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Slide 1: 地球日的省思 鄭先祐 (Ayo) 國立臺南大學 環境與生態學院 院長 環境生態研究所 教授 2007 疼愛大地友善環境志工培訓 2007 年 4 月 19 日 ( 四 ) 19:00-21:00 ■ 主辦：台南縣（市）環境保護聯盟 ■ 地點：台南環盟辦公室（台南市東門路三段 37 巷 75 弄 17 號） 1
Slide 2: 圖 1. 從月球看 地 球。 地球 是一 個 多水 的 行星 。 (Apollo 12 於月球 拍 攝的 照片 ) 。 2
Slide 3: Prologue ： The Flight of Apollo 13    預定於 1970 年 4 月 14 日晚上七點降落在月 球的 Fra Mauro 地點的 Apollo 13 號，並沒有 降落。 因為當太空船接近月球時，一件小爆炸事故摧 毀了他的主要維生系統。於是登月小艇不得不 臨時被當作救生船使用，以便將太空人安全送 返地球。 從接近月球的太空，返回地球需要 3 天。 3
Slide 4: Apollo 任務    Apollo 13 的航程為期 10 天， 3 天去程， 3 天回程， 4 天環繞月球運行。於繞行月球的 4 天內，登月艇將 降落月球，並停留 33 小時。於此 33 小時間，還計畫 兩趟 4 至 5 個小時的漫步，並鑽探月球的岩石。 Apollo 13 於 1970 年 4 月 11 日發射升空，這是 Apollo 月球航行任務的第五次。 1968 年春， Apollo 11 登月艇成功的降落在月 球， Neil Amstrong 成為第一位於月球漫步的人類。 1969 年秋， Apollo 12 第二次成功的登陸月球。 4
Slide 5: Apollo 13 的航行  太空船：由三個單元組成    (1) 儲備艙 (service module) (2) 指揮艙 (command module) (Odyssey) (3) 登月艇 (the lunar landing module) (Aquarius)   4 月 11 日早晨升空航向月球，連續三天，一 切都正常良好。 4 月 13 日晚上 10 點 08 分，當太空船靠近月 球時，儲備艙發生小爆炸。 5
Slide 6: 圖 2. 阿波羅 13 號。因為氧氣筒爆炸而毀壞指揮艙的維生體系 時，三個太空人必須擠進登月艇中，以求生存。 6
Slide 7: The explosion     儲備艙的兩個氧氣筒，其中之一的氣壓遽然下降到零 ，另一個也開始下降。需要氧氣來產生電力的三個燃 料箱之中有兩個也迅速失靈。 此時，探月的任務取消，開始進行救援。 兩個太空人被迫進入登月艇，打開登月艇的獨立電力 與氧氣系統。一個太空人留在指揮艙，透過一條管子 ，吸著來自登月艇的氧氣。且臨時加裝一條延長線， 從登月艇引進電力。 太空船的推動力，就只有登月艇的火箭引擎。 7
Slide 8: 回程的 3 天行程中     太空船艙內的溫度幾乎以降到冰點。 登月艇內的二氧化碳濃度已達到危險的濃度。 累積的尿液也成為問題。 盡量節省電力，使太空船飛抵地球大氣層時， 還有足夠電力讓指揮艙內的電池充電，使其可 以再度使用。然後，拋棄儲備艙和登月艇，指 揮艙降落太平洋。 8
Slide 9: 附加的問題：放射性的污染   原先要留在月球上用來運轉實驗器材的鈽 ( 有 8 磅 ) ，因為沒有登上月球，而隨著登月艇帶 回地球。最後是拋棄進入太平洋了事。 這是 Apollo 13 在太平洋深處，留下的一個放 射性紀念品。 9
Slide 10: Spacecraft vs. Earth 維生體系      太空船的維生系統是機械式控制的貯藏系統。維 生必需品是產自地球，在貯藏於太空船內。 地球的維生體系是生物再生性 ( bioregenerative) 的體系，其內的動物、植物和微生物可以再生， 再循環並提供生命的必需品。 地球的維生體系並不是人類所創造的，我們對整 個體系的了解，仍是相當的有限。 我們現在還是需要仰賴連接地球的臍帶，才有辦 法進入太空中建立大型的太空站。 Biosphere 2 研究計劃，這是建立可再生體系的試 驗。 ( 第一章 圖 5) 10
