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环境科学研究范文1
自然界中的变化有两种基本方式，第一种是连续性的变化，即系统发生连续性的变化，存在着连续的增长或者下降，运用微积分的方法可以很好的研究和解释这种变化;另一种就是变化存在着不连续的突调和飞跃，从一个状态忽然转变为另一种状态，此类问题微积分学无法研究，而这种现象在自然界中广泛存在，例如金属的相变、水的沸腾、桥梁的忽然坍塌、细胞的分裂、人情绪的波动等，而系统状态从一种形式突然跳到另一种形式，就称为突变。
1突变理论的主要内容
突变理论,又称实变理论，是在1968年由法国数学家汤姆(ReneThom)创立的，理论创立后不久，就作为一支新兴的学科迅速发展起来。突变理论是数学中拓扑学的一个分支，主要研究动态系统中的不连续现象。近些年来，通过对突变理论的不断了解和研究的不断深入,突变论在理论及应用上都取得了很大的发展。
2突变理论与突变级数法
在突变理论中，突变级数法是一种应用最为广泛的综合评价方法。突变级数是一种多维模糊综合隶属函数。突变级数方法与传统的综合评价方法相比，在评价过程中不需要考虑各指标的权重，仅要考虑同一突变单元中的各指标的相对重要性,从而减少了评价的主观性和复杂性。使得评价结果客观、准确，同时计算过程较简便。通过部分学者的研究结果来看，运用突变级数法与运用传统的综合评价法进行综合评价的结果基本相同，但该方法所需数据量少、计算过程简便。突变级数法在计算多目标评价决策问题上应用更适宜和准确。
基于突变级数法的基本步骤有：
2,1建立层次结构模型
根据综合评价的目的，将各个目标细化为若干个指标,对评价指标进行分组，组合建立起树状目标层次结构，每个指标要进行分解成更加具体的指标，直到可以对某个子指标进行定量化描述为止。在同一个层次的各个指标中，要将相对重要的指标放在这一层的前面。由于一般初等突变中，状态变量不超过4个，所以应尽量将评价指标控制在4个以内，超过4个的应根据重要程度进行相应的取舍。
2.2确定各层次的突变系统类型
根据某一突变单元中控制变量的数目确定突变系统类型，如控制变量数自为2时，该突变单位则为尖点突变模型。
2.4数据的归一化处理
由于各评价指标的数值和单位不同，无法进行综合评价运算，所以，首先通过归一化的方式去掉量纲。
2.5利用归一化公式进行综合评价
根据各指标初始的数值，按归一化公式由下到上依次分别计算各控制变量的值，直至计算到评价的最高层，即总目标层，得出突变级数综合隶属度，即评价综合值。
应用突变级数法进行综合评判时，必须考虑两个原则：(1)“非互补性”原则：同一对象各控制变量不存在明显相互关联的作用，即为非互补性，在计算时来用最小值作为系统的值x=min|Z„，毛，总,毛1;(2)“互补性”原则:各控制变量存在相互关联3突变理论在环境科学中的应用。
3.1突变理论在环境研究中的应用前提分析
生态系统是一个涉及多个因素的复杂系统，时刻处于一个动态的平衡状态，目卩稳态状态，对于一定的干扰,可以通过生态系统的自身调节能力减小或消除对其产生的影响，并继续保持稳态状态，发挥自我恢复能力，最终生态系统的结构和功能依然可以保持。
但是，如果对生态系统的干扰达到一定程度，生态系统就不能通过自身的调节能力恢复到受干扰之前的状态，生态系统结构和功能发生了根本性变化，造成了生态系统的退化。生态系统由一个连续状态突然变为一个间断状态，这个过程就是一个突变过程，使生态系统从可以自我恢复到发生根本性变化的那一点就是突变点。基于以上分析可以看出，生态系统就是一个大的突变系统，可以运用突变理论对其进行研究。
3.2突变理论在生态系统中的简单应用
突变理论在生态系统中已有了简单的应用，人们在管理草场的草地生态系统、林场的森林生态系统和水生生态系统时都可以通过应用突变理论，使管理更加科学。
在草地生态系统中确定放牧与草场的关系。对于一个草场来说，如果人们不进行放牧或放牧量过少，草场则会发生正向演替，向树木方向发展;而如果过度放牧，则会对草场造成破坏，使之发生逆向演替，向荒漠化方向发展，因此，确定一个合适的放牧量，既可以使牧草资源得到充分利用，而且也可以使草场迅速得到恢复，使牧草资源可以持续利用。根据突变理论就可构造一个突变模型，状态变量为草场单位面积蓄积量，控制变量为降水量和单位面积牲畜数量。通过得出这个突变模型的突变点，人们就可以调节最佳的放牧量。
同理，在水生生态系统中，运用突变理论确定最佳捕鱼量，既能使捕鱼量最大获得最大的经济效益又能保证种群的可持续发展。在森林生态系统中通过突变理论确定最佳砍伐量，判断何时采伐能获得木材的稳定高产，且不致破坏种群恢复再生产的能力。
3.3突变理论在环境科学领域的具体应用
突变理论在环境科学的具体研究中应用还不是很多，研究的并不深入。目前在环境科学的研究中应用较好的有：(1)研究生态系统的动态平衡，即通过控制某一条件使生态系统维持在稳态状态中，利用生态系统的自我的恢复能力能够维持其健康和良性循环。(2)控制合理的环境污染水平，通过突变理论中突变点的控制作用，制定合理的污染水平，从而实现经济效益和环境效益的和谐统一。(3)地下水、尾矿库、矿山等生态风险评估，运用突变理论预测的结果与实际情况比较相符。(4)在环境模拟预测中应用突变理论，对分析环境状态演变及发展态势有独特之处。(5)在环境影响评价中，特别是对单因子污染评价方面的应用，将突变理论应用在大气环境质量的评价中，通过对污染因子次序的调换引起某地大气质量评价结果顺序的变化可以确定某地区的主要污染物类型，从而为当地的环境管理提供技术支持[1°]。(6)生态系统的治理与恢复方面，例如：判断水生生态系统是缺水性还是污染行水生态危机，运用突变理论可以在水生态系统研究中起到很大的作用。(7)环境中多目标的综合决策问题，例如，生态风险评估研究、生态系统健康评价、生态安全研究,运用突变理论具有计算简单、所需的数据量较少等明显优势。部分学者运用相同的基础数据，分别采用突变级数法和模糊理论综合评价法获得的结论大体相同，说明突变理论中的突变级数法的评价结果科学、可靠。
4结语
环境科学研究范文2
关键词：人居环境；人居环境科学；思想论；方法论
中图分类号：C912
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2009)04-0134-02
一、人居环境概念的提出
人类已进入21世纪，在这个新的世纪里，建筑学面临着许多难题和挑战。1999年，国际建协第20次大会通过的《北京》在总结人类20世纪的巨大进步和辉煌成就的同时，对面临的问题作了全面深刻的阐述。人类尚未揭开地球生态系统的谜底，生态危机却到了千钧一发的关头。用历史的眼光看，我们并不拥有自身所居住的世界，仅仅是从子孙处借得，暂为保管罢了。我们将把一个什么样的城市和乡村交给下一代?在人类的生存和繁衍过程中，人居环境建设起着关键的作用，我们建筑师又如何作出自己的贡献?人类为了生存得更加美好，聚居于城市，集中并弘扬了科学文化、生产资料和生产力。在20世纪，大都市的光彩璀璨夺目，在未来的世纪里，城市居民的数量将有史以来首次超过农村居民，成为名副其实的“城市时代”，城市化是社会发展的趋势。
二、人居环境概念提出的理论基础
人居环境概念提出的理论基础是建立在《矛盾论》和《系统论》的基础之上的。
1．矛盾论。矛盾存在于一切客观事物和主观思维的过程中，矛盾贯穿于一切过程的始终，这是矛盾的普遍性和绝对性。矛盾的事物及其每一个侧面都有其特点，这是矛盾的特殊性和相对性。矛盾着的事物依一定的条件有同一性，因此能够共于一个统一体中，又能够相互转化到相反的方向去。这又是矛盾的特殊性和相对性(《选集》卷一，P330)。
2．系统论。以系统为研究对象，从整体出发来研究系统整体和组成系统整体各要素的相互关系，从本质上说明其结构、功能、行为和动态，以把握系统整体达到最优的目标(《世界新学科总览》P18)。系统的整体性是系统的核心。“整体大于各部分之和”(《世界新学科总览》P21)。
三、人居环境积极化的基本原则
1．调动转化。科学地分析人居环境资源中的积极因素和消极因素，充分调动起积极因素。并设法将消极因素转化为积极因素。
2．系统整合。将所研究的人居环境作为一个系统整体来考虑，研究整体(大系统)与各构成要素(子系统)的相互关系，对各种资源的积极因素加以整合，从整体上把握其结构、功能、行为和动态，以达到最优的人居环境质量。
3．持续发展。在人居环境的建设中，强调资源的持续利用和良好的生态环境，强调人与自然的和谐共生，强调“综合决策”和“公众参与”。
4．学科交叉。这里有三层意思：(1)人居环境的营造是非常复杂的系统工程，需要多学科协同作战才能解决问题；(2)“他山之石可以攻玉”，其他学科的介入有利于建筑学科的拓展，更新和改造；(3)建筑创造需要与其他学科碰撞，在学科交叉中获得建筑创造的原创性。
四、方法论之运用
人居环境营造一个多城市多学科多阶段复杂的系统工程。因此不论在构成要素本身即要素间的关系上，还是在整体的把握上，要全方位推进积极化进程。实际上，国内外的许多建筑师都在这方面进行过探索，也积累了丰富的经验。对他们的经验加以总结和思考，归纳出一些积极化的策略方法，我们认为对未来人居环境的营造是有参考和启发作用的。在这里我们例举了部分随便就可找到的策略方法，作为引玉之砖。大家可以根据积极化的理念和自己的体会，总结出更多更好的策略方法来，以补充和完善这个初步框架，这也可算作一种持续发展吧。
1．资源整合。将处于分散孤立状态的人居环境资源加以分析，挖掘其积极因素并加以整合，形成综合的整体优势，营造出良性的人居环境。例如，在迁西，建筑师用整合的概念和手段。对空间资源实施整合，将城市道路两侧四块消极的“边角料”地块转化为两个深受市民欢迎的市民休闲广场。
2．有机更新。在旧街区改造中，常常遇到“全拆”可惜，“全保”不值得的情况。这时，设计人员就要做到细致的调研和科学地分析，保留那些历史文化信息含量高、质量尚好的积极部分并适度改造，达到“适应性再利用”；拆除那些没有保留价值的消极部分；引入现代信息含量高的因素，加以碰撞融合。最后生成品位高持续性和时代感强的人居环境，达到“喜新恋旧”的效果。上海的旧城改建项目“新天地”就是这方面的典范。
