产业生态学的发展

IndustrialEcologyinActionsession2session2产业生态学的发展

JMiTi

CllfESi

dE

N

Ki

U

i

itJuMeiTing,Collegeof

Env.Sci.andEng.,

NanKai

Universityof-pipeapproach,

while

still

essential

formany

industries

and

for

many

technologies,The

traditional

means

of

combatingmeans

of

end-of-pipe.

maywater,

air,

noise

and

solid

wastes.

This

end-

Preamble(1)

investigated

first.Ju

MeiTing,College

of

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2/70systems,

i.e.

treatment

of

wastes

andpollutingshould

only

be

used

as

a

last

resort

andCleanerpollutionollution

has

been

byopportunitiesProductiontreatingstreamsinvolveshouldg

,p

pbeItCleaner

Production

is

the

continuousapplicationofanintegratedpreventiveenvironmental

strategy

to

processes,

products,and

services

to

increase

overallandThe

definition

of

Cleaner

Production

thathasbeenadoptedby

UNEP

is

the

following:

Preamble(2)society.Ju

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3/70processes

used

in

any

industry,

to

productsthemselvesreduce

risks

tohumansandtheenvironment.Cleanerapplicatiotegratedpreventiveefficiency,providedProductionappliedservicesvariousandthecanbeintotoJu

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4/70

Preamble(3)itwas

es

ecome

ornew

processes.Industrial

ecologyis

theshiftingofindustrialsystems,inwhichresourceandcapitalinvestmentsbecome

waste,

to

a

closed

loop

system

wheretthroughsysteminputsprocess(openloop)linearfrommovethetobfNo

firm

exists

in

a

vacuum,

every

industrialactivityis

linked

to

thousands

ofothertransactionsand

activities

and

to

theirenvironmental

impacts.Modern

society

haslargelyused

materials

in

a

linear

way:

digthem

up,

process

them,

use

them,

and

discardthem.一、产业生态学的产生背景Ju

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5/70一、产业生态学的产生背景传统资源线性利用的工业发展模式及对资源的不合

理利用和对环境的严重污染，而受到越来越多的质疑。

作为一个自然生态系统，地球的自净能力是有限的，当

人类对资源的需求和排放到环境中的废物达到一定程度

时，资源和环境的矛盾就会激化。在反思这一现象的时

候，人们注意到，尽管自然界中每个生物种群的生长过

程都有废物产生，但在各生物种群之间这些废物却是能

循环利用的，因而使自然界中的资源和物种得到了协调

的可持续发展，太阳能成为唯一的消耗。于是人们意识

到，应该按照自然界的生态模式来规划产业发展，这样

才能从根本上解决资源和环境的矛盾。产业生态学就是

在这种形式和认识下逐渐产生和发展起来的。Ju

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6/70产业生态清洁生产末端治理自由排放18世纪

20世纪60年代

20世纪70年代

20世纪90年代图1-1

污染控制方法的发展演变Ju

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7/70在处理资源和环境问题上，控制环境污染的方法经

历了漫长的历史演变，如下图所示。资源利用率比较项目末端治理（不含综合利用）清洁生产产业生态思考方法污染物产生后再处理污染被消除在过程中对所有资源的高效

利用产生时代70～80年代80年代末期90年代应用层次工业企业工业企业整个产业控制过程污染物达标排放控制生产全过程控制对物流、能流和信

息流进行综合分析控制效果受产污量影响处理效果比较稳定稳定产污量间接可推动减少明显减少充分利用，很少资源利用率无显著变化增加很高资源耗用增加(治理污染消耗)减少最大程度的减少产品产量无显著变化增加增加经济效益减少(用于治理污染)增加增加治理污染费用排放标准越严格，费用越高减少极大减少污染转移有可能无无表1-1末端治理、清洁生产和生态产业的比较环境因素纳入设计和所提供的服务中，

从而改变过去被

动的、滞后的污染控制手段，强调在污染物产生之前就予以削减，较好地解决了过程层次的资源和环境问题。

二十世纪九十年代初，受生态学理论的影响，人们在20世纪70年代，提出了清洁生产。清洁生产从清

洁原材料和能源、清洁产品、清洁工艺等角度入手，将的产业系统。通过模仿自然生态系统，希望在这个人工,得高效的利用，于是产业生态学应运而生了。Ju

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9/70一、产业生态学的产生背景生态系统中实现各种产业生态化

