生态工业园区理论研究现状与展望，本文主要内容关键词为：理论研究论文,工业园区论文,现状论文,生态论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
生态工业的学科基础是工业生态学。一般认为工业生态学起源于20世纪80年代末R.Frosch等模拟生物的新陈代谢过程和生态系统的循环再生过程所开展的“工业代谢”研究（注：段宁：《清洁生产、生态工业和循环经济》，《环境科学研究》2001年第6期。）。生态工业园是实现生态工业和工业生态学的重要途径和载体，是依据清洁生产要求、循环经济理念和工业生态学原理而设计建立的一种新型工业园区。它通过工业园区内物流和能源的设计，形成企业间共生网络：通过物流或能流传递等方式把不同工厂或企业连接起来，形成共享资源和互换副产品的产业共生组合，使一家工厂的废弃物或副产品成为另一家工厂的原料或能源，模拟自然系统，在产业系统中建立“生产者—消费者—分解者”的循环途径，寻求物质闭环循环、能量多级利用和废物产生最小化。当前，生态工业园区理论研究取得了长足的进展。
生态工业园区运转机制
生态工业园承担所在区域的经济发展、资源永续、社会安定的任务，它的运作以园区所有成员包括企业、政府、社区为了减少废物和增加经济效益而进行的密切合作为基础。在运转机制上，生态工业园更像是一个有着高效的物质、能量和信息流动的网络，而网络的组织和各个节点的表现是决定生态工业园效率的关键因素。
1.生态工业园成员的合作动力
Lowe和Warren指出生态工业园区可能拥有许多特点，但最重要的特点是行业内部和行业之间的合作以及与自然环境的互动。这种合作和互动是自愿甚至是自发的，成员有着较高的积极性以保证生态工业园的效率，其动力当然在于利益的驱动。通过废物的交换、信息的交流、管理的配合将使几乎每个成员包括企业、社区和政府获利。
首先，企业会因为处理成本的降低、新收入来源的创造、原材料与物资的新来源的开创而大大降低生产成本，获取经济利益。
其次，生态工业园的建设会创造新的合作关系，促使现有工业的扩展和新地方产业的产生。同时，对废弃的能源和物质副产品的利用将使许多原来堆积成山的废弃物被回收，其经济价值得以再生。政府将收获更多的财政税收。
第三，由于工业的扩展和新地方产业的产生，将产生许多技能要求不一、有着良好工资待遇的工作机会，从而缓解社会就业压力。社区会因为居民的安居乐业和废物处理的高效、低成本而蓬勃发展。Lowe认为：（生态工业园）参与产业可能增强的经济业绩将使生态工业园成为社区的强劲的经济发展工具。（注：Lowe E,Warren J,and Moran S.Discovering industrial ecolgy:an executive briefing and source book,Battelle press,Columbus,1997.）
最后，当然也是生态工业园最重要的目标，环境质量会因对有限资源需求的减少和较少的固体废物及污染的压力而有所改善。废弃物资源管理的一体化也会为园区成员提供高质量的环境。
2.生态工业园的生态基础设施与废物流动
Lowe和Moran等学者认为，由于生态工业园的基础在于资源的高效利用与回收，因此每一个生态工业园都应有一体化的资源再生体系作为园区运转的支撑，这是生态工业园区别于其他工业园区的重要特征，我们可称之为生态工业园的生态基础设施。园区内其他机构如财政、通讯、教育等政府机构均应支持生态基础设施的发展。
生态基础设施并非是政府部门或传统的靠政府拨款支持的市政机构，实际上它是按照独立企业的方式运转的。生态基础设施的功能和生产行为包括资源的再利用、循环、再生、产品营销和再开发废物的终极利用，具体包括工业和生物材料的收集、分选和处理，设备的修复、整新或拆卸，批发或零售。而贯穿这些活动的唯一理念就是将废弃的材料、物资和副产品转化成为可售卖的材料和产品。Lowe还建议生态工业园应成立管理资源再生体系的再生投资公司，作为有力的组织协调者，对网络中的物资获取、流动和再利用等活动进行协调（注：Lowe E A.Regional Resource Recovery,and Eco-industry Parks.Indigo Development,1998.）。