3．注重生态。建设生态人居环境，是城市各级党政领导“代表中国最广大人民的根本利益”的具体体现。人居环境被污染且日益恶化，不仅危及当代人的健康，而且也影响子孙后代的成长；不仅影响人们的正常生活。而且也制约经济的发展，成为威胁人们生存的重大社会问题。它是人民根本利益之所在，是城市政府转变职能，满足人民群众日益增长的物质文化生活的需要。为民办实事的实际行动，也是“以人为本”的规划和建设思想在人居环境中的贯彻和落实。
国际上，至1972年石油危机以后，特别是1992年联合国环境与发展大会以来，发达国家和中等发达国家都十分重视工程设计的科学评价工作，美国、英国、法国、德国、丹麦、瑞典、马来西亚、新加坡等国纷纷致力于利用高科技手段评价完善设计方案，建筑和城市设计在方案阶段普遍运用模拟仿真技术预测物理环境质量与能耗的水平，以低能耗和优质人居环境指标作为工程设计质量评价的绝对标准，设计活动始终在以人为本的原则下追求环境保护和节约能源的技术目标，从而使作品集成了广泛的科技含量。这方面正是我国设计行业缺乏而亟待完善的内容，我们正是没有进行这样的科学评价，才纵容了国内市场处于低水平的仿效和跟踪，丧失了国际竞争能力。我们注意到，近年来国内重大工程项目的方案设计工作频频遭到发达国家残酷的渗透，而更为不幸的是，在这种中西碰撞的过程中，我们不但没有认识并努力缩短这种差距，反而人云亦云地空炒可持续发展的概念，这不能不引起我们对我国人居环境可持续发展事业的忧虑。
五、生态设计的方法
人居环境生态设计方法不同于一般的环境设计的地方就在于它努力要在居住区内营造出可持续发展的居住环境，它通过生态系统整合和生态工程手段进行生态系统的关系设计和功能改造，建立一套合理的生态代谢链网、提高系统的生态经济效率，使整体人居环境质量得到大幅度提高从而提高其生态位势。结合目前的实际情况应着重在绿色空间设计、水资源系统设计、废弃物处理系统、能源系统、建筑与居住环境设计及区内道路系统设计方面进行认真的生态设计，不仅使住区人居环境成为舒适、方便、安全、健康和景观优美的生活空间，同时这种环境的维持是可持续的，这种环境的建设和维持方式是对区域及全球环境负责的。
六、结论
环境科学研究范文3
关键词：环境微生物学；研究型教学；环境科学专业
《环境微生物学》课程作为环境科学专业的基础课程，在学科专业建设中具有举足轻重的地位[1]。《环境微生物学》的教学内容以微生物的应用为核心，它将环境理论知识与应用技术密切联系起来，在环境科学专业的课程建设起到了重要的承接作用。该课程的主要特点是兼具理论与应用性；微生物与环境作用的复杂性；与环境工程应用的密切性。正是由于这种理论复杂性与应用性共存的特点，使《环境微生物学》课程在教学过程中理应更具有培养学生创新性思维与实践能力的潜力。环境科学专业的课程建设中较少开设生物类课程，由于课程上述方面的特点使环境科学专业的学生在学习过程中普遍具有排挤性，特别是当教学方式仍然以传统单向传授式教学为主的情况，学生普遍表现出对该课程的兴趣不强，因此迫切要求新的教学方法来激发学生学习的动力。
目前，研究型教学模式越来越被接受为一种有效的、全新的教学模式，这主要是由于研究型教学将科研思维引入到教学中，摒弃了传统的单向传授的模式，以学生为教学主体，教师不再单纯地讲授书本内容而是主动参与学生的研究实验中[2，3]。研究型教学以培养学生的创新能力与实践能力为目标，强调学生的主动性、自学能力与组织能力，注重发挥学生的个人潜力，使学生能够积极主动地进行以解决科学问题为目的研究与学习活动。
一、《环境微生物学》课程教学改革的研究现状
《环境微生物学》在许多专业中均作为专业基础课程，主要是考虑到它对整个专业课程体系的支撑与衔接作用，但是由于它本身所具有的学科交叉性，使得在专业课程体系建设过程中并没有把它放在教学的重要地位[1]，教师在教学过程中对该课程的重要性认识不足，学生相应地就没有对其学习的兴趣，这一现象在环境科学专业的教学中尤为明显。在教学过程中教师只围绕专业的大背景进行教学启发，例如主要围绕污染处理、环境评估等领域的内容进行教学，而少有涉及污染处理的微生物作用机理，以及环境评估中生物主体特别是微生物在环境中的作用等。学生长期受这种导向的影响，几乎没有对环境的污染实质以及微生物主体对环境作用力进行过深入的理解，更没有进行相应的研究性的创新与实践活动。
当然，为了适应教学改革的需求，许多教学工作者也对《环境微生物学》课程进行了一定程度的教学改革探索，如从教学内容、教学方法与手段、实验教学以及考核方式等方面，提出了讨论式、互动式、启发式等教学方法[4-6]，但这些措施均没有真正脱离传统的“传教式”教学，这离学生创新能力与实践能力的培养目标相差较大。《环境微生物学》课程本身具有很强的实验性，教学过程理应以实验的探索为主，为解决实际问题而进行教学设计。但是目前的教学对实验研究重视不足，表现在课堂教学上以概念、理论、工艺的介绍为主，很少有对实际案例的分析，更没有以培养学生实践能力与创新能力为主的研究实验设计，即使在课程实验课上，也都是以传统的验证性的基础实验为主，这大大降低了《环境微生物学》课程在专业建设中的作用，也极大地削弱了该课程对学生创新思维培养的作用。
二、《环境微生物学》课程引入研究型教学模式的必要性
《环境微生物学》课程的应用性内在特征需要进行研究型教学，以适应课程教学的最终目标，即使学生学会应用微生物手段进行环境污染的控制。课程内容主要包括两大部分：第一部分主要讲述微生物学的基础理论知识，第二部分主要讲述微生物在环境工程中的应用。第一部分是第二部分的基础，它涉及到微生物的培养、繁殖、接种体的制备等具体的实验过程，由于环境科学专业的学生对生物学了解较少，且微生物需要借助于显微手段才能进行感知，学生在学习过程中感觉难度较大。但是学生只有对这些微生物的基础知识有了深入的理解，并掌握了相关的微生物操作技能，才能在第二部分微生物的应用中进行相应的工程设计与应用，以实现对环境污染的控制。因此教学过程中应以实验教学为主，特别是应进行一些带有研究性质的探索性实验，这正是研究型教学所要体现的形式。
创新型人才的培养是当代大学教育人才培养的目标，专业创新人才的培养也要求教学改革应该向研究型教学模式进行转变，以适应这一目标的要求。在环境科学专业的诸多课程中《环境微生物学》具有明显的交叉学科性质，而创新性的知识容易产生于交叉的学科，它同时又兼具理论性与应用性的特点，使其在创新性研究中具有明显的优势。因此，要充分利用该课程的这一学科优势，在教学过程中不断激发学生对这一新学科的兴趣，引入研究型教学的理念，引导学生进行以科研实验为主体的研究与学习活动，将科研与教学融为一体，不断培养学生的创新意识与实践能力。
三、研究型教学模式的探索
（一）课程教学与教师科研结合
高校教师普遍教学与科研“双肩挑”，是联系教学与科研的重要纽带。研究型教学的目标是培养创新型的人才，以培养学生的创新能力与实践能力为目的。研究型教学与教师科研相结合，使得教师科研成为创新人才培养的天然平台，这主要体现在两个方面：一方面教师科研始终跟踪学科前沿信息，始终保持创新性思维，给教学带来了新的思维模式，特别是将探索性的实验研究带给了学生；另一方面学生可以直接参与教师的科研，学生在参与教师科研项目的过程中，不仅减轻了教师的负担，而且也在科研过程中受到了训练，不仅学习到了严谨的科研思维，而且也熟悉了科学研究的基础技能，极大地增强了自身的科研素质与专业技能，为以后科研与就业打下了坚实的基础。
（二）课程教学与大学生创新性实验项目结合
各级大学生创新性实验项目是高等教育“质量工程”的重要内容之一，项目的主要目的是培养大学生的创新能力与实践能力，注重创新性实验项目的实验过程，强调实施过程中创新思维的培养，重点培养学生的学习主动性、探索能力、协作能力以及实践能力，这与研究型教学培养的目标是非常一致的。因此，将研究型教学与大学生创新性实验项目结合，将《环境微生物学》课程研究型学习与项目的实施内容融合起来，不仅有利于项目的顺利实施，也有利于教学质量的提高。
（三）课程教学与生产实际结合
产学结合模式是高校教学改革的重要措施之一，《环境微生物学》课程的应用性特点决定了教学必然要建立与生产的密切联系。利用微生物处理环境污染物的生产，如利用活性污泥法处理生活污水、利用微生物处理生活垃圾等，均利用了天然或人工分离的菌种对污染物进行处理变成低毒或无毒的产品。课程在应用部分的主要内容是与这些生产过程一致的，并且在教学过程中也开展了一些小型的污染物处理的生产，使研究型教学与实际生产相符合，有利于激发学生学习的兴趣。在研究型教学实验设计过程中，最好以项目的形式开展实验，先期的菌种筛选、组合匹配等工作可以在实验室内完成，然后利用教学用的小型处理车间进行小试，如果顺利可以将其应用于工厂进行中试。这一系列过程须以学生为主体，在指导教师的指导下，由学生自己以课题小组的形式来完成。
（四）课程教学与学科专业平台建设结合
学科专业平台建设是高校教学软硬件建设的重要组成部分，学科专业建设的程度直接关系到专业教学起点的高低，也关系到教学质量的水平。但是大多数学科专业平台建设在实施过程中往往只注重专业整体的考虑，却没有照顾到具体课程对教学软硬件的需求，这主要是由于课程教学的教师缺乏与学科专业建设管理者的沟通，而且在传统的单向传授式的教学模式下，课程教师根本就没必要关心课程以外专业平台的建设，这使得学科专业平台对课程教学的直接效果不大。事实上，课程教学是教学质量的直接体现方式，教学质量的高低、教学手段实施的效果如何不仅与教师个人的教学水平相关，而且也极大地受到教学条件的影响，这就需要学科专业平台建设在实施过程中重视教学条件的改善，而这些教学条件正是课程教学中直接使用的。因此，课程教学应积极与学科专业平台建设结合，以获取课程教学所需要的直接条件。
（五）课程教学与社团科技活动结合
