生态学基础 循环经济的生态学基础初探

（本文曾化名“张路”发表在《东岳论丛》2005（3）上） 

温家宝总理在十届全国人大二次会议政府工作报告中提出要“大力发展循环经济”。循环经济的建设与实践已经在中华大地启动。循环经济的实质是一种生态经济，它要求遵循生态学基本规律，合理利用自然资源和环境容量，在物质不断循环、再生利用的基础上，构建人与自然和谐的、可持续发展的未来社会。生态学是循环经济最重要的支撑学科，只有深入了解循环经济的生态学原理，才能更好地理解循环经济内在的精神实质，也才能够更好地、更能动性地贯彻和推行循环经济，更加系统、有效地构筑循环型社会，推动人类经济与社会的持续发展。本文从生态学工作者的视角，从以下六个方面初步探讨循环经济的生态学基础。

一、循环再生原理：发展循环经济的本质要求就是，要重新耦合复合生态系统破缺的结构与功能

    物质循环、再生利用是一个基本生态学原理。在自然生态系统中，植物从环境中吸收无机物，利用太阳能，通过光合作用合成有机物，为自身以及其它生物的生存提供食物，它们是生态系统中的生产者。动物等异养生物不能进行光合作用，只能直接、间接地以生产者为食，它们构成了生态系统中的消费者。地球上曾经生活过不计其数的生产者和消费者，这些生物的枯枝落叶、尸体、排泄物等，并没有在地球上大量积累，这得益于生态系统中的另一类生物——分解者，分解者包括大量的微小生物（细菌、真菌），它们将有机物分解成小分子的无机物，归还到自然界，可供生产者循环利用。

在人类大规模地改造地球以前，绝大部分自然生态系统的结构和功能都是完全（对称）的，它们具有完整地生产者、消费者、分解者结构，可以自我完成“生产——消费——分解——再生（利用）产”为特征的物质循环功能，能流与信息流通畅，系统对其自身的状态能够进行有效地调控，生物圈处于一种良性发展的状态。在亿万年的地球进化历史过程中，物质循环、再生利用的自然规律，使地球上有限的物质资源，通过循环再生，为人类和其他生物提供了无限的生存资源，孕育、并保障了地球生命的生生不息和持续、有序的发展。

而现代方式的人类生产、生活活动改变了这种对称格局，使某些生态系统的功能分化为单纯的初级生产（如农田）、消费者（如城市）或分解者（如垃圾处理场、污水处理厂等）。反过来，城市生态系统生产大量的工具和信息输出到其他生态系统中。这种分工的结果是各种生态系统的生产力虽然大大提高，但却打破了生态系统原有结构和功能的有机联系，改变了生态系统物流、能流和信息流的对称状态，产生了结构和功能上的破缺（不对称），导致全球生态系统稳态的破坏和功能的衰退。人类的活动已经对全球生物地化循环产生了重大影响，而且，这种影响已经危害到了生命系统主要构成成分的碳、氧、氮、磷和水的生物地化循环。而这些物质或元素的自然循环过程只要稍受干扰，就会危害人类和环境的健康，对人类自身产生深远的影响。这是人类当前所面临的全球问题产生的重要机制。

因此，要想真正解决这些全球性问题、实现人类的可持续发展，就必须从全球或者区域的视角，依据物质循环、再生利用的原理，协调人类“社会—经济—自然”复合生态系统中各个子系统之内及之间的有机联系，耦合各个子系统的结构和功能，促进复合生态系统中物流、能流和信息流的畅通，恢复整个系统的稳态和自调节能力，实现全球生命支持系统的有效循环与良性运转，才是保证全球环境的持续、健康发展。

发展循环经济的本质要求就是要重新耦合生态复合系统的结构与功能，这是一项人类必须面对的空前庞大的生态系统工程。解决这个问题的前提和基础是，人类必须实现生产方式（从传统生产模式到循环经济模式）、生活方式（从过度消费到有限消费）、组织方式（从单线性社会到循环型社会）、思维方式（从人类中心主义到生态中心主义）的重大转变。

