工业生态与循环经济.ppt

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1、工业生态学 与 循环经济,布兰特（G. H. Brundtland）定义： 可持续发展是这样的发展，它满足当代的需求，而不损害后代满足他们需求的能力。 可持续发展是人类在漫长的社会发展中,不断探索得出的正确结论，是当今国际社会的共识，是人类社会发展的必由之路。,可 持 续 发 展 （Sustainable Development),20世纪80年代末以来，在可持续发展思想形成的同时，人们一直在研究和寻求如何实现可持续发展。人们认识到，深入认识工业系统与环境的相互关系，解决它们之间存在的冲突，是实现可持续发展必须解决的关键问题。 相关链接:,循环经济,工业生态学,工业生态学 发展历程 理论框架

2、工业生态系统的进化 工业系统的生态重组 工业生态学的分析方法 生态工业园,工业生态学,一门新兴、蓬勃发展的综合、交叉学科,一方面，工业系统是现代社会经济系统的核心，是社会发展不可缺少的动力，它提供的产品和服务构成了现代文明的物质基础。 另一方面，工业体系是人类社会与自然生态系统相互作用最为强烈的一个子系统，在人类各种活动中，工业活动对自然环境冲击最大，由此造成对自然环境的损害也最为严重。,人类活动对自然环境的扰动,全球生态扰动现状 1994年Hannah等人使全球自然环境的扰动程度得以量化。,中国生态扰动现状,1998年，文英对我国人类活动强度作出定量评价。,工业体系与自然环境之间的协调发展对

3、人类社会的可持续发展起着举足轻重的影响。,近20年来，发达工业化国家在研究、解决工业发展与环境这一矛盾的过程中，逐步建立了系统、整体化解决这一问题的理论框架和方法，形成了一门崭新的学科,工业生态学 (Industrial Ecology),工业生态学 发展历程 理论框架 工业生态系统的进化 工业系统的生态重组 工业生态学的分析方法 生态工业园,工业生态学的发展历程,1. 萌发阶段 上世纪五六十年代，随着生态学的蓬勃发展，人们产生了能否模仿自然生态系统，按照其物质循环和能量流动的规律重构工业系统的想法。,20世纪60年代末，日本通产省的工业机构咨询委员会开展了前瞻性研究，其下属的工业生态工作组提

4、出了应以生态学的观点重新审视现有的工业体系和应在“生态环境”中发展经济的观念。1972年5月，该工作组发表了题为“工业生态学：生态学引入工业政策的引论”的报告。,2. 工业生态学的诞生 1989年9月，Frosch和Gallopoulos发表了题为制造业的战略一文，提出了工业生态学的概念，认为工业系统应向自然生态系统学习，并可以建立类似于自然生态系统的工业生态系统。在这样系统中，毎个工业企业必须与其他工业企业相互依存、相互联系，从而构成一个复合的大系统，以便运用一体化的生产方式来代替过去简单化的传统生产方式，减少工业对环境的影响。,3. 蓬勃发展阶段 20世纪90年代以来，工业生态学的理论研究

5、与实践进入蓬勃发展的崭新阶段。,工业生态学是一门新兴、蓬勃发展的综合、交叉学科，是一门研究人类工业系统和自然环境之间相互作用、相互关系的学科。工业生态学为研究人类工业系统与自然生态系统的协调发展提供了一种全新的理论框架，为协调各学科与社会各部门共同解决工业系统与自然生态系统之间的冲突提供了具体、可操作的方法，为可持续发展的理论奠定了厚实的基础。,工业生态学追求的是人类社会和自然生态系统的和谐发展，寻求经济效益、生态效益和社会效益的统一，最终实现人类社会的可持续发展。,工业生态学 发展历程 理论框架 工业生态系统的进化 工业系统的生态重组 工业生态学的分析方法 生态工业园,工业生态学的理论框架,

6、工业生态系统的基本概念,（自然）生态系统 一个生物物种在一定范围内所有个体的总和在生态学中称为种群(Population),在一定的自然区域中许多不同种生物的总和称为群落(Community),任何一个生物群落与其周围非生物环境的综合体就是生态系统(Ecosystem),生态系统是生命系统与环境系统在特定空间的组合。,在生态系统中，各种生物之间以及生物与非生物的环境因素之间互相作用，关系密切，而且不断地进行着物质交换和能量流动。,许多各种各样的生态系统组成的统一整体，就是人类目前所生存的自然环境。 整个生物圈（Biosphere）就是一个最大的生态系统，也可以称为生态圈（Ecosphere）,

