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1、全球生态学全球气候变化分析与工业生产方面的应对作 者： 徐 庆摘 要:随着人类社会的发展，特别是进入20 世纪工业生产水平的迅速发展，全球气候受人为 因素、自然因素的影响产生了复杂的变化，这些变化对整个自然界和人类社会产生了巨大的 影响，并且以负面影响为主。为缓解全球气候变化，减轻它对人类健康等方面的影响，人类 需要采取措施，改变工业生产模式以保护地球生态环境。在这种大背景下，生态工业应运而 生。生态工业是指将模仿自然界的生态系统，在遵循自然规律、法则的条件下进行工业生产， 建立系统内部的物质、能量、信息交流，实现废物的零排放以及资源有效利用的最大化。生 态工业在我国起步较晚，但近些年发展迅速
2、，为了实现可持续发展，达到又好又快生产的目 标，我国需在政府、企业、高校等各方面的支持下，提高支持力度，创造更好的环境以提高 生态工业技术的创新水平，鼓励更多企业投身生态工业，以缓解我国发展过程中所带来的人 与自然之间的矛盾，实现发展与生态保护的双赢。Abstract:With the development of human society，especially in 20th century when the industrial production level developed rapidly, global climate changed greatly which was inf
3、luenced by human beings and nature. These changes had a huge effect on our human life. In order to reduce the effect, people have to take some action to alter the industry model. Ecological industry is a kind of system estimating the nature ecosystem, in which material, energy and information commun
4、icate with each other. It can also realize the goal of none emission. Ecological industry started late in our country, but it developed rapidly in recent years. In order to reach the goal of sustainable development, government, enterprise and university must work together to improve our level of inn
5、ovation and realize the win-win of development and ecological protection.关键词:全球气候变化；工业生产；生态工业；发展方向Key words:global climate change, industrial production, ecological industry, development direction引言对自然环境的严重污染，带来了严重的全球气候变化，使得人类生存环境面临着不可持 续发展的危险境地，对人类自身健康带来了不可忽视的负面影响。如何协调工业生产与保护 自然环境之间的关系，通过对生产模式的创新以替
6、代传统生产模式，这成为了人们不断反思 的问题。在反思这一问题的同时，人们注意到尽管自然界中每个生物种群的生长过程有废物 产生，但在各生物种群之间这些废物却是循环的、互相利用的，因而使自然界中的资源和物 种得到了协调的可持续的发展，唯一的消耗是太阳能。于是人们意识到应按自然界的生态模 式来规划工业生产模式，才能从根本上解决资源、能源和环境的可持续发展，从而提出了生 态工业的概念。正文在地球的整个生命期内，由于各种自然原因，气候一直在持续不断地变化着。现在，我 们又进一步认识到，人类活动将产生强有力的影响，在不久的将来足以掩盖这些自然的原因， 从而主宰气候的变化1。20 世纪以来，随着世界经济的迅
7、速发展，工业化进程加快，人口剧烈增长，矿质燃料 和不可再生能源的过度开发，土地不合理利用，森林被大面积砍伐，导致大气中 CO2、CH4、 03、氟氯烃化合物等温室气体剧增，全球气候发生变化2。气候变化正直接或间接地对自然 生态系统产生影响。事实表明，气候变化已经影响到各种自然和生物系统，以不同的方式展 现在人类面前，如冰川、冻土层融化、海平面上升、洪水、暴风雪、土地干旱、物种变异和 濒临灭绝。总结来说，气候变化对地球的影响已然超越了国界，危及所有的生灵，包括人类 自身。政府间气候变化专业委员会(IPCC) 1990年公布的研究结果认为,大气中CO2的浓度从 19世纪前的280ppm达到现在的3
8、50ppm，结果还预测，按现有大气CO2浓度增长的速度， 到21世纪中叶(2030- 2050年),CO2浓度将加倍(560ppm-600ppm),将导致全球增温1-3. 5C, 到下世纪末全球温度将增加1. 5-4. 5C,且纬度不同增温程度也不同，北半球中高纬地区温 度将升高5-10C。对格陵兰和南极洲冰盖层钻探所取的岩心的分析表明，1950年大气中 CO2体积分数为0. 28X10-3，现在上升到0. 344X10-3,几乎增加了 1/4。科学家普遍认为， 到21世纪50- 60年代，大气中CO2的含量将比现在增加1倍左右。尽管人们对全球变暖 的分析和研究结果不尽相同，但全球气候正在发生