发展以闭环物质循环为特征的循环经济，提高物质资源在人类生产、生活系统中循环利用的比例（某些资源甚至达到100%），减轻人类对进一步开采利用自然资源的依赖程度（某些资源甚至降低到零），既有利于可再生资源的恢复，也有利于不可再生资源更长期的利用。循环经济通过建立以自然资源为依托，以社会调节为轴心和纽带，以家庭构成的社区为生活单位、以企业通过共生构成的工业园区为生产单位，通过降低资源消耗、提高资源循环利用效率、最大限度地减轻对环境的污染和压力，从根本上促进人类和谐地融入自然，才能实现人类与自然的共生共荣。比如，在城市建设规划中，规划人员应该将来自居民区、工业区的废水分开[1]。由于不含工业污染物，居民区的生活废水可以重复利用，高浓度的有机物可以通过加工制成有机肥，返还农业生态系统，进而将居民消费系统与农业生产系统有机地联系起来，建立相对完善的循环路径。而把降水与生产、生活废水分开，通过收集降水直接用于园林绿化、工农业生产，同样也可以减少城市通、排水以及污水处理设施的压力。又如：我们所倡导的生态工业园区建设只是建设循环型社会和循环经济中的一个重要环节，只有建立区域或国家循环体系，进而构建全球循环体系，最终才能真正实现人类可持续发展的目标。

二、共生共存、协调发展的原理：社会—经济—自然复合生态系统是一个复合共生体系

共生是一种普遍的生物学现象。

从这个意义上讲，人类只是地球生物共生体系中的一员。人类活动导致生物资源的灭绝，其实质是在破坏这个共同体结构，消弱其功能，降低其维持人类生存和发展的潜力。因此，一个可持续发展的社会必然是一个能够有效保护生物共同体和维护人类生存与发展潜力的社会。人类应该承认它们与人类享有同等的生命尊严，善待地球生物共同体中的每一位成员。

我国著名生态学家马世骏（1984）先生创造性地提出了“社会—经济—自然复合生态系统（SENCE）”的概念，开拓性地把生态学研究的视角深入到以人类为主体的复合生态系统。社会—经济—自然复合生态系统是指，以人为主体的社会系统、经济系统和自然生态系统在特定区域内通过协同作用而形成的复合系统，这一概念将共生共存、协调发展的范围从自然系统进一步扩大到包括社会系统、经济系统和自然系统在内的复合生态系统。复合生态系统是人与自然相互依存、共生的复合生态系统。从本质上讲，自然、环境、资源、人口、经济与社会等要素之间存在着普遍的共生关系。

传统工业经济模式下，自然只是人类征服和掠夺的对象。所以，传统工业经济的本质是反环境的。它的发展必然导致社会、经济与自然系统之间的尖锐冲突，造成三者之间相互抑制的恶性循环，复合生态系统因此走向衰退，甚至崩溃。在人类复合生态系统中，资源、环境、人口、经济与社会相互依存、相互依赖、共同生存，这是一个典型的共生系统，也是地球上最大的共生系统。

自然生态系统是一个稳定高效的共生系统，通过复杂的“食物链”和“食物网”，系统中一切可以利用的物质和能源都得到充分的利用。在传统的工业体系中，各企业之间的生产、排放各自为政，生产过程相互独立，没有建立起互利共生的发展体系，这是污染严重和资源利用效率低的主要原因之一。近年来发展起来的工业生态学按照自然共生系统的运作模式，规划建立工业企业、行业共生体系。工业生态学强调尽可能实现工业体系内部物质的闭环循环，建立工业体系中不同工业流程和不同行业之间的横向共生和资源共享，为每一个生产企业的废弃物找到下游的 “分解者”，建立工业生态系统的“食物链”和“食物网”，通过最大限度地打通内部物质的循环路径，建立企业或行业共生体内部物质循环的链条，实现资源节约、经济效益和环境保护的三赢。目前，实现这一理想最重要的形式就是建立工业共生体系，或称生态工业园。丹麦的卡伦堡生态工业园被认为是最成功的生态工业园区。[3]

就规模而言，生态工业园只是经济、社会生产中的一个结构单元，无论其内部循环如何完善和流畅，它从本质上仍然只是一个开放的小系统，需要不断地向社会提供各种产品和服务，又不断地从外界获取物质、补充能量和交流信息。也就是说它只能构成循环经济链条中的某一个环节，只有建立完善的行业间（工业、农业、服务业等）共生网络，才能保证整个社会生产系统内部资源利用效率的最大化。个人或者家庭作为消费单元，其消费行为也只是构成了整个物质循环的局部环节，不能独立形成循环，但对整个循环却具有举足轻重的作用，其消费取向、消费方式、废弃物处理方式直接关系到整个社会循环体系的运转质量和效果。然而，仅仅依靠工业生产网络、消费网络仍然建立不成完善的循环型社会。国家和政府主导建立废弃物回收、处理、再利用的技术通路和物质循环通路，使“生产

