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1耗散結構理論概述

耗散結構(DissipativeStructure)理論由普里高津(I．Prigogine)于1969年提出，是指"一個遠離平衡的開放系統(tǒng)當外界條件達到某閾值時，量變引起質變，系統(tǒng)通過不斷地與外界交換物質和能量，會動出現(xiàn)一種自組織現(xiàn)象，系統(tǒng)的各子系統(tǒng)會形成一種互相協(xié)同的作用，從而可能從原來的無序狀態(tài)變?yōu)橐环N時間、空間和功能的有序結構"。一個系統(tǒng)要處于耗散結構，即動態(tài)有序，必須滿足以下幾個條件:1)系統(tǒng)必須開放;2)遠離平衡態(tài);3)非線性相互作用;4)漲落現(xiàn)象

上述條件是相互緊密聯(lián)系的，根據(jù)這些條件可以把耗散結構概括為:在非平衡條件下產(chǎn)生的，依靠物質、能量、信息的不斷輸入和輸出條件來維持其內部非線性相互作用的有序系統(tǒng)。一個系統(tǒng)達到生態(tài)產(chǎn)出最大、功能穩(wěn)定和生態(tài)平衡狀況時，就是該系統(tǒng)最高級的生態(tài)環(huán)境耗散結構。

2草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)耗散結構特性分析

根據(jù)耗散結構理論，草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)作為一個復雜系統(tǒng)符合耗散結構的特性。首先，草原生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的大系統(tǒng)。草原生態(tài)系統(tǒng)與牧區(qū)經(jīng)濟系統(tǒng)、社會系統(tǒng)不斷進行物質、能量和信息的交換，經(jīng)濟和社會系統(tǒng)不斷向草原生態(tài)系統(tǒng)輸入正或負熵流，正熵流輸入導致草原生態(tài)惡化，如，過度放牧和無序開墾等;負熵流輸入時草原生態(tài)得以恢復，如退耕還林(還草)等。第二，草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)是遠離平衡態(tài)的。草原生態(tài)系統(tǒng)中，生物氣候形成的春生夏長，秋收冬眠，花開花落，四季循環(huán)，正是非平衡系統(tǒng)中的時、空有序態(tài)。草原生態(tài)系統(tǒng)是一個具有自我調節(jié)功能的系統(tǒng)，同時，草原生態(tài)系統(tǒng)受當?shù)厝丝凇⒔?jīng)濟、政策等諸多因素的影響和制約，這些因素導致草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)處于遠離平衡的非線性區(qū)，在與外界發(fā)生物質、能量和信息交換時，隨機的突變可能導致草原生態(tài)系統(tǒng)結構的變化。第三，草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)具有非線性的特征。草原生態(tài)系統(tǒng)包含多個自然、經(jīng)濟和社會子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)之間相互影響、相互制約的關系不是線性的，而是非線性的。非線性輸入輸出和非線性變化發(fā)展是草原生態(tài)系統(tǒng)的重要特征，是草原生態(tài)系統(tǒng)無限多樣性、豐富性和復雜性的根源。最后，漲落現(xiàn)象在草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)中是普遍存在的。普里高津關于"漲落導致有序"的觀點，突出強調了在非平衡系統(tǒng)具備了形成有序結構的客觀條件后，漲落對實現(xiàn)這種有序結構起著決定作用。例如，"以草定畜"、"圍封轉移"等政策的實施使得草原生態(tài)系統(tǒng)不斷恢復，即政策的"微漲落"經(jīng)過一定時期的發(fā)展導致草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的"巨漲落"3基于耗散結構的草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)沖擊力、承載力及反饋力分析草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)是一個具有自組織特性的復雜系統(tǒng)，根據(jù)耗散結構的特性動態(tài)分析草原生態(tài)系統(tǒng)的沖擊力、承載力和反饋力，以草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的脆性和突變特性分析該系統(tǒng)的沖擊力，以草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境閾值來分析整個草原生態(tài)系統(tǒng)的承載力，以負熵流來分析系統(tǒng)的反饋力。

3沖擊力與草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的脆性

草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的沖擊力主要體現(xiàn)在:1)自然因素帶來的沖擊。氣候干旱化是草原生態(tài)系統(tǒng)沖擊力的自然因素中最重要的因素之一。氣候干旱化的原因有很多，其中氣候變暖、降水量減少、蒸發(fā)量增是一個很重要的自然因素。內蒙古自治區(qū)氣象資料表明，進入20世紀70年代以來氣候變暖明顯。氣候變暖的同時降水量也在減少，全區(qū)大部分地區(qū)年降水量在50－450mm之間。氣候干旱，降水量減少必然使植被破壞加快，沙塵天氣增多;2)社會因素帶來的沖擊。除了自然因素惡劣導致草原沙漠化之外，最直接的、主要的原因是人類活動。社會因素的沖擊主要包括:第一，過度放牧。近年來，牧區(qū)人口迅速增加與可利用草地面積逐年減少導致人與畜、草與畜、草與土地等矛盾加劇，為了增加收入，牧民就會不斷地增加牲畜頭數(shù)導致嚴重超載。隨著人口的不斷增加，草原的載畜量已嚴重超過其承載力。第二，經(jīng)濟增長對草原生態(tài)環(huán)境造成了嚴重污染。近年來，為了地方經(jīng)濟的發(fā)展和GDP的迅速增長，一些地方政府開始倡導發(fā)展工業(yè)，走新型工業(yè)化道路，但對"新型工業(yè)化"的內涵缺乏確切理解，在一些旗縣一提及"工業(yè)化"字眼兒就簡單理解為"上項目、建工廠"，盲目在草原牧區(qū)引進污染嚴重、破壞環(huán)境的工業(yè)項目。上世紀九十年代左右新建的"六小"工業(yè)項目毀壞了大面積的草場，浪費了大量的自然資源、污染嚴重，給生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞。違反"土地管理法"、"農(nóng)牧區(qū)合同承包條例"占據(jù)牧民承包的草場，把大面積草原變成了采礦場、采煤場，已開工的廠礦排出的工業(yè)廢物污染了大面積草原和河流。

由以上討論可以得到下面結論:

首先，當脆性熵到達某一危險的最大值時，草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)會發(fā)生危機;脆性熵超過這個值，該系統(tǒng)將因外部能量的沖擊而崩潰。也就是說，該系統(tǒng)對于外界的沖擊或干擾，導致整個系統(tǒng)脆性的激發(fā)，這時系統(tǒng)本身無法正常運行，直至崩潰。如過度開墾草原超過草原的自我恢復能力就會導致草原不可逆轉的沙化和退化，最終可能是草原消失。其次，當脆性熵到達某一最小值時，草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)處于專制的有序狀態(tài);脆性熵小于這個值時，草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)將會處于一個沒有發(fā)展的狀態(tài)，這樣的狀態(tài)最終將被淘汰。這就告訴我們對草原既要保護還要利用。最后，一個可持續(xù)發(fā)展的草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)，脆性熵應適當?shù)拇螅嘈造靥。菰鷳B(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)不再發(fā)展;脆性熵太大，草原生態(tài)系統(tǒng)最終導致崩潰。也就是說，草原生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，它的脆性熵的大小要合適，既不能停止對草地資源的開發(fā)和利用使整個系統(tǒng)的脆性熵維持很小值，也不能過度、無序地開發(fā)與利用，一旦出現(xiàn)干擾，致使整個系統(tǒng)的脆性熵達到極限值，那么就會導致整個系統(tǒng)最終崩潰，無法正常運行。