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生物学中生物多样性的概念
生物多样性这一概念由美国野生生物学家和保育学家雷蒙德(Ramond.F.Dasman)1968年在其通俗读物《一个不同类型的国度》(A different kind of country)一书中首先使用的,是Biology 和 Diversity 的组合,即Biological diversity。此后的十多年,这个词并没有得到广泛的认可和传播,直到上世纪80年代,“生物多样性”(Biodiversity)的缩写形式由罗森(W.G.Rosen)在1985年第一次使用,并于1986年第一次出现在公开出版物上,由此“生物多样性”才在科学和环境领域得到广泛传播和使用。
根据《生物多样性公约》的定义,生物多样性是指“所有来源的活的生物体中的变异性,这些来源包括陆地、海洋和其它水生生态系统及其所构成的生态综合体;这包括物种内、物种之间和生态系统的多样性。”
生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和,由遗传(基因 )多样性,物种多样性和生态系统多样性三个层次组成。遗传(基因)多样性是指生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。物种多样性是生物多样性在物种上的表现形式,也是生物多样性的关键,它既体现了生物之间及环境之间的复杂关系,又体现了生物资源的丰富性。生态系统多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样性。
关键词:出口市场 多元化 信息熵 相对丰富度指数 均匀度指数
近年来中国商品出口贸易与国民经济增长相适应,得到了长足发展。在1996-2005年期间,出口总值增长了4.04倍,年平均增长19.69%,呈现出稳健快速增长的态势(见图1)。与此同时,我国外贸出口市场多元化的进程也在不断推进。
我国从“七五”计划起就提出实施出口市场多元化战略,并于“八五”计划正式启动。实施出口商品市场多元化战略,多层次全方位地开拓外贸出口商品市场,既是促进我国对外贸易深化发展的客观要求,又顺应国际贸易发展的客观趋势,而且对我国商品出口的可持续发展有积极而深远的影响。
然而,很少有人关注如何准确地描述和评价中国外贸出口市场多元化的进程,所见分析大多只是比较粗略,泛泛而谈,定性而论。事实上,外贸出口市场多元化的涵义既涉及出口市场的总数,也涉及出口总量分配的均匀性,一般的定性分析的确很难给出全面而客观的评判。为此,本文引入生态学中的“多样性”概念和信息论中的“信息熵” 概念,以及相应的表达方法,尝试着对外贸出口市场多元化进行定量刻画,并以我国为例进行实证分析。
多样性与外贸出口市场多元化
多样性的涵义
“多样性”一词虽广泛见于各种场合的表述之中,但真正给出其严格定义的则为生态学中提到的“生物多样性”。生物多样性(Biological Diversity)是指在一定时间和一定地区所有生物物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称,这个概念包括了多个层次,主要是:遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性。不同领域对“多样性”的表述存在一定的偏差和歧义,如能恰当地将 “生物多样性”概念中的某些层次(不可能是所有层次)的内容引入本文研究,无疑有助于理清研究思路。
“多样性导致稳定性”是生态学中一条重要的原理,该原理蕴含着深刻的科学思想,具有普遍意义,对许多领域有重要启示。国际贸易领域所论及的谋求外贸出口市场多元化的宗旨,恰与该原理不谋而合。
外贸出口市场多元化的涵义
外贸出口市场“多元化”的概念与“生物多样性”中的“物种多样性”和“景观多样性”这两个层次中的一些概念颇为相似,主要体现在两个方面:
第一,物种多样性(Species Diversity)是指某一区域内生物种类的丰富度或物种的总数目;景观多样性(Landscape Diversity)的一个重要属性也是丰富度,即景观中不同生态系统类型的总数。而外贸出口市场多元化的一个重要表征则是不同外贸出口市场的总数。
