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環境科學研究范文1
自然界中的變化有兩種基本方式，第一種是連續性的變化，即系統發生連續性的變化，存在著連續的增長或者下降，運用微積分的方法可以很好的研究和解釋這種變化;另一種就是變化存在著不連續的突調和飛躍，從一個狀態忽然轉變為另一種狀態，此類問題微積分學無法研究，而這種現象在自然界中廣泛存在，例如金屬的相變、水的沸騰、橋梁的忽然坍塌、細胞的分裂、人情緒的波動等，而系統狀態從一種形式突然跳到另一種形式，就稱為突變。
1突變理論的主要內容
突變理論,又稱實變理論，是在1968年由法國數學家湯姆(ReneThom)創立的，理論創立后不久，就作為一支新興的學科迅速發展起來。突變理論是數學中拓撲學的一個分支，主要研究動態系統中的不連續現象。近些年來，通過對突變理論的不斷了解和研究的不斷深入,突變論在理論及應用上都取得了很大的發展。
2突變理論與突變級數法
在突變理論中，突變級數法是一種應用最為廣泛的綜合評價方法。突變級數是一種多維模糊綜合隸屬函數。突變級數方法與傳統的綜合評價方法相比，在評價過程中不需要考慮各指標的權重，僅要考慮同一突變單元中的各指標的相對重要性,從而減少了評價的主觀性和復雜性。使得評價結果客觀、準確，同時計算過程較簡便。通過部分學者的研究結果來看，運用突變級數法與運用傳統的綜合評價法進行綜合評價的結果基本相同，但該方法所需數據量少、計算過程簡便。突變級數法在計算多目標評價決策問題上應用更適宜和準確。
基于突變級數法的基本步驟有：
2,1建立層次結構模型
根據綜合評價的目的，將各個目標細化為若干個指標,對評價指標進行分組，組合建立起樹狀目標層次結構，每個指標要進行分解成更加具體的指標，直到可以對某個子指標進行定量化描述為止。在同一個層次的各個指標中，要將相對重要的指標放在這一層的前面。由于一般初等突變中，狀態變量不超過4個，所以應盡量將評價指標控制在4個以內，超過4個的應根據重要程度進行相應的取舍。
2.2確定各層次的突變系統類型
根據某一突變單元中控制變量的數目確定突變系統類型，如控制變量數自為2時，該突變單位則為尖點突變模型。
2.4數據的歸一化處理
由于各評價指標的數值和單位不同，無法進行綜合評價運算，所以，首先通過歸一化的方式去掉量綱。
2.5利用歸一化公式進行綜合評價
根據各指標初始的數值，按歸一化公式由下到上依次分別計算各控制變量的值，直至計算到評價的最高層，即總目標層，得出突變級數綜合隸屬度，即評價綜合值。
應用突變級數法進行綜合評判時，必須考慮兩個原則：(1)“非互補性”原則：同一對象各控制變量不存在明顯相互關聯的作用，即為非互補性，在計算時來用最小值作為系統的值x=min|Z?，毛，總,毛1;(2)“互補性”原則:各控制變量存在相互關聯3突變理論在環境科學中的應用。
3.1突變理論在環境研究中的應用前提分析
生態系統是一個涉及多個因素的復雜系統，時刻處于一個動態的平衡狀態，目卩穩態狀態，對于一定的干擾,可以通過生態系統的自身調節能力減小或消除對其產生的影響，并繼續保持穩態狀態，發揮自我恢復能力，最終生態系統的結構和功能依然可以保持。
但是，如果對生態系統的干擾達到一定程度，生態系統就不能通過自身的調節能力恢復到受干擾之前的狀態，生態系統結構和功能發生了根本性變化，造成了生態系統的退化。生態系統由一個連續狀態突然變為一個間斷狀態，這個過程就是一個突變過程，使生態系統從可以自我恢復到發生根本性變化的那一點就是突變點?；谝陨戏治隹梢钥闯?，生態系統就是一個大的突變系統，可以運用突變理論對其進行研究。
3.2突變理論在生態系統中的簡單應用
突變理論在生態系統中已有了簡單的應用，人們在管理草場的草地生態系統、林場的森林生態系統和水生生態系統時都可以通過應用突變理論，使管理更加科學。
在草地生態系統中確定放牧與草場的關系。對于一個草場來說，如果人們不進行放牧或放牧量過少，草場則會發生正向演替，向樹木方向發展;而如果過度放牧，則會對草場造成破壞，使之發生逆向演替，向荒漠化方向發展，因此，確定一個合適的放牧量，既可以使牧草資源得到充分利用，而且也可以使草場迅速得到恢復，使牧草資源可以持續利用。根據突變理論就可構造一個突變模型，狀態變量為草場單位面積蓄積量，控制變量為降水量和單位面積牲畜數量。通過得出這個突變模型的突變點，人們就可以調節最佳的放牧量。
同理，在水生生態系統中，運用突變理論確定最佳捕魚量，既能使捕魚量最大獲得最大的經濟效益又能保證種群的可持續發展。在森林生態系統中通過突變理論確定最佳砍伐量，判斷何時采伐能獲得木材的穩定高產，且不致破壞種群恢復再生產的能力。
3.3突變理論在環境科學領域的具體應用
突變理論在環境科學的具體研究中應用還不是很多，研究的并不深入。目前在環境科學的研究中應用較好的有：(1)研究生態系統的動態平衡，即通過控制某一條件使生態系統維持在穩態狀態中，利用生態系統的自我的恢復能力能夠維持其健康和良性循環。(2)控制合理的環境污染水平，通過突變理論中突變點的控制作用，制定合理的污染水平，從而實現經濟效益和環境效益的和諧統一。(3)地下水、尾礦庫、礦山等生態風險評估，運用突變理論預測的結果與實際情況比較相符。(4)在環境模擬預測中應用突變理論，對分析環境狀態演變及發展態勢有獨特之處。(5)在環境影響評價中，特別是對單因子污染評價方面的應用，將突變理論應用在大氣環境質量的評價中，通過對污染因子次序的調換引起某地大氣質量評價結果順序的變化可以確定某地區的主要污染物類型，從而為當地的環境管理提供技術支持[1°]。(6)生態系統的治理與恢復方面，例如：判斷水生生態系統是缺水性還是污染行水生態危機，運用突變理論可以在水生態系統研究中起到很大的作用。(7)環境中多目標的綜合決策問題，例如，生態風險評估研究、生態系統健康評價、生態安全研究,運用突變理論具有計算簡單、所需的數據量較少等明顯優勢。部分學者運用相同的基礎數據，分別采用突變級數法和模糊理論綜合評價法獲得的結論大體相同，說明突變理論中的突變級數法的評價結果科學、可靠。
4結語
環境科學研究范文2
關鍵詞：人居環境；人居環境科學；思想論；方法論
中圖分類號：C912
文獻標識碼：A
文章編號：1009-2374(2009)04-0134-02
一、人居環境概念的提出
人類已進入21世紀，在這個新的世紀里，建筑學面臨著許多難題和挑戰。1999年，國際建協第20次大會通過的《北京》在總結人類20世紀的巨大進步和輝煌成就的同時，對面臨的問題作了全面深刻的闡述。人類尚未揭開地球生態系統的謎底，生態危機卻到了千鈞一發的關頭。用歷史的眼光看，我們并不擁有自身所居住的世界，僅僅是從子孫處借得，暫為保管罷了。我們將把一個什么樣的城市和鄉村交給下一代?在人類的生存和繁衍過程中，人居環境建設起著關鍵的作用，我們建筑師又如何作出自己的貢獻?人類為了生存得更加美好，聚居于城市，集中并弘揚了科學文化、生產資料和生產力。在20世紀，大都市的光彩璀璨奪目，在未來的世紀里，城市居民的數量將有史以來首次超過農村居民，成為名副其實的“城市時代”，城市化是社會發展的趨勢。
二、人居環境概念提出的理論基礎
人居環境概念提出的理論基礎是建立在《矛盾論》和《系統論》的基礎之上的。
1．矛盾論。矛盾存在于一切客觀事物和主觀思維的過程中，矛盾貫穿于一切過程的始終，這是矛盾的普遍性和絕對性。矛盾的事物及其每一個側面都有其特點，這是矛盾的特殊性和相對性。矛盾著的事物依一定的條件有同一性，因此能夠共于一個統一體中，又能夠相互轉化到相反的方向去。這又是矛盾的特殊性和相對性(《選集》卷一，P330)。
2．系統論。以系統為研究對象，從整體出發來研究系統整體和組成系統整體各要素的相互關系，從本質上說明其結構、功能、行為和動態，以把握系統整體達到最優的目標(《世界新學科總覽》P18)。系統的整體性是系統的核心?！罢w大于各部分之和”(《世界新學科總覽》P21)。
三、人居環境積極化的基本原則
1．調動轉化?？茖W地分析人居環境資源中的積極因素和消極因素，充分調動起積極因素。并設法將消極因素轉化為積極因素。
2．系統整合。將所研究的人居環境作為一個系統整體來考慮，研究整體(大系統)與各構成要素(子系統)的相互關系，對各種資源的積極因素加以整合，從整體上把握其結構、功能、行為和動態，以達到最優的人居環境質量。
3．持續發展。在人居環境的建設中，強調資源的持續利用和良好的生態環境，強調人與自然的和諧共生，強調“綜合決策”和“公眾參與”。
4．學科交叉。這里有三層意思：(1)人居環境的營造是非常復雜的系統工程，需要多學科協同作戰才能解決問題；(2)“他山之石可以攻玉”，其他學科的介入有利于建筑學科的拓展，更新和改造；(3)建筑創造需要與其他學科碰撞，在學科交叉中獲得建筑創造的原創性。
四、方法論之運用
人居環境營造一個多城市多學科多階段復雜的系統工程。因此不論在構成要素本身即要素間的關系上，還是在整體的把握上，要全方位推進積極化進程。實際上，國內外的許多建筑師都在這方面進行過探索，也積累了豐富的經驗。對他們的經驗加以總結和思考，歸納出一些積極化的策略方法，我們認為對未來人居環境的營造是有參考和啟發作用的。在這里我們例舉了部分隨便就可找到的策略方法，作為引玉之磚。大家可以根據積極化的理念和自己的體會，總結出更多更好的策略方法來，以補充和完善這個初步框架，這也可算作一種持續發展吧。
1．資源整合。將處于分散孤立狀態的人居環境資源加以分析，挖掘其積極因素并加以整合，形成綜合的整體優勢，營造出良性的人居環境。例如，在遷西，建筑師用整合的概念和手段。對空間資源實施整合，將城市道路兩側四塊消極的“邊角料”地塊轉化為兩個深受市民歡迎的市民休閑廣場。
2．有機更新。在舊街區改造中，常常遇到“全拆”可惜，“全?！辈恢档玫那闆r。這時，設計人員就要做到細致的調研和科學地分析，保留那些歷史文化信息含量高、質量尚好的積極部分并適度改造，達到“適應性再利用”；拆除那些沒有保留價值的消極部分；引入現代信息含量高的因素，加以碰撞融合。最后生成品位高持續性和時代感強的人居環境，達到“喜新戀舊”的效果。上海的舊城改建項目“新天地”就是這方面的典范。