7、工业生态系统 工业生态学理论的主要思想是把工业系统视为一类特定的生态系统。与自然生态系统一样，工业系统是物质、能量和信息流动的特定分布，而且完整的工业系统有赖于由生物圈提供的资源和服务。,类 比,工业生态系统的四个基本生态系统原则,工业生态学的核心：使工业体系模仿自然生态系统的运行规则，实现人类的可持续发展。,在自然生态系统中，物质得以充分利用，形成相对封闭的循环。 一种生物产生的废物或一个种群的部分产生的废物，都是有用的物质和能量的来源，而不会被整个系统当作废物来处置。 如微生物自身常常成为其他生物的食物，因此储存在它们身上的物质和能量势必围绕在由相关生物组成的大的网络周围。,工业生态学从工

8、业子系统或全球工业系统的视角而不是单一生产单元或设施考察问题，则可借鉴自然生态系统的物质与能量流动模型，使工业系统象自然生态系统那样以废物最小化的模式运作。,工业生态群落,在自然生态系统中，生态群落由不同的生物种群依据一定特性的组成关系和结构而组成。 主要特征有多样性、垂直结构、优势种、群落生境和稳定性。,对工业生态学而言，特定的工业企业联合体或共生体可称为工业生态群落。 工业生态群落至少包括相互关联的一些工业企业，为了各自的经济利益而在某些方面实现合作。如能源共享、材料或副产品的再利用等。在工业生态群落中，存在不同的“种群”，即行业部门，它们在群落中的地位和作用是不同的。,自然生态系统中不同

9、种群之间的联系是通过食物链网络起来的。,工业系统中没有以实体形式进行的相互“捕食”的关系，然而对于在工业系统中流动的物质和能量来说，不同行业部门对这些物质和能量是存在“捕食”关系的。如一个企业的副产品或废料被另一企业作为原料生产新的产品。,工业生态系统的组成部分,工业生态系统与自然生态系统的组成部分对比,按生态学或进化论的观点，生态系统内部组成之间是优胜劣汰、适者生存的竞争关系，但同时又有协作和共生关系。对于工业系统而言，工业生态学家普遍强调了协作和共生关系，尤其在原料和能量流动的网络共享和废物利用方面。 这样就打破了传统上企业轻视废物资源化的思想和将废物管理、处置和环境问题交由次要部门处理的

10、低级陈旧动作方式。在工业生态系统的组成部分中常常有资源回收再生公司或环境技术公司。,工业生态系统中的物质与能量流动,自然生态系统各组成部分之间建立的营养关系是一网状关系，由此构成了生态系统的营养结构。在自然生态系统内，物质得以最充分的利用，并形成封闭循环。 工业系统有其特定的物质、能量流动和信息交换，但与自然生态系统不同，工业系统各企业和部门之间物质供应的是一个线性开放系统，它们的“食物”关系呈线性状态，各企业或工业部门之间的相互联系很小。,如何借鉴自然生态系统物质与能量流动的规律与方式，了解工业系统中物质与能量流动的规律，从而在工业系统内实现物质的封闭循环，这正是工业生态学的一个重要领域要研

11、究和解决的问题。,工业生态系统的平衡,自然生态系统： 在任何一个正常的生态系统中，在一定时期内，能量流动和物质循环在生产者、消费者和分解者之间都保持一种相对的、动态的平衡，这种平衡就是所谓的生态平衡。在自然生态系统中，生态平衡还表现为生物的种类和数量的相对稳定。,群落成员的结合主要是每一种成员的作用所至，这种作用甚至当环境条件发生变化时，仍然能够保持。同时，群落组成的多样性使群落能很快适应周围环境的变迁。当环境中发生某些对群落不利的影响时，有些种可能反应敏感，而另一些种则能够忍受这种影响，因而，整个群落仍然维持。并且，在变化的环境条件下，能借以群落成员之间的相互作用为基础的自我平衡机制，自我调