三、生态平衡与生态阈限原理：发展循环经济必须遵循的最基本生态规律

生态平衡是指生态系统的动态平衡。在这种状态下，生态系统的结构与功能相互依存，相互作用，从而使之在一定时间、一定空间范围内，各组分通过制约、转化、补偿、反馈等作用处于最优化的协调状态，表现为能量和物质输入和输出动态平衡，信息传递畅通和控制自如。在外来干扰条件下，平衡的生态系统通过自我调节可以恢复到原初的稳定状态。

处于不同进化和发育阶段的生态系统，其输入输出之间的关系不同。一个处于发育初期的生态系统，其输入大于输出，系统内部的物质不断增加，系统的结构和功能逐渐复杂化。在成熟的生态系统中，输入、输出处于平衡状态，结构、功能稳定，自调节、自组织能力增强。在衰老的生态系统中，输入小于输出，生物量下降，生产力衰退，环境恶化，从而引起某些生物种群的迁出或消亡，生态系统的结构被破解，功能难以维续，原有的平衡被打破，导致生态系统进行逆向演替，甚至瓦解。

马世骏先生在上世纪80年代，总结并提出了五条基本生态学规律，输入与输出平衡规律就是其中之一。它是衡量生态系统平衡和健康状态的重要指标。循环经济的闭环物质循环模式，本质上也是在建立输入与输出平衡，结构与功能稳定，自调节、自组织增强的复合生态系统。

生态系统虽然具有自我调节能力，但只能在一定范围内、一定条件下起作用，如果干扰过大，超出了生态系统本身的调节能力，生态平衡就会被破坏，这个临界限度称为生态阈限。生态阈限决定于环境的质量和生物的种类、数量、及其相互联系。在生态阈限范围内，生态系统能承受一定程度的外界干扰和冲击，并可以通过自我调节恢复到稳定状态。当外界干扰超过生态阈限，生态系统不能通过自我调节恢复到原初状态，则称为“生态失调”。生态阈限的大小决定于生态系统的成熟程度。生态系统越成熟，它的种类组成越多，营养结构越复杂，稳定性越强，对外界的压力或冲击的抵抗能力也越大，即阈值高；相反一个简单的人工的生态系统，则阈值低。

在复合生态系统演化过程中，信息作为各要素之间相互联系的纽带，在系统的控制和调节能力的形成方面发挥着重要作用。在一个生态系统中，任何一个生物的发展过程都会受到某种或某些限制因子负反馈调节机制的制约，也会受到某种或某些利导因子或正反馈调节机制的促进。自组织稳定的生态系统，正负反馈调节机制相互平衡。正反馈将系统中涨落因素放大，给系统提供前进的动力，但正反馈也会带来不稳定因素，需要经过选择，由负反馈将其去掉，使系统在新的状态中保持稳定，系统就发展了。健全的生态系统就靠这种反馈机制实现自我调节以适应环境条件的变化。因此，在复合生态系统的调控中，要特别注意那些利导因子和限制因子的动向，注意正反馈环和负反馈环的位置和反馈强度。这在社会、经济系统调控过程中同样值得借鉴和推广。

在经营管理社会—经济—自然复合生态系统时，我们必须严格地注意生态阈限，使具有再生能力的生物资源得到最好的恢复和发展。人类的社会经济活动不能破坏生态系统的这种自我调节机制，要充分利用这种机制，因势利导进行人类的经济活动。比如，任何牧场的牧草生产力与载畜量都存在反馈平衡机制，在人类没有干预的情况下，这个牧场生态系统的牧草生产力与载畜量会趋于动态平衡以维持牧场生态系统的生产力。

要实现复合生态系统可持续发展，人类在进行生产实践过程中应尊重生态系统的自我调节机制，不能随意开发。人类应在自然规律允许的范围内进行生产活动，尤其是对社会发展进行战略规划时，特别是对区域发展进行规划时，应确实贯彻生态系统的自我调节机制，以保证区域发展的可持续性，进而促进整体发展的可持续性。

四、复杂系统的整体性层级原理：循环经济体系是一个具有多层级结构的复杂系统

由大量相互作用的、不同单元构成组成的系统叫做复杂系统(Complex system)[4]。概括起来，复杂系统都有一些共同的特点，就是在变化无常的活动背后，呈现出某种捉摸不定的秩序，其中进化、涌现、自组织、自适应、自相似被认为是复杂系统的共同特征。无论是马世骏先生提倡的社会—经济—自然复合生态系统，还是其社会、经济、自然子系统，都无一例外地是由巨量的相互之间存在复杂相互关系的单元构成，它们都符合复杂系统概念的界定。

