生态环境演变的一般关系

（一）人口与资源、生态/环境演变的一般关系

1.人口与资源、生态/环境演变的一般关系

——资源与生态/环境的相互关系。

简单地说，生态系统由生物与其生存的环境所组成，而某一种生物，又作为另一种生物的环境，即生态关系而存在。由此，环境（广义）便可被分为三个部分：相互关联的资源、环境（狭义）和生态关系。环境问题，总体而言包括资源的匮乏、环境（狭义）的污染和因生物减少、灭绝引起的生态关系问题。食物链、食物网对一切生物的制约，使生物界就理论层面而言并不存在环境问题，故生态学家称“自然界本不存在废物”。

对此，经济学家补充到，废物“只是放错地方的资源”。从效法自然上说，发展循环经济，这种补充是积极的，然而，这一补充却掩盖了环境问题在人类社会产生的必然性和客观事实。这种必然性便在于，打破食物链、食物网对生物资源的广泛利用和对化石资源（能源、矿产）的大规模开发是人类社会存在和发展的基础。而这一基础的存在和维持，便不可避免地扰乱了物质循环和能量流转的秩序，改变了各种环境因子的组分（如大气中的CO₂、SO₂的增加，水体中各种生化物质比例的上升），减少和灭绝了食物链的生物和环节，带来各种环境问题。循环利用可在一定程度上减缓资源、环境问题，但并不能从根本上解决资源、环境问题。

资源、环境（狭义）与生态是紧密联系在一起的。资源的利用既可以导致资源问题——如利用（不可更新资源）和不合理利用（可更新资源）带来的资源短缺，也可导致环境污染和生态问题——前者如矿产、石油能源、地下水资源利用带来的大气污染、酸雨、固体废物和地面沉降问题，后者如对土地、生物资源过度利用导致的栖息地破坏、生态关系失调和生物濒危和灭绝等生态问题；同样，环境污染和破坏也带来资源和生态问题——前者如水、土壤污染造成的水和耕地资源短缺，后者如栖息地破坏带来的生物濒危和灭绝问题；而生态关系问题，也是一个资源和环境问题——前者如生物资源的减少，后者如生态关系失调引发的“生态入侵”和“生态爆发”（蝗灾、赤潮等）等环境问题。

资源、环境、生态是互有区别而又紧密结合在一起的、三位一体的问题。由此，既要准确区别各类环境问题，又要把他们作为一个总体来对待。通常，人们习惯把生态问题纳入环境问题，经常使用环境问题、生态环境问题而很少单独使用生态问题的术语。为表述生态问题的独立性和与环境问题的紧密关联性，本研究用“生态/环境”替代生态环境的表述。

——“密度效应”、“排斥效应”和“破坏效应”。

人口与资源、环境/生态演变的一般关系，可从“密度效应”“排斥效应”和“破坏效应”三个方面来考查。

【“密度效应”】“密度效应”指在维持一定消费水平（消费密度，元/人）的条件下，人口密度（人/km²）的上升要求经济密度（10⁴元/km²）相应地提高，或人口密度不变而消费水平上升，或人口密度和消费水平同时上升要求经济密度更快地上升。为支持经济密度的上升则须投入相应的能源、资源而带来能源密度（标准煤，t/km²）和资源密度（资源种类甚多，也按t/km²计）的上升；而能源、资源密度的上升又必将导致污染密度或排污强度（废气排放，10⁴ m³/km²、CO₂、SO₂、NO₂、废水、固体废物排放，t/km²）的上升——技术进步和环境治理虽可使污染上升滞后，但并不能改变（能源、资源）消费多污染便多的总趋势；在消费环节，同样存在着人多、消费多污染便多的密度效应；这种密度效应，则通过资源、环境、生态的相互关系而导致对生态破坏的密度效应——单位面积物种和生物量的下降。

【“排斥效应”】“排斥效应”一指对资源的生活需求与生产需求的相互排斥，人口的增长和消费的上升则加剧着这一对矛盾，其结果往往是对资源的不合理利用和环境、生态的破坏；二指以人均资源占有量下降而消费量上升为背景的资源消费对资源供给的排斥或背离——消费越多，资源存量和供给能力便越小，人口的增长和消费上升，亦无疑带来矛盾的激化。

【“破坏效应”】“破坏效应”指在“密度效应”“排斥效应”作用下作为发展基础的资源、生态/环境的被破坏（短缺、污染、失调）——发展对发展基础的吞噬。“以史为鉴，可以知兴替”，古代文明的兴衰、转移，即是人口与资源、环境、生态关系演变的结果。当代生态/环境退化与人口增长、消费提高的并存，既非这一关系的不存在，也非“技术魔棒”作用的结果，而在极大程度上是赖于对化石能源（“历史太阳”）和地质矿藏的大规模利用。

