关于形成我国生态农业经济系统耗散结构的思考，本文主要内容关键词为：生态农业论文,结构论文,我国论文,经济论文,系统论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、耗散结构与生态农业经济系统
（一）耗散结构理论及其基本特征
所谓耗散结构理论是比利时布鲁塞尔学派领导人普利高津教授多年研究的成果，是针对非平衡统计物理学的发展而提出的一种科学理论，对揭示事物进化规律有重要作用。在人们的想象中，一般总认为倘若体系原先是处于一种混乱无序的非平衡状态中，是不可能在非平衡状态下呈现出一种稳定有序的结构的。但普利高津等人对此进行了多年的研究后指出，一个远离平衡的开放系统（不管是力学的、物理的、化学的、生物的，等等）在外界条件变化达到某一特定阈值时，量变可能引起质变，系统通过不断与外界交换能量和分子自动产生一种自组织现象，组成系统的各子系统会形成一种互相协调的作用，从而可能从原来的无序状态转变为一种在时间、空间或功能上有序的结构。这种非平衡状态下的新的有序结构，普利高津等人把它称为耗散结构。这种有序稳定结构与平衡结构不同，稳定的平衡结构不与外界交换能量和分子，是一种静平衡稳定状态，没有生机和生命力，是一种永远不变的“死”结构。而耗散结构随时与外界交换能量和物质，是一种动态稳定有序结构，具有生气勃勃的生命力，是一种永远活动着的稳定有序的“活”结构。耗散结构具有三个基本特征：(1)存在于开放系统；(2)保持远离平衡态的条件；(3)系统内各个要素之间存在着非线性的相互作用。
（二）生态农业经济系统具有耗散结构的基本特征
生态农业经济系统是由生态系统和农业经济系统构成的一个相互作用的有机整体，是一个由社会再生产和生态系统组成的“超级系统”。其本质是人类通过精神生产和物质生产与生态系统发生物质、能量、信息交流。由于这种交流表现为无限循环的输入、输出功能，才保持了生态农业经济系统的生命过程，并不断由无序到有序的进化发展。显然，生态农业经济系统必须具备耗散结构的特征，必须随时与外界交换能量和物质，进而保持一种非平衡态下的有序结构，保持系统生命过程的演化、发展。将耗散结构理论与我国的实际情况相结合，探讨形成我国生态农业经济系统的耗散结构既有理论意义又有实际意义。本文就此问题略述己见。
二、形成我国生态农业经济系统耗散结构的条件及相应措施
（一）开放系统是形成生态农业经济系统耗散结构的必要条件
对于生物圈中每一个具体的生态系统，确实是开放的。它通过物质的不同存在方式，以及在其他自然力作用下与别的生态系统交换物质和能量，最终参与地球化学循环。对于农业经济系统而言，无论是宏观调控部门，还是具体经济部门也都是开放的。整个农业经济系统不断地从生态系统中输入能量和矿物，又把产品和废物输出到生态系统中，这种输入和输出是农业经济系统生命过程的基础。然而，要使得生态系统与农业经济系统实现良性循环，就必须使生态系统：(1)为开放系统；(2)在与别的生态系统交换过程中输入量大于输出量；因为当人们在生态系统中索取财富，进行经济开发，其采伐量超过了生态系统的输出量时，生态系统将逐步衰减，呈现恶性循环。只有生态系统吸收太阳能转化为植物的生产不断增加时，才能繁殖动物，并不断满足人们的需要。换言之，生态系统对农业经济系统的输出量小于从其他生态系统获得的输入量，才能满足生态农业经济系统的良性循环。正是由于上述生态系统与农业经济系统之间存在的有机联系，才使得生态系统与农业经济系统最终融合为一个更高级、结构层次更多、功能更复杂的“超级”生态农业经济系统。该系统中能量的输出、输入有时在量上并不相等，但却保持了结构上的稳态（动态平衡）。这种稳态只有与环境进行物质和能量交换才能维持其生命力。所以，生态农业经济系统必然是开放系统，因而也就具备了形成耗散结构的必要条件。
（二）保持远离平衡态是形成生态农业经济系统耗散结构的充分条件
普利高津等人指出，对于一个与外界有分子和能量交换的开放系统来说，熵（用来说明系统混乱程度的一个物理量）的变化可以分为两个部分：一部分是系统本身由于不可逆过程引起的熵增加(dis)，这一项永远是正的；另一部分是系统与外界交换分子和能量引起的熵流(des)，这一项可正可负可为零。整个系统的熵变化ds，就可以写作二项之和，ds=des+dis。根据热力学第二定律，在孤立系统中恒有dis≥0，并且des=0。在开放系统中，des可以大于或小于零。如果des为负值，其绝对值又大于dis，则ds=des+dis<0，这时总熵可以逐步减小，使系统由无序趋向有序。普利高津采用了薛定锷最早提出的负熵流的概念，使得在不违反热力学第二定律的条件下，非平衡系统可以通过负熵流来减少总熵，达到一种新的稳定的有序状态，即耗散结构。因此，普利高津提出了“非平衡是有序之源”这一充满辩证法的命题。由此，我们不难看出，开放系统是形成耗散结构的必要条件，即它提供了系统与外界交换能量的条件，但不是充分条件；如果系统从外界流入的是正熵流而不是负熵流，那只能加速系统退化、无序。所以，形成耗散结构的充分条件是外界必须流入负熵流，使系统远离平衡态，保持一种非平衡的状态，进而产生新的有序结构。