第二,景观多样性的另一重要属性是均匀度,即景观中不同生态系统类型分布的均匀程度;而外贸出口市场多元化的另一重要表征则是不同外贸出口市场所占份额的均匀程度。
目前在外贸出口市场多元化的研究中,对上述第一方面关注得比较多,而对第二方面的研究则鲜有报道。诚然,一个国家外贸出口市场总数的增加将意味着其出口市场多元化的加强;但如果外贸出口市场总数没有什么变化,而不同外贸出口市场各自所占的份额却在发生着此消彼长的变化,这时其出口市场多元化程度是提高了,还是削弱了?定性分析方法显然无法对后一种情况做出科学的判断和评估。所以,必须对多元化的上述两种表征,尤其是后一种表征给出标准化的定量表达。
多元化的定量表达
对丰富度的定量刻画
对丰富度的刻画比较简单,可由下式给出:
R=(T /Tmax)×100% (1)
(1)式中,R是相对丰富度指数(百分数);T是绝对丰富度,为某一区域内某个时段生物物种的总数,或景观中不同生态系统类型的总数,其外贸出口市场的反映对应着某个时段不同外贸出口市场的总数;Tmax是该区域内生物物种总数或景观的最大可能丰富度,其外贸出口市场的反映对应着不同外贸出口市场最大可能的总数,即全球的国家或地区总数。
在国际贸易研究中,人们大多习惯于直接使用绝对丰富度这一指标。相对丰富度指数的建立,能为变换角度进行分析提供另一种新的选择。
对均匀度的定量刻画
对均匀度的定量刻画远比对丰富度的刻画来得复杂,可引入信息熵的概念及其相应的分析方法。
熵与信息熵 熵(Entropy)原是一个物理学概念,用来度量系统的无序程度,由研究热力学的德国物理学家K•Clausius最早提出,称为热力学熵;而研究统计力学的德国物理学家L•Boltzman则从分子运动论的角度对熵的含义进行了扩展,称为统计力学熵。
在此之后,控制论的创始人N•Wiener和信息论的创始人C•E•Shannon都发现,熵还可用来度量信息源发出信号状态的不确定性,而信息就是这种不确定性的减少,从而将熵的概念引入信息理论,并赋予熵广义的含义。C•E• Shannon还从信息源具有随机不确定性出发,以全新的角度定义了一个与统计力学熵相似的函数,用以对离散信息源“产生”的信息量进行度量,此即信息熵的表达:
上式中H (X )为系统(或随机事件集)X的信息熵,该系统(或随机事件集)有n种独立的可能状态(或结果),即x1,x2,…,xn;P (xi)为状态xi(i =1,2,…,n)可能出现的概率值,且 。式中对数的底a如取2,信息熵的单位为Bit(比特);a如取e,信息熵的单位为Nat(奈特);a如取3,信息熵的单位为Tet(铁特);a如取10,信息熵的单位为Hartley(哈特莱)。
根据信息论,熵的获得就意味着信息的丢失。一个系统(或随机事件集)的有序程度越高(或不确定性越小),其熵值就越小,所含的信息量则越大;反之,无序程度越高(或不确定性越大),其熵值就越大,信息量则越小。信息与熵是互补的,信息就是负熵,公式(2)中的负号正反映了这一点。与热力学熵和统计力学熵相比,信息熵具有更为广泛和普遍的意义,因此又称为广义熵。信息熵常用于刻画景观的均匀程度,笔者将这一概念引入对外贸出口市场的均匀程度进行刻画。
外贸出口市场均匀度指数 对公式(2)中的对数取自然对数(即令a = e),并令k=1/ln n,同时考虑存在着不同时段,于是有:
(3)
上式中Ej为某个地区j时段的外贸出口市场均匀度指数,n为出口市场总数,m为时段总数,Pij为j时段第i个市场所占的份额。Ej的变化区间为[0,1],当Ej = 0时,反映j时段只有一个外贸出口市场时所表现出的最不均匀状况;而当Ej = 1时,则反映j 时段多个外贸出口市场各自所占份额完全相等时所表现出的最均匀状态。该指数的建立,使得着眼于均匀性去评判外贸出口市场多元化有了一个标准化的量度指标,既可用于不同地区的同一时段比较,也可用于同一地区不同时段的比较。笔者依自编的电算程序,能够快速将所采集到的某地区各个时段各外贸出口市场出口总值的数据完成上述计算。
我国外贸出口市场多元化定量表达的实证分析
根据我国《海关统计》1996~2005年的有关数据,按上述对多元化的两种表征的定量刻画算法,得到相应的两种多元化指数计算结果(见表1)和反映它们变化的柱状图(见图2、图3)。
