[科普中国]-工业生态学

简介

工业生态学（Industrial ecology，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

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。1

发展历程工业生态学的概念最早是在1989年的《科学美国人》（Scientific American）杂志上由通用汽车研究实验室的罗伯特·弗罗斯彻（Robert Frosch）和尼古拉斯·格罗皮乌斯（Nicholas E. 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（Buckminster Fuller）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（Amory Lovins）和落矶山学院（Rocky Mountain Institute）。

但是工业生态学这一专有名词最早是由哈利·泽维·伊万（Harry Zvi Evan）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（International Labour Review）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。

特征趋势(1)工业生态学领域开始社群化，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—Industrial Development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。

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Robert Frosch和负责发动机研究的Nicolas Gallopoulos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。

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》（Journal of Industrial Ecology），2001年的《国际工业生态学学会》（International Society for Industrial Ecology）以及2004年的《工业生态学发展》（Progress in Industrial Ecology）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。2

工业生态学可持续发展问题研究生态工业园是基于工业生态学理论兴起的全新工业园区运作模式。它强调资源的循环利用，鼓励企业间相互交换副产品(By-ProductExchange)，通过结网建立企业间的工业共生关系，从而实现企业经济效益和环境效益的"双赢"。本文首先引入生态工业园的相关理论，分析生态工业园的发展态势，同时结合国际上生态工业园的成功运作案例，对我国生态工业园的建设提出相应的对策与建议3。

工业生态学的内涵与发展作为一门发展不到20a的综合性交叉学科，工业生态学需要界定其学术范畴和理论基础。首先评述了工业生态学的4个主要领域:(1)社会代谢是工业生态学起源最早也是发展最为成熟的领域。它提供了宏观层次上观察和测量经济发展与物质流动关系的方法和工具，但需要进一步细化物质流动图景和加强流动机制的解释；(2)工业共生是工业生态学最具特征的领域。它实质上是人们出于观察视角的转变而对工业体系的重新认识。逻辑严谨且规则统一的解释框架有助于工业共生理论的发展和实践；(3)基础设施与产业相互选择且协同演进，二者共同构成了城市的物质基础，而城市又是更大范围内区域经济系统的子集。这一组工业生态学的研究对象需要处理产业全球化与社会和生态要素本土化的矛盾；(4)工业发展的可持续性是工业生态学关注的核心目标，而多样性和复杂性给其研究带来了很大的挑战。这提醒我们要避免陷入简单化、还原论或机械论的陷阱，多开展实证研究。最后，从本体论、方法论和隐喻3个标准给出了工业生态学的初步界定，并指出4个重要的努力方向。4