水土保持学的理论基础.doc

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1、水土保持学的理论基础第二章流域治理的理论基础与措施体系 第一节流域治理的理论基础 流域治理(Watershed Management)，又称流域管理、流域经营、集水区经营， 其概念是：为了充分发挥水土资源的生态效益、经济效益、社会效益，以流域 为单元，在全面规划的基础上，合理安排农、林、牧、副各业用地，因地制宜 地布设综合治理措施，对水土资源进行保护、改良与合理利用。山区流域治理 实际上就是山丘区的水土保持。 在欧洲，流域治理起源于山地整治。由于山区人口增多、土地退化、山洪及泥 石流灾害日益加剧，人们开始重视以流域为单元整治山地。同时，不断增长的 对水资源的要求，山区自然资源的多目标利用，以及

2、山区农业的发展，也要求 人们重视山区自然环境的保护，特别是水土资源的保护、改良与合理利用。 欧洲文艺复兴以后,围绕因滥伐山地森林而引起的山地荒废,阿尔卑斯山区各国 采取了以恢复森林为中心的山区荒溪流域治理. 在美洲，流域治理最先开始于美国。1930 年美国建立了第一个流域管理(流域治 理)机构，即田纳西流域管理局。作为一门学科，美国的流域治理是本世纪40 年 代由森林水文学者提出来的。他们认为，只有采取综合措施才能改善流域的水 文状况和水质。他们建议把改善水文状况，防治山洪、泥石流灾害与合理利用 与开发水、土、林等自然资源结合起来。 日本自明治维新以后，以当时的关东山洪及泥石流灾害为契机，在“

3、治水在于 治山”的传统思想指导下，于1928 年创立了具有日本特色的砂防工学(亦称流域 保全)。日本农林省林野厅下设治山课主持治山即“流域保全”工作。在日本 颁布的治山词汇中，治山一词即流域治理(Watershed Management)。 1917 年以后前苏联农区防护林学者继续了道库恰也夫、柯斯特切也夫等人的景 观学说，提出了山区流域治理的措施体系，包括：规划经营措施，森林改良土 壤措施、农业改良措施及水利改良土壤措施。 发展中国家由于山区人口压力日益增大，游牧农业迅速发展，加之对水土保持 缺乏应有的知识，森林采伐利用不合理以及过度放牧，发展中国家山区流域退 化问题十分严重。各国政府已开始

4、注意加强山区流域治理。工作概况如下：有 些国家原防治工作只注意下游，未作到上下游兼顾；许多发展中国家虽然制定 了法律来保护流域内原始森林，防止滥伐及火灾，但实施不力；有些国家，如 泰国、委内瑞拉、牙买加、印度尼西亚，采用资助农民发展混农林业的方法来 进行流域治理；不少国家的政府在林业部门设立了流域治理机构，开展流域治 理工作，如泰国、巴基斯坦、印度、尼泊尔、伊朗、土耳其、智利等。 联合国粮农组织除了从技术培训方面援助发展中国家的流域治理外，还拨出经 费，立项支援发展中国家开展流域治理。曾经获得资助项目的国家有尼泊尔、 牙买加、萨尔瓦多、海地、突尼斯、泰国、巴基斯坦、印度等国。我国林业、 农业及

5、水利部门也曾获得粮农组织流域治理的援助。 我国山丘区面积占国土面积2/3。全国山丘区的水土流失面积达179 万平方公里。 山区流域土地由于长期不合理的耕垦与滥伐森林，土壤侵蚀严重，土层变薄， 地力退化，生态环境恶化，作物产量低而不稳。新中国成立以来，党和政府 十分重视山区流域治理(亦称生态经济沟建设)，把山区流域治理作为领导山区 农民脱贫致富，提高环境人口容量及群众生活水平的重要政策及措施。这些 经过治理的山区流域，改善了环境，提高了群众经济收益，水土流失量大大 减少，粮食产量及人均净收入显著提高，流域生态经济系统向良性循环发展。 一些典型示范区不仅荣获国家级奖励，同时也受到联合国粮农组织与国

6、外专家 的好评。“六五”、“七五”期间国家安排了“流域综合治理”的国家攻关 项目，已总结出比较完整的流域综合治理理论基础。 一、生态经济学 生态经济学是近20 年来由生态学和经济学相互渗透、交叉，有机地结合形成的 新兴边缘学科。本世纪60 年代后期美国经济学家肯尼斯鲍尔丁在他的重要论 文一门科学生态经济学中，首先正式提出了“生态经济学”的概念。 生态经济学以生态学原理为基础，经济学理论为主导，以人类经济活动为中心， 围绕着人类经济活动与自然生态之间相互发展关系这个主题，研究生态系统和 经济系统相互作用所形成的生态经济复合系统，研究其矛盾运动中发生的生态 经济问题，阐明它们产生的生态经济原因及解