复杂系统具有多层次、多功能的结构。例如：生命系统从微观到宏观就包括细胞、组织、器官、个体、种群、群落、生态系统等基本结构层次。当由小的单元组成大的单元时，就产生了新的功能和新的特征，包括随着结构的复杂化，而附加的新的性质，这就是整合层次理论。该理论的基本观点有二：一、整体规律大于局部规律之和，整体相对于局部不仅是一种量变，更是一种质变。在复杂系统中的各个单元、层次之间的联系广泛而紧密，彼此构成一个复杂的联系网络。每个单元的变化都会受到其他单元变化的影响，并会引起其他单元的变化。因此，研究任何问题，都要有整体、全局、宏观和长远的观念，这个原则也被称为整体性原则。二、局部的规律只有在整体的调节下才有意义，生命系统的整体属性既和它组成成分的性质有关，也与生物体有序的结构密切相关；因此，对于低级层次的运动而言，其生物学意义也只有以较高级的层次为背景，才能更好地认识和理解。

建设循环经济、构筑循环型社会，同样应该从系统、整体的角度着眼，综合调节和控制整体和部分的关系，统筹整体功能和局部利益，从不同层面把生产、消费、循环再生体系纳入社会的循环的框架之中。从构筑循环型社会的角度，当前应从以下四个不同的层次展开：

一、从全民参与的层次上，通过教育、宣传、引导，促进消费取向、生产观念、生活观念的、价值观念向着适应循环经济发展的方向转变，借助大众趋向的选择作用，引导循环型产品的生产、技术的开发和产业发展潜力的外显，这应该成为循环经济发展的最大、最重要、最有力的推动力量。因此，必须把生态环境保护和可持续发展的科学知识普及到每一个人，在这方面尤其需要发挥教育、宣传的主渠道功能。

二、在企业的层面上建立小循环模式。通过采用清洁生产技术，使生产过程的资源效率最大化，污染排放最小化。在建立企业内部小循环方面，最著名的例子就是美国杜邦化学公司。另外通过产品设计的标准化，可以提高废旧零件回收再利用的比例和产品核心部分的利用年限，同样可以减少生产和使用过程中废弃物产生量。如摩托罗拉公司生产的新型手机，只需一个镙丝钉就可以拆开，只需更换一块芯片就可以使手机升级。还有些工业企业已经变出售产品为提供服务，如美国Interface公司将出售地毯改为出租地毯，用脏了的地毯经回收、清洗、返新后，再出租。该公司资源效率提高了70%，而废弃物排放量却减少了70%。

三、在区域层面上建立中循环模式，也就是在共生企业、共生产业之间建立工业生态网络，实现区域范围内的规模循环。如著名的丹麦卡伦堡生态工业园，卡伦堡生态工业区根据自身的资源状况，在发电厂、石膏板厂、炼油厂、制药厂等企业之间建立了物质流转的循环关系，形成了企业间共生体系，保证了资源的合理、高效利用。

四、在全社会层面上建构完整的循环社会体系，即大循环。在整个社会层面上建构大循环体系，政府处于主导地位。这不仅是因为政府是决策建设循环社会的主体，更因为建立在个人消费、企业生产和区域共生企业生态网络基础上的循环，不是真正意义上的循环，他们的正常活动仍然需要吸取资源和排放废弃物。政府可以通过教育宣传的手段引导大众消费；通过科技扶持引导生态化技术、清洁生产技术以及废弃物再生利用技术的开发；通过税收等经济手段鼓励企业采用生态技术、参与工业生态网络的构建，积极参与物质的回收和循环利用等等。也就是说，政府在建设循环型社会过程中，发挥着决策、引导、连接、整合的功能，把整个社会系统、经济系统、自然系统中的各个层次有机地联系起来，形成整体、协调和有序的循环再生体系。

循环经济或循环社会系统的整体性、有序性，体现于系统各层次、各子系统之间物质循环、能量流动和信息传递的持续有效进行。当系统步入良性发展后，系统各层次之间的联系加强，层次结构更加合理、系统的功能更加完善，其根本特征是系统内物质良性循环、能量充分利用，并具备健全的信息反馈机制。因此，在循环经济建设过程中，主导因素的作用应该发挥合理、得力，利用政策、教育、法律、经济等利导因素，促进新型循环经济模式向自组织、自调节、自适应的复杂系统进化，逐步完成传统社会向循环型社会的转变。相反，任何层次或子系统畸形发展或不合理的结构改变，都可能破坏系统的有序发展，从而削弱其整体功能，甚至毁灭构建循环型社会的愿望。

五、生态位理论：经济发展适当定位才有比较优势

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、配偶、栖息地等），进而获得最大（或比较最大）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，有效地利用了自然资源，使不同物种都能够获得比较的生存优势，这是自然界各种生物欣欣向荣、共同发展的原因所在。