3．注重生態。建設生態人居環境，是城市各級黨政領導“代表中國最廣大人民的根本利益”的具體體現。人居環境被污染且日益惡化，不僅危及當代人的健康，而且也影響子孫后代的成長；不僅影響人們的正常生活。而且也制約經濟的發展，成為威脅人們生存的重大社會問題。它是人民根本利益之所在，是城市政府轉變職能，滿足人民群眾日益增長的物質文化生活的需要。為民辦實事的實際行動，也是“以人為本”的規劃和建設思想在人居環境中的貫徹和落實。
國際上，至1972年石油危機以后，特別是1992年聯合國環境與發展大會以來，發達國家和中等發達國家都十分重視工程設計的科學評價工作，美國、英國、法國、德國、丹麥、瑞典、馬來西亞、新加坡等國紛紛致力于利用高科技手段評價完善設計方案，建筑和城市設計在方案階段普遍運用模擬仿真技術預測物理環境質量與能耗的水平，以低能耗和優質人居環境指標作為工程設計質量評價的絕對標準，設計活動始終在以人為本的原則下追求環境保護和節約能源的技術目標，從而使作品集成了廣泛的科技含量。這方面正是我國設計行業缺乏而亟待完善的內容，我們正是沒有進行這樣的科學評價，才縱容了國內市場處于低水平的仿效和跟蹤，喪失了國際競爭能力。我們注意到，近年來國內重大工程項目的方案設計工作頻頻遭到發達國家殘酷的滲透，而更為不幸的是，在這種中西碰撞的過程中，我們不但沒有認識并努力縮短這種差距，反而人云亦云地空炒可持續發展的概念，這不能不引起我們對我國人居環境可持續發展事業的憂慮。
五、生態設計的方法
人居環境生態設計方法不同于一般的環境設計的地方就在于它努力要在居住區內營造出可持續發展的居住環境，它通過生態系統整合和生態工程手段進行生態系統的關系設計和功能改造，建立一套合理的生態代謝鏈網、提高系統的生態經濟效率，使整體人居環境質量得到大幅度提高從而提高其生態位勢。結合目前的實際情況應著重在綠色空間設計、水資源系統設計、廢棄物處理系統、能源系統、建筑與居住環境設計及區內道路系統設計方面進行認真的生態設計，不僅使住區人居環境成為舒適、方便、安全、健康和景觀優美的生活空間，同時這種環境的維持是可持續的，這種環境的建設和維持方式是對區域及全球環境負責的。
六、結論
環境科學研究范文3
關鍵詞：環境微生物學；研究型教學；環境科學專業
《環境微生物學》課程作為環境科學專業的基礎課程，在學科專業建設中具有舉足輕重的地位[1]。《環境微生物學》的教學內容以微生物的應用為核心，它將環境理論知識與應用技術密切聯系起來，在環境科學專業的課程建設起到了重要的承接作用。該課程的主要特點是兼具理論與應用性；微生物與環境作用的復雜性；與環境工程應用的密切性。正是由于這種理論復雜性與應用性共存的特點，使《環境微生物學》課程在教學過程中理應更具有培養學生創新性思維與實踐能力的潛力。環境科學專業的課程建設中較少開設生物類課程，由于課程上述方面的特點使環境科學專業的學生在學習過程中普遍具有排擠性，特別是當教學方式仍然以傳統單向傳授式教學為主的情況，學生普遍表現出對該課程的興趣不強，因此迫切要求新的教學方法來激發學生學習的動力。
目前，研究型教學模式越來越被接受為一種有效的、全新的教學模式，這主要是由于研究型教學將科研思維引入到教學中，摒棄了傳統的單向傳授的模式，以學生為教學主體，教師不再單純地講授書本內容而是主動參與學生的研究實驗中[2，3]。研究型教學以培養學生的創新能力與實踐能力為目標，強調學生的主動性、自學能力與組織能力，注重發揮學生的個人潛力，使學生能夠積極主動地進行以解決科學問題為目的研究與學習活動。
一、《環境微生物學》課程教學改革的研究現狀
《環境微生物學》在許多專業中均作為專業基礎課程，主要是考慮到它對整個專業課程體系的支撐與銜接作用，但是由于它本身所具有的學科交叉性，使得在專業課程體系建設過程中并沒有把它放在教學的重要地位[1]，教師在教學過程中對該課程的重要性認識不足，學生相應地就沒有對其學習的興趣，這一現象在環境科學專業的教學中尤為明顯。在教學過程中教師只圍繞專業的大背景進行教學啟發，例如主要圍繞污染處理、環境評估等領域的內容進行教學，而少有涉及污染處理的微生物作用機理，以及環境評估中生物主體特別是微生物在環境中的作用等。學生長期受這種導向的影響，幾乎沒有對環境的污染實質以及微生物主體對環境作用力進行過深入的理解，更沒有進行相應的研究性的創新與實踐活動。
當然，為了適應教學改革的需求，許多教學工作者也對《環境微生物學》課程進行了一定程度的教學改革探索，如從教學內容、教學方法與手段、實驗教學以及考核方式等方面，提出了討論式、互動式、啟發式等教學方法[4-6]，但這些措施均沒有真正脫離傳統的“傳教式”教學，這離學生創新能力與實踐能力的培養目標相差較大?！董h境微生物學》課程本身具有很強的實驗性，教學過程理應以實驗的探索為主，為解決實際問題而進行教學設計。但是目前的教學對實驗研究重視不足，表現在課堂教學上以概念、理論、工藝的介紹為主，很少有對實際案例的分析，更沒有以培養學生實踐能力與創新能力為主的研究實驗設計，即使在課程實驗課上，也都是以傳統的驗證性的基礎實驗為主，這大大降低了《環境微生物學》課程在專業建設中的作用，也極大地削弱了該課程對學生創新思維培養的作用。
二、《環境微生物學》課程引入研究型教學模式的必要性
《環境微生物學》課程的應用性內在特征需要進行研究型教學，以適應課程教學的最終目標，即使學生學會應用微生物手段進行環境污染的控制。課程內容主要包括兩大部分：第一部分主要講述微生物學的基礎理論知識，第二部分主要講述微生物在環境工程中的應用。第一部分是第二部分的基礎，它涉及到微生物的培養、繁殖、接種體的制備等具體的實驗過程，由于環境科學專業的學生對生物學了解較少，且微生物需要借助于顯微手段才能進行感知，學生在學習過程中感覺難度較大。但是學生只有對這些微生物的基礎知識有了深入的理解，并掌握了相關的微生物操作技能，才能在第二部分微生物的應用中進行相應的工程設計與應用，以實現對環境污染的控制。因此教學過程中應以實驗教學為主，特別是應進行一些帶有研究性質的探索性實驗，這正是研究型教學所要體現的形式。
創新型人才的培養是當代大學教育人才培養的目標，專業創新人才的培養也要求教學改革應該向研究型教學模式進行轉變，以適應這一目標的要求。在環境科學專業的諸多課程中《環境微生物學》具有明顯的交叉學科性質，而創新性的知識容易產生于交叉的學科，它同時又兼具理論性與應用性的特點，使其在創新性研究中具有明顯的優勢。因此，要充分利用該課程的這一學科優勢，在教學過程中不斷激發學生對這一新學科的興趣，引入研究型教學的理念，引導學生進行以科研實驗為主體的研究與學習活動，將科研與教學融為一體，不斷培養學生的創新意識與實踐能力。
三、研究型教學模式的探索
（一）課程教學與教師科研結合
高校教師普遍教學與科研“雙肩挑”，是聯系教學與科研的重要紐帶。研究型教學的目標是培養創新型的人才，以培養學生的創新能力與實踐能力為目的。研究型教學與教師科研相結合，使得教師科研成為創新人才培養的天然平臺，這主要體現在兩個方面：一方面教師科研始終跟蹤學科前沿信息，始終保持創新性思維，給教學帶來了新的思維模式，特別是將探索性的實驗研究帶給了學生；另一方面學生可以直接參與教師的科研，學生在參與教師科研項目的過程中，不僅減輕了教師的負擔，而且也在科研過程中受到了訓練，不僅學習到了嚴謹的科研思維，而且也熟悉了科學研究的基礎技能，極大地增強了自身的科研素質與專業技能，為以后科研與就業打下了堅實的基礎。
（二）課程教學與大學生創新性實驗項目結合
各級大學生創新性實驗項目是高等教育“質量工程”的重要內容之一，項目的主要目的是培養大學生的創新能力與實踐能力，注重創新性實驗項目的實驗過程，強調實施過程中創新思維的培養，重點培養學生的學習主動性、探索能力、協作能力以及實踐能力，這與研究型教學培養的目標是非常一致的。因此，將研究型教學與大學生創新性實驗項目結合，將《環境微生物學》課程研究型學習與項目的實施內容融合起來，不僅有利于項目的順利實施，也有利于教學質量的提高。
（三）課程教學與生產實際結合
產學結合模式是高校教學改革的重要措施之一，《環境微生物學》課程的應用性特點決定了教學必然要建立與生產的密切聯系。利用微生物處理環境污染物的生產，如利用活性污泥法處理生活污水、利用微生物處理生活垃圾等，均利用了天然或人工分離的菌種對污染物進行處理變成低毒或無毒的產品。課程在應用部分的主要內容是與這些生產過程一致的，并且在教學過程中也開展了一些小型的污染物處理的生產，使研究型教學與實際生產相符合，有利于激發學生學習的興趣。在研究型教學實驗設計過程中，最好以項目的形式開展實驗，先期的菌種篩選、組合匹配等工作可以在實驗室內完成，然后利用教學用的小型處理車間進行小試，如果順利可以將其應用于工廠進行中試。這一系列過程須以學生為主體，在指導教師的指導下，由學生自己以課題小組的形式來完成。
（四）課程教學與學科專業平臺建設結合
學科專業平臺建設是高校教學軟硬件建設的重要組成部分，學科專業建設的程度直接關系到專業教學起點的高低，也關系到教學質量的水平。但是大多數學科專業平臺建設在實施過程中往往只注重專業整體的考慮，卻沒有照顧到具體課程對教學軟硬件的需求，這主要是由于課程教學的教師缺乏與學科專業建設管理者的溝通，而且在傳統的單向傳授式的教學模式下，課程教師根本就沒必要關心課程以外專業平臺的建設，這使得學科專業平臺對課程教學的直接效果不大。事實上，課程教學是教學質量的直接體現方式，教學質量的高低、教學手段實施的效果如何不僅與教師個人的教學水平相關，而且也極大地受到教學條件的影響，這就需要學科專業平臺建設在實施過程中重視教學條件的改善，而這些教學條件正是課程教學中直接使用的。因此，課程教學應積極與學科專業平臺建設結合，以獲取課程教學所需要的直接條件。
（五）課程教學與社團科技活動結合
為適應“兩型社會”的需求，高校教育也開始加強對學生的環境保護教育，特別是高校社團科技活動對環保的宣傳力度在加大，但是社團活動卻很少有專業教師參與，使環保宣傳僅僅局限于一種科普活動，而對于專業的環境科學專業的學生來講這是遠遠不夠的，只有“知其然”，且“知其所以然”，探索環境污染的機理、提出治理的方法，才是專業大學生人才培養的目的，也就能培養出創新型的人才。而社團科技活動與課程教學相結合，目的性就很強，可以針對區域環境中存在的問題，利用課程教學的知識與技能進行實訓，既豐富了高校社團活動，又提高了課程教學質量，對于學生個體來講使課程知識直接走向了社會應用，有利于整體提高環境科學專業大學生的科研素質與實踐能力。