7、决的理论原则，从而揭示生态经 济运动的发展的客观规律。将流域作为一个开放的生态经济系统进行分析、评 价、调控和经营管理，则是生态经济学理论在流域整治与管理中的具体应用。 (一)流域生态经济系统的组成 流域生态经济系统是由流域生态系统和流域经济系统相互交织而成的复合系统 。它具有独立的特征和结构，有其自身运动的规律性，与系统外部存在着千 丝万缕的联系，是一个能够经过调控，优化利用流域内各种资源，形成生态经 济合力，产生生态经济功能和效益的开放系统。 在流域生态系统和经济系统中，包含着人口、环境、资源、物资、资金、科技 等基本要素，各要素在空间和时间上，以社会需求为动力，通过投入产出 链渠道，运用

8、科学技术手段有机组合在一起，构成了流域生态经济系统。 1 (1)人口：流域范围内的人口，是指具有一定数量和质量的人口总称。人具有自 然和社会的二重性，从自然属性来看，人是物质世界发展过程中最高级的生物 ，成为自然界的重要组成部分，是生态系统的核心成员；从社会属性来看，人 们结成一定的生产关系从事生产劳动，进行社会经济活动，形成了经济系统。 因此，生态系统孕育进化了人类，人类社会产生了经济系统。人口是流域生态 经济系统的核心要素，人不但可以能动地调节控制人口本身，而且可以能动地 与环境、资源、物资、资金、科技等要素相连接，构成丰富多采的生态经济关 系。人不仅是消费者，而且是生产者，能创造出比自己

9、的消费多得多的财富。 这种消费和生产的对立统一关系，一方面，表现为人口在环境、资源、能源、 粮食等方面造成压力，影响、动摇、甚至破坏生态经济系统的平衡；另一方面 ，人具有生产劳动和创造才能，又可以使生态经济系统向更高一级的平衡状态 演化。因此，人口要素在流域生态经济系统中，起着促进或延缓生态发展的作 用。 (2)环境：在流域范围内，环绕着人群的空间中可以直接、间接影响到人类生活 和发展的一切自然因素和社会因素的总体，称之为流域环境。人类离不开环境 ，与环境相并存，但人类不是消极地适应环境，而是通过劳动能动地控制环境 、改造环境，并利用环境为自身服务。但环境是有一定容量的，人类经济活动 不能超过

10、环境容量，否则环境就会遭到破坏，人类的经济活动就会受到限制。 因此，人类必须合理地调节自己的经济活动，使其与环境容量相适应，并力争 提高环境质量，促进流域生态经济的协调发展。 (3)资源：资源指生产资料或生活资料的天然来源。由于流域所处的地理位置不 同，资源的种类和数量也有很大区别，资源的差异性，形成了不同类型的流域 生态经济系统。资源利用的有限性，对生态经济系统的形成、演替和发展起着 重要的制约作用。如，森林采伐量不能超过其生长量，草场不能超载放牧，耕 地不能耗竭地力，水域不能过度捕捞，环境污染不得超标等。由于不合理利用 资源，单方面追求经济的增长，所带来的一系列生态问题，越来越引起人类的

11、关注。人们为了防止和挽救生态失调及其所造成的损失，积极开展以流域为单 元的水土保持的综合治理，在保护、改善或重建良好的生态系统中作出了巨大 努力。 (4)物资：物资是生产和生活上所需要的物质资料。物资是生态经济中已经社 会化了的物的要素，是自然资源经过劳动加工转化而来的社会物质财富。自然 资源是物资转化的源泉，物资是社会经济运动的物质力量。物资是生态经济系 统形成和发展的重要条件，在把自然资源转化为物质资源过程中，只有以丰富 的物质资源为基础，采用先进的生产工具，才能把更多的自然资源转化为经济 物资。 (5)资金：是用货币形式表现的再生产过程中物质资源的价值。再生产过程中的 资金循环要依次经过

12、流通过程、生产过程和流通过程三个阶段，第一阶段和第 三阶段，是价值形成的准备和实现的运动过程，第二阶段则是价值形成的物化 和增殖运动过程。资金作为生态经济要素，主要是指资金参与并起着生态系统 和经济系统在生产过程中相互交织和变换物质的作用。 (6)科学技术：构成流域生态经济要素的科技，是指与该系统有内在联系的人化 的物化形态的科技。包括具有一定身体素质、科学知识、生产经验、劳动技能 的人，和科技物化了的劳动资源。现代科学技术贯穿于社会生产的全过程，任 何一个流域生态经济系统的生产和再生产，都是在运用科技手段、通过经济系 统的经济能量和经济物质与生态系统中的自然能量和自然物质相交换的过程中 实现

