必须改革和调整已有的教学内容、教学方法以及教学手段等,以便更好地满足和适应本学科的快速发展,及培养出高素质的创新人才[9]。
对此,该文就课程教授中的实践检验教学方式进行如下介绍。
(1) 课程的导入
在涉及到全球变化问题时,通过介绍大气和水体污染、生物入侵、生物多样性消失、荒漠化加剧、生态系统退化、水资源短缺等现象来引起学生的关注。通过介绍电影如《寂静的春天》、《后天》等进行情境创设,让学生对全球变化特别是气候变化、极端天气事件等引起关注,对学生逐步进行引导,从而使他们能更好地掌握理论知识。
(2) 明确的学习目标
学习目标不仅是学生学习的最终目的,还是老师教学的依据,更是学习效果的检测标准。因为生态学内容广、涉及领域多,还涵盖基础、应用等方面,还与诸多层次和生态阶元相关联。因此,明确地传达每一节课的学习目标,使得学生能够根据自身的理解程度,及时修正对重点知识的认识偏差,对所授内容依据自己的特点有侧重的学习掌握。例如:在讲授有关种群调节的这一知识点时,主要学习任务是掌握六大假说或学派各自的学术思想、争论焦点,以及各学派的相互关系,而不是将其剥离开,单一地学习。
(3) 课前的测试
在授课之前向学生提出相关问题,学生经认真思考后,给出了许多丰富多彩问题和相应的解释,借此准确把握学生的理解程度。例如,水这一生态因子对动植物的作用和影响都有哪些方面,水的含量过高或过低会对动植物的生活和行为产生哪些影响等等。
(4) 参与式学习,即互动
采取以教师为主的讨论学习,或是学生为主教师为辅的,以及学生间互助、团体小组讨论等形式进行讨论。另外,对于相关学科还是组织学生进行专题讨论,对学科领域的研究现状、课程进展以及讨论方向有所了解。例如:
①主题讨论:针对全球变化、可持续发展、生物多样性、景观生态、退化生态、恢复与重建生态、湿地生态、生态工程、生态经济等较为热门的主题进行讨论,分小组进行PPT讲演,提高学生的视野和思路。例如:在学习生态系统退化与恢复这一主题时,学生小组以位于内蒙古呼和浩特市新巴尔虎右旗的草原生态系统为例,大量的搜集资料,以PPT的形式,并通过精彩的讲解,向大家展示了不同放牧强度下的草原植被变化及不同时期的植被图片,为此,让学生积极思考和讨论生态系统退化与恢复重建等问题,使其深刻认识到人类活动对自然环境造成的严重影响;
②成立创新工作室,设立研究小组进行研究课题讨论:结合生态学原理及专业特点,确立一个研究小组课题,并由小组成员共同参与,讨论所涉及到的科学问题、研究方法以及结果,要各抒己见,从讨论中总结出各自的经验以及所受到的启发,从而培养学生的创新思维和创新能力;
③专题讲座:根据当前生态学领域的一些研究热点或者是热点问题,邀请国内外相关专业进行专题讲座。例如:我们曾多次邀请国外资深的教授及年轻博士为学生进行有关群落多样性、群落演替、生态系统的物质循环和能量流动等的专题讲座,以开阔学生的视野,提高学生思考问题的角度,使学生了解到生态学的最新领域;
(5) 课程学习效果实时检测及总结
提出与课程理论相关的实际问题,引导学生进行思考,对已讲授知识进行回顾,更进一步加深对相关原理的理解和掌握。最后由教师进行总结,帮助学生形成彻底清晰明了的知识网络。
4.结语
《生态学》的教学目的是使学生学会利用生态学原理以及方法去认识和解释生活中遇到的一些问题,同时还可以想办法解决问题,让学生能够积极地思考问题和解决问题。BOPPPS 式教学模式可以真正地使学生的学习兴趣和动力得到很好的激发,促进其发现问题、分析问题和解决问题的能力的提高,这也是该模式较为突出的特点。生态学课堂教学时,把BOPPPS 式教学模式用于实践,使教师的主导作用得到充分发挥,要适度、适时、适当、适法地引导学生,把握好设计问题、创设情境以及合理切入、组织讨论、揭示规律、解释疑惑等环节,通过引入、讨论和解答相关问题,对生态学的基本概念和原理进行阐释,从而提高教学效果。
参考文献
[1] 刘艳红.浅谈生态学教学中的寓教于乐[J].中国科教创新导刊,2012(1):150~151.
