▶一、资源、环境约束与产业生态化

经济增长和产业发展在极大地提高人们生活水平、改善人民生活质量的同时，也给人类带来了前所未有的挑战：资源短缺和环境污染。虽然技术进步使人类不断发现新的资源（包括种类和数量）并持续提高资源的利用效率，但这仍无法抵消由于人均消费资源量增加而带来的资源消费总量的快速增长，资源总量日益枯竭和短期开采能力不足。尤其是区域性资源分布、开采所带来的生态破坏和环境污染日益严重，如酸雨、土壤沙化、生物多样性锐减、气候变暖、臭氧层破坏等。资源短缺和环境污染已经成为制约人类可持续发展道路上的一块拦路石。

从经济系统看，人类开采自然资源，获取生产所需要的原料和能量，再与来自人口系统的劳动力、技术和管理要素相结合，生产各种产品提供给消费者，并形成巨大的财富。出于利益最大化的欲望，常加大对资源的开发力度，当超出承载力时，就破坏了环境；然而，当人类认识到资源与环境的价值和可持续发展的理念时，就会保护环境，进行产业生态化的动机由此产生。

如何转变人类现有的发展模式，研究开发并采用新的资源利用途径，在确保人类资源可持续利用的同时，最大限度地减少资源开发与利用过程中对环境的影响已经成为全球的严峻挑战。正是基于对这一严峻形势的深刻反思，逐渐形成了产业生态化发展方面的研究。通过对这一方向的研究，追溯前人面对这一困境的反思与努力，正视我们背负的历史，最终我们一定能找到可持续发展的科学道路。

▶二、产业生态化的理论研究背景

（一）工业生态系统理论

产业生态化的核心在于工业生态化，因此生态工业的相关理论是产业生态化的理论基础。工业生态系统理论把工业系统视为一类有赖于生物圈提供的资源和服务，具有物质、能量和信息流动的特定分布的生态系统，并运用生态学的观点，通过对工业系统与自然生态系统的对比，分析工业生态系统的组成及其进化。

Korhonen指出工业生态系统与自然生态系统一样，具有四个基本生态系统原则：①物质和能量的循环传输；②行为者多样性；③地域性；④系统的渐变性。工业生态学理论的主要探索者之一Braden R.Allenby提出了一套工业体系三级生态系统的理论，如图11.1。

图11.1 生态系统示意图

该理论认为三级生态系统（TypeⅢecology）的物质来源于系统本身，又消化于系统本身，被充分利用而没有废物产生，是真正可持续的生态系统。Allenby指出，一个理想的工业系统包括四类主要行为者：资源开采者、处理者（制造商）、消费者、废料处理者。Allenby的三级生态系统理论为工业生态系统的进化提供了理论基础，对生态工业的理论具有重大的指导意义。其局限性在于将工业系统视为孤立的系统进行分析和讨论，而未将工业生态系统与整个社会经济体系联系起来进行研究。

生态重组是促进工业系统演进的一个重要战略。Ayres在其专著《Eco－restructuring：The transition to an ecologically sustainable economy》中系统地阐述了有关生态重组的思想，认为生态重组是经济可持续发展的一个转变。Faye Duchin认为，生态重组是通过按照尽可能对地球的生物系统干扰最少的方式进行技术设计和实施来推动社会发展的一种模式。Surem Erkman指出，生态重组会在宏观、中观、微观三个层次上发生作用：

（1）宏观层次上，生态重组是封闭工业体系乃至全社会的物质与能量循环，实现工业生态系统向三级生态系统进化和可持续发展的根本途径；

（2）中观层次上，生态重组使工业企业从认识原料和产品的生命周期开始，重新审视产品设计、制造与消费的全过程，从而达到延长产品寿命，特别是减少废物，增强循环的目的；

（3）微观层次上，生态重组将优化反映过程，实现“原子经济性”，即在原子层次上，提高反应的效率，设计最为高效、简捷的反应体系。

生态重组理论将工业生态系统与整个社会经济系统结合起来，通过经济体系的重组、经济结构的调整，在微观和中观层次上推动工业企业和社区实施生态化，在宏观层次上为实现可持续发展奠定基础。

（二）物质与能源流动分析理论

随着可持续发展研究的不断深入，在经济系统特别是工业系统与自然环境相互作用的研究中，逐步形成了原料与能源流动分析的研究领域。其主要观点是：人类的经济系统仅仅是自然生态系统的一个子系统，它的物质和能量的流动与生态系统中原料与能量流动相类似，是一个将原料、能源转化为产品和废物的流动过程。该理论通过对工业系统中原料与能源流动，包括从原料的采集、生产、消费和最终处置等运行过程的分析，研究这些流动对经济、社会与环境影响，及如何减少其影响的问题。