由表1和图2可知,近年来中国出口市场的相对丰富度指数值变化不大,相对丰富度指数在1996~2005的9年期间仅提高了5.06%,而在2001~2005的4年期间则保持不变。由此似乎可以认为:中国出口市场多元化程度近年来没有多大改观。然而通过对表1和图3均匀度指数的分析却可发现,均匀度指数在1996~2005的9年期间提高了11.95%,而在2001~2005的4年期间提高了5.64%。这表明:近年来中国出口市场的均匀度在持续而缓慢地提高。这种由均匀度所表征的出口市场多元化程度的缓慢提高一般不易被定量表达。
由于均匀度与集中度呈负相关,因此在文献中常可见到用出口市场集中度的降低来说明其均匀度提高的表达。这种表达方式在逻辑上是站得住脚的,问题在于如何给出全面、精确的表达。例如,根据中国《海关统计》1996年、2005年的有关数据,可计算出这两年中国外贸出口市场前若干位所占的份额及其变化幅度(表2)。该表显示,无论取前几位都能得出中国出口市场的集中程度在下降的结论,但所取前几位位数的不同,其下降幅度的数值是不同的。于是很自然地引出两个问题:第一,为说明整个出口市场集中度的变化,该取前几位?第二,前几位所占市场份额的下降幅度值,能代表整个出口市场集中度下降幅度或均匀度提高幅度的精确值吗?由此可见,这种表达方式只能是粗略的、大体上的。而在对均匀度变化的评估方面,本文所构建的均匀度指数则能从总体上综合地给出更为精确的刻画和表达。
促进外贸市场多元化与保护生物多样性的宗旨都在于谋求稳定性,宗旨的相通蕴含着机理的相似。本文在外贸市场多元化的研究中,有机融入生态学中的“多样性”概念和信息论中的“信息熵”概念,并对“多元化”做出了定量表达,使得“多元化”的涵义变得更加严谨、明晰和完整,并能够对中国外贸出口市场多元化状况做出精确的实证分析,从而能为各种外贸出口战略决策提供客观而准确的评判依据。
参考文献:
⒈黄晓玲.中国对外贸易概论[M].对外经济贸易大学出版社,2003
⒉伍光和等.自然地理学[M].高等教育出版社,2000
⒊蔡晓明.生态系统生态学[M].科学出版社,2000
⒋晏路明.人类发展与生存环境[M].中国环境科学出版社,2001
关键词:生态公园;自然;趋势;
Abstract:To the emerging park type, the Necessity of ecological park’s building and the Eco-efficiency, social-efficiency, aesthetic effectiveness after the building have been recognized. But the conception, connotation and the construction mode of ecological park have not been unified yet, so we write this paper to elaborate the ecological park’s conception, connotation, origination, classification. And we hope it can advance the research of ecological parks.
Keywords:ecological park; nature; trend;
中图分类号: G246文献标识码:A文章编号:
近年来,我国的城市园林事业取得了举世瞩目的巨大成就。在许多城市,绿地建设速度大幅度提高,城市的生态环境质量不断改善,城市面貌发生了明显的改变。但是,在城市的快速发展过程中、城市的转型过程中以及城市园林的建设过程中,我国在环境和资源等很多方面也付出了很大代价,生态环境失调已经成为制约城市可持续发展的限制因素。幸运的是,人类已经认识到保护环境的重要性,一种新型的公园类型——生态公园的建设应运而生。对于生态公园,我们应该从其概念到内涵、从其起源到发展趋势来逐步认识。
一、生态公园的概念
虽然目前生态公园的建设正在积极开展,但对于生态公园概念的理解,不同人的观点不同。
