生態整合與文明發展

王如松

(城市與區域生態國家重點實驗室，中國科學院生態環境研究中心，北京 100085)

1 快速發展中“不平衡、不協調、不可持續”問題的生態學成因

改革開放30多年來，中國社會政通人和、百廢俱興。中華民族正從農業經濟走向工業經濟，田園社會走向城市社會，神本文化走向人本文化，人民的物質生活水平大大提高，但是目前這種經濟、社會和文化還不是可持續的經濟、社會和文化。2011年中國的經濟總量(GDP)已排世界第二，城市化率已超過50%，而碳排放總量卻也躍居世界第一，中國的人類發展指數(HDI)只排世界第101位，中國2010年發表的SCI論文總量排世界第2，但被引用率只及世界平均值的58%。市場經濟提高了效率、推動了發展，但也蹂躪了自然、分割了社會，悲喜交加。中共十八大報告指出的各類不平衡、不協調、不可持續問題，都是有關人與自然、局部與整體、人與人之間的經濟生態、政治生態、人文生態和社會生態關系失衡、失序和失調的問題。其問題的生態根源就在于環境與經濟脫節、生產與消費分離、體制條塊分割、認知肢離破碎、科學還原論主導、決策就事論事，導致資源代謝在時間、空間尺度上的滯留和耗竭，系統耦合在結構、功能關系上的破碎和板結，社會行為在局部、整體關系上的短見和反饋機制的缺損。

為此，黨的十八大提出把生態文明建設放在突出地位，號召全黨全民把生態文明建設融入經濟建設、政治建設、文化建設和社會建設的各方面和全過程。報告將生態的內涵從生態環境保護上升到生產關系、消費行為、體制機制、思想意識和上層建筑高度，上升到為經濟、政治、文化、社會穿針引線、合縱連橫的高度，標志著中華民族生態振興的轉折點。工業化初級階段的中國與后工業化國家的最大差距就在處理這些生態關系的物態文明、心態文明、認知文明和體制文明的差距。要真正實現把生態文明深深融入到四大建設的各方面和全過程，還需要科學的精神、科學的方法、科學的技術和科學的管理。

表1 人類文明的生態進化歷程Table 1 Human ecological evolution of different civilization

原始文明以采摘狩獵為特征，以發明用火和金屬工具為標志，是一種適應自生式的社會形態;農業文明以種植養殖為特征，以發明灌溉和施肥育種為標志，是一種循環再生式的社會形態;工業文明以市場經濟為特征，以大規模使用化石能源和機械化工產品為標志，是一種掠奪競生式的社會形態;社會主義以社會公平與生態和諧為理想，以社會公德和行政管理為手段，是一種協同共生式的社會形態。但是，以上任何一種單一的機制都是不可持續的。生態文明以可持續發展為特征，以知識經濟和生態技術為標志，集自生、共生、再生、競生功能為一體，通過時、空、量、構、序的系統耦合與智力整合，以期達到必然規律約束下的自由發展，即自然演化(表 1)［1］。

當今世界面臨以氣候變化、經濟振蕩和社會沖突為標志的全球生態安全問題;以資源耗竭、環境污染和生態脅迫為特征的區域生態服務問題;以及以環境病加劇、適應力降低、人類基因退化為誘因的人群生態健康問題三大生態危機［2］，只有把四生機制融入和貫穿到社會經濟和政治文化建設的各方面和全過程，將還原論與整體論相結合，合縱連橫，開拓適應、反饋整合，才有望解決這些矛盾。馬世駿等30年前提出的社會-經濟-自然復合生態系統理論，正是要通過社會、經濟、自然的生態整合，系統解決這些問題。

2 生態文明建設的復合生態系統方法

2.1 復合生態系統概念的提出

1982年春天，在一次討論我博士論文研究方向的時候，馬世駿先生提出首先要明確科學目的和科學方法。一是生物學和數學，科學和哲學，自然科學和社會科學的交叉，學習如何從簡單到復雜、再從復雜到科學的簡單，從定性到定量、再從定量到高級的定性或序的科學方法;二是科學問題的辨識，博士論文研究的目的不是發表文章賺取功名，而是在推動科學發展和解決社會問題上建功立業，敢于挑戰和解決硬骨頭的理論和應用問題，讓我從碩士期間的昆蟲數學生態轉向城市系統生態，主攻由此及彼、由表及里、古為今用、洋為中用的系統整合方法和城市生態調控技術。最后選定了城市生態系統作為研究對象，研究城市生物和環境演化的自然生態、城市生產和消費代謝的經濟生態、城市社會和文化行為的人類生態，以及城市結構與功能調控的系統生態之間的生態耦合關系。當時馬先生正與許滌新先生合作籌備成立中國生態經濟學會，就把城市稱為生態經濟系統。后來由于城市不光有“市(即經濟)”，還有“城(即人文)”，而且社會的人是矛盾的主導方面，就改叫“社會經濟生態系統”。又考慮到生態是耦合關系，與社會、經濟詞義上不匹配，改為社會-經濟-自然系統，并加上了復合生態四個字，強調時、空、量、序的生態整合方法，還將其從城市拓展到農業、區域、病蟲害防治等系統中，于1983年春天在中科院“京津地區城市生態系統和污染綜合防治”研討會上正式提出了社會-經濟-自然復合生態系統框架，并整理成文提交《生態學報》，最后于1984年第1期正式發表［3］。