13、的。科技要素在流域生态经济系统中的任务是认识和掌握生态经济规律， 有计划有目的地调节控制社会经济和自然生态之间的关系，在保证流域经济持 续发展的同时，保持良好的生态环境，以最大限度满足流域人民日益增长的 物质、文化和生态的需求。 2 (1)结合的动力 人类的要求大体经历了三个阶段，即单纯生存需求阶段、物质享受阶段和包括 优美环境在内的全面需求阶段，不同的需求直接制约着各要素的不同结合方式 。 我国的许多流域，曾是山青水秀、美丽富饶的好地方，她孕育了丰富的自然资 源和人类的文明。但是，由于人们没是充分认识生态环境规律，对他们长期栖 息的土地进行掠夺性经营，导致了生态环境恶化，经济贫穷落后的严重后

14、果。 人口剧增、森林破坏、水土流失、土壤沙化、物种绝灭、水质污染、水源危机 等一系列生态问题的出现。严酷的现实，使人们清醒地认识到，发展经济和 保护环境同等重要，为此要求流域综合治理同时要树立起“环境优美、经济 繁荣”两个奋斗目标。而这两个目标的实现过程实质上是流域生态系统要素 和流域经济系统要素相互联系、相互作用的过程。因此，人类需求是生态经济 系统要素结合的内在动力。 (2)结合的渠道 流域生态经济系统内部各要素的相互结合，不但要有需求作动力，而且还必须 通过生态经济系统投入产出渠道，才能完成各要素之间的相互结合。 流域生态系统的投入产出食物链和流域经济系统的投入产出链在生产过程是中 相互

15、交织形成流域生态经济系统的投入产出生产链。流域生态经济系统结构内 部的各要素就是通过它相互结合起来的。流域生态系统中的农田生态经济系统 产出的部分农副产品，可以作为牧业生态经济系统的投入物质，牧业生态经济 系统的部分产出物，又可作为渔业生态经济系统的投入物质，农、林、牧、渔 各生态经济系统的产品，又可作为加工业或其它工业的投入物质，而上述各个 生态经济系统的下脚料和废物，又可作为农田生态经济系统的投入物质.农、 林、牧、渔、工等生态经济系统,通过投入产出生产链，有机地构成了流域生态 经济系统。 (3)结合的手段 流域生态经济系统内部各要素经过投入产出生产链渠道相互结合，并不是自发 进行的，而是

16、运用一定的科学技术手段交织连接的结果。科技作为生态经济要 素的结合手段，主要指人们在对自然规律和经济规律认识的基础上，充分运用 自身所掌握的科技知识和劳动资料，在人化和物化的技术手段直接改造生态系 统，使生态系统经济化，经济系统生态化。例如，科学技术作为农田生态经济 系统要素组合的手段表现为:科技物化的机械松土,改变土壤的理化性状;科学 增施肥料，改变土壤营养状况；选播优良品种，减轻作物一般的病虫害；科学 进行田间管理，保证农作物正常发育生长等。 由于科学技术是生态经济系统各要素结合的手段，因此，它的进步，必然要引 起生态经济结构的变化，一定的科学技术水平条件下，也只能形成其相应的生 态经济结

17、构。现代化的生态经济系统结构的建立，必须以现代化的科学技术作 为手段和必要条件，其中科技人化的手段是一种能动的科学技术手段，它是流 域生态经济系统要素结合的主导力量。因此，在流域综合治理中，提高劳动者 的科学技术水平，已成为创立优化的流域生态经济系统的关键。 3 在流域生态经济再生产过程中，不仅有自然力的投入，而且有劳动力的投入， 由自然力与人类劳动相结合，共同创造使用价值，有产品参与和影响经济、 社会、自然再生产，而且包括经济再生产和人口再生产。 自然再生产是生物与自然环境之间进行物质能量交换、转化、循环的自然生物 再生产过程。这一过程是按自然规律，通过植物生产、动物生产、有机物分解 等环节

18、循环运转完成的。自然界中的各种生物和自然物质，都是生态系统中物 质循环过程的组成部分，它为人类生存和经济的发展提供了自然物质条件。因 此，自然再生产是经济再生产的基础。 经济再生产是人类有目的的生产经营活动。它是以一定的生产关系联系起来的 人们通过利用自然物质而创造物质财富的过程。经济再生产过程包括生产、分 配、交换、消费四个环节，其中生产处于首要地位。通过经济再生产将自然物 质转化为人们需要的各种产品，在生产过程中，劳动者的活劳动和物化劳动也 凝结在产品之中，这些产品通过经济系统内部的交换、分配、消费各环节后， 变成经济物质和经济能量，达到预期的经济目地。因此，经济再生产既受到自 然再生产的

19、制约，也受到社会因素的影响。 人口再生产，从生态意义来看，是种群的再生产，从社会经济意义来看，是劳 动力的再生产。人类为了自己的生存和发展，需要不断地开展、利用自然资源 ，进行经济活动，从而使经济社会资源与环境资源在一定的生产方式下结合起 来。因此，人是流域生态经济系统的核心和主体。 在人口再生产过程中，人口素质和人口分布，均对自然再生产和经济再生产带 来影响。如果人口增长速度过快，就会对自然环境造成一定压力，当超过生态 系统一定的阈值时，生态系统便失去自我调节能力，从而使生态平衡遭到破坏 ，带来一系列生态问题，进而影响经济的再生产。反之，如果人口增长速度过慢 ，人口数量过少，也就不可能充分开

