云南大学报告-可持续发展与生态安全

向云南人民致敬！

向云南大学的老师、同学和朋友们问好！李文华中国科学院地理科学与资源研究所可持续发展与生态安全生态安全－－人类面临的挑战反思与觉醒可持续发展：从概念到行动中国的生态安全问题机遇与对策一，生态安全：

-人类面临的挑战-时代特征与面临的挑战人类史的创造力和对环境的冲击力与日俱增;人类活动引发的环境和社会的问题日益加剧，其影响已经具有全球的特点

全球变化（GlobalChange）

全球化（Globalization）人类20世纪的辉煌成就20世纪13兆(百万的平方)美元的财富预计到21世纪中叶还要增长5-10倍工业生产增加了50倍农业20年来年增长3%,超过人口增长速度,全世界粮食供大于求科学技术突飞猛进,除常规技术发展外，高新技术突飞猛进（航天遥感、信息通讯、生物工程、计算机机器人、模拟预测…）日益严重的生态安全问题近几代人耗尽几亿年积累的化石燃料自工业革命CO2增加30%，甲烷100%硫化物增加50%1/2土地受干扰，1/5陆地生态系统变成农地，1/4森林被砍伐，热带森林占陆地7%，全球2%，50%动植物栖息地，100年消失N人工固定剧增50%淡水被人类直接或间接利用，地下水迅速退化44%鱼类接近扑捞极限，50%红树林和湿地退化消失变化中的天空、大地、海洋20世纪增加了0.6c,比1994估测+0.15c20世纪海平面升高0.1-0.2米20世纪中高纬降水每10年增0.1-0.2%大暴雨增加2-4%厄尔尼诺-频度增加,强度加大旱灾加重,洪涝增加(IPCC)今后100年的预测1990-2100气温增加1.4--5.8c厄尔尼诺会有增加冰川和冰盖进一步退缩海平面升高0.09-0.88米人类影响将持续千年经济全球化下生态环境的新问题输出污染，转嫁危机专项资源过度开发使得环境破坏，生物多样性减退，当地物种丧失和外来物种的生态入侵模式当地原有的传统生产模式丧失原有的地位掠夺资源，引发战争生态安全成为国家安全的新延伸全球变化对全球政治、军事策略的影响和对突发事件的准备

－－以美五角大楼《气候变化影响》为例AndrerMarshal给五角大楼绝密报告：气候改变有可能会导致以付出数百万生命为代价的全球性大灾难，是比恐怖主义更加巨大的威胁气候改变应该被看作是“紧迫的”头等政治和军事大事；应当被从科学的争论上升到关系美国国家安全的高度加以对待生态系统影响全球政治、军事策略

－－以美五角大楼《气候变化影响》为例“这是一种非常独特的国家安全威胁，因为没有任何敌人拿枪指着你，而我们对这个威胁束手无策”把生态危机、环境污染和气候变化考虑到政治和军事策略中去，是崭新、复杂而又无疑具有挑战性的对其它突发事件的准备引起人们的关注，如非典，禽流感等生态安全的概念维持人类和其他生物的生态过程及生命支持系统的健康与和谐发展；保护生物多样性；保证生态系统可持续利用；

满足当代和后代对物质和文化的需要。二、人类的反思与行动标志生态科学进展的

几项国际研究计划IBPMABIGBPMA国际生物学计划IBP60年代生物生产力人与生物圈计划MAB70年代至今人与自然国际地圈生物圈计划IGBP80年代至今圈层间关系全球变化千年生态系统评估MA2001年启动自然、人文与政策罗马俱乐部WWFIUCNIBPIGBPIHDPGTOS人与生物圈计划湿地保护公约世界遗产地濒危物种贸易公约生物多样性公约世界气候研究计划全球环境基金森林保护议定书防治荒漠化21世纪议千年评估（MA）当代生态学特征之三：NGO+政府行为标志生态环境问题进展的几个重要的里程碑2002年约翰内斯堡1972年斯德哥尔摩1987年1992年里约热内卢人类环境宣言《我们共同的未来》21世纪议程Rio+10联合国人类环境大会