也就在這一年，馬先生代表中國參加了以挪威前首相布倫特蘭夫人為首的世界環境與發展委員會，歷時三年共同起草了著名的Brundtland宣言《我們共同的未來》，提出了可持續發展的概念。Brundtland首相在馬世駿逝世后發來的唁電中對他的工作給予了高度的評價:“從馬世駿教授在世界發展委員會的合作，使我了解到他最可愛的人格而尊敬這位親密的朋友，他對我們的工作做出了極其重要的貢獻”［4］。這里“極其重要的貢獻”指的就是馬世駿先生基于中國古代天人合一的思想為發展中國家據理力爭的社會-經濟-自然協調發展的理念［3］。先生每次從國外討論《我們共同的未來》文稿回來都催我一定要在方法論上有所突破，為發展中國家爭光，還特別聘請了著名運籌學家許國志先生和經濟學泰斗許滌新先生共同指導我的博士論文，最終導致了復合生態系統理論和方法在城市生態建設中的應用。

2.2 社會-經濟-自然復合生態系統的結構與功能

荀子曰:“金石有形而無氣，水火有氣而無生，草木有生而無知，禽獸有知而無義，人有形、有氣、有生、有知、且有義，故最為天下貴也!”當然，人是不是“最為天下貴”值得商榷，但作為最有創造性和破壞性的高級動物，人類是地球上最文明、最聰明、也最野蠻、最自私的生靈。荀子在這里把整個人類生態系統從環境到人都描述出來了:金、石、水、火、草、木、禽、獸、天、地構成絢麗多彩的生態景觀，再加上人氣、人生、人知、人義、人文，就構成了生機盎然的生態社會。人類社會正是一類以人類行為為主導，自然生態系統為倚托，經濟活動為命脈，能量、資金、權力和精神所驅動的社會-經濟-自然復合生態系統，它包括以下幾個子系統(圖1):

2.2.1 自然生態子系統

縱觀人的生存環境，可以用水、土、氣、生、礦或者用中國傳統的五行元素水、土、火、木、金及其間的相互關系來描述人類賴以生存、繁衍的自然生態子系統。首先是水，包括水資源，水環境，水景觀，水生境和水災害;第二是氣，氣包括氣候資源、空氣以及能源在使用過程中的熱耗散導致的氣候變化、大氣運動等。氣來源于火，火就是能源，太陽能以及由太陽能轉化成的各種可再生能源和化石能源，由于能的耗散導致一系列大氣組成的物理化學變化和動態的氣候現象，提供了生命生存的物候條件，也導致了各種氣象災害、環境災害;第三是土，我們依靠土壤、土地、地形、地景、區位等提供食物、纖維，支持社會經濟活動，土是人類生存之本;第四是生物，即植物、動物、微生物，特別是我們賴以生存的農作物，還有災害性生物，比如病蟲害甚至流行病毒，與我們的生產和生活都戚戚相關;最后是礦，即生物地球化學循環，人類活動從地下、山區、海洋開采大量的建材、冶金、化工和生物質原料，還有很多對生命活動至關重要的微量元素。但開采、加工、使用過程中人類只用了其中很少一部分，大多數以難降解的廢棄物形式被扔到大氣、水體、土地上造成污染。根據生態學中的耐性定律，這些生態因子數量的過多或過少，都會發生問題，比如水多、水少、水渾、水臟就會發生水旱災害和環境事故。一個可持續生態系統的生存和發展，取決于其水、土、氣、生、礦生態因子之間復雜的時、空、量、構、序的生態耦合關系。

圖1 五位一體的復合生態系統Fig.1 Social-Economic-Natural Complex ecosystem incorporating ecological civilization with economic， political， cultural and social development

2.2.2 經濟生態子系統

人不只是一種高級動物，他還有主觀能動性和超級智慧，有生產、消費、流通、還原、調控能力，善于把地球上資源和環境利用起來為自己的生存和發展服務。人類能主動為自身的生存和發展組織有目的生產、流通、消費、還原和調控活動，將自然界的物質和能量變成人類所需要的產品，滿足眼前和長遠發展的需要，就形成了生產系統;生產規模大了，就會出現交換和流通，包括金融流通、商貿物質流通、以及信息和人員流通，形成流通系統;第三是消費系統，包括物質的消費，精神的享受，以及固定資產的耗費;第四是還原系統，城市和人類社會的物質總是不斷地從有用的東西變成沒用的東西，再還原到我們的自然生態系統中為生態循環所用;第五是調控系統，調控有幾種途徑，一是政府的行政調控，二是市場的經濟調控，三是自然的響應和災害，自然能通過各種正負反饋來進行強制性調控，四是人的行為和精神調控。