四、結語
《環境微生物學》課程在環境科學專業中占有重要的地位，它是生物與環境之間的一門交叉學科，具有明顯的應用性特點，這決定了課程教學不能單純地依靠傳授式教學。研究型教學是將科研理念引入到教學中，以學生為主體，以實驗課題研究的形式進行教學，著重培養學生的創新能力與實踐能力，這正好適應了《環境微生物學》的課程特點。這一課程采用研究型教學，不僅適應了創新人才培養的大學教學目標，而且也使學生能將課程知識學以致用，為以后考研或就業打下了堅實的基礎。
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環境科學研究范文4
關鍵詞：環境心理學；發展歷程；理論基礎；方法論
環境心理學是心理學的一個重要分支，是一門新興的邊緣學科，它于20世紀六七十年代在美國產生并迅速發展起來，是一門研究人與其所處環境之間相互作用和關系的心理學前沿學科。環境心理學主要運用心理學的方法分析人類經驗、活動與環境各方面的相互作用和相互影響，揭示各種環境條件下人的心理發生發展的規律[1] 。
一、環境心理學的發展歷程
有關環境和人的行為之間關系的科學研究始于一百多年前（Gulliver，1908；Trowbridge，1913）。19世紀，心理學家研究了人對聲、光、重量、壓力等環境刺激的知覺，但由于行為主義的主導地位和對學習過程的強調，當時的研究傾向于把環境事件看作強化程序和兒童經驗。20世紀40年代，少量關于環境和行為聯系的研究出現，其中包括行為地圖、環境認知地圖和城市社會學（Moore，1987）。不過，這些并不完全是對環境和行為相互作用的最充分的研究。最早轉向對環境和行為系統研究的人是費斯廷格（Festinger）、沙赫特（Schachter）和貝克（Back），他們研究了環境設計因素對學生社會關系發展的影響 [2] 。
20世紀50年代，這個領域的研究逐漸增多。勒溫（Lewin，1950）把環境定義為決定行為的一個關鍵因素。盡管他強調的主要是社會環境，但是人們還是會經常談論到他的理論對于自然環境的重要性。同一時期，勒溫的學生巴克（Barker）等人對環境和行為的關系進行了系統研究，把勒溫的行為公式：B=f （PE） （即人的行為是人與其所處環境相互作用的結果） 和“生活空間” （life space） 等心理場論（field theory） 發展成為一種系統的生態心理學研究范式，從而啟動了最初的環境心理學研究[3] 。 霍爾（Hall，1959，1966）的空間關系學主要研究如何使用空間；此外還有針對擁擠的效應的研究（Calhoun，1962，1964），以及20世紀60年代城市規劃師林奇（K.Lynch）對環境認知和城市表象的研究。這些研究促進了大量關于人和環境關系的研究。同時還有一些對空間行為、精神病院設計以及其他環境―行為關系方面的研究也得到了較快發展。建筑師與行為科學家也開始了長期的合作，目的是設計出對人的某些行為功能有益的建筑。環境心理學的研究開始遍及全球，而對知覺和認知的其他研究也在環境心理學中扮演了重要角色。隨著人們對能源使用和自然環境保護問題的關注的加強，越來越多的研究者開始尋求方法以改變人們破壞環境的行為。1961年和1966年，美國猶他大學舉行了最初的兩次環境心理學會議，1968年，代表美國研究潮流的環境―行為學術組織――環境設計研究學會（EDRA）成立。同年，紐約市立大學建立了第一個環境心理學博士點。1970年，伊特爾森（W.Ittelson）和普羅夏斯基（H.M. Proshansky）等人合編的《環境心理學》正式出版，這也被學界認為是環境心理學誕生的標志。第一批環境心理學的雜志（如《環境和行為》）在20世紀60年代后期創刊。1972年，聯合國在瑞典斯德哥爾摩舉行第一屆國際環境保護會議，把環境保護列為人類亟待解決的問題之一，引起了許多國家政府和公眾的關注。環境心理學主要奠基者之一的柯雷（ Kenneth Craik） 1973年在《心理學年鑒》中以“環境心理學”為標題撰寫了有關的研究綜述，意味著“環境心理學”已經被接受為心理學的一個分支領域[4]。1975年，世界第一個環境心理學博士畢業。1977年，在“人口心理學”的基礎上，美國心理學會的第34分會正式改名為“人口與環境心理學分會”。1978年，環境心理學的另一位主要代表人物斯托克斯（D. Stokols） 為《心理學年鑒》撰寫了第二篇關于“環境心理學”的研究綜述[5] ，基本上確定了環境心理學作為心理學分支的正式地位。1987年，斯托克斯（Stokols & Altman） 等人主編的《環境心理學手冊》出版，被看作環境心理學發展的一個里程碑和環境心理學成熟的標志。20世紀80至90年代，環境心理學已經取得了巨大的進步。定期的綜述性文章大約每四年就會編入《心理學年鑒》，它記載了這一領域最重要的發現。到20世紀末，“綠色”問題和生態學已經成為最引人注意的主題之一 （Pol ，1993） 。
目前在我國，環境心理學這門學科已被心理學界承認并列入《心理學年鑒》，但環境心理學在中國大陸的發展要遠遠滯后于世界水平。我國20世紀70年代初才開始有學者編譯環境心理學著作，80年代有一些關于環境心理學的初步研究文章見于刊物，但直到90年代，關于環境心理學研究的書籍和文章都很少。1993年6月，哈爾濱建筑工程學院常懷生教授等人聯名發表《關于促進建筑環境心理學學科發展的倡議書》，呼吁社會促進建筑環境心理學學科的發展。同年4月，英國著名環境心理學家David Canter來中國講學，先后在清華大學、同濟大學和華東師范大學為學生授課。同年7月在吉林市召開了第一次“建筑學與心理學”學術研討會。1993年12月，《建筑師》雜志（總第55期）專門為這次會議出版了一期?？?，這些可以看作這門學科在中國正式誕生的標志。1993年以后，環境心理學研究逐漸展開，1995年，第二次“建筑學與心理學學術研討會”在大連召開，會上正式成立了中國建筑環境心理學學會（2000年改名為中國環境行為學會）[6]。 此后，中國環境行為學會每兩年在各地輪流召開一次學術研討會。學術研究的定期交流和環境心理學基本知識在高校中的系統傳授，促進了環境心理學科在國內的發展。
二、環境心理學的理論基礎
（一）認知心理學傾向
持認知心理學理論傾向的環境心理學家以現象學和認知心理學的研究方法作為根據，以解釋人們經驗的方式來了解他們所處的環境。
1.喚醒構建理論
喚醒構建理論基于如下假設：個體各種行為和經驗的內容與形式，和我們的生理活動如何被喚醒（arousal）有關。由于喚醒是應激的一個必然反應，因而這一理論與應激理論有相似之處。所不同的是，此理論中喚醒被界定為增加了腦活動和自主反應（脈搏、心率等），而且它可以與不引起應激的事件相聯系。日常生活中，高興或悲傷等都可以引起喚醒，因此，研究者可以通過研究喚醒的性質來了解喚醒及其所產生的環境，進而研究環境與個體心理的關系。
2.應激理論
應激理論把環境中的許多因素看作應激源，比如噪聲、擁擠。應激源被認為是威脅人們健康狀況的不利環境，它主要包括工作應激、自然災害、婚姻不和諧、搬遷混亂等。應激（stress）是一種調節或中介變量，被定義為個體對不利環境的反應。這一“反應”包含了情緒、行為和生理等成分。應激有兩種基本模式，一種是生理反應，另一種是心理反應。由于生理和心理應激反應互相聯系，不會單獨出現，因此環境心理學家通常把所有的成分整合到環境應激模型（environmental stress model）（Baum，Singer & Baum 1981；Evans & Cohen，1987；Lazarus & Folkman，1984）中去。目前，應激理論已被用于對環境應激物如噪聲、擁擠、環境壓力等的整體研究，并被用來解釋當環境刺激超過個體適應能力限度時對健康造成的影響。
3.環境超負荷理論
環境超負荷（overload）理論將個體作為人―環境關系中的一個重要變量。環境提供的信息量超出個體的加工能力，即個體所獲得的感覺信息超過他（或她）所能有效處理的能力時，就會出現超負荷現象；相反，當個體從環境中獲得的信息量太少時，則會造成負荷不足。目前，超負荷理論已被用來解釋個體的城市生活以及高密度、噪聲、擁擠等現象，這些問題都和喚醒及超負荷有關，而負荷不足則被用來解釋環境刺激不足所導致的單調和孤獨等問題；但在其他的條件下，它卻會產生積極效果，如提高某些較容易的認知任務的成績。
（二）生態心理學傾向
秉持生態心理學理論傾向的環境心理學家，以生態心理學和學習理論為依據，把決定個體行為的因素歸結為環境。他們強調在觀察行為的過程中對“環境―行為”關系進行描述，把個體所處的自然環境作為整個生態環境的一部分，重視在現實生活中進行研究。
1.巴克的生態心理學觀點
生態心理學理論的代表是巴克（Barker），他認為環境心理學家所關心的應該是行為背景的整合，個體行為與環境處在一個相互作用的生態系統中。個體的所有行為都有一個空間和時間背景，由此構成的立體的生態系統是研究環境的一個很適合的分析層面，這樣就可以為環境問題提供不同的視角和思路。此理論強調人和環境都是統一體中的一部分，一方的活動必然會影響另一方。
2.環境決定論
環境決定論認為個體由環境決定，即人類行為的起因和過程完全受環境支配，而否認環境和行為之間的相互作用，這是傳統的環境規劃、環境設計的思想。根據這個觀點，只要適當改變城市的物質形式，就能改變個體的行為。其代表人物邁耶（D.R.Meyer）認為，如果人們能消除極差的住宅和貧民窟，新的良好的住宅和環境就會從本質上治愈社會的疾病。
3.維度理論
1975年奧爾特曼（I.Altman）提出了維度理論，他認為擁擠和孤獨是同一維度的兩個極端：獨處的空間太小會造成擁擠，獨處的空間太大則會出現孤獨，因此空間行為是調節獨處或使其最優化的一種主要機制。根據這一理論，奧爾特曼試圖解釋個體的空間行為、領域性和擁有感[1]。
三、環境心理學的研究內容與研究方法
（一）環境心理學的研究內容