12、节，维持稳定。,工业生态系统： 工业生态系统的长期稳定发展有赖于整个系统的平衡。这种平衡的内在机制是市场价值规律，而平衡的实现要靠系统内部具有自动调节的机制和能力。当系统的某一组成部分出现机能异常时，就可能被不同组成部分的调节所抵消。而当某一组成失效（如破产、搬迁等），造成系统生态链中断或部分脱节，必须有其他组成成员填补空位或使用新途径的生态链。,系统的组成部分越复杂，能量流动和物质循环的途径越复杂，其调节能力就越强。但这种内在调节能力也有一定限度，因此，有必要辅助于人为调控手段，这种调控来源于工业生态系统的协调管理机构。,工业生态学 发展历程 理论框架 工业生态系统的进化 工业系统的生态重组

13、 工业生态学的分析方法 生态工业园,工业生态系统的进化,自然生态系统有趋于成熟的倾向，即我们常说的“进化”，在进化的过程中，生态系统由简单的状态变为较复杂的状态，这种定向性的变化称为演替（Succession）。演替早期的特点是生态系统具过剩的潜能，并且每单位生物量使用相当高的物质和能量流动；在成熟期，生态系统中物质与能量经多种通道形成网络流动并部分或全部循环，因此既没有浪费也没有积累。,与自然生态系统一样，工业体系经历着一个漫长的进化史。 关于自然生态系统进化的模式为我们提供了认识现代工业体系和思考其未来发展的理论基础和视角。 工业生态学理论的主要探索者之一Braden R. Allenby

14、 提出了一了套工业体系三级生态系统的进化理论。,一级生态系统 随着地球生命的产生，也诞生了原始的生态系统。在生态系统形成的最初阶段，生态系统组成与结构是简单的，甚至是单一的，以生命形式使用物质与能量资源的组成部分在数量和种类上都是较少的。而相对这些生命体，地球环境中潜在的资源确是无穷无尽的，以至于生命形式的存在与发展对可利用的资源总量基本上没有影响。在资源无限的前提下，生命形式生长代谢而产生的废物也是无限的。这种资源在单一的生态系统组成部分中的流动是线性的，即物质与能量流动独立地进行。,Allenby的一级生态系统中线性的物料流动,在这样条件下，生命的繁衍在相当长的时期内得以保障。Allenb

15、y将这种运行方式命名为一级生态系统中线性的物料流动。相应的这种生态学类型或模式被称为一级生态学类型(type I ecology),人类进入工业文明的初期，工业体系运行方式与地球生命的最初阶段十分类似，当时的工业体系并不复杂，行业门类、工业企业数量、生产规模、产品种类和数量等都是非常简单的，在很大程度上生产与消费只是一些相互不发生联系的线性的物质与能量流动的叠加。 这种早期的工业体系产生的废物是不加处理和利用的。尤其是随着工业体系集约式运行的迅速发展，消耗的地球资源越来越庞大，并将各种能降解的或难以降解的“废物”丢弃给地球，这些废物已然呈现出无限化趋势。,一级生态系统的运行方式是建立在资源极大

16、富足条件下的，而不考虑资源利用的效率和持续性。这样就造成地球资源极大的浪费，引发资源危机，而且没有进行资源化利用的废物的积累也产生了严重的环境问题。,二级生态系统 随着生态系统的进化，生态系统的组成和结构趋向复杂和庞大，系统所能利用的资源变得越来越有限了，这使得生命体相互之间的联系变得更为紧密，由此形成更为复杂的物质与能量流动网络。在此系统中，物质和能量流动限制在系统附近区域，物质与能量的流动量可以很大，但流入和流出该区域的资源和废物非常少。这就是所谓的二级生态系统或二级生态学类型（Type II ecology）中准循环性的物料流动。,二级生态系统较一级而言更有效率，但从长远来看，显然也不具有可持续性，因为物质与能量的流动方向是单一的，其结果必然是资源不断减少和废物不断增加。二级生态系统仍未实现物质与能量的循环利用。因此，在二级生态系统内部资源和废物的进出量则受到资源数量与环境容量的共同制约。,与自然生态系统相比，现代工业系统在很大程度上属于一级生态系统向二级生态系统过渡的模式，主要表现在以下几个方面： 1. 工