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生物學中生物多樣性的概念
生物多樣性這一概念由美國野生生物學家和保育學家雷蒙德(Ramond.F.Dasman)1968年在其通俗讀物《一個不同類型的國度》(A different kind of country)一書中首先使用的,是Biology 和 Diversity 的組合,即Biological diversity。此后的十多年,這個詞并沒有得到廣泛的認可和傳播,直到上世紀80年代,“生物多樣性”(Biodiversity)的縮寫形式由羅森(W.G.Rosen)在1985年第一次使用,并于1986年第一次出現在公開出版物上,由此“生物多樣性”才在科學和環境領域得到廣泛傳播和使用。
根據《生物多樣性公約》的定義,生物多樣性是指“所有來源的活的生物體中的變異性,這些來源包括陸地、海洋和其它水生生態系統及其所構成的生態綜合體;這包括物種內、物種之間和生態系統的多樣性。”
生物多樣性是生物及其與環境形成的生態復合體以及與此相關的各種生態過程的總和,由遺傳(基因 )多樣性,物種多樣性和生態系統多樣性三個層次組成。遺傳(基因)多樣性是指生物體內決定性狀的遺傳因子及其組合的多樣性。物種多樣性是生物多樣性在物種上的表現形式,也是生物多樣性的關鍵,它既體現了生物之間及環境之間的復雜關系,又體現了生物資源的豐富性。生態系統多樣性是指生物圈內生境、生物群落和生態過程的多樣性。
關鍵詞:出口市場 多元化 信息熵 相對豐富度指數 均勻度指數
近年來中國商品出口貿易與國民經濟增長相適應,得到了長足發展。在1996-2005年期間,出口總值增長了4.04倍,年平均增長19.69%,呈現出穩健快速增長的態勢(見圖1)。與此同時,我國外貿出口市場多元化的進程也在不斷推進。
我國從“七五”計劃起就提出實施出口市場多元化戰略,并于“八五”計劃正式啟動。實施出口商品市場多元化戰略,多層次全方位地開拓外貿出口商品市場,既是促進我國對外貿易深化發展的客觀要求,又順應國際貿易發展的客觀趨勢,而且對我國商品出口的可持續發展有積極而深遠的影響。
然而,很少有人關注如何準確地描述和評價中國外貿出口市場多元化的進程,所見分析大多只是比較粗略,泛泛而談,定性而論。事實上,外貿出口市場多元化的涵義既涉及出口市場的總數,也涉及出口總量分配的均勻性,一般的定性分析的確很難給出全面而客觀的評判。為此,本文引入生態學中的“多樣性”概念和信息論中的“信息熵” 概念,以及相應的表達方法,嘗試著對外貿出口市場多元化進行定量刻畫,并以我國為例進行實證分析。
多樣性與外貿出口市場多元化
多樣性的涵義
“多樣性”一詞雖廣泛見于各種場合的表述之中,但真正給出其嚴格定義的則為生態學中提到的“生物多樣性”。生物多樣性(Biological Diversity)是指在一定時間和一定地區所有生物物種及其遺傳變異和生態系統的復雜性總稱,這個概念包括了多個層次,主要是:遺傳多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性和景觀多樣性。不同領域對“多樣性”的表述存在一定的偏差和歧義,如能恰當地將 “生物多樣性”概念中的某些層次(不可能是所有層次)的內容引入本文研究,無疑有助于理清研究思路。
“多樣性導致穩定性”是生態學中一條重要的原理,該原理蘊含著深刻的科學思想,具有普遍意義,對許多領域有重要啟示。國際貿易領域所論及的謀求外貿出口市場多元化的宗旨,恰與該原理不謀而合。
外貿出口市場多元化的涵義
外貿出口市場“多元化”的概念與“生物多樣性”中的“物種多樣性”和“景觀多樣性”這兩個層次中的一些概念頗為相似,主要體現在兩個方面:
第一,物種多樣性(Species Diversity)是指某一區域內生物種類的豐富度或物種的總數目;景觀多樣性(Landscape Diversity)的一個重要屬性也是豐富度,即景觀中不同生態系統類型的總數。而外貿出口市場多元化的一個重要表征則是不同外貿出口市場的總數。