生态工业园作为工业园区自然有产品及服务的流动，此外还有成员间的废物流动。生态工业园的废物流动在本质上是市场机制的供需关系。Ayres认为生态工业园包含至少一个输出原材料或加工物资的主要公司作为“支撑”(Anchor)企业，这类公司向能利用其废物流中有用部分的更多企业供给废物，进行市场交易；这些更多的企业再与几个将废物转变成可用产品的“卫星”企业相联系。（注：Ayres R U.Industrial Metabolism Theory and Policy.In the Greening of Industrial Ecosystems.by D J Richards,B R Allen and R A Frosch eds.Washington:National Academy of Science,1995.）同时，废物流动也包括生活、城市和商业的废物流，而不仅仅是商业间的废物交换。
3.生态工业园成员的参与精神与网络流动
废物流动仅仅是园区成员合作的一部分，实际上生态工业园内部除了园区设计初期所规划、预期的联系外，更多的联系是在园区的发展过程中创造的。因此，所有园区成员应具备强烈的参与精神，不断扩展和创造相互有益的联系。园区成员的合作也将由最初的废物交换发展至购买行为、市场营销、产品开发、信息、基础设施、技术、人力资源等方面。随着成员联系的增多和合作范围的扩大，大大小小的企业之间、企业与社区之间、企业与政府之间逐渐形成了互惠互利的网络。
每一个成员均是网络的节点，物质、能量、信息在各个节点之间按照一定的经济和生态规则流动。生态工业园的网络流动将促进园区成员的物质、信息、思想、技术、人才的交流和共享，并导致生产成本的下降和环境水平的提升，增加资源利用的效率和反应的灵活度。
生态工业园区生态系统结构、功能及调控机制
生态工业园区生态系统中知识流和技术流的流动速度异常得快，从而大大驱动了系统物质流、能量流、信息流和价值流的流动速度，强化了系统的生态功能。生态工业园区生态系统的这种特点导致一般生态系统中的物质流、能量流、价值流和信息流分析无法全面剖析这类生态系统的作用机制和功能特点，因为没有人才流和技术流作为支撑，生态工业园区的功能体系只是一具没有血液和肌肉的骨架，它不但没有灵气，而且没有活力。因此对于该类生态系统的优化调控如果不考虑对人才流和技术流的优化，那么其优化方案简直不能想像。鉴于生态工业园区生态系统的这些特点，为全面剖析这类生态系统的功能，必须引入知识流和技术流分析，从而形成了生态工业园区生态系统的结构和功能体系（图1）。（注：Sarkis J.Evaluation environmentally conscious businesa practices.European Journal of Operational Research,1998,107:159～174.）图1中的球体表示生态工业园区生态系统。正三棱锥的4个顶点分别代表生态工业园区生态系统中的经济子系统、环境子系统、社会子系统和资源子系统，这里之所以用正三棱锥的4个顶点表示，是因为这4个子系统在系统中所起的作用同等重要，缺一不可。需要注意的是，这里的资源是广义的资源，即除了自然资源外，还包括支持系统良性运转所需要的其他一切社会资源，如人才、技术、信息、文化等；社会子系统主要是偏重于人的生产、培养以及与此相关的企业一切活动所组成的功能体系。生态工业园区生态系统的4个子系统不是孤立的，每个子系统都与其他子系统相互交错，共成一体，如社会子系统中人的培养、生活消费相关的一切活动无不与人的文化素质有关，同时也与系统教育资源及消费资源的可获得性密切相关。
4个子系统构成了整个生态系统的空间结构框架，也决定了功能流的路径和状态。因此，4个子系统的状态对整个生态系统的稳定性起着举足轻重的作用，在很大程度上也决定了功能流的流速和流量。一旦4个子系统中任何一个受损，导致该子系统的结构发生变化，则必然改变整个生态系统的结构，进而引起各功能流的变动，使其突然进入暂时的混乱状态，然后，系统在其“自组织”规律的作用下，依靠自身的调节机制，逐步恢复到稳定状态，这个状态可能是原先的稳定态，也可能是某些结构和功能得到优化后的稳定态。但生态系统的这种自然调节能力非常微弱，尤其是在人类活动异常频繁的生态系统中。人类可以按照系统调节规律，通过强化系统的某些功能要素，增强系统的调节能力，这就是系统的优化机制和依据。
图1 生态工业园生态系统结构与功能
生态工业园区生态系统优化机理
