实现循环经济，必须遵循客观规律。客观规律是独立于我们主观世界、不以人的意志为转移的客观必然性。生态系统是独立于人类存在的客观世界，我们必须认识生态系统，按生态系统良性循环的客观规律确定工作重点，制定方针、措施，才能实现循环经济。
越来越多的考古证据表明，中国古代楼兰古国和美洲玛雅文明的消亡都是经济社会发展超过了当地的生态承载力，破坏了生态系统的良性循环而造成的。与此相反，我亲历澳大利亚西部珀斯地区，看到了在类似的自然条件下，在生态系统承载力限度内有限地开发，实现人与沙漠共处的可持续发展。
第一节 什么是生态系统
作为一门科学的基本概念，生态系统是应该有其确切定义，而不是由人们随意解释的。
生态系统概念的由来
1866年德国的海克尔在《自然创造史》一书中最先提出生态学一词。1895年丹麦的瓦尔明以德文出版了《植物生态地理学为基础的植物分布学》专著。1909年，该书评成英文，更名为《植物生态学》。它是世界上第一部划时代的生态学著作，至今还不到一个世纪。
1935年英国的坦斯莱首先正式使用“生态系统”这个词，他把生物与其有机和无机环境定义为生态系统。早在职923年，他就出版了《实用植物生态学》一书，这也是最接近现代生态系统概念的著作。
什么是生态系统
综合国外学者和联合国有关机构对生态系统多次做出的定义，生态系统似应理解为“人与其他生物及其所处有机与无机环境所构成的系统”，生态系统应该有明确的边界，系统内在通过资源循环达到动平衡的前提下发展。生态学研究系统内各因素的关系，同时也研究系统与外界的物质、能量和信息交流的关系。
阳光、大气、水、土壤和矿物资源构成了人类生存的自然环境。为了深入分析环境问题，人们又建立了生态系统的概念。所谓“系统”就是指边界确定以后，由互相关联、互相制约、互相作用和互相转换的组分构成的具有某种特定功能的总体。生态系统的组成可以分6种组合，其内容如下：
1、无机物：包括氧、二氧化碳和各种无机盐类等。
2、有机物：包括以糖、脂肪、蛋白质组织的各类化合物。
3、太阳辐射能：包括形成的日照、大气环流和降雨等。
4、生产因子：指能进行光合作用的各种绿色植物、藻类和细菌。
5、消费因子：指以其他生物为食物的各种动物。
6、还原因子：指分解动植物遗体、排泄物和各种有机物的真菌、细菌、原生动物和食腐类动物，还原为基本元素。
对生态系统进行分析要用多学科综合知识，但从方法上来讲，主要是数学，其中最重要的是统计学、矩阵理论、非线性理论和模型与模拟理论。其研究的内容是生态系统的保护、利用和控制，生态系统的退化和修复，全球性的生态问题及生态系统的可持续发展。
生态系统的初始概念——食物链
在生态系统中，一种生物以另一种生物为食，彼此形成一个以食物供给连接起来的锁链关系，生态学上称为食物链。由于一种消费者往往不只吃一种食物，而同一种食物也可以被不同的消费者所吃，因此，各食物链之间又相互交错构成更复杂的网状结构，叫食物网。
在生态系统中通过食物链实现能量流动、物质循环和信息传递进行资源循环。如在淡水生态系统中蛋白质等营养物质滋生水草，小虾吃水草，小鱼又吃小虾，大鱼再吃小鱼，大鱼死后被细菌分解成营养物质又滋生水草。这就是通过食物链进行资源循环的典型例子。如果我们把鱼虾捕光，水草就会大量滋生，从而破坏了原有的循环和各种资源的动态平衡。
食物链上每一个环节代表一个营养级，位于同一营养级上的生物是通过相同的步骤，从前一营养级的生物获得食物和能量的。但每一营养级生物只能利用前一营养级能量的10%左右，所以最短的营养级包括两级，最长的通常也不超过5~6级。食物链愈短，距食物链的起点愈近，生物可利用的能量就愈多。
处于食物链起点（第一营养级）的生物群落的生物个体数量比高一营养级的生物数量多，最高营养级的生物，其个体数量最少，即基数（第一营养级）最大，然后呈金字塔形逐级递减，最后一级最小。这种现象称为生态学金字塔。由于研究的对象不同，生态学金字塔又分为：
1、数量金字塔。以第一营养级的生物个体数目表示，通常呈底部大、顶部小的正金字塔形。
2、生物量金字塔。以生物干重来表示，每一个营养级中生物物质总量绝大多数呈正向金字塔形。