第二,景觀多樣性的另一重要屬性是均勻度,即景觀中不同生態系統類型分布的均勻程度;而外貿出口市場多元化的另一重要表征則是不同外貿出口市場所占份額的均勻程度。
目前在外貿出口市場多元化的研究中,對上述第一方面關注得比較多,而對第二方面的研究則鮮有報道。誠然,一個國家外貿出口市場總數的增加將意味著其出口市場多元化的加強;但如果外貿出口市場總數沒有什么變化,而不同外貿出口市場各自所占的份額卻在發生著此消彼長的變化,這時其出口市場多元化程度是提高了,還是削弱了?定性分析方法顯然無法對后一種情況做出科學的判斷和評估。所以,必須對多元化的上述兩種表征,尤其是后一種表征給出標準化的定量表達。
多元化的定量表達
對豐富度的定量刻畫
對豐富度的刻畫比較簡單,可由下式給出:
R=(T /Tmax)×100% (1)
(1)式中,R是相對豐富度指數(百分數);T是絕對豐富度,為某一區域內某個時段生物物種的總數,或景觀中不同生態系統類型的總數,其外貿出口市場的反映對應著某個時段不同外貿出口市場的總數;Tmax是該區域內生物物種總數或景觀的最大可能豐富度,其外貿出口市場的反映對應著不同外貿出口市場最大可能的總數,即全球的國家或地區總數。
在國際貿易研究中,人們大多習慣于直接使用絕對豐富度這一指標。相對豐富度指數的建立,能為變換角度進行分析提供另一種新的選擇。
對均勻度的定量刻畫
對均勻度的定量刻畫遠比對豐富度的刻畫來得復雜,可引入信息熵的概念及其相應的分析方法。
熵與信息熵 熵(Entropy)原是一個物理學概念,用來度量系統的無序程度,由研究熱力學的德國物理學家K•Clausius最早提出,稱為熱力學熵;而研究統計力學的德國物理學家L•Boltzman則從分子運動論的角度對熵的含義進行了擴展,稱為統計力學熵。
在此之后,控制論的創始人N•Wiener和信息論的創始人C•E•Shannon都發現,熵還可用來度量信息源發出信號狀態的不確定性,而信息就是這種不確定性的減少,從而將熵的概念引入信息理論,并賦予熵廣義的含義。C•E• Shannon還從信息源具有隨機不確定性出發,以全新的角度定義了一個與統計力學熵相似的函數,用以對離散信息源“產生”的信息量進行度量,此即信息熵的表達:
上式中H (X )為系統(或隨機事件集)X的信息熵,該系統(或隨機事件集)有n種獨立的可能狀態(或結果),即x1,x2,…,xn;P (xi)為狀態xi(i =1,2,…,n)可能出現的概率值,且 。式中對數的底a如取2,信息熵的單位為Bit(比特);a如取e,信息熵的單位為Nat(奈特);a如取3,信息熵的單位為Tet(鐵特);a如取10,信息熵的單位為Hartley(哈特萊)。
根據信息論,熵的獲得就意味著信息的丟失。一個系統(或隨機事件集)的有序程度越高(或不確定性越?。?,其熵值就越小,所含的信息量則越大;反之,無序程度越高(或不確定性越大),其熵值就越大,信息量則越小。信息與熵是互補的,信息就是負熵,公式(2)中的負號正反映了這一點。與熱力學熵和統計力學熵相比,信息熵具有更為廣泛和普遍的意義,因此又稱為廣義熵。信息熵常用于刻畫景觀的均勻程度,筆者將這一概念引入對外貿出口市場的均勻程度進行刻畫。
外貿出口市場均勻度指數 對公式(2)中的對數取自然對數(即令a = e),并令k=1/ln n,同時考慮存在著不同時段,于是有:
(3)
上式中Ej為某個地區j時段的外貿出口市場均勻度指數,n為出口市場總數,m為時段總數,Pij為j時段第i個市場所占的份額。Ej的變化區間為[0,1],當Ej = 0時,反映j時段只有一個外貿出口市場時所表現出的最不均勻狀況;而當Ej = 1時,則反映j 時段多個外貿出口市場各自所占份額完全相等時所表現出的最均勻狀態。該指數的建立,使得著眼于均勻性去評判外貿出口市場多元化有了一個標準化的量度指標,既可用于不同地區的同一時段比較,也可用于同一地區不同時段的比較。筆者依自編的電算程序,能夠快速將所采集到的某地區各個時段各外貿出口市場出口總值的數據完成上述計算。
我國外貿出口市場多元化定量表達的實證分析