联合国环境与发展大会世界环境与发展委员会原因与驱动力人口增加人类社会资源消耗水平增长科技发展的副面效应政治和社会市场驱动

PRED综合失调症消费观念与现实

发展中国家为了维持生存的基本需要，和生活质量的不断提高发达国家为了保持和继续提高起现有的高消费模式，正在消耗地球上有限的资源，并对环境造成污染和破坏。

美国日本孟加拉能源消费比较美、印人均自然资源消耗量之比资源美国：印度

煤12.4

镍31.2

铝33.7

汽油42.7

铜44.8

磷矿石57.6

天然气183.9

纸浆385.7固体垃圾

发展中国家每人每天平均固体垃圾0.5Kg

发达国家每人每天平均固体垃圾3.3Kg

一生中积累的垃圾为身体重量的

发展中国家150倍

欧洲1000倍

美国3900倍难以承受的繁荣实现美国的消费水平---一场噩梦的情景2100年--115亿人口，1988年资源量铝：224年--------18年铜：41年---------4年锌：21年----------3年油：41年----------7年消耗殆尽引自PaulHarrison:TheThirdRevolution三、可持续发展

－从概念到行动－可持续发展的概念可持续发展(SustainableDevelopment)

“持续发展是在满足当代人需要的同时,又不损害子孙后代需要的发展”持续增长(SustainableGrowth)持续利用(SustainableUse)内涵与启迪发展与保护的统一从主宰到和谐从局部与系统增长极限与有限增长科学技术的支撑平等观能力建设与群众参与自力更生+国际合作八项基本原则

提高经济增长速度,解决贫困问题改进增长质量满足人民生活基本需要把人口限制在可持续发展水平保护并加强资源基础科学技术促进环境保护把持续发展落实到政策、法令和计划中加强国际合作与交流可持续发展的指标体系UNDP的人文发展指数（HDI）UNCSD的驱动力-状态-响应（DSR）指标体系联合国统计局（UNSTAT）的可指标体系框架持续发展框架（FISD）国际科联环境问题科学委员会（SCOPE）可持续发展指标体系加拿大、荷兰、美国可持续发展指标体系中国科学院的中国可持续发展研究组指标体系农业生态县、生态省可持续发展指标体系RIO+10可持续发展行动比预期的慢；脆弱环境继续恶化；保护措施不到位；高消费在继续；研究发展资金不足；发展中国家没有实现承诺环境问题被战争、全球化和恐怖主义掩盖RIO+10：WEHAB水和卫生：10亿人无安全饮用水，20亿人缺卫生设施，300万人死于水安全引起的疾病，2025年2/3国家严重缺水，农业耗水大户，40%城市水损失能源：20亿人缺乏足够的能源提高农业生产力：2/3土地退化，农业生产力下降，非洲几百万人饥饿威胁，森林、湿地退化生物多样性和生态系统管理：消失速度比以前大1000倍，热带雨林1/2消失，75%渔产达到极限，70%珊瑚礁灭绝健康：10亿人呼吸不健康的空气，300万人/年死于空气污染，疟疾，寄生虫病害生态学：科学与社会的桥梁生态学生命环境社会当代生态学研究的特点生态学在研究社会问题中重新定位

研究的对象不断拓宽

研究对象从自然生态系统向人工生态系统发展、从单一生态系统向复合生态系统发展学科之间相互融汇与新分支学科不断产生从研究结构、到研究功能和过程

从局部孤立的研究向整体网络化研究发展研究方法和设备日益改善

趋势与对策发展趋势：地球化学，大气物理，地质，气候等方面的基础研究----生态系统结构功能----社会科学----可持续发展综合研究SustainabilityScience