使各种物质和能量获认识到现代产业都是交织发展的

可以看着是

个人工,

可以看着是一个人工。

，生态学：生态学引入产业政策的引论

”的报告。

二、产业生态学的几个发展阶段,（MIT

I）成立了独立咨询机构——产业机构委员会。该,“20世纪五六十年代，随着生态学蓬勃发展，人们产

生

能否模仿自然生态系统

按照其物质循

和能量流JuMeiTing,Collegeof

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10/70学的观点重新审视现有的产业体系和在“生态环境

”中

发展经济的观念动规律重新构建产业系统的想法。20世纪60年代末，由

于工业化过程的环境代价过高

日本国家贸易和工业部生了能否模仿自然生态系统，按照其物质循环和能量流委员会下属的产业生态工作小组通过研究

提出以生态1．产业生态学的萌芽阶段月

该小组发表了题为产业1972年5二、产业生态学的几个发展阶段1．产业生态学的萌芽阶段1983年，比利时的政治研究与信息中心出版了《比

利时生态系统：产业生态学研究》专著，

书中反映了6

位来自生物、化学、经济领域的科学家对产业系统存在

的问题的思考，清晰地提出了产业生态学的基本原理：

为了把生产活动纳入生态学分析的范畴，必须考虑原材

料供应、产品生产、产品流通渠道、消费等环节，必须

将产业社会看着是一个人工的生态系统，运用生态学理

论与方法来研究现代产业社会运行机制。这个生态系统

是一个综合体，它包括系统的生产、分配、消费网络，

原材料消耗和废弃物产生的物质和能量的储存等。这一

阶段被认为是产业生态学的萌发阶段。JuMeiTing,Collegeof

Env.Sci.andEng.,

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University11/70二、产业生态学的几个发展阶段2．产业生态学的成型阶段“StrategiesforManufacturing’’

essentiallyconstitutedthebirth

ofthe

field

ofindustrial

ecology

(IE)

by

comparingtheindustrial

approachtothe

use

ofmaterials

and

energyto

that

ofnature.

They

present

that

the

traditional

model

of

industrial

activity

should

be

transformed

into

a

more

integrated

model:

an

industrial

ecosystem.

In

such

asystemtheconsumptionofenergyandmaterialsisoptimized,wastegenerationisminimizedandthe

effluentsofoneprocess

serve

as

the

raw

material

for

anotherprocess.JuMeiTing,Collegeof

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12/70二、产业生态学的几个发展阶段2．产业生态学的成型阶段1989年9月，Frosck和Gatlopoulos发表了题为《制

造业的战略》一文

”，在文中提出了产业生态学的概念

,

认为产业系统应向自然生态系统学习，并可以建立类

似于自然生态系统的产业生态系统，在这样的系统中，

每个产业部门必须与其他产业部门相互联系、相互依存

,

物质和能源得到最优化利用，物质消耗和污染物得以

最小化，而且在生产过程中每一个生产出来的产品都是

最经济的。Frosck在产业废物影响最小化的论文中提出

了产品设计者在物质循环中起着关键作用，如果产品设

计得易于循环和再用，那么将会提高物质的利用率和减

少废物的产生。此外，他们认为更加合理的产业活动模

式是建立在全球环境的可持续发展上的。JuMeiTing,Collegeof

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13/70二、产业生态学的几个发展阶段3．产业生态学的蓬勃发展阶段20世纪90年代以来，产业生态学的理论研究与实

践进入蓬勃发展阶段，尤其是在可持续发展思想影响

下,

产业界、环境学界、生态学界纷纷对产业生态学

理论、方法以及实践开展了研究。1991年美国国家科学院与贝尔实验室共同组织了

首次“产业生态学

”论坛，对产业生态学的概念、内

容和方法以及应用前景进行了全面、系统的总结，基

本形成了产业生态学的概念框架。贝尔实验室的C.Kumar认为：

“产业生态学是对各种产业活动及其产品

与环境之间相互关系的跨学科研究

”。JuMeiTing,Collegeof

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14/70JuMeiTing,Collegeof

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15/70

二、产业生态学的几个发展阶段A11

b

士论文的答辩。(Journal

of

C1ean

Production),版，该杂志经常刊发有关产业生态学研究的文章，为产业生态学的早期研究成果提供了一个交流平台3．产业生态学的蓬勃发展阶段”,是解决全球环境问题的有力手段。此外，美国电信企

