1、第二章 工業生態學基本理論01產業共生理論2整體性全過程；長遠發展；全球化；科技進步；多學科綜合。工業技術工程學材料學管理學經濟學社會學法學等生物科學 地學 化學 物理等圖 2-1 工業生態學的多科性自然科學社會科學工業生態學可持續發展 工業生態學的特點工業生態學的與自然生態系統的關系自然生態系統生態系統非生物成分（非生物環境）能源：太陽能、其他能源氣候：光照、溫度、降水、風等基質和介質：巖石、土壤、水、空氣等物質的代謝原料CO2、H2O、O2、N2等無機鹽（礦物質原料）碳水化合物、蛋白質、脂肪、腐殖質（連接生物和非生物部分的有機物）生物成分1、生產者：綠色植物、光合細菌、華能細菌等2、消費者

2、食草動物：一級消費者食肉動物：二級、三級、四級消費者雜食動物：碎屑消費者、腐食消費者3、分解者：微生物（細菌、真菌等）、原生動物、小型無脊椎動物生產者、消費者、分解者之間的關系：（相互依存） 自然生態系統中的各成分之間關系生產者分解者消費者非生物的物質和能量食物關系分解作用分解作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用光合作用 這是一個透明封閉的玻璃球體，內裝有小蝦、藻類、經過濾的海水、小石、小蝸牛和一些無生命的樹枝狀物質。若使小魚能長時間生存的話，此玻璃球應放在什么地方？猜想一：(3)此球內加入細菌的作用是充當_不放細菌結果會怎樣？_。陽光非生物的物質和能量分解者(1)這個透明的玻璃球體可看作一個_ ，此

3、生態球應放在有_的地方，目的是 。思考？(2)此生態系統中除小魚（或小蝦）和水藻外，還應包括 和_ 。生態系統有利于進行光合作用，制造有機物分解者生態球內生物死亡企業和生物體的相似性二集合內部各個體都不是孤立的,而是通過復雜的關系組成的有機統一體生物體(1)具有獨立的行為。盡管不同的生物體在獨立性方面有巨大差異，但所有生物體均有自己的行為，都能夠獨立活動。(1)企業也能開展許多獨立的活動，如資源采掘、資源轉化等。企業企業和生物體的相似性二集合內部各個體都不是孤立的,而是通過復雜的關系組成的有機統一體生物體(2)能利用能源和物質資源。利用能源將物質轉化為新的可供利用的形式，同時也釋放廢熱和物質殘

4、渣到環境中。(2)企業能生產產品，能進行產品交換，并且產生廢棄物釋放到環境中。企業企業和生物體的相似性二集合內部各個體都不是孤立的,而是通過復雜的關系組成的有機統一體生物體(3)能繁殖后代。盡管后代的壽命和數量變化非常大，但所有的物種都能繁殖后代。(3)企業不同。設計和建設一個企業不是為了自我復制，而是生產無生命的產品。企業企業和生物體的相似性二集合內部各個體都不是孤立的,而是通過復雜的關系組成的有機統一體生物體(4) 具有應激性。生物體對溫度、濕度、光照、食物以及潛在的繁殖伙伴等外界變化都有反應。(4)企業對外部環境同樣有反應。企業對外部環境，如：資源的可獲得性、顧客、價格等外部因素的變化產

5、生反應。企業企業和生物體的相似性二集合內部各個體都不是孤立的,而是通過復雜的關系組成的有機統一體生物體(5) 生命是有限的。多有多細胞生物均起源于單細胞幷經歷生長的各個階段，但不可能永遠生存下去，壽命通常是有限的。(5)企業的生命也是有限。盡管很少企業在其一生中一成不變，但他們并不像生物體那樣有序、可預測地經歷不同的生命階段。企業工業生態系統工業生態特點初級產品的企業：采礦廠、冶煉廠等初級產品的深度加工和高級產品的生成者把企業生產的副產品和廢物進行處置、轉化和再利用的企業生產者消費者分解者整體性、生態性、層次性、開放性、動態性15自然生態系統的進化 生態系統資源廢料圖3-1 一級生態系統示意圖