——人口与资源、生态/环境演变的路径。

如图4.1所示，人口与资源、生态/环境关系演变的总体图景是：

人口密度/消费水平—经济密度—能源/资源密度—（环境）污染/（生态）破坏强度。

三种具体路径是：经济密度—能源/资源密度—（环境）污染（生态）破坏强度；消费水平—资源消费—废物排放；经济密度—人口密度—消费水平。

第一、第二路径各要素之间呈正函数相关，所不同的是，前者体现着经济、资源和能源的利用，污染和破坏强度在总体规模上的关系，后者则只表明三者在个体（人均）水平上的关系；第三种路径通过人口密度的引入，把经济密度同消费水平，以及第一、二种路径连接了起来；经济密度＝消费水平×人口密度，或者消费水平＝经济密度/人口密度。人口密度与经济密度的正相关、消费水平与人口密度的负相关表明了，控制人口增长，减少人口规模对提高生活水平和保护生态/环境的根本性。

图4.1　人口与资源环境变化的一般关系

——技术的本质：时间节约和能源、物质节约的“天花板”。

在讨论人口与资源、生态/环境演变的一般关系时，技术的本质是一个至关重要且无法回避的问题。经济与环境的倒“U”形曲线关系理论、发展与碳排放“脱钩”意愿等的存在，即是对技术本质缺乏认识的表现。

作为把自然物变成人工物“转换器”的技术，其本质是指向物质、能量耗散而节约时间的——一天等于20年是说，过去可用20年的资源，现在1天就可以消耗完——即是人们在历史上多次创造辉煌文明“奥秘”之所在——浙江在2010年的能源总消费（万吨标煤），便相当1980年的16.40倍、1990年的6.17倍（表5.1）。

与极其强大的耗散能力相比，技术对资源、能源的节约则由于“天花板效应”的存在而是十分有限的：对资源、能源的利用效率，因技术进步而可由10%提高到30%、50%、80%、90%、99.9999%，但由于热力学第二定律——“熵垒”的存在而永远小于100%。技术进步只是降低了人工物与资源耗费的对应比，但并不可能改变二者的正相关关系。循环经济、低碳经济对消除人口—资源“瓶颈”、缓和人与自然、生物关系所起的作用是有限的，欲从根本上解决我们面临的各种问题，舍缩减人口—经济规模外别无他法。

2.人类活动与大气、水环境演变的路径

——环境演变的人口、经济和行为因素。

环境演变的人口、经济和行为因素主要有：

第一，人口、消费增长带来生活污水、垃圾增加（表1.2、表1.3、表1.6、表1.7）。

第二，为支持人口、消费增长而必须的各种经济活动以不断扩大的规模消耗能源、物资、化肥、农药并大量排放废水、废气、二氧化硫、烟尘、粉尘和固体废物（表1.3、表1.4、表1.5、表1.6、表1.7）。

第三，污染大气、水体，破坏大气和水环境的各种外部性行为。

污染大气、水体的各种外部性行为有，废气、废水、污水的直接排放，固体废物、各类垃圾的随意堆放。特别值得一提的是在利益驱动下对地下承压水不断扩大规模的过量利用——上世纪80年代以来，在工业化兴起、饲养业大发展造成地表水污染性短缺、饮用困难的情况下，从经济成本出发，人们不是全力以赴地治理所需投入大的水质污染，而是转向大量开采成本低且水质好的地下水，特别是承压水，由此导致对地下水环境的破坏并造成地面沉降。在工业化迅速发展的地区，如杭嘉湖、温黄、温瑞、宁奉平原的中心地带尤为严重。

——人类活动与大气、水环境演变的路径。

如图4.2所示，生产、生活活动排放和形成的SO₂、NOx/NO₂、TSP、PM10、降尘在导致大气污染的同时，SO₂又在大气层中形成酸雨而成为土壤和各类水体的污染源。

各类污染物质——有机化合物（高锰酸盐指数、生化需氧量、挥发酚、石油类等），无机物（溶解氧、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氰化物等），金属化合物（总汞、总铅、总镉、总砷、六价铬等），经淋溶—径流由固体废物、矿渣、垃圾、生物排泄物中进入土壕和河流、湖泊、水库、河口、近岸海域等水体；废水中各类污染物质则可直接或经灌溉进入土壤和各类水体；化肥、农药中的各类污染物经生产/生活活动进入土壤或水体；水在土壤库、地表水体和地下水体（非承压水）之间的交换，造成该污染物的扩散——由此，带来水体和土壤的交叉污染；沿江而下，河流又将污染带到河口和近岸海域。

图4.2　人类活动与大气、水环境演变路径

沉积和富集作用，则使水质污染呈平原河网重于丘陵、山地，湖泊、水库重于江河，下游重于上游，近岸海域重于陆地水体的状态。以地面沉降为代表的地下水环境破坏，是地下承压水过量开采的结果。由于渗透作用，地表水和土壤的污染，终将引起地下水浅层承压水水质的变化。