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生態現代化是人類文明與自然環境的一種相互作用。雖然世界生態現代化只有30多年歷史，但工業文明與自然環境的相互作用約有300年歷史，農業文明與自然環境的相互作用約有6000多年歷史，而人類與自然的相互作用已經有200多萬年歷史。在漫長歷史長河里，人類積累了與自然相處的知識和經驗，也不斷重復地犯著一個錯誤，那就是隨意改造和破壞自己生活的自然環境。到了20世紀70年代，人類終于從自己錯誤的嚴重后果中覺悟，重新發現了自然環境的價值。于是人類文明開始改變，世界現代化進入一個新階段。
目前，關于人類與自然關系的相關理論和思想流派眾多。顯然，我們不可能在有限篇幅里，介紹每一種思想和流派的基本觀點。本章重點介紹其中的一種思想，即歐洲學者提出的生態現代化理論（圖2-1）。首先分析生態現代化的學科背景，然后介紹歐洲學者的生態現代化思想。在此基礎上，結合第一章的歷史事實，按照現代化研究的范式，對歐洲的生態現代化理論進行適度的擴展和開發，形成一種相對廣義和系統的生態現代化理論。

圖2-1  生態現代化理論的誕生

資料來源：中國現代化戰略課題組等 2006。

生態現代化既是世界現代化的生態轉型，也是人類發展與自然環境的一種相互作用，它大約起步于20世紀70年代；但生態現代化理論是20世紀80年代誕生的（Young 2000）。盡管如此，生態現代化的思想源頭和社會實踐，可以追溯到很早。事實上，人類的誕生，就是人類的“動物祖先”與自然環境相互作用的結果。在漫長的人類發展史上，人類不得不適應自然和認識自然，逐步積累了關于自然的科學知識，發明了改造自然的技術方法，形成了開發和利用自然資源的社會經濟制度，養成了如何處理自身發展與自然環境關系的思想觀念和文化習俗。久而久之，就逐步形成我們熟悉的自然科學、技術科學、社會科學、人文科學和綜合學科等五大系統構成的現代知識體系。這五大系統知識和思想的各個組成部分，都與“人類與自然關系”有直接或間接的聯系，即與生態現代化有某種聯系；其中聯系最為緊密的部分，就構成生態現代化的學科背景（表2-2）。顯而易見，生態現代化涉及的學科非常多。我們只能非常簡略地介紹其中的重點學科。

圖2-2 人類發展與自然環境相互關系的知識和思想

注：人類發展與自然環境關系的協調，需要自然科學、技術科學、社會科學、人文科學和綜合交叉研究的多學科結合。其中，自然和技術科學提供相關的知識和技術，社會和人文科學提供相關的思想和政策（制度安排），綜合研究（綜合學科）結合前面四大科學的知識和思想，提供相對系統的解決方案。

自然和技術科學與生態現代化

概括地說，自然科學和技術科學為實施生態現代化提供了知識和技術。這些知識和技術，一方面為人類創造了巨大財富和福利，同時也造成了對自然環境的巨大破壞和壓力。現代的科學技術，既是環境壓力的制造者，也為解決環境問題提供了新方法。在生態現代化過程中，科學技術是一柄雙刃劍。我們需要識別和駕馭科學技術的兩面性，合理地利用技術，開發環境和生態友好的科學技術，限制給環境造成巨大負面影響的科學技術的發展和應用。

1、現代科技與生態現代化

現代科技的門類眾多，其中，與生態現代化聯系比較緊密的學科也不少，如物質科學、地球科學、生物科學、環境科學、生態科學、農業科技、制造技術、交通和能源科技、材料和信息科技等（表2-1）。毫無疑問，環境科學和生態科學，與生態現代化的關系最緊密。

表2-1 現代科技與生態現代化的關系

注：在自然科學分類中，生態學等是生物學的二級學科。

物質科學的基本規律是自然界的基本法則。生態現代化，也必然遵循自然界的基本法則。下面，以牛頓第三定律、熱力學第一定律和第二定律為例，以作說明。

（1）牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力和反作用力，在同一直線上，大小相等，方向相反，分別作用在兩個物體上。

物理含義是：兩個物體之間發生相互作用，用作用力大小來衡量；一個物體受到作用力，另一個物體受到反作用力；作用力和反作用力，大小相等，方向相反；它們同時產生，同時消失，任何一方都不能孤立地存在；它們分別作用在不同物體上，所以不能抵消。