四、中国的生态与环境问题

--从赤字到建设的转折--（一）中国的自然条件的脆弱性65％的国土面积是山地或丘陵

33％的国土面积是干旱地区或荒漠地区

70％的国土面积每年受到季风气候的影响

55％的国土面积不适宜人类的生活和生产

35％的国土面积经年受到土壤侵蚀和沙漠化的影响

30％的耕地面积属于pH值小于5的酸性土壤

20％的耕地面积存在不同程度的盐渍化或次生盐渍化

17％的国土面积是构成了全球的世界屋脊人为的干扰

森林破坏森林资源数量型增长，质量型下降；结构简单，生物多样性低；生态系统服务功能降低我国林分的每公顷蓄集量仅为78.06m3,人工林每公顷蓄集量只有35m3，远低于114m3/hm2的世界平均水平草地退化目前，我国90％的草地存在不同程度的退化，其中中度退化以上的草地面积将近一半全国“三化”草地面积已达1.35亿hm2，并且每年还在以200万hm2的速度增加荒漠化严重我国干旱、半干旱地区，即可能发生沙漠化的地区的总面积是256.6万km2，占国土总面积的26.7％90年代后期，我国沙漠化的扩展速度已达每年3436km2不仅沙漠化面积急剧增加，沙化的强度也在增强水土流失一方治理多方破坏，点上治理面上破坏，部分地区破坏大于治理90年代末全国水土流失面积165万km2，与80年代比，10年间减少了14万km2水土流失面积有所下降，强度也有所降低湿地退化不合理的开发利用导致湿地面积锐减湿地生态环境恶化，生物多样性减少，污染日益严重湿地生态系统调蓄洪水、生物多样性维持、净化污染以及物质产出等各项生态服务功能日益下降生物多样性锐减有害物种入侵，约有200余种，全国大多数自然保护区都有外来物种入侵联合国《国际濒危物种贸易公约》列出的740中世界性濒危物种中，我国占189种我国野生水稻、大豆等遗传资源保护不力，70％以上的野生稻已被破坏经济核算中需要纠正的几笔错帐资源、环境的代价没有合理扣除生产方式转型的潜在效益估计不足生态建设的经济效益的外部性没有估计生态系统效应的非市场部分缺乏科学估算生态破坏和环境污染的旧债没有还清经济核算和管理考核制度的误导宁波市AEANDP计算结果经过环境近似调整后，宁波市国内生产净值约为GDP的三分之一；中国需要自己的发展道路以汽车为例:如果每个家庭1-2辆汽车,每辆汽车汽油消耗量与美国相当,中国每天需要8000多万桶油,目前世界每天7400万桶;道路和停车场需要1600万公顷土地,相当中国稻田的一半赖斯特R.布朗

：2003年我国宏观经济一片向好，但从年初出现征兆，到夏天南方19个省市开始拉闸限电，能源紧张的问题一直延续到年底。在出现电荒的同时，煤炭、油类同样告急。(2004年中国经济10大新闻)

I=PATI：环境影响P：人口A：人均GDPT：单位GDP所产生的环境影响环境影响控制方程

“在一代人的时间内，把资源、能源和其他物质的效率提高十倍”

——1997年,卡诺勒斯(Carnoules)宣言

人口人均GDP20世纪末12亿800美元21世纪中叶16亿4000美元在此期间，为可持续发展，单位GDP的环境负荷应降8～10倍！是否可能呢？应如何做呢？中国面临的环境负荷既要增加人均国民生产总值，提高人民收入，又要保护生态环境、自然资源和人民健康，就必须：大力提高资源利用效率，减少资源消耗量；显著减少污染排放总量，确保良好的环境。唯一正确的选择是转变方式，发展循环经济，走可持续发展的道路。五、机遇与对策最近在生态环境方面新动态

政策与法令的导向部门可持续战略计划制定区域可持续发展的高潮生态方式的转标准的制定生态文化的倡导难得的历史机遇我国率先制定21世纪议程可持续发展和科教兴国成为我国的国策十六大报告指出：可持续发展能力不断增强，生态环境得到改善，资源利用效率显著提高，促进人与自然的和谐，推动社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。十六大三中全的“三个协调、五个统筹”部门战略研究水资源战略可持续发展的林业发展战略可持续发展的能源战略可持续发展的气象发展战略可持续发展的人口战略林业发展战略方针

