“熵”在生态移民体系中应用前景的可行性探讨

摘 要：我国环境资源的供求矛盾日益突出，环境压力越来越大，严重制约着我国经济社会的进一步发展。生态移民的产生是由于环境的变化与恶化所引起的的迁移活动以及由此而出现的人口迁移现象。本文试图把“熵”的理念引入到生态移民体系中，利用“熵”来规范人类的生产生活方式，从而实现人类与低熵的生态环境的可持续发展。

关键词：生态移民；熵；可持续发展

一、问题的提出

随着人类文明进程的不断发展，以蒸汽机发明为标志的工业革命时代的到来，人类便开始了对自然环境的掠夺与破坏。人类凭借自身的智慧创造了无数征服自然的劳动手段，即动力机械工具的大量运用导致了当前社会资源的利用与自然环境的巨大矛盾，于是，生态环境的破坏、大气的污染、各种疑难杂症的出现等问题日益凸现出来。最终，人类不得不反思自身的生产生活行为如何与其赖以生存的自然环境合理共存？人类社会又如何才能实行可持续性发展？当前世界各国的发展经验也明白地告诉我们，如果我们漠视对自然资源和生态环境的保护，那么人类最终会受到自然的回击。可是在高度发达的现代社会，我们人类再也不可能回到崇拜自然的原始状态，我们更不可能因为破坏自然资源和生态环境而停止经济社会的发展，摆在当下人类唯一的选择是人类社会必须走符合实际的以人与自然和谐为内核的可持续发展之路。当前，我国所面临的大气污染、生态环境破坏等世界性的难题也正凸显在中国经济和社会发展的进程中，其严重性与紧迫性是不容忽视的。

另外，我国是一个人口众多，而人均资源相对匮乏的国家，选择一条人与自然可持续发展的道路尤为重要。长期以来，党和国家各界领导人以及相关国家单位高度重视人与自然可持续发展的问题。在国家大政方针方面，提出了要全面、协调和可持续的科学发展观，建立节约型、循环经济的和谐社会，走生产发展，生活富裕，生态良好的文明发展之路。特别是在我国广大的西部地区，生态环境相当脆弱，并且经济发展水平也相当落后，因此也只能实行可持续的发展，在可持续发展中，生态移民是一个有效的途径，甚至在某些局部地区是必然的选择途径。

二、生态移民的概念

由于当前社会与经济的迅猛发展，从而导致人类生活环境与生态环境的不断恶化。所以，为了改变当前人类生活与生态环境，提高该地区居民生产生活生存水平和质量，于是就产生了当前社会的生态移民现象。从当前学界理论研究角度讲，对于生态移民的研究到目前为止在学术界还没有形成统一的说法，对生态移民的界定还处于理论探索的初级阶段。

首先，中国移民研究中心的施国庆教授认为，“生态移民是指以保护生态为目的而进行的移居行为或由此行为结果而产生的人群。”①从这个概念上来看，可以从两方面进一步诠释：一方面，把环境恶化地区的居民搬迁转移到新的居住地或安置区进行生活生产活动，以保护其环境恶化地区的环境的改善与恢复。另一方面，是对于受环境恶化而产生的移民群体，即他们是由于所居住地区环境的改变与恶化，为了寻求更好的生产生活环境而进行搬迁和迁移的人群。进一步讲，是由于环境的恶化导致生态移民被迫改变生产、生活方式，从而与新的生产生活环境进行适应与融合的现象。

其次，学界有部分学者则把“生态移民”这一概念成多目标性的角度来诠释。如方兵和彭志光认为，生态移民应该从保护环境恶化区的生态环境出发，既不但要考虑到移民生产生活水平的提高，而且要保护好安置地的生态环境，同时还要保护好安置地原住居民的基本利益，所以是多目标性移民。

再次，还有的学者则注重对生态移民的扶贫，即生态移民还应该具有扶贫性质。他们认为，生态移民是由于环境的恶化而产生的，从而进一步导致了生态移民生产生活水平的下降，即次生贫困。所以，消除贫困、扶贫性质是对“生态移民”概念的定义重要因素之一。另外，包智明认为生态移民是由于居民其居住地生態环境恶化，或者是为改善和保护其生态环境而导致的的迁移、搬迁现象。从包智明对生态移民的定义中可以看出，包括原因和目的两个因素。即所谓的“生态移民”，其原因和目的都必须与生态环境具有一定的关联性和因果性。②