为适应“两型社会”的需求，高校教育也开始加强对学生的环境保护教育，特别是高校社团科技活动对环保的宣传力度在加大，但是社团活动却很少有专业教师参与，使环保宣传仅仅局限于一种科普活动，而对于专业的环境科学专业的学生来讲这是远远不够的，只有“知其然”，且“知其所以然”，探索环境污染的机理、提出治理的方法，才是专业大学生人才培养的目的，也就能培养出创新型的人才。而社团科技活动与课程教学相结合，目的性就很强，可以针对区域环境中存在的问题，利用课程教学的知识与技能进行实训，既丰富了高校社团活动，又提高了课程教学质量，对于学生个体来讲使课程知识直接走向了社会应用，有利于整体提高环境科学专业大学生的科研素质与实践能力。
四、结语
《环境微生物学》课程在环境科学专业中占有重要的地位，它是生物与环境之间的一门交叉学科，具有明显的应用性特点，这决定了课程教学不能单纯地依靠传授式教学。研究型教学是将科研理念引入到教学中，以学生为主体，以实验课题研究的形式进行教学，着重培养学生的创新能力与实践能力，这正好适应了《环境微生物学》的课程特点。这一课程采用研究型教学，不仅适应了创新人才培养的大学教学目标，而且也使学生能将课程知识学以致用，为以后考研或就业打下了坚实的基础。
参考文献：
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环境科学研究范文4
关键词：环境心理学；发展历程；理论基础；方法论
环境心理学是心理学的一个重要分支，是一门新兴的边缘学科，它于20世纪六七十年代在美国产生并迅速发展起来，是一门研究人与其所处环境之间相互作用和关系的心理学前沿学科。环境心理学主要运用心理学的方法分析人类经验、活动与环境各方面的相互作用和相互影响，揭示各种环境条件下人的心理发生发展的规律[1] 。
一、环境心理学的发展历程
有关环境和人的行为之间关系的科学研究始于一百多年前（Gulliver，1908；Trowbridge，1913）。19世纪，心理学家研究了人对声、光、重量、压力等环境刺激的知觉，但由于行为主义的主导地位和对学习过程的强调，当时的研究倾向于把环境事件看作强化程序和儿童经验。20世纪40年代，少量关于环境和行为联系的研究出现，其中包括行为地图、环境认知地图和城市社会学（Moore，1987）。不过，这些并不完全是对环境和行为相互作用的最充分的研究。最早转向对环境和行为系统研究的人是费斯廷格（Festinger）、沙赫特（Schachter）和贝克（Back），他们研究了环境设计因素对学生社会关系发展的影响 [2] 。
20世纪50年代，这个领域的研究逐渐增多。勒温（Lewin，1950）把环境定义为决定行为的一个关键因素。尽管他强调的主要是社会环境，但是人们还是会经常谈论到他的理论对于自然环境的重要性。同一时期，勒温的学生巴克（Barker）等人对环境和行为的关系进行了系统研究，把勒温的行为公式：B=f （PE） （即人的行为是人与其所处环境相互作用的结果） 和“生活空间” （life space） 等心理场论（field theory） 发展成为一种系统的生态心理学研究范式，从而启动了最初的环境心理学研究[3] 。 霍尔（Hall，1959，1966）的空间关系学主要研究如何使用空间；此外还有针对拥挤的效应的研究（Calhoun，1962，1964），以及20世纪60年代城市规划师林奇（K.Lynch）对环境认知和城市表象的研究。这些研究促进了大量关于人和环境关系的研究。同时还有一些对空间行为、精神病院设计以及其他环境―行为关系方面的研究也得到了较快发展。建筑师与行为科学家也开始了长期的合作，目的是设计出对人的某些行为功能有益的建筑。环境心理学的研究开始遍及全球，而对知觉和认知的其他研究也在环境心理学中扮演了重要角色。随着人们对能源使用和自然环境保护问题的关注的加强，越来越多的研究者开始寻求方法以改变人们破坏环境的行为。1961年和1966年，美国犹他大学举行了最初的两次环境心理学会议，1968年，代表美国研究潮流的环境―行为学术组织――环境设计研究学会（EDRA）成立。同年，纽约市立大学建立了第一个环境心理学博士点。1970年，伊特尔森（W.Ittelson）和普罗夏斯基（H.M. Proshansky）等人合编的《环境心理学》正式出版，这也被学界认为是环境心理学诞生的标志。第一批环境心理学的杂志（如《环境和行为》）在20世纪60年代后期创刊。1972年，联合国在瑞典斯德哥尔摩举行第一届国际环境保护会议，把环境保护列为人类亟待解决的问题之一，引起了许多国家政府和公众的关注。环境心理学主要奠基者之一的柯雷（ Kenneth Craik） 1973年在《心理学年鉴》中以“环境心理学”为标题撰写了有关的研究综述，意味着“环境心理学”已经被接受为心理学的一个分支领域[4]。1975年，世界第一个环境心理学博士毕业。1977年，在“人口心理学”的基础上，美国心理学会的第34分会正式改名为“人口与环境心理学分会”。1978年，环境心理学的另一位主要代表人物斯托克斯（D. Stokols） 为《心理学年鉴》撰写了第二篇关于“环境心理学”的研究综述[5] ，基本上确定了环境心理学作为心理学分支的正式地位。1987年，斯托克斯（Stokols & Altman） 等人主编的《环境心理学手册》出版，被看作环境心理学发展的一个里程碑和环境心理学成熟的标志。20世纪80至90年代，环境心理学已经取得了巨大的进步。定期的综述性文章大约每四年就会编入《心理学年鉴》，它记载了这一领域最重要的发现。到20世纪末，“绿色”问题和生态学已经成为最引人注意的主题之一 （Pol ，1993） 。
目前在我国，环境心理学这门学科已被心理学界承认并列入《心理学年鉴》，但环境心理学在中国大陆的发展要远远滞后于世界水平。我国20世纪70年代初才开始有学者编译环境心理学著作，80年代有一些关于环境心理学的初步研究文章见于刊物，但直到90年代，关于环境心理学研究的书籍和文章都很少。1993年6月，哈尔滨建筑工程学院常怀生教授等人联名发表《关于促进建筑环境心理学学科发展的倡议书》，呼吁社会促进建筑环境心理学学科的发展。同年4月，英国著名环境心理学家David Canter来中国讲学，先后在清华大学、同济大学和华东师范大学为学生授课。同年7月在吉林市召开了第一次“建筑学与心理学”学术研讨会。1993年12月，《建筑师》杂志（总第55期）专门为这次会议出版了一期专刊，这些可以看作这门学科在中国正式诞生的标志。1993年以后，环境心理学研究逐渐展开，1995年，第二次“建筑学与心理学学术研讨会”在大连召开，会上正式成立了中国建筑环境心理学学会（2000年改名为中国环境行为学会）[6]。 此后，中国环境行为学会每两年在各地轮流召开一次学术研讨会。学术研究的定期交流和环境心理学基本知识在高校中的系统传授，促进了环境心理学科在国内的发展。
二、环境心理学的理论基础
（一）认知心理学倾向
持认知心理学理论倾向的环境心理学家以现象学和认知心理学的研究方法作为根据，以解释人们经验的方式来了解他们所处的环境。
1.唤醒构建理论
唤醒构建理论基于如下假设：个体各种行为和经验的内容与形式，和我们的生理活动如何被唤醒（arousal）有关。由于唤醒是应激的一个必然反应，因而这一理论与应激理论有相似之处。所不同的是，此理论中唤醒被界定为增加了脑活动和自主反应（脉搏、心率等），而且它可以与不引起应激的事件相联系。日常生活中，高兴或悲伤等都可以引起唤醒，因此，研究者可以通过研究唤醒的性质来了解唤醒及其所产生的环境，进而研究环境与个体心理的关系。
2.应激理论
应激理论把环境中的许多因素看作应激源，比如噪声、拥挤。应激源被认为是威胁人们健康状况的不利环境，它主要包括工作应激、自然灾害、婚姻不和谐、搬迁混乱等。应激（stress）是一种调节或中介变量，被定义为个体对不利环境的反应。这一“反应”包含了情绪、行为和生理等成分。应激有两种基本模式，一种是生理反应，另一种是心理反应。由于生理和心理应激反应互相联系，不会单独出现，因此环境心理学家通常把所有的成分整合到环境应激模型（environmental stress model）（Baum，Singer & Baum 1981；Evans & Cohen，1987；Lazarus & Folkman，1984）中去。目前，应激理论已被用于对环境应激物如噪声、拥挤、环境压力等的整体研究，并被用来解释当环境刺激超过个体适应能力限度时对健康造成的影响。
3.环境超负荷理论
环境超负荷（overload）理论将个体作为人―环境关系中的一个重要变量。环境提供的信息量超出个体的加工能力，即个体所获得的感觉信息超过他（或她）所能有效处理的能力时，就会出现超负荷现象；相反，当个体从环境中获得的信息量太少时，则会造成负荷不足。目前，超负荷理论已被用来解释个体的城市生活以及高密度、噪声、拥挤等现象，这些问题都和唤醒及超负荷有关，而负荷不足则被用来解释环境刺激不足所导致的单调和孤独等问题；但在其他的条件下，它却会产生积极效果，如提高某些较容易的认知任务的成绩。
（二）生态心理学倾向
秉持生态心理学理论倾向的环境心理学家，以生态心理学和学习理论为依据，把决定个体行为的因素归结为环境。他们强调在观察行为的过程中对“环境―行为”关系进行描述，把个体所处的自然环境作为整个生态环境的一部分，重视在现实生活中进行研究。
1.巴克的生态心理学观点
生态心理学理论的代表是巴克（Barker），他认为环境心理学家所关心的应该是行为背景的整合，个体行为与环境处在一个相互作用的生态系统中。个体的所有行为都有一个空间和时间背景，由此构成的立体的生态系统是研究环境的一个很适合的分析层面，这样就可以为环境问题提供不同的视角和思路。此理论强调人和环境都是统一体中的一部分，一方的活动必然会影响另一方。
2.环境决定论
环境决定论认为个体由环境决定，即人类行为的起因和过程完全受环境支配，而否认环境和行为之间的相互作用，这是传统的环境规划、环境设计的思想。根据这个观点，只要适当改变城市的物质形式，就能改变个体的行为。其代表人物迈耶（D.R.Meyer）认为，如果人们能消除极差的住宅和贫民窟，新的良好的住宅和环境就会从本质上治愈社会的疾病。
3.维度理论
