生态建设、环境保护与循环经济科技问题战略研究专题报告.doc

国家中长期科学和技术发展规划战略研究专题报告之十

生态建设、环境保护与循环经济
科技问题战略研究专题报告

生态建设、环境保护与循环经济科技问题研究专题组
二○○四年七月二十二日

一、我国生态与环境本报告所指的“生态与环境”，二者在广义上可以互相包容，在狭义上又有各自特定的内涵。
的现状和发展趋势
近20多年来，我国社会经济快速发展，虽然政府在生态、环境保护方面也作了大量的工作，但由于经济发展的模式仍基本上遵循传统的工业化道路，资源利用率低、污染排放量大，导致我国生态与环境形势日益严峻。未来15年如果不采取综合而有效的控制措施，污染负荷将突破生态与环境承载能力的极限，生态与环境问题随时会恶性爆发，并可能出现难以逆转的生态与环境灾难，成为全面建设小康社会和实现可持续发展目标的最大障碍，甚至严重影响全球环境并损害我国的国际形象。
（一）进入大范围生态退化和复合性环境污染的新阶段
由于我国自然生态与环境的先天脆弱和地区发展的不平衡，加之人口过度增长、发展模式和某些政策不当，特别是20世纪80年代之后进入经济高速发展阶段，我们用短短20多年的时间走完了发达国家上百年的路程，致使我国的生态与环境遭受了严重的破坏，导致本应在不同阶段出现的生态与环境问题在短期内集中体现和爆发出来，生态与环境问题表现出显著的系统性、区域性、复合性和长期性特征。
自20世纪80年代，我国把环境保护作为基本国策，90年代初则提出可持续发展的基本战略，制定了相关的生态与环境保护政策法规和标准，强化了对各类污染物的控制、治理，并积极修复与重建受损生态系统。但由于没有根本改变不恰当的发展模式，生态与环境科技相对落后，加上历史欠帐太多，环境保护的法规和政策没有得到严格的实施，环境管理及有关政策仍受末端治理为主观念的影响，因此生态与环境的总体状况并未根本改变，目前仍然处于局部改善、整体恶化的发展态势。
与上世纪80年代初相比，生态与环境问题无论在类型、规模、结构，还是性质上都发生了深刻的变化，新的问题不断产生。问题的严重性已经不仅仅在于排污总量的增加和生态破坏范围的扩大，而是生态与环境问题变得更加复杂，威胁和风险更加巨大，对生态系统、人体健康、经济发展、社会稳定乃至国家安全的影响更加深远，成为我国经济社会可持续发展、协调人与自然关系与和平崛起的主要限制因素[1]。当前我国生态与环境问题的复杂性是历史上任何发达国家工业化过程中所不曾遇到过的，解决这一难题需要全方位综合措施，科学技术将起到重要作用。
1．生态退化日益加剧，严重制约了我国的可持续发展
我国自然环境先天不足，从气候条件看，干旱、半干旱区占国土面积52%；从地形条件看，2/3国土被山地所占据；从生态条件看，全国有几大脆弱区，如200万km2的青藏高原，90万km2的岩溶地区，64万km2的黄土高原等。这些地区脆弱的自然条件难以承受庞大的人口规模和快速的经济发展所带来的压力。
由于不合理的人类活动，我国各类生态系统的整体功能下降，生态恶化的范围不断扩大，危害程度加剧。具体表现为：原始林所剩无几、森林总体质量低下、草地退化、湿地萎缩、土地沙化加速、水土流失严重、生物多样性锐减、有害外来物种入侵，生态安全受到威胁。
目前，我国水土流失面积达356万km2，占国土面积的37％；沙化土地面积约100万km2，近年来每年以3436 km2的速度扩展；森林覆盖率为16.55%，低于世界平均水平（29.6%），且林龄结构不合理，原始林不足1/10，森林整体质量和生态功能下降，可采资源持续减少；20世纪90年代末，草原退化面积已达62%；水资源时空分布不均，供需矛盾突出；地下水超采严重，截至2002年，海河平原地下水已累计超采900亿m3，形成漏斗面积约2万km2，部分地区地面沉降、海水入侵；生物多样性锐减，受到严重威胁的高等植物约占1／5；在《国际濒危野生动植物物种贸易公约》列出的1121种世界性濒危物种中，我国有190种，外来物种入侵威胁生态安全，造成巨大的经济损失。
2. 环境污染触目惊心
我国的环境污染已从陆地蔓延到近海水域，从地表水延伸到地下水，从一般污染物扩展到有毒有害污染物，已经形成点源与面源污染共存、生活污染和工业排放叠加、各种新旧污染与二次污染相互复合的态势。在区域和流域范围（特别是长江、珠江三角洲以及环渤海地区）已出现大气、水体、土壤污染相互作用的格局，对生态系统、食品安全、人体健康构成了日益严重的威胁，每年由于环境污染造成的经济损失相当于GDP的3-8%[2]。
水体污染物排放量大大超过水体承载力，已进入富营养化阶段。2003年，全国七大水系409个监测断面，仅38%符合三类水以上水质标准，可作为集中式饮用水源，劣五类水质占30％，属严重污染，有的基本丧失使用价值[3]；90％流经城市的河段受到严重污染；大部分湖泊氮、磷含量严重超过地面水水质标准，在东部和西南地区被调查的200多湖泊中，有80%富营养化，水生生态系统全面退化；全国近一半的城镇饮用水源地水质不符合标准，农村尚有3.6亿人喝不上符合标准的饮用水；近岸海域超四类海水水质占26.5%，已不适于作为工业和港口用水[3]。由于工业废水的违规排放，近年来各地水体污染事故不断出现，对人民健康和经济发展造成了十分严重的破坏性影响。