张庆费等(2002年)认为城市生态公园是利用市区的荒地或废弃地以及城郊地区,运用生态学原理和技术,借鉴自然植被的结构和过程进行公园绿地设计、建设和管理,通过以土和水为主的自然环境差异性,构建多样并具地域特色的生境类型,并利用管理演替(managed succession)技术 ,促使公园形成以潜在植被为基础,与野生动物友好共存的生物多样性,形成完善的食物链和营养级,逐渐达到自然、高效、稳定和经济的绿地结构【1】。
周波等(2003年)认为城市生态公园是自然化的公园。即依据生态学原理设计建造公园,通过以土和水为主的自然环境差异性。构建多样并具地域特色的生境类型(景观异质性),充分利用城市生物多样性,形成完善的食物链和营养级。逐渐达到自然、高效、稳定和经济的景观结构【2】。
谢佐桂(2004年)认为生态公园就是在满足公众游览、观光、休憩、开展科学文化及锻炼身体等服务功能的基础上,最大限度顺应(或恢复)自然、保护自然、利用自然.保护生物的多样性,充分考虑和利用生物之间的空间需求、生存竞争、食物链等【3】。
通过对上面的情况进行综述,笔者这样理解生态公园:生态公园就是运用生态学原理和技术,借鉴和模仿自然界中的植被结构,建成的能够最大限度恢复自然、保护自然、利用自然且能够满足人类提供休闲游憩兼有较好地域景观特色的绿地系统。
二、生态公园的内涵
对于生态公园的内涵,可以从其整体性、多样性、过程性三个方面来理解:
1.整体性。现代生态哲学把原来人与自然对立的二元论转变为人与自然的和谐统一,在设计中把人与自然环境做整体考虑。同时,又注意把设计区域与周围环境做整体考虑,使其与周围环境紧密联系,这样形成的城市生态公园不再一是个封闭的、孤立循环系统,而是一个开放的系统。它的物质、能量、信息的循环流动通过城市、市域层次结构最终纳于地球整个循环系统中。基于这种认识,生态公园的建设不再局限于运用生态学原理构建植物群落或如何改善生态公园的环境,而是以维护整个生态系统的平衡和发展为目的,分层次整体考虑。
2.多样性。现代生态哲学认为每个物种都有其存在的必要性,都有其自身存在的价值,对维持整个生态系统健康存在都发挥着其应有的作用。这提示我们不要仅仅从人类的角度评价自然界中的生物多样性。生态公园的营建要根据基址的环境来进行,而基址环境受自然条件和社会条件影响,不同基址的自然条件和社会条件不同,所建立的生态公园也就表现出了多样性。对于这里多样性的理解不仅仅局限在生物多样性此外,还包含景观多样性、文化多样性、功能多样性等。而这种多样性正是对该地区生态系统的反映。
3.过程性。生态公园的物质环境建设是一个体现人与自然和谐关系的舞台,而在这个舞台上展示的是生物群落的演替以及与人之间的互动。这个演替是一个长期的过程,不可能一触而就。而这个过程正是生态公园保护和改善生态系统的过程,所以从生态公园的环境建设的完工到其真正发挥生态效益需要一个漫长的过程。
三、生态公园的发展历程及发展趋势
生态公园的建设最早可以追溯到生态学这门学科建设,“生态学”(Ecology)源于希腊文中“Oikons”,其在科学上的意义于19世纪60年代被提出,后来最终形成其科学含义即“生态学是研究生物与环境之间关系的科学”。伴随着工业的发展,到了20世纪60年代,世界上发达的国家:美、英、日三国先后爆发了震惊世界的“公害”事件,引起了人们对由城市化、工业化发展导致生态环境破坏的问题的关注,并开始反思关于环境的问题。而生态是研究生物与环境之间的关系,也是研究生物群落之间的关系,在这种情况下,生态学逐渐被引入到环境建设的过程中来,在城市环境中的公园建设也逐渐引入生态学的概念。
世界上最早利用生态学原理来指导生态公园建设的国家是英国,早在1977年,在伦敦塔桥附近建造的William Curtis生态公园,其原址为停放货车的场地上,通过栽植适宜植物品种和植被的自然演变,最终形成了生物多样性,无脊椎动物、鸟类和哺乳动物逐渐增多,到1984年,在此发现的蝴蝶就达21种【4】。之后,伦敦开始了一系列的城市生态公园建设尝试,先后在废弃地、市中区建筑密集地区等建造了10余个生态公园,其中包括1985年建成的Gamely Street Natural Park 。这为生态公园的建设内容、建设程序和设计模式提供了参考价值。
此后,世界掀起了一场生态公园建设的,各地纷纷出现生态公园成功建设的范例,
至于生态公园的分类有许多种,应用比较的广泛的是把生态公园分为:保护型、修复型、改善型、综合型四类4。而笔者比较倾向于下面这种分类方法:
