提要： 自有人类文明史以来，一切文明的共同基础是生态文明。这一基本观点是贯穿全书的中心思想。生态要素、生态系统、生态循环及生态平衡等都是人类社会赖以进化的根基，在社会生产力中具有重要的地位与作用。尽管在我国古代文献上没有出现“生态”这个词汇，但是浩瀚的考古史料证明，中华文明史是一部不断认知生态原理的历史。国外古代生态思想，与中国古代生态思想相比，既有共同之处，又有区别。
首先，国外古代生态思想，是以西方的古希腊哲学界为代表的自然有机论、大宇宙与小宇宙论以及天人感应论为标志。这些思想大多反映在哲学家的书本里。而中国古代生态思想则与平民的生存、生产与生活实践紧密联系。其次，中国古代生态思想的历史渊源长于国外。例如，最新考古资料证明，系统体现中国古代城市建筑生态风格的考古发掘实物已有8 000多年历史，而国外这方面的考古实物、史料要比中国晚得多。第三，中国的古代生态思想被系统、完整地继承下来，直至今天仍然广泛地影响着人们的生产、生活和文化艺术。现代生态理论产生于20世纪3O年代，是可持续发展战略的基础理论。实践证明，只有遵循自然生态规律，才能实现人口、资源、环境和经济社会的协调持续发展。
据考证，约在35亿年前，地球上诞生了原始生命体。从那时起，逐渐演变出勃勃生机的地球生态系统。在300多万年前，地球生物圈又发生一次“生态”革命，直立的古人类诞生了!从此，人类就依存生态，改造生态，与地球生态系统一起进化、生存、发展。在逐渐走向生态文明的自由王国的征途上，人类对生态的理念、行为有过重大失误;在向大自然索取并缴纳昂贵学费的同时，也积累了宝贵的经验。由此可以毫不夸张地说：一部人类文明史也就是一部自然生态的演变史。
第一节 什么是生态
一、生态概念的提出
在生机盎然的大自然中，繁衍着无数的生物。既有各种各样的高等植物和动物，又有无数肉眼看不见的微生物;既有高达几十米的参天大树，又有依附在地面的地衣、苔藓;既有飞翔在云端的猎鹰，又有生活在地下的鼠类。尤其是浩瀚的大海，各种生物更是千姿百态，至今仍有许多未解之谜。大自然的这些植物、动物和微生物的分布，表面上看起来似乎杂乱无章，但实际上却是井然有序，它们都遵循着生态规律，生存演化在适合于自己的特定环境中。
生物与环境因素的相互关系就是生态，研究这些关系的学科被称为生态学。是谁最早探索生物与环境之间的生态关系?我们只能从考古发现与资料中去寻找答案。甘肃秦安大地湾遗址考古向世人宣告，有据可考的华夏文明已有8 000～10 000多年的历史。秦安大地湾遗址考古史料证明，8 000多年前我们的先民们就创造了文字，有了旱作农业文明，建设了令当代人都赞叹不已的人居生态，绘出了盘古开天多彩的画面，制造出世界上最早的彩陶，建筑了人类“原始会堂”，设计出“城镇化”的建筑群等。这些考古证据说明，中华民族的祖先们是生态理念的最早实践者。
从生态学科理论演化的角度，德国动物学家海克尔于1865年提出生态这个词。他认为动物对于无机和有机环境所具有的关系就叫做生态。1895年植物生态学创始人瓦尔明奠定了植物生态学的基础。1935年英国生态学家坦斯利提出生态系统的概念，即：有机体必然与它们的环境形成一个自然生态系统。许多科学家虽然没有使用生态或生态系统这个词，但都从不同角度为这一学科的发展做了大量的研究工作，并且取得了相当多的成果。这里就不——赘述。
二、生态概念的内涵
生物系统与环境系统构成的结构与功能单元称作生态系统。生物系统包括植物、动物、微生物;环境系统包括有机环境与无机环境。有机环境包括有生命的有机体、死亡的生物个体以及有机质等。从宏观上看，环境也包括星际环境，如太阳系中的引力，特别是地球、月亮和太阳之间的星际关系。随着当代科学技术的发展和环境问题的出现，生态学正在向分子生态学的领域扩展。
生态科学借用了经济学的概念，把能进行光合作用的绿色植物和蓝色、绿色藻类叫做生产者，把所有动物叫做消费者，把微生物叫做分解者。所有的生物之间以及生物与环境之间，通过这种能量和营养关系构成了一个整体，由此形成了一个无限循环的自然物质的合成与分解过程。
从生态学分类上看，还包括下述生态学科：
1.种群生态
单一物种与周围环境形成的关系叫做种群生态。一般说来，自然界里这种只有一个种群生存的自然地域较少存在。而在人工生态系统中，以技术的力量实施人工控制，力图选育单一种群优势的情况却比比皆是。例如，大面积单一品种农作物种群的农田生态，或者某些完全由人工控制的示范农田生态，其中只有一种作物生长，主要是为了经济产量或为了某种科学目的的试验。
2.群落生态
由多个种群共聚形成的生态单元叫做群落生态。自然界中的多种群生态是普遍存在的形式。在人工生态中，为了达到社会、经济等优化目标，经常利用表1-1中的种群关系，以便配置多种群的生物群落。例如农业中的多种作物之间的立体配置是典型的农业生态群落。
3.系统生态
自然群落由不同种类的生物种群构成，它们与特定的地理环境条件相结合，构成生态系统。例如，森林群落是由各种不同种的乔木、灌木、草本植物，以及各种动物组成。由于生物种类繁多，群落形成了一个较独立的能量和营养循环单位。但在两个相互独立的群落之间，仍然有着能量和物质交换关系。例如，森林与草原群落之间，陆地群落和海洋群落之间也有物质、能量的交流关系，等等。
4.微生物生态
自然界中广泛存在着由多个微生物种群构成的“微生态系”、微生物群落和由某一优势微生物种群自我控制的生态关系。
5.环境要素之间的相互关系——环境生态
例如，气候中的光照、热量、积温、降水之间，以及土壤中有机质、土壤通透性、土壤团粒结构与其含水量等要素之间的关系，对植物生长有着直接重大的影响。所以，研究生态不能不研究环境要素之间的相互关系。在水循环方面尤为典型。海洋控制着全球水的大循环，陆地上的地表水、地下水与土壤含水的下渗水构成水的中循环和无数的小循环。这些中小循环又参与到海洋-陆地之间的大循环。在循环过程中，动力来自于太阳能和星际之间的引力。一般地讲，创造良好的环境要素组合必须依靠环境工程、生物技术的相互结合。例如，使用有机肥、菌肥，冬季的温室大棚，高寒地区的塑料薄膜覆盖，滴灌、喷灌工程，水利工程等，都属于调节、改善土壤与小气候环境条件，以利于农业的高产、优质。
6.人类与生态的关系——人类生态
研究人类与环境相互关系的学科是人类生态学。该学科主要研究人的吃、穿、居和行等活动与环境的相互关系。凡是有人类聚居的地方，都是自然-社会-经济的复合结构功能体。这种复合关系是以人类为主体的生态系统。要根本改造和优化环境条件，必须实施大型生态建设工程。例如，2 200多年前的都江堰水利工程，至今仍然发挥显著的经济效益、社会效益和生态效益。
从学科分类讲，自然界还存在着人工生态系统、生态经济系统、环境工程系统、生态工程系统等，由于分布在本书相关内容中，这里不作具体介绍。
三、种群生态关系的模拟例证
表1-1以两个种群的相互关系为例,列举出两个种群间的生态关系。表中的符号“O”表示中性，既无利也无害;“+”号表示有利，“-”表示有害或抑制。
表1-1中的第一种关系表示两个种群的中性关系。第二、三种关系的实质是生物种群之间对资源环境的竞争关系。当资源有限制时，种群之间对环境资源尤为敏感，相互之间表现为竞争和抑制。第四种关系，由于资源与环境的限制，或者两个种群之间有一个是弱势种群，因而受到抑制。第五种生态关系表示寄生植物或寄生动物对于被寄生者的关系。第六种是指大型肉食动物捕食草食动物或捕食小型肉食动物。例如，猫捕食老鼠，狮子捕食羚羊等。第七种关系，两个种群生活在同一生态空间，对一方无害，对另一方有利.例如，固氮菌与豆科作物、豆科作物(如大豆)与其他作物(如玉米)之间，固氮菌与豆科作物共生互利，大豆根瘤菌固氮有利于玉米生长发育，当它们分离后，则互相可以独立生存。第八种关系，例如，豺与更大型的肉食动物的关系，当狮子捕猎时，它总是跟随其后，以便从中不劳而获。但狮子与豺之间的这种生态关系，不是必然存在的。第九种是人们最熟悉的互利共生关系，也是运用最多的生态关系。例如，蚂蚁和蚜虫，蚂蚁食用蚜虫分泌的略带甜味的液体。冬季，蚂蚁把蚜虫叼到自己的洞穴避寒，待来年再把其带回春暖花开的地面。所以，消灭蚜虫不止喷洒农药这一种途径，切断蚂蚁与蚜虫的生态关系或许更有效。
表1-1只是列出一些最简单的和最常见的两个种群之间的生态关系。大千世界，生态关系相互交错，千丝万缕，极为复杂。但仅仅这9种关系也足以说明，生态关系是人类建设自己美好家园必须遵守的客观规律。不论哪一种关系，都可以应用到产业发展的实践中。例如，利用种群间的相克关系进行生物防治，减少化学药物的使用量，可达到生态治理的多赢目标;运用相生关系进行生物固氮或生物肥料的生产，进行农业资源的综合利用，则可达到经济、社会和生态的多效益目标。
四、生态要素及其地位
不论是植物、动物，还是微生物，抑或是光、热、水、土、气等各种环境因子，它们在维持自然生态平衡和促进人类社会的可持续发展中，其意义都很重大。为了保持生物多样性，必须保持环境的多样性，这样才有利于生态关系的良性化。此外，各种生物还有着重要的科研、经济、产业和社会意义。例如，只有发展动物饲养业，才能发展动物加工等多样化的产业;只有维护生物多样性，才有利于实现可持续发展的战略目标。
生态要素是社会生产力的物质基础。例如，具有自然生产力的土地是农业不可替代的基本生产资料。生态生产力可分为生物生产力和环境生产力以及生态系统生产力。说生态具有生产力，实际上是指生物与环境的有机组合才具有更强大的生产力。生物生产力的实质是生物的生命活力与环境诸要素优化配置的合力。在完全自然条件下，经过长时间的自然选择，一定的生物要素、环境要素以及生物与环境诸要素之间的自然组合，是最优的生态组合与配置。例如，产量最高、品质最优的茶叶必然生长在酸性土壤，并且有云雾缭绕、湿润凉爽的自然环境与之相配合，再加上科学管理，才能达到生态、经济与社会效益相统一的目标。生态要素的类别见图1-1。
优质、优价是一条尽人皆知的农业经济原理，但如果农作物种植在不适宜的生态系统中，即使有好的品种也生产不出高品质的农产品，达不到高收益的经济目标。从这个意义上讲，生态规律是第一性的，经济规律是第二性的。实现可持续发展必须十分注意这一点，即必须同时调控好生物与环境之间的自然再生产与社会再生产。环境是不可替代的生产力要素，它具体表现为土壤的肥力(自然与经济肥力)、气候的适宜性(自然的与经济控制的)、水资源的供给(自然降雨与经济灌溉)和地理位置等。所有这些，都包含自然和经济两个方面的生产力要素在内。
第二节 中国古代的生态思想
中国古代的生态思想源远流长，既有浩如烟海的文字记载，也有丰富的实物佐证，许多精华部分一直继承、发扬光大至今。追寻我国古代生态思想的源头，理清其历史沿革的来龙去脉，应当从有文字记载的久远时代开始。这不仅有利于当代生态科学的理论升华及其在实践中的应用，而且对于生态思想的古为今用，丰富我国的生态文明内涵，有着重要的现实意义。
一、中国古代生态思想的缘起
