工业生态学及的研究视角.docx

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工业生态学及的研究视角

工业生态学的由来

工业生态学并非全新的概念，20世纪60年代的科技文献中已经时而出现这一个词了，但是没有更为深入的研究。

1989年Frosch和Gallopoulos在《科学美国人》上一篇题为“制造的策略”的文章中重新提出工业生态学这一概念。

从此以后，工业生态学走上了充满活力的发展之路。

工业生态学是针对工业化及其对自然系统的影响，通过运用生物系统原理和生态系统的结构、功能的基本模式形成了现代工业的管理思想和综合管理工具。

可以毫不夸张地说，目前，工业生态学正在成长为一个由工程学、生态学和生物经济学交叉构成的科学与技术的崭新领域。

自18世纪以来，工业革命开创了机器大生产的新时代，因现代工业机器的出现，使世界面貌发生了根本的变化，为人类创造和发展了以巨大物质财富为主要特征的现代文明。

然而，伴随着此过程，也出现了资源短缺、能源危机、环境污染和生态破坏等一系列全球性的严重危机。

危机告诉人们，传统工业发展模式已难以为继，迫使人们对工业发展历程中传统的高投入、高能耗、高污染的工业发展模式进行深刻的反思。

然而，在现实的选择中，人们并不希望限制或放弃工业化成果来谋求危机的解除。

事实上，全球日增的人口及其对物质资源需求的刚性增长说明，这种想法也是行不通的。

因此人们所希望的是，在创造和享受工业文明的同时，最大限度地减轻它的负面影响，从而达到持久实现福利增长和人与自然和谐相处。

在这种思想指导下，经济学家和工业界对工业的发展模式进行了大量的探索。

当时称为工业共生现象，这就是生态工业的雏形。

1989年，Frosch和Gallopoulos在《科学美国人》发表的一篇文章中，正式提出“工业生态学”和“工业生态系统”的概念，这一创造性的提法引起了广泛关注。

1993年，受到卡伦堡的启发，美国商人Hawken在《商业生态学》一书中，也提出工业生态系统和生态工业园的问题。

1994年，加拿大新斯科舍省达尔湖西大学的一个研究小组明确提出了生态工业园区的设想。

在所有提法中最有代表性的是，联合国工业发展组织1991年10月提出的“生态可持续工业发展”（ecologicalsustainableindustrialdevelopment）的概念，认为工业生态是一种对环境无害或生态系统可以长期承受的工业发展模式，是一种环境与发展兼顾的模式，并成为全球可持续发展在工业方面的具体体现。

这是现代工业发展历史性的重大转折，这一概念的提出，标志着未来工业的主导发展方向，由传统工业发展模式转向生态工业的可持续发展模式，不少专家预言，生态工业将成为21世纪全球工业发展的主旋律。

尽管工业生态学还十分稚嫩，但已经表现出了某种成熟的形态，标志之一是1997年春季美国麻省理工学院出版了《工业生态学》杂志，这是世界上第一本专门介绍这一正在发展中的新兴学科的学术刊物。

工业生态学

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工业生态学（Industrialecology，简称IE）又称产业生态学，是对开放系统的运作规律通过人工过程进行干预和改变，在一般的开放系统中资源和资金经过一系列的运作最终结果是变成废物垃圾，而工业生态学所研究的就是如何把开放系统变成循环的封闭系统，使废物转为新的资源并加入新一轮的系统运行过程中。

工业生态学的概念最早是在1989年的《科学美国人》（ScientificAmerican）杂志上由通用汽车研究实验室的罗伯特·弗罗斯彻（RobertFrosch）和尼古拉斯·格罗皮乌斯（NicholasE.Gallopoulous）提出的。

他们的观点是“为什么我们的工业行为不能像生态系统一样，在自然生态系统中一个物种的废物也许就是另一个物种的资源，而为何一种工业的废物就不能成为另一种的资源？

如果工业也能像自然生态系统一样就可以大幅减少原材料需要和环境污染并能节约废物垃圾的处理过程。

”

其实弗罗斯彻和格罗皮乌斯的思想只是对更早的观点的发展，如巴克敏斯特·富勒（BuckminsterFuller）和他的学生（如J.Baldwin）提出的节约理论，以及其他同时代人提出的相似观点的，如艾莫里·洛温斯（AmoryLovins）和落矶山学院（RockyMountainInstitute）。