3、能量金字塔。以进入各营养级的总能量来表示，这样的方法最能保持准确的正向金字塔形。
正是由于生态系统中各生物种群之间存在着这种食物链的关系，才能有效地控制生态系统中各生物种群的数量，即控制自然界的生态平衡。如果某个环节的生物减少或消失，势必会导致以它为食的生物种群数量锐减，而为它所食的生物种群数量肯定会大增。这样，生物界原有的平衡规律就会被破坏。例如，我国20世纪50年代曾将麻雀视为农业害鸟，大量捕杀。殊不知麻雀每年吃掉的农业害虫，要比它们吃掉的粮食多得多，结果因麻雀大量减少而发生了严重的虫害，粮食反而大面积减产。这正是没有研究食物链，不遵照自然规律办事所带来的后果。近年来，人们认识到了化学物质对环境的污染，因而在许多方面试图利用生物方法来解决问题，例如，引入一个新的天敌生物物种来消灭害虫等。但如果事先不对食物链进行仔细研究，盲目引进，结果可能会适得其反。
澳大利亚是一个孤立的大陆，是一个比较典型的巨大生态系统。在欧洲人到达澳大利亚之前，世界上的许多物种在那里都是不存在的，欧洲人有意或无意引入的物种一度破坏了澳大利亚生态系统的平衡。
人们熟知的例子是兔子。澳大利亚本没有兔子，1859年，12只欧洲野兔被带到澳大利亚。由于这里没有鹰等天敌，却有易于做窝的茂盛的草原、松软的土质，很快造成兔子恶性繁殖，在100年内达到75亿只，即平均1公顷草原上有17只兔子，大约1亩地1只，严重地破坏了生态平衡。而且10只兔子可吃掉1只羊所需的牧草，75亿只兔子就吃掉了7.5亿只羊的牧草，兔羊争草，严重地影响了当时澳大利亚赖以生存的畜牧业。后来，澳大利亚不得不用筑墙、捕捉，甚至动用空军投毒的办法来解决“兔子问题”。当时投毒会严重地影响草原生态，于是又想到了引入天敌—狐狸的办法。
澳大利亚原来也没有狐狸，在19世纪80年代兔子成灾后，作为兔子的天敌而被大批量引入。到了20世纪初，因为没有天敌和适于繁殖，狐狸数量也迅速增加。由于狐狸繁殖速度低，不仅未能克制兔子的急剧增加，反而再次打破了原有的生态系统平衡。狐狸使20种澳大利亚动物来绝、43种濒危，于是澳大利亚又开展了消灭狐狸的运动。
本章最后提到的肯尼亚维多利亚湖水葫芦的例子和澳大利亚的兔子、狐狸的例子说明，包括物种资源在内的所有自然资源，人类可以改变，但正如恩格斯所说：我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。每一次胜利，在第一步都确实取得了我们预期的结果，但是在第二步和第三步却有了完全不同的、出乎预料的影响，常常把第一个结果又取消了。美索不达米亚、希腊、小亚细亚以及其他当地的居民，为了想得到耕地，把树都砍完了，但是他们做梦也想不到，这些地方今天竟因此成为荒芜不毛之地。
第二节 水生态系统
为了更进一步阐述生态的概念，我们以水生态系统来加以说明。地球上的生态系统主要分陆地生态系统和海洋生态系统。我们目前主要研究陆地生态系统。陆地生态系统存在的基础是淡水，有水才有有机物，才能构成生态系统，生态系统所必须的水就是生态水，“生态水就是生命水，有水就有绿洲，有绿洲才有人，才能推进开发。”目前，国际上的共识是大范围的复合生态系统，最合理的划分办法是以河流的流域来划分，或者说是以水来划分。
水生态系统良性循环的标志是地下水位不降低。只有这样才能保证河流不断流、湖泊不萎缩、湿地不干涸、植被不枯萎。
一、水生态系统的概念
水生生物群落与水环境构成的生态系统称为水生态系统，它又可分淡水生态系统和海洋生态系统。
淡水生态系统，一般简称为水生态系统，是指一定淡水域内所有生物群落与该水环境相互作用，并通过物质、信息和能量流动循环共同构成的具有一定结构与功能的统一体。按照这一观点，小至一个山间小河、一片湿地，大至湖泊、水库、江河等，都可以看作一个淡水生态系统。
一个生态系统中生物的种类虽然多样，数量尽管巨大，但都可按其在生态系统中的功能，归纳为三大类，即生产因子、消费因子和还原因子，或称为生产者、消费者和分解者。