20、发自然资源，从而延缓经济的发展。只有 在适宜的人口增长速度、优生的人口素质和合理的人口分布的基础上才有利于 合理开展自然资源、维护生态平衡、促进经济的发展。 总之，没有一定数量和素质的人口，就没有社会经济的再生产；经济再生产和 人口再生产，都需要自然再生产提供食物、原料和最基本的生产资料；而自然 再生产同样受人口再生产和经济再生产的影响。三种再生产过程相互联系、相 互制约、相互交织，使流域生态系统成为一个有机联系的统一整体。 (二)流域生态经济系统的结构 1 流域生态经济系统是一个开放系统，它一刻不停地与外界环境进行着能量、物 质和信息的交换。生态经济结构的开放性，给流域生态经济系统带来了活力

21、。 生态经济系统结构内部各要素之间，进行着永不停止的输入输出的交换活动，系统 本身处于非平衡状态，并具有通过与外界的交换力图向平衡目标发展的趋势。因 此，流域生态经济系统是一个远离平衡状态的开放系统。由于远离平衡状态， 系统就更需要通过不停的物质、能量、信息的交换来趋于或维持一定的动态平 衡，在这一复杂的运动变化中，系统内部不同元素之间存在着非线性的机制。 因此，流域生态经济结构是一种典型的有序的组织结构耗散结构。 2 流域生态经济系统各要素之间的相互组合，不仅是点的结合和单链条上的结合 ，而且是纵横交织的网络结合。流域生态系统中，生物之间通过吃与被吃的食 物关系，构成食物链，多条食物链相互交

22、织成食物网。以生态系统为基础的生 态经济系统。无论是各要素之间，还是各个系统之间，都呈现出网络性的连接 关系。流域生态经济系统中，组成要素繁多，大系统中有小系统，小系统中有 多种成分，生物、环境、经济、技术等因素共存于一体并相互作用，相互制 约。农业子系统的粮、棉、油、木、丝、糖、菜、果、烟、药、麻、肉、蛋 、奶、毛、皮、杂等产品，作为物质资料，要输入包括工业在内的其它子系统 。工业子系统的肥料、工具等产品直接输入农业子系统，各类工业生产过程中 的废气、废水、废碴排放后，经过生化循环，又与农业子系统连接起来。所有 这些，构成了错综复杂的网络结构。 3 流域生态经济系统结构，有明显的三维空间特征

23、。流域生态环境立体和水平方 面的差异性，造成生物群落与自然环境相适应的明显的空间垂直的水平分化。 如云南的胶茶人工森林，上层是五六米高的橡胶树，第二层是三四米高的肉桂 和萝芙木，第三层是一米高的茶树，第四层是名贵中药砂仁，最下面一层是喜 阴的地被植物层。形成了多层次立体结构。林中动物由于对植物群落的依附性 ，而分别活动和居住在树冠、树于、灌木、草丛中，它们同样也具有多层次立 体结构，例如有人对一片欧洲栎树森林中的鸟类作了统计，其中15%在地面筑巢 ，25%在草丛筑巢，31%在树干上面和树干里面筑巢，29%在树冠上筑巢。就 是地表以下的生态系统结构，同样具有立体特性，一方面植物的根系分浅根系 、

24、深根系，另一方面一些节肢动物、穴居动物和若干微生物，分别生活在不同 深度的土壤中。另外能源和矿产等资源，也都是立体分布的。 由于流域生态环境的立体特征，生物种群、能源和矿产资源的立体分布，人类 经济活动的立体配置，有机组成了流域生态经济系统的立体结构。流域生态经 济系统的立体结构具体表现为立体种植业、立体养殖业和多层次加工业的有机 结合，其上下左右、内外前后、相互促进、循环往复、生生不息。多层次的多 次增值，用最小的投入获得最大的产出，做到生态、经济、社会三个效益高度 发挥。 综上所述，流域生态经济系统结构是一个有序、网络、立体的结构，了解流 域生态经济系统结构的这些特征，对创立优化的流域生态

25、经济系统，搞好山区 生态经济建设，有十分重要的现实意义。 (三)流域生态经济系统的功能 流域生态经济系统的生产和再生产过程是物流、能流、信息流和价值流的交换 和融合过程。因此，流域生态经济系统具有物质循环、能量流动、信息传递、 价值增殖四大功能。 1 流域生态经济系统的物质循环是流域自然生态系统的物质循环与流域社会经济 系统的物质循环的有机结合和统一，是流域生态经济系统中自然物质与经济物质 相互渗透、互相转化、不断循环的运动过程。这一运动过程是以农业、能源、 开矿等生产部门为渠道进行的，农业生产部门利用太阳光能生产出植物和动物 产品，除供人们生活消费外，部分产品提供给工业部门作原料，这些流动着