根據我國《海關統計》1996~2005年的有關數據,按上述對多元化的兩種表征的定量刻畫算法,得到相應的兩種多元化指數計算結果(見表1)和反映它們變化的柱狀圖(見圖2、圖3)。
由表1和圖2可知,近年來中國出口市場的相對豐富度指數值變化不大,相對豐富度指數在1996~2005的9年期間僅提高了5.06%,而在2001~2005的4年期間則保持不變。由此似乎可以認為:中國出口市場多元化程度近年來沒有多大改觀。然而通過對表1和圖3均勻度指數的分析卻可發現,均勻度指數在1996~2005的9年期間提高了11.95%,而在2001~2005的4年期間提高了5.64%。這表明:近年來中國出口市場的均勻度在持續而緩慢地提高。這種由均勻度所表征的出口市場多元化程度的緩慢提高一般不易被定量表達。
由于均勻度與集中度呈負相關,因此在文獻中常可見到用出口市場集中度的降低來說明其均勻度提高的表達。這種表達方式在邏輯上是站得住腳的,問題在于如何給出全面、精確的表達。例如,根據中國《海關統計》1996年、2005年的有關數據,可計算出這兩年中國外貿出口市場前若干位所占的份額及其變化幅度(表2)。該表顯示,無論取前幾位都能得出中國出口市場的集中程度在下降的結論,但所取前幾位位數的不同,其下降幅度的數值是不同的。于是很自然地引出兩個問題:第一,為說明整個出口市場集中度的變化,該取前幾位?第二,前幾位所占市場份額的下降幅度值,能代表整個出口市場集中度下降幅度或均勻度提高幅度的精確值嗎?由此可見,這種表達方式只能是粗略的、大體上的。而在對均勻度變化的評估方面,本文所構建的均勻度指數則能從總體上綜合地給出更為精確的刻畫和表達。
促進外貿市場多元化與保護生物多樣性的宗旨都在于謀求穩定性,宗旨的相通蘊含著機理的相似。本文在外貿市場多元化的研究中,有機融入生態學中的“多樣性”概念和信息論中的“信息熵”概念,并對“多元化”做出了定量表達,使得“多元化”的涵義變得更加嚴謹、明晰和完整,并能夠對中國外貿出口市場多元化狀況做出精確的實證分析,從而能為各種外貿出口戰略決策提供客觀而準確的評判依據。
參考文獻:
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⒊蔡曉明.生態系統生態學[M].科學出版社,2000
⒋晏路明.人類發展與生存環境[M].中國環境科學出版社,2001
關鍵詞:生態公園;自然;趨勢;
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;
中圖分類號: G246文獻標識碼:A文章編號:
近年來,我國的城市園林事業取得了舉世矚目的巨大成就。在許多城市,綠地建設速度大幅度提高,城市的生態環境質量不斷改善,城市面貌發生了明顯的改變。但是,在城市的快速發展過程中、城市的轉型過程中以及城市園林的建設過程中,我國在環境和資源等很多方面也付出了很大代價,生態環境失調已經成為制約城市可持續發展的限制因素。幸運的是,人類已經認識到保護環境的重要性,一種新型的公園類型——生態公園的建設應運而生。對于生態公園,我們應該從其概念到內涵、從其起源到發展趨勢來逐步認識。
一、生態公園的概念
雖然目前生態公園的建設正在積極開展,但對于生態公園概念的理解,不同人的觀點不同。
張慶費等(2002年)認為城市生態公園是利用市區的荒地或廢棄地以及城郊地區,運用生態學原理和技術,借鑒自然植被的結構和過程進行公園綠地設計、建設和管理,通過以土和水為主的自然環境差異性,構建多樣并具地域特色的生境類型,并利用管理演替(managed succession)技術 ,促使公園形成以潛在植被為基礎,與野生動物友好共存的生物多樣性,形成完善的食物鏈和營養級,逐漸達到自然、高效、穩定和經濟的綠地結構【1】。
周波等(2003年)認為城市生態公園是自然化的公園。即依據生態學原理設計建造公園,通過以土和水為主的自然環境差異性。構建多樣并具地域特色的生境類型(景觀異質性),充分利用城市生物多樣性,形成完善的食物鏈和營養級。逐漸達到自然、高效、穩定和經濟的景觀結構【2】。