人类之初，本与自然界浑然一体，完全依赖自然生产力生活。由于没有能力抗衡种种影响人类生活的自然现象，因而产生了对生命体和自然环境的敬畏。考古发掘表明，在漫长的蒙昧时期，人类以图腾等形式表达对自然现象的崇拜和畏惧。这是人类最早产生的生态文化现象。
1.对动物图腾崇拜是人类最早的生态思想萌芽
远古时代，先民们把某种动物作为图腾崇拜，产生了最早的图腾神。例如，我国传说中的“黄帝族以熊为图腾”;“夏族以鱼为图腾”;“商族以玄鸟为图腾”;半坡母系氏族公社实行以鱼为象征的生殖器崇拜，并举行“鱼祭”。我国古代图腾崇拜非常普遍，崇拜的动物很多。有些少数民族至今仍有动物崇拜的现象。
中国古代的先民们，一方面崇拜大自然，依靠大自然提供食物和避风遮雨的场所等最基本的生存条件;另一方面又惧怕大自然，因为人们经常遭受凶猛动物的侵害，也抵御不了水、火、雷、电等自然灾害的威胁，便以崇拜图腾的方式乞求大自然的恩赐与保护。在长期的进化中，人们逐渐积累了顺应自然的理性认知，这就是远古时期人与自然界保持和谐、一致的生态思想萌芽。
2.对自然环境现象的图腾崇拜是又一种早期生态思想萌芽
如果说对动植物的自然崇拜，是源于自然生长发育的动植物提供给人类以衣食之源，从而对其产生图腾崇拜的话，那么把天、地、日、月、星、雷、雨、风、云、水、火、山等自然物尊奉为神，是由于古人类对自然环境运动现象无法从科学上进行解释，从而对自然现象产生原始感性经验，即把自然当作神加以崇拜，并以某种顶礼膜拜的仪式寄托人类的某种愿望;同时，也把自身看做是顺自然神意而生，受天地之命而降。
其实，在世界各个民族的自然观上，曾普遍存在自然崇拜现象。古代人类无论是狩猎和采集，还是农耕和牧畜，天时地利具有决定性作用。由此看来，这种自然文化现象就是“天地人”协调的生态哲学思想萌芽，即人、动植物都是自然所生;大自然就是天、地、日、月、星、雷、雨、风、云、水、火、山、石等。
从积极的方面看，是人们已意识到这些生物和自然现象对人类有重要意义。为了生存，对自然界既要依附、顺从、和谐，又要斗争和保护。这不仅表现为一种信仰，也是人们对待生活的一种态度，对当时保护生命和自然发挥了重要作用。这种人类最早的生态思想和实践，它的精华部分已经融人中华文化，并成为一种传统观念传承至今，为后人所遵从。
3.中国古代生态思想源于农耕文明
如果在旧石器的采集、狩猎期形成了生态思想萌芽的话，那么从新石器时代以来就进入了农耕文明，而农耕文明则促使生态思想由萌芽走向人类生态学思想的逐步形成。
种植业的产生，标志着人类从蒙昧时代进入了古代文明时期。源于黄河流域的中华文明是农业文明发展的显著标志。它意味着人类从自然文化时代过渡到人文化时代。自然文化的所有领域，即无论是物质生产——采集和狩猎，或人口生产——“但知其母，不知其父”的“杂婚”形式，还是消费生活和精神生活，都是自然而然的，是和自然界浑然一体的，甚至美(装饰品和雕刻)也表现了自然主义的特色。农耕文明却不同，与自然文化相比，是重人伦和人事的，是一种人文化，是人用文字记载的文明。
中华民族历来崇尚“天地人和”、“阴阳调和”与“天人合一”的观念，并且把热爱土地和保护自然融人了这些观念中。在实践上，创造并总结了一整套提高耕作技术的丰富经验，如种植制度上的轮作复种和间作套种，耕作制度上深耕细作和水、旱耕作的技术，以及栽培制度上的中耕除草和加强田间管理等。早在上古舜帝时，就设有管理自然的虞官伯益。到先秦时代已设有山虞、泽虞、川衡、林衡，并制定实施环境保护规定。如《礼记·月令》根据保护生物资源及生产的需要，曾提出过各季、各月环境与生态保护的具体规定，《吕氏春秋》中提出的“四时之禁”，《淮南子·主术训》中有关保护生物资源的“先王之法”，对促进农业发展和保护生态都起到了良好的作用。
“上因天时，下尽地财，中用人力，是以群生遂长，五谷蕃殖”(《淮南子·主术训》)。纵观中外历史，凡是延续至今的古老文明都是以农耕文明为基础的;凡是强调对自然资源休养生息的民族，其古代文明也都延续至今;越是不断更新自然力的文明，就越是能持续繁衍不息。我国许多农田已开垦耕作了上万年，至今仍然丰产丰收，就是最有力的佐证!
4.缺少生态理性是诸多古文明消亡的根本原因
在人类历史上，有些曾辉煌一时的古文明消亡了，他们作为历史陈迹被淹没在沙海之中，沉埋在黄土之下，或被浩瀚的海洋所吞噬，只是在考古发掘中人们才知道其昔日的光辉。历史学家在研究这些古文明毁灭时，揭示了其中的根本原因，就是严重破坏森林和其他绿色植被，过度使用土地，以致生态的恶化使无际的沃野变为荒漠的土地，失去支持生命因素的能力。
这种历史现象发人深省：越是古老的文明，其古老的主人越是认为自然资源取之不尽，用之不竭，就越是拼命从大自然中索取。换句话说，越是一开始拥有良好生态与环境条件的部落或民族，就越是易于逆生态规律而行。一个国家、一个民族的历史越是悠久，对自然的开发和利用就往往越是深化而广泛，从而对生态与环境的破坏也就愈加严重。以至生态学家和历史学家共同用这样一句话来勾画他们的历史：“文明人跨越过地球表面，在他们的足迹所过之处留下一片荒漠。”一旦生态与环境迅速恶化，人类文明也就随之衰落了。
人类的文明源于农业，但农业并不仅仅就是耕地和粮食，它必须有一个“土壤-农作物-林木-草植被-水体-水生物”相互支撑的基本生存体系。而一个“农业-工业-商业-文化-科技-教育”相互促进的人文环境，一个尊重生态、热爱自然的人类思想意境和一个良性循环的自然-经济-社会大系统的稳态进化，才能形成现代生态文明。不管信息时代的知识经济如何发展，也不管无土栽培技术怎样先进，在没有营养元素的支撑层中是种不出庄稼的，在没有水源的地方是永远生长不了鱼类的。
二、“天地人合一”的生态观
中国古代“天地人合一”思想，对生态学理论的形成具有重大意义。中国古老的农耕文明与天地人合一思想和由此衍生出的生态文明有着紧密的内在联系。
1.“天地人合一”是古代生态系统思想的萌芽
我们尚不能断定中国古代已经有了生态系统的思想。但从哲学意义上看，“天地人合一”是一种生态系统的思想萌芽却是没有太多争议的。这是由于“天地人”思想具有客观性、整体性、统一性与和谐性的特点，而这些特点是建立在朴素的系统哲学基础上的。早在3 000多年前，中国古代哲学家就提出了“天地人合一”的思想，其基本点是人与自然统一。既然天地代表大自然，人与其他生物又是自然所生，这就形成了人、生物和环境等自然现象相互统一的整体。这个整体就是大生态观或者叫做朴素的生态系统思想。
2。“天地人合一”是人与自然和谐的人生态思想
“天地人合一”是一种宏观战略思想，因而也属于大生态思想的萌芽。《周易·乾卦》：“夫大人者，与天地合其德，与日月合其明，与四时合其序，与鬼神合其凶，先天而弗违，后天而奉天时。”就是说，在天地人的关系中强调按自然规律办事，顺应自然，谋求天地人的和谐。也就是“天地变化，圣人效之”，“与天地相似，故不违”。当然，人不是消极地顺应自然，而是在遵从自然规律的条件下采取积极的态度：“天行健，君子以自强不息。”(《周易·象传上乾》)从周代起，经先秦至明清，历经3 000多年，这种“天地人合一”的思想为大多数哲人所宣扬、解释和发展，成为代表中国哲学基调的思想，并在发展中又不断丰富和完善。“天地人合一”思想具有宏观、整体与和谐的内质，这与生态思想的哲学辨识是统一的。所以，“天地人合一”思想一向为古代历代王朝的统治者及其文武战略家所青睐。
儒家对于“天地人合一”思想的发展做出了极重要的贡献。相传孔子作《易传》，在《说卦传》中说：“昔者圣人之作易也，将以顺性命之理。是以，立天之道，曰阴阳;立地之道，曰柔刚;立人之道，曰仁义。”《易传》以天地人“三才”之理作为自然法则，建立有条理的世界体系。孟子以“诚”这一概念阐述天人关系，他说：“诚身有道，不明乎善，不诚其身矣。是故诚者，天之道也;思诚者，人之道也。”(《孟子·离娄上》)他以“诚”作为天人合一理论的指向。《中庸》把“诚”视为天的本性，是天地万物存在的根本：“诚者物之始也，不诚无物”，从而要求人以“诚”这一道德修养达到“天地人合一”。
汉代董仲舒认为，“天地人”三者处于不同的位置，有不同的作用，但它们是“合而为一”的。他说：“事物各顺于名，名各顺于天。天人之际，合而为一。”(《春秋繁露·深察名号》)他又说：“天地人万物之本也。天生之，地养之，人成之。天生之以孝悌，地养之以衣食，人成之以礼乐。三者相为手足，不可一无也。”(《春秋繁露·立之神》)
我国古代这些论述“天地人合一”思想的例证，可归纳为一点，即把自然界、人和万物看做是统一的整体，可以说这是大生态思想的萌芽。
3。“天地人合一”的人类生态学思想
天地人合一思想还有另外一层重要涵义，即人本思想。从生态学观点看，这是典型的人类生态学观点。人类生态学是研究人的吃、穿、住过程与环境的相互关系的生态科学的分支。在中国古代社会，发展生产力主要是以解决吃、穿、住为主，可见当时的人本思想与人类生态学的研究内容是不谋而合的。孔子对“天”的解释就是立足于人的产生。他说，天何言哉?四时行焉，百物生焉。他把天和时间联系起来，世间万物皆“天”所生，天是指自然界。可见“天地人合一”有比较深刻的人类生态思想的萌芽，即人是天地生成的，人与天的关系是个别与一般、部分与整体的关系，人与万物既然都是天地所生，他们是共生共处的关系，当然应该和睦相处。
道家也提出了“天人一体”的人本生态思想。老子说：“有物混成，先天地生，吾不知其名，故强字之曰道。道大，天大，地大，人亦大。”“人法地，地法天，天法道，道法自然。”(《道德经》，第25章)这种“道法自然”的思想，强调人来自于自然，是自然的一部分，人与自然和谐统一是以人为主的。道家承认人与自然和谐统一，同时以人为本，但不承认主宰者：“万物归焉而弗知主，则恒无名也，可名曰大。”(《道德经》，第34章)庄子对天也做了精辟的解释，他说：“天地与我并存，万物与我为一。”(《庄子·秋水》)也就是说，天就是自然，人是自然所生，但人能变天然的东西为人为的东西，两者是统一的。也就是说，人与自然万物的关系，人是主动的一面，“乐”与“不乐”，就看人与自然采取“和”还是“不和”的态度。庄子强调天就是自然的东西，人变自然物为人造物，以便为人服务。事实上，也正是这种人本生态思想道出了人与自然的区别，即人能把自然的东西变为人为的东西。
三、尊重生命与热爱自然的生态伦理思想
一些国外思想家十分推崇中国古代生态伦理思想。法国思想家施韦兹在他创立尊重生命伦理学的著作中，多次提及中国思想家老子、孔子、孟子、庄子、墨子等人，说在他们的思想中，人和动物的问题早就具有重要的地位，在哲学原则上确定了人对动物的义务和责任，说他们是深刻而富有活力的生态哲学思想的创立者和宣告者。
1.中国古代生态伦理思想的价值