1.以城市废弃地再利用为特色的生态公园:如加拿大多伦多外港区汤普森公园(1989年)、德国杜伊斯堡风景园(PeterLatz 设计1994)、中国广东中山岐江公园(俞孔坚等设计2000)这些公园原来都是工业废弃地,在生态学原理的指导下,综合设计,改造成了良性循环的动态生态系统。而建成的公园在很大程度上都保留或强调了原来废弃设施的自然特征,并且把其塑造成具有纪念意义的公园雕塑,在不改变原来基质的基本情况下,通过合理引进动植物种类,既给人以历史感,又改善了原来的生态环境,为该区域的更新与发展提供了基础。
2.以保护和教育为主要特色的生态公园。如日本京都的梅小路公园(1996)、德国卡塞尔市的奥尔公园(米勒设计1981)加拿大多伦多市Tommy Thompson。这类公园都是建立或大或小的不受人为干扰的自然保护,利用残留的自然资源和人工系统,恢复和保护植物的生物多样性,向公众展示城市中生物多样性的价值意义,起到宣传和保护的意义。
3.将技术、艺术、生态结合起来的生态公园。典型代表公园是:美国华盛顿州Renton的水园、中国四川成都活水公园等。二者都是因地制宜,充分利用湿地系统对污水的净化处理,同时把艺术手法引入到设计中,体现出了独特的美感和自然系统的组织性与能动性。
4.生态与文化相结合为特色的生态公园,这是生态公园发展趋势。从整个设计发展趋势来看,设计更注重文化的进入,目前整个设计界也比较公认没有文化设计是没有活力的设计;只有有文化的设计,才更具有活力和建设意义。主要代表为日本名古屋2005年世博(Expo)生态公园,其中除了自然保护区外,还建有生态村、文化艺术交流馆、生态剧场等文化设施,从而达到将生态保护与本土的文化相结合。1998年建成的韩国首尔生态公园,也是在建设生物多样性的同时,加入了大量的文化内涵。
我国生态公园的建设中也已经有所起步,在各大城市的建设规划中,生态公园建设已被提上日程。那么如何构建生态公园成为当前一个热门的研究课题。
四、生态公园建设的方法及措施
1.用生态学原理指导生态公园建设。生态公园与一般性公园的根本性区别就在于其“生态性”,而这种生态性的形成是依靠生态学原理指导建设的。从生态学的体系来看,这种生态性应该满足三个不同层面的标准:①.对宏观尺度而言,它的生态过程、能源和物质的使用是有利于全球生态系统的平衡和发展的。②.对于中观尺度而言,它的环境建构是符合生态原则的,生态环境系统具有地域性、多样性和合理性的特征,具有自我演替发展的能力。③.对于微观尺度而言,它的具体空间和实体形象能充分考虑到包括人在内的生物个体的互动关系,能唤起人对于生态意象的文化体验和美学感受【2】。
2.用景观生态学原理指导生态公园建设。空间是生态公园表现的形式,空间图示的语言是生态公园设计的主要表达方式。景观生态学是一门研究景观单元的类型组成、空间配置及其与生态过程相互作用的新兴学科。其研究核心是强调空间格局、生态学过程与尺度之间的相互作用【5】。景观生态学中可以应用的理论主要有: ①“斑块—廊道—基底”模式及相关理论、②景观格局理论、③关于物种—面积关系的理论、④尺度与等级理论。
3.把文化融入生态公园设计。
生态保护并非生态公园的唯一目标,为人提供适宜的文化活动场所也同样重要。生态公园应表达出与其生态内涵相一致的形式,能够为人所理解和接受,给人以潜在的文化熏陶和直观的美学享受,所以要把文化融入生态公园的设计。文化也具有多样性,它不仅仅是指历史文化,还包含地域文化、民俗文化、其它文化等。
4.体现地域特色的植物群落特色。
生态公园目的就是通过生态学原理的指导,构建稳定的植物群落,从而形成完整的生态系统,来保护和改善环境,最大程度的发挥其生态效益。而要想构建稳定的植物群落,就要选择适合当地自然环境的物种,以乡土树种为主,合理引进外来的适生树种,体现地域植物群落的特色。
生态公园的理论研究涉及到多个学科的知识领域,对它的理解深度也会因人、因地有所差异。本文主要是从最基本的概念、内涵、起源、分类等方面进行了阐述,通过对生态公园的解析,进一步推进对生态公园的研究。
参考文献
[1]张庆费 张峻毅城市生态公园初探生态学杂志2002,21(3):61~64
[2]周波 娄裔琳 金丽 崔欣城市生态公园生物学教学2003年(第28卷)第11期54-55
[3]谢佐桂 杨义标 王勇进试论“生态公园”建设与管理广东园林 20044 6-9