城市大气污染仍十分严重。2003年监测的340个城市中，空气质量良好、轻微污染和严重污染的分别占41％、32％、27％[3]。空气严重污染的城市多为大型城市。经济快速发展的大中城市大气中出现二次污染，氮氧化物、臭氧和细颗粒物浓度显著提高，能见度明显下降，“看不见蓝天”已成为许多城市的共同忧患；2002年二氧化硫排放量1995万吨，居世界第一位[4]，我国酸雨区约占全国面积的30%[5]；酸沉降、光化学烟雾、细颗粒物已经在城市密集地区构成严重的区域性污染；世界银行根据目前发展趋势预计，2020年中国将为燃煤污染导致的疾病支付3900亿美元的费用，约相当于当时GDP的13％[6]。
固体废弃物对大气、水体、土壤的污染日趋严重。2002年我国生活垃圾清运量已达1.36亿吨，城市生活垃圾年增长率达7%-10%％，无害化处理率远远达不到要求；固体废弃物堆放量累计达60亿吨，垃圾围城现象极为普遍；持久性有毒有害化学品和危险废弃物污染的危害开始显现；电子废物，废旧电器、电池、汽车等将成倍增长；我国每年产生工业固体废物9.5亿吨，其中危险废物约1000万吨，对生态与环境安全及人体健康造成极大的威胁国家环境保护总局，国家环境安全战略报告， 2002。
。此外，随着核电的发展，核废料处理将成为越来越严重和棘手的环境与安全问题[7]。
3. 环境健康问题日益突出
随着经济发展和人民生活水平的提高，不仅“传统型环境健康风险”（由于发展和基础设施不足带来的不卫生饮水、疾病感染等）没有完全解决，而且“现代型环境健康风险”（主要是环境污染引起的健康问题）越来越突出。环境健康风险不断增加已成为提高人们生活质量的重要影响因素[8]。
由于严重的空气污染，呼吸道疾病的发病率和死亡率显著增加[9]，研究显示约50%的呼吸道疾病与空气污染有关。根据联合国环境署《2002全球环境展望》[6]，在我国11个最大的城市中，燃煤产生的烟尘和细颗粒物每年使5万多人夭折，40万人感染上慢性支气管炎；据联合国开发计划署《2002中国人类发展报告》[10]，空气严重污染地区死于肺癌人数比空气良好地区高4.7～8.8倍；2000年我国北方某城市约40%的儿童血铅含量超标。
一些持久性有机污染物（POPs）、内分泌干扰素（EDs）在我国的环境介质中常有检出[11]，如珠江三角洲一些城市大气中挥发性毒害有机物（苯、甲苯、乙苯和二甲苯），以及臭氧前体物—非甲烷总烃的浓度均大大超过发达国家；又如被公认为毒性最大的二恶英类化合物已在我国有关化工产品和三废排放物中检出，在某些城市的市售奶粉、牛奶中也有发现，甚至在某些地区的母乳中检出了高含量的二恶英，说明二恶英等恶性污染物正在通过食物链危及人体健康。
土壤污染与食品安全联系紧密，有关食品污染的事件不断见诸报端，一些典型调查的数据更是触目惊心。受工业废渣污染的农田已超过10万公顷。常年污水灌溉和大量农药施用导致城市近郊农业土壤严重污染，。例如，北方某大城市严重污染的蔬菜地曾检出浓度超标98倍的汞含量，农业土壤在禁用DDT和六六六10年后，最高残留量仍在1mg/kg以上，强致癌物苯并(a)芘最高检出含量超过200μg/kg。
4. 全球变化加剧我国生态与环境的恶化，对社会经济产生严重影响
近百年来，以全球变暖为主要特征，全球的气候与环境发生了重大的变化：水资源短缺，生态系统退化，土壤侵蚀加剧，生物多样性锐减，臭氧层耗损、，大气化学成份改变，渔业产量下降等。这些变化由自然的气候波动和人类活动共同造成，但最近50年主要由人类活动造成。由于全球变化的幅度已经超出了地球本身自然变动的范围，对人类的生存和社会经济的发展构成了严重的威胁。根据政府间气候变化委员会第三次评估报告的预测，未来全球将以更快的速度持续变暖。未来100年全球还将升温1.4～5.8℃，将给全球环境带来更严重的影响。
在全球变化的影响下，我国的气候、生态、环境已经发生了显著、深刻的变化。近百年我国的气候亦在变暖，平均地面温度上升了0.6～0.7℃，海平面平均上升了10～20厘米，二百年来冰川面积减少了约25％，过去50年北方年降雨量减少10%，干旱化加剧，极端的天气气候事件如旱涝灾害发生的风险近20年来呈上升趋势，近50年山地灾害发生频率增加。，目前由此造成的气象灾害损失相当于GDP的3～6％，是世界上经济损失最严重的国家。
目前，我国大部分污染排放名列世界前茅且居高不下。除CO2位居第二外，其他各类温室气体和气溶胶的排放均位列首位，占全球排放量的很大份额。这种状况一方面给我国生态、环境带来严重影响，同时也面临着巨大的国际公约履约的压力（见表1）。
（二）未来我国生态与环境将面临新一轮经济社会发展的巨大压力
当前的生态与环境问题同社会经济发展紧密相连，伴随着经济的快速增长和进入重化工业阶段，如果继续沿袭传统工业化的老路，我国的资源消耗和污染排放将面临非常严峻的形势，有可能超越过去20年的发展常态，出现新的恶化趋势，成为实现全面
表1 中国温室气体和气溶胶等的年排放量
指标
名称