严格保护，积极发展，科学经营，持续利用。

（三）林业六大生态工程天然林保护工程退耕还林工程荒漠化防治工程生物多样性保护工程环首都绿化工程速生用材林营造产业生态与循环经济运用生态学的整体、系统、循环再生的规律而不是机械论规律指导社会生产活动；由资源--产品--污染物排放的线性经济改变为资源--产品--再生资源的反馈式流程；由高开采、低利用、高排放改变为低开采、高利用、低排放由单一部门的生产转变为多个生产部门的偶合循环经济的三个原则减量化Reduce再利用Reuse再循环Recycle输入端过程中输出端减少进入生产和消费过程的物质量,从源头节约资源使用和减少污染物的排放。提高产品和服务的利用效率,要求产品或包装以初始形式多次使用,减少一次污染。要求物品完成使用的功能后重新变成再生资源。减量化应放在首位全过程都必须做到无毒化、无害化污染物零排放、物耗能耗零增长、废弃物零填埋，为3“零”即3Zero，显然，3Z符合循环经济的目标。3R促进实现3Z的目标

循环经济的三个层次工厂、企业内部----清洁生产；一组(群）工厂和企业----生态工业园；生产与消费大系统----社区、城市、地区。工厂内部推行清洁生产是基础；每个层次的循环经济都要贯彻3R原则。生态产业正在兴起

生态产业是按生态经济原理和知识经济规律组织起来的新型产业系统。它把生态系统物质能量循环和能量高效利用的规律应用到工业生产中。它通过两个或两个以上的生产体系或环节之间的系统耦合，使物质、能量能多级利用、高效产出，把污染负效益变为经济正效益。。生命周期，清洁生产，循环经济产业生态学起源于80年代末RobertA.Frosch等人模拟生物的新陈代谢过程和生态系统的循环再生过程所开展的“工业代谢”研究。他们认为现代工业生产过程就是一个将原料、能源和劳动力转化为产品和废物的代谢过程。并与N.Gallopoulos等人进一步从生态系统的角度提出了“产业生态系统”和“产业生态学”的概念。矿业粗放农业TraditionalindustryModernindustryCleanerproduction传统农业传统工业清洁生产现代工业石油农业生态农业生态产业：新一轮产业革命Eco-industry:Anewindustrialrevolution乡镇企业(TVE)国有企业(SOE)Valuechange观念更新Sci.planning科学规划Insti.reform体制改革Tec.innovation技术创新环境与发展压力(HumanStress)Eco-Industry生态产业MiningEco-agriculturePetroleumagricultureTraditionalagricultureExtensiveagriculture十类典型产业生态工程：

生态复合肥料工程：发展一类可替代传统化肥的以有机肥为主体，复合以各类菌肥和适量无机肥的、速效与长效相结合而又不污染土壤和水体的专用和通用肥及相应的软硬件一条龙服务，实现土壤肥力的持续增长。

绿色化学工程：以示范区的本地资源为基础，研制和生产各种可自然降解，生态健康，生产过程对环境无害，且可循环利用的的绿色化学品。

绿色食品工程：为城乡居民生产、加工各种无污染、低环境影响的粮食、肉类、瓜果、蔬菜、副食、饮料及其加工品等健康食物，并提供相应的软硬件服务。

生态交通工程：研制、开发、建设适合我国国情的低能耗、低污染、高效率、全便捷的交通工具、交通网络及相应的软硬件服务。如天燃气、电或太阳能与汽油组合驱动汽车、用户共享合用的私人汽车等。十类典型产业生态工程：

生态建筑及生态城镇建设工程：充分利用本地生态资源，能耗低、绿量高、废弃物就地资源化的，方便、舒适、和谐、经济的生态建筑、建材及生态城镇的建设、规划与管理。

废弃地生态恢复工程及庄园式房地产业：在荒山、荒坡、滩涂、湿地及矿山废弃地等未被利用的退化生态系统，根据当地生态条件，利用生态技术恢复植被，造土还田，发展草业、牧业或林业及相应的庄园式房地产业，恢复其生态及经济服务功能。