Slide 11: 人在圖框內，看不到圖畫  人在樹林中，只能看到樹木，沒有看到森林的全貌。    於 1968-70 年間，太空人將從太空拍攝地球的照 片傳回地球，人類首次得以走到畫框外面而看到 整個地球。 結果， 1970 年人們發起地球日 (Earth day) 。許 多環保法令陸續頒布，關心全球環境的輿論興起 ，以及提出環境影響評估的要求。 1980 年代，環保議題因為人們對犯罪、冷戰、政 府預算、社會福利等的關注，而退到政治的邊陲 地區。 11
Slide 12: 生態環保的議題    於 1990 年代，能源的問題，特別是對全球的 議題又再度引起關注。 踏入 21 世紀，生態環保的議題，將再度成為 大家關注的焦點。 但這一次，我們對環保的議題，強調的已經不 是治療，而是如何的去防治。 12
Slide 13: 13
Slide 14: 地球的形成 14
Slide 15: 維生環境的形成與組成   地球的誕生時，並沒有生命生活，至約 30 億年前才開始有簡單的生物出現，且一直至 20 億年前，簡單的生物必須生存於沒有氧氣 ，含有致命的紫外線、有毒的氣體、以及溫 度變化極大的環境中。 約在 20 億年前，藍綠藻 (cyanobacteria) 的 出現，才因為可以形光合作用，產生氧氣， 而逐漸的改變大氣環境，下降大氣中的二氧 化碳的濃度。 15
Slide 16: °   生物對地球大氣形成的影響 The earth began with no atmosphere and no oceans. Today, the earth’s atmosphere contains a stable concentration of about 20%oxygen. 不會太高 ，若高於 25% ，濕的木材也會燃火；不會太低 ，若是低於 15% ，則燃火就很困難。 Perhaps the most important innovation of living things in the history of life on earth was the development of photosynthesis. 最早的光合作用可能是作用在 H2S + CO2→ CH2O + S2 16  
Slide 17: 從運用 H2S 轉變到運用 H2O  Because H2S was scarce, photochemical processes that employed the splitting of water (H2O) were favored. 因此逐漸演化 為： H2O + CO2 → CH2O + O2 因為氧氣的出現，而顯著的影響大氣環境。   約有 10 億年，光合作用產生的氧氣都耗 用在氧化反應上。首先是海洋中的鐵離子 (Fe 2+ ) ，轉變成氧化鐵沉積海底。 17
Slide 18: °  光合作用產生的氧氣 於 15 億年至 20 億年前，光合作用產生的 氧氣量超過氧化海中鐵離子的量，氧氣才 開始在大氣中累積。 (Figure 3-1) 真核 (eukaryotic ) 生物約在 13 億年前出現。 當時大氣的氧氣量約只有現在的 1% 。 目前地球有 58% 的氧是形成氧化鐵 (Fe2O3) ， 38% 是與岩石 (SO4 2- ) 結合成 大陸紅床 (red beds) ，只有 4% 進入大氣 。 18  
Slide 19: 釋放至大 氣的氧分 子，只有 4% 。  Fig. 3.1 Oxygen released by photosynthesis has accumulated on earth steadily through geologic time, but the occurrence of molecular 19 oxygen in the atmosphere is a relatively recent event.