2.2.3 社會生態子系統

社會的核心是人，人口、人治和人文，構成社會生態子系統。首先是人口，由人的人力、智力、人知和人氣，構成社會發展的基本動力;第二是人治，由社會組織、法規、制度、政策等構成政治管理系統;第三是人文，是人在長期進化過程中形成的觀念、倫理、信仰和文脈等構成文化的綱常系統。人類社會通過長期人與環境磨合的文化演變，積累經驗和智慧，從中獲取資源，改變環境，調節生態，由低級走向高級，由必然走向自然。自由的發展加必然的約束成為生態文明的“自然”。

自然支撐、經濟代謝和社會調控這三個子系統內部以及各子系統之間在時間、空間、數量、結構、序理方面的相生相克、相反相成關系，就組成了社會-經濟-自然復合生態系統，它是由圖1中連接各個組分的線條，而不只是各個組分耦合而成的，我們稱其“生態為綱”。復合生態研究的核心內容就是這些關系，其中時間關系包括地質演化、地理變遷、生物進化、文化傳承、城市建設和經濟發展等不同尺度;空間關系包括大的區域、流域、政域、直至街區等不同尺度空間的生態關系;數量關系包括規模、速度、密度、容量、足跡、承載力等量化關系;結構關系包括人口結構、產業結構、景觀結構、資源結構、社會結構等;還有很重要的序，每個子系統都有它自己的序，包括競爭序，共生序，自生序，再生序和進化序等［5］。

2.3 復合生態動力學機制、控制論原理和研究框架

復合生態系統的演替受多種生態因子所影響，其中主要有兩類因子在起作用:一類是利導因子，一類是限制因子。當利導因子起主要作用時，各物種競相占用有利生態位，系統近乎指數式增長;但隨著生態位的迅速被占用，一些短缺性生態因子逐漸成長為限制因子。優勢種的發展受到抑制，系統趨于平穩，呈S型增長。但生態系統有其能動的適應環境、改造環境、突破限制因子束縛的趨向。通過改變優勢種、調整內部結構或改善環境條件等措施拓展生態位，系統舊的利導因子和限制因子逐漸讓給新的利導因子和限制因子，出現新一輪的S型增長。復合生態系統就是在這種組合S型的交替增長中不斷演替進化，不斷打破舊的平衡，出現新的平衡(圖2)。從穩定性的傳統定義看，這種過程是發散、不穩定的。但從長期演替趨勢看，它卻可以視為一種發展過程的定向穩定性，它是對生態系統跟蹤環境、適應環境、改造環境的發展過程的平穩程度的測度。它包括發展進化的速度和波動程度兩方面的含義。圖2中logistic增長型系統只有平衡而無發展，是一種沒有生命力的發展過程，遲早會被新的過程所取代;指數增長型系統只有發展而無平衡機制，是一種不能持久的過程，遲早也會由于限制因子的作用受阻或崩潰。這兩種系統都是可持續性較差的系統。組合logistic增長型系統具有持續的螺旋式發展能力，又具備一定的自我調節功能，能自動跟蹤其不斷演變的生態環境，實現組合S型增長，因而其過程穩定性較好。其二維動力學方程可用下式表述:

圖2 復合生態系統演替的不同方式比較Fig.2 A comparison of different evolution patterns of complex ecosystem

健康的生態系統是一類能保育生物多樣性的環境、功能相對穩定、受外部干擾后能迅速恢復的系統。它有四個主要特征:內稟生命活力、資源承載力、環境應變力與自組織協和力。

內稟生命力r:包括生產競爭力、消費購買力、科技推動力、政策激勵力、優勢度，以及開發新的利導因子，拓寬老的限制因子、培育新興優勢組分的能力。其功效是拉動系統快速增長，在環境約束很小的狀態下呈指數增長，主要作用在圖2中logistic曲線的中段。

資源承載力K:包括自然生態的資源承載能力、環境接納容量、經濟生態的資產存量、技術水平、融資能力、市場消納能力;社會生態的人力資源、文化素質、社會關系、政策空間、體制包容性等;其功效是穩定系統，使其盡量避開風險，主要作用在圖2中logistic曲線的前后兩段，在發展啟動期以利導因子為主導，正向拉動系統發展，在后發展期以限制因子為主，逆向抑制系統過度發展。環境支持能力從Ki－1向Ki的擴展取決于新的利導因子的開發，老的限制因子的拓展，系統結構及其耦合關系的轉型。其核心是系統協同進化能力I的強化。

系統協調力I:包括體制整合力、科技整合力、產業整合力、景觀整合力、文化整合力。解決環境污染及其造成的生態破壞問題，需要技術、體制、行為和景觀層次上的生態整合，包括循環疏浚的閉合能力、外引內聯的整合能力、以及時空協同的調和能力。r、K、I的辨識、模擬和優化是三贏戰略實施的關鍵。