1975年奥尔特曼（I.Altman）提出了维度理论，他认为拥挤和孤独是同一维度的两个极端：独处的空间太小会造成拥挤，独处的空间太大则会出现孤独，因此空间行为是调节独处或使其最优化的一种主要机制。根据这一理论，奥尔特曼试图解释个体的空间行为、领域性和拥有感[1]。
三、环境心理学的研究内容与研究方法
（一）环境心理学的研究内容
作为一门新兴的、发展中的分支学科，环境心理学的研究内容也在不断发展之中。早期研究主要是有关环境（如建筑物）对人的心理的影响；后来，研究范围逐步扩展，有关自然环境对人的影响的研究越来越多，斯托克斯把环境心理学的研究内容列为以下几个方面：环境认知、环境观点、人格与环境、环境评价、环境与行为关系的生态分析、人的空间行为、物质环境的影响以及生态心理学[1]；再后来，研究内容扩展到了人的行为与构造和自然环境之间的相互关系，如环境与人的行为的交互作用（涉及环境压力、环境负荷、应激反应等方面的研究），人的行为对周围环境与生态系统的影响（涉及环境保护行为和环境保护的心理学研究），环境心理学与自然、社会的可持续发展等问题。
“拥挤”（crowding）是环境心理学的经典研究课题之一。在环境心理学的发展历程中，早期有关环境因素对人的心理和行为影响的研究逐渐转变为周围环境对人的工作与生活质量的影响的研究。环境心理学家在城区规划和建设以及居住和建筑设计等方面进行了卓有成效的行动研究，这直接影响到了20世纪90年代西方国家的居住环境和公共设施的设计，包括学校和公共运动场所、医院和医疗环境以及军事单位和监狱等。尤其是在1995年至2005年的十年间，环境心理学的研究逐渐集中在人的行为对周围环境与生态系统影响的层面，研究的重点转向了对能源和自然资源的保护，促进了生态心理学和环境保护心理学的兴起，以及对自然与社会可持续发展的心理学研究 [7] ，“环境污染心理学”也随之成为研究热点之一。美国著名心理学家杜・舒尔茨说过：“我们全部工作和生活在多种不同的环境之中，这些环境全部会影响我们的感觉，影响我们的行为，有时这种影响是明显的、直接的；有时则是微妙的、间接的。在20世纪，人类已经破坏和污染了自己的许多环境，土地、水源、空气都遭到破坏，结果导致了这种环境对人类行为的消极影响，这一现象也成为环境心理学家们的研究内容” [8] 。2000年，荷兰心理学家Charles Vlek 总结了当前世界范围内环境心理学的研究主要围绕以下课题进行：人对环境的知觉、认识和评价；环境危险知觉、压力和生活质量；环境研究中的认知、动机和社会因素；可持续发展行为、生活方式和组织文化；改变非可持续发展行为模式的方式和方法；支持环境政策的形成和作出决策 [9]。
（二）环境心理学的研究方法
1.环境心理学研究的方法论
（1）有机论
有机论是在互动论研究的基础上发展起来的。它认为人类与环境之间存在着复杂的相互作用的关系，初步具备了整体主义的方法论的特征。它认为整体系统是研究的主要单元，强调“整体大于部分之和”。
（2）互动论
互动论主张人的心理现象与社会物理环境是相互独立的。在方法论上具体表现为坚持还原主义研究路线，将复杂的整体现象还原为“环境”与“行为”等几个元素，探讨每个元素的特点，然后寻求元素之间的因果关系，进而描述整体现象，同时将时间视为独立于现象之外的变量，变化是在不同时间下的静止状态的现象和结构的差别。其关系法则是单维的因果决定论和机械论，即：环境因素影响人的行为，环境因素与人格特质共同影响行为，环境因素透过某种心理过程（中介变量）而影响行为。
（3）交互论
交互论同样也体现了整体主义特征，重视整体而非个别元素。此研究方案视个体、心理过程和环境为并存的、相互依赖的、统一的整体，认为各自孤立的元素没有意义，个体的活动只有放在一定的情境、时间以及他人的活动情境里来理解才有意义[10]。
（4）整合理论
整合理论需要以一种对人的心理的整体观来进行研究。考查心理学的发展历史，人们会发现：在对人的心理与动物心理的差别的理解上，心理学的理论派别各有各的观点，同时在对人的心理的理解上，行为主义、精神分析学派、认知学派与人本主义心理学又都只抓住一个心理片断来代替人的整体心理。在环境心理学的研究中，由于研究对象的复杂性，不可避免地出现不同学科背景出身的研究者对同一个问题偏重于从本学科视角进行理解，因此，要想有所突破，需要将不同背景理论进行整合。
（5）开展跨文化、跨领域的合作研究
许多研究都探讨了特定文化背景下人的行为，但每一个单独的研究由于设置的实验和观察的条件不同，不具有可比性，只能在定性上有所参考。因此，需要区分普适的理论在不同的文化背景下发生作用的条件。一方面，开展跨文化的合作研究，需要不同文化背景的学者的成熟和学术研究条件的改善。只有发达国家学者的热情不足以使这种合作继续下去，还要注重发展中国家的学者在研究中的重要作用。另一方面，开展跨领域的合作也相当重要，如跨文化的心理研究和跨文化的建筑研究相结合[11]。
2.环境心理学的具体研究方法
环境心理学属于应用心理学的一个分支学科，它将环境―心理作为整体加以研究，比其他分支学科更侧重于应用的研究，故其研究方法也很多样，包括实验方法、准实验设计、相关研究、描述研究、自我报告法、档案法和观察法等。
四、小结
环境心理学作为一门新兴的应用学科，可谓发展迅速，尤其是20世纪80年代以来，环境心理学更是取得了巨大的进步。但不可否认的是，该学科目前仍存在着一些问题。
第一，在理论建构上，环境心理学需要改变基本理论薄弱的现状，从学科形象的模糊转向学科形象的清晰。环境心理学经过几十年的发展，虽然提出了一些理论模式，并将其应用到环境问题的分析上，但是还未形成统一的理论体系，所以相关理论的系统化和整合还需要进一步加强。环境心理学需要建立比较系统的行为与环境交互作用的理论体系，这个理论体系应该对于研究领域内的主要课题具有指导意义。
第二，在研究内容上，环境心理学的研究对象是明确的，即人与环境的关系。无疑，人与环境的关系非常复杂，这就导致了它的研究内容和领域过于庞杂，缺乏集中性、整体性与独特性。鉴于此，笔者认为，在以后的学科发展中应统一环境心理学的研究内容和研究领域。
第三，在方法论上，环境心理学需要改变基本概念和方法滞后的现状，探索在更开阔的视野上辨别和澄清研究环境问题的心理学问题、概念、模式和研究方法，重视组织、社区和文化意义上的跨学科开放性研究，创造多学科的“思想合作”和“研究梯队”。应该意识到，解决区域性、全球性的环境问题，单靠心理学的作用是非常有限的。环境心理学家应该广泛开展国际间、多学科间的研究。
[1]俞国良，王青兰，杨治良. 环境心理学[M]. 北京：人民教育出版社，2000.
[2]保罗・贝尔，等.环境心理学[M].朱建军，吴建平，等，译.北京：中国人民大学出版社，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，杨公侠. 环境心理学[M]. 上海： 同济大学出版社，2002.
[7]刘建新，高岚. 简述环境心理学的形成与发展[J]. 学术研究，2005，（11）：11.
[8]崔晋豫，张泓，李承来. 环境心理学的几个问题[J]. 城市问题，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.国外环境心理学研究新进展[J].社会心理科学，2008，（5）：435-436.
环境科学研究范文5
(一)一般系统论的基本原理
1.系统与系统论的概念
1925年，奥地利生物学家贝塔菲（L.V.Bertalanffy1901-1971）创立了系统论。系统是“由若干要素按一定关系组合的具有特定功能的有机整体，其中要素又称为子系统”。系统论是研究系统的一般模式、结构和规律的学问。它研究各种系统的共同特征，用数学方法定量地描述其功能，寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和数学模型，是具有逻辑和数学性质的一门科学。[1]（P55）系统是普遍存在的。由于构成要素不同，要素之间相互联系、相互作用的方式不同，系统可分为不同的类型。按自然属性，可分为自然系统和人造系统；按物质属性，可分为实体系统和概念系统；按运动属性，可分为动态系统和静态系统；按系统与环境的关系，可分为开放系统、封闭系统和孤立系统；按反馈属性，可分为开环系统和闭环系统；[2]（P128-129）按规模，可分为小型系统、中型系统、大型系统和巨型系统；按复杂程度，可分为简单系统、复杂系统、超复杂系统；按状态，可分为平衡态系统和非平衡态系统。对系统进行分类，是为了把系统的抽象性与具体的客观事物联系起来加以研究。实际上，现实系统常常是以上几种典型类型的综合体，例如，自然生态系统和人类社会经济系统都是非平衡态的超复杂巨型系统。
2.系统论的基本原理
作为系统论研究对象的“系统”，是现实世界的形形的系统的抽象。人们抽去了实际存在的物质系统或概念系统的具体属性，考察和肯定了它们共同的系统方面的特征和性质。系统的这些性质的客观存在构成了系统论的基本原理。它们包括：⑴整体性原理。系统是由若干要素组成的具有一定新功能的有机整体，各要素一旦组成系统整体，就具有独立要素所不具有的性质和功能，形成了新的系统的质的规定性，其诸构成要素的特定状态的最佳组合秩序构成系统的整体最优化，即系统的整体功能大于系统各要素功能的迭加。⑵层次性原理。由于组成系统的诸要素的种种差异，从而使系统组织在地位与作用，结构与功能上表现出等级秩序性，形成了具有质的差异的系统等级，即层次。⑶开放性原理。系统具有不断地与外界环境进行物质、能量、信息交换的性质和功能，系统向环境开放是系统得以向上发展的前提，也是系统得以稳定存在的条件。⑷目的性原理。系统在与环境的相互作用中，在一定的范围内，其发展变化不受或少受条件变化或途径经历的影响，坚持表现出某种趋向预先确定的状态的特性。⑸有序性原理。系统内部按一定的规律运行，各要素在系统中的位置以及它们之间的联系有一定的秩序，能够使系统产生一定的功能。⑹动态性原理。一切系统都处于不断变化、发展之中，绝对静态的系统是不存在的；任何系统的正常运转，不但受到系统本身的条件限制和制约，还受到相关系统的影响和制约，所以，随着系统内外条件的变化，加快了系统内外条件的组合和重新组合，从而激化了系统运动的动态性。此外，系统论还包括:相似性、相关性、稳定性、惯性和负反馈原理等。