水生态系统中的生产者是指水中具有叶绿素的藻类和水生维管植物（包括蕨类、裸子和被子植物）。它们依靠体内叶绿素的特殊功能进行光合作用，制造有机物，不仅能养活自己，而且还为其他生物提供食物。同时，它们将太阳能转变为食物潜能，为系统中一切生命活动提供能量来源。水中的所有水生动物总称为消费者。这类生物自己不能制造有机物，靠吞食其他生物获得食物和能量来维持生命活动。它们按食性和取得食物的先后次序分为若干等级。
直接以浮游植物、水草为食的消费者叫草食性动物，如浮游动物、鲢鱼、草鱼等；而以草食性动物为食的消费者，叫肉食性动物，如鳙鱼；以浮游动物和鱼类为食的肉食性鱼类，叫一级肉食动物或二级消费者。
在水生生态系统中，主要食物链有两条：一是牧食性食物链，从绿色植物——草食动物——肉食动物，如藻类——甲壳类——鲦鱼——青鲈；二是碎屑性食物链，从死亡之有机物到分解者，然后到碎屑食性动物和它们的捕食者，如有机物碎屑（水草枝、叶碎屑）——微生物（细菌、真菌）——浮游动物——鱼类——凶猛鱼类。
分解者主要由细菌、真菌等微生物组成，专门将有机物质分解成无机物质。由于微生物具有种类多，个体小、数量大、繁殖快、分布广及代谢强度很高等特点，故它们在有机物质矿化过程中，起着特别重要的作用。水中的生产者和消费者的排泄物、尸体、残骸等都是这类生物作用的对象。通过它们的作用将各类有机物分解为无机物，归还环境，供生产者重新利用，实现物质循环。因此，分解者在整个生态系统中的地位是非常重要的。
此外，非生物的自然环境因素，如阳光、水、土壤和空气等，它们为系统中的生物提供能量、营养物质和生活空间，因而也是水生态系统的必要组成成分。
二、水生态系统的功能
生态系统中的循环既是其主要功能，又不其基本规律，如水循环、氧循环和硫循环等，水循环是其中较为重要的循环之一。
水生态系统主要功能是生物生产力、能量流动、物质循环、信息传递和物种流动。
（一）生物生产力
生物生产力是指水生生态中生产和贮存有机物质的速率。天然水体，或人工经营水体，都在进行生物生产过程。生产过程的强度用水体生物生产力来量度。
水体生产过程可分为初级生产过程与次级生产过程，用初级生产量和次级生产量衡量。
初级生产量是指单位时间和空间内生产者通过光合作用生产的有机物质的数量。
在富氧水域中，生产者主要是各种藻类；而在厌氧水域，则光合细菌是主要生产者。在沿岸带和浅水区，水生高等植物也是主要的生产者之一。
初级生产是生态系统的能源基础，也是系统内能量流动和物质循环的基础。在初级生产过程中，太阳能不断地被转化为化学能，成为食物潜能。二氧化碳转化为碳水化合物需吸收约47万卡的太阳能。
生产者的初级生产速率，影响整个生态系统的活力。但生产速率又受系统的温度、光线、PH等物理、化学因素以及可利用的营养物质的种类和浓度的影响。初级生产过程是指消费者和分解者同化初级生产物的过程。它表现为动物和微生物的生长、繁殖和营养物质的贮存。在单位时间内由于动物和微生物的生长和繁殖而增加的生物量或所贮存的能量即为次级生产量。
在水体生物生产过程中，具有重大意义的次级生产量是细菌、浮游动物、两栖动物和鱼类的数量。
（二）能量流动
水生态系统生产者将大阳辐射中的一部分截获，经光合过程使其中一部分太阳能转换为化学能贮存在有机物中，这一部分能量称为食物潜能，它是水中一切生命活动所需要的来源。被生态系统截获的太阳能在系统内的流动符合热力学定律：能量既不能创造也不会消失，但可以从一种形式（如光能）转变成另一种形式（如热能），而总量保护不变。任何过程的能量利用效率都达不到100%，总有一些能量转变成热能而散失。水生态系统中能量流动是单向的，要保持系统的运转，就必须由太阳不停地补充能量。
水生态系统中各生物之间的能量传递是通过食物链进行的，能量流动的载体是食物。在能量沿食物链传递的过程中，大部分能量被生物用于各种生命活动而消耗，其中一部分最终以热能形式散失，一小部分能量被用以合成新的原生质，作为潜能贮存下来，能量传递的效率，可用食物链前后传递点的能量流之间的百分比来表示，这种比率通常称之为“生态效率”。据研究，太阳入射能转化为生产者能量的同化效率平均为0.4%，各营养级间的生态效率一般为10%左右。由此可见，在能量沿食物链传递过程中，每通过一个营养级，大约有80%~90%的能量损失。这主要是由于生物的呼吸损耗，以及动物对食料利用不完全。