6、(系統內物質單向流動)圖3-2 二級生態系統示意圖(系統內有物質的循環流動)資源廢料生態系統組 成 部 分組 成 部 分圖3-3 三級生態系統示意圖(系統內形成物質的閉路循環)能源生態系統組 成 部 分組 成 部 分工業生態系統的發育初級工業生態系統資源采掘者與種植者原材料加工與產品制造商消費者或服務提供者無限的天然資源原料產品無限的廢棄物無限的廢棄物無限的廢棄物工業生態系統的發育中級工業生態系統能源采掘者或種植者原材料加工或制造商資源回收者消費者或服務提供商WR1RMWR2PWVR3不可持續的天然資源不可承載的廢棄物量P-產品；R1-回收的資源；R2-回收的材料或零部件；R3-可再用的產品或

7、部件；V-能源物質；W-廢棄物；RM-原料工業生態系統的發育頂級工業生態系統能源采掘者或種植者原材料加工或制造商資源回收者消費者或服務提供商WR1RMWR2PWVR3不可持續的天然資源可承載或有限的廢棄物量P-產品；R1-回收的資源；R2-回收的材料或零部件；R3-可再用的產品或部件；V-能源物質；W-廢棄物；RM-原料工業生態系統初級生產者冶煉廠初級消費者電線制造廠次級消費者電纜制造廠三級消費者計算機制造商分解者資源回收商頂級消費者顧客能量銅礦銅錠銅線電纜廢銅廢銅線過程廢棄物過程廢棄物可再使用的模塊和元件舊電腦可再用的部件耗散的物質耗散的物質工業食物鏈（以個人電腦中銅的使用為例）自然生態系統

8、中的能量流動I1P1I2NU1NU2P2R2R1生物食物鏈的能量流動模型I 攝入量；P 生產量; NU-未利用量；R- 消耗量生態系統工業生態系統中的能量流動損失量總資源量廢物量工業生態系統和自然生態系統比較 相同點不同點(1)兩個系統中都存在物質循環和能量流動；(2)兩系統內的各要素都存在共生關系；(3)兩種生態系統的形成、發展和崩潰都是一個動態的進化過程。參與的主體不同；自然生態系統具有產業生態系統無法比擬的復雜性；物流、能流方式不同；分解者作用不同；自然生態系統只受生態學規律的約束，而產業生態系統還要受市場規律的制約。產業生態系統的理論1產業生態共生理論23拮抗和協調作用理論產業生態平衡

9、理論26“個體”“企業”（舉例）“種群”“同類型企業”“生物群落”“某區域范圍的工業體系”“工業生態系統”“工業體系與外部環境構成”幾個重要的概念幾個重要的概念種群生態學 是研究某一特定物種或幾個密切相關物種的空間分布、統計學特征、時間動態及其演化的科學。生態位生態位是生態學的一個重要理論，是指在生物群落或生態系統中，每個物種都擁有自己的角色和地位即占據一定的空間，發揮一定的功能。工業生態學的研究主題研究的主題是產品開發與演化中與潛在的資源消耗和環境影響有關的內容。也就是說，是產品帶來的后果而不僅僅是產品本身。工業共生是一個完整的系統，是指產業內作為獨立經濟組織的企業之間，因同類資源共享或異類

10、資源互補所形成的共生體。該共生體促進了內部或外部、直接或間接的資源配置效率的改進，既帶來了企業效益的增加，又推動了該產業的發展。 工業共生理論形成共生的群落性 系統內部的復雜性 資源使用的循環性 上下游產業的關聯性 生產成果的增值性 工業共生的特征工業共生的要素共生單元基礎企業共生環境外部條件市場、社會共生模式關鍵合作關系最重要的特點是形成了相對穩定的股權、正式或非正式的契約（合同）等共生內生媒介。 工業共生的發展與演變三種基本形式生態工業園 工業共生網絡 復合實體共生工業共生的應用-生態工業園生態工業園是依據循環經濟理念、工業生態學原理和清潔生產要求而設計建立的一種新型工業園區。它通過歷年更

