自组织理论与复合生态系统可持续发展

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1、刘文英等：自组织理论与复合生态系统可持续发展5自组织理论与复合生态系统可持续发展刘文英1,2，姜冬梅1，陈云峰1，陆根法1,*1.南京大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，江苏南京210093；2.长沙环境保护职业技术学院，湖南长沙410004摘要：复合生态系统出现了一系列环境问题阻碍了区域的可持续发展。文章将自组织理论引入到可持续发展领域，建立以实现可持续发展为目标的复合生态系统自组织理论：分析了复合生态系统的自组织特性，阐述了复合生态系统内部非线性结构和熵相互作用对系统自组织演化的影响，论述了复

2、合生态系统自组织与可持续发展的关系，即复合生态系统达到自组织运作状态或总体趋势时，系统就达到了可持续发展。提出了复合生态系统自组织运行规律就是要实现社会规律、经济规律和自然规律的协同，即“三律协同”。在此基础上，探讨了实现复合生态系统自组织的途径：系统开放、引入负熵；建立以生态经济、生态环境、生态文化组成的耗散结构；建立复合生态系统目标实现的分段时间结构；加强系统协调机制，制定符合系统社会、经济和自然规律协同的各项措施。关键词：复合生态系统；自组织；可持续发展；耗散结构中图分类号：X192文献标识码：

3、A文章编号：1672-2175（2005）04-0596-05刘文英等：自组织理论与复合生态系统可持续发展5人类社会环境是一个复合生态系统，由社会、经济和自然三个子系统组成，当今，复合生态系统出现了一系列环境问题阻碍了其可持续发展。可持续发展战略已为各国共识，并成为各国制定政策的准则。可持续发展是“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”。关于可持续发展的定义有很多种，其中有从“三维结构复合系统”出发定义可持续发展的。它定义可持续发展是能动地调控自然、经济和社会复合系统，使人类

4、在不超越资源与环境承载能力的条件下，促进经济发展、保持资源永续和提高生活质量。发展就是人类对这一复合系统的调控过程。这种以系统论的观点从整体上着眼分析系统结构及要素间关系是可持续发展理论的核心。但如何调控？怎样发展？目前还没有一整套完整的理论方法体系。上世纪70年代兴起的自组织理论为解决复合生态系统人口、资源、环境问题带来了契机，它的一整套全新理论体系和思维方法为人与环境问题的分析解决提供了整体框架。国内杨多贵等[1]提出系统学将开创可持续发展理论与实践研究的新方向；孙本经、刘培桐等[2]运用自组织理

5、论研究了焦作市人与环境系统的结构发展与协调控制，宋豫秦等[3]分析了淮河流域人地系统的自组织，但目前国内外将自组织理论引入到社会经济领域方面研究还较少[4]，对自组织理论应用于复合生态系统的可持续发展更没有详尽的理论体系论述。本文将自组织理论应用于复合生态系统，以自组织理论为指导探寻环境与发展调适和匹配的途径，为生态市建设、区域生态规划提供理论思想基础，为实现区域可持续发展提供理论依据。1复合生态系统自组织特征和理论构建自组织系统的基本条件是：组成系统的要素必须大于三，要素之间呈非线性关系，系统必须是

6、开放系统。而对于系统自组织进化的机制，协同学创始人哈肯指出，自组织系统演化的动力是系统内部各个子系统之间的竞争和协同，而不是外部指令。自组织是系统由无序走向有序的过程。复合生态系统具有这些自组织特性。1.1复合生态系统是一个开放系统开放是系统向有序发展的必要条件，复合生态系统是一个由社会—经济—自然和三个子系统耦合而成的复合系统，开放是复合生态系统的重要特点（马世骏，王如松，1993）。复合生态系统不断与外界进行着物质、能量和信息等的交换。从外界输入自身所需的自然资源、资金、技术、管理等，同时也由于自

7、身和他人的需要输出这些东西。一个复合生态系统构成的区域就是在不断地输入原料、输出产品的过程中，促使其产业发展和经济繁荣的。没有这种交换，区域就不能发展。刘文英等：自组织理论与复合生态系统可持续发展5但是系统开放并不一定能使系统达到有序。这要看系统从外界得到的是负熵流还是正熵流。正熵流不仅不会促使系统形成耗散结构，反会加速系统的无序化进程[5]。对系统开放而言，有利、不利的因素会同时进入系统，要想绝对禁止哪一种是不可能的，只能采取措施，使输入的有利影响（负熵流）尽量多，使不利影响（正熵流）越少越好。1.

8、2复合生态系统内部非线性作用和外熵决定自组织演化方向复合生态系统由社会子系统、经济子系统和自然子系统构成，每个子系统又由多个微小单元（子子系统）组成。子系统之间相互影响、相互制约，构成了非线性关系。系统不同的非线性作用构成不同的结构与系统外熵相互作用会产生不同的效果。耗散结构能产生协同作用，推动系统向有序化发展；非耗散结构则产生消极效应，系统内社会、经济与自然之间互相制约，形成恶性循环，甚至导致原来某些有序结构的消失，使系统后退到混乱的无序状态上。即使引