生态工业园中的生态产业链结构模型研究.docx
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生态工业园中的生态产业链结构模型研究
理论与方法生态x-._,lk因中的生态产业链结构模型研究
生态工业园中的生态产业链结构模型研究
王兆华1,尹建华2,武春友2
(1.清华大学经济管理学院,北京100084;2大连理工大学管理学院,辽宁大连116024)
摘要:
在生态工业园内,模仿自然生态系统的运作模式,各种在业务上具有关联关系的企业聚集在一起,形成生态产业链,其中一家企业产生的废物可能成为另一家企业的生产原料。
生态产业链的结构是决定园区整个工业生态系统的稳定性和可持续性的关键因素,本文围绕生态产业链的结构进行研究,提出其结构模型,并对模型进行分析,从而为顺利推进我国生态工业园的建设提供理论参考。
关键词:
生态工业园;生态产业链;活性因子
中图分类号:
F062.2文献标识码:
A
文章编号:
1002—9753(2003)10—0149—05
Research
on
theStructure
Model
oftheECO--IndustrialChainintheECO..IndustrialParks
WANGZhao—Hual.YINJian—Hua2。
WUChun—You2
{1.EconomicsandManagementSchool,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;
2.School
of
Management,Dalian
UniversityofTechnology,Dalian116024,China)
Abstract:
In
theeeo—industrialpark,imitatingtheoperational
pattern
ofnatural
ecosystems,manyrelevant
enter-
prisesclustertogetherand
one
firm’Sby—product
maybeanotherfirm’S
raw
material.Thus,theeco—industrialchain
comes
into
being.The
structure
oftheeco—industrialchainisa
critical
factor
to
thestabilityandsustain—
abilityofthewholesystem.Focused
on
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structure
oftheeco—industrialchain,this
paper
conducts
a
research
on
the
structure
modelandanalyzes
its
characteristics,andthen
theresuthsmaybeuseful
fortheestablishmentof
EIPin
China.
Keywords:
eco——Industrialpark;eco——Industrial
chain;activefactors
一、引言生态工业园被认为是我国继经济开发区和高新园区后的又一种新型工业园发展模式,它模仿自然生态系统,并以工业生态学为理论基础,使园区内的企业按照生物链的关系链接起来,形成工业生态系统(IndustrialEcosystems)。
工业生态学是一种理论体系,以该理论为基础而建立的生态工业园则是对工业生态学最为成功的应用。
在生态工业园内,各种在业务上具有关联关系的企业聚集在一起,一家企业产生的废物是另一家企业的生产原料,这些企业依照顺序形成高效率生态产业链,既提高了经济效益又从根本上改善了生态环境。
生态产业链的结构将决定整个园区工业生态系统的稳定性和可持续性,因此,研究生态产业链的结构对于促进生态工业园的健康发展具有重要的现实意义。
本文将根据工业生态学原理,对生态工业园中的企业生态产业链结构进行研究,提出其结构模型,并对其运作特点进行分析,从而为我国顺利进行生态工业园的建设提供理论参考依据。