11、新、體制革新、機制創新，把不同工廠、企業、產業聯系起來，提供可持續的服務體系，形成共享資源和互換副產品的產業共生組合，建立“生產者-消費者-分解者”的物質循環方式，尋求物質閉環循環、能量多級利用、信息反饋，實現園區經濟的協調健康發展。（引自綜合類生態工業園區標準HJ274-2009，國家環境保護部，2009.6）.生態工業園的主要特征 不同企業間形成互相利用副產品、廢品及能量和廢水的梯級利用的生態工業鏈（網），進行形成生態工業體系； 生態工業園內的基礎設施、資源和信息共享； 生態工業園不受地域的限制； 實現園區生態環境與經濟的雙重優化和協調發展。生態工業園的類型（1）按產業結構分類 生態工業園

12、可分為聯合型（中國貴港生態工業（制糖）示范園區）和綜合型（丹麥卡倫堡工業園）兩類。（2）按原始基礎分類生態工業園可劃分為改造型（美國，Chattanooga）與全新規劃型（美國，Choctaw）。（3）按區域位置分類 生態工業園可分為實體型（天津泰達生態工業園）和虛擬型（美國北卡羅萊納州，Research Triangle Park）.卡倫堡是一個僅有2萬居民的工業小城市，位于北海之濱，距哥本哈根向西120公里左右。20世紀70年代卡倫堡的幾個重要企業試圖在減少費用，廢品管理和更有效的使用淡水方面尋求合作，建立了企業間的相互協調合作，但很初步。20世界80年代以來，當地政府和管理部門突然意識到

13、這些企業已經自發地創造了一種新的工業體系，將其稱之為生態工業園。目前已經形成了蒸汽、熱水、石膏、硫酸和生物技術等相互依存、共同發展的格局。卡倫堡生態工業園是世界上最具有典型意義的生態工業園。卡倫堡工業共生圖煉油廠硫酸廠火電廠建材廠印刷廠養殖場農場施肥墻體材料廠梯索胡主要有六個核心部分組成：1、阿斯瓦爾斯蓋電站是丹麥最大的火力發電站，容量為150WKw；2、斯塔托爾精煉廠，丹麥最大的煉油廠，生產能力320萬噸/年；3、吉普洛克石膏板廠每年生產1400萬平方米的石膏板；4、生物技術公司，年銷售超過20億美元，最大的工廠設在卡倫堡，主要銷售藥物和工業酶。5、土壤修復公司6、卡倫堡城主要為2萬居民供熱

14、，為家庭和企業供水。20年間，卡倫堡投資16個廢物交換工程，投資額估計為6000萬美元，由此產生的經濟效益估計為1000萬美元，投資平均折舊時間短于5年。1 批準于2001年8月，是以蔗田系統、制糖系統、酒精系統、造紙系統、熱電聯產系統、環境綜合處理系統為框架規劃和建設的生態工業園。2 該園區各個系統之間通過副產品和廢品的相互交換、相互銜接，從而形成比較完整的生態工業網絡。3 通過園區全面的整合以及園區與外界的交換，做到了最大限度的轉變廢品為資源，是資源有效利用最大化，通過污泥清污分流和和清水回用，做到水資源利用的最大化。4 通過熱電廠的運行做到能源運行和生產效率的最大化，通過廢品利用和環保工程建設做到園區環保污染最小化。5 通過建設高產高糖甘蔗園，保障園區建設工作的安全性，使得園區的資源得到最佳配置，廢品得到有效利用。6 貴港生態工業園目前已經形成了以甘蔗制糖為核心，包括甘蔗、制糖、