[2] 李博.生态学[M].北京:高等教育出版社,2000.
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Abstract: Urban, rural and regional Planning is currently the inevitable development process of landscape ecological planning; the exploration of rural and regional planning of landscape ecological models is the current research focus. The article discusses the ideas of landscape ecology and development, based on patch, corridor and matrix models, its basic elements are analyzed.
关键词:城乡与区域规划;景观生态模式;分析
Key words: urban, rural and regional planning;landscape ecological model;analysis
中图分类号:TU98 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)27-0060-01
0引言
景观生态规划模式是继I.McHarg的“自然设计”之后,又一次使城乡规划方法论在生态规划方向上发生了质的飞跃。自然设计模式摒弃了追求人工的秩序和功能分区的传统规划模式强调各项土地利用的生态适应性和体现自然资源的固有价值;而景观生态规划模式则强调景观空间格局对过程的控制和影响,并试图通过格局的改变来维持景观功能流的健康与安全,它尤其强调景观格局与水平运动和流(movement and flow)的关系。
1景观生态规划思想概述
景观生态学中的景观概念,比风景和地貌意义上的景观概念有更深而广的内函和外延,并有其特殊的意义,它是指多个生态系统或土地利用方式的镶嵌体,空间尺度大体在几平方公里至几百平方公里的范围。“景观生态”一词最早是由Troll于1939年提出的。当时航片开始普及,使科学家们能有效地在景观尺度上进行生物群落与自然地理背景相互关系的分析。但直到20世纪80年代之后,景观生态学才真正在把土地镶嵌体作为对象的研究中逐步总结出自己独特的一般性规律,使景观生态学成为一门有别于系统生态学和地理学的科学。他以研究水平过程与景观结构的关系和变化为特色。这些过程包括物种和人的空间运动,物质和能量的流动,干扰过程的空间扩散等。
2城乡区域规划的景观生态模式分析
2.1 斑块、廊道和基质模式斑块、廊道和基质是景观生态学用来解释景观结构的基本模式,普遍适用于各类景观,包括荒漠、森林、农业,草原、郊区和建成区景观,景观中任意一点或是落在某一斑块内,或是落在廊道内,或是在作为背景的基质内。这一模式为比较和判别景观结构,分析结构与功能的关系和改变景观提供了一种通俗、简明和可操作的语言。这种语言和景观与城乡规划师及决策者所运用的语言尤其有共通之处,因而景观生态学的理论与观察结果很快可以在规划中被应用,这也是为什么景观生态规划能迅速在规划设计领域内获得共鸣的原因之一,特别在一直领导世界景观与城乡规划设计新潮流的哈佛大学异军突起。美国景观生态学奠基人Richard F T. Forman与国际权威景观规划师Carl Steinitz紧密配合,并得到地理信息系统教授Stephen Ervin的强有力技术持支,从而在哈佛开创了又一代规划新学派。
2.2 斑块原理一般来说,只有大型的自然植被斑块才有可能涵养水源,联接河流水系和维持林中物种的安全和健康,庇护大型动物并使之保持一定的种群数量,并允许自然干扰(如火灾)的交替发生。总起来说,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,具有跳板的作用。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的多。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。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。