二、工业生态学与生态工业园
生态工业园(Eco—IndustrialPark,EIP)概念的提出是基于理论界对工业生态学的不断探索和研究。
1989年9月美国通用汽车公司的研究部副总裁罗伯特・福布什(RobertFrosch)和负责发动机研究的尼古拉斯・加罗布劳斯(NicolasGallopoulos)在《科学美国人》杂志上发表的题为《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【lI。
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。
此外,该理论还认为理想的工业生态系统应能以完全循环的方式运行“零污染”、“零排放”,在这种状态下,没有绝对意义上的废料,对某一个部门来说是废料,对另一部门来说却可能是资源。
因此,工业生态学被认为是人类社会活动中协调经济、社会和环境各系统之间关系的最为有效的理论工具。
生态工业园则是工业生态学实践应用的结果。
生态工业园(Eco—IndustrialPark,EIP)概念的提出
收稿日期:
2003—01—08
基金项目:
加拿大国际开发署重大国际合作项目(CIDATier-1):
“沿海社区生态规划与环境管理”;国家社会科学基金项目(02BJY030):
“我国生态工业园工业共生网络构建及管理模式研究”
作者简介:
王兆华(1974_),男,山东泰安人,清华大学经济管理学院博士后,研究方向:
产业安全及生态化发展战略。
l移
万方数据
中国软科学2003年第10期
可以追溯到美国Indigo发展研究所Ernest
Lowe
教授(Indigodevelopment,1992),他将生态工业园
定义为:
一个由制造业企业和服务业企业组成的企业生物群落。
它通过在管理包括能源、水和材料这些基本要素在内的环境与资源方面的合作来实现生态环境与经济的双重优化和协调发展,最终使该企业群落寻求一种比每个公司优化个体表现就会实现的个体效益的总和还要大得多的群体效益I二1:
生态工业园区的目标体现在以下几个方面‘31:
●设法将人类系统与自然系统进行充分的结
合;
●减少对能源和材料的使用;
●减少工业活动对自然系统可承受程度产生的生态影响;
●保护自然系统的生态可靠性;●确保人们满意的生活质量;
●维持工业、贸易和商业系统的经济可靠性。
此外,更值得指出的是生态工业园之所以具有吸引力,在于它为企业带来巨大经济效益的同
时也为自身和周边社区带来巨大的环境效益。
三、生态工业园中的企业生态产业链结构模
型
(一)自然生态系统中的生物链结构
经过大约数十亿年的演化,自然生态系统是生物圈中发展最为完善的生态系统。
各种生物通过一定的结构在生态系统内相互联系、相互影响、相互作用,使整个生态系统稳定、平衡发展。
多种多样的生物种群在生态系统中扮演着重要的角色,根据它们所发挥的作用和地位可以划分为生产者、消费者和分解者。
其中,生产者(Producer)是能用简单的无机物制造有机物的自养生物(Autotroph),包括所有的绿色植物和某些细菌,是生态系统中最基础的成分;消费者(Consumer)是不能用无机物质制造有机物质的生物。
他们直接或间接地依赖于生产者所制造的有机物质,这些是异养生物(Heterotroph);分解者(Decom-poser)又称为还原者(Reductor),是生态系统的清道夫.在生态系统中连续地进行分解作用,把复杂的有
机物质逐步分解为简单的无机物,最终以无机物的形
式回归到自然环境中。
自然生态系统中各生物群之间最本质的联系是通过生物链来实现的,生物链是生态系统内部的联系纽带。
生物链把生物与非生物,生产者与消费者,消费者与消费者联结成了一个整体。
能量和物质就是沿着生物链从一个生物体转移到另一个生物体的,生物链上的每个环节都可以作为一个营养级。
无论哪种生物链,它的能量和物质转移过程总是处于运动变化之中。
生产者提供的能量和生物量,除去生命活动本身所消耗的以外,各级消费者所获得的数量总是依次递减,为形象直观地说明它们之间的营养关系常用生态金字塔图形表示。
生态系统通过生物链实现了对各个种群的自我协调机制和反馈机制。