（二）信息论的基本内容与方法
1.信息的概念与特征
信息是宇宙中除物质和能量外的第三种“要素”。三者都极为重要，如果没有物质，宇宙就会变得虚无飘渺；如果没有能量，宇宙就会失去演化的动力；而如果没有信息，宇宙就会变得杂乱无章。可见，信息的重要性绝不亚于物质和能量。[3]所谓信息，就是人们能够识别的、具有新内容的消息。1948年，美国数学家申农（C.E.Shannon）创立了信息论，他提出：信息是系统不确定性的减少，或者说是对事物运动状态或存在方式的不确定性的描述。在物理学中，信息就是有序化的程度，因此信息就是负熵（物理熵表示的是系统无序化的程度，即系统的无序量；而负熵表示的是系统有序的程度）。[4]（P27-28）在任何一个信息流通系统中,都有发出信息的发送端(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）信息具有可识别性、可转换性、可存贮性、可传递性、可扩充性、可压缩性和可共享性等特征。这些特征，使信息论和信息方法在循环经济中的运用成为可能。
2.信息论的含义
信息论是关于信息的基本理论，是研究信息的本质，并用数学方法研究其计量、交换、传递和储存的学科。信息论可分为狭义信息论与广义信息论。狭义信息论又称申农信息论，它是以数学方法研究通讯技术中关于信息的传输和变换规律的一门科学。它给出了各种条件概率下的信源信息量、信道容量、信息传递和交换、噪声与滤波、调制等的计算方法和公式，对信息的规律进行定量处理。广义信息论也称信息科学,它超出了通讯技术的范围来研究信息问题，它以各种系统、各门科学中的信息为对象，广泛地研究信息的本质和特点，以及信息的取得、计量、传输、储存、处理、控制和利用的一般规律。
3.信息方法
广义信息论的发展为人们提供了一种研究系统功能的方法——信息方法。所谓信息方法，就是运用信息的观点，把对象作为系统，完全脱开其具体运动形态，将其运动过程抽象成为一个借助信息的传输和变化，实现其目标的运动过程的研究方法。通常用反馈信息作为实现系统目标的控制手段。信息方法不同于传统的经验方法。它具有综合性的特点。它从系统对信息的接收和使用过程来研究对象的特征，研究对象系统与外界环境之间的信息输入与输出关系，从而可以把不同的对象加以类比研究。同时它又是用联系、转化的观点，综合研究系统运动的信息过程。通过这样的方法对复杂事物进行研究，就不需要像通常那样去解剖分析整体结构，而是直接从整体上综合考察信息的流程，由此获得有关的知识。这对于认识和揭示事物的复杂性、系统性和整体性，是大有裨益的。[6]（P45-46）信息方法具有较高的普遍意义和较大的适用范围，不但适用于广泛的自然科学领域，而且也可以应用于部分的社会科学领域，如现代经济学、生态科学、环境科学中。
（三）控制论与控制论方法
1.控制论的基本概念
1948年，美国著名数学家维纳（N.Wiener，1894～1964），创立了系统的控制论。控制是按照给定的条件和预定的目标，对一个过程或一系列事件施加影响的一种行动。也有人认为，控制是为了改善某个对象的功能或发展，需要获得并使用信息，以这种信息为基础而选出的加于该对象之上的作用。控制论是研究各类系统之间共同的调节和控制规律的科学，也可以说，控制论是研究系统的控制规律以实现优化目标的科学。它利用系统各部分之间的相互关系和信息传递，将整个系统组织成为能自动地合乎要求的运动机制。
2.控制论的信息方法
控制论的基本概念是信息和反馈。维纳指出，我们用来控制环境的命令，都是我们给予环境的信息。任何组织能够保持自身的稳定性，是由于它具有取得、使用、保持和传递信息的方法。所以，信息和控制是不可分离的，信息论是控制论的基础。信息的变换过程“信息—输入—存贮—处理—输出—信息”中便存在着“反馈”信息。所谓“反馈”，就是把施控系统的信息（又称给定信息）作用于被控系统（对象）后产生的结果（真实信息）再输送回来，并对信息的再输出发生影响的过程。维纳称反馈是控制系统活动的一种方法，是信息传递和返回的过程，其特点就是根据过去的操作情况去调整未来的行为。因此，控制论里所说的反馈，主要指的是信息反馈。反馈可分为两类，即正反馈和负反馈。如果反馈信号是增强系统输入效应的，即控制系统的给定信息与真实信息的差异倾向于加剧系统正在进行的偏离目标的活动，那么它就使系统趋向于不稳定状态，乃至破坏稳定状态，这就称为正反馈。相反，如果反馈信号是减弱系统输入效应的，即控制系统的给定信息与真实信息之差倾向于反抗系统正在偏离目标的运动，那么它就使系统趋向于稳定状态，这就是负反馈。正反馈使系统的输出量变得越来越大，往往可用来提高系统的灵敏度；而负反馈则可以补偿系统内部的某些因素变化而产生的影响，使系统的稳定性增加。在控制系统中，一般是用负反馈来调节和控制系统的机制。
3.控制论的黑箱方法
黑箱方法是控制论的一个常用方法。它是将一个未知的事物看作一个黑箱——封闭的箱子，其内部构造和机能尚不很清楚，在输入刺激和干扰的作用下，其行为反映在有指示的输出端，通过外部观测所获得的信息数据，便能辨识其系统结构和功能。黑箱可以是任何系统，所有的事物实质上都是或曾经是黑箱。黑箱是一个相对的概念，是相对于人的认识主体而言的。人的认识总是从不知到知、从知之不多到知之甚多。对于不同的人，同一对象既可能是黑箱，也可能是“白箱”，即有的人尚未认识而有的人已经认识。人的认识又是逐渐积累、不断深化的过程。有的事物目前完全不了解，是个黑箱；有的则会有部分了解，它便是个不完全的黑箱，是有“部分黑”又有“部分白”的“灰箱”。当我们认识和掌握了系统的内部结构，它便成为“全知的黑箱”或“白箱”。维纳认为，把白箱即某些具有已知结构的物体的结构关系，按一定的关系式表达出来，就是“白箱网络”。通过这种“白箱网络”，就可以对系统进行再认识，或者控制系统以后的过程和预测系统的未来行为。白箱方法要求同时观测和辨识系统的运动状态和内部结构，具有更大的预测性，因而在现代控制论中受到更多的重视。
4.控制论的功能模拟法
所谓功能模拟法，就是根据模型和原型之间的相似关系来模拟对象，通过模型来间接地研究原型的规律性的实验方法。控制论的模型大致有两类：一类是实体模型或实物模型；另一类是理想模型，即形象或符号模型。功能模拟法不同于传统的模拟法，它不着眼于对象内部的具体物质组成和结构形态，也不着眼于对象的运动形态和能量特征，而是以功能或行为的相似性、代表性和外推性为条件，在系统与系统之间进行对比和模拟。由于这种功能或行为的相似性，在生物和机器以至社会生活中普遍存在，因而功能模拟法适用的范围更为广泛。功能模拟法可以运用黑箱理论从功能上描述复杂系统对环境影响的反应方式，而无需分析系统内部的物质基础和个别元素，不追求模型的结构是否与原型相同，从而揭示原型的复杂机制和基本功能。比如，电脑撇开人脑的复杂的结构和组成，从功能方面模拟人脑。功能模拟法注重信息在控制和自组织系统中所发挥的功能，并不意味着它完全撇开结构谈功能。不同的结构可以有相似或相同的功能，从这些相似或相同的功能中去揭示和确定它们各自的结构特点，就必须研究功能与结构之间更为复杂和细致的关系。功能模拟法建立在功能和结构是辩证的统一这种认识的基础之上。正是在对模型的行为和结构的内在联系进行研究的条件下，它可以发现和揭示新的尚未被认识的系统原型的特点和属性。[6]（P98-112）
（四）系统的自组织理论
自组织是现代非线性科学和非平衡态热力学的最令人惊异的发现之一。从系统论观点看，自组织是指一个系统在内在机制的驱动下，自动从简单向复杂、从粗糙向细致方向发展，不断提高自身的复杂性和精细度的过程。从热力学观点看，自组织是指一个系统通过与外界交换物质、能量和信息，不断降低自身的熵含量（熵产），提高其有序度的过程。从统计力学观点看，自组织是指一个系统自发地从最可几状态向几率较低的方向变化或移动的过程。从进化论观点看，自组织是指一个系统在“遗传”、“变异”和“优胜劣汰”等机制的作用下，其组织结构和运行模式不断地自我完善，从而不断提高其适应环境能力的过程。[1]（P58-61）自组织的过程就是系统的各子系统的状态变量相互作用，形成一种统一的力量，使系统发生质变的过程。从这一特点出发，哈肯提出了序参量的概念。序参量是描述系统有序程度的量，它是指在系统处于无序状态时，其值为零，随着系统由无序向有序转化，其值从零向正有限值变化或由小向大变化的一个或几个变量。它可以用来描述系统的有序程度或自组织状态。一系列系统理论，对于深入认识系统的自组织有着特别重要的意义。这其中包括前面谈到的主要以既成系统为研究对象的一般系统论、信息论和控制论。也包括20世纪60～70年代兴起的，以系统的发生、发展为重点，探讨系统自组织演化问题的耗散结构理论、协同理论、超循环理论、突变理论、混沌理论和分形学。
1.耗散结构理论
比利时科学家伊里亚．普里高津（I．Prigogine）在研究某些远离平衡态并且包含多基元多层次的开放化学系统时，发现这些系统通过耗散运动（与外界进行的物质、能量、信息的交换运动），在系统内部涨落（局部的起伏偏差）的触发下，可以自组织地形成某种动态稳定的时空上有序的结构，称之为耗散结构。生命系统、社会经济系统都是耗散结构，具有丰富的层次和结构。这些系统内部不断产生正熵，使系统趋向于混乱。为维持自身在空间上、时间上或功能上的有序状态，系统就要不断地从外界引入负熵流，进行新陈代谢过程。
2.协同理论
德国理论物理学家赫尔曼．哈肯于1977年发表的《协同理论导论》，建立了协同理论的理论框架，标志着这门学科的诞生。协同理论研究各种完全不同的系统在远离平衡时通过子系统之间的协同合作，从无序态转变为有序态的共同规律。任何一个系统都是由大量的子系统组成的，系统的整体行为取决于系统内子系统间的相互作用，当子系统间的相互作用较大，而其独立性较小时，系统的整体在宏观上显示出结构特征，这样的系统是有序的。反之，当子系统之间的相互作用较小，使子系统的独立性占主导地位时，它们便处于杂乱无章的“热运动”状态，使系统在宏观上没有一个稳定的结构，这样的系统就是无序的。由此可见，子系统之间的相互作用是有序的起因，热运动是无序的根源。协同导致有序。协同理论用序参量来描述一个系统宏观有序的程度。一个系统内部的子系统之间的协同合作产生了序参量，序参量之间的合作与竞争形成自组织结构。因此，协同是自组织结构的内在依据。这种序参量之间的协同合作与竞争决定着系统从无序到有序的演化进程，是协同理论的精髓所在，也是协同理论中协同的真正意义。