原料与能源流动分析的目的在于了解原料提取、使用和其最后不管是作为废物还是作为再度使用的资源的系统方法。这些方法试图超越描述性的分析而进行较为严格的量化，以便找出在经济系统原料与能量流动以及环境之间的量化关系，从而为解决这些问题提供依据。

Ayres等人通过对经济运行中原料与能量流动对环境的影响进行了开拓性的研究，提出了工业代谢的概念。工业代谢理论通过对生态系统和工业系统进行类比分析，认为经济系统是一些公司（企业）通过管理制度、工人、消费者以及货币和政策等结合在一起的集合。该理论分析了原材料和能源以及劳动在一种稳定条件下转化为最终产品和废物的所有物理过程。在工业系统中，企业之间通过提供产品或某种服务建立了相互关系，并通过各种工艺过程，把原料或半成品加工成产品，同时产生各种废弃物。一个从事加工制造的企业就是把原材料转变成产品和废物的单位。因此，整个经济系统的运行.就必然涉及自然生态系统内物质和能量的大流动。

工业代谢理论通过分析工业系统中的原料流动与全球物质循环的关系，并采用一些指标来表征和度量系统的状态。其目的旨在揭示经济活动纯物质的数量与质量规模，展示构成工业活动全部物质的与能量的流动、储存及其对环境的影响。目前的工业代谢理论研究的是静态条件（即最初条件——原材料、能源和劳动是确定的）下的能流分析，尚未涉及动态条件下的能流状况。(www.daowen.com)

（三）物质减量化（dematerialization）理论

物质减量化是为解决资源萎缩与环境污染日益严重的矛盾而提出的另一种研究思路：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低程度，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。不同学者对物质减量化的定义如表11-1。

表11-1 不同学者对物质减量化的定义

尽管各学者的定义不一，但其核心都在于提高物质的利用效率。目前提出的实现产品物质减量化的途径有：

（1）能量再利用，提高能源的利用效率；

（2）产品的耐久性设计和再设计，提高产品的使用价值和物质的可循环性；

（3）产品的修理、再利用和再制造，提高产品的易替换能力和可长期利用性；

（4）智能材料的研发，如纳米技术的利用；

（5）能源脱碳，减少能源对环境的影响等。

目前物质减量化研究的目的在于提高物质利用效率，从而提高资源的生态效益和经济效益，但该研究尚未涉及物质利用与社会发展其他目标之间的关系，如社会福利、就业等方面。

（四）生命周期评价（Life cycle assessment，LCA）

生命周期评价是一种面向产品系统的环境管理工具，也是实现工业生态化的重要途径和方法之一，它评价产品、工艺或活动从原材料采集，到产品生产、运输、销售、使用、回收利用及最终处置的整个生命周期阶段的所有环境负荷。这一概念是1990年由国际环境毒理学与化学学会（SETAC）主持的会议上首次提出的。目前，关于什么是“生命周期评价”有多种提法，见表11-2。

表11-2 生命周期评价定义的不同描述

邓南圣、吴峰《工业生态学——理论与应用》一书将上述定义归纳起来，将生命周期表述为：“对在一个产品及包装物、生产工艺、原材料、能源或其他某种人类活动行为的全过程，包括原材料的采集、加工、生产、包装、运输、消费和回用以及处理等，进行资源和环境影响的分析与评价。”其主要特点为：全过程评价、系统性与量化、注重产品的环境影响。

生命周期评价的思想试图在源头预防和减少环境问题，涵盖产品的生产、销售、消费和回收处理等过程以及在产品的功能、能耗和排污之间寻求合理的平衡。生命周期评价将产品对环境的影响进行从“摇篮到坟墓”的分析，为环境管理提供了一种较为系统的分析工具。

▶三、产业生态化在产业经济学中的地位与作用

产业生态化是研究产业与环境相互关系和产业运动规律的科学，但产业生态化作为正在发展中的一门学科，其中许多概念如清洁生产、循环经济等还没有一个鲜明的研究地位、框架和研究体系。为此，本书在前人研究的基础上，把产业生态化与产业经济学理论体系结合在一起，对人类生产系统与自然的关系加以概括。

图11.2 产业生态化研究框架

从图11.2不难看出，企业与环境之间的关系研究属于清洁生产的研究范畴，国民经济与环境之间的关系研究是生态经济或循环经济，而以产业和产业部门与环境关系为研究对象的是产业生态化。这样，研究框架就比较清晰。环境污染与生态破坏的根源就在于不恰当的人类产业活动引起的，因此，解决环境问题必须从产业经济活动入手，进行产业组织、产业结构、产业制度等方面的深刻变革。产业生态在实现循环经济、解决环境的根本问题方面具有极其重要的地位和作用，是建立产业组织与产业结构、经济系统与自然系统有机联系的关键。