作為一門新興的、發展中的分支學科，環境心理學的研究內容也在不斷發展之中。早期研究主要是有關環境（如建筑物）對人的心理的影響；后來，研究范圍逐步擴展，有關自然環境對人的影響的研究越來越多，斯托克斯把環境心理學的研究內容列為以下幾個方面：環境認知、環境觀點、人格與環境、環境評價、環境與行為關系的生態分析、人的空間行為、物質環境的影響以及生態心理學[1]；再后來，研究內容擴展到了人的行為與構造和自然環境之間的相互關系，如環境與人的行為的交互作用（涉及環境壓力、環境負荷、應激反應等方面的研究），人的行為對周圍環境與生態系統的影響（涉及環境保護行為和環境保護的心理學研究），環境心理學與自然、社會的可持續發展等問題。
“擁擠”（crowding）是環境心理學的經典研究課題之一。在環境心理學的發展歷程中，早期有關環境因素對人的心理和行為影響的研究逐漸轉變為周圍環境對人的工作與生活質量的影響的研究。環境心理學家在城區規劃和建設以及居住和建筑設計等方面進行了卓有成效的行動研究，這直接影響到了20世紀90年代西方國家的居住環境和公共設施的設計，包括學校和公共運動場所、醫院和醫療環境以及軍事單位和監獄等。尤其是在1995年至2005年的十年間，環境心理學的研究逐漸集中在人的行為對周圍環境與生態系統影響的層面，研究的重點轉向了對能源和自然資源的保護，促進了生態心理學和環境保護心理學的興起，以及對自然與社會可持續發展的心理學研究 [7] ，“環境污染心理學”也隨之成為研究熱點之一。美國著名心理學家杜?舒爾茨說過：“我們全部工作和生活在多種不同的環境之中，這些環境全部會影響我們的感覺，影響我們的行為，有時這種影響是明顯的、直接的；有時則是微妙的、間接的。在20世紀，人類已經破壞和污染了自己的許多環境，土地、水源、空氣都遭到破壞，結果導致了這種環境對人類行為的消極影響，這一現象也成為環境心理學家們的研究內容” [8] 。2000年，荷蘭心理學家Charles Vlek 總結了當前世界范圍內環境心理學的研究主要圍繞以下課題進行：人對環境的知覺、認識和評價；環境危險知覺、壓力和生活質量；環境研究中的認知、動機和社會因素；可持續發展行為、生活方式和組織文化；改變非可持續發展行為模式的方式和方法；支持環境政策的形成和作出決策 [9]。
（二）環境心理學的研究方法
1.環境心理學研究的方法論
（1）有機論
有機論是在互動論研究的基礎上發展起來的。它認為人類與環境之間存在著復雜的相互作用的關系，初步具備了整體主義的方法論的特征。它認為整體系統是研究的主要單元，強調“整體大于部分之和”。
（2）互動論
互動論主張人的心理現象與社會物理環境是相互獨立的。在方法論上具體表現為堅持還原主義研究路線，將復雜的整體現象還原為“環境”與“行為”等幾個元素，探討每個元素的特點，然后尋求元素之間的因果關系，進而描述整體現象，同時將時間視為獨立于現象之外的變量，變化是在不同時間下的靜止狀態的現象和結構的差別。其關系法則是單維的因果決定論和機械論，即：環境因素影響人的行為，環境因素與人格特質共同影響行為，環境因素透過某種心理過程（中介變量）而影響行為。
（3）交互論
交互論同樣也體現了整體主義特征，重視整體而非個別元素。此研究方案視個體、心理過程和環境為并存的、相互依賴的、統一的整體，認為各自孤立的元素沒有意義，個體的活動只有放在一定的情境、時間以及他人的活動情境里來理解才有意義[10]。
（4）整合理論
整合理論需要以一種對人的心理的整體觀來進行研究。考查心理學的發展歷史，人們會發現：在對人的心理與動物心理的差別的理解上，心理學的理論派別各有各的觀點，同時在對人的心理的理解上，行為主義、精神分析學派、認知學派與人本主義心理學又都只抓住一個心理片斷來代替人的整體心理。在環境心理學的研究中，由于研究對象的復雜性，不可避免地出現不同學科背景出身的研究者對同一個問題偏重于從本學科視角進行理解，因此，要想有所突破，需要將不同背景理論進行整合。
（5）開展跨文化、跨領域的合作研究
許多研究都探討了特定文化背景下人的行為，但每一個單獨的研究由于設置的實驗和觀察的條件不同，不具有可比性，只能在定性上有所參考。因此，需要區分普適的理論在不同的文化背景下發生作用的條件。一方面，開展跨文化的合作研究，需要不同文化背景的學者的成熟和學術研究條件的改善。只有發達國家學者的熱情不足以使這種合作繼續下去，還要注重發展中國家的學者在研究中的重要作用。另一方面，開展跨領域的合作也相當重要，如跨文化的心理研究和跨文化的建筑研究相結合[11]。
2.環境心理學的具體研究方法
環境心理學屬于應用心理學的一個分支學科，它將環境―心理作為整體加以研究，比其他分支學科更側重于應用的研究，故其研究方法也很多樣，包括實驗方法、準實驗設計、相關研究、描述研究、自我報告法、檔案法和觀察法等。
四、小結
環境心理學作為一門新興的應用學科，可謂發展迅速，尤其是20世紀80年代以來，環境心理學更是取得了巨大的進步。但不可否認的是，該學科目前仍存在著一些問題。
第一，在理論建構上，環境心理學需要改變基本理論薄弱的現狀，從學科形象的模糊轉向學科形象的清晰。環境心理學經過幾十年的發展，雖然提出了一些理論模式，并將其應用到環境問題的分析上，但是還未形成統一的理論體系，所以相關理論的系統化和整合還需要進一步加強。環境心理學需要建立比較系統的行為與環境交互作用的理論體系，這個理論體系應該對于研究領域內的主要課題具有指導意義。
第二，在研究內容上，環境心理學的研究對象是明確的，即人與環境的關系。無疑，人與環境的關系非常復雜，這就導致了它的研究內容和領域過于龐雜，缺乏集中性、整體性與獨特性。鑒于此，筆者認為，在以后的學科發展中應統一環境心理學的研究內容和研究領域。
第三，在方法論上，環境心理學需要改變基本概念和方法滯后的現狀，探索在更開闊的視野上辨別和澄清研究環境問題的心理學問題、概念、模式和研究方法，重視組織、社區和文化意義上的跨學科開放性研究，創造多學科的“思想合作”和“研究梯隊”。應該意識到，解決區域性、全球性的環境問題，單靠心理學的作用是非常有限的。環境心理學家應該廣泛開展國際間、多學科間的研究。
[1]俞國良，王青蘭，楊治良. 環境心理學[M]. 北京：人民教育出版社，2000.
[2]保羅?貝爾，等.環境心理學[M].朱建軍，吳建平，等，譯.北京：中國人民大學出版社，2009：8.
[3]R.Baker. Ecological Psychology[M]. Palo Alto： Standford University Press， 1968.
[4]Kenneth Craik. Environmental Psychology[ J]. Annual Reviews of Psychology， 1973.
[5]Daniel Stokols. Environmental Psychology[ J]. Annual Reviews of Psychology， 1978.
[6]徐磊青，楊公俠. 環境心理學[M]. 上海： 同濟大學出版社，2002.
[7]劉建新，高嵐. 簡述環境心理學的形成與發展[J]. 學術研究，2005，（11）：11.
[8]崔晉豫，張泓，李承來. 環境心理學的幾個問題[J]. 城市問題，2004，（04） ：13-14.
[9]Charles Vlek. Essential Psychology for Environmental Policy Making[J]. International Journal of Psychology， 2000，（35）： 153-167.
[10]王珊珊.國外環境心理學研究新進展[J].社會心理科學，2008，（5）：435-436.
環境科學研究范文5
(一)一般系統論的基本原理
1.系統與系統論的概念
1925年，奧地利生物學家貝塔菲（L.V.Bertalanffy1901-1971）創立了系統論。系統是“由若干要素按一定關系組合的具有特定功能的有機整體，其中要素又稱為子系統”。系統論是研究系統的一般模式、結構和規律的學問。它研究各種系統的共同特征，用數學方法定量地描述其功能，尋求并確立適用于一切系統的原理、原則和數學模型，是具有邏輯和數學性質的一門科學。[1]（P55）系統是普遍存在的。由于構成要素不同，要素之間相互聯系、相互作用的方式不同，系統可分為不同的類型。按自然屬性，可分為自然系統和人造系統；按物質屬性，可分為實體系統和概念系統；按運動屬性，可分為動態系統和靜態系統；按系統與環境的關系，可分為開放系統、封閉系統和孤立系統；按反饋屬性，可分為開環系統和閉環系統；[2]（P128-129）按規模，可分為小型系統、中型系統、大型系統和巨型系統；按復雜程度，可分為簡單系統、復雜系統、超復雜系統；按狀態，可分為平衡態系統和非平衡態系統。對系統進行分類，是為了把系統的抽象性與具體的客觀事物聯系起來加以研究。實際上，現實系統常常是以上幾種典型類型的綜合體，例如，自然生態系統和人類社會經濟系統都是非平衡態的超復雜巨型系統。
2.系統論的基本原理
作為系統論研究對象的“系統”，是現實世界的形形的系統的抽象。人們抽去了實際存在的物質系統或概念系統的具體屬性，考察和肯定了它們共同的系統方面的特征和性質。系統的這些性質的客觀存在構成了系統論的基本原理。它們包括：⑴整體性原理。系統是由若干要素組成的具有一定新功能的有機整體，各要素一旦組成系統整體，就具有獨立要素所不具有的性質和功能，形成了新的系統的質的規定性，其諸構成要素的特定狀態的最佳組合秩序構成系統的整體最優化，即系統的整體功能大于系統各要素功能的迭加。⑵層次性原理。由于組成系統的諸要素的種種差異，從而使系統組織在地位與作用，結構與功能上表現出等級秩序性，形成了具有質的差異的系統等級，即層次。⑶開放性原理。系統具有不斷地與外界環境進行物質、能量、信息交換的性質和功能，系統向環境開放是系統得以向上發展的前提，也是系統得以穩定存在的條件。⑷目的性原理。系統在與環境的相互作用中，在一定的范圍內，其發展變化不受或少受條件變化或途徑經歷的影響，堅持表現出某種趨向預先確定的狀態的特性。⑸有序性原理。系統內部按一定的規律運行，各要素在系統中的位置以及它們之間的聯系有一定的秩序，能夠使系統產生一定的功能。⑹動態性原理。一切系統都處于不斷變化、發展之中，絕對靜態的系統是不存在的；任何系統的正常運轉，不但受到系統本身的條件限制和制約，還受到相關系統的影響和制約，所以，隨著系統內外條件的變化，加快了系統內外條件的組合和重新組合，從而激化了系統運動的動態性。此外，系統論還包括:相似性、相關性、穩定性、慣性和負反饋原理等。
