工业生态学的理论框架与研究方法
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2009-10-12
3.2 生态经济学原理
(1) 长链利用原理：各种资源的开发和利用之间，存
在着链状和网状的生态经济关系，且长链与短链结构相比， 循环转化环节增多，既有利于系统稳定，又有利于物质的 多次利用，提高系统的生产力和经济效益。
(2) 生态阈限原理：如果生态因子或经济因子的变化
超过生态经济系统的耐受限度(生态阈限)，生态系统地反 馈调节作用失控，系统不能自动得到补偿，就会引起环境 破坏、生态失衡等一系列问题。
2009-10-12
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第一节 工业生态学概念及其理论基础
（Basic Concept and theories of IE）
Βιβλιοθήκη Baidu
1.生态学的概念（Concept of Ecology）
生态学是研究有机 体与其环境相互作用 的科学。 “环境”是物理环 境（温度、可利用水 等）和生物环境（对 有机体的、来自其他 有机体的任何影响） 的结合体。
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2.3 基本特点
(1) 以系统论的观点来分析、解决问题； (2) 以产品及其服务为核心展开研究； (3) 多学科交叉； (4) 采用定量分析方法；
(5) 可操作性强；
(6) 强调科技的推动力作用； (7) 富有挑战性。
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3. 工业生态学的理论基础（Theories of IE）
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1.2 传统生态学研究内容
按组织层次分：
个体生态学(Individual ecology): 研究重点是个体
对生物和非生物环境的适应（adaptation）
种群生态学(Population ecology): 多度
(abundance)和种群动态（population dynamics）
1.3 生态学研究的最高组织层次
生物圈
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2. 工业生态学概念（Concept of IE）
2.1 工业生态学概念
作为生态工业的基础学科，它研究的是工业系统 与自然环境之间的相互作用及相互联系，强调人 类系统与自然系统的充分结合，能源和原材料的 低消耗，降低对自然生态系统产生的负面影响， 为工业系统与自然环境间的协调发展提供全新的 理论框架及具体的、可供操作的方法。
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• Graedel and Allenby` definition:
“Industrial ecology is the means by which humanity can deliberately and rationally approach and maintain a desirable carrying capacity，given continued economic， cultural ， and technological evolution ． The concept required that an industrial system be viewed not in isolation from its surrounding systems，but in concert with them．It is a system's view in which one seeks to optimize the total materials cycle from virgin material， to finished materials，to a component，to product，to obsolete product，and to ultimate disposal．Factors to be optimized include resources，energy and capital”.
90年代初，美国科学院举行会议——形成工业生态 学的基本框架； 1997年，麻省理工学院——出版全球第一份工业生 态学杂(Journal of Industrial Ecology) ；
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1998年，美国矿产资源局(-USGS) ——认为物质与能量流动的研究对于正在形成的 工业生态学的研究具有重要的意义； 2000年，美国跨部门工作小组 ——发表 “工业生态学 — 美国物质与能量的流 动”的报告，对工业生态学和物质与能量流动的关 系作了阐明； 2000年，在世界范围内 —— 成 立 工 业 生 态 学 国 际 学 会 (The national Society for Industrial Ecology) ； 目前 ——欧美国家三十来所大学内设有工业生态学的课 程。我国有多所大学开展工业生态学的教学和研究 工作。 2009-10-12
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Ecology is the study of the interactions between organisms and their environment. The „environment‟ is a combination of the physical environment (temperature, water availability, etc.) and any influences on an organism exerted by other organisms-the biotic environment.