(二)生态工业园中的生态产业链结构模型自然生态系统的某些特性对于指导人类的实践活动起到了非常重要的作用,因此模仿自然生态系统、按照自然规律来规划传统的工业园具有非常深远的现实意义。
从生态系统的角度看,生态工业园实际上是一个生物群落,可能是由初级材料加工厂、深加工厂或转化厂、制造厂、各种供应商、废物加工厂、次级材料加工厂等组合而成的一个企业群。
或者,也可能是由燃料加工厂或甚至废物再循环厂组合而成的一个企业群[41。
在其中存在着资源、企业、环境之间的上下游关系与相互依存、相互作用关系,根据它们在园区中的作用和位置不同也可以分为生产者企业、消费者企业和分解者企业。
另外,在该企业群落中还伴随着资金、信息、政策、人才和价值的流动,从而形成一种类似自然生态系统生物链的生态产业链。
因此,所谓生态产业链是指某一区域范围内的企业模仿自然生态系统中的生产者、消费者和分解者,以资源(原料、副产品、信息、资金、人才)为纽带形成的具有产业衔接关系的企业联盟,实现资源在区域范围内的循环流动。
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图1自然生态系统中的生物链结构图2生态工业园生态产业链模型示意图
博O
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万方数据
理论与方法
生态工业因中的生态产业链结构模型研究
了充分说明与研究生态工业园中的生态产业链结构关系,特建立了其结构模型,如图2所示。
(三)生态工业团中的生态产业链结构模型分析
1.生态工业园生物群落(A—B—C)
在整个生
态工业园中,存在着各种要素与元素,这些要素与元素之间存在着十分复杂的关系,这些关系既有上下游企业之间的副产品交换、信息和资金的流动关系,也存在当地政府、园区管理者的政策和管理活动以及市场的竞争与合作关系。
按照生物链的分析方法,论文将生态工业园中的各种要素、元素分成三大类:
一类是公共设施类(A),即支持生态工业园中企业发展的一些公共设施,包括信息中心、技术中心、环境中心,道路交通、垃圾填埋厂、能源中心(电、热、气)等;第二类是生态产业链(B),是指生态:
[业园中的各企业,这是园中的主体,它们按照生产者、消费者和分解者的关系分别出于产业链条的不同节点上,并按照生物链的运作规律进行着资源(材料、能源、水)、信息、资金和人才的流动;第三类是支持服务链(c),包括政府、园区管理者、市场和法律、金融等,这些因素将从政策、资金和市场的角度来影响园区内的企业。
A、B、C三类要素除了其内部具有十分密切的关系外,其三者之间的关系也具有很强的依存性。
公共设施类因素是为了提高生态工业园内企业的资源和生态效率而建立的一些基础设施,由于这
些设施的存在,节省了企业大量的本来由自己去
投资建设的开支,成为吸引企业进驻生态工业园的一个重要因素,同时也是构成企业生物群落的基础;生态产业链是生态工业园中的主体因素,相当于企业生物群落中的生物种群;支持服务因素构成了生态工业园区企业生物群落生存与发展的大的环境与条件,对于生态工业园内的各要素都
将产生影响。
2.公共设施(A=A1xA2)
生态工业园中的公
共设施包括园区内的各种服务中心(A。
)和基础设施(A2)。
在各种服务中心中,信息中心、技术中心和环境中心在生态工业园中具有重要的位置,他们从总体上对园区中的企业活动进行跟踪与服务。
其中,信息中心是园区的“司令部”,负责收集与发布园区中企业的各项生产活动,包括环境绩效评价、产品类型、原材料的采购信息、副产品的销售信息以及投资合作伙伴的招募等,信息中心可以为园区内、外的企业寻找潜在合作的机会提供各
种信息渠道。
技术中心则可以为园区内的企业在副产品交换、资源(材料、能源和水)的流动提供技术支持;环境中心负责对园区环境的指导、管理和协调,并跟踪监测企业生产过程中的环境状况。
基础设施则与各种服务中心相互协作,共同组成生态工业园中的公共设施链条。
3.生态工业园中的生态产业链(B)
生态工业
园中存在很多企业,企业之间存在着各种各样的复杂关系,上游企业成为下游企业的供应商,包括原料供应商、设备供应商、服务提供商和投资公司等。
按照生物链的关系,它们可以分为生产者企业、消费者企业和分解者企业,它们之问通过副产品交换、资金和人才的交流为纽带相互联系在一起,在园区内实现材料、能源和水的循环流动,相互依赖、相互促进,从而形成一个闭环系统。