謝佐桂(2004年)認為生態公園就是在滿足公眾游覽、觀光、休憩、開展科學文化及鍛煉身體等服務功能的基礎上,最大限度順應(或恢復)自然、保護自然、利用自然.保護生物的多樣性,充分考慮和利用生物之間的空間需求、生存競爭、食物鏈等【3】。
通過對上面的情況進行綜述,筆者這樣理解生態公園:生態公園就是運用生態學原理和技術,借鑒和模仿自然界中的植被結構,建成的能夠最大限度恢復自然、保護自然、利用自然且能夠滿足人類提供休閑游憩兼有較好地域景觀特色的綠地系統。
二、生態公園的內涵
對于生態公園的內涵,可以從其整體性、多樣性、過程性三個方面來理解:
1.整體性?,F代生態哲學把原來人與自然對立的二元論轉變為人與自然的和諧統一,在設計中把人與自然環境做整體考慮。同時,又注意把設計區域與周圍環境做整體考慮,使其與周圍環境緊密聯系,這樣形成的城市生態公園不再一是個封閉的、孤立循環系統,而是一個開放的系統。它的物質、能量、信息的循環流動通過城市、市域層次結構最終納于地球整個循環系統中?;谶@種認識,生態公園的建設不再局限于運用生態學原理構建植物群落或如何改善生態公園的環境,而是以維護整個生態系統的平衡和發展為目的,分層次整體考慮。
2.多樣性?,F代生態哲學認為每個物種都有其存在的必要性,都有其自身存在的價值,對維持整個生態系統健康存在都發揮著其應有的作用。這提示我們不要僅僅從人類的角度評價自然界中的生物多樣性。生態公園的營建要根據基址的環境來進行,而基址環境受自然條件和社會條件影響,不同基址的自然條件和社會條件不同,所建立的生態公園也就表現出了多樣性。對于這里多樣性的理解不僅僅局限在生物多樣性此外,還包含景觀多樣性、文化多樣性、功能多樣性等。而這種多樣性正是對該地區生態系統的反映。
3.過程性。生態公園的物質環境建設是一個體現人與自然和諧關系的舞臺,而在這個舞臺上展示的是生物群落的演替以及與人之間的互動。這個演替是一個長期的過程,不可能一觸而就。而這個過程正是生態公園保護和改善生態系統的過程,所以從生態公園的環境建設的完工到其真正發揮生態效益需要一個漫長的過程。
三、生態公園的發展歷程及發展趨勢
生態公園的建設最早可以追溯到生態學這門學科建設,“生態學”(Ecology)源于希臘文中“Oikons”,其在科學上的意義于19世紀60年代被提出,后來最終形成其科學含義即“生態學是研究生物與環境之間關系的科學”。伴隨著工業的發展,到了20世紀60年代,世界上發達的國家:美、英、日三國先后爆發了震驚世界的“公害”事件,引起了人們對由城市化、工業化發展導致生態環境破壞的問題的關注,并開始反思關于環境的問題。而生態是研究生物與環境之間的關系,也是研究生物群落之間的關系,在這種情況下,生態學逐漸被引入到環境建設的過程中來,在城市環境中的公園建設也逐漸引入生態學的概念。
世界上最早利用生態學原理來指導生態公園建設的國家是英國,早在1977年,在倫敦塔橋附近建造的William Curtis生態公園,其原址為停放貨車的場地上,通過栽植適宜植物品種和植被的自然演變,最終形成了生物多樣性,無脊椎動物、鳥類和哺乳動物逐漸增多,到1984年,在此發現的蝴蝶就達21種【4】。之后,倫敦開始了一系列的城市生態公園建設嘗試,先后在廢棄地、市中區建筑密集地區等建造了10余個生態公園,其中包括1985年建成的Gamely Street Natural Park 。這為生態公園的建設內容、建設程序和設計模式提供了參考價值。
此后,世界掀起了一場生態公園建設的,各地紛紛出現生態公園成功建設的范例,
至于生態公園的分類有許多種,應用比較的廣泛的是把生態公園分為:保護型、修復型、改善型、綜合型四類4。而筆者比較傾向于下面這種分類方法:
1.以城市廢棄地再利用為特色的生態公園:如加拿大多倫多外港區湯普森公園(1989年)、德國杜伊斯堡風景園(PeterLatz 設計1994)、中國廣東中山岐江公園(俞孔堅等設計2000)這些公園原來都是工業廢棄地,在生態學原理的指導下,綜合設計,改造成了良性循環的動態生態系統。而建成的公園在很大程度上都保留或強調了原來廢棄設施的自然特征,并且把其塑造成具有紀念意義的公園雕塑,在不改變原來基質的基本情況下,通過合理引進動植物種類,既給人以歷史感,又改善了原來的生態環境,為該區域的更新與發展提供了基礎。