二氧化碳
(百万吨)
甲烷
(百万吨CO2当量)
氧化亚氮
(百万吨
CO2当量)
沙尘
(百万吨)
黑碳
(百万吨)

二氧化硫(百万吨)
中国
(1999)
3051
959
538
800
1.19 (1996)
19.95
(2002)
世界总量
23172
6340
3570
3000
6.63
105
中国位次
2
1
1
1
1
1

小康社会的最大制约因素。解决此问题的根本出路是必须改变发展模式，采取与环境友好的方式进行工业化、城市化，建立全新的人与自然和谐关系。
1．人口的增长和人均消费的提高对生态与环境形成巨大的压力
2003年，我国人口为12.92亿，即使人口增长得到有效的控制，庞大的人口总量仍是我国长期必须面对的严峻现实。2020年，我国人口总量将达到14～15亿，对资源、环境等形成巨大的压力。同时，随着人均收入水平的提高，居民人均消费不可抑制地增长，使得资源需求总量和污染排放扩大，严重影响我国经济社会的可持续发展。大量存在的贫困人口也将给生态系统的恢复与重建造成困难。人均资源占有量低和资源利用率低下的矛盾将成为我国今后发展的重要限制因素。
2. 经济的快速增长和重化工业发展将大大增加对资源和能源的需求量
目前我国的经济增长仍然没有摆脱依赖大量物质消耗的传统发展方式，。在世界各国中，我国单位国民生产总值的物耗和能耗都居于高位。2003年，我国GDP占世界份额为4%，而主要物耗占世界物耗的份额却要高得多，如：钢铁27%，原煤31%，氧化铝25%，水泥40%，石油则为7.4%。我国单位GDP的能耗是日本的11.5倍，美国的4.35倍左右。这说明，我国的经济增长，是用大量消耗自然资源和能源为代价的。随着我国进入工业化中期，重化工业发展迅速，其阶段特征是资源、能源的消耗强度高，如不改变发展模式，提高资源和能源的利用率，我国的能源、资源与环境将无法支撑社会经济的可持续发展。
早在1980年代后期，欧美一些学者就提出人类必须提高资源利用率（或称为生态效率），才能减少GDP对资源的需求和环境的影响。借用他们的研究方法对我国未来15-20年内经济发展和环境对资源、环境的影响进行分析，（见表2）。要实现2020年GDP翻两番的经济发展目标，存在三种不同的情景：如果按照现有的资源利用和污染排放水平，再考虑到人口的增加，经济社会发展对环境的影响（可以资源消耗或污染排放计量）将是现在的4～5倍（情景1）；如果要保持现有环境质量，就必须使单位GDP的环境影响降低到目前的1/4~1/5，即资源生产率（单位资源消耗的经济产出）必须提高4～5倍（情景2）；如果要求在实现经发展目标的同时，环境质量在现有基础上有明显改善，如总的环境影响降低为目前的50%，则单位GDP的环境影响应为现在的1/10，即资源生产率必须提高10倍（情景3）。上述情景分析表明，为了实现全面建设小康社会的宏伟目标，必须改变现行的发展模式，不断提高资源利用率与利用效益，降低污染物排放，建设资源节约型和环境友好型的社会经济体系，使经济发展和环境保护真正协调起来。
表2 经济快速增长进一步加重对生态、环境的影响的情景分析