当园区内的企业发展到一定的数量和规模,园区内的资源将不再是沿着单一的链条流动,各种链条之间的相互交叉和结网将会成为一种普遍现象,一家企业可能同时处于几个链条的交点,进而在生态工业园内形成jj业共生网络(Industrial
SymbiosisNetwork)[51。
4.支持服务(C)
获得相关部门的支持与服
务要素是生态工业园生存与发展的条件,对于生态工业园内的所有因子都有着十分重要的影响。
政府和园区管理者从政策上对企业进行支持与管理,这也是促进园区内生态产业链形成和维护生物链完
整的重要影响因素。
解决市场问题也是企业非常关心的,在市场方面获得服务与支持也是企业进入生
态工业园的一个重要原因。
法律、金融等相关服务体系的完善对节约交易成本促进企业发展也具有重要作用。
四、生态工业园中生态产业链的活性因子分析正如自然生态系统中各物种之间存在着相生相克的关系一样,生态工业园中的生态产业链各节点上的企业也存在着相生相克关系。
为什么这些企业能够聚集在一起并按照生物链的关系运作,很有必要对生态工业园形成与发展的内在机理进行探讨。
在生态工业园中,有些要素具有吸引其它要素的能力与活力,因为它的进入与存在,而导致对其他要素的强大引力,吸引其上下游的企业或资源进入,而有些要素则具有生长与繁殖的功能。
论文将前者称为聚变活性因子,而将后者称为裂变活性因
子。
(一)生态工业团生态产业链中的聚变活性因
万方数据
中国软科学2003年第10期
子分析
所谓聚变活性因子是指能对其他因子具有吸引力的因子。
在生态工业园内,生产者企业、消费者企业和分解者企业之所以能够聚集在一起并建立工业共生关系,就是因为它们具有相互吸引对方的力量,在自己获利的情况下又能为对方创造价值。
在市场竞争中,资源有优势与劣势之分,谁掌握和接近优势资源,谁就具有成本优势;资源还有稀缺与过剩之分,谁拥有稀缺资源,则谁就占有市场主动;同时,市场有强弱之分,在从买方到卖方的链条中,过去是卖方市场,谁接近卖方,谁就具有强势资源;而现在是买方市场,谁接近买方谁就具有强势资源。
这些强势资源、稀缺资源与优势
资源,往往是聚变活性因子的吸引力的源泉,正是
聚变活性因子具有了这些资源与力量,它才构成对其它资源与企业的引力。
生态工业园内吸引各类型企业进入并建立工工业共生网络的强势市场力量可以由图3表示:
而网
力量
I..................J
图3生态工业园内聚变活性因子
因子所具有的市场强势力量而产生的引力包括两种:
一种是对弱势力量的引力,此种引力来自于弱势市场力量对强势力量的依赖性;另一种是对强势力量的引力,此种引力来自于强势力量之间的共生关系与相互促进关系。
一个园区内拥有很多关键的资源可能会对需要此种资源的企业形成吸引力,一个有影响力的企业进入生态工业园,会带动其上下游的企业向其靠拢。
例如,大型企业进入生态工业园既能为其它小型企业提供生产材料,使相关企业节约生产成本,同时它本身又是一个巨大的市场,为其它企业创造市场机会。
随着强势资源的进入,会形成集聚效应,越集聚其规模越大,其上下游的企业来的就越多,生态产业链就变得越复杂,生态工业园内的工业共生网络也就越容易形成,整个生存与发
展的环境就会越有利。
(二)裂变活性因子分析
生态工业园中的裂变因子是指能够产生出新的因子来,从而导致生态工业园中的工业共生网络不断发展壮大的一些因子。
例如,企业环境孵化器中涌现出大批毕业企业、成功的企业不断有人在内部与外部进行创业、企业中的副产品开发出新的用途等,这样就由原来的一个因子演变出很多因子来。
这些因子的不断裂变会时生态工业园内工业共生的规模和系统复杂性提高,由此可见,裂变活性也能够产生聚变效应,而聚变活性又能够反过来引发裂变,两者是相互联系与相互促进的。
在裂变因子不断裂变出新的因子,而这些新的
因子又可能继续进行裂变的过程中,生态工业园内
的企业、要素不断增加,伴随着园区内企业与其它要素的增加,又会引发集聚效应,对生态工业园之外的各种资源产生强有力的吸引力。
五、生态产业链的平衡、稳定与发展
生态工业园中的生态产业链也存在着平衡、稳定与发展的问题。
若工业共生网络中的每条生物链上的各个环节都与其它环节相协调,就会促进生物链的平衡发展,这样的生物链就会是稳定的。