生态旅游区建设及生态服务工程：生态旅馆、饭店、公园、游乐设施、服务业，生物多样性保护和持续利用工程。国内农业面临4方面问题1、保证粮食安全，优化结构，改善品质。2、提高效益，改善农村经济，提高人民生活水平。3、高效利用资源，保护生物多样性，遏制农业生态环境恶化4、适应市场需要，迎接加入WTO后的挑战中国生态农业的兴起生态农业就是从系统思想出发，按照生态学原理、经济学原理和生态经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段以及传统农业的有效经验建立起来的，以期获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代的农业发展模式。简单地说，就是遵循生态经济学规律进行经营和管理的集约化农业体系。

中国生态农业的基本特点

中国生态农业是生态优化的农业体系，是生态工程在农业上的应用，其目标是使农业的经济效益,生态效益和社会效益统一起来,按照“整体、协调、循环、再生”的原理所建立起来的中国生态农业系统。观念转变－结构调整－技术创新－机制改革复合农业系统的结构框图管理系统能量供应系统加工业系统农业牧业林业园艺渔业土地利用系统自然系统气候地理土壤水地形生物因子社会-经济系统人口文化教育市场政策生态农业按空间尺度的分类系统微观水平生态系统水平景观水平区域水平三合一生态温室，庭院生态农业系统农田、森林、草地、湖泊、湿地生态系统小流域景观系统生态村、生态县、区域农业生态建设中国生态农业桑基鱼塘生态系统模式图大气鱼塘塘基桑树蚕蚕茧蚕沙桑叶剿丝厂废水蚕蛹无机养分浮游植物浮游动物废屑溶解有机物养分沉积养分“Four-in-one”modelinNorthChinaGreenhouseCO2BiogasOrganicfertilizerExcrementO2农业-工业复合系统模型农田果园林网鱼池农村土地居民点加工厂再生副产品车间沼气池混合肥料场畜禽饲养场释放太阳能物质沼气产品残渣饲料（加工）产品输出产品输出排泄物作物-养殖-加工庭院复合系统

作物鱼驴蚕土壤猪面粉车间鸡蚕沙茎秆桑叶粪便下脚料塘泥粪便粪便蚕豆下脚料粪便粪便“千烟洲模式”丘上林草丘间塘河谷滩地果鱼粮畜牧水产相成链加工流通两兴旺千烟洲巨变19971983现代农业推广技术主要农作物及林草种苗农副产品深加工及储运技术与设备工厂化设施农业技术与设备节水农业与成套设备高效无公害集约化养殖技术及设备高效有机肥秸杆养畜及工业化利用饲料添加剂高效、安全新农药兽药及生物防治技术可降解农膜和农用新材料农业信息化现代农业机械

十类典型产业生态工程：

生物质循环利用生态工程：将生活垃圾、秸杆、人畜粪便及各类食品工业的废弃物深层利用，循环再生，为社会提供生态合理的饲料、燃料、肥料和工业原料的系列服务。

废弃水分散治理、系统回用及节水生态工程：将雨水、污水、地表水、地下水、海水的合理开发利用.从源、流、汇的各个层次进行废弃水资源分散处理，系统回用及节水设施及工程的生态规划、设计、管理及建设。

清洁能源系统开发组合利用工程：将可利用的太阳能、生物能、风能及矿物能在不同用户尺度上组合利用、系统优化，为全社会提供能效高而环境影响小、可持续利用的能源服务，如热、电、气、冷四联供工程等。产业生态应用前景为产业转型、企业重组、产品重构提供方法论基础;促进国营和乡镇企业的转轨升级;创造新的社会就业机会;从根本上扭转产业发展中环境污染的被动局面;为全球环境变化、生态产品推广和生态企业孵化提供数据和信息支持.区域生态建设在不同层次上开展