環境應變力R:是對外部干擾或脅迫的抵抗能力，包括適應力、多樣性、抗變力、恢復力、生態位寬度等。環境應變力越強，抵抗脅迫能力強，不易受損，受損后也恢復得快。

生態學有很多規律，將其用于社會經濟和政治文化發展，其最基本的控制論原理可以用拓、適、饋、整四個字來概括:

一是“拓”，開拓的拓，每一種生物，每一個生命有機體都有其內秉生長率，都能千方百計拓展生態位，獲取更多的資源和更適宜的環境，為其生存、發展、繁衍和安全服務;

二是“適”，適應的適，具有強的順應環境變化的生存發展機制和應變能力，既能不失時機地抓住一切發展機會，高效利用一切可以利用的資源，又能根據環境變化，通過多樣化和靈活的結構調整和功能轉型調整自己的生態位，創造有利其發展的生存環境;

三是“饋”，反饋的饋，包括物質循環和信息反饋，物質通過生產者、消費者和分解者最后回到大自然中去，保持相對穩定的資源承載力，使世間一切資源都能物盡其用;任何生物的行為通過生態鏈網形成信息鏈，層級傳遞，最后反饋到它本身，進一步促進或者抑制其行為，實現一種螺旋式的系統進化;

四是“整”，整合的整，生命-環境系統遵循特有的整合機制和進化規律，具有自組織、自適應、自調節的協同進化功能，能扭轉傳統發展中條塊分割、學科分離、技術單干、行為割據的還原論趨勢，實現景觀整合性、代謝閉合性、反饋靈敏性、技術交叉性、體制綜合性和時空連續性;營建一種多樣性高、適應性強、生命力活、能自我調節的生態關系。

表2從一維基本原理，二維共軛關系，三維系統構架，四維動力學與控制論，五維耦合過程與能力建設的層次，構建了復合生態系統的整合框架，闡釋了復合生態系統的科學內涵與社會內涵，學術目標和應用目標。

3 生態整合:社會-經濟-自然-政治-文化五位一體的科學方法

雖然生態學自Haeckel 1866年給出其定義以來作為一門科學才一個多世紀，但生態學的系統思維、系統方法和系統技術卻源遠流長。早在3000多年前，中華民族就形成了一套“觀乎天文以察時變，觀乎人文以化成天下”的人類生態理論體系，包括道理(即自然規律，如天文、地理、物理、生物等)，事理(即對人類活動的合理規劃管理，如政事、農事、軍事、家事等)和情理(即人的信仰及行為準則，如心理、倫理、道德、宗教等)。中國封建社會正是靠著這些天時、地利及人和關系的正確認識，靠著物質循環再生，社會協調共生和修身養性自我調節的生態觀，維持著其3000年穩定的生態關系和社會結構，養活了近四分之一的世界人口，形成了獨特的華夏文明［6］。

工業革命以來的幾個世紀，可以說是自然科學的世紀，以物理學為主導的自然科學從自然哲學中分了出來。數學物理化學對物質世界的動力學過程及結構規律“分科別類”的還原論研究，以及生物科學對生命形態、過程和組織機理的揭示，為人類認識和改造世界提供了強有力的方法與手段，大大推進了工業革命和人類物質生活的改善。而對于生命與環境、人與自然間復雜的系統關系研究的方法論卻一直沒有跳出機械論和還原論的框架，傳統中華文化的系統論方法也沒有得到很好地繼承與拓展。

面對還原論與整體論，物理學與生物學，經濟學與環境學，工程學與社會學的矛盾，現代生態學正從傳統生物生態學向可持續發展生態學，從經驗生態學向管理決策生態學，從自然生態學向社會生態學，從恢復生態學向工程生態學擴展、升華和轉型，逐漸從古代整體論、近代還原論回歸到未來的還原-整體融合論進化，并逐漸成為一門獨立于生物學、自然科學的繼自然哲學和數學之后的一門新興方法論學科，成為人類社會、經濟、政治和文化協同交叉的可持續發展科學，也為貫徹落實十八大社會-經濟-自然-政治-文化“五位一體”的中國特色社會主義建設總布局準備了科學方法。

3.1 可持續發展的方法論革命

半個多世紀以來，數學方法在生態學研究中得到了廣泛的運用，如統計學方法、動力學方法和數學規劃方法等。它們對于推動生態關系(時空分布關系、代謝關系及結構關系)的定量研究，驗證生態學的一些理論、假設起了重要的作用。但是，人們逐漸感到“過分數學化”、“過分模型化”的危機。面對復雜的生態系統，現有的數學方法要么因所需假設太多不可用;要么用現有的數學方法難以描述和處理，不夠用;要么參數多、方法復雜，難以掌握且缺乏普遍性，不敢用。有人甚至抱怨說:人們往往不是讓模型去適應問題，而是讓問題去適應模型，其實質不是解決問題，而是在做數學游戲。這種指責也許過于尖刻，但也確實反映了數學在生態關系研究中存在的問題。