但是工业生态学（IndustrialEcology）这一专有名词最早是由哈利·泽维·伊万（HarryZviEvan）在1973年波兰华沙召开的一次欧洲经济理事会的小型研讨会上提出的，随后伊万在《国际劳工回顾》杂志（InternationalLabourReview）1974年vol.110（3），219-233页发表了相关文章。

伊万把工业生态学定义为对工业运行的系统化分析，这一分析引入了许多新的参数：

技术、环境、自然资源、生物医学、机构和法律事务以及社会经济学因素。

工业生态学不会孤立的把工业化系统（如一个工厂，某一产业，某个国家甚至是全球经济）从生物圈中分离出来，而是把它们当作整个系统的一个特殊案例，只不过这一案例是基于资本的环境，而不是自然环境。

既然自然系统可以没有浪费，我们也可以把我们的系统依照自然系统一样变得可持续发展。

与更为常规的节能或者节约资源的目标相同，工业生态要求严格按照需求经济的原则重定义了消费和生产之间的关系，它也是自然资本主义的四个目标之一。

这种理论不鼓励那种源自对未来无知态度的“不涉及道德的消费”行为，它运用政治经济学的观点去评价自然资源，更依赖于指导性教育性资源去设计和维护每个单一的工业系统。

近年来工业生态学领域的科学理论发展相当迅速，1997年的《工业生态学期刊》（JournalofIndustrialEcology）,2001年的《国际工业生态学学会》（InternationalSocietyforIndustrialEcology）以及2004年的《工业生态学发展》（ProgressinIndustrialEcology）杂志共同使工业生态学在国际科学界占有重要的一席之地。

[编辑]参见

∙可持续发展

∙环境保护

∙永续设计

[编辑]外部链接

∙InternationalSocietyforIndustrialEcology

∙JournalofIndustrialEcology

∙IndustrialEcology:

FromTheoryToPracticebyStevenW.Peck

∙TheEco-EfficiencyCentreinBurnsideNovaScotia,Canada

∙InternationalMScprogrammeIndustrialEcology,Netherlands

∙NaturalCapitalism-MotherJonesarticleonbookofthesametitlebyPaulHawken

∙NaturalCapitalism.org-PublishedbyTheRockyMountainInstitute

∙ARoadmaptoNaturalCapitalism-fromTheHarvardBusinessReview

工业生态学

百科名片

工业生态学（IndustrialEcology）是一门研究人类工业系统和自然环境之间的相互作用、相互关系的学科。

它是一门新兴交叉学科，自诞生10多年来，其理论研究与实践活动已经取得了长足的进展。

目录[隐藏]

学科介绍

发展历程

特征及趋势

研究领域

研究现状

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学科介绍

　　工业生态学（Industrialecology，简称IE）又称产业生态学，是一门研究社会生产活动中自然资源从源、流到汇的全代谢过程、组织管理体制以及生产、消费、调控行为的动力学机制、控制论方法及其与生命支持系统相互关系的系统科学。

是对开放系统的运作规律通过人工过程进行干预

《工业生态学》封面

和改变，在一般的开放系统中资源和资金经过一系列的运作最终结果是变成废物垃圾，而工业生态学所研究的就是如何把开放系统变成循环的封闭系统，使废物转为新的资源并加入新一轮的系统运行过程中。

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发展历程

　　工业生态学的概念最早是在1989年的《科学美国人》（ScientificAmerican）杂志上由通用汽车研究实验室的罗伯特·弗罗斯彻（RobertFrosch）和尼古拉斯·格罗皮乌斯（NicholasE.Gallopoulous）提出的。

他们的观点是“为什么我们的工业行为不能像生态系统一样，在自然生态系统中一个物种的废物也许就是另一个物种的资源，而为何一种工业的废物就不能成为另一种的资源？

如果工业也能像自然生态系统一样就可以大幅减少原材料需要和环境污染并能节约废物垃圾的处理过程。

”

　　其实弗罗斯彻和格罗皮乌斯的思想只是对更早的观点的发展，如巴克敏斯特·富勒（BuckminsterFuller）和他的学生（如J.Baldwin）提出的节约理论，以及其他同时代人提出的相似观点的，如艾莫里·洛温斯（AmoryLovins）和落矶山学院（RockyMountainInstitute）。

　　但是工业生态学这一专有名词最早是由哈利·泽维·伊万（HarryZviEvan）在1973年波兰华沙召开的一次欧洲经济理事会的小型研讨会上提出的，随后伊万在《国际劳工回顾》杂志（InternationalLabourReview）1974年vol.110（3），219-233页发表了相关文章。