指标

年份
人口总量

(P)
人均GDP

(A)
单位GDP的环境影响
(T)
环境影响

(P×A×T)
提高资源生产率的倍数
(1／T)
2000年
约12.7亿
800美元/人
1
1
1
2020年
情景1
约14-15亿
(2000年的1.1～1.2倍)

3000美元/人
(2000年的4倍)

1
4～5
1
2020年
情景2
1/4
1
4-5
2020年
情景3
1/10
0.5
8-10
注:1) 以2000年的情况为基点,即假定2000年经济社会发展的环境影响为1；2) 环境影响可以理解为资源消耗量或污染排放量。
提高资源利用率的途径有：进行产业结构调整，推行清洁生产技术，提高企业管理水平，提倡资源节约型的生产和消费模式等。这一切都需要加快科学技术的创新，使我国尽快走上科技含量高、经济效益好、资源消耗少、环境污染低、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。上述途径的综合又可以归纳为发展循环经济或建设循环型社会。
3．快速城镇化将产生一系列的生态与环境问题
伴随着工业化和农村剩余劳动力的转移，今后几十年我国的城镇化水平将迅速提高，2020年将超过50%。同时，城镇污染物排放将大量增加，全国城市生活污水和垃圾产生量将比2000年分别增长约1.3倍和2倍。到2030年，我国工业用水的需求将增至5倍以上。如果不采取有效的措施，大量城镇废水、电子垃圾、废弃的汽车、工业危险废物、新化学物质及其它有害废物大量进入环境，将给城市生态保护与环境污染控制增加难度，并派生出严重的二次环境污染。此外，大城市落后工业将向快速发展的中小城镇转移，进一步加重中小城镇的环境污染。随着汽车数量的迅速增加，如果不能及时提高机动车尾气排放标准和燃料品质，2010年，城市机动车污染物排放量将会比2000年上升一倍。
城市的高速集约化发展和农村城镇化，还将增加对水环境和生态系统的压力，造成城区的自然水系、植被格局和物种组成发生明显变化，农田和保护地面积减少，区域生态系统的调节能力下降。
农村环境和城市环境是不可分割的。城市排放的污染物，包括废水、废气和固体废弃物，都对农村产生了极大的影响。反之，农村和农业产生的各种污染物，也正在并将更为显著地影响城市环境。
4. 未来农村的快速发展将使农村环境面临潜在的巨大威胁
今后我国的农业仍将进一步发展，集中表现为农业产业结构调整，集约化程度的提高以及养殖业、加工业比重的增加。一方面，农业化学品投入的增加直接导致氮磷等营养源和难降解有机物排放的提高，面源污染负荷难以得到有效遏制，进一步加剧水体、土壤的污染和生态系统的退化；另一方面，农村企业将进入新的发展阶段，若继续发展污染密集型的行业和采用高耗能、高物耗和高污染的传统技术，农村新一轮的环境污染的趋势将日益显现，并进一步威胁农产品安全。
5. 全球气候变化的压力不断加大
据国内相关研究，按目前的全球变暖趋势持续下去，30年后我国病虫害发生频率和危害程度将明显增加，主要农作物将减产5～10％；水资源的短缺呈加剧趋势，预计本世纪30年代，即使采取严格的节水措施，黄河流域仍将缺水200亿吨；传染病的种类和影响范围将明显扩大，一些已经绝迹的传染病又有死灰复燃的可能；我国未来海平面还将继续上升，到2030年我国沿海海平面上升幅度为1～16厘米，预计到21世纪末将达到30～70厘米，这将使许多海岸区遭受洪水泛滥的机会增大、遭受风暴影响的程度和严重性加剧，气候极端事件发生概率增加，并可能在大范围地区造成灾难性的后果中国气象局，北京，气候变化的科学、影响与对策，2003, 41。