其實，現代數學方法基本上是17世紀以來從伽利略、牛頓的經典力學中發展起來的。其研究對象是物理系統，其組分間存在著一定的因果鏈關系和數量變動規律(顯的或隱的、確定的或有一定隨機分布規律的，線性的或非線性的)。傳統物理學方法認為只要知道了系統關系f和初始條件，就能知道系統的現在和末來狀態。其中無論x和y怎樣變化，因果關系f和常數c總是不變的。與機械系統不同，生態系統是一個自組織、自調節的主動系統、一個與環境協同進化的開放系統。研究者不可能獲得足夠的微觀信息來完全確定它末來的狀態，已有對因果關系鏈的數學描述，不管其怎樣復雜和精致，都不足以解釋發生在生態系統中復雜的相互作用。但這并不表明生態學除了還原論別無他路可走。

E.C.Lindeman指出“生態學是物理學和生物學遺留下來的并在社會科學中開始成長的中間地帶”。只是到了1980年代以后，其方法論才呈現出一些新的革命性進展。E.P.Odum(1983)在基礎生態學一書中稱生態學是一門獨立于生物學甚至自然科學之外的，聯結生命、環境和人類社會的有關可持續發展的系統科學［7］。Odum兄弟的系統生態學［8］與馬世駿等的社會-經濟-自然復合生態系統將生態學帶回整體論框架，成為回歸人與自然整合發展的先聲［3］。

不同的研究對象需要不同的調理方法。伴隨地球生態問題的日益尖銳，生態學研究的對象正從二元關系鏈轉向多維關系網。其組分之間已不是涇渭分明的因果關系，而是多因多果，聯鎖反饋的網狀關系。生態科學的方法論正在經歷一場從物態到生態、從技術到智慧、從還原論、整體論到二者融合的系統論的革命:研究對象從物理實體的格“物”走向生態關系的格“無”，辨識方法從物理屬性的數量測度走向系統屬性的功序測度;調節過程從控制性優化走向適應性進化，分析方法從微分到整合，通過測度復合生態系統的屬性、過程、結構與功能去辨識、模擬和調控系統的時、空、量、構、序間的生態耦合關系，化生態復雜性為社會經濟的可持續性。人類從認識自然、改造自然、役使自然到保護自然、順應自然、品味自然，從悅目到怡神、從感知到感悟，其方法論也在逐漸從單學科跨到多學科的額融合。

生態學研究和物理學研究的區別如同西醫與中醫一樣，中醫不象西醫那樣把人體看成一個被動的因果實體，頭痛醫頭，腳痛醫腳，利用維生素、抗菌素等藥物及各種外科手術來消極治病，而是把人體看作一個功能實體，其五臟六腑相互滋生、相互制約，氣血、津液、經絡、筋骨渾然一體，身體的病變是由于六因七情的變化而引起的功能失調，通過望、聞、問、切等手段，運用八綱、臟腑、六因、六經及衛氣營血等“辨證”方法辨識清楚人體的功能狀況及主要矛盾，并根據審因論治、正治反治、標本緩急等原則，對病體進行系統的調理即施治，扶助人體內部的“正氣”來壓倒“邪氣”，使系統恢復正常功能。中醫對人體的組織結構及病變細節不一定如西醫利用現代化手段掌握得那樣清楚，但在許多場合卻比西醫更能解決實際問題。

當前，生態學研究方法正從追求數學推理的解析性、嚴謹性和完美性轉向生態辨識、模擬和調控的靈活性、模糊性和系統性，從經院研究格物致知的二元關系的分析走向可持續發展的規劃、建設與管理的系統生態整合。通過人機對話不斷去觀察、解釋、診斷系統，探索、評價和選擇對策，并在不斷的執行跟蹤中調整方案，增進對系統過程的學習，了解和探索合理發展的途徑。

如何使生態學方法從單尺度、描述性發展為多尺度、前瞻性、機理性和信息化的智能集成，化復雜性為可持續性，需要觀念整合、學科整合、景觀整合、產業整合、文化整合，需要綜合利用各種時間、空間、數量、格局和序理的、定量和定性的、自然科學和社會科學的分析方法，需要建立一系列相關的機理學習、過程模擬和關系調控模型。近年來，我們正在研制和開發一套復合生態系統辨識、模擬和調控的組合模型平臺。包括學習型機理模型:競爭、共生、再生、自生的動力學機制與開拓-反饋-適應-整合的生態控制論方法;SWOT診斷模型:結構診斷(主因子分析，多樣性分析)，功能診斷(主導問題辨識，發展趨勢分析)，環境診斷(生態位勢分析，機會風險分析);動力學模擬模型:理化過程(能源)、生物過程(多樣性)、景觀過程(風水)、經濟過程(資金)、政治過程(權法)、文化過程(精神)的耦合關系;適應性規劃與管理模型:關鍵、限制、利導、緩沖因子和主導組分、主導回路的辨識模型，問題診斷、過程跟蹤、政策試驗的情景模擬模型，泛目標生態規劃與共軛生態管理模型［4］;以及參與性可持續能力建設模型:開放式生態產業孵化模型，適應型生態政區管理模型，誘導型生態文化建設模型，自主型生態社會參與模型，以及走向財富、健康、文明的美麗未來推進模型。其中財富是對貨幣資產、自然資產(礦物、水、土、氣、生物)和人文資產(勞力、智力與科技)的測度;健康是對人群身心健康，人居環境健康、生態系統健康，產業代謝健康和社會關系健康功能狀態的測度;文明則是對社會秩序、文化傳統、人類行為、價值觀念、生產方式、消費方式、社會倫理、精神信仰等的測度［9］。