国际环境伦理学学会主席、美国哲学家罗尔斯顿指出，东方传统文化思想对伦理学的哲学基础突破会有所帮助。东方的伦理不是以人类为中心的，它不鼓励剥削资源。他们懂得，要给予所有事物的完整性，而不去剥夺个体在宇宙中的特殊意义，懂得如何把生命的科学和生命的神圣统一起来。西方现代思想家所寻找的尊重生态的伦理学突破口正是中国古代的天地人合一思想。儒家天地人合一的思想发展到宋代，更趋成熟。他们在继承先前儒家思想的同时，吸收了墨家的“兼爱”，庄子“泛爱万物，天地一体”的思想，进一步发展了“天地人合一”思想，并且主张人与自然平等。就是说，在人与自然平等的基础上，提倡人们爱护其他一切自然物和人造物。程朱(程颢、程颐、朱熹)学派的“天地人合一”哲学特别是程颢提出“仁者以天地万物为一体”的思想，具有重要的生态伦理学价值。
中国古代思想家尊重生命的思想具有普遍性和连续性，并为大多数后来的思想家所继承和发展。“天道生生”是中国古代哲学中与“天地人合一”并列的深湛的思想。“天道”是自然界的变化过程和规律;“生生”指产生、出生，一切事物生生不已。我国古代思想家认为，自然界的一切事物的产生和发展是遵循一定的规律的，自然界生物生生不息，既是自然之“道”，又是自然之“德”。
老子哲学认为，“道”是宇宙的本源，它先于天地存在，即“先天地生”(《老子》第42章)，并以它自身的本性为原则产生万物。这里，“道”作为宇宙的本体，它产生原始混沌之气，气分裂为阴阳(生天地)，天地产生万物。这是道家世界观的总观点。儒家哲学也是主张“天道生生”的。《周易大传》的最基本的思想有二：一是“生生之谓易”;二是“天地之大德曰生”(《周易·系辞上》)。意思是说，世界万物生而又生，生生不息，这就是“易”，即“日新之谓盛德，生生之谓易”。而且，“圣人之情见乎辞，天地之大德曰生”。这是对生态伦理哲学思想的深刻阐述。
2.生生不息的生态循环思想
程颢把“天理”作为他的哲学的最高范畴。他说“天只以生为道”，天理即“生”，“生”是宇宙的本体。也就是说，在生生不息的天道之下，产生天地万物，人是天地万物之一。人明白这个道理才成为仁者，故“仁者以天地万物为一体”(《河南程氏遗书》卷二上)。这里的生是运动的意思，世界万物由于运动而不断生出;或者把生理解为循环，天地万物都在运动中循环，在循环中进化，这是宇宙的本体，即基本规律;人是这生生不息运动中的一员。
明朝的王阳明对此也作过论证，他说：风，雨，露，雷，日，月，星，辰，禽，兽，草，木，山，川，土，石，与人原只一体。他的学生问人与禽兽草木“何谓之同体”?他说：“如此，便是一气流通的，如何与它间隔得。”认为人只是宇宙中的一员，人与天地万物一体，是伙伴关系，充塞于天地之间的气构成人与万物的形体，统帅气的变化的本性也就是人与万物的本性。这是哲学向生态伦理学的过渡，从“天地人合一”得出生态伦理的结论。可见，中国古代哲学“天地人合一”思想有别于西方的入主宰和统治自然的思想，这更符合现代生态伦理学精神，它对于生态伦理学的发展具有重要意义。
3.重视资源永续利用的生态更新思想
儒家学者在说“仁”时，把道德范畴扩展到自然界。这就是由“仁民”到“爱物”。例如，曾子引述孔子的话说：“树木以时伐焉，禽兽以时杀焉。”孔子说：“断一树，杀一兽，不以其时，非孝也。”(《礼记·祭义》)我国夏代制定的古训：“春三月，山林不登斧斤，以成草木之长”;“川泽不入网罟，以成鱼鳖之长”。孔子正是依据这一古训，把伦理行为推广到生物，认为不以其时伐树，或不按规定打猎是不孝的行为，宣扬“国君春田不围泽，大夫不掩群，士不取绕卵”(《礼记·曲礼》下)。这里把保护自然提到道德行为的高度，对于自然资源来说这是一种永续利用的观点。
“礼”这一伦理范畴，也被推广到尊重自然。“礼也者，合于天时，设于地财，顺乎鬼神，合于人心，理万物者也”(《礼记·礼器》)。这里的“礼”包括了天地人。荀子说：礼有三本，“天地者，生生之本也”;“先祖者，类之本也”;“君师者，治之本也”。“尊先祖而隆君师，是礼之三本也”(《荀子·礼论》)。他的“礼”的范围包含天地人万物，而且它是生生之本、类之本、治之本也。因而他说：不合时宜过早宰杀动物是不符合礼的。《孔子集语》中有这样一个故事，大意是：“季子”这个人在捕鱼时，把小鱼放生了。孔子听后说：“季子真是道德完备呵。”这里把对待动物的行为被视为道德问题，强调捕鱼时应捕捉大鱼而放生小鱼。这个包含资源永续利用思想的故事发生在2 000多年前。
儒学发展到汉朝董仲舒，就其生命哲学而言，可以说是完成了“仁”从“爱人”到“爱物”的转变，用生态伦理学的话来说，道德关心从人的领域扩展到整个自然界。他说：“质于爱民，以下至鸟兽昆虫莫不爱。”(《春秋繁露·仁义法》)把“仁”的范畴扩展到了鸟兽鱼虫，这是极为难得的。宋代以后伦理思想家，不仅把人类的伦理道德看成是人为的社会规范，而且还把其看成是宇宙的本体。他们对“仁”的论述，与先秦儒家相比，有重大发展，其中之一是把“仁”与整个宇宙的本质和原则相联系，把“仁”直接解释为“生”，即解释为一种生命精神和生长之道。例如，朱熹在《仁说》中说，天地之心要使万物生长化育。它赋予每一种生物以生的本质，从而生生不息。清代思想家戴震进一步提出“生生之德”就是仁。他说：“仁者，生生之德也……所以生生者，一人遂其生，推之而与天下共遂其生，仁也。”(《孟子字义疏正·仁义礼信》)即人人都能遂其生，不是只求人类遂其生，而是让天下的万物共生，便是“仁”。
中国古代思想家把“仁”等社会伦理扩展到人对自然现象与生物的伦理，也就是中国古代哲学与古代文化中的生态思想。这对现代生态学来说，仍然具有重要意义。
四、由对自然的道德规范到生态利用保护思想
生态规律本身不是保护生态的命令，从自然规律到保护生态，有一个转化的环节，即二者之间有一座“桥”。例如，生态系统物质循环的规律转变为人类社会的道德规范，需通过如下的形式实现。
·遵从生态学规律：维持生命活动、生态系统的物质必须循环，否则将毁灭生命。
·实行生态学评价：生态系统的物质循环对人和其他生命的生存具有不可替代的价值。
·道义前提：人类应当保护人自身和其他所有生命的生存。
由上述三个方面得出的结论是，人类必须维护生态系统的物质循环，禁止损害生态系统物质循环的行为。这里，“禁止损害生态系统物质循环的行为”，就是“从自然规律到保护生态”之间的“桥”;或者说，“生态伦理观念”就是自然规律与生态保护之间的“桥”。由此对自然规律的朴素认识向生态保护与利用规范转化。
1.老子从宇宙整体性观点出发提出“道法自然”的生态利用思想
道法自然是老子哲学的主要观点，“尊道贵德”是《老子》理论的核心。老子把“道”提升为对自然总规则的高度。他说的道大体上有三层意思：第一，它先于天地存在，“道者万物之奥”，它作为天地万物存在的根据，产生了天地万物。第二，它是世界万物运行的基本规律。“道常无为而无不为”。清代哲学家王夫之把它读为：“道，常，无为，而无不为。”意思是说，道，自然无为，但世界上没有任何一件事物不是它所为。唐代的李约，在《道德真经新注》把这一名句断为：人以地为法则，以天为法则，以道为法则，便是以自然的本性为法则。这就是自然之“道”。第三，“道”是人类追求的最高境界。圣人之治就是按“无为”的原则，符合“天道自然本性”的原则，“为无为，则无不治”。按照这一原则，过顺乎自然的生活，是人的最高德行。这就是王充所说：“故无为之为大矣。本不求功，故其功立;本不求名，故其名成。”
2.程朱学派从人与天地万物是一体的角度提出生态保护思想
程颢认为，人与天地万物是一体的，因而人对天地万物要施以仁爱之德。他在《河南程氏遗书》中说，自然万物是人的“四肢百体”，是人的“无机的身体”，怎么能不爱呢?朱熹认为，仁者是“天地万物之心”，仁的基本内涵是“心之德”、“爱之理”。这里，“心之德”是从心上说，就人而言的;“爱之理”是从规律上说，就“天”而言的。“仁者，爱之理”，指“仁是体，爱是用”，“仁是根，爱是苗”。也就是说，仁爱是人心的根本德性，“在天地则盎然生物之心，在人则温然爱人利物之心”(《朱文公文集》)。
明代的王阳明也是从“天地万物一体”而提倡“仁民”、“爱物”的。他说：“大人之能以天地万物为一体也，非意之也，其心之仁本若是，其与天地万物而为一也。”就是说由于天地万物是一体的，爱人就要爱物，包括爱惜有生命的鸟兽草木，也要爱惜没有生命的瓦、石(《大学问》)。
3.儒家、道家从人-生物-环境相互统一上提出生态保护与利用思想
中国古代思想家们当然离不开从人的利益出发阐述“生态伦理”思想，因为生物和自然界对人是有价值的。这也体现出中国古代思想家的人类生态思想，开始把人独立于自然界，即有了人本思想。儒家和道家都把爱的伦理原则，推广到生物和自然界。把生物和非生物作为两个范畴提出，而非生物则主要是指现代生态学中的环境。可见中国古代思想家从一开始就注意到了生态的本意，只是用中国古代特有的语言表达生态涵义。例如，把“混沌”世界尚未认知的规律称作“道”。这里的“混沌”是指生命产生之前的自然界。这样对生态概念的表达，较之2000年后的西方自然观，更加富有理性。
道家提出“爱人利物之谓人”(《庄子·天地篇》)，把“爱人”和“利物”作为道德要求，并把两者结合起来。用现代生态学语言表达，就是：人类既要利用生态资源，又要保持生态，更新自然资源，达到永续利用目标，这才是有道德的。
儒家提出“爱人及物”，“仁者，爱人之及物也”。“仁”是爱人，但五谷禽兽之类，皆可以养人，故“爱”育之。这是“仁民爱物”。可见，儒家、道家对待包括人在内的自然界的基本态度是：爱万物，永续利用万物，人天地万物是一个有序的整体。这和现代的生态系统的基本原理有极为相似之处。
4.中国古代思想家的生态良性循环目标
中国古代思想家提出“与天地相参”。“参”的涵义为：天、地、人三者相互作用，兼利万物。用当今术语解释就是人与自然相辅相成，协调发展，和谐进化。“和谐”与“合作”是最早的良性循环目标。“和-合”是中国古代文化的精髓，亦是被各家各派所认同的普遍原则。无论是天地万物的产生，还是人对自然、社会与人际关系，都与“和-合”相关，这两个字的深刻涵义也被两千多年来的中国先哲们的各个学派所接受。和与合，两字最早见于甲骨文，表示和谐与合作。“和-合”对当代的发展思想仍然很有价值。
中国古代思想家孜孜不倦地宣传人与自然万物的生态协调思想，追求“和-合”的境界。 《周易》提出：保“合”太“和”，“乾”道变化，各“正”性命，保“合”太“和”，乃“利贞”(《乾卦》)。这里，“乾”是指关于“天”的法则，它时刻都在变化。在这种变化中，事物各以其本性，生育万物，赋予生命。它以整体的法则存在，保持大自然的和谐，才使万物各得其“所”，各得其“宜”，真正祥和有益，持续纯正。“元亨利贞”表示四德：元为始(如植物种子发芽)，“亨”是通(植物生长)，“利”是祥和(如植物开花)，“贞”是“正”或“成”(如植物结果)。“元亨”是自然界生生不息的功能，“利贞”是这种功能的完成。朱熹说：盖天地之心，其德有四，曰“元亨利贞”，而“元”无不统;其运行焉，则为春、夏、秋、冬之序，而“春生之气”无所不通(《仁说》)。“元亨利贞”四德表示事物以时序循环不已，表示世界的统一性。这是天之道，即“天地人和”：“天地之所合，四时之所交也，风雨之所合，阴阳之所和也，然则百物阜安”(《周礼》)。