（三）物质循环
自然界存在的100多种化学元素中有近40种元素是生物所需要的。这些元素构成物质，既贮存化学能，又是维系生命的基础。在生态系统中或生物圈中，它们总是按一定路线循环，即从环境到生物，然后又回到环境，这就是所谓的“生物地球化学循环”。水是生态系统中极为重要的物质，水循环自然是极其重要的循环，这将在第五章的水资源与循环经济中专门论述。
（四）信息传递
淡水生态系统内存在着各种信息传递系统，如营养信息、化学信息、物理信息和行为信息等。对水生生物来说，最为重要的是基因信息，像对人一样，每种生物都能制出基因图谱。系统依靠这些信息，实现系统自我调节，以保持系统的稳定和发展。但系统这种自我调节能力是有限度的，当外部压力超过所允许的限度时，就会破坏系统的平衡状态，甚至造成整个系统的崩溃。
人类活动造成生态系统平衡的破坏，在很多情况下是目前的人类知识所难以预见的，有时生态系统是十分脆弱的，因此，对生态系统变化的信息必须及时反馈。以我于2003年考察的日本北海道钏路川为例。这里有一条长不过百公里的小河，流域降雨量超过1000毫米。为了防洪，于20世纪70年代把中游3公里多河道截弯取直，增加了流速，缩短了河长。但是仅过了不到30年，就出现周边湿地干涸，树木长出，反过来使地下水位进一步降低，土地出现沙化的现象。现在，当地政府不得不斥巨资，用多种方法逐步恢复原河道。这一轻视生态系统平衡的实例给人以深刻的教训。
第三节 生态系统的基本规律
研究生态系统的目的在于认识和正确运用自然规律，正如恩格斯所说的：人类可以通过改变自然来使自然界为自己的目的服务，来支配自然界，但我们每走一步都要记住，人类统治自然界绝不是站在自然之外的，我们对自然界的全部统治力量就在于能够认识和正确地运用自然规律。在生态系统中，有生物与循环相互作用的规律、生物间相互依存的规律、物质循环与再生循环和生物同进化规律等，其中最核心的规律之一就是生态系统的动平衡规律。
一、自然生态系统平衡的规律
国际研究表明，近十几万年来地球上的自然生态系统是基本稳定的。冰川期过了，造山运动停止了，陆海格局基本稳定；大气温度、降雨量甚至大气环流和大洋暖流都基本稳定；就全球而言，森林、草原、湿地、半荒漠、荒漠和沙漠也基本稳定，这些自然状况就是几万年人类历史自然生态系统动态平衡的基础。正是由于自然生态系统没有发生剧烈变化——大扰动，人类才得以生存、繁衍和发展，因此自然生态系统内部的资源循环和动平衡是人类应该认识和正确运用的最基本的规律。
（一）自然生态系统平衡的特性
按系统论的分类，自然生态系统是一个非平衡态、超复杂的巨系统。
1、不是简单的算术平衡，而是超多元的、复变的函数平衡。因此，该系统具有自我调节能力。以塔里木河流域的森林子系统为例，不是有多少棵树的平衡，而是乔、灌、草复合森林系统的平衡。降雨少了，胡杨枯一些，红柳长一些，仍达到森林系统的平衡。降雨多了，又会恢复到原来的组合，体现了系统的自我调节能力。生态系统的调节能力使其良性循环得以形成。
2、不是瞬时的平衡，而是周期的平衡，因此具有自我修复能力。仍以塔里木河为例，这里年际雪山融水量和降雨量变化不小，但从30年的长周期来看变化是很小的，塔里木河自然生态系统甚至自然配置了“一千年不死，（死后）一千年不倒，（倒后）一千年不朽”的、得以在这样的气候条件下长存的胡杨。在向下游干枯的胡杨林输水后，枯萎了30年的胡杨竟发出了新绿，体现生态系统的自我修复能力。生态系统的自我修复能力是水生态系统良性循环的基本保证。
3、不是静平衡，而是动平衡，因此具有自我发展的能力。生态系统是一个微观非平衡态系统，或者说的变化，例如河流下游冲积平原的形成，但是作为流域自然生态系统有较大的承受能力（河大、冲沙多、冲积平原大、变化大，但流域生态系统大、承受能力大，仍处于总体平衡状态）。动平衡体现了系统的自我发展能力。
动平衡是自然生态系统通过良性循环得以持续和发展的基本规律。