Slide 20: 圖 1. 地球 大氣 的 氧氣 之產 生。 20
Slide 21: ° ） 地球的生命力量 （ Gaia 假說 表 1. 比較火星、金星和地球(現況與假設完全無生命存在過)的大氣狀況。原資料 取自 Odum, 1983, p.25；鄭，1994a，p.24，表 2-1。 項目 大氣成份 二氧化碳 氮氣 氧氣 地表平均溫度 95% 2.7% 0.13% -53℃ 98% 1.9% 極微量 477℃ 98% 1.9% 極微量 290+50℃ 0.03% 79% 21% 13℃ 火星 金星 地球(無生命) 地球(現況) 21
Slide 22: 維生體系的資源，免費供應       大氣中氧氣濃度的維持 全球的平均氣溫，與氣候分布和變化 雨水的供應 吸收太陽能量，產生有機食物 化石燃料的形成 自然景觀 22
Slide 23: 維生體系      維生環境 (life-support environment) ：供應 人類生理生活所需要的資源之地區。 維生體系 (life-support system) 維生體系 = 農耕體系 + 自然體系 農業體系提供每人每年所需的一百萬卡洛里 ，其中有 15% 必要是蛋白質。 自然體系維持氣候環境，氣溫、大氣中的氧 氣濃度、淡水的形成、一部份的糧食、藥材 等。 23
Slide 24: 生物圈二號的實驗    於 1991 年，一個不透氣，罩著玻璃的密閉建築， 生物圈二號，被建造完成。佔地 1.27 公頃。 於 1991 年秋天，有 8 個人被送進去，在裡面生活 了兩年，不與外面作任何物質的交換，但有豐富 的能量供應與無限制的資訊交流 ( 如收音機、電視 、電話等 ) 。 生物圈二號，約有 80% 的空間是自然棲地。其餘 的有 16% 是農耕地。人類居住的地區 (8 個人 ) 約 佔 4% 。 24
Slide 25:  (1) 雨林、 (2) 疏林 / 海洋 / 沼澤、 (3) 沙漠 、 (4) 密集的農耕地、 (5) 人類棲地、 (6 和 7) 人造肺部、 (8) 能源中心、 (9) 冷卻塔 25
Slide 26: Biosphere II, Tucson http://www.bio2.com/gallery.htm 26
Slide 27: 生物二號的實驗結果       1993 年秋季，八位生物圈人結束兩年的隔離生活。 他們的健康狀況比進入之前還好。 維持空氣、水的對流及淨化等，運作得相當順利。 進入生物圈的太陽能足以維持食物的栽培的產量。 但所有的光合作用上不完全足以維持和空氣中二氧化 碳的平衡。於最後的六個月裡，必須注入氧氣以預防 氧氣的不足。 生物圈人的時間分配：    45% 生產和處理食物 25% 維護及修理器材 25% 溝通 5% 小型的研究計劃 沒有剩餘時間可用在休息及娛樂上 27
Slide 28: Box 維生的昂貴價格     為維持生物圈二號的維生體系，每個小時要耗用 700 千 瓦的電力及 23,000,000 千焦耳 (kilojoules) 的天然氣。 兩年來總耗用 12,500,000 度的電力和 3,800,000 撒姆 (therm) 的天然氣。 以每度電 1 毛錢，每撒姆天然氣七毛錢來算，價格分別 為 1,250,000 美元及 2,600,000 美元，總共近 400 萬美 元。 由 8 位參予者分攤，每個月的帳單將超過 150,000 美元 ，相當於台幣 450 萬元 ( 以 1 ： 30 計算 ) 。 28
Slide 29: 生物圈二號的後續計畫    生物圈二號在物質上是封閉的，但在能量上卻是開放 的。除了給予太陽能外，還給予化石燃料。 將來這方面能源的需要，可以用太陽能電池來取代。 美國航太總署為要興建 compact life-support modules ，而進行的 controlled ecological lifesupport system ，簡稱為 CELSS) 的計畫。利用物 理、化學和生物的方法製造空氣、淡水、和食物。 29
Slide 30: 30
Slide 31: 人類與環境的關係 The Four Ecological Phases Phase one ： hunter-gatherer phase -- 狩獵 - 採集的時期 ( 數萬年 ) Phase two ： The early farming phase  -- 早期的農耕 ( 數千年 ) Phase three ： The early urban phase  -- 早期的城市 ( 文明的興起 ) ( 數千年 ) Phase four ： The high-energy phase  -- 高耗能的時期 ( 近三百年 )  31
Slide 32: 350 交通耗用 (Gigajoules) 300 250 200 150 農工業 生活和服務 食的消耗 平均每 人 每 年消 100 50 0 原始時期 狩獵 - 採集 早期農業 耗 文明興起 工業時代 科技時代 10 萬年來，人類平均每人每年消耗的能量。 原始時期 ~10 萬年前；狩獵 - 採集 ~1 萬年前至 10 萬年前； 早期農業 ~7,000 年前至 1 萬年前； 文明興起： ~1400AD ； 工業時代 ~1875AD ；科技時代 ~1950AD 。 32