儒家发扬“和合”的思想。孔子把和的概念主要应用于人际关系，主张“为政应和”。他说：“君子和而不同，小人同而不和。”(《论语·子路》)又在《礼记·乐记》说：“礼之用，和为贵。”“乐者，天地之和也。礼者，天地之序也”。“和故百物归化”。“序故群物皆别”。孟子强调“人和”，他说：“天时不如地利，地利不如人和”，因而“得道多助，失道寡助”。荀子把“和”与“神”(即贞)联系起来。他说：“万物各得其和以生，各得其养以成，不见其事而见其功，夫谓之神。”(《天论》)意思是说，万物获得各自需要的和谐之气而生存，获得各自需要的滋养而成长，虽然看不见它们如何工作，却看见了它们的成绩，这就是“神”。可见，“和”是非常重要的。中国古代思想家把“和合”提到天地生成的本能，万物生成发展的机制，并把“和”与“德”联系起来，又把“和”与“中”联系起来。“和”与“中”是互相联系的客观规律。
用现代生态科学的观点看，和与合是世间万物运行的前提。先哲们力图把对自然规律的最初认识上升到理性的高度，首先形成了生态伦理思想，又把这些思想要达到的目标归结为万物之间的和谐，和谐即良性循环，只有良性循环才能实现持续进化，而进化就是发展，发展就必须容纳“差异”。这是中国古代生态哲学的精华，也是先哲们从中悟出的最基本的自然生态规律。
第三节 国外古代的生态思想
古希腊哲人认为自然界是活的有机体，不能把自然界肢解为零碎的部分。西方古代自然有机论思想集中表现为三种基本观点：物活论、整体论和目的论。这其中蕴藏着哲学家们最早的自然生态思想。
一、国外古代的生态有机论思想
1.自然生态有机论
在自然生态有机论思想中占首要地位的是物活论，又称“万物有灵论”，其论述的事物的实质是包括人类在内的整个自然界，这是一种认为万物皆有生命的观点。
(1)泰勒斯的自然界有生命的观点。泰勒斯是古希腊最早的哲学家，是一位万物皆有灵的实践者。例如，他从经过摩擦后的琥珀可以产生静电，能够吸引纸片;磁石能够直接吸引铁的自然现象中，得出了自然界有灵魂的观点。“灵魂”这个词在希腊文中原有呼吸、生命的含义。用现代科学的观点看，这种有灵论显然是幼稚的，但它也包含有一定的合理性，即自然界的各个部分是相互联系的有机体。
(2)阿那克西美尼的自然界有生命的观点。阿那克西美尼选择“气”作为万物的本原。并进一步指出气就是灵魂，就是生命。他说“人和其他动物都是以吸进气而活着的，气对他们说来，既是灵魂又是心灵。这是很容易证明的：如果(他们)没有气，也就没有心灵。”事实上，几乎所有的伊奥尼亚学派的自然哲学家都带有一定程度的物活论色彩。恩培多克勒的物活论思想稍有不同，他强调“理性”贯通于万物之中;把“灵魂”这个晦涩的宿命概念排除在自然哲学之外，以更加学术化的自然生态概念发展了他的物活论思想。
(3)自然界是一个生长变化的自然有机体。古希腊哲学家的物活论思想已渗透在他们的自然观中。“自然”这个词在希腊文中与生长变化有关。因此，古希腊哲学家往往把整个自然界视为具有无限发展潜能的生命体，不仅它的整体充满活力，而且它的每个部分，即使是无生命的事物也充满活力。整体与部分都有生命。这已蕴涵着这样一种整体论的意义：自然界是一个由许多不可分割的部分构成的有机整体。
2.自然界整体论思想
生物学中作为一种反机械论观点的“整体论”，直到20世纪20年代才被提出，但是它的萌芽思想可以在古希腊哲学中找到。
(1)自然界是一个整体，而整体才显现出生命的观点。作为一种认识生命现象的观点，整体论强调生命是有机体的整体性现象，有机体的任何个别部分都不可能孤立地显现出生命。因此，整体论不仅涉及“整体”，而且同时涉及它的对立范畴“部分”。这里，宇宙是整体，生命是部分，是宇宙整体的有机组成部分。最早提出整体与部分问题的人是阿那克西曼德，他曾认为他所提出的世界本原“无限”具有这样的性质：“变换其部分，而全体则常常不变。”这种说法已经蕴涵着整体论思想的萌芽;客观实在的整体不是简单地取决于其部分的特性。
(2)恩培多克勒的自然整体观点。整体论思想在恩培多克勒那里得到了进一步的发展。他说，人在(由各种元素)集合而成之前，以及在我们分解之后，我们就是纯粹的虚无。其意为：虽然人的整体是由许多部分(多种元素)构成的，但是在这个整体(人)被形成之前或者被分解之后，那些部分都不具备整体(人)的性质。
(3)柏拉图对自然界整体论的发展。柏拉图第一次明确提出了整体和部分这两个范畴，并论证了两者的关系。他指出，整体包含着部分，各部分也是一个有机整体。从自然界到小的微粒，都是分层次的、由各部分组成的整体。普罗提诺更加具体、明了地表述了这种观点。在《九章集》中，他把宇宙描绘成一个等级整体，其中某一个层次上的个别事物都是其下一层次上的整体的组成部分。他描述的整体与部分之间的对立统一关系包含着自然生态系统中系统与部分之间相互关系的思想。亚里士多德的贡献在于他认为整体之中的部分还应当有关键性和次要之分，关键性的部分一旦失掉就会引起整体的变化;而次要部分的丧失则不影响整体性。这与现代生态科学提出生态要素有基本和非基本要素的观点十分接近。当然，古希腊人的整体性观点具有明显的朴素特性，只是显示出生态思想萌芽。正像恩格斯说的，“在希腊人那里——正因为他们还没有进步到对自然界的解剖、分析——自然界还被当作一个整体而从总的方面来观察。”
3.自然目的论
古代西方的有机论思想具有明显的自然目的论倾向。目的论主要有两种观点。一是外在目的论。柏拉图的外在目的论被中世纪的宗教神学所利用。二是内在目的论，即认为事物本身的必然性中存在着目的性。这种观点是亚里士多德首先提出的，他还把目的论用于物理学中的运动问题。所以，相比较起来，内在目的论对于西方古代生态观的影响大于外在目的论。
亚里士多德的“运动目的论”主要包括两方面的内容：其一是关于物质运动的目的论描述。他通过与动物运动的类比来处理非生物的运动。他认为，正如动物的运动具有目的性那样，自然的任何物质运动都是为了一定的目的而运动的。这里，所谓的“目的”是指运动的物质所具有的保持其“自然状态”的一种内在倾向。他说：“任何事物都按照它的本性运动。”例如，石头的“自然位置”是地心，它的运动目的是回到地心，所以石头的本性是向下运动。其二是关于物质运动的动力学说明。按照运动目的论的观点，万物运动总有一定的原因。对于自然运动来说，运动原因就是上述的“目的”。他认为“有生命的东西”推动物质运动。
物活论、整体论和目的论这三种观点构成了古希腊人与自然浑然一体的有机论自然观。以现代生态学观点看，这种有机论的自然观是西方古代的宏观生态思想的体现。
二、“天人感应”说和“大宇宙”、“小宇宙”论
应当承认，中国古代和西方古代的自然观或生态观，有着类似的或相通的一面。中国的“天人感应”思想和西方的“大宇宙”与“小宇宙”的理论就是这种相通性的体现。这种相通性主要表现在人类处理与自然关系时对自然的模仿，对自然的拟人化解释，这些解释导致科学上自然仿生或生态仿生学的诞生。
表1-2分析了中国古代与西方之间的共同点和差异，也分析了中国古代与西方哲人们之间的不同观点。在这里，“西方的主要观点”表示西方的古代、近代和现代的哲学家、专家和学者的观点。
由表1-2的简要对比，可以肯定地说，中国古代的天地人协调思想与现代的可持续发展理论就思想方法而言是如此的相似，这的确发人深省!
1.国外古代大小宇宙论中的生态观
比中国古代生态观稍晚一些时候，在西方也流行着与天人感应相类似的观点，即所谓“大宇宙”和“小宇宙”的理论。这里的“大宇宙”是指自然界，“小宇宙”是指人。这种观点与中国古代的“天人感应”，很有相似之处，而且这表明中国古代与西方古代都是从人体自身与大自然客体的比较上，提出了丰富的生态哲学思想。在研究者中双方都有不少医生参加。
古代西方哲学家认为，大小两种宇宙基本上是相似的。当时不少的医生持这类观点。例如，在公元前6世纪，毕达哥拉斯派哲学家、医生阿尔克梅翁认为，人是一个小宇宙，是“大宇宙”的缩影;人体是世界构造的反应。古希腊医生特别关心的是人体这个小宇宙，并力图通过与“大宇宙”的类比来认识这个小宇宙。公元前5世纪的恩培多克勒倡导“四元素说”，他也是一位古希腊的医生。他曾指出，人和自然都由金木水火四元素构成，人是自然的一部分。
大小宇宙类比的思想后来为斯多葛学派所继承，并在西方广为流行;而早期斯多葛学派的活动时期为公元前3至公元2世纪，大体上与董仲舒(公元前179年至前104年)系统提出“天人感应”思想同期，而董仲舒也是一位医生。
2.通过人类生态类比星际人生态
随着时间的推移，对大、小宇宙认识的重点转向通过与小宇宙的类比来认识“大宇宙”，加深了对人类生态思想的认识。
此时的小宇宙观点已经发展成为人类生态学观点。罗马哲学家辛尼加就曾在他的《自然问题》中用人体模式来类比自然。他说水的通道相当于血管，空气的通道相当于动脉，地球物质相当于各种类型的肌肉组织，而地震相当于痉挛。这样的宇宙类比观念尤其盛行于中世纪。公元10世纪，由巴士拉编著的一部百科全书把7种行星对应于人体的腿、听觉、味觉、嗅觉、触觉、言语、思维;宇宙的九个层级则对应人体的骨、髓、肉、血管、血液、神经、皮肤、毛发和手。1194年，出版了犹太医学家摩西·迈蒙尼第的《迷途指南》一书，其中多次提及人体与宇宙的类比。他说：“宇宙就它的总体来说不过是一个人。”一个人是由各种固体(比如肉、骨、筋)、各种液体和各种精神元素组成。同样，整个宇宙也是由天体、4种元素以及它们的结合物组成的。地球为水所包围，水为气所包围，气为火所包围……
毫无疑问，这一切描述与中国古代哲人的“天人同类”的说法无论在语言上还是在思想内容上都是很接近的。通过这种类比，试图探究星际环境与人类的关系。
3.古代西方人类生态思想对自然科学发展的影响
在欧洲，这种宇宙类比的兴趣一直延续到16世纪近代自然科学问世之际，甚至把宇宙类比应用于认识论。在这方面瑞士化学家、医生帕拉塞尔苏斯的观点更具启发性。他认为，知识来自于小宇宙与大宇宙的类比。近代自然科学的开拓者们找到了这种类比观点。例如，哥白尼提倡日心说，不是基于观察，而是出于类比：太阳之所以不动，是为了保持自己类似于人的“尊严”。英国医生威廉·哈维发现血液循环也是受到太阳与气象学上的水循环周期的启迪。甚至在近代力学的奠基人牛顿的身上也可以发现类似的倾向。例如，他曾用人类行为的类比来说明行星的运动。这种类比的确对人类生态乃至星际生态的认识做出过贡献。
三、人与自然和谐的人类生态思想
人类与自然和谐是必然的。和谐意味着依照自然规律办事。生态规律是自然规律中的主体，遵循生态规律是人类诞生以来就一直孜孜不倦地追求的一个过程。几种占主导地位的理念影响着近代科学的发展。
1.生态仿生思想
协调人与自然关系的途径主要有两条。一是有意识地模仿或对照自然秩序来进行，这种模仿和对照是东方文明所擅长的。二是对自然界有意识地做出拟人化的解释。在经历了西方中世纪的黑暗以后，这种有机论的自然观在近代自然科学中又得以复活。