（二）信息論的基本內容與方法
1.信息的概念與特征
信息是宇宙中除物質和能量外的第三種“要素”。三者都極為重要，如果沒有物質，宇宙就會變得虛無飄渺；如果沒有能量，宇宙就會失去演化的動力；而如果沒有信息，宇宙就會變得雜亂無章?？梢?，信息的重要性絕不亞于物質和能量。[3]所謂信息，就是人們能夠識別的、具有新內容的消息。1948年，美國數學家申農（C.E.Shannon）創立了信息論，他提出：信息是系統不確定性的減少，或者說是對事物運動狀態或存在方式的不確定性的描述。在物理學中，信息就是有序化的程度，因此信息就是負熵（物理熵表示的是系統無序化的程度，即系統的無序量；而負熵表示的是系統有序的程度）。[4]（P27-28）在任何一個信息流通系統中,都有發出信息的發送端(信源)、接收信息的接收端(信宿)、以及信息流通的通道(信道)。[5]（P4-6）信息具有可識別性、可轉換性、可存貯性、可傳遞性、可擴充性、可壓縮性和可共享性等特征。這些特征，使信息論和信息方法在循環經濟中的運用成為可能。
2.信息論的含義
信息論是關于信息的基本理論，是研究信息的本質，并用數學方法研究其計量、交換、傳遞和儲存的學科。信息論可分為狹義信息論與廣義信息論。狹義信息論又稱申農信息論，它是以數學方法研究通訊技術中關于信息的傳輸和變換規律的一門科學。它給出了各種條件概率下的信源信息量、信道容量、信息傳遞和交換、噪聲與濾波、調制等的計算方法和公式，對信息的規律進行定量處理。廣義信息論也稱信息科學,它超出了通訊技術的范圍來研究信息問題，它以各種系統、各門科學中的信息為對象，廣泛地研究信息的本質和特點，以及信息的取得、計量、傳輸、儲存、處理、控制和利用的一般規律。
3.信息方法
廣義信息論的發展為人們提供了一種研究系統功能的方法——信息方法。所謂信息方法，就是運用信息的觀點，把對象作為系統，完全脫開其具體運動形態，將其運動過程抽象成為一個借助信息的傳輸和變化，實現其目標的運動過程的研究方法。通常用反饋信息作為實現系統目標的控制手段。信息方法不同于傳統的經驗方法。它具有綜合性的特點。它從系統對信息的接收和使用過程來研究對象的特征，研究對象系統與外界環境之間的信息輸入與輸出關系，從而可以把不同的對象加以類比研究。同時它又是用聯系、轉化的觀點，綜合研究系統運動的信息過程。通過這樣的方法對復雜事物進行研究，就不需要像通常那樣去解剖分析整體結構，而是直接從整體上綜合考察信息的流程，由此獲得有關的知識。這對于認識和揭示事物的復雜性、系統性和整體性，是大有裨益的。[6]（P45-46）信息方法具有較高的普遍意義和較大的適用范圍，不但適用于廣泛的自然科學領域，而且也可以應用于部分的社會科學領域，如現代經濟學、生態科學、環境科學中。
（三）控制論與控制論方法
1.控制論的基本概念
1948年，美國著名數學家維納（N.Wiener，1894～1964），創立了系統的控制論?？刂剖前凑战o定的條件和預定的目標，對一個過程或一系列事件施加影響的一種行動。也有人認為，控制是為了改善某個對象的功能或發展，需要獲得并使用信息，以這種信息為基礎而選出的加于該對象之上的作用?？刂普撌茄芯扛黝愊到y之間共同的調節和控制規律的科學，也可以說，控制論是研究系統的控制規律以實現優化目標的科學。它利用系統各部分之間的相互關系和信息傳遞，將整個系統組織成為能自動地合乎要求的運動機制。
2.控制論的信息方法
控制論的基本概念是信息和反饋。維納指出，我們用來控制環境的命令，都是我們給予環境的信息。任何組織能夠保持自身的穩定性，是由于它具有取得、使用、保持和傳遞信息的方法。所以，信息和控制是不可分離的，信息論是控制論的基礎。信息的變換過程“信息—輸入—存貯—處理—輸出—信息”中便存在著“反饋”信息。所謂“反饋”，就是把施控系統的信息（又稱給定信息）作用于被控系統（對象）后產生的結果（真實信息）再輸送回來，并對信息的再輸出發生影響的過程。維納稱反饋是控制系統活動的一種方法，是信息傳遞和返回的過程，其特點就是根據過去的操作情況去調整未來的行為。因此，控制論里所說的反饋，主要指的是信息反饋。反饋可分為兩類，即正反饋和負反饋。如果反饋信號是增強系統輸入效應的，即控制系統的給定信息與真實信息的差異傾向于加劇系統正在進行的偏離目標的活動，那么它就使系統趨向于不穩定狀態，乃至破壞穩定狀態，這就稱為正反饋。相反，如果反饋信號是減弱系統輸入效應的，即控制系統的給定信息與真實信息之差傾向于反抗系統正在偏離目標的運動，那么它就使系統趨向于穩定狀態，這就是負反饋。正反饋使系統的輸出量變得越來越大，往往可用來提高系統的靈敏度；而負反饋則可以補償系統內部的某些因素變化而產生的影響，使系統的穩定性增加。在控制系統中，一般是用負反饋來調節和控制系統的機制。
3.控制論的黑箱方法
黑箱方法是控制論的一個常用方法。它是將一個未知的事物看作一個黑箱——封閉的箱子，其內部構造和機能尚不很清楚，在輸入刺激和干擾的作用下，其行為反映在有指示的輸出端，通過外部觀測所獲得的信息數據，便能辨識其系統結構和功能。黑箱可以是任何系統，所有的事物實質上都是或曾經是黑箱。黑箱是一個相對的概念，是相對于人的認識主體而言的。人的認識總是從不知到知、從知之不多到知之甚多。對于不同的人，同一對象既可能是黑箱，也可能是“白箱”，即有的人尚未認識而有的人已經認識。人的認識又是逐漸積累、不斷深化的過程。有的事物目前完全不了解，是個黑箱；有的則會有部分了解，它便是個不完全的黑箱，是有“部分黑”又有“部分白”的“灰箱”。當我們認識和掌握了系統的內部結構，它便成為“全知的黑箱”或“白箱”。維納認為，把白箱即某些具有已知結構的物體的結構關系，按一定的關系式表達出來，就是“白箱網絡”。通過這種“白箱網絡”，就可以對系統進行再認識，或者控制系統以后的過程和預測系統的未來行為。白箱方法要求同時觀測和辨識系統的運動狀態和內部結構，具有更大的預測性，因而在現代控制論中受到更多的重視。
4.控制論的功能模擬法
所謂功能模擬法，就是根據模型和原型之間的相似關系來模擬對象，通過模型來間接地研究原型的規律性的實驗方法?？刂普摰哪Ｐ痛笾掠袃深悾阂活愂菍嶓w模型或實物模型；另一類是理想模型，即形象或符號模型。功能模擬法不同于傳統的模擬法，它不著眼于對象內部的具體物質組成和結構形態，也不著眼于對象的運動形態和能量特征，而是以功能或行為的相似性、代表性和外推性為條件，在系統與系統之間進行對比和模擬。由于這種功能或行為的相似性，在生物和機器以至社會生活中普遍存在，因而功能模擬法適用的范圍更為廣泛。功能模擬法可以運用黑箱理論從功能上描述復雜系統對環境影響的反應方式，而無需分析系統內部的物質基礎和個別元素，不追求模型的結構是否與原型相同，從而揭示原型的復雜機制和基本功能。比如，電腦撇開人腦的復雜的結構和組成，從功能方面模擬人腦。功能模擬法注重信息在控制和自組織系統中所發揮的功能，并不意味著它完全撇開結構談功能。不同的結構可以有相似或相同的功能，從這些相似或相同的功能中去揭示和確定它們各自的結構特點，就必須研究功能與結構之間更為復雜和細致的關系。功能模擬法建立在功能和結構是辯證的統一這種認識的基礎之上。正是在對模型的行為和結構的內在聯系進行研究的條件下，它可以發現和揭示新的尚未被認識的系統原型的特點和屬性。[6]（P98-112）
（四）系統的自組織理論
自組織是現代非線性科學和非平衡態熱力學的最令人驚異的發現之一。從系統論觀點看，自組織是指一個系統在內在機制的驅動下，自動從簡單向復雜、從粗糙向細致方向發展，不斷提高自身的復雜性和精細度的過程。從熱力學觀點看，自組織是指一個系統通過與外界交換物質、能量和信息，不斷降低自身的熵含量（熵產），提高其有序度的過程。從統計力學觀點看，自組織是指一個系統自發地從最可幾狀態向幾率較低的方向變化或移動的過程。從進化論觀點看，自組織是指一個系統在“遺傳”、“變異”和“優勝劣汰”等機制的作用下，其組織結構和運行模式不斷地自我完善，從而不斷提高其適應環境能力的過程。[1]（P58-61）自組織的過程就是系統的各子系統的狀態變量相互作用，形成一種統一的力量，使系統發生質變的過程。從這一特點出發，哈肯提出了序參量的概念。序參量是描述系統有序程度的量，它是指在系統處于無序狀態時，其值為零，隨著系統由無序向有序轉化，其值從零向正有限值變化或由小向大變化的一個或幾個變量。它可以用來描述系統的有序程度或自組織狀態。一系列系統理論，對于深入認識系統的自組織有著特別重要的意義。這其中包括前面談到的主要以既成系統為研究對象的一般系統論、信息論和控制論。也包括20世紀60～70年代興起的，以系統的發生、發展為重點，探討系統自組織演化問題的耗散結構理論、協同理論、超循環理論、突變理論、混沌理論和分形學。
1.耗散結構理論
比利時科學家伊里亞．普里高津（I．Prigogine）在研究某些遠離平衡態并且包含多基元多層次的開放化學系統時，發現這些系統通過耗散運動（與外界進行的物質、能量、信息的交換運動），在系統內部漲落（局部的起伏偏差）的觸發下，可以自組織地形成某種動態穩定的時空上有序的結構，稱之為耗散結構。生命系統、社會經濟系統都是耗散結構，具有豐富的層次和結構。這些系統內部不斷產生正熵，使系統趨向于混亂。為維持自身在空間上、時間上或功能上的有序狀態，系統就要不斷地從外界引入負熵流，進行新陳代謝過程。
2.協同理論