业生态学的早期研究成果提供了

个交流平台。年首次完成了产业生态学博(Journal

of

C1ean

Production)产业界的环境议程提出产业生态学是年

清洁生产杂志A11enbyHard

in的官员199219921993年于出&ATT“3．产业生态学的蓬勃发展阶段1993年，美国成立了可持续发展总统委员会(President’s

二、产业生态学的几个发展阶段Council

on

Sustainable

Development，PCSD)。该委员会1996年10

月在Virg

inia召开了有关产业生态学的重要研究领域—生态工业园(Eco-

Industrial

Park)的工作会议，

对生态工业园

的定义、建设原则、美国生态工业园实践的情况作了研讨。1995年，国际电气与电子工程研究所(

IEEE)在一份称为

“持续发展与产业生态学白皮书

”的报告中指出:“产业生态、

、”学是

门探讨产业系统与经济系统以

它们同自然系统相。JuMeiTing,Collegeof

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16/70关系的垮学科研究。

其研究涉及诸多学科领域,包括能源供

应与利用

新材料

新技术

基础科学

经济学

法律学管理科学以及社会科学等

”,

可以认为是一门“研究可持续

能力的科学学是一门探讨产业系统与经济系统以及它们同自然系统相互美国成

了可持续发展总统委员会、、、、二、产业生态学的几个发展阶段3．产业生态学的蓬勃发展阶段1996年，全球发行的生命周期评价杂志(The

international

Journal

of

Life

Cycle

Assessment,Int.J.LCA)面市，它是专门刊载

产业生态学研究内容之一的生命周期评价的研究沦文。1997年由耶鲁大学和麻省理工学院(MIT)共同合作出版

了全球第一家《产业生态学杂志》。该刊主编ReidL

ifset

在发刊词中进一步明确了产业生态学的性质、研究对象和

内容,

认为“产业生态学是一门迅速发展的系统科学分支,

它从局地、地区和全球3个层次上系统地研究产品、工艺、

产业部门和经济部门中的能流和物流,

其焦点是研究产业

界在降低产品生命周期过程中的环境压力中的作用,

产品

生命周期包括原材料的采掘与生产、产品制造、产品使用

和废弃物管理

”。JuMeiTing,Collegeof

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17/70二、产业生态学的几个发展阶段3．产业生态学的蓬勃发展阶段麻省理工学院（MIT）于1997年在全美开设了产业生态

学课程。1998年9月耶鲁大学成立产业生态学研究中心。2000年，成立于1996年的美国跨部门工作小组发表了题

为“产业生态学——

美国的物质与能量流动

”的报告，对产

业生态学和物质与能量流动的关系作了阐明。2000年1月，产业生态学国际学会(The

International

Society

for

Industrial

Ecology，

IS

IE)在纽约成立。其

任务是推动产业生态学在研究、教育、政策、社会发展以及

产业实践中的应用。2001年，国际产业生态学会在荷兰莱顿举行“产业生态

学的科学和文化

”会议。康奈尔大学也在2001年成立了美国

国家生态产业发展研究中心。JuMeiTing,Collegeof

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18/70二、产业生态学的几个发展阶段3．产业生态学的蓬勃发展阶段2002年，国际产业生态学会与第五届国际生态平衡大

会在日本Tsukuba联合举办“2002生态平衡会议

”。同年

,

欧洲环境毒理学与化学学会（SETAC）和

IS

IE在巴塞罗

那举行第十届生命周期案例研讨和产业生态联合会议。2003年6月，

IS

IE在美国密歇根大学举行第二次产业

生态学会大会。2004年11月，为推动产业生态学在中国的发展，清华

大学和美国耶鲁大学在清华联合举办了“产业生态学

”

教学研讨会，32所高校相关人士参加了为期三天的研讨。2005年6月，

IS

IE在瑞典斯德歌尔摩皇家技术学院举

行第三次产业生态学会大会，

会议的重点是讨论产业生

态学对地球和人口可持续发展的贡献。JuMeiTing,Collegeof

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19/70（1）生态系统的概念Anecosystemisastructuralandfunctional

unit

of

the

biosphereinvolvingtheinterplayof

variousbiological,physicalandchemicalprocesses.Therearemanyexamplesofecosystems–apond,a

forest,

anestuary,a

grassland.生态系统是生态学的一个基本功能单位，它就像一部,互联系并完成各种功能。在生态系统中，物种与物种之间,

、解者之间进行循环利用，很少有废弃物产生。Ju

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20/70形成复杂的食物链和食物网

物质在生产者

消费者和分由许多零件组成的机器

这些零件之间靠能量的传递而相三、产业生态学的内涵Anecosystemisastructuralandfunctional

unit

of

the

biosphere1、自然生态系统三、产业生态学的内涵1、自然生态系统（2）生态系统的结构特征生态系统由非生物成分（Abiotic

Components）

和生物成分

（Biotic

Components）两部分组成。食

物链和食物网生态系统中各种生物基于生产者和消费

者之间的营养关系，构成了生态系统中的食物关系即

食物链，生态系统中生产者、消费者和分解者最根本

的联系是通过食物关系实现的。Ju

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21/70三、产业生态学的内涵1、自然生态系统（3）

生态系统的功能一个完整和持续发展的自然生态系统都有生物生产、能量流动、

物质循环和信息传递的功能，四者相互联系。能量的单向流动和物质

的循环利用，是一切生命活动的齿轮，而生物之间的信息传递则是生

态系统的自动调节器。（4）生态系统的基本特征1）生态系统是一个复杂，但是有序的系统

;2）生态系统具有自我调节能力；3）系统具有内在的相关性，各组分依附于系统而存在，系统各

组分之间或子系统之间可以通过能量流动、物质循环、信息流动有机

地联系起来。4）系统存在的空间总是有限的5）生态系统中营养级的数目受限于生产者所固定的最大能量和

这些能量在流动过程中的巨大损失6）生态系统是一个动态系统。Ju

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22/70三、产业生态学的内涵2、产业生态系统在自然生态系统中，物种与物种之间形成复杂的食

物链和食物网，物质在生产者、消费者和分解者之间进

行循环利用，很少有废弃物产生。所有动植物，无论生

死都是其它生物的食物来源。微生物消耗和分解废物，

然而在食物网内它们又转而成为其它生物的食物。在自

然生态系统中，物质和能量在一系列相互作用的有机体

之间不断的循环。人们从自然生态系统的这些功能和结

构受到启发，开始考虑是否存在能与产生废物、特别是

产生有害废物的各个产业过程相衔接的途径。Ju

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23/70社会经济系统规划自然生态系统

消费影响产业产品系统图1-4

产业生态系统模型(资料来源：http

://www.