伊万把工业生态学定义为对工业运行的系统化分析，这一分析引入了许多新的参数：

技术、环境、自然资源、生物医学、机构和法律事务以及社会经济学因素。

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特征及趋势

（1）工业生态学领域开始社群化，目前已经出现了两大子群，即专注于物质流分析的Conaccount分会和专注于生态工业发展的Eco—IndustrialDevelopment分会。

同时，工业生态学学会还设有学生专区。

（2）发达国家占据工业生态学领域的主导地位，且欧、美、日三足鼎立的格局日益明显。

其中，美国强于概念体系、理论构建和全球视野，欧洲强于大项目主导和系统实践，日本则精于刻画并着眼于亚洲视角；

　　（3）工业生态学的理论基础和学科体系仍然比较模糊。

社会物质代谢和生态工业发展成为学科的主体构成，但前者偏于还原视角，后者理论建构不足。

　　（4）应用性在加强。

生态工业园区、城市代谢、节能减排与气候变化等都成为了工业生态学应用的热点领域。

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研究领域

　　工业生态学是生态工业的理论基础。

1989年9月美国通用公司的研究部副总裁RobertFrosch和负责发动机研究的NicolasGallopoulos在《科学美国人》杂志上发表题为《可持续工业发展战略》的文章正式提出了工业生态学的概念。

工业生态学把整个工业系统作为一个生态系统来看待，认为工业系统中的物质、能源和信息的流动与储存不是孤立的简单叠加关系，而是可以像在自然生态系统中那样循环运行，它们之间相互依赖、相互作用、相互影响，形成复杂的、相互连接的网络系统。

　　工业生态学通过“供给链网”分析（类似食物链网）和物料平衡核算等方法分析系统结构变化，进行功能模拟和分析产业流（输入流、产出流）来研究工业生态系统的代谢机理和控制方法。

工业生态学的思想包含了“从摇篮到坟墓”的全过程管理系统观，即在产品的整个生命周期内不应对环境和生态系统造成危害，产品生命周期包括原材料采掘、原材料生产、产品制造、产品使用以及产品用后处理。

系统分析是产业生态学的核心方法，在此基础上发展起来的工业代谢分析和生命周期评价是目前工业生态学中普遍使用的有效方法。

工业生态学以生态学的理论观点考察工业代谢过程，亦即从取自环境到返回环境的物质转化全过程，研究工业活动和生态环境的相互关系，以研究调整、改进当前工业生态链结构的原则和方法，建立新的物质闭路循环，使工业生态系统与生物圈兼容并持久生存下去。

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研究现状

　　工业生态学不会孤立的把工业化系统（如一个工厂，某一产业，某个国家甚至是全球经济）从生物圈中分离出来，而是把它们当作整个系统的一个特殊案例，只不过这一案例是基于资本的环境，而不是自然环境。

既然自然系统可以没有浪费，我们也可以把我们的系统依照自然系统一样变得可持续发展。

　　与更为常规的节能或者节约资源的目标相同，工业生态要求严格按照需求经济的原则重定义了消费和生产之间的关系，它也是自然资本主义的四个目标之一。

这种理论不鼓励那种源自对未来无知态度的“不涉及道德的消费”行为，它运用政治经济学的观点去评价自然资源，更依赖于指导性教育性资源去设计和维护每个单一的工业系统。

　　近年来工业生态学领域的科学理论发展相当迅速，1997年的《工业生态学期刊》（JournalofIndustrialEcology）,2001年的《国际工业生态学学会》（InternationalSocietyforIndustrialEcology）以及2004年的《工业生态学发展》（ProgressinIndustrialEcology）杂志共同使工业生态学在国际科学界占有重要的一席之地。

[1]

参考资料

∙1.

王兆华,尹建华,武春友.生态工业园中的生态产业链结构模型研究[J]中国软科学,2003（10）:

149～152

扩展阅读：

1.（王兆华,尹建华,武春友.生态工业园中的生态产业链结构模型研究[J]中国软科学,2003（10）:

149～152.引用源RaymondP.Co?

te,E.Cohen-Rosenthal,Designingeco-industrialparks:

asynthesisofsomeexperiencesJournalofCleanerProduction6（1998）,pp181-188.）

工业生态学的研究视角

【英文标题】ThePerspectivesinStudyingIndustrialEcology

HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China

【作者】卢志茂/叶平

【作者简介】哈尔滨工业大学　环境与社会研究中心，黑龙江　哈尔滨　150001

卢志茂（1972—），男，黑龙江宾县人，哈尔滨工业大学环境与社会研究中心，讲师，硕士，研究方向工业生态学；叶平（1955—），男，黑龙江龙江人，哈尔滨工业大学环境与社会研究中心，教授，硕士，研究方向环境伦理学。