生态工业园区生态系统的效率取决于系统结构协调程度、系统功能流畅程度。（注：Handfield R B.Green supply chain:best practices from the furniture industry.Proceedings-annual Meeting of the Decision Sciences Institute,USA,1996,3:1295～1297.）因此，系统优化也从这两个方面入手。有鉴于园区生态系统的主体是企业，因此，这里提出的企业内部控制为过程控制，因为企业内部的一系列活动是不间断的，类似于连续的过程，对其控制就相当于从物料进厂到产品出厂的全流程控制；对企业与企业之间的控制称为节点控制，如果将循环经济的理念贯彻到企业内部及企业与企业的交易过程中，就形成了绿色供应链，而对该供应链的控制管理正是将循环经济理念和生态设计、清洁生产等技术应用到实践的过程。考虑到对入园企业的环保要求（这里将其称为“绿色招商”），就形成了生态工业园区生态系统的控制管理系统（图2）。图2中左边的箭头表示对入园企业的约束，即绿色招商。绿色招商就是从招商引资起严格把好环保关，明确对入园企业的产业技术、装备、污染排放水平、资源能源利用效率等方面的要求，限制高能耗、高水耗、重污染企业进入园区，尽可能从源头上将污染消灭于无形。
供应商、生产商、销售商及消费者是对园区生态系统各主体按照物质、能量流动顺序的大致分类。这里假设园区生态系统具备完善的市场机制，此时，生态系统中各主体之间的活动都由第3方完成，称为“第3方物流主体”，这不仅包括企业与企业之间的货物运输、存储，还包括为企业提供的除商品生产之外的其他一切服务活动。这样，对该供应链的管理控制就包括了整个生态系统的主体及各主体之间的一切活动。
该系统中的过程控制对象主要包括供应商、生产商和消费者。对供应商和生产商的控制主要是要求他们实行绿色制造，包括进行生态设计、使用绿色原料、采用绿色工艺及提供绿色生态服务等；对消费者的控制主要是倡导和督促他们养成绿色消费意识。节点控制途径包括两类：绿色采购和绿色营销。其实现途径主要有：选择时考虑供应商的环境行为；加强对供应商的绿色化管理。这些措施能够顺利实施主要是靠合同条款约束，因此，需要在各主体之间的合同中增加环保要求条款。
逆向物流系统是今后企业环境管理发展的趋势，即要求企业回收处理其生产的产品经过消费者消费后形成的废旧产品。（注：Steve V W,Robert B H,Steven A M.The green supply chain:integrating supplies into environmental management process.International Journal of Purchasing and Materials Management,1998,4:2～10.）在完善的市场机制下，通过市场机制的作用，可由专职的第3方逆向物流企业来帮助相关企业完成其延伸生产责任。这样只要通过节点控制手段在生产企业与第3方逆向物流企业的合同中增加环保约束条款就可以了。然而，在目前市场机制不完善的情况下，更多地要依靠法律的强制性和调动企业的主动性来实现。一方面通过宣传教育，提高企业和公众的环保意识；另一方面通过立法，规定企业的延伸生产责任，强制其履行该项义务。这在国外已经有成功的经验。（注：参见Lambert A J D,Boons F A.Eco-Industrial Parks:stimulating sustainable development in mixed industrial parks.Technovation,2002,22:471～484；段宁：《清洁生产、生态工业园和循环经济》，《环境科学研究》2001年第14期；袁增伟，毕军、王习元等：《生态工业园区生态系统理论及调控机制》，《生态学报》2004年第24期。）
图2 生态工业园生态系统的控制管理系统
生态工业园区规划设计
生态工业园与传统的地域综合体有着重要的区别，因为生态工业园的运作是由体现生态原则的园区设计来实现的。在追求经济成本和环境成本优势的市场里，仅仅是地域上的邻近已不足以确保现代企业的竞争力。生态工业园的设计在于形成高效的工作系统。（注：赵越、唐荣智编译：《美国生态工业园区的设计理念与规划》，《北京市政法管理干部学院学报》2002年第2期。）
一是园区空间组织的高通达性。生态工业园有着很好的“城市邻里关系”(Urban nergkbour)，这主要指园区内企业、政府和社区间有着紧密、高效的合作和交流关系。因此，为确保生态工业园的效率，生态工业园在设计上必须考虑通达性。园区通道包括公路、轻轨、铁路和管道，要靠近废物、废水或能量的利用者或供应者，同时对希望购买或售卖废物的个人和小商业者保持良好的通达性。因此，有学者认为生态工业园理想的规模是100～200英亩。