26、的 物质最后经过生化分解过程，以简单的物质形态重新释放到生态系统中，归还 于环境；能源的开发、生产和利用，是人们从事物质生产的强大动力，是社会生产 力发展的重要标志。但在能源生产过程中，有大量有害物质释放到环境中，造成 环境的恶化。因此，人们既要大量开发、生产和利用能源，同时也必须投入经 济物质，有效的解决因能源消耗而造成的环境污染问题；各种有用的矿产资源 ，是流域生态经济系统重要的物质资源，矿产资源通过开采加工，其产品直接 或间接的参与流域生态经济系统的物质循环，但形成大量的废渣沉积起来，侵占 耕地、污染环境、造成新的水土流失。 流域生态经济系统物质循环的实质，是人类通过社会生产与自然界进行

27、物质交换 。在交换过程中，改变自然物质的形态，加工成人们有用的物质产品，满足人 们生活和生产的需要。而要实现生态经济再生产的顺利发展，必须把人口、社 会、自然等方面的关系理顺，使人口再生产、自然再生产和经济再生产三者彼 此协调，才能促进物流畅通，实现良性循环。 2 流域生态经济系统的能量是指作功的能力，包括正在作功的能量和未作功但具 有潜在作功能力的能量。生态系统的太阳能、生物能、矿化能和各种潜能称为 自然能量，自然能量投入经济系统中，按照人类经济活动的意图，沿着人们的 经济行为、技术行为所规定的方向传递和变换，便成为经济系统的经济能量。 流域生态经济系统中的能量流动是流域生态经济系统的自然能

28、量流动和流域经 济系统中的经济能量流动有机结合、相互转化、不断传递流动的过程。 流域生态经济系统中的一切物质循环都伴随着能量流动，物质循环和能量流动相 互依存、相互制约、不可分割地同时进行。能量流动与物质循环的渠道是一样 的，生态系统中各种生物之间错综复杂的捕食关系，是能量流动的主要渠道。 自然能量转化为经济能量，是由农业、能源和开矿等生产部门把各种能量输入 到经济系统的各部门和各个生产环节，通过投入科出生产链相互交换物质能量 。但是，能量流动有三个显著的特点，一是能量属于单向流动，是非循环的， 它只能一次流过系统。生态系统的能量起源于太阳，能量以光能的形式转入生 态系统之后，以热的形式逸散到

29、环境中，绿色植物 从太阳获取的光能决不可能再返回太阳中去，草食动物从绿色植物中 所获得的能量，也决不可 能再返回给绿色植物。同样，自然能量转化为经济能量进入经济系统，不论是 开采各种矿物能源，还是把这些矿物转换为其它形式的能源，或者是在各 种生产和消费领域中被消耗的能源，都不能以原来的能量形式返回给原来的领 域。另外，能源在使用消耗过程中，其无效能量以热能的形式逸散到大气里， 也不能再循环利用。二是能量 流动是遵循力学定律进行的，在自然界中，能量既不能消灭， 也不能凭空产生，它可以从一种形式转换变为另 一种形式，在从高能位向低能位、由集中到分散的转换过程中能量守恒。 流域生态经济系统的能量 随

30、着食物链和生产链的各个环节传递和转移， 其能量逐级递减。三是生态经济系统中的能量流动和物质循环所产生的污染物 及其危害不同，经济能量的消耗过程中，排放的大量污染物质， 是大气中的主要污染物。而经济系统的物质循环带来的污染物质， 主要污染水体和土壤。 总之，能量的大量投入，会创造出更多的经济物质，为社会创造理更多的物质财 富。但是经济物质消耗过大，其有害物质也会大量增加，污染生态环境。因此 ，在流域综合治理中，发展山区经济和保护生态环境，二者不可偏废。 3 流域生态经济系统结构中物流、能流的转化、循环过程与产品生产和价值增殖 过程是基本一致的，流域生产和再生产过程，是自然生态过程和社会经济过程

31、有机结合的自然和社会相互作用的过程。在这一过程中，人通过自己有目的劳 动，把自然物质、能量变换成经济物质、能量，价值沿着生产链不断形成、增 殖和转移，并通过交换关系实现其价值。劳动者在劳动过程中消费着活劳动和 物化劳动，在创造出新的使用价值的同时，不但转移了旧价值，而且创造了一 定数量的新价值，价值量随之积累而增加。流域生态经济结构越复杂，转化层次 也越多，则产品价值越大。因此，因地制宜，建立合理的生产结构，选择能发 挥资源优势并使之转化为经济优势的、多层次循环利用模式，进行立体经营， 乃是发展山区经济，建立转化循环高效、经济高产、生态平衡的流域生态经 济系统的关键环节。 4 在流域生态经济系