lca-center.cn)产品生产废物处理资源获取产品使用环境影响生态功能能源供应控制生产还原评价设计管理三、产业生态学的内涵2、产业生态系统An

industrial

ecosystem

is

a

community

ornetwork

of

companies

and

other

organizations

in

a

region

that

choose

to

interact

by

exchange

and

making

use

ofbyproducts

and/or

energy

inawaythatprovidesone

or

more

ofthefollowing

benefits

over

traditional,

non-linked

operation.Ju

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25/70。,

但总体上却导致了环境的进一步退化，形成恶性循环。因此

人们很自然地形成一种观念

即产业系统与生态系

统是对立的、不兼容的。必须把产业系统作为复合生态系统的重要组成部分来考虑

产业的发展及生态系统的可持续问题。、

、

，系统不仅包括自然生态系统，还应包括以三大产业为基础

的经济系统以及人与人之间错综复杂的社会系统。因此，1自十八世纪工业革命以来，很多国家基本上实行的是“

”

2、产业生态系统Ju

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26/70从社会

经济

自然复合生态系统的观点来看

生态三、产业生态学的内涵措施

末端治理虽然在局部对环境有所改善,

人们很自然地形成

种观念，)

现代产业与生态环境的关系末端治理措施(

（1）现代产业与生态环境的关系产业系统中各个企业是以生产产品活动为主线的小

系统，它从环境中获得资源和能源，生产出的产品供人们消费

同时向

境排放废物

而整个产业系统是

个

以产业生产活动为主体的人工生态系统。作为社会－经济

自然复合生态系统中的

个子系统

产业系统不同

于农业生态系统和城市生态系统，它具有能源、资源消、

2、产业生态系统Ju

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27/70三、产业生态学的内涵,

同时向环境排放废物，而整个产业系统是一个-

自然复合生态系统中的一个子系统，耗量大

物质循环

转化速度快。,三、产业生态学的内涵2、产业生态系统（1）现代产业与生态环境的关系产业系统与自然生态系统之间存在矛盾，但这种矛盾

并不是简单的对立，而是“对立的统一

”。我们可以运用

复合生态系统的循环、再生、控制等原理来规划、设计未

来的产业，以促进产业与生态和谐、持续的发展。人与其

组织是复合生态系统中最活跃、积极的因素,

同时也是对

复合生态系统破坏最严重的因素。因此，构筑产业与生态

和谐、持续的发展模式也必须从制度方面入手，对人及其

组织的行为进行安排。产业生态系统的思想就是按照自然

规律来安排产业中的人及其组织的行为，这是构筑可持续

发展大生物圈的前提。Ju

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28/70三、产业生态学的内涵2、产业生态系统（2）产业生态系统的进化生态系统经过几十亿年进化，由简单状态演变为复

杂状态。其早期的特点是系统的环境容量大，并且每单

位生物量使用相当高的物质和能量流动；在成熟阶段，

生态系统中物质和能量经过多种通道形成网络流动并且

部分或全部循环，因此既没有浪费又没有积累。同自然

生态系统一样，产业系统也经历了漫长的演变。产业生

态学理论的主要探索者Braden

Allenby提出了一套产业

体系三级生态系统的进化理论。Ju

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29/70

三、产业生态学的内涵在开始阶段，生态系统的组成与结构是简单的，可在这个阶段，生命进化过程中物质流动是相互独立地进

行的，它们的存在对可利用资源产生的影响几乎可以忽略不计。在资源无限的前提下，生命生长代谢而产生的

废物也是无限的。这种资源在单一的生态系统组成部分Ju

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University

30/702、产业生态系统（2）产业生态系统的进化以选择的资源是无穷无尽的，但有机物数量相对较少。图1-5一级生态系统

生态系统

中的流动是线性的。无限的资源

无限的废物一级生态系统1)三、产业生态学的内涵2、产业生态系统（2）产业生态系统的进化产业生态学的观点认为，人类进入工业文明初期，

产业体现的运行方式与生命初期阶段非常相似，当时的

产业体系较简单，在很大程度上生产与消费只是一些不

相互发生联系的线性的物质和能量流动的叠加。注重早

期的产业体系产生的废物是不加处理和利用的。一级生

态系统的运行方式是建立在资源极大丰富的前提下的，

不考虑资源利用的效率和持续性。这样就造成地球资源

极大的浪费，引发资源危机，而且没有进行资源化利用

的废物积累后也产生了严重的环境问题。Ju

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31/70,杂和庞大，系统所能利用的资源变得越来越有限，这使得,的物质与能量流动网络。生态系统

三、产业生态学的内涵组成部分图1-6

二级生态系统Ju

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University2)

二级生态系统随着生态系统的进化生命体相互之间的联系变得更为紧密

由此形成更加复杂生态系统的组成和结构趋向复组成部分组成部分)