在生態現代化中的應用（引申意義）：人類許多活動，如資源開發等，都是作用于自然的；人類對自然的作用力，必然受到自然的反作用力。人類善待自然，自然就會回報人類。

（2）熱力學第一定律：有多種表述方式。例如：能量既不能產生，也不能消滅，只能從一種形式轉換為另一種形式。這就是能量守恒和轉換定律。能量和質量是可以相互轉換的，遵循愛因斯坦的質能關系式：E = m×c2。其中，E為總能量，m為物體質量，c為光速。所以，能量守恒定律，也可以稱為能量和質量守恒定律。

物理含義是：自然界的能量和質量是守恒的，它們不能產生，也不能消滅，只會從一種形式轉換成另一種形式；它在化學、電磁學、天文學和生物學等領域同樣成立。例如，在化學中，有質量守恒定律：化學反應前后的物質質量是相等的。

在生態現代化中的應用：在任何時刻，地球的能量和質量都是有限的；在任何時期，地球上的能源和物質資源都是有限的；地球上的物質和能量，在不斷循環和轉換之中。

（3）熱力學第二定律：有多種表述方式。例如：熱自然地從高溫物體向低溫物體流動，但傳輸的熱不能完全轉化為有用的功；熱量不可能自動從比較冷的物體轉移到比較熱的物體，實現這個過程就必須消耗功；一個孤立系統的熱含量與其絕對溫度之比，只會增大，而不會減少（熵增定律）。

物理含義是：熱傳導是從高溫物體向低溫物體的不可逆的單向過程（具有方向性的演化），只有部分傳導的熱量轉化為有用的功，其他則發生了耗散（或其他影響）；熱能的轉換效率低于100%；宇宙的熵趨向于一個最大值。

在生態現代化中的應用（引申意義）：物質加工和能量轉換，都需要做功和耗能；而且，轉換效率永遠低于100%。每一次加工和轉換，都增加一次能耗和功耗，都需要提高效率。

2、環境科學與生態現代化

生態現代化的一個核心目標是減少人類發展對自然環境的壓力，實現經濟增長與環境退化的脫鉤。所以，環境科學與生態現代化的關系，是非常緊密的。

人類面臨的重大環境危機包括：全球變暖、臭氧層破壞、生物多樣性減少、酸雨蔓延、森林銳減、植被破壞、土地荒漠化、大氣污染、水體污染、海洋污染、垃圾圍城、放射性污染、戰爭造成的生態環境災難等。此外，還有各種室內污染，如生活污染、建筑和裝修材料污染等，新舊傳染病的威脅和人類活動的宇宙污染等（張鐘憲等 2005）。

生態現代化要求建立環境管理系統，改進環境表現，如提高物質和能量的使用效率，提高資源生產率，而不僅是提高勞動和資本生產率。環境管理系統包括三個方面內容，即環境信息、環境組織和個人、環境戰略和操作管理（表2-2）。

環境管理需要進行技術創新，一些重要的環境技術應該受到重視，如環境評價、環境審計、生態技術、物流和供應鏈管理、環境經濟學、工業代謝、為環境設計、清潔生產、綠色技術、綠色化學、環境友好技術、建設性技術評估和工業生態學等。

環境管理的一個難題是：準確計算生態系統的再生能力、承載能力、人口上限和人口下限。盡管如此，我們仍然希望得到結果，它們為制定環境管理政策提供科學依據。

環境管理是跨國的，甚至是全球的。環境的國際影響，表現在一個地區的活動可以在其他地區留下“生態印記”，盡管有時候，活動者沒有意識到他的行為已經產生了“國際影響”。生態印記是全球的，不僅是周圍的(Rees and Wackernagel 1994)。這就要求環境管理的國際合作，甚至是全球行動，建立全球管理機制，如：氣候和空氣質量控制、森林、熱帶森林、海洋和熱循環、土壤侵蝕和沙漠化、生物多樣性保護等；一個國家向另一個國家轉嫁環境和生態風險的做法，應得到有效控制。