Slide 33: 文明因握有資源而 興起，終因資源耗 盡而瓦解，甚至成 為廢墟。 文明城市於地球上 持續的建立，持續 的耗盡各地區的自 然資源。 近代科技文明，從 西方興起，已經籠 罩全球。 33
Slide 34:  現代 過去 Wackernagel , M. (1996) Our ecological footprint: reducing human impact on the Earth. 科技讓我們可以享受得更多。但問題是資源的再生 來源 ( 太陽 ) 並沒有增加。 34
Slide 35:  現代的科技不僅可 挖掘出更多的資源 ，同時也造成許多 的滲漏與浪費，且 更是產生許多污染 。 35
Slide 36: 人類倫理關係的歷史演變 • • • • • • 個人、家庭、與家族內的關係 ( 輩分關係 ) 社會生活的關係，家族間的關係 ( 家族關係 ) 極權國家 ( 階級關係 ) 民主革命 經濟自由化 ( 人民與國家的關係 ) 生活環境的維護 ( 人民和人民間的關係 ) 可持續的未來 ( 人與自然的關係 ) 36
Slide 37:       Global Greens Conference 2001 全球第一次綠盟大會 地點：澳洲首府坎陪拉 日期： 2001 年 4 月 13-15 日 參與：全球 70 多個國家， 600 多位代表 資訊： http://www.global.greens.org.au 37
Slide 38: Global Greens 全球綠色大憲章  Principles ( 基本原則 )       Ecological Wisdom ( 生態智慧 ) Social Justice ( 社會正義 ) Participatory Democracy ( 參與式的 民主 ) Nonviolence ( 非暴力 ) Sustainability ( 可持續 ) Respect for Diversity ( 尊重多樣性 )  Political Action ( 政治行動 ) 38
Slide 39: Political Action ( 政治行動 ) • • • • • Democracy ( 民主 ) Equity ( 公平 ) Climate Change and Energy ( 氣候變遷與能源 ) Biodiversity ( 生物多樣性 ) Governing economic globalization ( 治理經濟全球 化 ) by sustainability principles( 可持續性的原則 ) • • • • • Human rights ( 人權 ) Food and water ( 糧食 與淡水 ) Sustainable planning ( 可持續性的規劃 ) ( 和平與安全 ) 全球化 ) Peace and security Acting globally ( 行動 39
Slide 40: 40 http://www.bio2.com/gallery.htm
Slide 41: 生態學 (Ecology) 是什 麼      ？ 生態學 = Eco 之學。 Eco + logy = 生活科 學 Eco + nomics = 生活的經營管理。 生態學是「自然的 經濟 」。 什麼才是真正的「經濟」？ 41
Slide 42: 生態學 太陽 與 經濟學 經濟學 人力、漁具、 漁船、能量 生態學 海洋生態體系 物質循環 能量循流 捕魚活動 海產市場 圖 8. 海灣區的經濟活動。左半部是傳統生態學的研究領域 ，右半部是傳統經濟學的課題。海灣區對人類的實際價值至 少是此區生產的魚獲量價值的 10 倍。 42
Slide 43: 綠色發展與原則  人類生態環境能否健康，雖其最終「裁 判 權」是屬於 自然 ( 生態原則 ) ，但何去何從的「選 擇權 」則是操 在人類自己的手中 ( 文化規範 ) 。 國家整体的「經濟力 」和「生態 ( 生活 ) 環 境品 質 」，是維護和提昇「國 民福祉 」的兩大基本力量， 亦是國家「整体政策」的中心目標。 然而於這兩大基本力量中，首重於「生 態 ( 生 活 ) 環 境 品質 」的維護與提昇，這是人類「經濟生 活 」的 目標。 43  
Slide 44: 國外 國民福祉 環境品質 (ex.水資源) 消費能力 與消費量 ＧＮＰ 自然資源的 存量(森林、 礦產、水土 涵養) 自然資源 的耗竭 污染物產 生與分佈 投 資 自然再生 農工業生產 圖 1. 自然資源與國民福祉的關係示意圖。 44
Slide 45: 《考量的重點》 基於新世紀社會典範的「綠色發展」， 有 3 項重點的考量 • • • 生生不息，包含尚未出生的子孫 ( 永續的考量 ) 。 文明生活的品質 ( 健康、安全、舒適 ) 和需要。 平凡 ( 一般 ) 人的生活。 45