【内容提要】工业生态学是一门新的边缘学科，其概念和原理来源于生物生态学。

该学科为工业的可持续发展提供了全新的环境管理观念。

研究工业生态学有以下五个视角：

地球的长期可居住性、全球区域、自然系统的控制和脆弱性、质量流动分析和节约能源的新方法。

【英文摘要】The　industrial　ecology,as　a　newly-developed　science,originatedfrombiologicalecologyinterms　of　concepts　andprinciplesandisproviding　a　new　environmental　managementconcept　for　the　industrial　sustaining　development.　Thefollowingfiveperspectiveswill　be　taken　in　studying　theindustrialecology:

theLong-TermHabitabilityonearth,GlobalScope,theOverwhelmingandVulnerability　of　Natural　Systems,Mass-FlowAnalysisandNewMethodsofEnergySaving.

【关键词】工业生态学/生物生态学/可持续发展

industrial　　ecology/biological　　ecology/sustainabledevelopment

中图分类号：

N031　　文献标识码：

A

　　　　1　什么是工业生态学

工业生态学研究工业行为和环境之间的相互关系，为人类工业社会的历史发展提供一种全新的环境管理观念。

工业生态学是在对工业活动超过环境承载力的感知和理性认识的基础上产生的。

托马斯·格里德尔（ThomasGraedel）认为，工业生态学是对人类行为和环境相互作用进行系统分析、并定向工业与环境系统整体协调的新概念。

这门科学把生态学应用于工业，其目的是寻找工业物质材料优化循环的理论和方法〔1〕。

在工业生态学中，考察工业系统的行为是在社会经济系统的背景之下展开的，工业系统也不能脱离其所处的经济和自然环境。

工业行为既能调控所处的环境，环境又能对工业行为产生影响。

工业生态学指导工业实践需要多维价值尺度，其中一个重要的尺度就是物质封闭循环度。

用这种观念指导工业实践使之落实在工业全过程中，即在工业活动中，从原料（通常指矿石）到加工后的材料，从产品组件到成品，从废品（尚可循环利用）到最终的废弃物，这一系列过程实现生态优化和工业物质封闭循环。