。
今后，国际上要求发展中国家特别是像我国这样的发展中大国采取保护气候措施的压力将显著增加，我国将面临越来越多的国际履约问题。我国作为世界上第二大二氧化碳排放国和一个负责任的大国，以及从自身可持续发展的目标着眼都应做出理智的选择，采取综合的对策和积极的行动，充分利用国际上应对全球变化的机遇，在全球环境保护的进程中争取主动，实现生产和消费模式的全方位变革，以保证可持续发展目标的实现。
6. 经济全球化将使我国生态与环境面临新的挑战
伴随着加入WTO，虽然可以使我国实施“比较优势”战略，有效利用“两种资源、两个市场、两种技术、两种资金”，但是，也会带来生态与环境方面的严峻挑战。特别是如果我国成为“世界制造工厂”，不仅可能成为污染的转移地，而且会进一步增加自身资源的消耗和污染排放。
国际绿色贸易壁垒正在成为我国相关产品出口的主要障碍。欧盟已于2003年12月31日起禁止320种农药销售，将影响我国的农药以及使用上述农药的大量农产品出口。另外，欧美等国在包装上要求越来越严格，不符合绿色包装的产品将被禁止进口。绿色贸易壁垒将直接导致我国出口产品竞争力下降，甚至丧失市场份额。同时，对提高我国制造业的绿色竞争力提出了更高的要求，我国的环保产业发展也将面临新的竞争。
应该看到，历史的挑战同样孕育着机遇，发展也为改善生态与环境创造着更好的条件。我国已经进入到以全面、协调、可持续的发展观为指导、以“五个统筹”为原则的新发展时期。经济实力不断增强，为生态与环境保护提供了坚实的物质基础。经济结构调整是“十五”期间乃至今后10年的发展主线。结构性调整有利于大幅度压缩能耗高、污染密集型传统产业和产品，改变粗放的外延增长的传统工业化模式，开创新型工业化道路，促进循环经济或“绿色经济”体系的产生。产业结构的战略性调整将进一步带动城乡结构、地区结构的变动，对我国现代化建设和可持续发展产生深远影响。快速的城镇化发展也为污染的集中处理以及生态脆弱地区的移民提供机会。加强相应的制度建设和政策实施力度，将有利于把环境保护更好地整合到经济结构调整过程中来，以实现经济与环境的双赢。
二、生态与环境科技发展的趋势以及我国的差距
科学技术的发展，可以为缓解资源短缺、改善生态与环境质量、促进经济建设与环境保护相协调提供有效的技术保障。科技正在成为促进可持续发展越来越重要的驱动力。生态与环境科学研究是制定相关法律、政策和国际公约等的基础。利用环境友好技术可以促进经济增长与环境保护的协调与双赢，有效提高资源利用率，降低污染排放强度，促进经济增长和创造就业机会。今后，许多环境问题的解决将更加依赖于科学技术的发展。新的能源技术、信息技术和生物技术也会给生态建设和环境保护带来良好的发展前景。
(一) 全球生态与环境科技研究进入以地球生态系统为对象的综合集成研究阶段
在上述背景下，生态与环境科学技术研究呈现以下发展趋势：1. 整体观、系统观和可持续发展观的引导
生态与环境问题的综合性特征以及可持续发展理论的提出，使当代生态与环境科学研究必须从全球的整体观、系统观和时空的多尺度特征出发，研究生态系统的整体行为、演化规律及系统间的相互作用。这种系统的分析，将深入揭示其自然属性与社会属性，了解和预测生态系统内的物理、化学、生物和人类社会等若干子系统的基本过程及其相互作用。
实践证明，研究复杂的地球过程及其重大的资源、环境、生态问题，并非单一学科和传统的概念与手段所能完成，要求加强学科间的交叉、渗透和综合集成。一方面在许多重要的交叉点上蕴含着更多的突破机会、新的生长点和解决途径；另一方面生态与环境科学的一些基本思想也不断融入到其他学科的研究中去。另外，新的观测、探测和实验技术的应用，增强了人类了解自然的能力，揭示了一系列新的现象和规律，促进了新概念、新领域的形成和预测能力的提高，使前沿研究与高技术发展融为一体。大科学系统的综合交叉研究，为解决生态与环境的复杂系统问题提供了可能。
可持续发展观念的提出将生态与环境科技研究推进到一个新的高度与发展阶段，提出更高的要求。以人为本，统筹人与自然的关系，协调环境与经济社会发展，成为当代生态与环境科技研究的基本指导思想。
2. 从注重末端治理走向预防为主、全过程控制和推行循环经济已经成为世界上不可逆转的潮流
20世纪60年代至70年代，世界各国关心的问题是对污染物进行治理以减少其危害，这种末端治理的方式并不能根本解决环境危机。70年代末期，人们注意到要进行污染预防和废弃物的资源化，如美国提出了污染预防策略，联合国环境署开始大力推行清洁生产。20世纪90年代初，可持续发展战略得到了多数国家的认可，人们开始努力将发展与环保协调起来，以源头预防和全过程控制替代末端治理逐步成为各国环境与发展政策的主流，一些国家并提出了循环经济或与之相关的战略。一些新兴学科例如工业生态学（或译为产业生态学）在可持续发展战略指引下应运而生[12]。
