生态经济系统的ｌｏｇｉｓｔｉｃ演化与负熵理论探讨论文

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1、生态经济系统的Ｌｏｇｉｓｔｉｃ演化与负熵理论探讨论文.freel则为系统的定态值，它通常取决于环境的容许程度，这里表示广义环境容量或承载能力，即在限制因子约束下系统最高的发展程度。Logistic模型可用图1描述。图1中，x是描述系统综合状态的变量。当系统发展主要由内在的增值潜力驱动，外部环境毫无限制时，系统一般呈指数形式发展；但通常情况下环境提供的条件和活动空间总是有限的，在系统的动力因素和限制因素的双重作用下，系统的发展将限于环境容量之内，系统的增长率逐渐趋近于零，因而呈现出Logistic曲线所示的增长形态。生态经济系统是生态系统与经济系统耦合而成的复杂系统，它的发

2、展是人类自身的创造力和自然的约束力共同作用的结果。一方面，人类具有不断增长的需求欲望和满足其欲望的能力，因而形成了发展的动力；另一方面，发展必须以大量的资源与环境投入为代价，但是资源与环境的有限性又成为发展的制约。正是在这种发展的动力与制约同时并存的条件下，使生态经济系统呈现出自组织特性，也可理解为生态经济系统在经济系统的动力机制及生态系统的约束机制下的发展过程或演化。生态经济系统的负熵理论系统科学用“熵”概念来描述系统的功能状态，这种状态是一种由有序向无序发展的状态。由于系统是由诸要素构成的相互作用的有机整体，从本质上讲，系统的有序结构决定了系统的最佳的功能，但当系统内

3、部各要素之间的协调发生障碍时，系统就很难继续围绕目标进行控制，从而在功能上表现出某种程度的紊乱，表现出有序性减弱、无序性增强，系统的这种状态可称之为系统的熵值增加。“负熵”被用来表征系统与环境作交换，并利用从环境中得来交换物来维持本身的有序，抗拒本身的不可逆熵增这个过程中，进入系统的交换物的贡献大小的量。负熵增加意味着一种促进系统内部各子系统间更好协同作用，从而朝有序化方向发展的力量增加。控制论的创始人维纳认为，信息、物质和能量是客观世界的三大构成要素，并且密不可分。物质、能量、信息都是改变系统负熵的因素，而物流、能流、信息流则称之为负熵流。若系统的负熵变化dS，熵增dS

4、i，负熵流dSe，则：dS=dSi+dSe这个系统能否朝有序化方向发展，也即系统的负熵是增加还是减小取决于负熵流与熵增的大小。一个系统的熵增是因系统内部不可逆引起的，永远都不可能为负值，即总有dSi＞0，如果dSe＜0且dSe＞dSi，就会有dS=dSi+dSe＜0，这表明经过这样的过程，系统的负熵将增加，系统就会由原来的状态朝着更加有序的状态发展。对于远离平衡态的开放系统，需要靠外界不断供应物质或能量才能维持，才有可能使得系统朝着有序化的方向发展。因此，在系统的演化过程中，来自外界环境的负熵是系统维持和发展有序结构的一个必不可少的外部条件。生态经济系统的可持续发展即是实

5、现负熵、克服熵增的过程。生态经济系统作为一个耗散结构系统，它的开放性使其与环境交换物质、能源和信息成为可能，这个交换过程就是负熵过程。而经济系统通过从生态系统中开发资源而获得负熵，并且总会有一定量的资源不可被利用而以废物和废热的形式释放到生态系统中，还有人类的生活废弃物也被排放到生态系统，这些废物和废热排放使生态系统的熵值增大，为了抵消自身部分的熵增加，系统要不断把废热向外部排放。生态经济系统发展演化过程的负熵理论研究纵观人类社会的发展史，结合负熵理论笔者把生态经济系统的演化过程大致分为四个阶段：渔猎文明时期，人类的消费水平低下，人口规模也严格限定在天然食物的供给限度内，

6、以捕鱼和狩猎为生，人类对环境的影响非常小，活动完全受环境的制约；此类生态经济系统负熵很高，系统内部结构十分有序，人和环境处于低水平的协调状态。农业文明时期，人类开始对自然改造，但主要以作物种植和家畜饲养的农业活动为主，未出现大规模的环境破坏和污染。此时生态经济系统的负熵相对于高负熵系统而言有所降低，但是系统的负熵平衡能力足以抵消系统负熵值的降低，所以其结构仍然呈有序状态。工业化前期，社会产品日益丰富、人们生活水平和健康水平空前提高，全球人口急剧增加，从而导致了环境的严重污染和破坏，进而对人类的生存和发展构成威胁。此时生态经济系统负熵的值变低，系统的负熵平衡能力开始不足以抵

7、消负熵值的降低，所以系统结构的有序性在某些方面被打乱，经济发展与环境保护的矛盾日益突出。工业化后期，随着科技的进步和人口数量的持续增加，人类对自然开采能力不断加大，由于环境质量不断恶化，环境对经济发展的支持能力下降，甚至成为经济发展的制约因素；生态系统的负熵平衡能力严重不足以使生态经济系统负熵的降低，经济发展与环境保护的矛盾突出。如果将生态经济系统发展演化的四个阶段与Logistic发展曲线的过程结合起来，则得到了生态经济系统的发展演化过程图。生态经济系统负熵的高低被看作是表征系统内部各子系统之间协调发展程度的综合指标，则图中