应当指出，对自然现象的模仿和拟人化解释这两种途径，在古代就已经成为东方人和西方人的一种相通的文化内涵，但在以后的时代却产生了东西方之间与自然界不同的相互关系的表现形式，并使之走上了不同的科学与社会发展道路。东方文明，特别是在中国古代文明中，对于自然的模仿、对照主要体现在农业文明中，而西方文明，特别是在近代西方文明中，则主要体现在工业文明中。就农业而言，中国是生态型的农业，而西方则是“石油农业”。在21世纪的今天，从一定意义上讲，西方的石油农业、化学农业是不可持续的。
2.近代人与自然和谐的人类生态思想
经历了文艺复兴时期之后，在机械论自然观盛行的时代，德国古典哲学又找到了与古希腊思想的联结点，把对立的人与自然重新结合起来。康德把自然描写成是人类感知的产物。尽管他的自然观存在着缺陷，但是他认为自然是可以通过感性与理性的结合去认识的，因为它的呈现方式是规则的和可以预测的，所以我们能从经验的推论中概括出一般规律来。正由于康德的这种人与自然既是分离的，又是统一与协作的辩证的自然观，使他于1755年在《自然通史和天体论》中提出太阳系起源的“星云假说”。
黑格尔在《自然哲学》中描述了其经过综合的有机论自然观。他认为自然是独立于心理的客观实在，人的身体是自然的重要组成部分;自然界是一个有机整体;自然不是人类社会的决定因素，但却是人类历史发展的主要和必要的基础。他说：“我们不应该把自然界估量得太高或太低。”黑格尔及德国自然哲学观，在从机械论等观念向现代生态观的转变过程中起到了承前启后的作用。
3.西方近代自然观对现代生态思想的影响
从18世纪下半叶，西方工业革命极大地推动了自然科学的发展。科学研究方法的飞跃使各学科从一成不变地分析现成的事实，过渡到考察自然过程的变化和发展，自然科学由运用观察、实验、解剖等经验方法收集积累材料的阶段，进入到对所获得的经验材料进行综合整理并加以概括和说明的阶段。因此，地质渐变论、能量转化与守恒定律、化学的原子论和周期律，以及细胞学说和进化论相继提出，为自然观的扩充提供了丰富的自然科学材料，人类的生产实践和自然科学的进展成为现代自然观的基础，这一阶段的科技发现对自然观的转变是极为重要的。J·里夫金等认为达尔文的进化论是一种崭新社会组织原则;他还认为“熵”定律为当代人提供了一种新的世界观。
19世纪下半叶以来，科学技术的蓬勃发展，极大地丰富并深化了现代自然观。随着人类进入到信息社会，地球已成为愈来愈复杂的人类生态系统或人工生态系统。同时，人与自然的关系已经到了反思的交叉路口，是继续把自然界作为物质财富掠夺的对象，还是调整好人与自然生态系统的关系，与其和谐相处，在协调中维持其动态的生态平衡，在改造中建设新的生态平衡，这已成为决定人类能否可持续发展的重大战略性问题。
第四节 现代生态科学的发展
现代生态科学的发展有三大趋势：一是人类生态系统及其相关理论的形成与深化;二是生态科学向相邻学科的渗透，形成了大跨度的远缘杂交的边缘学科;三是生态系统规律在自然-经济-社会复合系统中的广泛应用。
一、现代生态系统理论的形成
1.生态系统理论是现代生态科学理论的主体
生态系统是包括人类在内的以生物聚落占主导地位的系统，这也是区别于任何其他非生命系统的显著特征;生态系统是一个开放的功能系统，它不断地同外界进行物质循环、能量转化和信息传递;生态系统的边界是根据研究内容、目的和目标而划定的。小至一个鱼塘，大至整个生物圈，都是一种生态系统。
2.生态系统的组成
(1)生产者。它们由绿色植物和具有能进行光合作用的细菌组成。绿色植物是一个自然物质财富的自动“加工厂”，是地球上所有生命体所需有机物质的“制造业”。绿色植物是生物圈最重要的生产者，为生物圈的所有生命有机体提供食物和营养。此外，有些细菌也能进行光合作用，这类细菌合成的有机物在生物圈中占的比重虽然很小，但是它们同时又是分解者，在生态物质循环中起着巨大的作用。
(2)消费者。指依赖植物等生产者提供食物的动物(包括人类)。根据消费者的食性可将其分为三类：一是草食性动物;二是肉食性动物;三是杂食性动物。它们是既能以植物为食又能以动物为食的动物。
(3)分解还原者。它们主要由细菌、真菌、某些原生动物和腐生动物等组成。在图1-2中，箭头表示物质循环、能量转化的方向。生产者从环境中吸收太阳能为动力，以水分、无机盐类和空气中的二氧化碳、氮气等无机物为原料，经过光合作用合成蛋白质、脂肪、碳水化合物等有机物质。食草动物又以植物为食，建造动物有机体，肉食动物又多以草食动物为食，这样一级又一级地传递，构成了食物链。而所有有机体死亡以后，以及动物的排泄物都被分解者分解为水、二氧化碳、各种无机盐类，归还到环境中，供植物等生产者重新生产有机物质。生态系统就是这样生生不息，永续循环。
(4)环境。主要指非生物环境。它是由阳光、空气、水分、土壤、岩石等生物赖以生存的无机要素构成。若泛指生态系统的环境而言，则涵盖的内容更为广泛，因为生物与生物之间，一种生态系统与另一种生态系统之间均可互为环境。被微生物分解过的有机体、有机物，最终都变为水、二氧化碳、无机盐类，以及阳光、热量、降水等气候因子都储存在环境中，环境是植物等生产者再生产的原料储存库。
3.生态系统的结构
生态系统的结构是依据下述三点基本理论而划分的：一是处于同一环境资源条件下的生物与生物之间能量转移的百分之十定律;二是生态系统是一个可以被定量模拟的实体;三是从数量上可以证明生态系统营养级、顶级群落和生态平衡的存在。
(1)食物链(网)结构。各种生物个体、种群和生物群落之间相互依赖的取食行为构成的链状或网络关系，称作食物链或食物网。中国民间流传的“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米”的谚语，描述的就是食物链和营养关系。植物通过光合作用合成了初级食物，动物以这些初级生产物为食物，另一些动物又以草食性动物为食物，食物链上的每一环节叫做营养级。例如，农作物→田鼠→猫头鹰，再如，草→蝗虫→鸟类→鹰，水体中微生物→鲢鱼→肉食鱼类→水獭的食物链，等等。在生态系统内，一种生物可能同时以许多种生物为食;同一种生物可能同时位于许多条食物链上，从而形成相互交织的食物网。食物链越长，食物网越复杂，一个生态系统也就越稳定。为了达到既节省能量，又使系统稳定的双重目的，在生产中应设计“多网络、短链条”的多样性生产网络结构系统。
(2)食物链中的富集链。污染物在生物体内的积聚量是随食物链逐级递增的，因而把其称作为富集链。例如，散布在大气中的 DDT等农药有机盐类的浓度只有0.000003毫克/千克，当溶解在水中为浮游生物吸收后，就能富集到0.04毫克/千克，富集约1.3万倍;这种浮游生物被小鱼虾吞食后，小鱼虾体内的农药浓度可富集到0.5毫克/千克，富集约14.3万倍;小鱼被大鱼吞食后，大鱼体内富集浓度可至2.O毫克/千克，富集约57.2万倍;如果大鱼被鸟类所吞食，水鸟体内浓度可达25毫克/千克，富集约858万倍。人误食这种鱼或水鸟就有引起污染病的危险。有些污染物，如重金属会沉淀在动物的某些器官内，不易被排泄到体外。长此以往，会引发各种“污染病”。同样，残留在土壤内或植物体内的污染物也可随农产品、畜产品等转移到人体内，危及人的身体健康。
(3)营养级结构。营养结构是生态系统中物质和能量流动的基础。食物链的营养结构通常为4～5级，一般不超过6级。营养结构包括生物数目、生物量和生物能量的金字塔状结构。所以，营养结构又称为金字塔型营养级。当人为减少低位营养级的生物数量时，例如减少植物种植数量时，高位营养级的生物数量就会受到影响，也就是说动物生产量必然会下降。所以，必须始终注意保持必要的植物覆盖面积，增加人类社会需要的植物生产。
(4)形态结构。生态系统的生物种类、种群数量、种的空间配置(水平分布、垂直分布)、种的时间变化(生长发育)等，构成了生态系统的形态结构，又称作时间与空间结构。一是立体结构，又称作三维结构。在生态系统的空间结构中，自上而下有明显的层次现象，例如，高层有乔木，中层有灌木，中、下层有草本植物，地面有苔藓、地衣类，等等。一个森林生态系统，其中动物、植物、微生物的种类，以及每一种生物种类的生物数量在一定的时间内相对稳定，且分别生存在空间结构的不同生态位上。二是平面结构，亦称作二维结构。在生态系统的同一层次上，生长栖息着同一种类的生物。在自然界中，很难找到只有一个种群的平面结构，这种结构一般存在于人工严格控制之下。例如在农业中，为了提高产量，把杂草、昆虫等种群控制住，只留下单一作物的农田。这种单一农作物极易受到某些灾害的侵袭。三是时间演替结构。生物个体、种群和群落的生长发育和进化具有依时间序列进行的特征，不可能像工业的流水线一样，先生产麦穗，再生产麦秸，然后再组装成整体的小麦。除了单细胞微生物以外，生物总是按照遗传规律，各个器官有顺序地发育生长。这种时间、空间的序列决定了生态系统各成分演替进化的有序性，正是这种严格的时、空、序规定性和对环境的适应性，决定着地球生态系统的综合平衡。
4.生态系统的功能
能量转化、物质循环和信息传递是任何一个自然生态系统的最基本的功能，每一个生态系统都是由能流、物流和信息流构成的功能单元。
(1)能量转化。维持生态系统进化的全部能量均来自太阳辐射能。能量转化主要指绿色植物通过光合作用把太阳能转化为生物能(化学潜能)，再沿食物链而逐级传递。
煤和石油等化石能源等都是太阳能的转化形态。能量转化是单向、不可逆的。如果一个生态系统没有新的能量输入，那么当该系统所积累的有机物全部降解为无机物后，系统生命也就完结了。
据研究进入大气层的太阳能是8.026焦/(厘米2·分钟)，其中约30%被反射回去，20%被大气吸收，只有46%到达地面。这其中又只有10%左右辐射到绿色植物上，在10%的光能中，一般有0.2%～O.5%被绿色植物利用。地球的植物净初级生产力每年为1500亿～2000亿吨，其中一部分被消费者利用。
在地球上，不同生态系统转化太阳能的数量是不同的。海洋中的植物光合作用每年产生的能量为23.87×10 8千焦/千米2;陆地上植物光合作用每年储存的能量约为427.6×10 8千焦/千米2。其中，又以森林储存的能量最多，约为97.4×10 8千焦/千米2;沙漠最少，约为1.96×10 8千焦/千米2。农作物储存的能量，由于其变化幅度很大，估计其能量的数值较困难，但其净初级生产力的干物质重量平均每年约为9.1×10 吨/千米2。人类处于食物链的顶端，从获取食物能量的角度看，要想每个人都有更充足的食物能，必须①使食物类别多样化;②控制人口数量;③扩大生产规模。从食物来源看，人类必须选择多种植物和动物为衣食之源，必须既食用植物又食用动物，还要食用微生物。
(2)物质循环。