3廊道原理
人类活动使自然景观被分割而得四分五裂,景观的功能流受阻,所以,加强孤立斑块之间的及斑块与种源之间的联系,是现代景观规划的主要任务之一。联系相对孤立的景观元素之间的线性结构称为廊道。生态学家和保护生物学家普遍承认廊道有利于物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,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,公路是野生动物最大的杀手。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。
4基质原理
一个理想的景观质地应该是粗纹理中间杂一些细纹理的景观局部。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须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还嫌不够,不利于某些需要两个以上生境的物种的生存。相反,细质地景观不可能有林内物种所必须的核心区,在在尺度上可以与邻近景观局部构成对比而增强多样性,但在整体景观尺度上则缺乏多样性,而使景观趋于单调。在上述有关景观结构与功能关系的一般原理基础上,Forman等人又提出了下列两个景观整体模式,以作为景观生态规划的总体原则。景观规划中作为第一优先考虑保护或建成的格局是:几个大型的自然植被斑块作为水源涵养所必须的自然地;有足够宽的廊道用以保护水系和满足物种空间运动的需要;而在开发区或建成区里有一些小的自然斑块和廊道,用以保证景观的异质性。
参考文献:
关键词:生态位理论;旅游生态位态势理论;旅游生态位扩充; 西双版纳
中图分类号:F592文献标识码:A文章编号:16749944(2013)04027103
1问题的提出
生态位理论(niche)是生态学中的重要理论之一,众多学者并未对生态位理论有统一的概念认识,Grinnell(1917)最早定义空间生态位[1];之后的学者如Elton[2]、Gause[3]、Hutchinson[4]、Whittaker[5]、Oduml[6]、Leibold[7]、Pinak[8]等对生态位的概念进行了定义、扩展或再细分。国内关于生态位的研究始于20世纪80年代,王刚[9]、马世俊[10]等人在前人的基础上结合自己的研究方向提出了多种生态位的概念。虽然生态位的概念没有统一,但是其基本思想都是指基本生物单元在生态系统中与其他生物单元的相互关系。生态位理论被广泛应用于种间关系,生物多样性与稳定性种群变化等生态学领域。随着复合生态系统理论的提出,生态位的理论和方法逐渐渗透到城市景观、旅游规划以及企业管理等许多社会学科领域。
生态位在旅游中的应用最早是黄芳(2001)提出的[11],她认为某些生态学原理,如生态位原理可以为旅游领域提供独特的视角和方法,解决旅游区域优化系统,促进旅游可持续发展。国内运用生态位理论研究旅游大致可分为:旅游资源生态位、旅游地生态位以及区域旅游生态位等研究。
在旅游资源生态位的研究中,李向明(2007)认为旅游资源在旅游系统中占据的位置和发生的功能及作用,体现了旅游资源的生态位宽度,其选择策略主要包括生态位的拓展、调整、协调和优化四个方面,并以江西省为例分析了当地旅游资源的开发策略。李丰生等(2008)认为旅游资源生态位是在当地旅游资源开发的总体过程和所有旅游资源品相特征中的发展地位和作用,并指出旅游资源的整合主要有错位开发、协同发展以及拓展策略。
在旅游地生态位研究中,邹仁爱等(2005,2006)认为旅游地生态位是指旅游地在区域旅游系统中所具有的生存位置以及在旅游系统中发挥的作用,并探讨了旅游在协调开发过程中的策略。孟德友(2006)等在理论基础上分析了黔东南苗族侗族自治州巴拉河乡村旅游发展中生态位的重叠现象和发展策略。祁新华(2006)等对黄山、九华山、齐云山的生态位态势进行定量分析。向延平(2007)以湖南凤凰为案例分析点进行生态位态势的定量分析。王刚等(2008)对珠三角地区的主题公园的生态位态势进行对比研究。