近年来，循环经济的研究和实践在很多国家相继兴起，其实质是要在大幅提高经济增长和社会发展的同时减少资源消耗和污染排放，实现减物质化的经济增长。德国和日本在发展循环经济方面走在世界前列。例如德国围绕如何实现资源生产率提高4-10倍的目标开展了技术和体制层面的研究，1996年制定了具有革新性的《物质闭路循环与废物管理法》；日本2000年提出了建设循环型社会的目标，围绕这个目标开展了相关技术和法规体系的研究。美国虽然没有提出国家层面的经济和技术目标，但在用3R原则（减量化、再利用、再循环）指导产品生产和废弃物管理以及工业生态园区建设方面进行了大量工作。
发达国家的经验还表明，生态与环境问题的解决必须依靠全社会的共同参与；生态与环境科技也不能只有少数生态、环境专业的科技人员来关注，它需要各行各业的广泛参与和投入，“为环境而设计”、“环境友好产业和产品”、“绿色制造业”、“绿色化学”等都是近年来先进工业国家进行的卓有成效的实践。他们的实践证明，把经济发展与环境保护协调起来是完全可能的，实现经济和环境的双赢并不是空想。
3. 全球环境公约的制定与大型国际研究计划推动了生态与环境科技的发展
随着环境问题的全球化，生态与环境科技研究也呈现出全球化的趋势，主要表现在全球环境公约和大型国际研究计划的驱动。随着《气候变化框架公约》、《生物多样性公约》、《湿地公约》、《防治荒漠化公约》、《保护臭氧层公约》、《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》、《控制危险废物越境转移及其处置巴塞尔公约》等国际公约的签署，生态与环境科学研究已经跨入更广泛的国际合作新阶段。一个自然科学、社会科学和工程科学联合的跨学科的研究局面正在形成。同时，制定和实施全球性的专项研究计划，已成为国际科技界研究与解决重大气候、生态与环境问题的主要方式。如国际地圈—生物圈计划（IGBP），全球环境变化的人文因素计划（IHDP）、生物多样性计划（DIVERSITAS）和世界气候研究计划（WCRP）等。
4. 生态与环境科学的基础研究和应用研究的结合越来越紧密，社会需求导向明显
正是由于社会需求与科学问题的不断提出以及技术条件的日益改善，使过去的几十年中人们对自然环境及其与人类之间的相互关系的研究，取得突破性进展。使其整体的研究进入一个有可能解决现存的复杂生态与环境问题、开始预测人类生存环境变化的时代。
通过对全球变化、生态系统演化、污染物迁移转化等方面的基础研究，资源的开发与可持续利用的应用基础研究，以及清洁生产技术、清洁能源技术、高效低耗的污染控制与修复技术的开发，使生态与环境科学的基础研究和应用研究紧密结合起来，最大限度地为国民经济的可持续发展服务。由于生态与环境问题的国际性，其科学研究不仅是经济、社会发展日益增强的需求，而且已经提高到国家安全的层面。
5. 依赖于网络化的长期连续观测资料的积累和分析
以过程和预测为目标的动力学研究，需要有关生态与环境过程连续的观测数据的支持，需要多学科的理论、方法和相关技术的支持。所以，为解决全球性、区域性问题的重大研究计划往往有大型观测计划相匹配。全球、区域和国家尺度的基本过程的长期观测、监测与信息网络正在形成，如空间对地观测系统（EOS）、全球气候观测系统（GCOS）、全球海洋观测系统（GOOS）、全球陆地观测系统（GTOS）、东亚酸雨监测网（EANET）、全球数字地震台网等；一个集地球空间信息存储、处理、传输和分析为一体的“数字地球”正在酝酿形成之中。
（二）我国尚未形成适合国情的生态与环境科技体系
经过20多年的努力，我国生态与环境科学取得了一定成绩，但是与满足国家需求和国际先进水平还存在相当的差距。
我国具有独特的生态和环境条件，可以发展出很有特色的生态与环境科技体系。但是过去20年来，我国生态与环境科研基本处于被动跟踪状态，缺乏系统的、基于国情的重大生态、环境问题的研究和关键技术开发，也还没有摆脱末端治理为主的老路以及将环境保护研究与转变经济发展模式分割开来的传统做法，在工业生态学和循环经济方面的研究也还只处于起步阶段，缺少系统性和针对性。因此，生态与环境科技的发展不能满足经济社会快速发展的需求，对新的环境问题缺少应对理论和技术储备，生态与环境科研不能有效地渗透到社会经济的各个环节，使生态与环境保护战略缺少强有力的科学指导，对环境与发展的决策支撑力度明显不足。这与我国的生态与环境问题的严重性不相适应，与大国的地位极不相符。