德國理論物理學家赫爾曼．哈肯于1977年發表的《協同理論導論》，建立了協同理論的理論框架，標志著這門學科的誕生。協同理論研究各種完全不同的系統在遠離平衡時通過子系統之間的協同合作，從無序態轉變為有序態的共同規律。任何一個系統都是由大量的子系統組成的，系統的整體行為取決于系統內子系統間的相互作用，當子系統間的相互作用較大，而其獨立性較小時，系統的整體在宏觀上顯示出結構特征，這樣的系統是有序的。反之，當子系統之間的相互作用較小，使子系統的獨立性占主導地位時，它們便處于雜亂無章的“熱運動”狀態，使系統在宏觀上沒有一個穩定的結構，這樣的系統就是無序的。由此可見，子系統之間的相互作用是有序的起因，熱運動是無序的根源。協同導致有序。協同理論用序參量來描述一個系統宏觀有序的程度。一個系統內部的子系統之間的協同合作產生了序參量，序參量之間的合作與競爭形成自組織結構。因此，協同是自組織結構的內在依據。這種序參量之間的協同合作與競爭決定著系統從無序到有序的演化進程，是協同理論的精髓所在，也是協同理論中協同的真正意義。
3.超循環理論
超循環理論是關于非平衡態系統的自組織現象的理論。由德國科學家M.艾肯在20世紀70年代直接從生物領域的研究中提出。他認為：在生命現象中包含許多由酶的催化作用所推動的各種循環，而基層的循環又組成了更高層次的循環，即超循環，還可組成再高層次的超循環。超循環系統即經循環聯系把自催化或自復制單元連接起來的系統。在此系統中，每個復制單元既能指導自己的復制，又能對下一個中間物的產生提供催化幫助。艾肯在分子生物學水平上，把生物進化的達爾文學說通過巨系統高階循環理論，進行數學化，建立了一個通過自我復制、自然選擇而進化到高度有序水平的自組織系統模型，以解釋多分子體系向原始生命的進化。超循環理論對于生物大分子的形成和進化提供了一種模型。對于具有大量信息并能遺傳復制和變異進化的生物分子，其結構必然是十分復雜的。超循環結構便是攜帶信息并進行處理的一種基本形式。這種從生物分子中概括出來的超循環模型對于一般復雜系統的分析具有重要的啟示。如在復雜系統中信息量的積累和提取不可能在一個單一的不可逆過程中完成，多個不可逆過程或循環過程將是高度自組織系統的結構方式之一。超循環理論已成為系統學的一個組成部分，對研究系統演化規律、系統自組織方式以及對復雜系統的處理都有深刻的影響。
4.突變理論
突變論的創始人是法國數學家雷內托姆。他于1972年發表的《結構穩定性與形態發生學》闡述了突變理論。突變理論的主要特點是用形象而精確的數學模型來描述和預測事物的連續性中斷的質變過程。突變論是一門應用科學，當它作為一門數學分支時，它是關于奇點的理論，可以根據勢函數對臨界點分類，并且研究各種臨界點附近的非連續現象的特征。突變論認為，系統所處的狀態，可以用一組參數描述。當系統處于穩定態時，標志該系統狀態的某個函數應取唯一的值。當參數在某個范圍內變化，該函數值有不止一個極值時，系統必然處于不穩定狀態。雷內托姆指出：系統從一種穩定狀態進入不穩定狀態，隨參數的再變化，又使不穩定狀態進入另一種穩定狀態，那么，系統狀態就在這一剎那間發生了突變。突變論給出了系統狀態的參數變化區域。
5.混沌理論
氣象學家洛淪茲（EdwardLorenz）1963年率先提出了混沌的概念。這里的所謂混沌并不意味著無序，也不是有序的對立面，而是有序的“前兆和伙伴”；是包含于無序中的有序模式，它隨機出現但卻包含著有序的隱蔽結構和模式，即在混沌中隱含著局部隨機整體穩定。混沌理論具有以下三個關鍵（核心）概念。對初始條件的敏感性：即著名的“蝴蝶效應”。理解它的一個很好的比喻是：“一只蝴蝶在巴西扇動翅膀可能會在美國得克薩斯引起一場龍卷風?！被煦缦到y對初始條件是非常敏感的，初始條件的輕微變化都可能導致不成比例的巨大后果。分形（fractals）：分形是著名數學家曼德勃羅特（Mandelbrot）創立的分形幾何理論中的概念，意為系統在不同標度下具有自相似性質。自相似性是跨尺度的對稱性，它意味著遞歸，即在一個模式內部還有一個模式。由于系統特征具有跨標度的重復性，故可產生出具有結構和規則的隱蔽的有序模式。分形具有兩個普遍特征：第一，它們自始至終都是不規則的；第二，在不同的尺度上，不規則的程度卻是一個常量。奇異吸引子：這是系統被吸引并最終固定于某一狀態的性態。有三種不同的吸引子控制和限制物體的運動程度：點吸引子、極限環吸引子和奇異吸引子（即混沌吸引子）。點吸引子與極限環吸引子都起著限制的作用，以便系統的性態呈現出靜態的、平衡的特征，故它們也叫做收斂性吸引子。而奇異吸引子則與前二者不同，它使系統偏離收斂性吸引子的區域而導向不同的性質。它通過誘發系統的活力，使其變為非預設模式，從而創造出了不可預測性。
從總體上看，耗散結構理論對于理解系統演化的前提條件有基本的重要性。協同理論闡述了子系統之間的競爭和協同，推動系統從無序到有序的演化，總體上推動了我們對系統自組織演化內部機制和動力的認識。超循環理論指出相互作用構成循環，提出了循環等級學說，從低級循環到高級循環，不同的循環層次與一定的發展水平相聯系，揭示了系統自組織演化發展采取了循環發展形式。突變理論與系統自組織演化的相變理論①密切聯系在一起，揭示原因連續的作用有可能導致結果的突然變化，揭示出相變的方式和途徑、相變的多樣性。對混沌和分形的研究，使得我們對于系統自組織的復雜性、系統自組織的發展的整個過程有了更深刻的理解。于是這些系統自組織理論使我們認識到，充分開放是系統自組織演化的前提條件，非線性相互作用是自組織系統演化的內在動力，漲落成為系統自組織演化的原初誘因，循環是系統自組織演化的組織形式，相變和分叉體現了系統自組織演化方式的多樣性，混沌和分形揭示了從簡單到復雜的系統自組織演化的圖景。[7]（P69-82）
二、基于系統科學的循環經濟系統分析
作為20世紀人類認識理念上的革命，系統科學理論為我們科學地分析循環經濟的系統構成及其演化規律，提供了科學基礎。在這里本人僅以自身對系統科學的有限理解為基礎，嘗試著對循環經濟系統進行初步的系統分析。
（一）循環經濟系統的復雜性
系統論思想要求人們從一種分散地、孤立地、簡單地看待世界和事物的機械論理念轉變為一種聯系地、有機地、整體地看待世界和事物的理念。這種理念啟發人們把循環經濟看作是一個復雜的巨系統。所謂復雜巨系統是由大量相互作用或相互分離的子系統結合在一起，是不同優先級的、各種可變化的子任務要同時滿足或依次滿足性能指標的系統，所有表示系統環境的外部作用對系統的影響是本質的，這種系統具有非線性的、混沌或事先不確定的動態行為。[8]（P1-3）復雜系統的本質特征在于它的復雜性：從定量上講數學模型是高維的，具有多輸入多輸出；從定性上講系統具有整體性、非線性、層次性、動態性，有復雜的和多重的控制目標。具體來說，循環經濟系統的復雜性主要體現在以下幾個方面。
1.循環經濟系統是復合的有機整體
循環經濟系統不同于以經濟、社會、自然三維分裂為特征的傳統經濟系統，它是一個“經濟—社會—自然”三維一體的復合系統和有機整體，經濟系統只是其中的一個子系統。循環經濟系統的整體目標是要實現社會、經濟系統與自然系統之間的動態均衡。作為有機整體，這個巨系統有復雜的多重目標。經濟子系統不能只追求自己的分目標，實現自身的有序發展（經濟效益的最大化），而加劇其它子系統（自然系統）的無序化程度（資源枯竭、環境污染、生態惡化等），從而影響系統整體的有序發展和整體目標的實現。發展循環經濟就是要從系統整體的角度著眼，綜合調節和控制循環經濟系統整體和部分的關系，統籌整體功能和局部利益，在追求經濟發展、社會進步、資源節約和環境保護的動態平衡中達到經濟效益、社會效益、生態效益的最大化，實現“經濟—社會—自然”大系統的整體優化。
2.循環經濟系統是非線性系統
循環經濟是指物質和能量梯次、閉環流動型經濟，本質上是一種與環境友好的生態經濟。它是運用生態學規律指導人類社會經濟活動，回歸人類社會經濟系統與自然生態系統之間物質循環運動的本質屬性，按照物質循環運動的規律利用自然資源和環境容量，實現人類社會經濟活動的生態化和綠色化轉向，實現人類社會經濟系統與自然生態系統之間的良性循環。循環經濟與傳統經濟最根本的區別在于：傳統經濟將經濟系統看作完全孤立、封閉的系統，把經濟增長看作是物質財富的線性增加過程，追求的理想目標是經濟效益的最大化。從物質流向看，這種模式的特點是“資源—產品—廢棄物”的物質單向流動，從自然生態系統提取物質和能源，還給自然生態系統污染和廢物，通過把資源持續不斷地變成垃圾來實現經濟的數量型增長。而循環經濟模式則克服了經濟系統與自然生態系統相互割裂的弊端，要求恢復經濟、社會與自然生態系統作為一個大系統的完整性，回歸人類社會-經濟系統與自然生態系統之間物質循環運動的本質屬性，將經濟系統組織成“資源—產品—再生資源”的反饋式流程，強調構筑“經濟食物鏈”和修復循環鏈，在社會生產、流通、消費和產生廢物的各個環節循環利用資源，對廢棄物進行回收利用、無害化及再生，以提高資源的利用率，使所有的物質和能源在不斷的循環中得到合理和持久的利用，把人類的經濟活動和社會活動等對自然環境的影響降低到盡可能小的程度。循環經濟系統內部的經濟、社會、自然子系統之間相互進行著物質、能量和信息交換，目的是要改變工業革命以來，人類社會中的生產者和消費者越來越強，分解者越來越弱，引發越來越嚴重的資源、環境危機的現狀，遵循“人類向自然的索取必須由人類對自然的回饋相平衡”的核心原則，實現“生產者、“消費者”和“分解者”之間的有機匹配與合理銜接，從根本上恢復和重建“自然—經濟—社會”的合理規則和運行路線，形成良性的循環互動。
3.循環經濟系統是多層次系統