在区域旅游生态位研究中,汪清蓉等(2008)提出区域旅游生态位的测量由4大维度和32项变量构成,并探讨长三角地区区域旅游的竞合模式。祁新华等(2004,2005)在理论基础上提出了区域旅游可持续发展的措施等。
综合国内外的研究文献,目前国内基于生态位的旅游研究理论介绍较多,深入研究较少。引入生态学理论,有助于客观有效地分析旅游生态位的特征和规律,更能通过定量分析而科学地提出可持续发展策略。
2旅游生态位理论
2.1旅游生态位
旅游生态位是指旅游地在区域旅游系统中所处的地位、发生的作用、体现的功能以及与周边旅游地的相对关系。旅游生态位概念如同传统生态位理论一样,充分反映了研究单体在生态系统中的地位以及相互关系。相关学者研究旅游生态位理论包括旅游生态位适宜度理论、旅游生态位态势理论、旅游生态位分离与重叠等理论,本研究就是运用旅游生态位态势理论对云南省西双版纳的旅游生态位进行定量分析,并提出合理的发展策略。
2.2旅游生态位态势理论
根据前人的研究理论,可以将旅游生态位分解为“态”和“势”两个基本属性[12]。“态”是表示旅游地所处的状态,是旅游地在区域旅游系统中所处的位置以及和周边旅游地相互作用的影响。在旅游统计数据里面可以用旅游地的旅游总收入或者旅游总人数、旅游资源评价等指标反映旅游地的状“态”。“势”是指旅游地在区域旅游系统中所产生的影响力或支配力,如生产力、经济增长率等,在旅游统计中可以用旅游总收入变化量或者旅游总人数变化量、旅游增长率等变化量来表示旅游地生态位的“势”。在分析旅游地生态位时,不仅要了解旅游地目前所处的状况和发展情况(态),也要了解旅游地的旅游发展变化情况以及旅游地与周边旅游地之间的竞合关系和影响力(势),这样才能全面了解旅游地生态位的发展变化规律。
旅游生态位态势计算模型为:
式中:i,j=1,2,3…,n;Ni为旅游地i的生态位;Si为旅游地i的态;Pi为旅游地i的势;Sj为旅游地j的态;Pj为旅游地j的势;Ai和Aj为量纲转换系数。Sj+AjPj称为绝对生态位[13]。计算结果在0~1之间,数值越大越接近1,说明该旅游地在区域旅游圈中影响力越大,占支配地位。数值越小,说明该旅游地在区域旅游圈中影响力越小,所处地位可忽略。
对于旅游地生态位定量分析来说,可以将旅游总收入或者接待游客总人数作为旅游生态位的“态”,将旅游总收入和接待总人数的变化量作为旅游生态位的“势”,以一年为时间周期,则量纲转换系数Ai和Aj为1。
2.3旅游生态位扩充理论
旅游地在长时间的发展下,旅游生态位的态和势会发生变化,如果旅游地得到良性发展,旅游生态位的态和势得到相应的增长,这就是旅游生态位的扩充。相反,若生态位的态和势不增反减,我们就称之为旅游生态位的压缩。旅游生态位的扩充理论反映了当地旅游业的发展情况,管理方可根据旅游生态位的发展情况适度调整发展策略,避免恶性的生态位重叠带来的旅游生态位压缩现象。
旅游生态位扩充模型可表示旅游生态位的扩充程度,其数学模型可表示为[14]:
式中:T为旅游地生态位扩充的程度和大小,P为旅游地生态位的势,S为旅游地生态位的态。当T>0时,表示该旅游地生态位处于良性发展阶段,在区域旅游系统中处于扩充状态,影响力在逐渐增强。当T
2013年4月绿色科技第4期
陈 娟:基于旅游生态位理论的旅游竞争态势研究地理与旅游
3西双版纳旅游生态位定量分析
3.1西双版纳概况
云南西双版纳地处祖国西南边陲,日照充足,雨量充沛,夏无酷暑,冬无严寒,气候环境具体表现为多雨,高温,湿润,热带季风气候与热带雨林气候均在西双版纳表现出来。西双版纳热带雨林国家公园素有“热带植物王国”的美誉,境内现存大面积保存完好的热带雨林,生物资源极其丰富,具有科考研究价值。其中野象谷、望天树、原始森林公园已是驰名中外的生态旅游景区。在该景区范围内,游客可以体验到地域特色强烈分明的植物景观。近年来望天树景区发展势头强劲,将热带雨林景观、猎奇探险和科考集于一体。同时该地区是以傣族为主的多民族聚居地,傣族园民风淳朴,民族特色浓郁。西双版纳凭借丰富的自然资源和独特的民族文化,吸引了广大游客。