當代生態學的功用早已超越了純科學去偽存真的范疇，不只是反映自然、社會、思維等領域的客觀規律的博物學知識體系，而且是一門睿智的自然哲學，斂財的自然經濟學、善事的系統工程學、怡神的環境美學?？梢灶A測，象17世紀數學從物理學研究和工業革命的需求中發展和分離出來一樣，21世紀植根于生物學、地學和環境科學研究以及基于可持續發展需要而異軍突起的生態學也必將從傳統分科別類的實驗科學中分離出來，成為研究人與自然全面、協調、持續發展的機理、方法、技術、體制的方法論科學。

3.2 生態整合

復合生態系統方法的核心是生態整合。生態整合的概念最先是Aldo Leopold(1949)在他的生態倫理學名著《沙鄉年鑒》中提出來的［10］。他認為土地作為開發商賺錢的工具，是一個包括其中土壤、水、植物和動物等在內的有生命有靈性的生態整合體，應予以理性和倫理的善待。James Lovelock和Lynn Margulis于20世紀60年代提出的大地女神(GAIA)假說［11］，認為地球表面的溫度、酸堿度、氧化還原電位勢及氣體構成等理化環境與生命體通過環境選擇生物，生物改造環境實現動態平衡、協同進化的結果，形成一種生態整合力，使得地球環境維持在最適合現有生物生存的狀態。E.P.Odum提出生態學是生物、環境和人類社會整合關系的科學，需要從生態整合的視野去調節［7］。F.Vester提出8條生態控制論定律［12］，解釋了人類活動影響下的城市生態耦合關系與調控方法。馬世駿提出生態學是研究有機體的生死過程、物質的生滅過程、事物的興衰過程與環境關系的系統科學，提出生態整合的五大規律:物質循環再生和動態平衡規律、相互制約和依存的互生規律、相互補償和協調的共生規律、相互適應和選擇的協同進化規律、環境資源的有效極限規律［3］。G.Young［13］指出生態學是一門研究生命與環境系統局部和整體關系和整合方法的科學［13］。Laura Westra認為生態整合力是將生態系統的結構、組成和功能及其和諧、穩定和美麗狀態保持在自然和歷史波動范圍內的能力［14-15］。

生態整合的要旨是生物和非生物環境的相互適應，形成一定程度的生態多樣性和對環境擾動下維持穩定生態關系的應變能力，有開放式的能流輸入和一定的資源承載能力，存在于一種非平衡態的時間過程中，有定向、不可逆的演化過程。生態整合機制有兩種，一是自然生態整合，即生物種群及其生境在世代生存選擇的斗爭中協同進化而來的聚合能力和耦合規則;二社會生態整合，指人類種群及其生境在世代適應自然、改造自然的生存發展過程中積累的文化和智慧。前者有近40億年的歷史，后者充其量不過幾百萬年。但人類不能等待億萬年的時日通過自然選擇來實現生態整合。如何發揮人的主觀能動性，在自然生態整合力的約束下推進和加速社會生態的智慧整合，是人類面臨的嚴峻挑戰。

生態整合的目標是達到生態中和的狀態，指中正平和的生態關系。這里的“中”指中正與庸常，認為任何生態因子過多過少、任何生態過程過激過緩、任何生態結構過單過多、任何生態機制過強過弱都是對系統有害的，利導和限制關系要取中;“和”即整合與和諧，關系、結構、過程、功能要整合，合縱連橫、綱舉目張，變混沌為有序、浮躁為平和，正負反饋機制平衡、時空耦合關系諧調。生態中和的“生”是開拓競生、整合共生、循環再生、適應自生的生命活力;“和”是物態諧和、事態祥和、心態平和、智態悟和的整合行為。

生態整合有觀念行為整合、機制體制整合、科學技術整合;有結構整合、過程整合、功能整合;有社會整合、經濟整合、自然整合、政治整合與文化整合;有生命周期代謝過程的縱向整合，跨部門、跨學科的橫向整合，不同尺度系統間的層次整合，有區域層面的空間整合，也有演化過程的時間整合。

生態整合能力包括代謝過程的生命周期閉合度和循環再生能力、發展過程的開拓競爭和適應進化能力、運行機制的共生補償潛力、組織結構的多樣性與主導性、對外部系統的開放耦合程度和自組織能力、對環境干擾的抵御能力和自我修復能力、景觀格局與過程的連續性、完整性與和諧性、文化傳統的延續性、標識性和一致性、競爭、共生、再生、自生機制的協調性;社會、經濟、自然、政治、文化發展的和諧性。