（二）自然生态系统对平衡破坏的自我修复能力
生态系统之所以能保持生态的平衡，主要是由于内部具有自动调节的能力，或称自我修复能力。如对污染物质来说，自动调节能力就是环境的自净能力。当系统的某一部分出现机能异常时，就可能被其他部分的调节所抵消。生态系统的组成成分越多样，能量流动和物质循环的途径就越复杂，其调节能力也越强。相反，成分越单纯，结构越简单，其调节能力也越小。因为在任何生态系统中，作为生物生存的各种资源，在数量、质量、空间和时间上都是有限的，所以一个生态系统的调节能力再强，也是有一定限度的，超出了这个限度，调节就不再起作用，生态平衡就会遭到破坏。如果现代人类的活动使自然环境剧烈变化，或进入自然生态系统中的有害物质数量过多，超过自然系统的调节功能或生物与人类可以承受的程度，那就会破坏生态平衡，造成系统的恶性循环，使人类和生物受到损害。
生态平衡的破坏有自然原因，也有人为因素。自然原因主要指自然界发生的异常变化或自然界本来就存在的有害因素，如火山爆发、山崩海啸、水旱灾害、地震、流行病等自然灾害。人为因素主要指人类对自然资源的不合理利用，以及工农业生产发展带来的环境问题。
人类破坏生态平衡，造成恶性循环，其后果是严重的。比如，为了扩大耕地随意开荒、破坏植被；围湖造田、吸干沼泽导致湖泊萎缩；盲目兴建水库，使河流断流，并引发各种灾害，得不偿失；乱吹滥伐森林造成水土流失，土壤贫瘠，河流淤塞，雨量减少，地下水得不到补充等一系列连锁反应；任意向江河湖海排放废污水，倾倒废弃物，破坏水生生态系统，引起“水华”和“赤湖”，鱼虾绝迹，威胁人类健康。20世纪30年代传入我国的水葫芦（学名凤眼莲），虽为绿化水面、提供猪饲料做过贡献，但它的生长速度极快，短时间就形成单一群落，堵塞河道，影响鱼类生长，成为南方许多地方的灾难。这就是因为没有按生态学规律事先研究，随意引入物种所致。
二、生态系统蜕变的主要原因
当前自然生态系统严重蜕变的主要原因究竟是天灾，还是人祸呢？人祸、天灾二者兼而有之，在大部分地区是以人祸为主。
近十几万年来，地球上的自然生态系统基本上是在动平衡状态下发展的。这正是人类得以繁衍和发展的基本条件，否则，原始人是不可能在剧变的生态系统中持续发展的今天的。
史前原始人类和生态系统是依赖和微小干扰的关系。人类从自然界取得食物，又向自然界排泄废物，和动物没有太大区别，使生态系统的原始平衡和良性循环能够保持。大约1万年以前，人类开始了农业经济，浇草毁林，垦荒耕种，逐步向自然界过度索取，形成了大干扰，开始改变生态系统的原始平衡。在公元1年，地球上已经有2.5亿人，人类的农业生产活动已经达到了相当的规模。公元1750年的工业革命以后，人类的生产生活从农业经济发展为工业经济，机器的使用和煤与石油能源的开发使人类的生产力大大提高，掠夺和破坏自然界的能力也大大增强，造成环境污染，从而破坏了生态平衡，大自然开始向人类报复，人和自然的和谐关系宣告终结。1950年后逐渐发展的新技术革命，更增强了人类破坏自然界的能力，生态系统开始恶性循环，环境质量严重恶化，环境问题已经成为人类不能回避的当务之急。1970年以后，随着高科技的发展，人类逐渐认识到：不能沿着老路走下去，高科技使用不当会给生态系统带来灾难性的后果，人类必须和自然和解，通过保护生态系统来恢复生态平衡。
有一种看法认为现在将是新干旱周期的开始。从自然发展史来看，即使这种看法有道理，降水函数的规律也有两点是应该肯定的：首先，这是一个达几百年的长周期变化；其次，这个长周期函数是波浪式递减，而不可能在初始阶段直线下降。
对人祸的影响不能低估。温室气体大量排放所产生的温室效应，已被越来越多的承认。美国前总统克林顿和英国首相布莱尔都引用了美国世界观察研究所网站发表的数据：20世纪最热的6年都在最后10年中，20世纪气温的上升幅度是1万年来最高的，大约为1.5摄氏度（已经超过了统计平均值），而2010年的气温将比1990年高出6度。如果，则说明人祸将引起灾难性的后果。从1971年我在新疆当拖拉机到2001年前去考察，30年间两次去天山、天池，看到天池的面积减少了1/3以上，主要原因是过度开发和资源的滥用。
