環境學導論課程中對“人工生態系統與技術革命”的思考

劉紅娟+尹顯和

摘 要：人類在適應和改造自然生態系統的基礎上建立了人工生態系統。人工生態系統是人類社會生產力發展水平的標志之一。根據環境科學理論，以人工生態系統的變化為線索，提出將人類社會生產力的發展主要劃分為農業革命、工業革命及信息技術革命三個階段的觀點，并以所建立的人工生態系統為標志評價技術革命的成效，判斷社會生產力的發展水平，并展望人類未來人工生態系統的發展概貌。

關鍵詞：人工生態系統 生存 技術革命

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（a）-0245-02

人類在適應和改造自然生態系統的基礎上建立了人工生態系統。人工生態系統是人類社會生產力發展水平的標志之一。人類在地球上出現后，經過幾次“技術革命”，社會生產力水平到現在這個水平。怎樣劃分生產力的發展階段呢？又怎樣評判人類發展史上的技術革命呢？技術革命是生產力發展的結果，它又促進生產力更快地發展。因此，生產力的發展與技術革命緊密相關，應該依據技術革命劃分生產力發展的階段。按環境科學的觀點，以生態系統的變化為線索，探討人工生態系統與人類技術革命劃分的關系，從人類社會大系統的角度上評價社會發展的水平提供更好的標準，為生產力發展探索具有指導意義的理論。

1 人工生態系統與人類的技術革命

人類的技術革命歸納為三次[1-2]：第一次技術革命，發生在18世紀60年代的英國。以瓦特于1765年發明蒸汽機為標志，形成的蒸汽機時代的技術革命。第二次技術革命，發生于19世紀中葉，主要標志是電的發明和應用。第三次技術革命，開始于20世紀中葉，就是人們現有談論的“第三次浪潮”。這次技術革命的主要標志是以信息、生物、材料、空間、海洋、能源為主導的高技術發展與應用。上述三次技術革命描述的是近二三百年內的發展情況。人類發展的歷史已有一、二百萬年，它不能代表人類發展的全過程。只有縱觀整個人類的發展史，分析生產力發展的歷次技術革命，才能準確認識生產力發展的狀態及其長遠影響。上述關于技術革命的觀點，只著眼于工業發展、經濟的短期增長，卻完全忽略了人類最基本的生存條件，只片面強調工業與短期經濟的發展。這樣不僅不能可持續發展下去，還可能威脅人類生存的可怕后果。因此，須從整個社會的水平上來考察人類的發展水平及其技術革命。

人類社會的存在與發展取決于兩個最基本的方面。一個是生活的基本需求，就是“食”——食物供應、“衣”——穿衣問題、“住”——居住問題和“行”——信息聯絡與交通運輸；另一個是生存的基本條件，就是充足的陽光、新鮮的空氣、肥沃的土壤和干凈的水。然而，地球環境中只有包括人類在內的生態系統，才能真正反映人類社會的這兩個基本方面。按環境科學的觀點，以生態系統的變化為線索，人類社會生產力的發展階段應該劃分為以下三次技術革命。農業革命，發生在一萬年前左右。人類學會了栽培植物、馴養動物，使植物和動物的生態系統在許多地域（農業區）有了根本性的變化。一種區別于自然生態系統的人工生態系統——農業生態系統出現在地球環境中。工業革命，兩百年前開始的工業革命，機器成為了人類的主要工具。人工機器對地球環境中原有的生態系統造成巨大的影響，人類完全改變了地球的面目。工業革命造就了又一種人工生態系統——近代城市生態系統。信息技術革命，它始于20世紀60、70年代。信息技術革命是建立在現代系統論、信息論和控制論的基礎上，以電子計算機為主體工具而展開的，它正對生產力產生著革命性的影響。

2 以構建的人工生態系統為標志對技術革命的評價

2.1 農業革命——農業生態系統的構建

農業革命，這時期人類發展到500萬年左右。農業革命導致一種人工生態系統——農業生態系統的出現。農業生態系統與自然生態系統是有重大區別的。農業生態系統的生產者——植物群落，是人類從野生植物中篩選、培育，人工種植的農作物或其他植物，光能轉換率比野生植物高得多。作為消費者的動物群落，是人類從野生動物中篩選、馴化，人工飼養的家畜、家禽等，它們都是初級消費者，屬于食草動物類。處在食物鏈營養級最高位的，是作為消費者的人類。相對自然生態系統，林德曼生態效應造成的能源遞減，大大減緩，光能的利用率當然較高。農業革命的產物——農業生態系統創造以來，在人類的發展過程中起著重大作用。農業生態系統出現前，自然生態系統的總生產量約只能維持一千萬人口的生存。有了農業生態系統，人類的食物供應有了保障，維持的人口數，從一萬年前的數百萬直到今天的數十億。農業生態系統是基本上符合生態學規律的。它具有類似自然生態系統的基本功能，而又比自然生態系統優越，因而，人類創造的農業生態系統基本上是成功的。