循環經濟系統是一個多層面、多角度的耦合體。從物質流動的角度看，它涵蓋了自然、社會、經濟三大系統，在更廣泛的空間尋求物質流、能源流配置效用的最大化。它要求以“經濟—社會—自然”三維系統作為支撐，針對資源存量、環境容量、生態閾值的綜合約束，以緩解資源環境壓力、滿足經濟社會發展需要為目標，研究物質流、能源流、價值流的運行機理、方式、技術、效率、機制等，追求三維整合或者說是三維協調發展的理想目標。倡導人類的發展活動所創造的經濟價值必須與其所造成的社會價值和環境價值相統一的新的發展觀，要求在提高經濟效益的同時,必須兼顧資源環境效益和社會效益。從系統構成的角度看，它應包括：①循環型生產系統。它由若干生態工業園、特色工業園和多條生態工業鏈組成，企業、產業和園區之間，按照自然生態系統的模式，構筑生態工業鏈，建立物質交換關系，使系統中的物質和能源都得到充分的利用，形成共生組合，實現整個生產系統的循環化和生態化轉向。②循環型流通服務系統。就是將循環經濟的減量化、再使用、再循環的原則落實到流通服務業的各行業各部門，大力發展廢舊物資回收產業。③循環型消費系統。就是在消費領域倡導適度消費、綠色消費，逐步形成循環型生活方式和消費方式。④循環型基礎設施系統。就是按照循環經濟理念建設和改造公共基礎設施系統，如通過實行城市污水集中分類處理，構建水資源循環利用體系等。⑤生態循環系統。它是指在人工系統中建立起像自然生態系統那樣的自我平衡機制，扭轉人類社會發展中缺少對生態因素關注的現象。⑥循環型社會系統是將循環經濟理念注入社會生活中的方方面面，如政府機關、事業單位實行綠色采購；醫院實行醫療廢棄物無害化處理；學校、社區創建綠色學校、綠色社區等。[從實施的層級和規模看，可分為：①企業（個人）層面的微觀循環，即企業內部的物質循環。企業推行清潔生產，選擇清潔生產工藝，實行產品生態設計，建立生產全過程的環境管理系統，減少產品和服務中物料和能源的消耗量，實現最終排放廢物減量化、資源化、無害化。②區域層面的中觀循環，即企業之間的物質循環。若干互相關聯的企業或行業間建立生態產業群落，建立共生的工業園區，上游企業的副產品或廢棄物用做下游企業的原料，形成企業間的工業代謝和共生關系，從而形成較大的鏈式循環。③社會層面的宏觀循環，或稱社會循環。即在全社會的生產、流通、消費之間建立廢棄物回收系統，實現重復利用。逐步建成資源節約型和環境友好型社會。[10]（P27-30）
4.循環經濟系統是一個動態系統
由于循環經濟系統是多層次的復雜系統，因此，其中任何子系統的正常運轉，不但受到系統本身的條件限制和制約，還受到相關子系統的影響和制約；任何一個子系統發生變化都可能對其它子系統產生短期或長期的影響。所以，隨著子系統內外條件的變化，加快了系統內外條件的組合和重新組合，從而激化了整個系統運動的動態性。循環經濟系統是在傳統經濟系統的基礎上，通過不斷地對其實行循環化和生態化轉向，實現“經濟—社會—自然”系統的三維整合，來達到三維協調發展的整體目標。因此，循環經濟系統處于不斷變化、發展、完善之中，是一個長期進化的動態過程。循環經濟系統在其發展的不同階段，經濟子系統需要不斷與自然、社會子系統發生物質、能量、信息交換，吸收外部資源加以完善、創新，做到生產和消費“效益最大化、污染最小化、廢物資源化和環境無害化”，以實現社會經濟系統與自然系統之間的動態均衡。同時，循環經濟系統的整體優化過程，實質上是其系統構成中各個組成部分的不斷發展和完善的動態過程。循環經濟系統的健康發展和日益成熟，取決于其內部各個要素之間所具有的穩定關系，以及這些關系的互相作用、互相制約與互相影響，最終產生出系統整體效益的最大化，以及其中的物質流、能量流的平穩運行與流暢互補。
（二）循環經濟系統的信息分析
信息方法為研究“經濟—社會—自然”三維結合的復雜循環經濟系統提供了新的思路。可以說正是由于自然生態系統不斷向人類發出的反饋信息（資源枯竭、環境污染、生態惡化等），才使得人類認識到自然生態系統存在著承載力極限，傳統經濟系統的發展模式突破了這一極限，加劇了自然生態系統的無序化程度，于是，人類才開始探索新的發展模式，導致循環經濟這種資源節約環境友好型的新經濟發展模式的產生。在循環經濟系統產生的過程中，自然生態系統被看作主要的信息來源（信源），各種自然現象及其監測手段就是信息的通道（信道），從事循環經濟的研究者、決策者、管理者、生產者和參與者都是信息的接收者（信宿）。根據信息論的基本原理，人們只有對循環經濟系統發展的即時狀況進行充分的了解，才能通過反饋的方式對其做出決策，進而產生影響。由于循環經濟系統的復雜性，決定了循環經濟系統在其發展和完善的過程中，如果仍然以從事循環經濟的研究者、決策者、管理者、生產者和參與者等做為信息的接收者（信宿）的話，那么，信息的來源則很多，可以來自自然、社會、經濟子系統，也可以來自循環型生產系統、流通服務系統、消費系統、社會系統、基礎設施系統以及生態循環系統等，還可以來微觀循環系統、中觀循環系統和宏觀循環系統。信源發出的信息的種類也很多，資源環境狀況、能源供需情況、產品價格變動、經濟增長、社會進步等各項指標都能成為反映循環經濟系統運行狀況的重要信息。循環經濟系統的信息獲取，可以通過觀察、調查、查詢、監測、數據統計等多種手段。對獲取的信息進行分析，也可以采用多種方法,歸納法、對比法、統計法、評價法等，在這里我們重點介紹其中的一種方法——指標評價法。為了便于對復雜的循環經濟系統的錯綜復雜的信息進行科學的、綜合的分析、處理，我們可將這些復雜的信息抽象成為一個綜合反映循環經濟發展狀況和發展趨勢的指標體系。所謂循環經濟評價指標體系是對一定時期內循環經濟系統各層次、各環節的發展水平和發展趨勢進行全面、系統地測定和計量，并進行綜合評價的一系列指標的總稱。依據循環經濟的內涵和目標，我們構建了循環經濟評價指標體系，包括目標層、準責層、指標層3個層次。目標層：循環經濟綜合評價指數是我們通過測算所要得到的最終結果，這一結果橫向可與其他國家（地區）進行同期比較，縱向可與本地不同時期進行比較，通過比較可以反映循環經濟系統整體發展水平和發展趨勢。總指數的計量來源于準責層的6個子模塊。準責層：由6個子模塊構成。經濟增長指數用于評價系統的經濟發展水平和趨勢；科技進步指數用于評價系統的社會進步、科技進步狀況；資源消耗指數用于評價系統中資源消耗的水平和趨勢；廢棄物排放指數用于評價系統廢棄物排放的水平和趨勢；資源利用效率指數用于評價系統資源利用效率水平；循環利用指數用于評價系統中資源循環利用的水平和趨勢。6個子模塊指數的計量分別來源于指標層相對應的指標。指標層：有36個指標。①經濟增長指數包括13個指標。其中：國內生產總值增長率、人均國內生產總值、工業總產值、財政收入、進出口商品總額，反映綜合經濟發展規模和增長水平；資源密集型產業產值比重減少率、高新技術產業產值比重、第三產業占GDP比重、靜脈產業占GDP比重增長率、資源密集型產品凈出口比重，反映經濟結構水平和趨勢；全員勞動生產率、萬元投資回報率、固定資產產值率，反映經濟效益水平和趨勢。②科技進步指數包括7個指標：科技進步貢獻率、科技費占GDP比重、綠色技術占新技術比重、有毒有害產品淘汰率、有毒有害原料淘汰率、落后工藝技術設備淘汰率、綠色能源使用比率。③資源消耗指數包括5個指標：萬元GDP能源終端消費量減少率、萬元GDP消耗不可再生資源減少率、萬元GDP耗水量減少率、萬元GDP占用土地減少率、產品物料流失（損失）量減少率。④廢棄物排放指數包括4個指標：單位GDP廢氣排放量減少率、單位GDP廢水排放量減少率、單位GDP工業固體廢棄物排放量減少率、單位GDP城市生活垃圾排放量減少率。⑤資源利用效率指數包括2個指標：能源利用率、原材料利用率。⑥循環利用指數包括5個指標：污水處理率、廢水循環利用率、工業固體廢棄物循環利用率、包裝物回收利用率、城市生活垃圾分類處理率。[11]
（三）循環經濟系統的控制
循環經濟系統的控制就是按照經濟、社會、生態效益最大化的整體目標，以獲取的信息為基礎，不斷調控系統內部不利于系統整體優化的組分，通過注入有利于資源節約、環境保護、生態修復、協調發展等方面的負反饋信息，推進自然資源的梯級循環利用，增加系統中的負熵流，使經濟發展在自然生態系統的承載能力和彈性恢復能力的限度之內，保證經濟、社會、自然生態系統之間的動態平衡，實現系統的可持續發展。循環經濟系統的控制應該是全方位、多角度的。信息顯示的系統發展中存在的任何不利于系統整體優化的因素，都應成為系統調控的對象。比如：針對認識問題，應通過廣泛的宣傳教育，使公眾認識到，發展循環經濟不僅是物質流動形式的轉變，更是一場經濟運行方式的革命和人類生存方式的巨大變革；全社會要堅持科學發展觀，倡導并確立有利于循環經濟發展的價值觀；企業要樹立綠色生產、清潔生產觀；公眾要樹立綠色消費和適度消費觀等。針對管理問題，應成立專門的領導和管理機構，成立以各級黨政主要領導任組長,計委、經委、財政、城建、規劃、環保、水利、綠化等部門負責人參加的各級循環經濟系統發展協調領導小組，對循環經濟系統發展工作實施統一領導和布署；領導小組下設辦公室，由上述部門組成，負責日常組織協調工作；要用超前性理念和系統工程思想，制定循環經濟系統發展總體規劃、專門規劃和分階段、分步驟實施規劃等。循環經濟系統的控制應該依靠制度創新。根據系統信息顯示的現有的制度體系中存在著不利于系統發展的制度障礙，如：自然資源和環境成本的使用價格過低，成本外部化，形成系統發展的成本障礙；價格形成機制不科學，構成系統發展的價格障礙；法律法規建設滯后，循環經濟法律法規較缺乏，不能滿足系統發展的需要；相關政策支持不利，以市場機制為基礎的政策較少且效率不高，對系統發展的激勵作用不夠等。循環經濟系統應該通過制度創新，注入負反饋信息，消除系統發展的制度障礙。
①實現環境成本內部化。逐步取消自然資源開發利用補貼制度,使資源價格反映其真實的生態學、經濟學價值。對環境容量等共有財產使用者征收高稅費，提高生產和消費環節的排污和廢棄成本，促使環境成本內部化,解決循環型生產環節的成本障礙。②建立基于資源全部成本的完全價格體制。該體制不可能通過市場自發建立,需政府有規劃的組織生態學家、經濟學家對資源價值進行貨幣化評估,計算出其真實價值,并以稅收形式計入產品或服務的市場價格,通過市場機制和價值規律消除循環經濟發展的價格障礙。③健全循環經濟法律體系。以《循環經濟促進法》為框架法，以《資源有效利用促進法》為基本法，包括《綠色消費法》、《包裝物再生利用法》、《家電再生利用法》、《食品再生利用法》、《建材再生利用法》、《汽車再生利用法》、《節能法》、《廢棄物處理法》及相關子法。制定城市垃圾處理、水和大氣污染治理的監管條例，將責任主體和監管部門的行為置于法律規范之下。制定可持續發展認證體系，產品質量標準體系、環境標志和標準體系等。④完善循環經濟激勵政策。征收資源稅，實現資源有償使用，限制不可再生資源的開采和使用、限制資源型產品出口；征收廢棄物處理費、垃圾填埋和焚燒稅，推動垃圾分類處理，促進其減量化、資源化；以廢棄物為原料的企業，可獲相關廢棄物處理費的補償；對環境有害的技術和產品，在銷售環節加征環境附加費，使其在成本效益選擇中更樂于采用潔凈技術、生產潔凈產品；將循環技術納入科技創新體系，在風險投資基金中劃出一定比例支持循環型技術研發；對循環經濟項目，給予財政補貼、貸款擔保與貼息、低息貸款、優先貸款、延長信貸周期、減免稅收或稅前還貸等支持；通過傾斜的產業政策，支持其到資本市場融資；對清潔汽車、能源及獲環境標志和能源效率標志的產品，減征消費稅；對原污染型生產設施，折舊率可以提高到30%以上等。⑤健全循環經濟保障制度。包括有利于循環經濟的資源、產權、市場和產業等經濟制度；循環經濟核算、會計、審計、生產、消費、貿易、包裝和回收等規范制度；有利于循環經濟的財政、金融、稅收和投資等激勵制度。