三、生态移民的社会学分析

为什么要进行生态移民？笔者认为，主要有二个方面的原因。一是环境要素：即地区环境承载的有限性。二是人口要素：即人类生存和发展的需要。

1.环境要素

德国学者恩斯特·卡西尔认为：“人的突出特征，既不是他的形而上学本性，也不是他的物理本性，而是人的劳作。正是这种劳作，正是这种人类活动的体系，规定和规划了人性的圆周”。③从这个角度讲，“圆周”的圆心就是指人类自古以来劳动的本性。

进一步讲，就是这个圆心限定了我们的三观，从而出现人类历史浩瀚的变迁与不断的进化。《资本论》里“劳动创造人类”、“劳动使人直立行走”的常识认知，让人类自身不断通过自己的身体和智慧向大自然发起了进攻与挑战，这便成为破坏生态环境的重要原因之一。其实，人类自从进入文明以来，就一直被时间和空间的无限性与人类自身的有限性所左右着。譬如，在20世纪80 年代后阿拉善湖泊干涸、绿洲萎缩、植被退化等生态恶化的那段岁月；1997 年沙尘暴的肆虐又让人类看到了“白天突变黑夜”的可怕情景。拍摄于20 世纪90 年代之前的《额济纳原始胡杨林》与《大漠深处有我家》都展现了腾格里沙漠深处曾经的美丽图景。然而十几年后，还是同一片土地却出现了草原退化、胡杨林减少的生态破坏的场景。

2.人口要素

从学理上讲，迁移生态学理论认为在人口规模、社会组织、技术和环境之间存在着一种平衡。如果这四种因素中任何一个发生变化，就会导致原有四方的平衡会被打破。人口因素就会通过调整自身人口的规模和分布来适应新的变化情况。

具体一点讲，人口调整自身人口规模和分布主要是通过出生率、死亡率的升降，以及人口迁移三种途径来实现。其中，人口的迁移是最直接有效的一种途径。另外，迁移生态学理论还认为社区是基本的社会结构，且社会结构具有动态性，这是由于社会结构存在持续不断的“系统成熟”与“演化进程”。正是社会结构的动态性，让人口规模、社会组织、技术和环境四种因素之间的平衡关系不断被破坏与重构。

总体来讲，迁移生态学理论研究的重点是社会整体，并十分重视环境对迁移的影响，这在当前解决生态环境恶化问题上具有重要意义。

四、“熵”与生态环境的关系

随着英国以蒸汽机为标志的工业革命的到来，热力学理论也随之而产生。众所周知，世界上第一台的蒸汽发动机是由英国人瓦特在1782年发明的。人们为了测算一台蒸汽机的最大效率，就需要蒸汽机内部的机械运行理论，那么研究这方面理论的科学就被称作“热力学”。蒸汽机的运行过程就是就是把水的热能转化为功的过程。而其转化成的功就是一种更有用、更有利用价值的能量。进一步讲，焦尔的热力学第一定律的基础就是热和功的等价。从物理学学理上可以得知，在一个物理过程中能量总是守恒的，尽管其形式转在不断地转化。但在在每一次的能量转化过程中，都有因为产生热而出现的能量耗散。对这一问题的专项研究课题主要是由德国物理学家克劳修斯完成的。④这位伟大的物理学家，通过其敏锐的观察力与超凡的思考力，认识到蒸汽机内部活塞的推动，并不是所有热能都用来做功而是一部分热能被浪费。故被浪费的热能很可能被浪费到加热机器、周围空气以及操作者的手里。最终，克劳修斯得出了重要结论——量的损失是不可逆的，即一旦发生热量损失这种废能决不可以再次变为功。这就是热力学第二定律的含义，即所有的能量转化都是不可逆的。于是克劳修斯在1865年引入“熵”的概念，从而把可逆过程与不可逆过程加以区别。熵是这样一个量，它在有耗散的情况下不停地增长，当所有进一步做功的潜力都己耗尽，它就达到了最大值。热力学还把时间与有序性和无序性（随机性）这样的概念联系起来。时间的流动变得显而易见，这是因为在任何孤立系统中都有一种毫不留情的倾向，使得有序程度降低而无序程度增加即熵值由极小至极大⑤。举个例子，如果在一杯红茶里面加一点牛奶，奶分子就会与茶分子混合在一起并且扩散，最后奶和茶的分布会完全一样，茶杯中显出特有的浓褐色奶茶。当混合过程完成后，就不会再有进一步的变化发生。在茶所达到的最后状态中，分子的无序性达到了极大值。用热力学术语说，就是“熵”达到了一个极大值。这是一种平衡的状态。绝不会发生相反的过程，即均匀的褐色奶茶自发地分开成为白色的牛奶和红色的茶（除非时间倒退）。