相反若生态产业链中某些环节缺少相关企业的支撑或者非常薄弱,又没有外部资源的补充,这种生态产业链就是不稳定的,进而会影响生态工业园的健康发展。
当然,生态工业园一般来说是一个开放的系统,而不是封闭的系统,因此其平衡不一定必须是内部的,只要能够实现内外部的综合平衡该系统就可以协调发展[61。
(1)内部平衡与外部平衡的关系。
生态工业园作为一个开放的系统,其生物链的平衡是开放的平衡,若是内部不能实现平衡,但在与外部的交互作用中能够获得平衡也是可以的。
但无论如何,生态工业园区中的生态产业链必须是连续、平衡的,否则生物链就不能自我发展,就始终需要外部力量干预才能运行。
生态工业园想要获得自我驱动的内涵式发展,就必须建立有序、平衡的生态产业链,使生产者企业群、消费者企业群和分解者企业群在规模、数量和产品质量方面形成耦合关系,获得工业共生网络自我协调发展的活力。
(2)生态工业园生态产业链平衡与不平衡的循环。
生态工业园中生态产业链的平衡是动态的、
(下转第148页)
万方数据
中国软科学2003年第10期
量信息产业发展结构对国民经济发展结构的带动作用的关系系数。
采用灰色关联度分析法的步骤如下:
④确定因素序列
假设要计算参考因素x。
(信息产业结构指标,如通信产业占信息产业的比重)对N个比较因素Xi(i=l,2,3,...,N)(国民经济结构指标,如第一产业比重、第二产业比重及第三产业比重,或农业比重、工业比重、建筑业比重、交通业比重及商业比重等)的关联度,则首先要给出各因素相对应的序列数据,即
Xo=[Xo(1),Xo(2)9-..9XoO)】
Xi=ixi(1),Xi(2),...,Xi(1)】(i=l,2,3,...,N)
各因素相应的序列数据应为同量纲的数据。
②求关联系数
设参考因素X。
相对比较因素Xi在k上的关联系数为ei(k)(k=l,2,3,...,1),则有
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A,(尼)
A,(尼)+Pmaxm,axAf(k)
上式中△i(k)称为第k点X。
与Xi的绝对差;
min
min△i(k)称为两级最小差;maxmax△i(k)称为两
级最大差;P为在[0,1】区间上取值的分辨系数,一
般取0.5。
⑧求关联度
.
Xo-q
Xi的关联度为:
,;2j1∑£;(尼)
关联度ri就是我们要确定的关系系数,它在[0,1]区间上取值,其值越大,说明X。
与Xi间的关联影响程度越大,关联性也越强,X。
对Xi的作用就越大;其值越小,说明X。
与Xi间的关联影响程度越小,关联性也越弱,X。
对Xi的作用就越小。
这里需要提出的是,为了弄清楚信息产业发展结构与国民经济发展结构更深层次的关系,可以首先计算信息产业内部各主要行业占整个信息产业的比重系数,然后再计算国民经济中各细化产业,如钢铁业、建筑业、农产品加工业等,再按照上述关联度系数求解运算步骤就可以对信息产业发展结构带动国民经济发展结构的升级变化做出分析测算。
上面给出了能够确定在发展水平、发展速度、发展规模和发展结构四方面信息产业对国民经济带动作用的关系系数,其主要特点是作用关系定量化,参数可做数量比较,结论具体、可信,实际中可采纳使用,对揭示信息产业的发展以及信息产业对国民经济的带动作用的内在机理等都具有重要的参考价值。
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中
山大学出版社,2001.
(本文责编:
王延芳)
(上接第152页)
发展的,原有平衡的打破,即可能意味着生物链的失衡,也可能意味着一次发展的飞跃。
生态工业园工业共生网络的发展需要外部力量的干预,旧的平衡被打破,意味着新的平衡将确立,这本身就是一个自和谐、自组织和自我发展的过程。
(3)平衡、稳定与发展的关系。
在生态工业园中的生态产业链的平衡、稳定与发展的关系上,平衡与稳定是条件,发展是最高目标。
只有维持生态产业链和园内工业共生网络的平衡与稳定,生态工业园中的工业共生网络才能获得可持续的发
展。
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