3.超循环理论
超循环理论是关于非平衡态系统的自组织现象的理论。由德国科学家M.艾肯在20世纪70年代直接从生物领域的研究中提出。他认为：在生命现象中包含许多由酶的催化作用所推动的各种循环，而基层的循环又组成了更高层次的循环，即超循环，还可组成再高层次的超循环。超循环系统即经循环联系把自催化或自复制单元连接起来的系统。在此系统中，每个复制单元既能指导自己的复制，又能对下一个中间物的产生提供催化帮助。艾肯在分子生物学水平上，把生物进化的达尔文学说通过巨系统高阶循环理论，进行数学化，建立了一个通过自我复制、自然选择而进化到高度有序水平的自组织系统模型，以解释多分子体系向原始生命的进化。超循环理论对于生物大分子的形成和进化提供了一种模型。对于具有大量信息并能遗传复制和变异进化的生物分子，其结构必然是十分复杂的。超循环结构便是携带信息并进行处理的一种基本形式。这种从生物分子中概括出来的超循环模型对于一般复杂系统的分析具有重要的启示。如在复杂系统中信息量的积累和提取不可能在一个单一的不可逆过程中完成，多个不可逆过程或循环过程将是高度自组织系统的结构方式之一。超循环理论已成为系统学的一个组成部分，对研究系统演化规律、系统自组织方式以及对复杂系统的处理都有深刻的影响。
4.突变理论
突变论的创始人是法国数学家雷内托姆。他于1972年发表的《结构稳定性与形态发生学》阐述了突变理论。突变理论的主要特点是用形象而精确的数学模型来描述和预测事物的连续性中断的质变过程。突变论是一门应用科学，当它作为一门数学分支时，它是关于奇点的理论，可以根据势函数对临界点分类，并且研究各种临界点附近的非连续现象的特征。突变论认为，系统所处的状态，可以用一组参数描述。当系统处于稳定态时，标志该系统状态的某个函数应取唯一的值。当参数在某个范围内变化，该函数值有不止一个极值时，系统必然处于不稳定状态。雷内托姆指出：系统从一种稳定状态进入不稳定状态，随参数的再变化，又使不稳定状态进入另一种稳定状态，那么，系统状态就在这一刹那间发生了突变。突变论给出了系统状态的参数变化区域。
5.混沌理论
气象学家洛沦兹（EdwardLorenz）1963年率先提出了混沌的概念。这里的所谓混沌并不意味着无序，也不是有序的对立面，而是有序的“前兆和伙伴”；是包含于无序中的有序模式，它随机出现但却包含着有序的隐蔽结构和模式，即在混沌中隐含着局部随机整体稳定。混沌理论具有以下三个关键（核心）概念。对初始条件的敏感性：即著名的“蝴蝶效应”。理解它的一个很好的比喻是：“一只蝴蝶在巴西扇动翅膀可能会在美国得克萨斯引起一场龙卷风。”混沌系统对初始条件是非常敏感的，初始条件的轻微变化都可能导致不成比例的巨大后果。分形（fractals）：分形是著名数学家曼德勃罗特（Mandelbrot）创立的分形几何理论中的概念，意为系统在不同标度下具有自相似性质。自相似性是跨尺度的对称性，它意味着递归，即在一个模式内部还有一个模式。由于系统特征具有跨标度的重复性，故可产生出具有结构和规则的隐蔽的有序模式。分形具有两个普遍特征：第一，它们自始至终都是不规则的；第二，在不同的尺度上，不规则的程度却是一个常量。奇异吸引子：这是系统被吸引并最终固定于某一状态的性态。有三种不同的吸引子控制和限制物体的运动程度：点吸引子、极限环吸引子和奇异吸引子（即混沌吸引子）。点吸引子与极限环吸引子都起着限制的作用，以便系统的性态呈现出静态的、平衡的特征，故它们也叫做收敛性吸引子。而奇异吸引子则与前二者不同，它使系统偏离收敛性吸引子的区域而导向不同的性质。它通过诱发系统的活力，使其变为非预设模式，从而创造出了不可预测性。
从总体上看，耗散结构理论对于理解系统演化的前提条件有基本的重要性。协同理论阐述了子系统之间的竞争和协同，推动系统从无序到有序的演化，总体上推动了我们对系统自组织演化内部机制和动力的认识。超循环理论指出相互作用构成循环，提出了循环等级学说，从低级循环到高级循环，不同的循环层次与一定的发展水平相联系，揭示了系统自组织演化发展采取了循环发展形式。突变理论与系统自组织演化的相变理论①密切联系在一起，揭示原因连续的作用有可能导致结果的突然变化，揭示出相变的方式和途径、相变的多样性。对混沌和分形的研究，使得我们对于系统自组织的复杂性、系统自组织的发展的整个过程有了更深刻的理解。于是这些系统自组织理论使我们认识到，充分开放是系统自组织演化的前提条件，非线性相互作用是自组织系统演化的内在动力，涨落成为系统自组织演化的原初诱因，循环是系统自组织演化的组织形式，相变和分叉体现了系统自组织演化方式的多样性，混沌和分形揭示了从简单到复杂的系统自组织演化的图景。[7]（P69-82）
二、基于系统科学的循环经济系统分析
作为20世纪人类认识理念上的革命，系统科学理论为我们科学地分析循环经济的系统构成及其演化规律，提供了科学基础。在这里本人仅以自身对系统科学的有限理解为基础，尝试着对循环经济系统进行初步的系统分析。
（一）循环经济系统的复杂性
系统论思想要求人们从一种分散地、孤立地、简单地看待世界和事物的机械论理念转变为一种联系地、有机地、整体地看待世界和事物的理念。这种理念启发人们把循环经济看作是一个复杂的巨系统。所谓复杂巨系统是由大量相互作用或相互分离的子系统结合在一起，是不同优先级的、各种可变化的子任务要同时满足或依次满足性能指标的系统，所有表示系统环境的外部作用对系统的影响是本质的，这种系统具有非线性的、混沌或事先不确定的动态行为。[8]（P1-3）复杂系统的本质特征在于它的复杂性：从定量上讲数学模型是高维的，具有多输入多输出；从定性上讲系统具有整体性、非线性、层次性、动态性，有复杂的和多重的控制目标。具体来说，循环经济系统的复杂性主要体现在以下几个方面。
1.循环经济系统是复合的有机整体
循环经济系统不同于以经济、社会、自然三维分裂为特征的传统经济系统，它是一个“经济—社会—自然”三维一体的复合系统和有机整体，经济系统只是其中的一个子系统。循环经济系统的整体目标是要实现社会、经济系统与自然系统之间的动态均衡。作为有机整体，这个巨系统有复杂的多重目标。经济子系统不能只追求自己的分目标，实现自身的有序发展（经济效益的最大化），而加剧其它子系统（自然系统）的无序化程度（资源枯竭、环境污染、生态恶化等），从而影响系统整体的有序发展和整体目标的实现。发展循环经济就是要从系统整体的角度着眼，综合调节和控制循环经济系统整体和部分的关系，统筹整体功能和局部利益，在追求经济发展、社会进步、资源节约和环境保护的动态平衡中达到经济效益、社会效益、生态效益的最大化，实现“经济—社会—自然”大系统的整体优化。
2.循环经济系统是非线性系统
循环经济是指物质和能量梯次、闭环流动型经济，本质上是一种与环境友好的生态经济。它是运用生态学规律指导人类社会经济活动，回归人类社会经济系统与自然生态系统之间物质循环运动的本质属性，按照物质循环运动的规律利用自然资源和环境容量，实现人类社会经济活动的生态化和绿色化转向，实现人类社会经济系统与自然生态系统之间的良性循环。循环经济与传统经济最根本的区别在于：传统经济将经济系统看作完全孤立、封闭的系统，把经济增长看作是物质财富的线性增加过程，追求的理想目标是经济效益的最大化。从物质流向看，这种模式的特点是“资源—产品—废弃物”的物质单向流动，从自然生态系统提取物质和能源，还给自然生态系统污染和废物，通过把资源持续不断地变成垃圾来实现经济的数量型增长。而循环经济模式则克服了经济系统与自然生态系统相互割裂的弊端，要求恢复经济、社会与自然生态系统作为一个大系统的完整性，回归人类社会-经济系统与自然生态系统之间物质循环运动的本质属性，将经济系统组织成“资源—产品—再生资源”的反馈式流程，强调构筑“经济食物链”和修复循环链，在社会生产、流通、消费和产生废物的各个环节循环利用资源，对废弃物进行回收利用、无害化及再生，以提高资源的利用率，使所有的物质和能源在不断的循环中得到合理和持久的利用，把人类的经济活动和社会活动等对自然环境的影响降低到尽可能小的程度。循环经济系统内部的经济、社会、自然子系统之间相互进行着物质、能量和信息交换，目的是要改变工业革命以来，人类社会中的生产者和消费者越来越强，分解者越来越弱，引发越来越严重的资源、环境危机的现状，遵循“人类向自然的索取必须由人类对自然的回馈相平衡”的核心原则，实现“生产者、“消费者”和“分解者”之间的有机匹配与合理衔接，从根本上恢复和重建“自然—经济—社会”的合理规则和运行路线，形成良性的循环互动。
3.循环经济系统是多层次系统