Slide 46: 《 3 Ｅ處方》 落實於現行的經濟体制，經濟學者 (Young, 1992) 所提出的《 3 Ｅ處方》 • • • 生態保全 (Ecological integrity) ：生態環境 的自然功能必要保全。 經濟效率 (Economic efficiency) ：外溢成本 內化後的經濟效率。 公平 (Equity) ：維護「同世代」和「跨世代 」的公平。 46
Slide 47: 環境保全 (Environmental Integrity)    「環境保全」，生態 ( 生活 ) 環境的基本功能必要保持 完整安全，特別是自然免費提供的功能，是全球經濟的 根基。 全球自然生態免費提供的功能每年提供給人類社會的總 價值估計超過 33 萬億美元，遠超過全球經濟總生產值 (19 萬億美元 ) (Stiling, 2002) 。 於「環境保全」的基礎上，我們才能力求「經 濟 效 率」，以及維護「社會 正 義」 ( 公平 ) 。 47
Slide 48: 經濟效率 (Economic efficiency )  「生態原則」是於相同或更好的生活條件上，可耗 用更少的物質和能量。  這亦是「經濟」的法則。   重點是必要基於所有「外溢 ( 部 ) 成 本 」全部內化之 後，才可達到真正的「經濟效率」，整體付出最少的 代價，獲得最大的享用。 「外溢成本」的存在不僅是違反生態原則，更是違 反經濟發展的「自由市場」基本條件。 48
Slide 49: 49
Slide 50: 效率 冰箱的容量 耗能量 50
Slide 51: 冰箱的容量 耗能量 冰箱的價格 51
Slide 52: 52
Slide 53: 53
Slide 54: 「社會正義 ( 公平 ) 」 世代 ) 1) (跨 2) 每一代應必要維護其由上一代傳接得到的自 然資源，使其留給下一代時，平均每人的資 源總量不可少於其傳接得到時。 可再生資源、資源龐雜度、和生態功能，都 應永遠地維持。 54
Slide 55: 「社會正義 ( 公平 ) 」  ( 同世代 )   按生態學的「最低限定率」 (Law of minimum) ，一生命的成長受其環境因子中 最低限者 ( 供給最差 ) 所限制。 生態環境品質的維持，亦受到此社會最差的 因素所限制。 生態環境的保育和未來發展機會的保育，其 必要的條件之一就是在目前社會中最窮族群 的生活改善（參考 Brown Weiss, 1989) 。 ( 弱者福利的提 升 ) 55
Slide 56: 新世紀的生態學 復育生態學 (Restoration Ecology) 工業生態學 (Industrial Ecology) 事業生態學 (Business Ecology) 藍海策略 (blue ocean strategy) 美學經濟 綠色資本家 鄭先祐 (Ayo) 台南大學 環境與生態學院 教授 56
Slide 57: Fig.1.2 Four organizational models: Changing relationships among business, society and environment. 摘取自： Abe, J. M., P. E. Dempsey, and D. A. Bassett (1998) Business Ecology, giving your organization the natural edge. Butterworth-Heinemann. 57
Slide 58: 污染者付費 輸出的管制 Fig.1.2 Four organizational models: Changing relationships among business, society and environment. 58
Slide 59: 生產效率的提昇 輸入的管理 Fig.1.2 Four organizational models: Changing relationships among business, society and environment. 59
Slide 60: Post-1990 圖 1. 生產系統管理必要回歸 原點 ( 向後轉 ) 。 Odum, E. P. (1997) Ecology: A bridge between science and society. Sinauer Associates, Inc. 60
Slide 61: 舊世紀 vs. 新世紀 (post 2000) 舊世紀  狀態：缺資金、缺技術  策略：資金，技術，生產 新世紀  狀態：全球化、資金充裕、技術繁多、進步快速  策略：生態、藝術、美學、價值感 61
Slide 62: Post 2000 Business Ecology  社會狀態：   全球化的競爭 WTO ，下降關稅 生產部門轉移到其他國家 貿易的競爭激烈 物流的廣度與效率 價值的建立與被接受 整體，全面與多樣的考驗 62  困難：全球化的挑戰    成功要件：   