①水循环。地球上的水共约15亿千米3，其中海洋占97%左右，并在水的蒸腾过程中起着主要作用。森林对于陆地水的调节能力是惊人的。降水被林地截留14%～40%，其中5%～1O%被林下枯枝败叶吸收，还有50%～80%缓缓渗入地下成为地下水，其余的形成地表径流，沿地表而流动、汇聚，形成河流和湖泊。据估算，5万公顷森林的蓄水量就相当于一座百万立方米的水库，每平方千米森林平均可以储存5万～20万吨水。除了地球的大气环流决定全球水循环以外，还有水的大循环和小循环两条途径。森林使水分在生态系统中成为动态均衡循环的再生资源，构成“降水→树冠截留→地下水→林木蒸腾→返回大气”的水资源小循环;水的大循环是“大气降水→地下水→地表径流→河流→海洋→蒸发→返回大气”。当然，其他绿色植被在水循环中也具有一定的作用。
②气态循环。气态循环的核心是大气中的二氧化碳和氮气中的碳素和氮素的循环。
碳循环 碳存在于生物有机体和无机环境中，是构成生物有机体的主要元素。在无机环境中，碳以二氧化碳和碳酸盐形式存在。在大气中二氧化碳约为7 000亿吨，在地球表层，碳储藏量约为2.0×1O 9亿吨。大气中的二氧化碳，每年有200亿～300亿吨被陆地上的绿色植物通过光合作用固定在生物有机体中，还有1000亿吨溶人海洋。海洋中溶解的二氧化碳既可被释放到大气，又可形成碳酸钙沉积在海底，使一部分碳元素在较长时间贮藏在地壳中。火山爆发时，又可把地壳中的一部分二氧化碳带回大气。因此，碳循环主要从二氧化碳到生物质，然后又回到二氧化碳。其中一小部分在地质年代中形成煤、石油、天然气等化石燃料贮藏在地层中。
氮循环 氮是构成蛋白质的主要元素。大气中的氮进入生物有机体主要有四个途径：一是生物固氮(土壤中的固氮微生物和水中的蓝藻、绿藻等)，大约每年固定54×1O6吨;二是大气固氮，闪电把大气中的氮气电离，形成硝酸盐后，经雨水淋洗带进土壤，每年约固氮7.6×10 6吨;三是岩浆固氮，大约每年为O.2×1O 6吨;四是工业固氮，把大气中的氮人工合成氨或铵盐，供植物吸收利用，大约每年为3O×10 6吨。总计为91.8×10 6吨。
③沉积型循环。这里以磷、硫元素为例说明沉积循环对生态平衡的作用。磷是有机体不可缺少的重要元素，没有磷参与生理和生物化学反应就没有生命。磷主要来自磷酸盐岩石、有机体的尸体和残渣而形成的有机磷酸盐。磷必须形成可溶性的磷酸盐才能进入循环。磷元素能溶于水却不能挥发，它是被降水从岩石圈溶解到水圈，形成可溶性磷酸盐，而被植物吸收。再经过一系列消费者的利用，将含磷的有机物、废物等有机化合物归还到土壤。再通过还原者的一系列分解作用，将其转换为可溶性磷酸盐供给生命有机体利用。生物所需要的磷的数量是比较大的，但是不溶性的磷酸盐一般是留在土壤表层，常常被水土侵蚀而流人大海。因此，很多地区土壤中磷的含量非常低，以至影响植物和动物的发育。
硫在生物体内是少量的，却十分重要。没有硫元素参与就不可能形成蛋白质，是蛋白质造型不可缺少的原料。硫循环既是沉积型，也属于气体型。它包括长期的沉积相，即有机和无机态的硫通过风化而从沉积中释放出来，以盐溶液形式进入陆地和水体。硫进入大气有下列几条渠道：燃烧化石燃料、火山爆发、海面散发和分解过程释放等。硫进入大气的最初状态是硫化氢气体，但很快氧化成二氧化硫，并可溶于水，而后随降水到达地面变为弱硫酸。硫在溶解状态才能被植物吸收和利用，成为氨基酸的成分(如脱氨酸)，再由生产者转到消费者。动、植物的尸体和动物排泄物被微生物分解后，硫元素又被送回土壤和水体，然后再被微生物分解，以硫化氢或硫酸盐形式而释放硫。无色硫细菌、绿色和紫色硫细菌，在一定条件下，能促进硫的循环，被动、植物利用。
(3)信息传递。根据现有的研究成果，一般把生态信息分为营养信息、化学信息、物理信息、行为信息和环境信息。第一，营养信息。它是通过营养交换形式把营养信息从一个种群或个体传递到另一个种群或个体。食物链(网)是一个信息系统。例如，当鹌鹑数量较多时，猫头鹰大量捕食鹌鹑，鼠类很少被害;当鹌鹑较少时，猫头鹰转而捕食鼠类，通过猫头鹰捕食行为的变化，人类可以分别了解老鼠和鹌鹑种群数量的变化信息。由这些信息，人类可以获取生物种群的数量变化。第二，化学信息。生物在某些特定条件下或生长发育的某些阶段，分泌出某些化学物质，这些物质在生物种群之间起到媒介作用，通过其特殊气味或其他痕迹，作为生物“认路”或相互跟随的标记。例如，蜜蜂与花朵、蚂蚁与蚜虫就是靠化学信息发生关系的种群。第三，物理信息。动、植物可以通过声音、颜色、光泽等物理特征传递安全、恐吓、求偶等各种信息。第四，行为信息。这是指某些动物种类通过一定的形体姿态向同伴发出求偶、挑战等信息。第五，环境信息。这里所说的环境信息是指全球的或大区域的气象、地质、水文、星际以及其他环境要素的变动或相互之间的影响。如厄尔尼诺现象、地震、火山爆发、洪水泛滥、太阳耀斑等，这些现象发生之前的表象或征兆，总会被生物界所“察觉”。20世纪50年代以来，人类逐渐认识到，生物多样性的减退与这些环境变动有着密切的关系。及时收集、分析、提炼信息资源，乃至模拟这些信息系统，对于保持生物多样性和人类自身生存，实现全球可持续发展目标，有着不可估量的意义。
(4)生态系统生产力。生态系统的生产力主要包括生物产品的现存量、生产量和周转率这三部分。现存量可以用单位面积的生物个体数量、重量或者能量表示。生产量是指在一定时间之内某个种群(或生物群落)所产生出的有机体的数量、生物量(干物质重量)和能量数量，所表达的是时间上的积累的概念。生产力高低代表着生态系统功能的强弱、结构的合理程度。
表1-3以人类的不同时期的农业生态系统的粮食产量为例，说明生产力指标的换算，以及三个不同农业生态系统水平下生产力的区别。显然，海藻培养是最有希望的，它可能使生态生产力得到极大的提高。海藻是人类潜在的新食物来源。所谓早期的采集农业，包括整个旧石器时代到人类栽培植物之前的漫长历史时期;不投放商业能量，指不投入电能、化肥、农药等附加能量和物质，这样的农业完全靠生态系统内部物质循环维持;反之，投入这些能量及其制成品的农业就叫做现代农业。
初级生产量只有部分被消费者所利用转化为次级生产量。这是由于某些植物或植物的某一部分不可能被动物得到，或不可食用等原因。
生态系统生产力中还有初级生产力。初级生产力主要指植物等生产者的光合作用的生产量;次级生产力，即消费者营养级的能量积累比率。在家畜饲养中，常说“猪吃三斤饲料长一斤肉”，其意为猪的能量或物质的平均积累率为33%，它表达了“饲料—猪”的饲养的次级生产力的水平。
地球生态系统的净初级生产量和植物生物量见表1-4。
自然生态的总初级生产仅仅能利用太阳能的有效光合能量3.6%。也就是说绝大部分的太阳能不能用于生产有机物质。但在实践中，大部分农作物的生产效率连这3.6%的光合效率也达不到。例如，理论上计算石家庄地区的有效光合能量为5%，其理论产量为小麦亩均942.5千克(籽实)(1亩=1/15公顷，下同)，如果除以经济系数0.30，其全部生物量干重约为3141.6千克。其实，这是一个难以逾越的产量极限，即使能达到这一产量，其费用收益比也是不合算的，因为这需要追加大量的化肥、农药等，提高了成本;同时，又造成严重污染和土壤肥力下降。
二、现代生态科学中的主要生态规律
生态规律不是相互孤立的一条条自然法则、定理及其相关概念的机械组合，而是呈现出群体性、整体性、关联性和综合性特征。现代生态科学规律的作用对象是一个综合的网络，即展现在“生态—人口—经济—资源—环境—技术—社会”进化的大时空中。
1.生态系统的稳定性规律——生态平衡
当今全球的两大类生态问题，即环境污染与生态破坏，其共同后果是生态失衡。
(1)生态平衡及其表现形式。生态系统的稳定性是通过其动态的平衡实现的。所谓生态平衡就是生态系统的稳定状态。生态平衡包括生态系统中物质、能量的输入、输出的平衡，生物个体、种群之间的数量平衡及其相互关系的协调，以及生物与环境之间的相互适应状态。
生物种群间的生态平衡 生物种群之间的稳定状态主要是通过两种途径而达到的。第一种途径如表1-1中所模拟的生物种群之间的关系，其中中性作用、原始合作和互利共生关系本身就是稳定状态。第二种途径就比较复杂，主要是指生物种群之间通过对食物、阳光、水分、温度、湿度以及拥挤程度的竞争，达到相互之间在数量、占据的空间等方面的稳定状态。
生物与环境之间的生态平衡 在长期的自然选择中，某些生物种群对于特定的环境条件表现出十分敏感的适应性，通过这种适应性使种群呈现出长期的稳定状态。当然，稳定性要靠许多因素的共同作用来维持。任何一个生物种群都有天敌，正是相互间的天敌关系，产生相互间的数量比例的控制，使任何一种生物的数量不至于过大。
生态平衡的自我调节机制 生态平衡的实质是一种系统内在的自我反馈调节机制，以保持自身的稳定、进化、演替。生态结构越复杂，成分越多样，生物越繁茂，物流和能流网络就越完善，这种反馈调节就越有效;反之，越是结构简单、成分单一的系统，其反馈调节能力就越差，生态平衡就越脆弱。所谓生态失衡，其实质是某种因素对生态系统的压力超过了这个阈值。例如，少量捕杀蛇、鹰，不会使田鼠过量繁殖，田鼠破坏的牧草很少，就不会引起草原生态失衡。
(2)生态平衡的特殊状态——“非平衡稳态”。把物质、能量“积累大于消耗”的稳定状态称作“非平衡稳态”，这是生态平衡的最重要的形式。例如，财政上的收人大于支出，就属于非平衡的稳定状态。其实，包括生物界在内的每一个“活的”系统都具有这一非平衡稳态。无论是生物个体，还是种群和群落，在其幼年阶段总是稳定地进化，这种输入与输出不相等而又稳定的状态就是“非平衡稳态”。
输入与输出不相等的另外一种形式是消耗大于积累，这就是生态平衡失调。例如，一片原始森林，当其木材砍伐量(输出)长期大于其新增蓄积量(输入)，最终导致森林资源枯竭;随之而来的是森林中其他植物和动物的消失或迁移，紧接着就是旅游、科研、生物多样性、经济和景观等价值的损失。要想恢复其原有的原始林景观，必须花费巨大的投资，经过许多代人的努力。这种失衡就是典型的输出大于输入的生态失衡，而且生态失衡会从自然发展到生态—经济—社会的综合失衡。
(3)对于野生生物资源，如果是有规划地收获成熟的资源，就会使生态系统永远处在“非平衡”稳态中。例如，对产草量下降的牧场，减少牲畜头数和放牧次数，可以使牧草产量得到恢复。原始森林的木材砍伐数量始终小于木材的新增蓄积量，森林资源总量才会不断增加。再譬如，我国沿海及江湖的“休渔制”;黄河、长江上游天然水源林、“三北”防护林、“三江”平原湿地保护等大型生态工程，长期实施自然保护区对策，禁止木材砍伐、围湖造田、陡坡耕种等生产活动，就是主动运用“非平衡”稳态，恢复生态平衡的有效举措。
2.生态系统的整体性规律
生态系统的稳定进化是通过生态平衡的形式体现的。要达到生态平衡的稳态，生态结构必须多样化，这只能在一系列生态规律相互制约的动态过程中实现。这些规律(法则)包括如下方面：