在所有發達工業國家和新興工業國家，都在發展環境管理系統，他們相互影響。綠色商業網絡的發展代表了企業的響應。企業成為綠色的原因有三種（Huber 2000）：（1）法律原因：法律和行政管理的要求，對法律的遵守。（2）經濟原因：阻止成本下降、成本競爭力、成為更重要的、金融原因。（3）社會原因：形象、股東要求、工人和顧客等，社會的要求。環境管理，對企業而言，既是挑戰也是機會。

3、生態科學與生態現代化

在所有自然科學和技術科學中，生態科學與生態現代化的關系最為緊密。生態科學是生態現代化的最重要的科學基礎。生態學是研究有機體與其周圍環境的相互關系的科學。環境包括生物環境和非生物環境。生態學的學科分支非常多，學科劃分方法也不少，其中一種是理論生態學和應用生態學的劃分，兩個部分都與生態現代化緊密相關。

（1）生態學原理。

理論生態學是生態學的基礎理論部分。生態學的基礎理論很豐富，內容非常廣泛。例如，生態學的基本概念（如生態因子、能量環境、物質環境、生物與環境的相互作用等）、種群生態學（如種群的形成、增長、調節、遺傳與變異、生活史、競爭、偏利共生、互利共生和協同進化等）、群落生態學（群落的形成、結構、演替和分類等）、生態系統生態學（食物鏈、生態效率、反饋調節和生態平衡、能量流動、物質循環、生態系統分類、生態系統服務等）；還有動物生態學、植物生態學、海洋生態學、陸地生態學、數學生態學等（孫儒泳等 2002）。

應用生態學是生態學理論的實際應用，其內容幾乎涉及人類的全部經濟和社會活動。例如，農業生態學、林業生態學、草地生態學、工業生態學、城市生態學、旅游生態學、景觀生態學、資源生態學、恢復生態學、經濟生態學、人類生態學等（張金屯等 2003）。

生態學的一些基本規律，對生態現代化有指導意義。例如，生物與環境相互作用、生物的限制因子、種間競爭、互利共生、協同進化、群落演替、食物鏈、生態效率、能量流動、物質循環、生態系統平衡、生態系統服務和收獲理論等。

（2）工業生態學。

工業生態學是應用生態學的一個分支。工業生態學沒有統一定義。一般而言，“工業生態學是人類在經濟、文化和技術不斷發展的前提下，有目的、合理地去探索和維護可持續發展的方法。工業生態學要求不是孤立而是協調地看待產業系統與其他環境的關系。這是一種試圖對整個物質循環過程——從天然材料、加工材料、零部件、產品、廢舊產品到產品最終處置——加以優化的系統方法。需要優化的要素包括物質、能量和資本”（格雷德爾，艾倫比 2003）。工業生態化是實現可持續發展的重要途徑（表2-3）。

表2-3 技術與社會交互作用的幾種方式

資料來源：艾倫比 2005。

工業生態學借鑒生物生態系統的知識，研究和尋找使工業體系像生態系統一樣正常運轉所需要的革新途徑，工業代謝研究是它的先決條件（埃爾克曼 1999）。工業代謝研究方法的基本原理是質量守衡定理。一定數量的物質因人類活動而消失在生物圈里，但其質量卻是守衡的。物質沒有或者不再有價值，但沒有從地球上消失。工業代謝研究，揭示經濟活動純物質的數量和質量規模，分析構成工業活動全部物質的流動和儲存，建立物質收支平衡表，描繪其行進路線和動力學機制，指出它們的存在狀態和影響。

工業代謝研究可以有不同方式。（1）研究有限區域內的環境污染物的代謝，特別是大江大河和人口密集地區的工業代謝研究。（2）研究一組物質，特別是有毒重金屬的工業代謝。（3）研究某種物質的工業代謝，它的不同形態及其與生物圈的相互作用，如硫和碳代謝。（4）研究與某種產品或工業相關的物質和能量流。

生態現代化理論的提出者胡伯教授認為，工業生態學是生態現代化的一個核心概念。工業生態學的目的是建立工業代謝機制，就像自然的代謝機制一樣。傳統工業常常是環境不適應的，從傳統工業結構向生態現代化的工業代謝機制的轉移，預示著大量的、基礎的技術創新，而不僅是效率增加和少量的生產線修改（huber 2000）。

工業生態學的關鍵技術有：面向環境的設計（DfE）和生命周期評價等（表2-4）。（摘自中國科學院中國現代化研究中心中國現代化戰略研究課題組《中國現代化報告2007》 ）