3.2旅游生态位计算
本论文选择西双版纳全年旅游总收入和接待游客总人数为指标,收集从2001~2011年每年旅游总收入和全年游客总量数据,运用上述理论模型,分别计算西双版纳旅游绝对收入生态位、接待总人数绝对生态位以及旅游生态位扩充率。
表1西双版纳地区2001~2011年游客量生态位测算
年份20012002200320042005200620072008200920102011游客量/万人247.01250.96247.38271.23269.99359.71503624.28732.03853.141012.65年平均游客变
化量/万人-3.9500.1858.0735.74522.54042.66553.89660.62867.34876.564游客量绝对生
态位/万人-254.91247.565279.303275.735382.250545.665678.176792.658920.4881089.214T-0.01570.00070.02980.02130.06270.08480.08630.08280.07890.0756注:根据西双版纳旅游局和统计局以及相关网站提供相关统计资料整理
从计算结果可以看出,从2001~2011年,除了2003年非典事件的影响,其他年份(2005年除外)游客量变化规律是在逐年上升,游客量的绝对生态位(2003与2005年除外)也在逐年增加,从游客量生态位扩充率可以看出,西双版纳发展速度极快,尤其是从2006年开始,游客量生态位扩充率居高不下。从表1中可以看出,2001年西双版纳接待游客总人数为247.01万人,2011年全年接待游客总人数为1012.65万人,翻了近5倍。游客量生态位扩充率T>0,说明西双版纳旅游发展存在明显的旅游生态位扩充现象。
表2西双版纳地区2001~2011年旅游收入生态位测算
年份20012002200320042005200620072008200920102011旅游总收入
/亿元16.2715.9120.5024.7524.4027.2833.9641.1750.3480.33100.24年平均旅游收
入变化量/亿元--0.3602.1152.8272.03252.2022.9483.5574.2597.1188.397旅游收入绝对
生态位/亿元-15.55022.61527.57726.43329.48236.90844.72754.59987.448108.637T--0.02260.10320.11420.08330.08070.08680..8640.08460.08860.0838
由计算结果可以看出,从2001~2011年,2002年略微下降,旅游总收入总体而言逐年增长,旅游收入绝对生态位也大致逐年增加。从表2中可以看出,2001年西双版纳旅游总收入为16.27亿元,2011年全年旅游总收入为100.24亿元,翻了6倍多。旅游总收入生态位扩充率从2003年开始一直大于0,尤其是2005年以后,旅游总收入生态位扩充率值很高,说明西双版纳近年来的旅游发展存在明显的旅游生态位扩充现象。
4结语
通过把生态位态势理论和生态位扩充模型引用到西双版纳旅游分析中,客观实在地反映了该地旅游的发展情况,为旅游地开发提供了新的分析视角,有利于后期对区域旅游资源开发、区域旅游发展战略制定提供一个新的理论和分析视角。但是旅游生态位理论还处于未成熟的阶段,有待学者们进一步深入地研究。而且,这种模型与研究方法是在理想状态下的结论,在指导旅游地发展策略问题上存在一定的局限性。本文只是一个初步探索,随着旅游生态位理论的不断完善,还可以尝试其他计算模型进行对比分析研究更深入。
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关键词:出口市场 多元化 信息熵 相对丰富度指数 均匀度指数
近年来中国商品出口贸易与国民经济增长相适应,得到了长足发展。在1996-2005年期间,出口总值增长了4.04倍,年平均增长19.69%,呈现出稳健快速增长的态势(见图1)。与此同时,我国外贸出口市场多元化的进程也在不断推进。