32、统中，生态系统与经济系统之所以能相互连结成为一个有机 整体，除了能量和物质的交换外，还存在着信息传递现象。人类的经济活动总 是伴随着信息活动，有效地进行经济活动，必须有足够的信息作保证，因为在 任何一项经济活动中，信息流起着支配的作用，它调节着人流、物流、能流的 数量、方向、速度和目标，没有它就会导致系统的紊乱和破坏。 信息传递是管理生态经济系统的关键，人类控制生态系统， 是通过获得信息流 控制能流和物流来实现的，生态经济管理就是科学地调节物流、能流和价值流。 为此，必须及时、准确地掌握“三流”运动发出的信息，采取科学的调控手段 ，来达到生态经济系统的目地。在流域生态经济再生产过程中，需要人口

33、、自 然、经济三个再生产相互适应，协调发展。所以，管理生态经济系统，不仅需 要大量的经济、社会信息，而且还需要逐步解开“自然对话”之迷。从这种 意义上说，生态经济管理的本质是信息管理。 综上所述，流域生态经济系统是通过物质循环、能量流动和信息传递把人口、 自然、社会联结在一起，构成生态经济有机整体。生态经济系统 能流、物流、信息流的转换、传递过程，集中到一点，就是价值流的运动发展 过程，而价值流的物质承担者是使用价值流。 流域生产和再生产的目的，就是要创造出更多的使用价值流， 以满足人类生存的社会发展的需 要。因此，物质循环、能量流动、信息传递、价值增殖，是流域生态经济系统 的四大基本功能，四

34、者之间的相互联系和相互作用，推动着流域生态经济系统不 断运动、变化和发展。 (四)流域生态经济系统的平衡 流域生态经济系统的平衡，是保持生态平衡条件下的经济平衡，是生态平衡与 经济平衡是机结合、相互渗透的矛盾统一体，是在“自然选择”与“人工选择 ”的进化过程中，流域综合治理的生态目标和经济目标相统一的平衡状态。 1 流域生态经济平衡是客观存在的，具体表现在流域生态经济系统的结构平衡、 机制平衡和功能平衡三个方面。在生态经济系统运动、变化过程中，其结构不 断发生变化，为实现流域综合治理的生态经济目标，需要选择优化的生态经济 结构模式，并经常保持这种结构的平衡，这是经济、社会发展的客观需要。 流域

35、生态经济系统具有自组织的能力，为保证系统的正常运行和进化，必须经 常维护生态经济机制的平衡。流域生态经济系统只有维护其物质循环、能量流 动、信息传递、价值增殖等各种平衡功能，才能促使生态经济系统的进化，实 现生态经济的良性循环。流域生态经济平衡是相对的，是以经济、生态发展为 目标的、有条件的、不断运动、变化和发展中的动态平衡。生态经济平衡的动 态性，表现为系统外部和内部都是动态的，流域生态经济系统处于由一种平衡状 态向另一种平衡状态永不休止地变化之中，当生态经济系统处于平衡状态时， 系统内部的能流、物流、信息流等也处于不停地运动变化之中。生态经济平衡的 客观性和相对性，反映了生态经济系统运动、

36、 变化的客观规律，人们可以通过认识这一规律， 调节和控制生态经济系统的演替、进化过程，让流域生态经济系统沿着人们所需要的目标运 行和发展。 2 由于流域所处的地理位置、自然环境、社会经济等方面的差异，使不同类型的 流域生态经济系统或同类系统在不同时序上呈现出不同的 流域生态经济平衡状态。根据生态目标和经济目标的不同 组合，可归纳为三种典型的生态经济平衡模式。 (1)稳定的生态经济平衡模式 在这种平衡状态下，系统自我调节力因抵偿外部不当的干预力而减弱，但能 够勉强维持系统原来的结构的功能，生态系统和经济系统都处于保持原有水平 和规模的再生产运动，在运动中不出现非正常的异变。 (2)自控的生态经济

37、平衡模式 在这种平衡状态下，由于各种内外因的激发使生态经济系统出现各种异变时， 系统可凭借自身的自我调节机制，迅速恢复生态经济系统的稳定状态，保证生 态经济系统的正常运行和生态经济功能的正常发挥，保持原来的生态经济平衡 状态。 (3)优化的生态经济平衡模式 在这种平衡状态下，系统中各要素以及结构与功能之间都处于融洽协调的关系 中，生态经济系统在自控、稳定的同时，不断完善和进化。生态系统与经济系 统同步协调发展，并进行良性循环。 流域综合治理的目的，在于创立优化的、以生态林业工程为核心的生态经济系 统，因此，寻求优化的生态经济平衡模式是流域综合治理的中心任务。 二、系统论 系统论首先是在本世纪2