生態整合方法不同于傳統科學分析方法之處在于:將整體論與還原論、定量分析與定性分析、理性與悟性、客觀評價與主觀感受、縱向的鏈式調控與橫向的網狀協調、內稟的競爭潛力和系統的共生能力、硬方法與軟方法相結合，強調物質、能量、信息、人口、資金的綜合;科學、哲學與工程學方法的聯姻。

常用的生態整合方法包括能值分析法、生命周期分析法;生態控制論分析法、生態服務功能、生態資產評估、生態足跡法、生態風險分析法、系統動力學、空間遙感分析及地理信息系統分析法;情景分析法;以及復合生態序分析法(通過測度復合生態系統的屬性、過程、結構與功能去辨識系統的生態功能序和可持續能力)等。

理、制、脈、氣、數、形、神是生態整合的核心內容和精髓:理，指生態整合的哲學和科學基礎，包括道理、事理、情理;制，指生態整合的制度和組織保障，包括體制、機制、法制;氣，指推動和平衡生態系統功能和諧與結構整合的生命活力，包括天氣、地氣、人氣;脈，指生態系統代謝完整性和過程暢通性的自然、經濟和社會通道，包括水脈、路脈、文脈;數，指物質、能量、信息、資金、人口等生態功能流在時空尺度的平衡規則，包括法則、定數、閾值等;形，指生態系統的元、鏈、環、網間的耦合關系，包括形態、結構和格局;神，指生態系統的競爭、共生、再生、自生秩序和隱含的關系［9］.

4 將生態文明融入經濟、政治、文化和社會建設的各方面和全過程

生態是生命生存、發展、繁衍、進化所依存的各種環境條件和生命主體間相互作用的耦合關系，而生態學則是人類認識環境、改造環境的一門世界觀和方法論或自然哲學，是包括人在內的生物與環境之間關系的一門系統科學，塑造環境、模擬自然的一門工程技術和養心、悅目、怡神、品性的一門自然美學?！吧鷳B”還是“生態關系和諧”這一復合詞的簡稱，表示人和環境在時空演替過程中形成的一種自然文脈、肌理、組織和秩序;“生態”還是一種自組織、自調節、自適應的定向進化過程，其演替目標是低的物質流通量、高的能值轉換率、暢通的信息反饋、閉路的生命周期、發達的共生關系、強的自組織能力和生命力、高的應變力和多樣性。生態演化，必須有生物主體、支撐環境、多樣性的結構和遺傳進化過程，必須具備開拓競生、循環再生、適應自生和整合共生的動力學機制與正負反饋的自調節能力。這是區別社會上濫用生態口號的偽生態從真實生態以及區分開來的標尺。

生態文明的生態，實際上是人的生態，是人與環境間的耦合關系、整合學問、和諧狀態與進化過程;是“綠韻”與“紅脈”之間的關聯?！熬G韻”是光合作用賦予的生命力。植物大都是綠色的，自然的本色是綠，生命的活力表現在綠，人類活動的基礎就是綠。還有“紅”，人和高級動物的血液都是紅的，人類社會能源開發利用的作功過程和熱耗散表現出的是紅色，它是生命的血脈，社會的基色。我們要發展綠色經濟，建設綠色景觀，運籌綠色社會，傳承綠色文化，其實就是要協調綠韻與紅脈的耦合關系。

生態文明的“文”，是指人(包括個體人與群體人)與環境(包括自然、經濟與社會環境)關系的紋理、脈絡或規律，是一種時間、空間的生態關聯。日加月為“明”，是指從暗向亮，從愚昧向睿智的開化、教化和進化過程。

生態文明建設包括生態環境的物質基礎建設和生態文化的上層建筑建設。

生態環境是人類生存發展的物質基礎，包括物質代謝環境 (水-空氣-生物質-礦物質)，生態服務環境(土壤-氣候-水文-陸域-空域)，生物共生環境 (植物-動物-微生物)，社會生態環境 (經濟-社會-政治-文化)以及區域發展環境 (資源-市場-環境-政策-人才)，表現在社會發展的形態、結構和服務效果上。

生態文化是社會持續發展的上層建筑，包括生態觀念、生產關系、生活方式、生態制度、生態經濟、生態哲學、生態美學等領域的物態、心態、體制和認知文明，涉及物質代謝、事權運籌、人情調理間的系統耦合關系、人文進化過程、環境融合機理及社會管理狀態，表現在社會發展的機制、體制和進化功能上。

生態文明建設包括經濟建設中生產和消費的物態文明、政治建設中組織和管理的體制文明、文化建設中知識和智慧的認知文明，以及社會建設中道德和精神的心態文明。

生態文明融入經濟建設，就是要處理好經濟建設中生產、流通、消費、還原、調控活動與資源、市場、環境、政策和科技的生態關系，將傳統單目標的物態經濟轉為生態經濟、利潤經濟轉為福祉經濟，促進生產方式和消費模式的根本轉變，通過生命周期設計和生命周期管理將條塊分割的傳統產業，合縱連橫為生產、服務、生態建設一體化的復合生態體系。