(1)生物与环境相互适应法则。生物与环境相互适应，是基本的生态规律。人类采用的一切技术手段，无非是改良和培育生物，以适应环境;改造环境以适应生物的生态习性。就目前的科技水平而言，对地球大气环流的气候因子，人们基本上还不能改造它，只能去适应自然大气候。对地形小气候因子，人们已在相当程度上可以改造。改造的方法，一是用生物手段。根据绿色植被覆盖极大化原理，植树造林，培育草场，扩大植被，调节局部小环境中的水热平衡;二是给生态系统补加物质和能量，为动、植物生产创造良好的光热水气等局部环境。如在干旱、半干旱地区的蔬菜、果品、花卉等栽培中发展塑料覆盖、温室大棚等。通过建造大型水利枢纽工程、水库，兴修小型农田水利，以减轻洪涝、干旱等灾害。对生物的改造有重大突破，主要是培育耐寒、耐旱、耐渍、抗盐碱等生态适应性强的优良品种，用生物工程技术培养高生产能力的品种等。值得注意的是，目前有些地方只注重工程措施，轻视生物措施;重单项技术，轻综合治理;重改造，轻适应等。这是不符合生物与环境相互适应法则的。
(2)物质与能量的永续转化循环法则。生物与环境相互适应，才能提高物质、能量的转化循环效率。循环经济的科学依据，就是生态系统物质、能量的生生不息的转化循环原理。农业生态系统的转化循环，一方面在农作物、畜禽及土壤微生物之间进行;另一方面在牧草、牲畜、农田、农作物及微生物之间进行。此外，还在森林、草地、农田及水域之间进行。这三个方面可概括为生物与环境之间、生物与生物之间的转化循环。还有生态—技术—经济—社会之间的宏观转化循环。在各个转化循环渠道中任何一条受阻，都将会影响农业的整体功能。
(3)生态系统的自我维持、自修复与自进化法则。自然生态系统的进化历经沧桑而不衰，就是因为它在不受人类干扰的情况下，依靠自身的力量实现生态自我修复的。生产者合成的有机物质和积蓄的能量经过消费者传递给分解者，而有机质被分解者还原为水、二氧化碳和无机元素，供生产者重新利用，这可以叫微观自我维持。宏观的自我维持是在微观系统自我维持的基础上实现的。陆地生态、海洋生态以及陆地生态中的水体、草原和森林等各种生态系统，在大气循环、水循环、矿物质循环的整体中融合于宏观循环，维持着整个生物圈的稳定。例如，对于荒山、荒地、荒漠化，运用好生态“自我恢复”法则，建立自然、半自然保护区等是最佳选择。即使需要人为干预，也必须使工程技术、生物技术等人工有限补偿手段与之相结合，以综合应用生物—技术—经济—社会措施，增强生态系统的抗逆性。同时，实施合理布局和区划，建立综合的多层次的结构体系，以增强系统产出的稳定性。
现代农业的化学制品的广泛、大量使用，在一定程度上打乱了生态系统自我循环机制，切断了生物种群之间自我控制的“生物防治”过程，在生态系统自循环的基础上添加了强势的人造物质循环。据考古资料，人类从新石器时代开始建立以种植与驯养为特点的原始农业以来，我国传统有机农业大约延续到2O世纪50年代末，历经上万年，这其中必然有科学合理的精华部分。因此，恢复现代科学技术条件下的有机循环农业、生态农业和可持续农业，增强农业生态系统循环能力，才是现代农业发展的根本出路。
3.生态要素立体有序配置规律
(1)生态要素的立体、有序配置是指构成生物群落的各生物种群和个体，依其各自对环境的生态适应性，占据同一立地空间的不同层次构成的相互依存的物质循环、能量转化体系。这是以生态结构为基础的能量、物质自我循环、转化、无废物、高效自我进化体系。森林是最复杂的立体结构，因而抗逆性极强，系统最稳定，总生产能力最高。高大的乔木利用太阳光能的90%，其余不到10%的光能被森林中的低矮灌木利用，还有不到1%的光能，由草植被利用，潮湿部位生长着地衣苔藓类。如果模拟森林生态系统，把许多个动、植物种群配置在同一结构中，可以有效增加土壤有机质含量，实现物质循环的自我调节、种地与养地相结合，使生态系统的综合生产力经久不衰，而且可以节省成本，提高经济效益。这是任何平面种群配置所不具备的优越性。其道理在于立体结构符合“整体大于部分总和”的法则。
(2)生态整体功能大于各部分之“和”。所谓整体，即一个具体生态系统的所有生物要素、有机与无机环境要素的统一体;“和”，即整体内各个要素的机械相加。在生态系统中，任何要素都具有各自的特定功能，同时它又是系统有机组成的一员，具有维持与确立系统整体动态平衡的作用。例如，过度捕杀森林鸟兽作为人类肉食、皮毛所起的作用，不如让其在系统中捕食动、植物的天敌，从而维持系统总体稳态所起的作用大。生态多样性的环境、经济和社会整体价值，明显大于原有要素单独发挥功能的价值之“和”。
(3)边缘效应。在两个或两个不同性质的生态系统(或其他系统)交接重合地带，由于某些生态因子(物质、能量、信息、时机或地域等)或系统属性的差异及其协同作用，而引起系统某些组分及行为(如种群密度、生产力和多样性等)的较大变化，称为边缘效应(Edge effect)。通常，边缘效应地带群落结构复杂，某些物种特别活跃，其生产力相对较高;边缘效应从强烈的竞争开始，以和谐共生结束，从而使得各种生物由激烈竞争发展为各司其能，各得其所，相互作用，形成一个多层次、高效率的物质、能量共生网络。如我国大兴安岭森林边缘，具有呈狭带状分布的林缘草甸，每平方米的植物种数达30种以上，明显高于其内侧的森林群落与外侧的草原群落。美国伊利诺斯州森林内部的鸟仅登记为14种，但在林缘地带达22种。又如，湖泊、沼泽就是水体生态系统与陆地的交错地带。它兼有水体与陆地的双重特性。
表1-5列出了大部分边缘地带的类型，有些边缘地带是最富裕的地区，即边缘效应最大的地区，如长江流域边缘地带。再如第一类中的边缘地带是海岸带与浅海带。它是海洋与陆地之间的交叉地带。在海岸带上往往有若干个港湾，可以作为港口资源开发。浅海带一般水深不过几米、十几米，或几十米，是近海捕捞、养殖、航运的主要区域。第二类中的河谷盆地生态系统，它是位于环山包围或两山对峙的山区与平原之间的边缘地带。“坝子地”是两个山地生态系统之间狭长的小平原，盆地则位于四面环山、“环丘”或“环高地”、岗地的盆地。这是两种典型山丘与平原交错的边缘地带。第三类，从广义上讲，山地区与平原区往往有“低丘”、岗地作为边缘地带。还有一类是平原湖区。在湖泊星罗棋布，众多溪流、河流与其一起形成湖河水系的平原湖区，也是边缘地带。森林与大平原之间的边缘地带——稀树草原区也是非常典型的过渡地带。在这类边缘地带上，也往往点缀着众多的湖泊和溪流，成为农业、畜牧业集中地带。在经济上又把其称为农牧交错区。雪山、冰川与沙漠之间有两种边缘地带。一是沙漠绿洲，即融化的雪水通过地表或地下流向或渗入沙漠地下，以地表径流或地下暗河最终汇聚成河湖，形成农牧业或其他产业，为居民点奠定了基本生存条件。二是这些水资源在沙漠边缘形成湖泊群和溪流，为高原草原和江河提供了水源。例如，新疆、西藏、青海、四川、云南、甘肃、宁夏等省、自治区，都有这类边缘地带。这分别是由喜马拉雅山、昆仑山、唐古拉山、天山、阿尔泰山、巴颜喀拉山等山系或分支系与大片戈壁沙漠、青藏高原上的特殊地貌、气候的相互作用的产物。我国大部分东西走向或者先向东、后向南的河流都发源于这一地区。
从大湖边缘地带看，我国的洞庭湖、太湖、鄱阳湖等大湖，或者平原湖区至少都有着2 000～3 000多年前进化的古代文明史，以及近代、现代的辉煌文明的发展。大量的考古、出土文物表明，3 000多年前这些地区的文化艺术、教育、农业、冶炼等都是很发达的。世界最早的古代乐器——编钟，大都是从长江中下游和黄河下游沿湖地带出土的。这些边缘地带的古代人民，约在公元前3 000年就学会了冶炼、制作铜器，并发现了煤、石油和天然气。1997年，中日两国考古专家发现，江汉平原在距今约5 000多年前就建筑了规模巨大的古城市群。其中的居民区、商业、军事防卫系统的设计，极为科学、实用。
再从沿海边缘地带看，几乎拥有海岸带的所有国家都是发达、较发达国家。中国的五千年文明史，除了沿河文明带以外，最发达的经济文化区大都在沿海地带。
还有一种特殊的边缘地带——城市郊区，它兼有农村和城市的特点，但又和这两者不完全相同。既是城市先进文化、技术、经济的辐射过渡地带，又是农村基础产业，包括农业与工业制品、建筑等物质资料的加工和劳动力输出、输入的过渡地带。
三、现代生态科学理论的应用
现代生态科学理论的应用，集中在生态恢复、环境保护、绿色产业与循环经济的发展中，其技术与科学理论日益成熟。
1.在立体农业中的应用
中国生态系统和农林作物种类多种多样，行之有效的立体农业形式繁多，难以一一涉及，这里只列举下述类型。
木本植物与农作物的立体配置模式。这是充分利用光、热资源的有效措施。我国采用较多的是泡桐、农作物间作和林药间作。“桐、粮”间作主要分布于华中、华北地区。河南省已推广200多万公顷。调查表明，每公顷间作75～120株泡桐的间作田比单种小麦可增产17%。桐树是速生树种，生长快，7～8年即可成材。每公顷间作田的经济收益比单作农田可高出4 500元左右。林药间作主要有吉林省的林、参间作，江苏省的林下栽种黄连、白术、绞股蓝、芍药等。林、药间作不仅能提高经济效益，而且能塑造山青林茂、整体功能高的人工林系统，改善生态状况。此外，还有胶、茶间作，种植业与食用菌栽培相结合的各种间作，如稻田种菇、甘蔗田种菇、果园种菇等。总之，农林立体种植，能够有效提高太阳能的利用率和土地生产力，是我国生态农业建设中的一种主要技术类型，应当因地制宜地推行。
水体立体养殖模式。该模式主要分布在我国一些水体资源丰富的地区。由于水中的植物、动物、浮游微生植物、浮游微生动物等食物资源分布于水体的不同层次，可把鲤鱼、草鱼、花鲢、白鲢、鲫鱼等鱼类按比例放养在同一水体中，形成食物的分层利用。这样的高产鱼塘，每公顷鱼的总产量可达8 000千克以上，效益倍增。
水体与陆基循环型的立体模式。桑基鱼塘是典型的水体陆基物质能量交换的立体系统。在这个系统中，通过水陆物质交换，使桑、蚕、鱼等各业得以协调发展，资源得到充分利用和保护，整个系统处于良性循环，可以取得极好的经济效益。据江苏省调查，太湖地区的桑基鱼塘每公顷产桑叶1.5万～2.25万千克，可养蚕产茧1200～1800千克，蚕桑所提供的饲料和肥料，每公顷桑基鱼塘可产鱼1 830～2 350千克。
利用生物种群关系的立体模式。按生态—经济—社会价值同—原理，把两种或者三种相互促进的物种组合在—个系统内，使种群之间构成互惠互利关系，达到生态—经济—资源良性循环的目的。这种生物物种共生模式在我国主要有稻、鱼，鱼、蚌，禽、鱼、蚌，稻、鱼、萍，苇、鱼、禽，稻鸭共栖共聚等多种类型。其中，稻田养鱼在我国南方和北方一些地方已普遍推行，既提高了水稻产量，又促进渔业发展，还可减少化肥、农药、除草剂的施用量，增强土壤肥力。据试验，稻田养鱼平均每公顷水稻产量可达7.9吨，比单一种植的稻田增产1.13吨，增产15.2%;养鱼76天，每公顷可收鱼1.3万尾。
2.在生态经济良性循环中的应用
长期以来，我国大部分农村以作物秸秆和木材作燃料，用旧式灶台做饭，这种生物能源利用方式有很多弊端：其一，旧式灶台热效率不高，一般在10%～15%;其二，秸秆是主要的畜禽饲料和肥料资源，燃烧秸秆是很大的浪费;三是人们为了燃烧之用，砍伐林木，破坏植被，导致水土流失、生态恶性循环。全国每年烧掉的秸秆约4亿吨。大量燃烧秸秆污染大气，已成为影响我国农田、农业和农村环境的一个重大问题。采用新生物能源的先进技术和经验，充分利用我国丰富的生物资源和良好气候环境条件，可以培育出大批生物新能源产业群。