二是园区成员的匹配。园区的组织是有着市场供需关系的成员在地域上的邻近，成员间是否具备供需关系以及供需规模、供需的稳定性均是影响生态工业园发展的重要因素。特别是废物、副产品的供需关系影响到园区的废物再生水平，如果供大于需，即废物的产生量大于相关企业的需求、消纳能力或者是种类上不匹配，废物减量化目标将难以实现。因此，生态工业园设计的关键是企业、行业的匹配，需要在区域已有的企业中或者是区域有发展潜力的行业中找出已有或可能的废物流动关系，通过专家分析，筛选出类别、规模、方位上相匹配的设计或改造方案。
生态工业园区的研究展望
目前，尽管生态工业园区的研究已经从意义、概念的界定向现实可行的开发规划体系的研究进化，但是仍存在一些问题。这些问题的解决是目前生态工业园区理论研究的关键。
第一，要将生态工业理论超出园区范围做深入研究。目前，多数研究聚焦在生态工业园的规划和开发上，很少有人对超越工业园区范围（如城市层次）的生态工业系统傲深入研究。国外不少学者在这方面做过努力，如Korhonen(2001)认为市政府作为能够提供教育培训、信息交流和政策支持平台的特殊成员在城市生态工业系统的建立中起关键作用；Desrochers(2002)以历史上跨地区副产品交换的若干实例阐释生态工业发展在扩展其地理范围上的意义。但在我国，目前还仅局限于在有限范围内的生态工业系统建设的研究，仍未将生态工业系统的思想贯穿于生态市的建设过程。有些城市虽然提出了这种观点，但远未达到可以用理论指导实践的地步。
第二，要重视高新技术对现有工业生产方式改造的运作机制研究。目前，有关高新技术对现有工业系统的改造的运作机理（如注重与清洁生产、生命周期评价等工具的结合）的研究较少。生态工业系统和清洁生产的最终目标都是提高生态效率和减少环境污染，生态工业实践应当将两者有机结合起来。同时，由于目前我国正处在工业化中期阶段，传统产业仍然是工业的主体，真正代表现代高新技术前沿的产业比重很小，环境管理的重点自然而然地落在传统产业的生态化改造上。但由于高新技术产业技术变革快，由此产生的新污染源及污染途径不易被充分认识，因此，我国城市在采取各种废弃物减量化措施的同时，应从长远发展角度出发，适当开发高新技术产业的产品代谢和废物代谢，同时注重环保产业的发展。那些最先结合清洁生产方法和高新技术手段构建生态工业系统的城市将成为21世纪的强者。
第三，要重视企业群落的环境（包括技术创新、政策环境）研究。（注：杨咏：《生态工业园区述评》，《经济地理》2000年第4期。）对于企业群落的环境研究，Schlarb(2001)和Cote(1997)的工作值得一提，他们分别就企业群落的外部环境（包括政策、技术、文化等因素）做了详细的分析，指出环境系统对于提升群落稳定性和生产力的关键作用。在政府、公共部门和社区等多方参与的基础上，构建城镇以上区域范围的生态工业系统具有广泛的多样性和灵活性。因此，多要素、大范围的生态工业系统的构建将成为今后生态城市建设的一大趋势。但这类实践的成功基础在于对企业共生的深入剖析和共生环境的营造，这却正是我国目前最为薄弱之处。
第四，要进一步提高生态工业园区建设过程中资源的利用效率及对风险的规避水平。综观目前的国内外生态工业园区建设可以发现，大都过分强调废物资源的闭路循环，走入了单纯构建闭环链以实现废弃物循环利用的怪圈，甚至在一片空白地上规划一个新园区的时候也是这种思维；忽视生态工业园区复合生态系统自身结构和功能的优化，把大量的资源浪费后再特意设置废物循环再利用系统，本身就是一种严重的浪费。（注：郭莉、苏敬勤：《生态工业系统研究述评与展望》，《中国地质大学学报》（社会科学版）2004年第3期。）另外虽然生态工业园在提高分工效率和节约交易成本方面效果显著，但也存在着潜在的巨大风险，这种风险主要由企业间技术性联系的日趋刚性所引起。在工业共生体系内相关企业往往建立一定的废料传输基础设施系统，有时还需要改进原有的生产系统以适应来自它企业的废料性质。从长期角度看，这些措施有使废料有偿交换关系逐渐被限制在固定企业间的固定废料交换的趋向，有偿交换的市场弹性日益转变为一种技术刚性。这将可能会使工业共生体系日趋脆弱，同时可能阻碍有效竞争。因此，需要研究：如何使园区企业间的工业生态联系不仅有一定的稳定性，还要有必要的弹性；如何使园区经济在保持生态可持续性和资源循环利用的基础上，保证竞争的公平。
标签：生态系统论文;