循环经济系统是一个多层面、多角度的耦合体。从物质流动的角度看，它涵盖了自然、社会、经济三大系统，在更广泛的空间寻求物质流、能源流配置效用的最大化。它要求以“经济—社会—自然”三维系统作为支撑，针对资源存量、环境容量、生态阈值的综合约束，以缓解资源环境压力、满足经济社会发展需要为目标，研究物质流、能源流、价值流的运行机理、方式、技术、效率、机制等，追求三维整合或者说是三维协调发展的理想目标。倡导人类的发展活动所创造的经济价值必须与其所造成的社会价值和环境价值相统一的新的发展观，要求在提高经济效益的同时,必须兼顾资源环境效益和社会效益。从系统构成的角度看，它应包括：①循环型生产系统。它由若干生态工业园、特色工业园和多条生态工业链组成，企业、产业和园区之间，按照自然生态系统的模式，构筑生态工业链，建立物质交换关系，使系统中的物质和能源都得到充分的利用，形成共生组合，实现整个生产系统的循环化和生态化转向。②循环型流通服务系统。就是将循环经济的减量化、再使用、再循环的原则落实到流通服务业的各行业各部门，大力发展废旧物资回收产业。③循环型消费系统。就是在消费领域倡导适度消费、绿色消费，逐步形成循环型生活方式和消费方式。④循环型基础设施系统。就是按照循环经济理念建设和改造公共基础设施系统，如通过实行城市污水集中分类处理，构建水资源循环利用体系等。⑤生态循环系统。它是指在人工系统中建立起像自然生态系统那样的自我平衡机制，扭转人类社会发展中缺少对生态因素关注的现象。⑥循环型社会系统是将循环经济理念注入社会生活中的方方面面，如政府机关、事业单位实行绿色采购；医院实行医疗废弃物无害化处理；学校、社区创建绿色学校、绿色社区等。[从实施的层级和规模看，可分为：①企业（个人）层面的微观循环，即企业内部的物质循环。企业推行清洁生产，选择清洁生产工艺，实行产品生态设计，建立生产全过程的环境管理系统，减少产品和服务中物料和能源的消耗量，实现最终排放废物减量化、资源化、无害化。②区域层面的中观循环，即企业之间的物质循环。若干互相关联的企业或行业间建立生态产业群落，建立共生的工业园区，上游企业的副产品或废弃物用做下游企业的原料，形成企业间的工业代谢和共生关系，从而形成较大的链式循环。③社会层面的宏观循环，或称社会循环。即在全社会的生产、流通、消费之间建立废弃物回收系统，实现重复利用。逐步建成资源节约型和环境友好型社会。[10]（P27-30）
4.循环经济系统是一个动态系统
由于循环经济系统是多层次的复杂系统，因此，其中任何子系统的正常运转，不但受到系统本身的条件限制和制约，还受到相关子系统的影响和制约；任何一个子系统发生变化都可能对其它子系统产生短期或长期的影响。所以，随着子系统内外条件的变化，加快了系统内外条件的组合和重新组合，从而激化了整个系统运动的动态性。循环经济系统是在传统经济系统的基础上，通过不断地对其实行循环化和生态化转向，实现“经济—社会—自然”系统的三维整合，来达到三维协调发展的整体目标。因此，循环经济系统处于不断变化、发展、完善之中，是一个长期进化的动态过程。循环经济系统在其发展的不同阶段，经济子系统需要不断与自然、社会子系统发生物质、能量、信息交换，吸收外部资源加以完善、创新，做到生产和消费“效益最大化、污染最小化、废物资源化和环境无害化”，以实现社会经济系统与自然系统之间的动态均衡。同时，循环经济系统的整体优化过程，实质上是其系统构成中各个组成部分的不断发展和完善的动态过程。循环经济系统的健康发展和日益成熟，取决于其内部各个要素之间所具有的稳定关系，以及这些关系的互相作用、互相制约与互相影响，最终产生出系统整体效益的最大化，以及其中的物质流、能量流的平稳运行与流畅互补。
（二）循环经济系统的信息分析
信息方法为研究“经济—社会—自然”三维结合的复杂循环经济系统提供了新的思路。可以说正是由于自然生态系统不断向人类发出的反馈信息（资源枯竭、环境污染、生态恶化等），才使得人类认识到自然生态系统存在着承载力极限，传统经济系统的发展模式突破了这一极限，加剧了自然生态系统的无序化程度，于是，人类才开始探索新的发展模式，导致循环经济这种资源节约环境友好型的新经济发展模式的产生。在循环经济系统产生的过程中，自然生态系统被看作主要的信息来源（信源），各种自然现象及其监测手段就是信息的通道（信道），从事循环经济的研究者、决策者、管理者、生产者和参与者都是信息的接收者（信宿）。根据信息论的基本原理，人们只有对循环经济系统发展的即时状况进行充分的了解，才能通过反馈的方式对其做出决策，进而产生影响。由于循环经济系统的复杂性，决定了循环经济系统在其发展和完善的过程中，如果仍然以从事循环经济的研究者、决策者、管理者、生产者和参与者等做为信息的接收者（信宿）的话，那么，信息的来源则很多，可以来自自然、社会、经济子系统，也可以来自循环型生产系统、流通服务系统、消费系统、社会系统、基础设施系统以及生态循环系统等，还可以来微观循环系统、中观循环系统和宏观循环系统。信源发出的信息的种类也很多，资源环境状况、能源供需情况、产品价格变动、经济增长、社会进步等各项指标都能成为反映循环经济系统运行状况的重要信息。循环经济系统的信息获取，可以通过观察、调查、查询、监测、数据统计等多种手段。对获取的信息进行分析，也可以采用多种方法,归纳法、对比法、统计法、评价法等，在这里我们重点介绍其中的一种方法——指标评价法。为了便于对复杂的循环经济系统的错综复杂的信息进行科学的、综合的分析、处理，我们可将这些复杂的信息抽象成为一个综合反映循环经济发展状况和发展趋势的指标体系。所谓循环经济评价指标体系是对一定时期内循环经济系统各层次、各环节的发展水平和发展趋势进行全面、系统地测定和计量，并进行综合评价的一系列指标的总称。依据循环经济的内涵和目标，我们构建了循环经济评价指标体系，包括目标层、准责层、指标层3个层次。目标层：循环经济综合评价指数是我们通过测算所要得到的最终结果，这一结果横向可与其他国家（地区）进行同期比较，纵向可与本地不同时期进行比较，通过比较可以反映循环经济系统整体发展水平和发展趋势。总指数的计量来源于准责层的6个子模块。准责层：由6个子模块构成。经济增长指数用于评价系统的经济发展水平和趋势；科技进步指数用于评价系统的社会进步、科技进步状况；资源消耗指数用于评价系统中资源消耗的水平和趋势；废弃物排放指数用于评价系统废弃物排放的水平和趋势；资源利用效率指数用于评价系统资源利用效率水平；循环利用指数用于评价系统中资源循环利用的水平和趋势。6个子模块指数的计量分别来源于指标层相对应的指标。指标层：有36个指标。①经济增长指数包括13个指标。其中：国内生产总值增长率、人均国内生产总值、工业总产值、财政收入、进出口商品总额，反映综合经济发展规模和增长水平；资源密集型产业产值比重减少率、高新技术产业产值比重、第三产业占GDP比重、静脉产业占GDP比重增长率、资源密集型产品净出口比重，反映经济结构水平和趋势；全员劳动生产率、万元投资回报率、固定资产产值率，反映经济效益水平和趋势。②科技进步指数包括7个指标：科技进步贡献率、科技费占GDP比重、绿色技术占新技术比重、有毒有害产品淘汰率、有毒有害原料淘汰率、落后工艺技术设备淘汰率、绿色能源使用比率。③资源消耗指数包括5个指标：万元GDP能源终端消费量减少率、万元GDP消耗不可再生资源减少率、万元GDP耗水量减少率、万元GDP占用土地减少率、产品物料流失（损失）量减少率。④废弃物排放指数包括4个指标：单位GDP废气排放量减少率、单位GDP废水排放量减少率、单位GDP工业固体废弃物排放量减少率、单位GDP城市生活垃圾排放量减少率。⑤资源利用效率指数包括2个指标：能源利用率、原材料利用率。⑥循环利用指数包括5个指标：污水处理率、废水循环利用率、工业固体废弃物循环利用率、包装物回收利用率、城市生活垃圾分类处理率。[11]
（三）循环经济系统的控制
循环经济系统的控制就是按照经济、社会、生态效益最大化的整体目标，以获取的信息为基础，不断调控系统内部不利于系统整体优化的组分，通过注入有利于资源节约、环境保护、生态修复、协调发展等方面的负反馈信息，推进自然资源的梯级循环利用，增加系统中的负熵流，使经济发展在自然生态系统的承载能力和弹性恢复能力的限度之内，保证经济、社会、自然生态系统之间的动态平衡，实现系统的可持续发展。循环经济系统的控制应该是全方位、多角度的。信息显示的系统发展中存在的任何不利于系统整体优化的因素，都应成为系统调控的对象。比如：针对认识问题，应通过广泛的宣传教育，使公众认识到，发展循环经济不仅是物质流动形式的转变，更是一场经济运行方式的革命和人类生存方式的巨大变革；全社会要坚持科学发展观，倡导并确立有利于循环经济发展的价值观；企业要树立绿色生产、清洁生产观；公众要树立绿色消费和适度消费观等。针对管理问题，应成立专门的领导和管理机构，成立以各级党政主要领导任组长,计委、经委、财政、城建、规划、环保、水利、绿化等部门负责人参加的各级循环经济系统发展协调领导小组，对循环经济系统发展工作实施统一领导和布署；领导小组下设办公室，由上述部门组成，负责日常组织协调工作；要用超前性理念和系统工程思想，制定循环经济系统发展总体规划、专门规划和分阶段、分步骤实施规划等。循环经济系统的控制应该依靠制度创新。根据系统信息显示的现有的制度体系中存在着不利于系统发展的制度障碍，如：自然资源和环境成本的使用价格过低，成本外部化，形成系统发展的成本障碍；价格形成机制不科学，构成系统发展的价格障碍；法律法规建设滞后，循环经济法律法规较缺乏，不能满足系统发展的需要；相关政策支持不利，以市场机制为基础的政策较少且效率不高，对系统发展的激励作用不够等。循环经济系统应该通过制度创新，注入负反馈信息，消除系统发展的制度障碍。
①实现环境成本内部化。逐步取消自然资源开发利用补贴制度,使资源价格反映其真实的生态学、经济学价值。对环境容量等共有财产使用者征收高税费，提高生产和消费环节的排污和废弃成本，促使环境成本内部化,解决循环型生产环节的成本障碍。②建立基于资源全部成本的完全价格体制。该体制不可能通过市场自发建立,需政府有规划的组织生态学家、经济学家对资源价值进行货币化评估,计算出其真实价值,并以税收形式计入产品或服务的市场价格,通过市场机制和价值规律消除循环经济发展的价格障碍。③健全循环经济法律体系。以《循环经济促进法》为框架法，以《资源有效利用促进法》为基本法，包括《绿色消费法》、《包装物再生利用法》、《家电再生利用法》、《食品再生利用法》、《建材再生利用法》、《汽车再生利用法》、《节能法》、《废弃物处理法》及相关子法。制定城市垃圾处理、水和大气污染治理的监管条例，将责任主体和监管部门的行为置于法律规范之下。制定可持续发展认证体系，产品质量标准体系、环境标志和标准体系等。④完善循环经济激励政策。征收资源税，实现资源有偿使用，限制不可再生资源的开采和使用、限制资源型产品出口；征收废弃物处理费、垃圾填埋和焚烧税，推动垃圾分类处理，促进其减量化、资源化；以废弃物为原料的企业，可获相关废弃物处理费的补偿；对环境有害的技术和产品，在销售环节加征环境附加费，使其在成本效益选择中更乐于采用洁净技术、生产洁净产品；将循环技术纳入科技创新体系，在风险投资基金中划出一定比例支持循环型技术研发；对循环经济项目，给予财政补贴、贷款担保与贴息、低息贷款、优先贷款、延长信贷周期、减免税收或税前还贷等支持；通过倾斜的产业政策，支持其到资本市场融资；对清洁汽车、能源及获环境标志和能源效率标志的产品，减征消费税；对原污染型生产设施，折旧率可以提高到30%以上等。⑤健全循环经济保障制度。包括有利于循环经济的资源、产权、市场和产业等经济制度；循环经济核算、会计、审计、生产、消费、贸易、包装和回收等规范制度；有利于循环经济的财政、金融、税收和投资等激励制度。