總之，要考慮資源環境成本，通過價格、稅收等經濟杠桿的調節作用，使資源環境價值納入生產和消費成本，引導人們通過成本——效益核算，選擇資源節約型、環境友好型的生產和消費方式。[12]循環經濟系統的控制應該借助物質流分析法。循環經濟的系統控制要求在一定自然資源投入的情況下，使總產出最大化，使排出廢棄物最小化，使資源環境影響最低化。因此，有必要借助物質流分析法。物質流分析(MaterialsFlowAnalysis，簡稱為MFA)是指在一定時空范圍內，用物理的重量單位(通常用t)對特定系統中物質流動和貯存的系統性分析。主要涉及的是物質流動的源、路徑及匯。根據質量守恒定律，物質流分析的結果總是能通過其所有的輸入、貯存及輸出過程來達到最終的物質平衡。[13](P368)物質流分析的基礎是對物質的投入和產出進行量化分析，建立物質投入和產出的賬戶，以便進行以物質流為基礎的優化管理。它主要衡量的是系統的物質投入、產出和物質利用效率，確定物質在系統流動路徑的影響因素，并為系統內的物質流動路徑和模式的調控提供定量基礎。通過物質流分析，可以控制有毒有害物質的投入和流向，分析物質流的使用總量和使用強度，為環境政策提供了新的方法和視角。物質流分析的基本觀點是，人類活動所產生的環境影響在很大程度上取決于進入經濟社會系統的自然資源和物質的數量與質量，以及從經濟社會系統排入環境的廢棄物的數量與質量。前者產生對環境的擾動，引起資源的耗竭和環境的退化；后者則引起環境的污染。物質流分析從實物的質量出發，通過追蹤人類對自然資源和物質的開發、利用及遺棄過程，研究可持續發展問題，即通過對自然資源和物質的開采、生產、轉移、分配、消耗、循環、廢棄等過程的分析，揭示物質在系統內的流動特征和轉化效率，找出環境壓力的直接來源，作為系統發展的可持續性指標，進而提出相應的減少環境壓力的解決方案，為系統可持續發展目標的制定提供科學依據。[14](P60-64)
（四)循環經濟系統的自組織
循環經濟系統作為非線性、非平衡態的復雜系統，其演化必然要遵循自組織原則。循環經濟系統內部各子系統之間、各產業、各企業、各個社會基本單元之間，互相聯系、相互作用，協同合作，從而使系統內部組織和結構，經歷從簡單到復雜、從相對分離到互相依賴、從封閉到開放、從無序到混沌到突變再到有序的演化過程。循環經濟之所以能夠保持經濟、社會、生態的可持續發展，最根本的原因就是由于系統內部經過有效地演進和互動過程，使系統整體產生了特有的新質，釋放出新的倍增的能量，具有自覺適應環境而不斷自我更新和自我發展的功能機制。所以，循環經濟在人類社會化生產中表現出勃勃生機。循環經濟要求系統內部通過自組織，形成包含串聯耦合和并聯耦合的物質循環系統。由于現行經濟運行體系是按產品流向構造的，即具有前向、后向關聯的產品之間構成產業鏈和產品鏈；而缺少按物質流向構造的循環鏈，即上游產品、企業、產業的廢料，成為下游產品、企業、產業的原料……。因此，循環經濟系統要正常運行，就必須通過自組織，建立包含串聯耦合和并聯耦合的物質循環系統。串聯耦合是指甲企業的產出成為乙企業的投入；而乙企業的產出成為丙企業的投入；最后，丙企業的產出又成為甲企業的投入。并聯耦合則是指一個企業要輸入多個企業的產品，又要把本企業的產品輸往多個其他企業，這樣就形成了一個并聯回路。循環經濟要求不僅在企業產品方面，而且在廢棄物利用方面，在企業之間實現交叉輸配的串聯回路和并聯回路，最終形成多重耦合的物質代謝網狀結構。產品輸出串聯企業越多，生產效率越低；而廢棄物輸出串聯企業越多，資源利用效率越高。
環境科學研究范文6
關鍵詞：環境科學；拔尖人才；實踐教學；保障體系
國內高校對高水平大學中的實踐教學已形成了共識：認為實踐教學是培養高素質創新人才的基礎，必須貫穿人才培養全過程，必須緊跟科技前沿和社會進展。但高校實踐性教學環節尤其是實踐教學保障體系建設相對薄弱，將直接影響著實踐教學的質量，因此構建一個完備的實踐教學保障體系是實現高等學校實踐教學的重要保障，也是高校加強實踐教學的重中之重[1]。同濟大學“復合型創新性環境科學專業拔尖人才培養模式創新實驗區”（以下簡稱環境科學創新實驗區）的建設對實踐教學提出了更高的要求，確立了實踐教學保障體系，這對進一步構建和深化適合于環境科學創新實驗區人才培養目標一致的“理工融合、工程實踐、科學研究和國際化視野”四元耦合的實踐教學體系具有十分重要的作用[2]。
一、建設思路及目標
1.建設思路。以環境科學創新區實踐教學體系為指導，整合和發掘學科優勢資源、科研資源和社會資源等對實踐教學的貢獻，集聚教授、骨干教師和博士生等在實踐教學中的作用為具體行動，發揮實踐教學的管理效能等構建實踐教學保障體系，對環境科學創新區實踐教學的提高與突破性發展奠定基礎[3]。2.建設目標。以教授班主任為引領，建設一批研究領域廣泛、學術水平高的專兼職實踐教學師資隊伍，整合和集聚優秀學科資源、科研資源和優質社會資源，創立一批科技創新和工程實踐教學基地[4]，通過校際聯動、校企協同、校政合作，構架國內外聯合實踐教學平臺，研究探索實踐教學激勵機制、經費保障機制，確保實現實踐教學質量實現質的飛躍，使學生的工程實踐能力和創新能力得到全面提高。
二、建設主要內容
1.建設一批研究領域廣泛、學術水平高的專兼職實踐教學師資隊伍。（1）建立了一批德才兼備、修養深厚的優秀教授班主任隊伍，環境科學創新區秉承本專業創立以來的“教授班主任”機制，教授班主任除了承擔班主任日常工作外，還必須直接參加和指導實踐教學中來，組織并帶領學生一起進行中國生態調查及海外國際實習等實踐教學活動。目前環境科學系已有包括環境科學系系主任在內的16位教授擔任過環境科學創新區班主任，為實踐教學活動的順利開展提供了極其重要的保障[5]。（2）培養了一批實踐教學能力強、肯吃苦耐勞的實踐教學指導教師，高素質的實踐教學教師是保證實踐教學質量的關鍵，而專職實踐教師隊伍建設是提高實踐教學效果的重要保障[3]，目前已擁有一支學術水平高、實踐教學經驗豐富、團結奮斗、愛崗敬業的專職教師。（3）聘請了一支經驗豐富、勇于創新的校外兼職實踐教學指導教師，聘請有經驗的高級技術人員，來校介紹行業或專業最新的生產工藝、技術水平、設備裝置和發展趨勢，拓寬實踐教師和學生的知識視野[5]；在工廠企業實習期間，聘請素質優良、實踐能力強的基地指導教師，提高學生的實踐能力。（4）構建了研究領域廣泛、學術水平高的科技創新實踐教學的專業導師群，將環境學院尤其是環境科學專業研究領域相近的教授組合成研究方向迥異的導師群，構建了以教授為主體的“學科內有效互動、學科間交叉互補”的理工融合的專業導師庫，以滿足環境科學創新區創新實踐教學的需要。目前，建成的導師庫中導師已有55人，師生比高達2∶1，學生可以根據自己的興趣愛好、導師的研究方向有目的地選擇導師，開展科技創新實踐教學。（5）吸收了一批業務能力強、志愿服務的研究生作為實踐教學輔助指導教師，為了保障海外國際實踐教學的順利開展，聘請了業務能力強、志愿服務的博士生作為實踐教學的輔助指導教師，負責學生實踐團隊的后勤及安全保障。保證了實踐教學隊伍的穩定性、先進性和可持續性[6]。2.集聚了優秀學科資源和優質社會資源，建立了一批科技創新和工程實踐教學基地。（1）整合優勢學科資源，建立了一批科技創新的實踐教學基地。目前，整合了聯合國環境規劃署同濟大學可持續發展學院、污染控制與資源化研究國家重點實驗室、教育部長江水環境重點實驗室、環境科學與工程國家實驗教學示范中心等一批有影響力的科研與教學平臺資源以及教授實驗室研究基地等多達32個，這些基地具有研究內容多、選擇面寬等特點，是學生進行創新能力培養的重要場所。（2）集聚優質社會資源，建設了一批校企合作的工程實踐教學基地。我們緊緊依托上海市污水處理廠、垃圾焚燒廠、廢棄物資源化處理企業等建立了校企共建集中式實踐教學基地，并將其放在實習基地建設的首位；充分利用學院科研資源建立非集中式的實習基地是值得探索的一種有效的實習基地建設形式。3.推進校際聯動、校企協同、校政合作，實現國內外聯合實踐教學平臺。校際聯動、校企協同、校政合作模式是高等學校實踐教學應對新時期和新形勢下教學改革與發展的重要思路[7]。在校際聯動校政合作實踐教學中，我們聯合安徽大學、浙江農林大學、地方環保局及水務局等開展國內實踐教學，國外以東京大學、肯尼亞大學為代表的國際一流大學開展了暑期實踐教學，形成了特色鮮明的合作模式，積極推動了實踐教學的發展[8]。4.推行激勵機制、制定有效的運行和管理機制。學校對實踐教學隊伍建設制定了一系列規章制度，保障實踐教學工作的有序高效開展。學院對實踐教師工作業績、成效等進行評價，推薦申報學院各類實踐教學優秀指導教師獎，并引導激勵專職實踐教學人員和骨干教師投入到實踐教學改革中來，對建設一支穩定、愛崗敬業的高水平實踐教學師資隊伍起到了保障作用。對實踐教學中表現突出有學術成果的學生申報學院創新類或實踐類獎學金。實踐教學的經費保障是實踐教學保障體系建立的必要舉措。環境科學創新實驗區實踐教學中，工程實踐教學經費主要來自于學校的教學經費；在海外國際實踐中，來自于學校外辦、聯合國環境規劃署同濟大學可持續發展學院的大力；科技創新實踐教學中，得到了導師的大力支持，保障了實踐教學的順利進行。
三、結論
同濟大學環境科學創新區積極探索與實踐了適合于環境科學創新區實踐教學體系的教學保障體系，保障實踐教學的進一步提升和突破性發展，有力地推動和促進了復合型創新性環境科學拔尖人才的培養，為國內高校環境科學專業實踐教學保障體系的構建提供借鑒和幫助。
參考文獻：
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[7]張海平,陳玲,李飛鵬.大學生暑期專業實踐的高校合作模式———同濟大學環境科學系臨安專業實踐為例[J].中國科技創新導刊,2013,(5):47-48.