产业生态系统的进化产业生态系统、

2资有限有

限废组成部分32/70物源的的2(、与自然生态系统相比，现代产业系统在很大程度上属于一级生态系统向二级生态系统过渡的模式，主要表现在系统

用物质与能

有

三、产业生态学的内涵（b）物质与能量流动的简单网络化（c）产业系统中的废物很少回收再利用在资源使用有限的情况下，产业系统中尚未有像自然

生态系统中那样普遍的“分解者

”，因此不能够使消费者产生的废弃物分解为可供生产者再利用的较为简单的成分

,

从而使得产业系统中物质利用效率低，产品的使用寿命,

,环境的废物不断增加。也就是说，产业系统对物质的利用,

。Ju

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33/70以下几个方面。（a）产业系统利用物质与能量的有限性非常短

所生产的许多产品也是消耗性的

从而使得排入尚未形成封闭循环的模式

这样的系统是不可持续的于

级生态系统向二级生态系统过渡的模式)

产业生态系统的进化产业生态系统22(生态系统这种形态下，资源与废物没有实质差别。在这样的系统中，

物质和能量的流动复杂而活跃，但整个系统受太阳能驱动，

有废物产生。组成部分)

产业生态系统的进化3)

三级生态系统自然生态系统的进化最终将以完全循环的方式运行。在图1-6

三级生态系统Ju

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University三、产业生态学的内涵

2物质来源于系统本身

消化于系统本身

被充分利用而没组成部分组成部分、产业生态系统产业生态系统的进化,又,又消化于系统本身,

被充分利用而没资有限有

限废

×组成部分34/70物源的的2(三、产业生态学的内涵2、产业生态系统

（2）产业生态系统的进化早在工业文明前，自然生态系统就已经形成了三级生态

系统，使地球的生命系统可能得以持续发展。而人类在地球

这一可持续系统内建立的产业系统是一不可持续的子系统。

产业生态学的观点认为，由于人类控制自然生态系统的能力

不断增强，这样一个不可持续的子系统必然会与可持续的三

级生态系统发生冲突，人类必须解决好这一矛盾，使人类社

会与自然生态系统得以持续协调地发展。在近亿年的进化过程中，生物圈产生了一个三级生态系

统运行所需的一切要素。而目前的产业系统正从一级生态系

统向二级生态系统过渡，只是半循环的，这归因于资源稀少

（尤其是不可再生资源）、各种污染和经济因素等。产业生

态学的出现就是为了改变目前的产业运行模式，尝试着使现代产业系统向三级生态系统转变。Ju

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35/70资源开采或物

质制造者物质处理者“

制造商”废物处理者消费者图1-8

理想产业生态系统的废物有限的

资源有

限组成自然生态系统产业生态系统生产者利用太阳能或化学能将无机物转化为有机物，或把太阳能转化为化学能，供自身生长发育需要的同时，为其他生物种群（包括人类）提供食物和能源。如绿色植物、单细胞藻类、化能自养微生物等。初级：利用基本环境要素（空气、水、土壤、岩石、矿物质等自然资

源）生产出初级产品，如采矿厂、

冶炼厂、热电厂等高级：初级产品的深度加工和高级

产品生产。如化工、肥料制造、服

装和食品加工、机械、电子产业等消费者利用生产者提供的有机物和能源，

供自身生长发育，同时也进行有机物的次级生产，并产生代谢物，供分解者使用。如动物（草食、肉食等）、人类不直接生产“物质化”产品，但利

用生产者提供的产品，供自身运行发展，同时产生生产力和服务功能

等，如行政、商业、金融业、娱乐

及服务业等分解者将动植物的排泄物、残体分解成简单化合物供生产者利用。如分解性微生物、细菌、真菌及微型动物等以物质还原、环境保护和生态建设

为目的的自然生态服务业，如废物回收公司、资源再生公司等表1-2产业生态系统与自然生态系统组成的对比三、产业生态学的内涵3、自然生态系统与产业生态系统的比较产业生态学研究的重点是使产业体系模仿自然生态系统

的运行规则，实现人类的可持续发展。但是，我们需要了解

自然生态系统和产业生态系统之间的异同。(1)自然生态系统和产业生态系统之间的相同点

1）两个系统中都存在物质循环和能量流动

2）两系统内的各要素都有自己的“需求

”3）两种生态系统的形成、发展和崩溃都是一个动态

的进化过程(2)自然生态系统和产业生态系统之间的不同点

1）参与的主体不同2）自然生态系统具产业生态系统无法比拟的复杂性3）自然生态系统只受生态学规律的约束，而产业生

态系统还要受到市场规律的制约Ju

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38/70三、产业生态学的内涵4、产业生态学对生态系统理论的借鉴在自然生态系统中，物质和能量都得到了高效利用，

如何使产业系统中的物质和能量也得到高效的利用，生态

系统的结构和功能等为我们提供了借鉴。（1）对自然生态系统生物结构的借鉴产业生态系统与自然生态系统具有类似的结构组成：

个体－企业、种群－同类企业、生物群落－区域范围内的

产业体系、生态系统－产业体系与外部环境共同构成的系

统。而且，自然生态系统中种群间的作用关系几乎全部可

以用于形象地描述各企业间的关系。Ju

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39/70三、产业生态学的内涵4、产业生态学对生态系统理论的借鉴（2）对自然生态系统功能的借鉴产业生态学理论的主要思想是把产业系统视为一类