对于国外的预测也不能盲从，必须认真探讨。气温升高的直接后果是蒸发增加（包括海水），为什么反而干旱了呢？在2000年世界水论坛暨部长级会议上，我曾请教了8位国际专家，只有一位给出了答案：即蒸发总量确增加了，但降雨是大气环流的结果，因此雨更多地降到易于成雨的海面，所以形成了把淡水变海水的自然运动。这种说法还有英格兰及其近海1989-1999年的连续10年监测数据的支持。我认为这是迄今为止最合理的解释。
三、人工生态系统及其实例
所谓“人工生态系统”，从狭义上来说，就是人类模仿自然生态系统建造的、自持的、闭路循环的生态系统；从广义上来说，就是有人的地方出现的社会、经济、环境和生态的复合生态系统。迄今为止人类还没有造成真正自持的生态系统，所有“人工生态系统”都没有创造出全新的物种，都靠的是水和能源的输入，也就是说靠的是其他自然生态系统的蜕变。
既然至今人类还没有造出良性自持循环的生态系统，如何理解再造秀美山川呢？可以从三个方面来理解。
首先是恢复严重蜕变的自然生态系统的良性循环。如退耕还林、退牧还草、退田还湖、封山育林，从水量相对丰裕的其他生态系统适当调水等来补充失衡的资源。
其次是在己有的人类生存环境中尽可能提高资源利用率，实现资源循环的生态生产，如厉行节水和中水回用，千方百计降低生态成本，努力建造一个良性循环、准自持的人工生态系统。
最后，在未来，如果真正实现了生态型的第一、二、三产业生产，用基因工程造出了耐旱的新物种，能建设人工生态系统的，如在塔里木河流域内适当建人工绿洲是可行的。但是，保持其可持续的良性循环是十分艰巨的任务。
自然生态系统的资源配置不是不可改变的，人工可能，也没有必要回到森林中生活，人工生态建设不但是必要的，也是可行的，但是遵循如下的资源原则：
（一）可移动的资源
矿产能源和物种资源是可移动资源，可以跨系统调配，以丰补歉，应向塔里木河流域引入耐旱物种。
（二）半可移动资源
森林、草原和水是半可移动资源。森林和草原可以易地重植，水可以跨流域调配，但必须慎重，否则拆东墙补西墙，适得其反，但可向塔里木河流域内适当调水。
（三）不可移动资源
土地和旅游资源是不可移动资源，但土地可以置换，如荒地用于修水库，洪泛区用来种田，但是是有限度的。旅游资源中的自然遗产要永久保护，重建几乎是不可能的；人文遗产非万不得己也不能重建，因为它将大大降低旅游价值。对不可移动资源的重新配置要慎而又慎。
（四）开发可再生资源和富有资源
包括阳光和风在内的气候资源和海水这两种富有资源，则是应该大力重新配置为人类利用的。
生态就是自然界中各种自然资源之间的依存关系。生态研究的对象是自然资源系统中的平衡，而这种平衡表现为动态平衡。
“人定胜天”是人类发展史上的一个认识阶段，西方也不例外；而今天我国已经确定了可持续发展战略，这一战略的指导思想应该是“与自然和谐发展”。
人造生态系统有一个教训可以鉴证，这就是在科技最为发达的美国的生物圈二号实验。1991年，美国科学家进行了一个耗资巨大、规模空前的“生物圈二号”实验。所谓“生物圈二号”是一个巨大的封闭人造生态系统，位于美国荒凉的亚利桑那州，大约有两个足球场大小。从外观看，它是一个巨大的球体，这个封闭生态系统尽可能模拟自然生态，有土壤、水、空气与动植物，甚至还有小树林、小湖、小河和模拟海。1991年，8个人被送进“生物圈二号”，本来预期他们与世隔绝两年，可以靠吃自己生产的粮食，呼吸植物释放的氧气，饮用生态系统自然净化的水生存。但是，18个月之后，“生态圈二号”系统严重失去平衡：氧气农度从21%降到14%，不足以维持研究人员的生命，补充输氧也无济于事；原有的25种小动物，19种灭绝；为植物传播花粉的昆虫全部死亡，植物也无法繁殖。
事后的研究发现：细菌在分解土壤中大量的有机质的过程中，耗费了大量的氧气，首先失去了氧平衡，而细菌所释放出的二氧化碳经过化学作用，被“生物圈二号”的混凝土墙吸收，又打破了循环。