总之，要考虑资源环境成本，通过价格、税收等经济杠杆的调节作用，使资源环境价值纳入生产和消费成本，引导人们通过成本——效益核算，选择资源节约型、环境友好型的生产和消费方式。[12]循环经济系统的控制应该借助物质流分析法。循环经济的系统控制要求在一定自然资源投入的情况下，使总产出最大化，使排出废弃物最小化，使资源环境影响最低化。因此，有必要借助物质流分析法。物质流分析(MaterialsFlowAnalysis，简称为MFA)是指在一定时空范围内，用物理的重量单位(通常用t)对特定系统中物质流动和贮存的系统性分析。主要涉及的是物质流动的源、路径及汇。根据质量守恒定律，物质流分析的结果总是能通过其所有的输入、贮存及输出过程来达到最终的物质平衡。[13](P368)物质流分析的基础是对物质的投入和产出进行量化分析，建立物质投入和产出的账户，以便进行以物质流为基础的优化管理。它主要衡量的是系统的物质投入、产出和物质利用效率，确定物质在系统流动路径的影响因素，并为系统内的物质流动路径和模式的调控提供定量基础。通过物质流分析，可以控制有毒有害物质的投入和流向，分析物质流的使用总量和使用强度，为环境政策提供了新的方法和视角。物质流分析的基本观点是，人类活动所产生的环境影响在很大程度上取决于进入经济社会系统的自然资源和物质的数量与质量，以及从经济社会系统排入环境的废弃物的数量与质量。前者产生对环境的扰动，引起资源的耗竭和环境的退化；后者则引起环境的污染。物质流分析从实物的质量出发，通过追踪人类对自然资源和物质的开发、利用及遗弃过程，研究可持续发展问题，即通过对自然资源和物质的开采、生产、转移、分配、消耗、循环、废弃等过程的分析，揭示物质在系统内的流动特征和转化效率，找出环境压力的直接来源，作为系统发展的可持续性指标，进而提出相应的减少环境压力的解决方案，为系统可持续发展目标的制定提供科学依据。[14](P60-64)
（四)循环经济系统的自组织
循环经济系统作为非线性、非平衡态的复杂系统，其演化必然要遵循自组织原则。循环经济系统内部各子系统之间、各产业、各企业、各个社会基本单元之间，互相联系、相互作用，协同合作，从而使系统内部组织和结构，经历从简单到复杂、从相对分离到互相依赖、从封闭到开放、从无序到混沌到突变再到有序的演化过程。循环经济之所以能够保持经济、社会、生态的可持续发展，最根本的原因就是由于系统内部经过有效地演进和互动过程，使系统整体产生了特有的新质，释放出新的倍增的能量，具有自觉适应环境而不断自我更新和自我发展的功能机制。所以，循环经济在人类社会化生产中表现出勃勃生机。循环经济要求系统内部通过自组织，形成包含串联耦合和并联耦合的物质循环系统。由于现行经济运行体系是按产品流向构造的，即具有前向、后向关联的产品之间构成产业链和产品链；而缺少按物质流向构造的循环链，即上游产品、企业、产业的废料，成为下游产品、企业、产业的原料……。因此，循环经济系统要正常运行，就必须通过自组织，建立包含串联耦合和并联耦合的物质循环系统。串联耦合是指甲企业的产出成为乙企业的投入；而乙企业的产出成为丙企业的投入；最后，丙企业的产出又成为甲企业的投入。并联耦合则是指一个企业要输入多个企业的产品，又要把本企业的产品输往多个其他企业，这样就形成了一个并联回路。循环经济要求不仅在企业产品方面，而且在废弃物利用方面，在企业之间实现交叉输配的串联回路和并联回路，最终形成多重耦合的物质代谢网状结构。产品输出串联企业越多，生产效率越低；而废弃物输出串联企业越多，资源利用效率越高。
环境科学研究范文6
关键词：环境科学；拔尖人才；实践教学；保障体系
国内高校对高水平大学中的实践教学已形成了共识：认为实践教学是培养高素质创新人才的基础，必须贯穿人才培养全过程，必须紧跟科技前沿和社会进展。但高校实践性教学环节尤其是实践教学保障体系建设相对薄弱，将直接影响着实践教学的质量，因此构建一个完备的实践教学保障体系是实现高等学校实践教学的重要保障，也是高校加强实践教学的重中之重[1]。同济大学“复合型创新性环境科学专业拔尖人才培养模式创新实验区”（以下简称环境科学创新实验区）的建设对实践教学提出了更高的要求，确立了实践教学保障体系，这对进一步构建和深化适合于环境科学创新实验区人才培养目标一致的“理工融合、工程实践、科学研究和国际化视野”四元耦合的实践教学体系具有十分重要的作用[2]。
一、建设思路及目标
1.建设思路。以环境科学创新区实践教学体系为指导，整合和发掘学科优势资源、科研资源和社会资源等对实践教学的贡献，集聚教授、骨干教师和博士生等在实践教学中的作用为具体行动，发挥实践教学的管理效能等构建实践教学保障体系，对环境科学创新区实践教学的提高与突破性发展奠定基础[3]。2.建设目标。以教授班主任为引领，建设一批研究领域广泛、学术水平高的专兼职实践教学师资队伍，整合和集聚优秀学科资源、科研资源和优质社会资源，创立一批科技创新和工程实践教学基地[4]，通过校际联动、校企协同、校政合作，构架国内外联合实践教学平台，研究探索实践教学激励机制、经费保障机制，确保实现实践教学质量实现质的飞跃，使学生的工程实践能力和创新能力得到全面提高。
二、建设主要内容
1.建设一批研究领域广泛、学术水平高的专兼职实践教学师资队伍。（1）建立了一批德才兼备、修养深厚的优秀教授班主任队伍，环境科学创新区秉承本专业创立以来的“教授班主任”机制，教授班主任除了承担班主任日常工作外，还必须直接参加和指导实践教学中来，组织并带领学生一起进行中国生态调查及海外国际实习等实践教学活动。目前环境科学系已有包括环境科学系系主任在内的16位教授担任过环境科学创新区班主任，为实践教学活动的顺利开展提供了极其重要的保障[5]。（2）培养了一批实践教学能力强、肯吃苦耐劳的实践教学指导教师，高素质的实践教学教师是保证实践教学质量的关键，而专职实践教师队伍建设是提高实践教学效果的重要保障[3]，目前已拥有一支学术水平高、实践教学经验丰富、团结奋斗、爱岗敬业的专职教师。（3）聘请了一支经验丰富、勇于创新的校外兼职实践教学指导教师，聘请有经验的高级技术人员，来校介绍行业或专业最新的生产工艺、技术水平、设备装置和发展趋势，拓宽实践教师和学生的知识视野[5]；在工厂企业实习期间，聘请素质优良、实践能力强的基地指导教师，提高学生的实践能力。（4）构建了研究领域广泛、学术水平高的科技创新实践教学的专业导师群，将环境学院尤其是环境科学专业研究领域相近的教授组合成研究方向迥异的导师群，构建了以教授为主体的“学科内有效互动、学科间交叉互补”的理工融合的专业导师库，以满足环境科学创新区创新实践教学的需要。目前，建成的导师库中导师已有55人，师生比高达2∶1，学生可以根据自己的兴趣爱好、导师的研究方向有目的地选择导师，开展科技创新实践教学。（5）吸收了一批业务能力强、志愿服务的研究生作为实践教学辅助指导教师，为了保障海外国际实践教学的顺利开展，聘请了业务能力强、志愿服务的博士生作为实践教学的辅助指导教师，负责学生实践团队的后勤及安全保障。保证了实践教学队伍的稳定性、先进性和可持续性[6]。2.集聚了优秀学科资源和优质社会资源，建立了一批科技创新和工程实践教学基地。（1）整合优势学科资源，建立了一批科技创新的实践教学基地。目前，整合了联合国环境规划署同济大学可持续发展学院、污染控制与资源化研究国家重点实验室、教育部长江水环境重点实验室、环境科学与工程国家实验教学示范中心等一批有影响力的科研与教学平台资源以及教授实验室研究基地等多达32个，这些基地具有研究内容多、选择面宽等特点，是学生进行创新能力培养的重要场所。（2）集聚优质社会资源，建设了一批校企合作的工程实践教学基地。我们紧紧依托上海市污水处理厂、垃圾焚烧厂、废弃物资源化处理企业等建立了校企共建集中式实践教学基地，并将其放在实习基地建设的首位；充分利用学院科研资源建立非集中式的实习基地是值得探索的一种有效的实习基地建设形式。3.推进校际联动、校企协同、校政合作，实现国内外联合实践教学平台。校际联动、校企协同、校政合作模式是高等学校实践教学应对新时期和新形势下教学改革与发展的重要思路[7]。在校际联动校政合作实践教学中，我们联合安徽大学、浙江农林大学、地方环保局及水务局等开展国内实践教学，国外以东京大学、肯尼亚大学为代表的国际一流大学开展了暑期实践教学，形成了特色鲜明的合作模式，积极推动了实践教学的发展[8]。4.推行激励机制、制定有效的运行和管理机制。学校对实践教学队伍建设制定了一系列规章制度，保障实践教学工作的有序高效开展。学院对实践教师工作业绩、成效等进行评价，推荐申报学院各类实践教学优秀指导教师奖，并引导激励专职实践教学人员和骨干教师投入到实践教学改革中来，对建设一支稳定、爱岗敬业的高水平实践教学师资队伍起到了保障作用。对实践教学中表现突出有学术成果的学生申报学院创新类或实践类奖学金。实践教学的经费保障是实践教学保障体系建立的必要举措。环境科学创新实验区实践教学中，工程实践教学经费主要来自于学校的教学经费；在海外国际实践中，来自于学校外办、联合国环境规划署同济大学可持续发展学院的大力；科技创新实践教学中，得到了导师的大力支持，保障了实践教学的顺利进行。
三、结论
同济大学环境科学创新区积极探索与实践了适合于环境科学创新区实践教学体系的教学保障体系，保障实践教学的进一步提升和突破性发展，有力地推动和促进了复合型创新性环境科学拔尖人才的培养，为国内高校环境科学专业实践教学保障体系的构建提供借鉴和帮助。
参考文献：
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