生態文明融入政治建設，就是要處理好制度建設中眼前和長遠、局部和整體、效率與公平、分割與整合的生態關系，引入生態學的開拓競生、適應自生、循環再生和整合共生機制，將環境與經濟、計劃與市場對立的二元論轉變為五位一體的融合論，促進區域與區域、城市與鄉村、社會與經濟、綠韻與紅脈的統籌，強化和完善生態物業管理、生態占用補償、生態績效問責、生態控制性詳規和戰略環境影響評價等法規政策。

生態文明融入文化建設，就是要處理好價值觀念、思想境界、道德情操、精神信仰、行為規范、生活方式、風俗習慣、學術思想、文學藝術、科學技術等領域人與自然、人與人以及局部與整體的認知文明和心態文明問題，引導生態文化的傳承與創新、人與自然關系的功利、道德、信仰和天地境界的健康發展。

生態文明融入社會建設，就是要處理好城鄉建設中自然生態涵養、生態基礎設施保障、人居生態建設和社會生態服務的系統關系，通過復合污染防治、清潔生產管理、產業生態建設、生態政區建設和生態文明品質提升一體化的規劃、建設與管理，強化腎肺皮口脈生態基礎設施建設、推進生態服務功能的完善和城鄉環境的凈化(干凈、安靜、衛生、安全)、綠化(景觀、產業、行為、機制)、活化(水歡、風暢、土肥、生茂)和美化(文脈、肌理、物態、心靈)，建設融形態美、神態美、機制美、體制美和心靈美于一體的美麗家園(表3)。

生態文明的這種“融”和“貫”，將自生、競生、共生、再生的生態演化機制與開拓、適應、反饋、整合的人文創新精神根植于新型城市化、工業化、信息化和農業現代化的人類發展過程之中，努力建設美麗中國，推進生產高效循環、生活幸福低碳、生態綠色和諧的可持續發展。

表3 環境問題的復合生態調控對策與技術Table 3 SENCE based integrative environmental regulation strategies and technology

生態文明建設與社會、經濟、政治和文化建設的地位不是平行的，經濟建設為中心、社會發展為目標、政治協調為保障、文化傳創為根本;生態文明的融貫是生命力、應變力、承載力和整合力的融入和開拓、適應、反饋、整合精神的貫穿，前者是綱，后者是常，前者是橫，后者是縱。需要綱貫穿常、縱聯合橫，五位一體的潛移默化、融會貫通，才是有中國特色的社會主義。循環發展側重物流代謝過程，強調資源的循環再生和可持續消費，核心是生物鏈和礦物鏈的高生態經濟效率;低碳發展更強調能源耗散的碳生態效應，核心是化石能源的清潔利用、高效利用、生態利用，以及可再生能源的合理開發、有機替代和永續利用;綠色發展的綠色不只是一種顏色、一種形態，更是一種開拓、適應、反饋、整合的生態機制，一種自生、共生、再生、競生的生命活力，一種高效、和諧、健康、持續的進化過程，一種功利、道德、信仰、天地合一的人文境界。綠色發展的實質是人類活動的紅脈與自然生態的綠韻間的科學整合，是以人為本，按照生態學規律推進的全面、協調、可持續發展，即科學發展。

生態文明新時代的新是觀念更新、體制革新、技術創新;是新型工業化、區域城鎮化、社會信息化和農業現代化，未來的美麗中國，其經濟過程將從物流主導型轉向信息主導型，空間格局將從集聚型轉向適度分散型，生產潛力將從單項技術型轉向智慧集成型、生活質量從資金導向的富裕型轉向福祉導向的健康型;管理模式從樹鏈型轉向網絡型;社會訴求從公平轉向和諧。

《禮記·禮運篇》曾將中國社會的進化分為三個階段，即“亂世─小康─大同”。經過一個多世紀動亂的中國正在從亂世進入小康。未來的“大同”社會，既不是傳統的“小橋、流水、人家”的田園社會，也非高樓林立，道路密布的城市社會，而是一種順應生態、合乎國情的永續發展社會。其基本特征是社會小康:機制體制健康、結構功能高效、供給需求平衡、生命周期閉合;生態中和:競生-共生-再生-自生共濟;社會-經濟-政治-文化-自然一體;凈化-綠化-活化-美化普育;污染防治-清潔生產-產業生態-生態基礎設施-生態政區同步;與科學大智:政-產-研-學-民整合;農-工-科-貿-文一體;時-空-量-構-序協調;物質-能量-信息-人口-資金;溫飽-功利-道德-信仰-天地同境，其中生態文明將發揮決定性的作用。社會小康、科學大智、生態中和，這就是生態文明新時代的美麗中國新形象。

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