特定的生态系统，首先同自然生态系统一样，产业系统

是物质、能量和信息流动的特定分布，而且完整的产业

系统有赖于由生物提供的资源和服务，这些是产业系统

不可缺少的。能量不仅是自然生态系统的动力，也是产业生态系

统能正常运转的重要保证。产业生态系统内的能量传递

和转化与自然生态系统一样也遵守热力学定律，但自然

生态系统中的能量属于可再生能源，而产业生态系统的

能量主要来自不可再生的矿产资源，为了人类社会的可

持续发展，产业生态系统应该效仿自然生态系统尽量使

用可再生的能源，例如，太阳能、风能、水能等。Ju

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40/70三、产业生态学的内涵4、产业生态学对生态系统理论的借鉴（2）对自然生态系统功能的借鉴在自然生态系统中几乎不存在废物，而在产业系统

中，各企业在生产产品的同时，向自然环境中排放了大

量的废物。创建产业生态系统的目的就是要效仿自然生

态系统的物质循环方式，建立不同工艺过程间的联系，

使一个过程产生的废物（副产品）可以被另一个过程作

为原料加以利用，从而形成“生物链

”结构；同时大力

开发废物资源化技术，在原来的开放式系统中加入具有

分解者作用的“静脉产业

”，通过资源回收、再生和重

新利用以实现产业生态系统的物质循环。Ju

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41/70控产业结构，企业则可据此调整产品结构；④通过建立信息反馈机制，使生态产业系统具有自我

三、产业生态学的内涵产业生态系统的稳定与平衡是一个动态过程

能量流

动和物质循环过程不间断进行，信息的传递同自然生态系统一样对系统的稳定和发展具有重要作用，具体表现在：①经济发展的根本动力在于社会的有效需求，而信息

可以浓缩需求时间、拓展需求空间、调整需求结构、增加需求总量，从而有效推动生态产业的发展；②信息是组织和控制企业管理过程的依据和手段，企业据科学技术信息，进行技术改造，提高劳动生产效率；

③产业体系可以根据市场的需求信息和价格需求来调,

。Ju

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42/70、（2）对自然生态系统功能的借鉴产业生态学对生态系统理论的借鉴产业生态系统的稳定与平衡是

个动态过程，统

样对系统的稳定和发展具有重要作用调节功能

以保持系统的稳定4它生物种群之间，以及种群与周围非生物因素的相互作

用规律的科学，其核心内容是种群动态研究。种群生态

5、产业生态学对种群生态学方法的借鉴P

lti

li

th

t

dfi

diid

lfgivenspecies—theirspatialdistribution,theirdemographytheirtemporaldynamicsandtheirevolution.Itsuggestsanincreasedfocus

onproducts

inindustrialsystems种群生态学是研究生物种群规律的科学，具体说，学主要研究种群数量在时间和空间上的变化规律及其变

化原因（调节机制）。Ju

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43/70就是研究种群内部各成员之间，种群（或其成员）与其三、产业生态学的内涵Populationecologyisthestudyof

individuals

ofademography,theirtemporaldynamics,andtheirindustrialsystems.、(1)

种群的特征种群是由一定数量的同种个体所组成，但这种组成并不种群

要特征

要表现在

个方

三、产业生态学的内涵1）数量特征（密度或大小）种群的数量受四个种群基

本参数（出生率、死亡率、迁入率和迁出率）的影响。2）空间分布特征

种群内部的个体与个体之间的紧密

或松散的排布方式，可能是聚群分布、随机分布或是均匀分。

，如何从一个世代传递到另一个世代，种群在进化过程中如何。Ju

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44/703）遗传特征

种群具有一定的遗传组成，是一个基因

库

通过研究种群的基因库有什么不同

种群的基因频率是是简单的加和，种群作为更高一级的生命系统能够产生新的

生物体。种群的主要特征主要表现在以下几个方面：改变基因频率以适应环境不断改变可以揭示物种分化机制产业生态学对种群生态学方法的借鉴种群是由

定数量的同种个体所组成布。5种群间

关系

常

括

三、产业生态学的内涵几种：种间竞争、捕食、互利和协同进化。生态位（niche）是生态学的一个重要概念，是指在自然生态系统中的一个物种的时间、空间上的位置及其与相关

种间的机能关系。换句话说，某个物种在其所处的某个群落中，较其它伴生种更好地利用生境条件的能力，即在该微域

生境中该物种居于优势地位。生活在同一地区的不同物种，它们的生态位总是有

定的差别

这是因为生活在同

地区

的不同物种，在漫长的进化过程中，由于种内竞争和种间竞,

。Ju

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45/70、(2)