38、0 年代奥地利学者L V 学时提出来的 。几十年来，系统论无论在理论上还是实践上都取得了巨大成就。系统论是以系 统及其机理为研究对象，研究系统的类型、一般性质和运动规律的科学。系统 论为人们提供了认识现实世界中各类系统的性质和特点的理论依据，以便按照 人们的目的和需求在改造创建各种系统中进行科学的设计、管理、预报和决策 。 (一)系统论基本原理 系统是物质的普遍存在形式和发展形式，系统论的基本原理包括： 1 系统整体不等于它的部分之和，系统要素的运动往往依赖于和影响着其他要素 的运动，每一要素都要在某种或某些要素的的作用下，才能对整体发挥作用。系统整体行为 依赖于要素的行为，而要素的行为又必须

39、受整体行为的控制，并协调于系统整体行为。 2 系统内部各组成要素之间在空间或时间方面的有机联系与相互作用的方式或顺 序称为系统的结构。系统对物质、能量、信息的转换能力和对环境的作用称为 系统的功能。系统的结构是系统功能的基础，功能是结构的体现，结构决定功 能，系统的质变过程即系统结构的变化过程。 3 节原理 系统通过其输出和输入值来调节系统自己的行为。反馈调节有正反馈调节和负 反馈调节。反馈调节机制存在于一切能进行自我调节的系统之中， 它是自我调节系统的一般特性。 4 系统具有不同的等级和层次，不同层次的系统具有不同的性质，并遵守不同的 规律，各层次之间存在着相互联系、相互作用，而且层次之间可

40、以转化。 5 系统总是随时间不断发展和演化的，发展使系统趋向稳定，演化使系统从一种稳 态结构向另一种稳态结构过渡。 6 系统的状态和系统的构成要素，均随时间的推移而变化。 (二)系统工程学 系统工程学是系统科学的应用科学，是系统科学的方法论、运筹学以及信息技 术、计算技术，特别是电子计算机相结合的产物，其目地在于研究的建立最优 化系统。 1969 年美国学者A.D.霍尔(A.D.Hall)提出了系统工程的三维结构，概括了系统 工程的步骤、阶段、以及涉及到的知识范围，成为各种具体的系统工程方法的 基础。 所谓三维是指时间维、逻辑维、知识维。 图2-1 霍尔三维结构图 1时间维 表示系统工程工作从

41、规划到更新的大略顺序。 规划阶段谋求系统工程活动的政策或规划； 拟定方案提出具体的计划方案； 研制阶段实施系统的研制方案，并作出生产计划； 生产阶段生产出系统的零部件及整个系统，并提出安装计划； 安装阶段把系统安装好，并完成系统的运行计划； 运行阶段系统为预定的使用服务； 更新阶段取消旧系统以新系统代之，或改进原系统，使之更有效地工作。 2逻辑维 表明系统工程的每一个阶段要完成的步骤。 摆明问题尽量全面地收集和提供有关要解决问题的历史、现状及发展趋势 的资料的数据； 指标设计弄清并提出解决问题需要达到的目的，而且要制定出衡量是否达 到目的的标准； 系统综合把可能入选的能够达到预期目标的政策、活

42、动、控制或整个系统 概念化和条理化； 系统分析根据目标的达到、问题的解决和需求的满足去加深理解所提出的 政策、活动、控制或系统的相互关系、性能和特征，在此基础上建立模型； 最优化或叫系统选择，精心选择所提出政策的参数与系数，使得每个政策 都是能够满足系统指标的最好的政策； 决策选定一个或多个政策或进一步考虑系统的价值； 实施计划不断修改，完善上述6 个步骤，并把它们确定下来，以保证顺利地进 入系统工程的下一个阶段。 表2-1 霍尔系统工程活动矩阵 粗略结构的 阶段时间 精细结构的步骤逻辑 1 摆明问题 2 指标设计3 系统综合4 系统分析 5 最优化6 决策7 实施计划 1 规划阶段a11a1

43、2a13a14a15 a16a17 2 拟订计划a21a22a23a24a25 a26a27 3 系统研制a31a32a33a34a35 a36a37 4 生产阶段a41a42a43a44a45 a46a47 5 安装阶段a51a52a53a54a55 a56a57 6 运行阶段a61a62a63a64a65 a66a67 7 更新阶段a71a72a73a74a75 a76a77 3知识维 表示完成上述各阶段、步骤所需要的各种专业知识和技术修养。 霍尔将它们分为工程、医药、建筑、商业、法律、管理、社会科学和艺术等。 将七个逻辑步骤和七个时间归纳在一起，形成二维结构的霍尔系统工程活动矩 阵(见表

44、2-1)。 (三)几种系统研究方法简介 1黑箱辩识方法 黑箱作为科学概念，是指系统内部结构尚不能够或不便于直接观察到的，只能 从外部去认识的现实系统。黑箱方法是通过考察对象的输入、输出及其动态过 程，而不通过直接考察其内部结构，来定量地认识研究对象的功能特性、行为 方式，以及探索其内部结构和机理的一种科学方法。 其程序如下： 2模拟法 包括直观模拟、模拟实验和功能模拟法。 3反馈法 从系统反馈调节的角度来研究事物、提出问题、分析问题和解决问题的方法。主要 用于自动控制系统、生物系统和社会系统。 4结构法 指从系统的结构来认识事物、解释事物、提出问题、分析问题、解决问题的方法 。 (四)系统分析