Slide 63: Industry’s sustainability learning process Before 1970s: unprepared (none)  1970s: 1st era: compliance ( 承諾 ): reactive  1980s: 2nd era: beyond compliance: anticipatory( 事 先預防 ) ： regulatory standards  1990s: 3rd era: eco-efficiency ( 生態效率 ): profit center approach  2000s: 4th era: sustainable development ( 可持續發 ＊ 展 ): high integration (explicit mainstreaming of environmental goals  可持續的工作機會 摘取自： Nattrass, B. and M. Altomare (1999) The natural step for business: wealth, ecology and the evolutionary corporation. New Society Publishers. (p.16, Fig. 2.1) 63
Slide 64: 事業 生態學 Abe, J. M., P. E. Dempsey, and D. A. Bassett (1998) Business Ecology, giving your organization the natural edge. ButterworthHeinemann. 64
Slide 65: Business Ecology ( 事業生態 學) 新世紀 65
Slide 66: 藍海策略：開創無人競爭的全新 市場 Blue ocean strategy 66
Slide 67: 價值創新：藍海策略的基石 成本 價值 創新 顧客效益 摘取自：藍海策略， p.33 67
Slide 68: 藍海策略的四項行動架構     消除 降低 提升 創造 (eliminate) ：習以為常的錯誤觀念 (reduce) ：產業標準 (raise) ：產業標準 (create) ：創新的因素 68
Slide 69: 藍海策略的六項原則        重建市場邊界 聚焦於願景，而非數字 超越現有需求 策略次序要正確：買方效益擺第一 克服組織障礙 ( 心理障礙 ) 積習難除、資源有限、 欠缺動機、政治角力  執行納入策略：建立互信和使命感 69
Slide 70: 公平程序的 3E 原則 1. 2. 3. Engagement ( 參與 ) Explanation ( 解釋 ) Expectation (clarity) ( 期望透明化 ) 社區的 goverance 70
Slide 71: 美學的經濟 自然與人為的對 話 真 ( 質感 ) 善 ( 友善 ) 美 ( 藝術 ) 71
Slide 72: 冰塊燈 (design house stockholm) 72
Slide 73: Sony Clie (PDA)   工程師追求「技術與設計卓 越」的企圖心。 於 2005 年中永久停產。 73
Slide 74: Apple 的 iPod    簡單的電子產品。 Entertain me 的產品。 消費者的心靈密友。 74
Slide 75: 75
Slide 76: 76
Slide 77: The Natural step framework Environmental Management system Unsustainable direction The company today Vision of Sustainable Enterprise 可持續的未來 Unsustainable direction 77
Slide 78: Interface 公司： 朝向可持續企業的成功範例 Ray C. Anderson 著 / 鄭益明 譯 新自然主義出版 PLETSUS: Practices Leading Toward Sustainability ( 公司操作導向提升可持續性 ) QUEST: Quality Utilizing Employees’ Suggestions and Teamwork ( 有效的接受員工的創意，彙整 合作的力量，質的提升 ) 78
Slide 79: 21 世紀的「原型」公司 Interface 公司 供應商 製程 價值 市場 客戶 人 地球 生態圈 資本 社區 79
Slide 80: 80
Slide 81: 我們都是一家人 81
Slide 82: 攜手合作的世界 假若你是要來幫助我，那 麼你已可回去。 但若你將我的打拼看成你 生存的一部份，那麼我們 或許可以一起努力 。 -- 澳洲的一位原住民 此段文句，摘譯自 Young(1992) ，第 2 章第 19 頁。 82
Slide 83: 多元文化和諧的理想世界  Ayo 台南 NUTN 站 http://mail.nutn.edu.tw/~hycheng 83
Slide 84: 舊的 vs. 新的世界 ↑ 摘取自 ：科學人雜誌， No.56, 2006 年 10 月號， p. 55 。 84
Slide 85: 問題與討論 japalura@hotmail.com  Ayo 台南 NUTN 站 http://mail.nutn.edu.tw/~hycheng 85