1. 原创性基础研究欠缺，手段相对落后
除少数研究外，我国在生态与环境科学领域的研究缺少基础性、战略性、原创性研究，缺乏为相关产业和产品的发展提供科技支撑的创新性的能力。生态与环境科技队伍和国外存在整体的差距，同我国面临的复杂环境问题相比，科研水平不能满足多方面的需求。
2. 缺少大跨度学科交叉的系统综合研究和全球视野
长期以来，我国的生态与环境科技研究对环境问题的综合性、区域性特征重视不够，针对单项问题的单一学科研究多；注重末端控制，忽视从驱动力角度寻找解决途径；缺乏从区域、流域尺度进行系统性的跨学科的研究，更没有从全球视野审视问题的深层背景，导致生态与环境保护的措施单一，难以从根本上解决区域性、流域性和系统性的环境问题。
3. 长期、连续、动态的基础数据积累不够
尽管我国在生态与环境观测/监测方面已开展了一些工作，但尚未形成健全和完整的生态与环境数据观测/监测网络，因而使生态与环境科学研究缺少长期、系统、可靠、公开的数据信息支持，环境基础数据和信息化不能满足生态建设和污染控制决策的需要，无法对生态与环境的现状和趋势给出全面、清晰的分析与判断。目前国内有关的生态与环境观测/监测台站功能单一，各自为政，观测设备水平参差不齐，观测指标、标准存在明显缺陷，缺乏严格的质量控制体系，数据无法比较，信息难以共享。
4. 缺少具有自主知识产权的技术集成和环保成套装备
目前我国环境治理技术的研发创新不足、目标分散，技术与设备集成和实用化水平低；在大量引进国外技术与设备的同时，消化吸收不够，无法形成具有自主知识产权的环保成套技术和设备，不能为污染控制提供有效治理技术和服务。缺少对发展环保技术和装备制造的政策引导和激励机制，环保产业规模小，在全球化条件下难以同国外企业竞争，有可能进一步失去环保市场。
5. 对国家决策的科技支撑薄弱
我国目前的环境科技对环境管理支撑力度明显不足，当前环境质量状况的信息存在明显缺陷，环境基础数据保障和信息化不能满足环境决策的需要，如环境管理综合决策技术保障体系研究、环境质量监控与标准体系，、支撑环境管理的关键科学污染防治技术与应急、预警技术难以适应环境管理新的形式和要求。特别是尚缺少将生态、环境问题与经济发展模式紧密结合在一起考虑的系统性研究，包括理论、政策、管理和科学技术的研究。还不能为国家提供在我国特定条件下全面实现建设小康社会目标、走上“生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路”的有力的技术支撑。
三、生态建设、环境保护与循环经济的科技发展战略和相关措施
党的“十六大”提出了2020年前全面建设小康社会的奋斗目标，把“可持续发展能力不断增强，生态与环境得到改善，资源利用效率显著提高，促进人与自然的和谐，推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展之路”列为全面建设小康社会的四大目标之一。未来十几年，是我国社会经济发展的重要战略机遇期，这对我国生态与环境保护和建设提出了严峻挑战。为了贯彻可持续发展这一基本战略，实现全面建设小康社会的宏伟目标，必须通过科学技术的进步，从根本上转变生产模式和消费模式，使社会、经济和环境相协调。
（一）生态建设、环境保护与循环经济的科技发展战略
我国生态建设、环境保护与循环经济的科技发展战略思路是：以统筹人与自然和谐发展为指针，在全球变化的背景下，通过转变不可持续的生产和消费方式，突出自主创新、综合集成研究和系统的综合防治，优先解决影响我国生态与环境的重大问题和重点退化区域，建立与全面小康社会目标相适应并符合我国国情的生态与环境科学理论和技术体系，为生态、环境质量明显改善和建立资源节约型、环境友好型社会提供科技支撑。
（二）生态建设、环境保护与循环经济的科技发展战略目标
2010年，我国生态建设、环境保护与循环经济的科技发展战略目标是：在GDP翻一番的情况下，为遏制生态和环境质量继续恶化提供科技支撑。
需要建立较完整的生态与环境观测／监测网络体系，正确阐明和预测我国生态与环境以及区域环境演变的趋势，研发循环经济的共性和关键技术，突破主要高能耗和污染大的重点行业的清洁生产技术，建立一批生态恢复与重建的示范区，初步具备解决重大生态与环境问题的自主创新能力，开发一批生态恢复与重建、有毒有害污染物控制的关键技术，初步形成具有中国特色的生态与环境科学学科体系和一支高素质、结构合理的科研队伍，提高生态与环境保护决策与管理的科技水平和能力。