“生物圈二号”计划设计得巧夺天工，结果却是一败涂地，说明人类对生态系统的知识还实在太少，不足以建立哪怕是实验的“人造生态系统”。其后，美国科学家总结经验，继续了这一实验，但直至2000年我到亚利桑那州时仍没有取得突破性的进民展，至今还没有见到成功的报道。
四、生态系统动平衡的特点
从可持续发展的角度来看，应有如下的生态观点：
（一）维护生态平衡
人类发展的历史表明，应该维护生态平衡，可持续发展也要求维护生态平衡。实践证明，对于现有生态平衡的强扰动、强冲击、大改变、大破坏，只可能带来暂时的经济利益，而不利于可持续发展。
（二）生态学及其理论的不完整性
同物理学、化学等传统学科相比，生态学还是一门在21世纪才兴起的、很不完善的学科。生态学的基本理论是生态平衡。然而，对于一个地区，其生态平衡究竟在何处？各种自然资源应该如何分布？这都是生态学尚不能解决的问题。
（三）生态系统变化的不可逆性
生态系统是非平衡态、超复杂的巨系统，它的变化是一个十分复杂的过程，是不可逆的，这已经被科学理论和人类实践所证明。因此，生态平衡和良性循环只能尽可能照原样重建，而不可能像化学反应一样逆向恢复。这一方面说明生态平衡基本恢复的可能性，另一方面也说明生态平衡被破坏的严重性。目前，约定俗成地称“生态系统恢复”也是可以的，达到了提倡生态建设的目的，因此本书中也使用“生态恢复”这个词。
（四）对生态系统定量分析的必要性
为了进一步认识生态系统，当务之急是生态系统分析的定量化。联合国有关方面为此做出巨大的努力，如确定地表水资源折合径流深150毫米为生态缺水的下限、对于1万平方公里以上的大区域，25%~50%为适宜的森林覆盖率等等。当然，这些都是统计分析得出的经验范围，不是理论计算值，但是，这是从世界各地几百以至上千案例中得出的，毕竟为我们研究生态系统提供了必要的参照。
五、生态系统动平衡的维护观
所谓生态系统动平衡的维护观，一是指人类发展要尽可能维护现有生态平衡状况，保持良性循环，如利用水资源的同时，要保证生态用水等等。二是尽可能减少对生态平衡的大破坏，不要对平衡产生强扰动，造成良性循环的破坏。如大型水利工程确有必要修建，应经过全面论证，从而使未来影响不明的情况下，将不利的生态影响减到最小。
第四节 生态经济学
在一定意义上，“生态经济”可以说是循环经济的别外，但是两者之间也有一定的差异，所以在这里比较详细地介绍生态经济学，将对深入理解循环经济理念有所帮助。
在人类生态及生产活动与自然系统之间，始终存在着一种相互依赖、相互制约和相互作用的关系，也就是说，在人类改造和利用自然生态系统的同时，自然生态系统也在反作用于人类。因此，如何保持社会经济与自然生态的协调发展，提高人类生存环境的质量，已成为人类当前面临的迫切任务。生态经济学就是在此条件下出现的一门新兴学科。
一、什么是生态经济学
生态经济学是研究由经济和生态两个子系统耦合而成的经济生态复合系统的结构、功能及其客观规律性的学科。生态系统中有生产者（植物）、消费者（动物）和还原者（微生物）。传统工业经济系统中有生产者和消费者，但惟独没有还原者，显然不是生态型的系统，没有构成循环，因此是不可持续发展的。
生态经济学着重从人口、资源、环境的整体作用上，探索社会物质生产所依赖的社会经济系统与自然生态系统的相互关系，其中包括发展经济和保护环境的相互关系、利用自然资源和维护生态平衡的相互关系，以及生产活动的社会经济效益和环境生态效益的相互关系。生态经济学的研究目的是通过对上述各种关系的研究，把握其中的客观规律性，建立经济系统中的还原因子，构成循环，从而指导社会经济在生态平衡的基础上，实现可持续发展。
二、生态经济学的由来
最早提出生态经济学概念的是美国经济学家K·波尔丁在20世纪60年代末提出的“宇宙飞船理论”。这种理论把地球比做太空之中的一只小飞船，推断人口及经济的迅速增长终将耗尽飞船有限的资源，排出的各种废弃物也将充斥飞船的内舱，其后果是飞船因内耗毁灭。在这种思想指导下，各种对策相继出现，其中有著名的罗马俱乐部的“零增长理论”、戴利的“稳态经济理论”、库普斯的“资源高价理论”和“消费限制理论”、柯尔姆的“环境使用税理论”，以及托宾等人的“福利经济指标体系理论”等。