工业生产要在生态经济系统承受能力范围内进行，达到 既能满足人类经济发展的需要，又不危及后代人的发展， 走可持续发展的道路。
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(3) 价值增值原理
① 加环增值: 通过增加一个或几个转化效率高的环
节来延伸产业加工链，来提高生态资源利用率，以扩大 产品品种，生产更优的产品，实现价值增值；
第二章 工业生态学的理论框架 与研究方法
Chapter 2 Theoretical Framework and Methods of IE
Basic Concepts and theories of IE Evaluations of Industrial Ecosystems Main Contents and Methods of IE 基本概念及理论基础 工业生态系统的进化 主要研究内容及方法
工 业 生 态 学 的 产 生 ： 以 1989 年 9 月 Frosch 和
Gallopoulos（美国通用汽车公司的研究部事总裁罗 伯特· 福罗什和负责发动机研究的尼古拉斯· 加罗布 劳斯）发表的题为“制造业的战略” 一文为标志；
蓬勃发展阶段：自20世纪90年代进入蓬勃发展阶段。
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- 为可持续发展理论奠定了坚实的基础。 ——工业生态学追求的是人类社会与自然生态系统的和谐 发展，寻求的是经济效益、生态效益和社会效益的统一， 最终要实现的是人类社会的可持续发展。
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2.2 产生与发展
萌芽阶段：20世纪50年代开始，将生态学引入工业
政策，认为可运用生态学的理论和方法来研究现代 工业的运行机制 ；
3.1 生态学原理
生态学是研究生物及环境问相互关系的科学， 其基本原则概括为“整体、协调、循环、再生” 八个字，对于生态工业这种生产与消费交织的 复杂系统同样适用。如：相互依存与相互制约 规律、物质循环转化与再生规律、物质输入与 输出的动态平衡规律、相互适应与补偿的协同 进化规律、环境资源的有效极限规律等。
从系统的观点、整体的观点出发，对系统进行最优 规划、最优管理、最优控制，以达到最优系统目标。 包括系统工程观念和系统工程方法沦。研究工业系 统内各过程间的物质集成和能量集成，以实现最优化 利用。
3.4 信息科学与技术
包括通信技术、计算机技术、多媒体技术、自动控 制技术、视频技术、遥感技术等。 信息、物质和能量是构成现代社会资源的三大支柱。 信息科学与技术的发展不仅促进信息产业的发展，而 且大大地提高生产效率。
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工业生态学概念要点（key words ）
- 工业生态学是生态工业的学科基础之一。
- 新型的、蓬勃发展的综合交叉学科，是生态、环境、 能源、经济、信息技术、系统工程等多学科的交叉融合。
- 研究工业系统与自然环境间的相互作用，相互联系。
- 为工业系统与自然环境间的协调发展提供了全新的理 论框架及具体的、可供操作的方法 。
② 减环增值:在经济生产过程中，适当减少加工链，
采用高新技术替代，使经济产出水平较低的生产环节被 更高水平的生产环节取代，以取得高增值产品；
③ 差异度增值:即通过产品的品种、外观、功能的差
异、季节性差异、地域差异和习惯差异等，使价值和价 格相背离，达到价值增值的目的。
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3.3 系统工程学原理
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1.1 生态学的起源及其与经济的关系
传统的生态学以动物、植物、微生物等生命体为核 心，研究生物与环境的相互关系。
生态学（ECOLOGY）一词，英文词首和经济学 （Economics）相同，源于希腊文oikos + logos，意为 “住所、栖息地”和 “论述、学科”。 从字义上讲，生态学是关于居住环境的科学，从词 源和词义上说与经济学、家庭和环境等是有密切关系 的。
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整体性原理: 以社会—经济—自然复合生态 系统为研究对象，以整体观为指导，在系统 水平上进行研究，以整体调控为手段。
生 态 学 的 核 心 原 理
协调与平衡原理: 是生态系统长期演化和发 展的结果。在一定的时期，各组分通过相生 相克、转化和补偿等相互作用，具有相对稳 定而协调的内部结构和功能。 自生原理:包括自组织、自我优化、自我调 节、自我再生、自我设计和自我繁殖等一系 列机制。 物质循环再生原理: 单个企业的清洁生产、 企业间共生形成的生态工业园区及产品消费 后的资源再生回收，形成“自然资源-产品再生资源”的整体社会循环，完成循环经济 的物质闭环运动。
群落生态学(Community ecology): 决定群落组成
和结构的生态过程（ecological processes）
生态系统生态学(Ecosystem ecology): 能流
（energy flow）、食物网（food web）和营养循环 （nutrient cycling）
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3.2 生态经济学原理
(1) 长链利用原理：各种资源的开发和利用之间，存
在着链状和网状的生态经济关系，且长链与短链结构相比， 循环转化环节增多，既有利于系统稳定，又有利于物质的 多次利用，提高系统的生产力和经济效益。
(2) 生态阈限原理：如果生态因子或经济因子的变化
超过生态经济系统的耐受限度(生态阈限)，生态系统地反 馈调节作用失控，系统不能自动得到补偿，就会引起环境 破坏、生态失衡等一系列问题。
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第一节 工业生态学概念及其理论基础
（Basic Concept and theories of IE）
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1.生态学的概念（Concept of Ecology）