45、在流域治理中的应用 系统分析，是对待定的问题，利用数据资料，运用有关管理科学方法进行研究， 协助领导者进行决策的一种工具。流域生态经济系统分析，是对流域生态经 济活动的目标、实施方案、综合效益进行分析、评价和决策。 1系统分析程序 流域生态经济系统分析的工作程序如下： (1)提出问题 进行系统的合乎逻辑的叙述，说明问题的重点和关键所在，恰当地划定问题 的范围和边界条件，同时确定目标，明确要求。问题的构成是否正确，关系到 整个系统分析的成败。问题的涉及范围过窄或过宽，问题和重点和关键不明或 不对，目标和要求过高或过低，都会导致系统分析的错误。 (2)资料搜集 问题提出以后，即需拟定研究大纲，决定

46、分析方法，然后进行调查、搜集资料 。要收集与给定系统有关的一切资料，包括历史资料和现实资料，文字资料和 数据资料。其中要加强对系统分析有关的重点资料和关键数据的收集工作，必须 重视反映各种因素相互联系和相互作用的资料。 资料的取得，主要通过统计报表、各种出版物、调查和实验三条途径。调查方 法可采用个别访问法、开会调查法、填表调查法和特尔斐法(Delphi Method)等 多种形式。实验分室内实验和野外实验，无论哪种实验，都必须重视实验设计 ，目的是用最少的实验次数取得最大的信息量。收集到的原始资料在应用之前必 须进行检查，判断其准确性、统一性和时间性。只有准确的具有时间和空间上 的可比性的资

47、料，才能作为系统进一步分析和综合的基础。 (3)建立模型 为了便于分析，要建立尽量简明的生态经济系统模型，模型要清楚地给定系统 的重要因素及其相互关系。预测和计算每一方案可能产生的结果，定性或定量说 明各方案的优劣与价值。但应注意，系统分析人员有权建立模型，但无权故弄 玄虚。要重视模型，但不迷信模型。应当真正把模型当作一种运算分析和类比表 示的工具。 (4)综合判断 根据模型或其它资料的计算和预测成果，比较其成本效益和利弊得失，并把计 算因素与各种非计量因素结合起来，全面权衡，综合论证，作出判断，提出结 论。 (5)确定方案 用测验、试验、抽样等方式来鉴定所获得的结论，提出应采取的最优方案。

48、系统分析以上五个步骤，是一次分析过程中的几个主要环节。实际上，当一次 分析结束得作出的结论不满意时，系统分析应进入 第二次分析，重新提出问题、搜集资料、建立模型、综合判断、确定方案。如 此往复，直到取得满意结果为止。在管理过程中，由于不断出现新问题，反复 进行方案论证和修正，都需要运用系统分析，以求问题的正确解决。整个系统分 析的工作程序如图2-2 所示。 2系统分析方法 为了进一步找出系统运行的客观规律并进行优化设计，尚需要依赖科学的分析 方法，得出更为准确的定性和定量分析的结果。 常用的系统分析方法有系统流量分析法、系统关联分析法和系统统计分析法。 系统流量分析法和系统关联分析法侧重分析系

49、统内部各单元间的物流、能流和 价值流的数量动态。而系统统计分析法则是把整个生态经济系统看作是一个“黑 箱”，研究组成或影响物流、能流、价值流的各种自然、社会、经济要素间的 关系，以及这些要素对整个系统的影响。生态经济系统中各要素间的关系 有两种表示形式，一种能用确定性的函数关系表达，另一种虽相互有相 关关系，但受许多随机因素的影响，或本身的运行机制不够清晰，以致无法用 函数式精确表示，只能对大量观测、实验取得的数据，用数理统计的方法寻找 出隐藏在随机性后面的统计规律，以回归方程的形式来表达。回归分析能从一 组数据出发，确定其定量的数学关系；能用一些要素的值来预测或控制另一个 因变量的取值；能找出影响系统运行或现状诸要素中的主要因素和次要因素，以 及要素间的关系。常用的回归分析方法有多元回归和逐步回归分析两种。 以上几类分析方法，在具体研究过程中往往相互渗透，但在各个阶段中则有所 侧重。随着电子计算机的普及，统计分析法将成为一种常规的手段，运用于流 域生态经济系统分析的各个阶段。 三、大系统控制论 (一)概念 “大系统控制论”是控制论的一个新的学科分支，它研究各种不同领域(生物生 态、社会经济、工程技术)中，大系统的控制过程的共同规律和方法。“大系统 控制论”是在系统科学(