物质与能量的不断转化关系是人类与自然界持续不断、永恒不变的真理。从物理热力学上讲，当自然界为人类提供其需要的物质和能量时，毕竟会产生一种无效的能量，即熵流。综上所述，熵流的原理便成为当前生态环境恶化的主要内因，也便成为当前人类社会所倡导的可持续发展的重要阻力。从学理上来理解，所谓熵即不能再被转化的无效能量的总和，在封闭的机械系统的运行中这种现象会表现的相当明显。进一步诠释，即当熵达到最大值时，则表示为一切有效能量消耗完毕。热力学第二定律告诉我们，自然界的物质和能量虽然是守恒的，但在表现形态上只能沿单向转换，即从有效到无效，从有序到无序。在人类利用环境资源的同时，即人们将能量从一种状态转化到另一种状态时（如人们乘汽车即是利用石油的化学能转化为运输的动能），人类会得到一定的损失，这种被迫的损失可以理解为人类将失去能量在将来发挥作用的机会。而当前社会中自然资源已经被转化为能量的部分，流经社会后便被消耗殆尽，并把产生的“废物”、“废气”等排放到自然环境中，这就是我们社会中所认为的“污染”。进一步推理可知，污染的增加就等于着熵的增加，而熵的增加就导致有效能量被耗散，被耗散的能量就等于污染。

那么熵的不断增加带给我们人类的是什么呢？相关研究数据表明，就是当前社会所面临的环境恶化和环境污染。随着世界经济的不断发展，人类过渡消耗能源，很多不可再生当的资源在不断减少且很多矿产资源已经开发殆尽，而分布在地球环境中的污染物与废物却正在增加，最终导致环境的急剧恶化。

根据以上分析笔者大胆得出结论：“熵”的原理的存在，既是制约人类可持续发展的重要原因，同时也是帮助人类如此进行可持续发展道路的有效手段与工具。若要解决人类社会经济的发展与自然环境危机之间的矛盾，人类就必须改变自身的生产生活方式，以及人对环境的认知程度。否则人口规模的不断增长和经济发需求增长必将导致地球的资源枯竭、环境污染与生态环境的破坏。因此，我们必须建立“低熵”的观念，在生态环境脆弱地区实现生态移民，这样我们才能保持这些地区的低熵值。

五、生态移民的“低熵”目标

“熵”指導下的人与自然的可持续发展，应该把“熵”的理念引入到生态移民体系中，使人类在低熵的指引下理性地、有明确目标地对自身行为进行调整，从而使得我国生态环境脆弱地区实现低熵的目标，从而维护自身生态平衡的稳定。从前面分析我们可以得知生态脆弱地区的熵值是可以改变的，我们以通过生态移民，使得上述地区的熵值减少。相反，由于人类的活动导致熵增，而熵增则意味着该生态系统的无序或混乱度的增大，这就意味着生态环境的破坏。从学理上讲，我们从公式ds=des+dis来理解整个生态系统在熵的原理下的变化情况。第一，Des用来表示与生态系统交换的熵流，其数值可正可负。第二，dis表示生态系统内部的产生的熵，其数值永远为正。由于人类的生活生产活动与不合理的能源利用，没有利用的能量转移到环境中，使des>0。从而导致整个生态系统熵值不断增加。上述熵定律公式仅表示了能量转化的方向性，但没有表示其速度性。因此人类可以靠自身意志来决定其速度。在既定环境条件下，生态系统的熵值可以通过熵的量化计算来对生态系统的稳定性进行监测与评估。从公式：ds/dt=des/dt+dis/dt，可以得出以下三种结果：