2.以保護和教育為主要特色的生態公園。如日本京都的梅小路公園(1996)、德國卡塞爾市的奧爾公園(米勒設計1981)加拿大多倫多市Tommy Thompson。這類公園都是建立或大或小的不受人為干擾的自然保護,利用殘留的自然資源和人工系統,恢復和保護植物的生物多樣性,向公眾展示城市中生物多樣性的價值意義,起到宣傳和保護的意義。
3.將技術、藝術、生態結合起來的生態公園。典型代表公園是:美國華盛頓州Renton的水園、中國四川成都活水公園等。二者都是因地制宜,充分利用濕地系統對污水的凈化處理,同時把藝術手法引入到設計中,體現出了獨特的美感和自然系統的組織性與能動性。
4.生態與文化相結合為特色的生態公園,這是生態公園發展趨勢。從整個設計發展趨勢來看,設計更注重文化的進入,目前整個設計界也比較公認沒有文化設計是沒有活力的設計;只有有文化的設計,才更具有活力和建設意義。主要代表為日本名古屋2005年世博(Expo)生態公園,其中除了自然保護區外,還建有生態村、文化藝術交流館、生態劇場等文化設施,從而達到將生態保護與本土的文化相結合。1998年建成的韓國首爾生態公園,也是在建設生物多樣性的同時,加入了大量的文化內涵。
我國生態公園的建設中也已經有所起步,在各大城市的建設規劃中,生態公園建設已被提上日程。那么如何構建生態公園成為當前一個熱門的研究課題。
四、生態公園建設的方法及措施
1.用生態學原理指導生態公園建設。生態公園與一般性公園的根本性區別就在于其“生態性”,而這種生態性的形成是依靠生態學原理指導建設的。從生態學的體系來看,這種生態性應該滿足三個不同層面的標準:①.對宏觀尺度而言,它的生態過程、能源和物質的使用是有利于全球生態系統的平衡和發展的。②.對于中觀尺度而言,它的環境建構是符合生態原則的,生態環境系統具有地域性、多樣性和合理性的特征,具有自我演替發展的能力。③.對于微觀尺度而言,它的具體空間和實體形象能充分考慮到包括人在內的生物個體的互動關系,能喚起人對于生態意象的文化體驗和美學感受【2】。
2.用景觀生態學原理指導生態公園建設。空間是生態公園表現的形式,空間圖示的語言是生態公園設計的主要表達方式。景觀生態學是一門研究景觀單元的類型組成、空間配置及其與生態過程相互作用的新興學科。其研究核心是強調空間格局、生態學過程與尺度之間的相互作用【5】。景觀生態學中可以應用的理論主要有: ①“斑塊—廊道—基底”模式及相關理論、②景觀格局理論、③關于物種—面積關系的理論、④尺度與等級理論。
3.把文化融入生態公園設計。
生態保護并非生態公園的唯一目標,為人提供適宜的文化活動場所也同樣重要。生態公園應表達出與其生態內涵相一致的形式,能夠為人所理解和接受,給人以潛在的文化熏陶和直觀的美學享受,所以要把文化融入生態公園的設計。文化也具有多樣性,它不僅僅是指歷史文化,還包含地域文化、民俗文化、其它文化等。
4.體現地域特色的植物群落特色。
生態公園目的就是通過生態學原理的指導,構建穩定的植物群落,從而形成完整的生態系統,來保護和改善環境,最大程度的發揮其生態效益。而要想構建穩定的植物群落,就要選擇適合當地自然環境的物種,以鄉土樹種為主,合理引進外來的適生樹種,體現地域植物群落的特色。
生態公園的理論研究涉及到多個學科的知識領域,對它的理解深度也會因人、因地有所差異。本文主要是從最基本的概念、內涵、起源、分類等方面進行了闡述,通過對生態公園的解析,進一步推進對生態公園的研究。
參考文獻
[1]張慶費 張峻毅城市生態公園初探生態學雜志2002,21(3):61~64
[2]周波 婁裔琳 金麗 崔欣城市生態公園生物學教學2003年(第28卷)第11期54-55
[3]謝佐桂 楊義標 王勇進試論“生態公園”建設與管理廣東園林 20044 6-9