如前所述，既然生态农业经济系统是一个开放系统，就意味着在这个系统与外界以及系统的各个层次之间，时时刻刻都在进行着物质和能量的交换。这种永无休止的交换过程，正是系统内处于非平衡态的表现；越是远离平衡态越是需要能量和物质的交换，而这种交换的目的是使系统趋于有序。如生态农业经济系统的发展，源于种植业，种植业的发展，为牧业发展提供饲料，牧业的发展使畜产品加工业发展起来，使积累增加，有了积累促进水利事业和种植业科研，又促进种植业发展。这一过程循环往复，实质上就是生态农业经济系统与外界及系统内各个环节间的物质和能量的交换，促进了农业的发展。而每一次循环都不是以往的简单重复，是使系统远离平衡态，并形成新的有序结构。倘若这一交换过程一旦停止，那么生态农业经济系统将无生命力。同时系统本身由于不可逆过程产生的熵增加，即使有交换，而交换不当同样会导致无序。这是正熵流增加所致。比如孤立看待人口似乎人口越多，劳动力越多，创造的财富也越多。但人口增加必然导致消费增加，从而改变生态农业经济系统物质和能量交换的比例，引起系统功能紊乱或降低，最终导致系统无序。所以，从耗散结构理论出发，我们的任务就是引入负熵流，以保护系统远离平衡状态，进而使生态农业经济系统达到有序状态。
对于生态农业经济系统，采取什么措施引入负熵流呢？笔者认为应从以下几方面入手：
1.正确认识经济规律与生态规律的关系。人们在发展经济的过程中常将自然规律与经济规律截然分开，甚至把经济规律超脱于自然规律之上。片面追求价值规律，将会导致粮食、资源与能源的短缺，环境污染等，当这种状态超出生态系统的承受力，生态规律将开始惩罚人类，最终制约经济的发展。因此，经济规律必须服从自然规律，而决不是相反。这是形成负熵流最基本的原则，也是形成生态农业经济系统的基点。对于生态农业经济系统而言，生态规律是经济规律发挥作用的基础，因而它对经济发展起着决定作用；经济规律对生态规律有反馈调节作用，但这种反馈调节是在生态规律起决定作用的基础上才能实现。据报道，日本朝阳株式会社每年从中国进口木炭1000吨左右，主要用于日本的料理店作燃料。之所以进口木炭是因为日本原材料有限。然而，日本的森林覆盖率为65%，而我国只有13%。对于木炭的进口者来说，确实是保护了环境，但对于烧制木炭的来说，却要承担森林资源的破坏和大气污染带来的损害。一般1吨木炭要用5吨木材来烧。对此，我们是遵循经济规律还是遵循生态规律呢？想必日本人的做法已做了最好的回答。再则，日本政府还禁止用本国木材制做一次性木筷，而全部从国外进口，还指定要桦木的。中国是向日本出口木筷的主要国家。日本同时建立了回收木筷的全国性网络，将用过的木筷送去造纸，据说这样节约下来的造纸木材基本等于赚回进口木筷的钱。借鉴日本人的做法，对我们如何处理经济规律与自然规律的关系是非常有益的。
2.技术进步是一种直接的负熵流。技术进步本质上是人类在认识世界，掌握自然规律的基础上，有计划有目的地改造客观世界的行为。在调节和控制人类改造自然的活动中，技术进步可以有效地防止和消除有害后果，创造一个适合人类生存和发展的自然环境。从这个意义上讲，技术进步是把生态系统和农业经济系统紧密连接在一起的物质手段，是保持生态农业经济系统有序发展的负熵流。例如：太阳能技术的发展，可能会减少污染（煤、油等燃料造成的），又可避免能源枯竭的危险。使系统由常规燃料造成的无序趋向于新能源带来的有序。这样，为保持生态农业经济系统的有序，技术进步这一负熵流的引入应具有整体性，它包括生物技术、物理技术、化学技术和工程技术等技术系统。究竟选用什么技术，这完全由生态农业经济的状况而定。但无论使用何种技术，都必须以减少生态农业经济系统本身由于不可逆过程引起的熵增加为目的。例如修建水库是工程技术，但同时要求植树造林等生物技术配合。这种整体性的考虑正是要说明技术的正确使用产生负熵流，而滥用则产生正熵流，加速系统的退化。中国是一个农业大国，然而中国的农业科技投入却严重不足。