9、巨大变化，气候变暖已成为毋容置疑的事 实，对全球气候的影响显而易见，并成为世人瞩目的全球性环境问题之一。尽管全球气候变化的原因各种各样，不同专家的观点也不尽相同，但公认的普遍存在的 原因可分为以下两点：人为因素和自然因素4。众所周知，人类活动在全球气候变化过程中 起到了至关重要的作用。由于一半的温室效应是由co2引起的，而CO2增加主要是由于工 业生产的发展。现代人类的生活方式建立在矿物燃料大量燃烧的基础上, 不断涌现的各种新 产品几乎都是以矿质燃料的燃烧为动力源的。矿物燃料的过度开采等同于把地质时代积累于 地下的碳以CO2的形式迅速释放进大气。同时，由于工业生产的需求，人类大量地砍伐热带雨林
10、和原始森林，这些对于co2的 吸收有着至关重要的作用。对于植被的大量砍伐眼中破坏了地球的碳循环，从而加剧了温室 气体 CO2 在大气的累积，进一步导致了全球气候变暖。根据专家统计，热带雨林作为巨大 的碳库，每公顷含碳约200t,人类大面积砍伐在降低其调节大气平衡的能力的同时还释放出储存于热带雨林的大量碳，从而引起大气C02含量增加，加剧全球变暖。人为因素对全球 气候变化的影响，以及全球气候变化对人类健康的影响关系见下图。AH燥收.戍冏井加.,R和尙式兪物地味世性宣牝 舉牯坏，勿M就頤坏.求憔床.疗故性一H-ifi.i SVliiiFti-.lhJI耳一农肌.业业，水产4.K业醫清暮.罚科人赠一
11、恪戎爭悴也崔 一卜.K插城山皑*主凶变持和腐雀冈申宝疋卜人機於虫J1匕赳kr/L世扯疔.料会晋植、我% -生凶人亲主存人类对全球环境的影响及全球环境变化对人类健康的影响途径全球气候变化对人类的影响数不胜数，无论是人类自身健康还是人类的生存环境，都或 多或少地被全球环境变化所影响着。研究表明，在各种气象条件中，气温对人类健康影响最 为敏感。随着全球气候变暖、环境变化以及极端气候的频繁出现，疾病发生的频率与种类以 及区域都有明显地变化6。 IPCC 研究也指出，随着全球气候变暖和平均海平面的升高，气 候变化对人类健康产生了多方面的影响，且消极影响会大大超过其积极影响。其影响有直接 和间接两种，且以
12、间接影响为主7。根据以上分析，我们可以看出。一方面，人类希望通过飞速的工业发展，促进整个人类 社会的进步，提高国家的整体竞争力，增强自身的综合国力。另一方面，在发展过程中的急 于求成所带来的不合理的发展方式，对全球生态带来了很大程度上的破坏。而随着全球环境、 气候变化的不断深化和加剧，它反作用于人类社会也越来越明显。这难免就陷入了一个矛盾 和困境中去，到底是继续发展工业，寻求人类进步的最红目标；还是停下发展的脚步，以牺 牲工业生产为代价，保护我们仅有的家园，维护全球生态的健康？或者说，我们找到一个两 全其美的方法，既不影响到人类社会的进步与发展，又能够改善全球生态，把发展过程中对 全球气候变化
13、带来的负面影响降到最低。毫无疑问，最后一条出路是我们研究和努力的方向。 而随着近些年科学家的研究以及实践的证明，在面对全球气候变化的大背景下，工业生产方 面确实提出了一些切实可行的措施，它为缓解全球气候变化进一步加剧提供了一条令人欣喜 的前进道路。生态工业便是这些创意和措施的典型代表。生态工业是指仿照自然界生态过程物质循环的方式来规划工业生产系统的一种工业模 式，在生态工业系统中各生产过程不是孤立的，而是通过物料流、能量流和信息流互相关联， 一个生产过程的废物可以作为另一过程的原料加以利用。生态工业追求的是系统内各生产过 程从原料、中间产物、废物到产品的物质循环，达到资源、能源、投资的最优利用
14、8。它的 提出正是为了解决工业发展过程中，不合理的生产方式给全球生态带来的负面影响，而合理 的工业生产模式应按自然界的生态模式来规划。只有这样，才能从根本上解决资源、能源和 环境的可持续发展问题。由此我们可以看出来，在生态工业的内部，每个单位之间通过废物、能量和信息的狡猾， 达到尽可能完善的资源利用和物资循环利用以及能量的高效利用，是的区域对外界的废物排 放趋于零，达到对环境的友好。对于生态工业的最好实践就是生态工业园区，它是存在于企 业中、农业中，甚至于居民区中的一个区域系统。和其他一些前沿的理念、技术相同，生态工业最早也是在美国提出的。1991 年由美国 国家科学院发起了第一届关于生态工业
15、的研讨会。 1992 年美国 Colorado-based University Corporation 主办召开生态工业领域的讨论会，有 60 多所大学参加。1998 年美国白宫环境质 量委员会(White House Council on Environmental Quality)召开专门会议讨论生态工业的研 究和发展。同年，美国自然科学基金资助了18 项有关生态工业的基础研究课题，在全国范 围内大力支持生态工业的研究9。纵观国外对于生态工业的研究，其方向主要集中在一下几个方面：研究可减轻工业对环 境影响的具体技术措施，如废物零排放系统等；研究对整个工业生态过程进行分析、监测和 评价的方
16、法，如工业生态指标体系的建立等；研究可促进生态工业实现的制度上的措施，保 证生态工业更好的适应市场规则、财务制度、法律法规等，使得生态工业的思想可以贯穿整 个生产和生活过程10-12。对于这么一个复杂的系统，人们需要研究的内容十分丰富。当然，内容和核心还是要解 决如何实现系统内的物质集成和能量集成。适当运用系统工程的理论和方法，综合化学工程、 过程理论、生物技术、生态系统分析、自动控制理论等专业学科知识，完成这一复杂的目标。 其次，人们还要进行工业生态与自然生态的对比研究，将生态学中的食物链、食物网、生态 位等概念对于深入分析研究生态工业中的物质流、能量流和信息流所构成的复杂“食物网” 有着十分重要的意义。除此之外，人们还要在生态工业园区信息管理和决策支持系统、工业 生产中产品和过程的生命周期分析、开发废物资源化的新工艺等方面进行研究。在我国的某些地区的部分行业，已经初步实现