我国从“七五”计划起就提出实施出口市场多元化战略,并于“八五”计划正式启动。实施出口商品市场多元化战略,多层次全方位地开拓外贸出口商品市场,既是促进我国对外贸易深化发展的客观要求,又顺应国际贸易发展的客观趋势,而且对我国商品出口的可持续发展有积极而深远的影响。
然而,很少有人关注如何准确地描述和评价中国外贸出口市场多元化的进程,所见分析大多只是比较粗略,泛泛而谈,定性而论。事实上,外贸出口市场多元化的涵义既涉及出口市场的总数,也涉及出口总量分配的均匀性,一般的定性分析的确很难给出全面而客观的评判。为此,本文引入生态学中的“多样性”概念和信息论中的“信息熵” 概念,以及相应的表达方法,尝试着对外贸出口市场多元化进行定量刻画,并以我国为例进行实证分析。
多样性与外贸出口市场多元化
多样性的涵义
“多样性”一词虽广泛见于各种场合的表述之中,但真正给出其严格定义的则为生态学中提到的“生物多样性”。生物多样性(Biological Diversity)是指在一定时间和一定地区所有生物物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称,这个概念包括了多个层次,主要是:遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性。不同领域对“多样性”的表述存在一定的偏差和歧义,如能恰当地将 “生物多样性”概念中的某些层次(不可能是所有层次)的内容引入本文研究,无疑有助于理清研究思路。
“多样性导致稳定性”是生态学中一条重要的原理,该原理蕴含着深刻的科学思想,具有普遍意义,对许多领域有重要启示。国际贸易领域所论及的谋求外贸出口市场多元化的宗旨,恰与该原理不谋而合。
外贸出口市场多元化的涵义
外贸出口市场“多元化”的概念与“生物多样性”中的“物种多样性”和“景观多样性”这两个层次中的一些概念颇为相似,主要体现在两个方面:
第一,物种多样性(Species Diversity)是指某一区域内生物种类的丰富度或物种的总数目;景观多样性(Landscape Diversity)的一个重要属性也是丰富度,即景观中不同生态系统类型的总数。而外贸出口市场多元化的一个重要表征则是不同外贸出口市场的总数。
第二,景观多样性的另一重要属性是均匀度,即景观中不同生态系统类型分布的均匀程度;而外贸出口市场多元化的另一重要表征则是不同外贸出口市场所占份额的均匀程度。
目前在外贸出口市场多元化的研究中,对上述第一方面关注得比较多,而对第二方面的研究则鲜有报道。诚然,一个国家外贸出口市场总数的增加将意味着其出口市场多元化的加强;但如果外贸出口市场总数没有什么变化,而不同外贸出口市场各自所占的份额却在发生着此消彼长的变化,这时其出口市场多元化程度是提高了,还是削弱了?定性分析方法显然无法对后一种情况做出科学的判断和评估。所以,必须对多元化的上述两种表征,尤其是后一种表征给出标准化的定量表达。
多元化的定量表达
对丰富度的定量刻画
对丰富度的刻画比较简单,可由下式给出:
R=(T /Tmax)×100% (1)
(1)式中,R是相对丰富度指数(百分数);T是绝对丰富度,为某一区域内某个时段生物物种的总数,或景观中不同生态系统类型的总数,其外贸出口市场的反映对应着某个时段不同外贸出口市场的总数;Tmax是该区域内生物物种总数或景观的最大可能丰富度,其外贸出口市场的反映对应着不同外贸出口市场最大可能的总数,即全球的国家或地区总数。
在国际贸易研究中,人们大多习惯于直接使用绝对丰富度这一指标。相对丰富度指数的建立,能为变换角度进行分析提供另一种新的选择。
对均匀度的定量刻画
对均匀度的定量刻画远比对丰富度的刻画来得复杂,可引入信息熵的概念及其相应的分析方法。
熵与信息熵 熵(Entropy)原是一个物理学概念,用来度量系统的无序程度,由研究热力学的德国物理学家K•Clausius最早提出,称为热力学熵;而研究统计力学的德国物理学家L•Boltzman则从分子运动论的角度对熵的含义进行了扩展,称为统计力学熵。
在此之后,控制论的创始人N•Wiener和信息论的创始人C•E•Shannon都发现,熵还可用来度量信息源发出信号状态的不确定性,而信息就是这种不确定性的减少,从而将熵的概念引入信息理论,并赋予熵广义的含义。C•E• Shannon还从信息源具有随机不确定性出发,以全新的角度定义了一个与统计力学熵相似的函数,用以对离散信息源“产生”的信息量进行度量,此即信息熵的表达:
上式中H (X )为系统(或随机事件集)X的信息熵,该系统(或随机事件集)有n种独立的可能状态(或结果),即x1,x2,…,xn;P (xi)为状态xi(i =1,2,…,n)可能出现的概率值,且 。式中对数的底a如取2,信息熵的单位为Bit(比特);a如取e,信息熵的单位为Nat(奈特);a如取3,信息熵的单位为Tet(铁特);a如取10,信息熵的单位为Hartley(哈特莱)。
根据信息论,熵的获得就意味着信息的丢失。一个系统(或随机事件集)的有序程度越高(或不确定性越小),其熵值就越小,所含的信息量则越大;反之,无序程度越高(或不确定性越大),其熵值就越大,信息量则越小。信息与熵是互补的,信息就是负熵,公式(2)中的负号正反映了这一点。与热力学熵和统计力学熵相比,信息熵具有更为广泛和普遍的意义,因此又称为广义熵。信息熵常用于刻画景观的均匀程度,笔者将这一概念引入对外贸出口市场的均匀程度进行刻画。
外贸出口市场均匀度指数 对公式(2)中的对数取自然对数(即令a = e),并令k=1/ln n,同时考虑存在着不同时段,于是有:
(3)
上式中Ej为某个地区j时段的外贸出口市场均匀度指数,n为出口市场总数,m为时段总数,Pij为j时段第i个市场所占的份额。Ej的变化区间为[0,1],当Ej = 0时,反映j时段只有一个外贸出口市场时所表现出的最不均匀状况;而当Ej = 1时,则反映j 时段多个外贸出口市场各自所占份额完全相等时所表现出的最均匀状态。该指数的建立,使得着眼于均匀性去评判外贸出口市场多元化有了一个标准化的量度指标,既可用于不同地区的同一时段比较,也可用于同一地区不同时段的比较。笔者依自编的电算程序,能够快速将所采集到的某地区各个时段各外贸出口市场出口总值的数据完成上述计算。
我国外贸出口市场多元化定量表达的实证分析
根据我国《海关统计》1996~2005年的有关数据,按上述对多元化的两种表征的定量刻画算法,得到相应的两种多元化指数计算结果(见表1)和反映它们变化的柱状图(见图2、图3)。
由表1和图2可知,近年来中国出口市场的相对丰富度指数值变化不大,相对丰富度指数在1996~2005的9年期间仅提高了5.06%,而在2001~2005的4年期间则保持不变。由此似乎可以认为:中国出口市场多元化程度近年来没有多大改观。然而通过对表1和图3均匀度指数的分析却可发现,均匀度指数在1996~2005的9年期间提高了11.95%,而在2001~2005的4年期间提高了5.64%。这表明:近年来中国出口市场的均匀度在持续而缓慢地提高。这种由均匀度所表征的出口市场多元化程度的缓慢提高一般不易被定量表达。
由于均匀度与集中度呈负相关,因此在文献中常可见到用出口市场集中度的降低来说明其均匀度提高的表达。这种表达方式在逻辑上是站得住脚的,问题在于如何给出全面、精确的表达。例如,根据中国《海关统计》1996年、2005年的有关数据,可计算出这两年中国外贸出口市场前若干位所占的份额及其变化幅度(表2)。该表显示,无论取前几位都能得出中国出口市场的集中程度在下降的结论,但所取前几位位数的不同,其下降幅度的数值是不同的。于是很自然地引出两个问题:第一,为说明整个出口市场集中度的变化,该取前几位?第二,前几位所占市场份额的下降幅度值,能代表整个出口市场集中度下降幅度或均匀度提高幅度的精确值吗?由此可见,这种表达方式只能是粗略的、大体上的。而在对均匀度变化的评估方面,本文所构建的均匀度指数则能从总体上综合地给出更为精确的刻画和表达。
促进外贸市场多元化与保护生物多样性的宗旨都在于谋求稳定性,宗旨的相通蕴含着机理的相似。本文在外贸市场多元化的研究中,有机融入生态学中的“多样性”概念和信息论中的“信息熵”概念,并对“多元化”做出了定量表达,使得“多元化”的涵义变得更加严谨、明晰和完整,并能够对中国外贸出口市场多元化状况做出精确的实证分析,从而能为各种外贸出口战略决策提供客观而准确的评判依据。
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