生态省是指在生态系统承载能力范围内运用生态经济学原理和系统工程方法去改变生产和消费方式，决策和管理方法，挖掘省内外一切可以利用的资源潜力，建设一类经济发达、生态高效的产业，体制合理、社会和谐的文化以及生态健康、景观适宜的环境，实现社会主义市场经济条件下经济腾飞与环境保育、物质文明与精神文明、自然生态与人类生态的高度统一和持续发展。区域可持续发展在我国的开展西部大开发，东北老工业基地建设，珠江、长江三角洲、环黄渤海发展战略建设海南岛、吉林、黑龙江、福建、浙江、山东、安徽、辽宁等省提出了生态省的建设目标。张家港、扬州、日照、扬州、绍兴、长沙、盘锦、海宁、常熟等提出了建设生态城市的目标。有的城市提出了诸如“山水城市”、“花园城市”、“花园式园林城市”、“绿城”等战略设想与规划。在此之前，农业部会同12个部委开展了生态农业示范县，国家环保总局提出了生态县，科技部21世纪发展中心提出了建立可耻须发站实验示范区。

城市化趋势世纪之交，随着全球工业化和现代化的发展，城市化的步伐也在不断加快。世界目前，全世界有40%以上的人口居住在城市。中国1996年，我国城市人口已超过5亿，占总人口的40%。城市建制数目为666个，而县级城市有2136个，小城镇（含乡、镇）则有5万多个城市生态学城市生态学是以生态学理论为基础，应用生态学的方法，研究以人为核心的城市生态系统的结构、功能、动态，以及系统组成成分间和系统与周围生态系统间相互作用的规律，并利用这些规律优化系统结构，调节系统关系，提高物质转化和能量利用效率以及改善环境质量，实现结构合理、功能高效和关系协调的一门综合性学科。五律协同规划原则自然规律技术规律社会规律经济规律环境规律：自然环境多样性需求创造多样性，人与环境相互作用多样性基本生存--环境安全--环境健康--环境舒适--环境欣赏生态市建设结构框架生态市建设生态环境生态经济生态社会

自然环境流域治理景观建设多样性保育资源保护社会发展人口与就业生态城镇社区建设社会保障生态文化

政策体制行为观念教育宣传群众参与知识型产业生态产业孵化基地生态文化产业基地生态产品示范基地生态信息咨询网络高新技术中试基地资源型产业生态食品及生物制品业生态旅游业生态建筑业生态房地产业人工环境

交通能源三废绿化生态市的评价指标与体系建立综合评价模型综合评价赋分法模糊数学法单项指标逐个验收与评价城市代谢生态文化建设对天人关系的认知（哲学、科学、教育）对人类行为的规范（道德、法规、宗教）社会经济体制（制度、机构、组织）生产消费行为（生产、生活方式、环境行为）有关天人关系的物态产品（建筑、景观、产品）有关天人关系的心态产品（文学、美术、声象）社会精神面貌（意识、信仰、价值观、风俗、习惯）生态保健方法（体育、健身、养生、医疗、卫生）生态资本的市场运作充分认识生态系统的环境服务功能建立环境经济综合核算体系实行合理的补偿制度探索合理的经营模式：充分估价生态系统服务功能生态系统服务功能是指维持和满足人类生存的自然生态系统及其组成物种的生态条件和过程。

木材产品、非木材产品生物多样性的产生与维持水源涵养，减轻旱涝保护土壤，维持肥力空气与水的净化调节气候海岸带防护促进营养物质的循环太阳紫外辐射的防护促进有害废弃物质的降解促进花粉、种子传播，维持进化过程农业害虫的控制人类休闲、娱乐等精神享受防止外来种生物入侵

外来种是指在一定区域内，历史上没有自然发生分布而被人类活动直接或间接引入的物种。其有害生态影响包括：

1）

与本地种争夺资源。外来种在利用必不可少的资源方面常常胜过本地种，因而使本地种被排斥。2）

有时外来入侵者携带某种隐匿的病原体或寄生昆虫。外来种自己对这种隐匿的病原体或昆虫是免疫的，但本地种对它们却是脆弱的，易被感染。3）

外来种通过对环境的改变，影响生态系统过程，从而不利于本地种的生长。4）一种隐蔽的危险是外来种侵入后与本地种杂交，从而使一个本地基因库淹没于外来基因之中，消除了本地种的独特性，并侵蚀该物种的遗传多样性，有时这种杂交还可能产生新的杂种。我国共引进植物831种，占我国