新生物能源及有机废物利用的绿色工艺与工程技术：
推广节能灶台，种植薪炭林 新式灶台其热效率最高可达到50%以上，节能效果非常显著。湖南省岳阳地区曾推广“岳2、岳3”省柴灶，一户人家建一个灶，省柴灶成本1O元，一年能节约烧柴1500多千克。发展速生、适应性强和产量高的薪炭林，对解决农村能源问题是一种有效的办法。我国速生树种资源丰富，可采用立体栽培模式，草、灌、乔结合，经济林木与水土保持林结合，尤其要重视粮油木本作物速生品种的选育，使其一树多用。
发展沼气能源 利用秸秆、杂草、粪便等生物废弃物经过厌氧发酵获得可燃气体，具有污染小、利用率高、综合效益显著的特点。四川省开展综合利用沼气的农产7.2万个。联合国粮农组织在四川成都成立了亚太地区沼气培训中心。目前，沼气向“多户合建”大型沼气池集中供气方向发展。沼气池的建设工程技术并不复杂，但原料的选择及其管理却值得注意。只有碳、氮比例在2O：1左右，才能有较高的产气量。后期管理不好，是造成某些地区沼气池建设失败的主要原因。这项工作应有专门的行业及其培训、投资企业承担。只投资硬件不投资软件，会造成不良后果。农业部在全国20多个省(自治区、直辖市)的l 000多个村实施以沼气技术推广为重点的“生态家园富民计划”，深受农民群众欢迎。
利用废弃生物质，生产洁净燃料 利用木材加工下脚料或其他生物质生产甲醇、乙醇等液体燃料，这种技术在意大利等国取得了较大的成功。湖南省已制造出C100型物质深度加工试验装置，以生产木炭为主，同时可得到焦油和煤气。利用碳化技术，废弃生物质还可被压缩成型。这种技术可以把农村的秸秆、树杈、树根、树叶等，经机械加压成型，制成方便、定型的固体燃料。此外，秸秆气化技术已在我国的山东、江苏、浙江、湖北、四川等省逐步推行。
改良选育“富油类植物” 如被称为“石油树”的大戟属植物能产出类似石油的产品，1000吨这种干植物经化学加工可制取28吨燃料油和100吨酒精。产于古巴的“柴油树”，其树胶能产生类似柴油的液体，一棵树每年可得40升优质燃料油。美国科学家培育出一种热带“石油草”，可以提取出高含量的石油。应当引进这种植物，经栽培实验后推广。
推行有机废物利用的绿色生物技术。随着生物产品加工规模的扩大，产生了大量生物废物，如骨头、排泄物、树叶、果皮等下脚料，弃之不用，既浪费了宝贵资源，又污染环境。人们正在逐渐认识到这个问题，并开始形成废物再利用的产业群。
3.在新能源经济与洁净能源转化中的应用
洁净能源是未来能源发展的大趋势，是可持续发展的源头产业。洁净的能源主要指太阳能、水能、风能、海洋能、氢能以及地热等。据预测，2000—2010年和2010—2020年，仅华中地区两个阶段能源需求量年均增加分别为5.1%和4.7%。目前，能源主要是煤、石油、天然气和核能，这些能源的利用产生了大量废气、废水、废渣，污染了环境，引发了“阳伞效应”和“温室效应”。开发利用各种清洁能源及其绿色技术是当务之急。
(1)太阳能。2003年，我国已推广约600万只太阳能热水器管。据报道，云南有一个县农村推广太阳能热水器(板式)，已达到120万米2，这至少相当于把约150万千瓦时电能的太阳能进入了约2O万户农民家庭，满足了他们洗澡、做饭、烧水和洗用的能量需求。此举有效节省了薪柴、秸秆等有机肥资源，减少了林木砍伐，增加了绿色植被。
太阳能的利用潜力巨大。据测算，地球每分钟接收的太阳能为173万亿千瓦，相当于3.5亿吨煤的燃烧热!它是植物光合作用以及地质年代化石能源形成的总动力，是地球表面的热能、动能和化学能的总源泉。太阳能的能量转化技术，包括：太阳灶(我国已拥有14多万台)、太阳能集热器、太阳能热水器、太阳房、太阳能海水淡化装置、太阳能干燥器、太阳能制冷空调、太阳能发电。目前，最大的太阳能发电机组为4 000万千瓦。此外，还有太阳光化学太空发电站等。
(2)水能。地球上每年通过降水到达地面的水有99万亿吨。正是这些动态水，可以开发为水能。长江流域的水能业产量居全国第一。据1980年水力资源普查表明，全长江地区水能蕴藏量为3×1O 8千瓦，其中1090条1O000千瓦以上的河流水能蕴藏量为2.57亿千瓦，占全流域的95.8%。已建水电站装机容量2 500万千瓦，年发电量约1000亿千瓦时。其中中小型水电站装机容量约100万千瓦，其余为大型和特大型水电站的装机容量。已建成的大型特大型水电站有葛洲坝、丹江口、二滩水电站等。流域内已完成约130个农村电气化县。目前，在建的三峡水利枢纽工程将是世界上最大的水力发电基地之一，将装设26台发电机组，每台单机容量为7O万千瓦，总装机容量为1820万千瓦，平均每年发电量847亿千瓦时。
(3)风能。我国可开发的风能资源为2.53亿千瓦。地球上总的风能潜力为每年795×101 14千焦，相当于2 600亿吨煤的燃烧热。风能的利用方式是风力发电。其成本低廉，技术相对简单。一架直径11米的风车，在4级风吹动下，可发出功率为ll千瓦的电能。若干个这样的风车联结在一起，在经常有4级风的地方，就可以解决一个居民区的用电问题。风能发电技术已经成熟。风能发电将成为多风地带的主要能源。
(4)海浪、潮汐与波浪发电。据估计全世界海浪能量的总动力将达到75亿千瓦。1855年，英国制成世界第一台波浪力发电装置。目前，全世界设计了约四百种波浪力发电装置。世界上拥有海岸线的国家，都设想在21世纪用上这种洁净、成本低廉的能源。我国目前在山东、海南建设的最大海浪发电机组为100千瓦，在海浪能的利用上走在世界的前列。值得指出的是，海流、海温都可以用来发电。美国和日本在制成了发电功率为50千瓦的海洋温差发电装置后，2O世纪80年代又制成10万千瓦的海洋温差发电机组，现在正在制造110万千瓦的发电机组。我国已建设潮汐电站装机容量为3 900千瓦，居世界第三位。
(5)绿色能源。这里的绿色能源主要包括如下几种：从废弃有机物中提取甲醇、乙醇为主的酒精、甲烷(沼气)等可燃而又洁净的气体;专门培植可产生类似石油可燃液体的植物，如石油草、石油树等;从海洋的海藻等海水植物中提取酒精以及其他燃料液体。无论是海洋还是陆地的生物能源都是太阳能的转化形态，培育植物就是把太阳能间接地开发为经济能源。以上几种绿色能量，每年约有100×101 14千瓦，是一笔巨大的财富。
(6)其他几种洁净能源。一是氢能。由于氢能的利用技术比较复杂，目前难以估计其潜力。如果可以从水中大规模地制取氢，那么氢能源是无限的能源。试验表明，燃烧1千克氢气可释放出14.2万千焦热量。氢能源可谓取之不尽，用之不竭。
其次是地热资源。地球的内核像一个核能反应堆，每年产生的热量为229.9×1O 15千焦，每小时传导至地表面的热量达27.5×lO 10千瓦。西藏、云南、四川等地都有地热能开发利用试验点。西藏羊八井地热电站是我国最大的地热电站，装机容量2.32万千瓦。目前，我国一些地方开发出的地热温室栽培、养殖、孵化等技术，在生产中都取得了很好的经济和社会效益。
再次是核能。由于一些发达国家时有发生核电站核泄漏事故，人们对核能存有疑虑。目前技术安全已得到解决，核能已成为重要的能源之一。我国已在大亚湾、秦山等地建立了核电站，运行状态良好。
4.在生态产业中的应用
现代生态产业可分为环境产业和生物技术产业。
环境产业技术又主要分为两大类，一是改造水土的产业;二是气象监测与预报产业，包括气象预报、航测遥感、卫星信息、水环境监测等。前一类在局部和区域范围内，可以通过土壤改良、灌溉、排涝等技术的应用，以改造水土环境。例如，兴建各种大、中、小型水利工程和采用生物肥料、水土保持技术等，可以促使绿色产业实现高产、优质，高效、低消耗、无污染和无生态破坏的良性循环。
气象技术主要是短期预报、中期预测和长远(如以10年为单位)监控工程技术。这种预报、预测和监测技术会随着空间技术进步而得到加强。卫星气象信息工程技术，能提供清晰的传真图像，使人们提前了解未来可能出现的气象变化，其准确率已上升至90%以上，其经济、社会和生态效益往往大于微观环境改造。气象预测技术的效益是长远的、全球性的，微观水、土改造技术的经济效益则是局部的较近期的，两者相辅相成，维持人类环境要素的动态平衡。
生态产业需要应用生物工程技术和生物技术工程这两个既相互联系又相互区分的生物技术。生物工程技术一般特指基因工程、遗传工程和发酵工程等。也有的资料把生物工程归为遗传工程、细胞工程和基因工程，在遗传工程中又有基因工程等。生物技术工程则广义得多，它泛指以生物为研究对象的技术，既包括以生物细胞以下水平的生物遗传物质为对象的技术，也包括以细胞水平为单位的技术，还包括以细胞以上水平(如组织、器官和器官系统)的技术。从更广义上讲，也包括以生物个体、种群、群落及其与环境构成的生态系统为对象的技术。
农业工厂化生产是农业增产的重要途径，特别是在人均耕地日益减少的情况下，发展工厂化作物生产，可以集成田间的许多农艺措施以缩短农作物生长期。工厂化生产技术在不少领域已经普遍推广。如大棚生产技术、工厂化禽畜养殖的推行，已成为瓜、果、菜、肉、蛋、奶供应的重要组成部分。通过生物工程进行育种，获得高产、优质、抗病新品种，并已形成育种工程产业。
5.在生态景观经济中的应用
生态景观产业是以自然地理、地貌、生物群落及相应的现代与历史人文等资源为对象的经济部门，是包括旅游、交通、居住、购物等服务行业及其管理产业的总和。以景观资源为主体的是旅游业，而交通、购物等服务行业则是生态景观产业的外延。
生态景观产业，既然叫做产业，就有一个经济效益的问题。据统计，我国的旅游收入中，旅游购物收入比例最大，占一半以上。可见，生态景观产业的主体是旅游，而旅游中的购物，即商业发展是其重点。所以，旅游区同时也是商业区。其次是住宿收入比例较大，但住宿建设应注意不同档次、实用、方便。既要照顾到少数高层次的国内外游客，又要关注中低档次的游客。
统计数据还显示，我国游览门票收入是最低的。但多数地区的旅游投资主要投向了游览区。新建的人工景点与原有的历史人文景观、自然景观往往不尽协调，有的还破坏了原有风貌。一些发达国家的旅游景点，大都不加多少修饰，以历史的真实或自然的真实吸引游客，把钱用在了服务和设施建设方面，带动商业、饮食业、交通等综合行业的发展。我国有文字记载的人文景观历史长达8 000多年，历史人文景观产业有着巨大的潜力，应当在注重保护的前提下，适当地开发。
旅游业发展的基础是优美的自然生态景观。生态与环境建设则不可避免地成为旅游业发展的基础。而控制污染、恢复与保持生态平衡则成为基础的基础。旅游收入既然以生态自然景观为基础，那么，旅游收入理所当然地要返还相当一部分用于生态建设。而作为污染源的某些企业更应当本着“谁污染、谁治理”的原则，重视向环境保护投资。否则，生态景观的旅游价值不可能持续发挥。
此外，现代生态理论还广泛地应用于基础工程设施中，如用于水利设施、生态工程和各种基础工程等，在生态治理中起着不可替代的指导作用。