同时也有另一种观点认为，生态平衡固然需要，但经济示增长更为重要。应该首先保证经济增长以及增长的条件，只有这样，维护和恢复生态平衡才有资金和技术上的保证。强求生态平衡而放弃经济增长，势必影响投资和就业，从而危及人们的生活。而且，只要经济能增长，某些资源即使一时短缺也不足为奇，增长所带来的技术进步将推动代用资源的出现。正是持续的经济增长和生活水平的提高，才促使人们关心起人类生存的环境问题，从而对生态平衡不断提出更高的要求。
这种以发展求平衡观点是有一定道理的，但在后来提出的生态经济学中也没有得到解决。
这种研究最早可追溯到18世纪末的马尔萨斯的《人口原理》，以及“土地肥力递减律”。马尔萨斯反驳了亚当·斯密提出的“一国繁荣最明显的标志就是居民人数的增加”的理论，被西方称为没有提出“生态经济学”概念的最早的生态经济学家。20世纪60年代后期，美国经济学家K·波尔丁发表了《一门科学——生态经济学》一文，提出了作为一门学科的生态经济学。1972年，英国生态学家哥尔德·史密斯出版了生态经济学名著——《生存的蓝图》。同年，“罗马俱乐部”出版了研究总报告《增长的极限》，在世界上引起了很大反响。1976年，日本坂本藤良出版了《生态经济学》一书，它是世界上第一部内容较为完整的生态经济专著。
三、生态经济学的特点
生态经济学具有学科综合性、区域特殊性和长远战略性的特征。
（一）学科综合性
生态经济学的特点，首先是它的学科综合性。生态经济学除了经济学和生态学这两大基本组成部分外，它还与生物学、气象学、土壤学、水文学、数学、地理学、地貌学、政治经济学和技术经济学等学科有着普遍的联系。生态经济学理论体系的形成，反映了当今自然科学和社会科学多学科综合研究的趋势。
（二）区域特殊性
比传统经济学更强的区域特殊性也是生态经济学的特点。不同的自然条件与经济的发展有着十分密切的关系，由此决定了生态经济有明显的地区差异性。对一个国家来说，就是要以自己的国情为依据来研究生态与经济的关系。
（三）长远战略性
长远战略性是生态经济的另一个特点。生态经济学所研究的人口控制、资源保护、污染防治等，都是具有战略意义的重大问题，不仅考虑近期的经济效益，更要考虑长期的生态平衡效益，从资源配置的代际均衡着想。
四、循环经济学与生态经济学
循环经济学目前尚没有权威的专著，本书中循环经济学对生态经济学的发展及与其之不同的在于：
（一）突出用系统论分析生态系统
本书与传统生态经济学不同，认为系统论与生态学是循环经济学的两大支撑。
（二）经济系统中循环组分的建立
循环经济的核心在于要像生态系统中一样，建立起经济系统中的循环组分；与生态经济学同一理念，但研究及措施更为具体。
（三）更为具体地分析资源系统
首次提出土地、水、森林、草原、矿产、能源、海洋、气候、生物多样性和旅游十大自然资源子系统，以资源系统工程管理学的观点进行分析。
（四）循环经济更微观、更深入生产
循环经济学比生态经济学更深入生产，生产的3R循环是循环经济的核心。
以肯尼亚的尼安萨少为例。1997年我考察了肯尼亚濒临维多利亚湖的以基苏木市为首府的尼安萨省。这个省有432万人口，1.25万平方公里面积。基苏木是步尼亚的维多利亚湖最大的港口和贸易集散地，尼安萨省依赖维多利亚湖成为鱼米之乡。但是，由于“五小乡镇企业”的兴起，不少乡镇企业向湖内大量排污，当我到达时，湖水中BOD严重超标，水葫芦肆虐达到惊人的地步。当你到达湖畔时，见不到湖，倒像一片水葫芦地，岸水不分。上千吨的汽湖竟由于水葫芦的疯长，停靠卸货仅一星期就被封在港里开不出来，船上已经锈迹斑斑。水葫芦成了大灾。
从目前对生态经济学的一般认识分析，这是水污染问题，污染破坏了生态平衡，重点在于污染源的消除和污染的治理。而从循环经济学的观点看，是把有用的资源放错了地方，应解决投资与技术问题，建立以水葫芦为原料的饲料厂和有机肥料厂，使排污小企业——饲料厂、有机肥料厂——饲养场、农场之间形成产业链和资源循环。
其实，这也是生态经学的要求，不过就目前的认识而言，保护生态方面强调得多，采取切实的循环生产的经济手段方面不力。