家鱼共生混养的生产模式，就是生态位理论的应用实例。它们的生态位分别处于共生水体的不同层面，采食不同性质的食物。它们之间不但不会发生生存资源的竞争，而且生活在水体中上层的鳙、鲢没有完全利用的饲料、以及排泄的粪便，又可以被草鱼利用，提高了资源（空间、食物等）利用效率和生态系统的生产力。

在社会—经济—自然复合生态系统中，在生物适宜生态位的多维控制因子中，又增加了人为的社会和经济因素，生态位概念进一步扩展（马世骏，1990）。在复合生态系统中，生态位不仅仅适用于自然子系统中的生物，同样适用于社会、经济子系统中的功能和结构单元。比如，如今生态位理论已经在工业、农业、生态规划、建筑设计、经济、教育、政治等多个领域得到了广泛的应用。事实上，人类社会活动的诸多领域均存在“生态位”定位问题，只有正确定位，才能形成自身特色，发挥比较优势，减少内耗和浪费，提高社会发展的整体效率和效益，促进社会良性与健康发展。在我国社会与经济发展过程中，存在着大量的生态位重叠现象。许多地区大量移植典型地区的经济发展模式、社会制度模式、教育改革模式等等现象层出不穷，造成复合生态系统中各子系统进化的信息模板高度一致和发展生态位的高度重叠，导致大部分地区失去比较发展优势，严重影响区域发展和进步。当然，一旦这种被大量移植的“信息模板”有误，可能造成的损失，也会被放大。合理定位国家、地区、行业、企业的生态位，各自形成自身的比较发展优势，对于形成整体、有序的发展至关重要。

借鉴国外发展经验，尤其要重视生态位的问题。对于某些国家具有优势的发展模式或样式，往往是以其政治、经济、文化、自然条件（地理、生物），甚至民族素质为背景逐渐形成。不顾国情、区情，一味地移植先进经验，缺乏这种发展模式的现实“生态位”依托，就起不到预期的效果。以现代企业制度的引入为例。现代企业制度是西方文化背景、相对的完备法制背景和完全市场经济条件下的产物，是以其整个社会生态背景为依托的。把这种企业管理模式移植到中国，如果不能从社会整体生态水平上给予辅助性变革，它在国内就没有正常生存的生态位，其结果只能是“南桔北枳”。

当然利用生态位理论，同样可以为我们的寻找社会与经济发展的机遇。比如：在经济转型过程中，产业生态位空缺外在化。比如，回收产业是传统经济体系中的弱势产业，而在循环经济体系下该产业已经成为发达国家新的经济增长点。据美国全国物质循环利用联合会公布的数字，全美共有

六、生态系统服务的间接使用价值大于直接使用价值：循环经济与传统工业经济基本的价值分歧

生态系统服务（Ecosystem services）是指对人类生存与生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功能，如净化环境、保持水土、减轻灾害等。[5]

其实，历史早已经证明，生态系统的服务价值远远超出了人们的直观理解。弗8226;卡特等在《表土与人类文明》一书中对人类文明与地球表土之间的关系进行了详细的探讨。表土状况是生态系统服务功能状态的一种可观测的表象，它是人类活动等因素共同作用的结果。弗8226;卡特等认为，古巴比伦、古埃及、古印度和古希腊文明的兴盛无不与其所依托的优越的自然条件和生态系统服务为基础；而这些兴盛一时的灿烂古文明的衰落，又无不与人类不合理地利用和破坏生态系统（不合理的农田灌溉、无节制地砍伐森林、破坏牧场等），导致表土的流失、生态系统服务功能的丧失有关。生态系统的服务功能事关人类、及其文明的兴衰和发展。生态系统服务的间接使用价值远远超过了其直接的使用价值。[6]

传统工业经济比较重视生态系统的直接使用价值，造成许多不良后果。中国科学院可持续发展战略研究组首席科学家牛文元指出，多年计算的平均结果显示，中国经济成长的GDP中，至少有18%是依靠资源和生态环境的“透支”获得的。这种“透支”就意味着对生态系统服务功能的过渡利用，必然导致生态系统结构和功能的逐步解构，直接威胁中国经济社会的长远发展。

因此，在建设循环经济和循环型社会的过程中，必须把保护和增强生态系统服务功能作为重点工作。尤其对于目前已经超载的生态系统，国家必须建立能源价格、资源价格、环境价格、生态补偿、成本核算、绿色税费、绿色GDP等制度体系，通过制度限制人类对生态系统产品的掠夺性开发，把人类的活动和消费限制在生态阈限范围之内，强制恢复和保育生态系统的服务功能。

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