2.2 工業革命——城市生態系統的構建

工業革命，兩百年前開始的產業革命，導致人工機器的大量使用，礦物與化石燃料大量被開采、利用，而最終又被拋入地球環境中。兩百年間，人類的活動改變了地球環境的本來面目。人工的機器，人為造成的系統，不斷沖擊著、排斥著自然的存在物，人類的主觀創造不斷毀滅著自然美。自然生態系統所面臨的這種危險，直接威脅著整個人類自身的生存。工業革命產生的人工生態系統——城市生態系統，在城市生態系統中，生產者、消費者所占的比例，與其在自然生態系統中的比例正好相反，是以消費者為主的倒三角形營養結構。營養關系出現倒置使其不如自然生態系統穩定。

工業革命雖然對自然生態系統帶來巨大壓力，甚至構成嚴重威脅，其造就的近代城市生態系統的高集中性、高強度性以及人為的因素，產生了城市污染，也出現了熱島效應，逆溫層的產生及地形的變化等等，這一切破壞了自然調節機能，加劇了城市生態系統的脆弱性。但是，它創造的工業技術，造就的大規模社會生產能力，為人類新的技術革命，準備了充分條件。

2.3 信息技術革命——人工生態系統展望

繼工業革命之后，信息技術革命已悄悄開始。實現技術突破而投入工業規模的生物工程技術，將是信息技術革命的主體技術。生物工程技術將會實現人工機器與自然造物體（動、植物）的完美結合，按照社會的需要創造新的生物物種。隨著信息技術革命創造的完善的人工生態系統的出現，人類社會的五大難題（人口、糧食、資源、能源與環境污染）將會最后得到解決。人類根據自然生態系統的基本特征，設計并創造適合人類生存的人工生態系統。夏先玖[3]論述了農業新技術革命對農業生態系統的可持續發展的影響，提出影響農業生態系統的可持續發展的主導要素是人口、資源和環境，要以人和環境的協調發展、資源的永續利用為原則，用先進的科學技術，以提高經濟、生態和社會效益為目的的集約化綜合經營和有效管理農業體系。新的技術革命推動生態農業和生態城市的大力發展，而發展人工生態系統本身就是一場深刻的環境革命和技術革命[4-6]。新的技術革命和新的思維方法必將為人類創造出大規模的、更適合人類生存的人工生態系統，這也是技術革命的最終目標之一。

3 結語

社會生產力的發展與技術革命緊密相關，應該依據技術革命劃分社會生產力發展的階段。正確判斷和評價技術革命，才能準確把握生產力發展的趨勢，預測其長遠影響。必須從整個社會大系統的水平上來考察人類的發展水平及其技術革命，按環境科學的觀點，以生態系統的變化為線索，探討人工生態系統與人類技術革命劃分的關系，為人類社會大系統的角度上評價社會發展的水平提供更好的標準，為社會生產力快速而和諧地發展探索具有指導意義的理論。

參考文獻

[1] 延濤，田洪斌.能源與技術革命[J].陜西財經學院學報，1984（1）：32-39.

[2] 關士績.技術革命和產業革命[J].哈爾濱工業大學學報，1985（S5）：48-56.

[3] 夏先玖.論農業新技術革命——生態農業與可持續發展戰略[J].草業科學，1999（1）：19-22.

[4] 唐泉，尹顯和，劉紅娟.環境學概論[M].北京：中國原子能出版社，2014：152-158.

[5] 季昆森.發展生態經濟是一場深刻的環境革命、經濟革命和技術革命——關于增強生態經濟影響力推動力的幾個問題[J].環境保護與循環經濟，2011（2）：4-6.

[6] 潘幸來.論永續生態農業是農業新技術革命的根本目標[R].中國未來與發展研究報告，2002：794-796.endprint