工业生态学的原理来源于生物生态学原理，其机制可以从生物生态学的类比中得到启示。

传统的生物生态学被定义为：

研究决定物种分布和丰富性的各种因素及其相互作用的学科。

弗罗斯奇（Frosch）和加洛波罗斯（Gallopoulos），（1990）讨论过生物生态学和工业生态学这两个概念的类比关系。

他们指出：

“在生物生态系统中，一些物种靠阳光、水和矿物质生存，而另一些物种不仅要靠矿物质、空气，还要食用其它物种的躯体（包括活的和死的）来维持生命，同时排除废物。

这些废物又成为另一些物种的食物。

这些物种中有的是把废物转变为基础生产者可利用的矿物质，有的是在复杂的过程网络中互相消费，实现新陈代谢。

类似地，在工业生态系统中，每个工业过程必须被视为与更大的工业过程相互依存、相互联系，并属于其中的组成部分。

工业生态系统的概念和生物生态系统的概念，虽然存在很大差异，但是，如果工业系统类比生物系统相似的优化特征并加以模仿，必将获益非浅。

”〔2〕

托马斯·格里德尔（1994）把物质循环和地球最早的生命形式联系起来，认为在生命起源的时代，生命的存在基本上不对可利用的资源构成伤害。

这种简单生命形式的生态过程，可以描述为线性的，即单组分的物质流动不依靠其他生命形式的物质流动。

这种模式称之为“开放型”生态过程，参见图1（A）。

结果扩张或衰退，但生物生态系统的整体是长期稳定的。

在生物生态系统范围内，系统内相临资源是有限的，其结果是各个生命组分是相互关联的。

在这种由生命相关性造成的内部压力下，进化产生了我们所熟知的富有效率的生态运行系统。

根据这个系统，相临近的范围非常大，但在生态系统的边界流入和流出的物质量（输入资源和排除废物）却十分的小。

此种称之为“半开放型”生态过程，参见图1（B）。

“半开放型”系统比“开放型”更富有效率，但长期发展，单向物质流动显然是不稳定的。

为了改变这种状态，达到系统内最终稳定，自然界进行了长期的进化、选择、优化，从而使生物生态系统进化到几乎完全的物质循环。

这里“资源”和“废物”是相对的，一个物种的废物可以是另一个物种的资源。

此种称之为“封闭型”生态过程，参见图1（C），其特征是：

在这个生物生态系统内部，物质是封闭循环的，只有太阳能作为永恒的输入能源。

附图

图1　（A）“开放型”生态过程中线性的物质流动。

（B）“半开放型”生态过程中准循环的物质流动。

（C）“封闭型”生态过程中物质循环流动。

人类对适合工业过程（广义上包括农业、城市基础建设）的材料和资源的利用，如果按理想模式，这种利用与上述的半开放或封闭型的整体生态模式相似。

但实际上，人类对材料的使用，存在着浪费现象。

例如，通常情况下人们只使用了某材料或某产品的特定功能，然后就当作废品抛弃，使之退出经济系统，而不进行回收再利用（Ayres，1989），就像上述的“开放型”线性生物生态模式〔3〕。

这种模式类似于18世纪工业革命的成熟期工业经济发展的生态模式——只重视人口和农产品的指数增长，不考虑资源的循环利用模式，这曾一度引起全球的繁荣。

时至今日，还有许多工业过程和产品仍然保持着工业初始阶段原始模式的浪费方式。

当前，世界工业化过程在不断加速，工业规模日益扩大，经济效率空前提高，但却使大气臭氧层迅速被破坏，空气中的二氧化碳含量迅速提高，废品处理站垃圾迅速增多……诸多事实表明整个工业生态系统的废物量极大，严重地阻碍工业生态的良性循环，所以必需加以限制。

而要改变这种不良的工业系统，必须改变生态观念，构建新的工业生态模式，即工业系统从线性开放型到非线性半开放型准循环或者非线性封闭型循环的运作模式进化和发展。

过去的10年或20年，对于环境危机，政府如何管理，工业组织就如何响应，这是一种被动的缺乏计划的运作模式，往往花费了很大气力解决了一个问题，却同时激化了另一个问题。

而工业生态学通过研究解释工业过程和物质流量的相互影响，优化工业系统的所有过程，促使制造业沿着“开放型”到“半开放型”或“封闭型”的工业生态运作模式的方向进化。

工业生态学的一个中心目标就是联合并协调社会各部门的运作，最终实现人类社会的可持续发展。

工业生态学强调，工业行为要实现封闭循环，必须要部门间合作，联合并协调的部门大致上有四种类型，即无机原料和有机原料的获取部门，材料的处理部门，产品的制造部门，消费品、废品的处理部门。

工业生态学要求这些部门根据循环模式，限定各个部门间的联系和运作，或者鼓励物质在整个工业生态系统中循环流动，逐渐发展成富有效率的运作模式，大幅度降低对外部支持系统的伤害，就像“半开放型”或“封闭型”那样的生态模式。

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　2　工业生态学研究的角度

（1）研究长期可居住性

工业生态学认为，工业活动对环境的影响不仅仅是短期的干扰，而是损害了地球的长期可居住性，这主要是由于三个因素造成的：

①有毒物质的积累。

诸如温室效应等。

这些气候的变化引起地球环境可居住性降低，基本上是人所共知的，但对于环境的化学物质毒化也损害地球可居住性的事实却缺乏了解。

环境毒化和气候变化一样都是对环境可居住性的化学损害。

首先，随着化学物质的不断积累，土壤被毒化。

土壤中氮的含量失去平衡，金属和化学物质也严重超载，这使得将来的土地生产力会降低到什么程度，现在却知之甚少。

其次，许多长效性化学物质不断进入并积聚在食物链中，有些已经达到了毒化的程度，直接影响了人和其他物种的健康。

另外，工业上使用的长效性物质，像含铅的建筑涂料和汽油等，使得下一代成了间接的受害者。

如果不用长效性材料，就可避免上述的毒化结果。

但这种持久和耐用性正是工业一味追求的目标。

我们已经接受了氟里昂（CFCs）的再教育。

从根本上说，要用工业生态学重整化工工业的发展目标及其结构关系。

②资源的消耗和物理降级。

物质世界的和谐性和丰富性是自然给人类的恩赐，但是随着人类对资源的疯狂开采和使用上的浪费，这种恩赐已快被消耗殆尽。

这很大程度上是由于人类的工业活动，造成了能源、水源的短缺，从而降低了地球环境的可居住性。

③物种的灭绝。

丧失可居住性毕竟是一个生物学范畴，比起