种间关系种间关系是指不同物种之间的相互作用。两个物种的相互关系可以是间接，也可以是直接的相互影响，这种影响可

能是有害的，也可能是有利的。种群间的关系通常包括以下它们的生态位总是有一定的差别，这是因为生活在同一地区产业生态学对种群生态学方法的借鉴争的作用下

必然在生态位上形成各种差别5位相近的物种之间难免要发生竞争。竞争的结果，可能是

一种生物取得了生存和发展的机会，另一种被淘汰。但是物之间特别是

态

三、产业生态学的内涵在自然界中，往往可以看到许多亲缘种在同一地方共存。

它们可能是通过资源利用的专化(specialization)，缩小

生态位，减少生态位重叠以减少竞争而求得共存。相反，如果亲缘种利用资源是泛化（generalization）的，生态

位扩大

相

之间存在着剧烈的潜在竞争

但是

这些泛,化物种大多具有易变的生长率，在环境条件不利时停止生Ju

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46/705、产业生态学对种群生态学方法的借鉴由于食物、空间等资源的有限，生物之间特别是生态长

当环境条件改善则恢复生长

这种可变性缓和了种间,竞争，因此彼此能共存。,

相互之间存在着剧烈的潜在竞争。,四、产业生态学的研究内容及特点1、产业生态学的研究内容经过十多年的不断发展，学术界、产业界从不同的角

度开展产业生态学的理论研究与实践，逐步形成了产业生

态学的主要研究内容。宏观上，产业生态学是国家产业政

策的重要理论依据，围绕产业发展，如何将生态学的理论

与原则融入国家法律、经济和社会发展纲要中，促进国家

以及全球生态产业的发展；中观上，产业生态学是企业生

态能力建设的主要途径和方法，其中涉及企业竞争能力、

管理水平、规划方案等；微观上，产业生态学主要研究产

品和工艺的生态评价与生态设计方法。Ju

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47/70四、产业生态学的研究内容及特点1、产业生态学的研究内容（1）产业系统与自然生态系统之间的关系产业生态学的观点认为，产业系统在很大程度上属于一

级生态系统的范畴自然生态系统既是产品的原料来源地，又

是其产品或废弃物的汇集地，因此需要从地方、区域和全球

三个层次上扩展我们对自然生态系统动力学的认识，监测和

分析自然生态系统的环境容量，详细了解自然生态系统的同

化能力、恢复时间。在此基础上依据自然生态系统的环境容

量平衡产业系统输入、输出量。要借鉴自然生态系统中新陈

代谢、食物链、食物网、生态位、生态平衡等概念和机理，

探讨产业生态系统中的物质流、能量流和信息流及其构成的

“食物网

”形态，物质集成与能量集成方式，探讨产业系统

的柔性以适应外界的环境干扰。Ju

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48/70四、产业生态学的研究内容及特点1、产业生态学的研究内容（2）产业生态系统的低物质化途径——物质减量化和脱

碳

(dematerialization

and

decarbon

ization)。物质减量化研究工作的开展，对于人们认识经济发

展和环境之间的关系是一个重要的思路：如果人类在世

界人口增长迅速的情况下，既想享有高水平的生活，又

想把对环境的影响降低到最小限度，那么只有在同样多

的、甚至更少的物质基础上获得更多的产品与服务。物质减量化和脱碳有不同的定义，一般而言，它指的是

在单位经济输出中，绝对或相对减少所消耗的物质的量

或者所产生废物的量。Ju

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49/70Ju

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50/70环运行。另一方面则研究创新技术在产业部门应用时遇到

的障碍与解决方法。1）原料与能量流动

(material

and

energy)分析物质与能量流动研究的主要观点是：与生物的物质和

四、产业生态学的研究内容及特点

产业生产是一个将原料、能源转化为产品和废物的代谢与流动过程

这

过程对自然环境必然产生影响

影响的强

度取决于物质与能量使用的强度。这一领域研究、发展促进产业体系进化的科学理论、1、产业生态学的研究内容（3）产业系统代谢过程模拟与改进方法与技术。使产业系统能够像自然生态系统那样维持循能量的代谢以及生态系统的物质与能量流动相类似

现代能量的代谢以及生态系统的物质与能量流动相类似，现代,

这一过程对自然环境必然产生影响，)

技术变革与环境21）生命周期评价

(Life

Cycle

Assessment

，LCA)

生命周期评价是一种面向产品的方法，它评价产品、,

。生命周期评价的基本结构可归纳为四个有机联系部分：定(

inventory

analysis)响评价

(impact

assessment)和改善评价

(improvement

assessment)。

四、产业生态学的研究内容及特点工艺或活动

从原材料采集

到产品生产

运输

销售使用、再利用和最终处置整个生命周期（即从“摇篮

”到“

”。生命周期中能量和物质的消耗以及环境释放，评价这些消Ju

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51/701、产业生态学的研究内容（4）产品生态评价与生态设计耗和释放对环境的影响

最后提出减少这些影响的措施)

阶段的所有环境负荷

它辨识和量化产品整个,

从原材料采集，到产品生产、运输、销售、义目标与确定范围；清单分析(

inventory

analysis)坟墓;

影四、产业生态学的研究内容及特点1、产业生态学的研究内容（4）产品生态评价与生态设计2）为环境设计（design

for

the

environment，DFE）

是一种产品设计的新理念，在20世纪90年代初提出。目前，在国外有两个差别很小的术语；

为环境设计

(design

for

the

environment

，

DfE)