2020年，我国生态建设、环境保护与循环经济的科技发展战略目标是：在GDP翻两番的情况下，形成保障生态与环境质量有明显改善的科技能力，为建立资源节约型和环境友好型社会提供科技支撑。
必须具备解决区域性重大生态与环境问题的科技能力，建立适应全球变化的生态与环境理论和科技支撑体系，建立以人体健康为目标的环境基准和标准体系，建成生态、环境、气候综合观测/监测与预警系统，为国民经济绿色核算体系提供科技支撑，建立重点行业和典型城市的循环经济模式和示范，形成具有自主知识产权的环境污染控制和生态建设的科技创新体系，提升环保产业的科技水平和国际竞争力，形成一支创新能力强、素质高、结构合理的科研队伍，为全面实现小康社会提供科学依据和技术支撑。
（三）生态建设、环境保护与循环经济的科技发展重点领域和优先主题
根据生态与环境科学的发展特点、战略与方针、以及全球和我国的生态与环境发展趋势，未来15年我国生态建设、环境保护与循环经济的科学研究急需开展的五大重点领域是：循环经济的科技研发与示范；退化生态系统重建；区域性污染综合治理；环境与人体健康；全球变化适应与减缓。
1. 循环经济的科学理论及技术体系的研发与示范
从物流的方向和性质分析，循环经济是对立于传统的直线型经济的一种全新的经济模式。传统的直线型经济从自然界开采大量资源能源，生产和消费过程中对资源的浪费大，排放的污染多，其结果是地球资源的枯竭和污染的泛滥，使人类不能得到可持续的发展甚至生存。
循环经济的原则是“减量化、再利用、再循环”(reduce，reuse， recycle)，其目的在于研究循环经济的科学理论和开发循环经济的技术体系是推行循环经济的基础。发展循环经济的科学技术可以大力提高资源生产率，即提高单位资源消耗量的经济产出，尽快使资源消耗从高增长向低增长、再向零增长转化，使污染排放量从正增长向零增长、再向负增长转化，从源头上缓解我国经济快速发展和人均收入水平提高对生态、环境的巨大压力，使人类能够世世代代在地球上生存和发展。
必须指出，在我国发展循环经济，首先值得注意的是产业结构的调整，即尽快淘汰和改造那些资源消耗多、污染排放量大而经济效益差的产业，代之以发展技术含量高、经济效益好、资源消耗低、排放污染少的新型产业。这必将十分显著地提高资源生产率，使单位GDP的环境影响显著减小。
研究循环经济的理论及开发循环经济的关键技术是在我国推行循环经济的基础。除了吸收引进国外先进的理论与技术以外，还必须从我国的社会经济发展以及科技发展规律出发，通过辨识已经或正在成为制约社会经济发展瓶颈的资源环境问题，提出循环经济科学技术发展的重点领域和关键技术，建立与我国国情相适应的循环经济科学理论和技术体系。本领域有以下5个优先主题：
（1）循环经济理论与生态资产核算方法研究
利用物质流分析方法对我国经济快速发展中的资源消耗和污染排放进行分析，预测未来15年间经济快速发展对各类资源的需求及其与资源存量之间的矛盾，经济快速发展导致的各类环境污染、生态退化的发展趋势；定量分析确定为了全面实现小康社会目标在不同时段、不同区域、对不同资源环境要素所需的资源生产率提高倍数并建立相关的科学理论；分析提高资源生产率倍数的主要瓶颈问题并提出技术保障措施。
生态资产（或称自然资产）是经济社会发展的基础之一。过去由于忽视生态资产的价值，没有完善的生态资产的核算和评估理论，使其无法在生产和消费过程中体现真实价值，因此，造成以牺牲生态资产为代价的GDP增长。为此，需要建立自然资源和生态系统服务功能价值化及核算理论和方法，并为建立国民经济绿色核算体系、构建综合绩效评估和完善的社会经济发展统计指标提供技术支撑；建立生态补偿机制，保证区域开发与环境保护之间的平衡。同时，要发展出适合我国国情的提高资源生产率的理论。
主要研究任务是: 建立自然资源和生态系统服务功能价值化和核算方法，为我国建立绿色国民经济核算体系提供技术支撑。从我国实际出发，客观地、科学地分析预测未来20年间快速经济发展对资源的需求和可能造成的环境影响，并分析研究为了实现全面小康社会的宏伟目标，即在实现GDP翻两番的同时确保资源的可持续利用和生态与环境的质量所需要的生态效率提高倍数，形成可与国际比较、有科学依据的中国生态效率倍数提高战略。
（2）循环经济共性技术研究与开发
过去，由于人们对自然资源的价值和稀缺性缺乏认识，开发研究新技术的目标往往仅在于研究具有新功能的新产品，以获取新的更高的利润，对新产品在生命周期过程中消耗的资源、能源和造成的污染则缺乏关注。循环经济既关注产品的实用功能和经济效益，同时还关注其对环境、资源和人民健康和可持续发展的影响。我国科学技术要为发展循环经济提供支撑，就需要研究开发一批经济效益好