据中国农科院农经所农业政策研究中心黄季焜等人的研究结果表明：虽然我国农业科研投入从1985年的13.55亿元增长到1996年的52.38亿元，将近增长了3倍。然而，扣除物价上涨因素后年均增长率只有2.5%。其中“七五”期间不但没有增长，反而略有下降（年增长为-1.4%）。“八五”期间年均增长率达6.7%，但1994年以来又开始下降，且1995年下降的幅度较大。1985年至1996年年平均增长率为负数(-0.8%)。即使在“农业法”与“科技进步法”实施后的1996年与1993年相比，政府对农业科研的财政拨款增长幅度仍远低于财政增长。据农经所最近的一项研究表明，科技储备每增加1个百分点，粮食生产可增产0.4%-0.5%左右，经济作物产量增长0.24%。据统计，我国的农业科研投资有极高的回报率(73%-108%)，比美国、澳大利亚、印度等国家高1倍左右，然而投资强度1996年下降到0.36%，还不到发达国家平均数的1/6，且远低于30个最低收入国家在80年代对农业科技投资强度的简单平均数(0.65%)。黄季焜等研究人员得出的结论是：最基本的要求是国家对农业科研投资的最低增长幅度年均应达8%，因为欲达到粮食基本自给的目标，我国单位耕地面积上供养能力要比世界的平均水平高3倍多，若再不迅速缩短我国农业科研同其他国家的差距，加大对农业科研的投入* 中国农业科技将无法完成这一重任。显然，加大农业科技进步的力度，本质上是提高生态系统自然承受能力，使得生态农业经济系统得以有序发展。
3.各种经济手段所能提供的负熵流。各种经济政策、措施、法令是一种间接的负熵流。例如，价格是与生态系统没有直接关系的经济要素，但是在农业经济发展过程中，提高某种产品的价格，必然会刺激生产者的积极性，从而加速某项产品的生产，不断扩大从生态系统获取某种资源的生产规模。如果这个规模是在生态系统允许的范围内，生产可不断得到某种资源的最大持续生产量；如果超过生态系统容量的限度，就要调整价格、减少生产量。又如，为了使乡镇企业能够健康的发展，国家提出了农民离土不离乡的政策，这实质是在引入负熵流。因为这样既可避免西方的城市病，又解决了农村劳动力就业问题。上述这些间接经济手段同样可以使生态农业经济系统保持有序发展的势头。
4.观念更新也是一种负熵流。一般认为，生产目的就是用最少的投资获取最多的利润。在这种观念的支配下，人们只看到经济系统和技术系统，而忽视了生态系统。追求的是技术的直接经济效益，而不是自然界整体效益。为追求某种资源的高额利润，不惜破坏资源，乃至整个人类生态环境，常常带来严重的生态问题。如：医学的进步大大降低了人口的死亡率，却没有及时注意计划生育的有关问题，以致带来人口爆炸；机械化、自动化节约人力的同时，却大量耗费能源，但没有注意节能和有效开辟新能源的技术；农药化肥的使用大大提高了农作物产量，但却带来了污染环境的严重后果。我们必须更新观念，认清经济良性循环与生态系统的良性循环是紧密联系在一起的。脱离生态系统的良性循环的经济良性循环，是掠夺自然生产力的经营方式，终究会陷入恶性循环，使生态农业经济系统处于混乱状态，使系统无序。所以，真正的农业经济良性循环是生态农业经济系统的良性循环。这是我们应当确立的生产观或经济观。
（三）生态农业经济系统内必须存在某些非线性的动力学机制
当生态农业经济系统在外界条件作用下远离平衡态至某一点时，此时系统内各子系统的功能都能正常发挥，当系统总功能大于各子系统功能简单之和时，生态农业经济系统就开始步入非平衡的非线性区。所谓系统的非线性动力学机制则是指生态农业经济系统步入非线性区后所产生的动态特性——非线性自组织机制，从而使系统形成一个有序的、功能放大（所谓1+1>2）的自组织结构，即稳定有序的耗散结构。要使生态农业经济系统步入非平衡的非线性区并不是轻而易举的事，这里既有外因又有内因，两者缺一不可。开放系统是外因，内部协同是内因。一个系统没有外界条件的输入，就难以维持动态平衡；同样，一个系统内部不加管理、协调，任其自由发展，就不能产生整体功能放大作用，相反的产生了负作用，使1+1<2，造成系统的退化、无序。一旦生态农业经济系统步入非平衡的非线性区，就形成了一个自组织系统，该系统就充满生机和活力，最终形成了生态农业经济系统的耗散结构。
在以往的农业经济发展过程中，由于对生态系统的忽视，我们已得到了大自然的惩罚，并面临能源枯竭、环境污染、生态平衡遭受破坏等问题。时至如今，人们还无能力扭转这种平衡的破坏。耗散结构理论，作为一种新的科学方法，将有助于我们对这些问题的研究和探索。形成我国生态农业经济系统的耗散结构，将是我们努力的方向。本文对此仅作了很浮浅的探讨，以期引起重视和进一步的研究。