① ds/dt>0，则负熵流不足以抵消熵的产生，生态系统将会崩溃；

② ds/dt=0，则负熵流恰好抵消熵产生，态系统处于稳定状态；

③ ds/dt<0，则负熵流足够充分，生态系统有秩序发展。

通过以上分析，我们可以看出，在生态脆弱地区，如果人类的活动造成了废能量和物质的排放，将会导致该地区的熵增，生态系统可能会崩溃。只有消除人类活动的影响，才能使该地区保持在稳定状态和有秩序发展阶段。为此，我们可以采取以下设想来进行生态移民活动。①确定环境脆弱地区的最大熵值承受度。即通过科学技术手段测算该地区保护正常生态运行和演进所能容纳熵流（污染）的最高限度值。以此为理论依据，限制人类活动和耗费能源（资源）所产生的污染总量，规范人类对能源（资源）开发和生产生活行为；②计算人类能源（资源）利用和消费模式所产生的熵增值，并以此来改善人类的生产、生活方式等。如可以把“熵”值作为衡量环境污染程度的统一指标，来确定各地区或社会各个部门的能源消费方式、消费总量及其熵值总值；③建立生态脆弱地区的环境档案系统。利用现代科学手段来监测各地环境的熵增状况，并设立生态脆弱地区的各级环境档案系统。运用“数字地球”理论和空间对地观测技术，及时监测各地区环境的熵值总量和熵增结构并分析其发展趋势。⑥④确立“熵值”规划和评价制度，对于熵值超过本地区生态环境所允许的最高容量时，可以实行生态移民，并根据各地区的熵增值来确定生态移民的规模。

六、结语

人类社会的发展过程，可以理解为能源不断转化的过程，但是随着世界经济的继续发展，生态环境中的废弃物的数量也在继续增加，即熵的巨增。所以，当前社会中所存在的“能源枯竭”、“能源危机”等问题，即是熵增原理的反映。通过确立低熵的基本原则，并让其在生态移民中得以体现，将会使生态脆弱地区的生态环境得到有效地保护，并且还能让人类的经济社会得以继续发展并改善一部分人的生存状态。即使人类对不确定的自然干预行为而无法计算熵值时，采取不作为的方式，以保留自然的原有状态，这样有利于体现生态移民的保留原则。保留原则要求人类对自然的权利采取慎重的态度，而不是漫不经心或放任的态度⑦。综上所述，人类社会要想既能保持的经济水平快速的增长又能保持生态环境的平衡，就需要利用熵的原理来处理好能源开发与环境保护之间的关系，最终才能实现人与自然的和谐共处与发展！

注解

① 李菁怡、施国庆、周建：《生态移民整合研究》，《新疆师范大学学报》（自然科学版）2006年9月。

② 李东：《中国生态移民的研究》，《西北人口》2009年第1期。

③ [德]恩斯特.卡西尔：《人论》，北京外国语大学出版社1992年，第247页。

④ 程守洙：《大学普通物理学》（第二版），高等教育出版社1982年，第126页。

⑤ [英]柯文尼、罗杰.海菲尔德著：《时间之箭·热力学》，湖南科学技术出版社1995年，第142页。

⑥ 华寿荪：《环境与交叉科学》，《上海化工学院学报》1999年第4期。

⑦ 吕忠梅：《超越与保守-可持续发展视野下的环境法创新》，法律出版社，2003年版，第99页

参考文献：

[1]施国庆：《移民学探讨》，《移民与社会发展国际研讨会论文集》，河海大学出版2002年。

[2]葛根高娃、乌云巴图：《内蒙古牧区生态移民的概念、问题与对策》，《内蒙古社会科学（汉）》2003年第2期。

[3]李菁怡、施國庆、周建：《生态移民整合研究》，《新疆师范大学学报》（自然科学版）2006年9月。

[4]李东：《中国生态移民的研究》，《西北人口》2009年第1期。

[5]包智明：《关于生态移民的定义、分类及若干问题》，《中央民族大学学报》（哲学社会科学版）2006年第1期。

[6]鲁顺元：《生态移民理论与青海的移民实践》，《青海社会科学》2008年第6期。

[7]孟琳琳、包智明：《生态移民研究综述》，《中央民族大学学报》（哲学社会科学版）2004 年第6期。

[8]王宗廷：《循环经济立法研究》，科学技术出版社2003年版。

[9]程守洙：《大学普通物理学》，高等教育出版社1982版。

[10][英]柯文尼、海菲尔德：《时间之箭.热力学》，湖南科学技术出版社1995年版。

[11]吕忠梅：《超越与保守.可持续发展视野下的环境法创新》，法律出版社2003年版。

[12]陈宜生、刘书声：《谈谈熵》，湖南教育出版社1993年版。

[13]中国21世纪议程：《中国21世纪人口、环境与发展白皮书》，中国环境科学出版社1997年版。

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