和

生

命

周

期

设

计

(Life

cycle

design)。它们都要求在产品开发设计阶段，

就考虑生态要求和经济要求之间的平衡，考虑所设计产品

可能对环境造成的影响，以生产对环境影响最小的产品，

其最终

目标是建立可持续产品的生产与消费体系。Ju

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52/70四、产业生态学的研究内容及特点

1、产业生态学的研究内容（4）产品生态评价与生态设计3）生态效益

(eco-efficiency)1992年，世界环境与发展大会于巴西的里约热内卢

召开时，可持续发展工商理事会提出一份代表企业界意

见的报告书：

《改变经营之道》，“生态效益

”一词正

式在该报告书中提出。报告认为有生态效益的公司是“

增加更多价值的同时不断地减少资源消耗和污染

”的公

司。可持续发展工商理事会于1993年11月在比利时的Antwerp召开会议，会上通过了对于“生态效益

”的正式定义，即：生态效益的实现，必须在提供具有竞争力价格的产品和服务、满足人们需求和提高生活品质的同时,

在产品和服务的整个生命周期内逐步将其对环境的影响

u自M

iT

n

,C

lll消gee耗f

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S

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K

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程度

53/70四、产业生态学的研究内容及特点1、产业生态学的研究内容（5）区域产业生态系统设计与建设1）系统论观点:

从系统论的观点出发，自然生态系

统与产业生态系统均为远离平衡态的“耗散

”系统。然而

,

自然界的营养物质循环却是闭合式循环，是一个相对稳

定且高效的系统。而产业生态系统则基本上是开放型的，

即产业物质流一般是单向的，产品和生产工艺残余物大部

分不经过循环利用而排入自然环境中。作为一个开放系统

,

产业系统是不稳定的，也是不可持续的。因此，依照系

统论的思想设计近似自然系统的物质闭合循环型产业生态

系统，是产业设计的终极目标。Ju

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54/70Ju

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55/70,游的“分解者

”，

建立产业生态系统的“食物链

”和“

食物网

”，最终实现园区的污染物“零排放

”。(industrial

symbiosis)。我们可以把生态产业园可以

定义为：生态产业园是依据循环经济理论和产业生态学原理而设计成的一种新型产业组织形态，是生态产业的

聚集场所。生态产业园区遵从循环经济的减量化

(四、产业生态学的研究内容及特点

1、产业生态学的研究内容一,过废物交换、循环利用、清洁生产等手段，通过不同企R

dR

l、

、则，其目标是尽量减少区域废物，将园区内一个工厂或2）生态产业园

(eco-

industrial

Parks)生态产业园发展的雏形是丹麦的卡隆堡产业共生体企业产生的副产品用作另

个工厂的投入或原材料

通业或工艺流程间的横向耦合及资源共享

为废物找到下)

再循环

()

再使用

(RecycleReduceeuse原3RR)四、产业生态学的研究内容及特点1、产业生态学的研究内容（6）产业生态学与可持续的环境政策1）延伸生产者的责任(extended

producer

responsibility)延伸生产者的责任是一种环境保护的原则，它通过促

使生产者对其产品的整个生命周期特别是产品的回收、循

环利用和最终处置承担责任，从而降低产品总体的环境影

响。最终目的是通过开发环境责任产品和产品的回收利用

达到可持续发展。Ju

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56/70四、产业生态学的研究内容及特点1、产业生态学的研究内容（6）产业生态学与可持续的环境政策2）产品导向的环境政策(Product-oriented

environmental

policy)产品导向的环境政策认为，产品的环境责任人不仅

仅是生产者。产品设计者、产品分配者以及废弃产品的

回收处理者也都是产品整个生命周期过程的参与者，他

们应该承担保护环境的相应的责任，都应该是产品的环

境负责人。要从根本上控制环境污染就必须使与产品整

个生命周期的各个阶段相关的责任人共同努力，协调这

些产品环境负责人各自的责任。以及通过法律、法规、

各种规章调度检测，保证甚至强制产品的环境责任人责

任的实施，则要通过政府权威的力量，通过制定相应的国家政策来实现。Ju

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57/70四、产业生态学的研究内容及特点2、产业生态学的特点由于产业生态学研究的对象是一个复杂的大系统，为

了解决其中的问题，必须从不同的角度，采用不同的方法

开展研究。所以，产业生态学的一个明显特征就是研究领

域的广阔性。1）以系统论的观点观察和解决问题2）多学科交叉与融合3）以产业产品和服务为研究核心4）采用定量分析的方法5）产业生态学关注科技动态6）可操作性强7）前瞻性8）富有挑战性Ju

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58/70五、产业生态学的发展前景1、发展中的产业生态学经过十多年的发展，产业生态学的框架更具系统化，正逐渐走向成熟。产业生态学是人类在经济、文化和技术

不断发展的前提下，有目的、合理地去探索和维护可持续

发展的方法。产业生态学要求不是孤立而是协调地看待产

业系统与其周围环境的关系，这是一种试图对整