生态学是研究有机 体与其环境相互作用 的科学。 “环境”是物理环 境（温度、可利用水 等）和生物环境（对 有机体的、来自其他 有机体的任何影响） 的结合体。
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2.3 基本特点
(1) 以系统论的观点来分析、解决问题； (2) 以产品及其服务为核心展开研究； (3) 多学科交叉； (4) 采用定量分析方法；
(5) 可操作性强；
(6) 强调科技的推动力作用； (7) 富有挑战性。
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3. 工业生态学的理论基础（Theories of IE）
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1.2 传统生态学研究内容
按组织层次分：
个体生态学(Individual ecology): 研究重点是个体
对生物和非生物环境的适应（adaptation）
种群生态学(Population ecology): 多度
(abundance)和种群动态（population dynamics）
1.3 生态学研究的最高组织层次
生物圈
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2. 工业生态学概念（Concept of IE）
2.1 工业生态学概念
作为生态工业的基础学科，它研究的是工业系统 与自然环境之间的相互作用及相互联系，强调人 类系统与自然系统的充分结合，能源和原材料的 低消耗，降低对自然生态系统产生的负面影响， 为工业系统与自然环境间的协调发展提供全新的 理论框架及具体的、可供操作的方法。
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• Graedel and Allenby` definition:
“Industrial ecology is the means by which humanity can deliberately and rationally approach and maintain a desirable carrying capacity，given continued economic， cultural ， and technological evolution ． The concept required that an industrial system be viewed not in isolation from its surrounding systems，but in concert with them．It is a system's view in which one seeks to optimize the total materials cycle from virgin material， to finished materials，to a component，to product，to obsolete product，and to ultimate disposal．Factors to be optimized include resources，energy and capital”.
90年代初，美国科学院举行会议——形成工业生态 学的基本框架； 1997年，麻省理工学院——出版全球第一份工业生 态学杂(Journal of Industrial Ecology) ；
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1998年，美国矿产资源局(-USGS) ——认为物质与能量流动的研究对于正在形成的 工业生态学的研究具有重要的意义； 2000年，美国跨部门工作小组 ——发表 “工业生态学 — 美国物质与能量的流 动”的报告，对工业生态学和物质与能量流动的关 系作了阐明； 2000年，在世界范围内 —— 成 立 工 业 生 态 学 国 际 学 会 (The national Society for Industrial Ecology) ； 目前 ——欧美国家三十来所大学内设有工业生态学的课 程。我国有多所大学开展工业生态学的教学和研究 工作。 2009-10-12
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Ecology is the study of the interactions between organisms and their environment. The „environment‟ is a combination of the physical environment (temperature, water availability, etc.) and any influences on an organism exerted by other organisms-the biotic environment.
工业生产要在生态经济系统承受能力范围内进行，达到 既能满足人类经济发展的需要，又不危及后代人的发展， 走可持续发展的道路。
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(3) 价值增值原理
① 加环增值: 通过增加一个或几个转化效率高的环
节来延伸产业加工链，来提高生态资源利用率，以扩大 产品品种，生产更优的产品，实现价值增值；
第二章 工业生态学的理论框架 与研究方法
Chapter 2 Theoretical Framework and Methods of IE
Basic Concepts and theories of IE Evaluations of Industrial Ecosystems Main Contents and Methods of IE 基本概念及理论基础 工业生态系统的进化 主要研究内容及方法
工 业 生 态 学 的 产 生 ： 以 1989 年 9 月 Frosch 和
Gallopoulos（美国通用汽车公司的研究部事总裁罗 伯特· 福罗什和负责发动机研究的尼古拉斯· 加罗布 劳斯）发表的题为“制造业的战略” 一文为标志；
蓬勃发展阶段：自20世纪90年代进入蓬勃发展阶段。
2009-10-12
- 为可持续发展理论奠定了坚实的基础。 ——工业生态学追求的是人类社会与自然生态系统的和谐 发展，寻求的是经济效益、生态效益和社会效益的统一， 最终要实现的是人类社会的可持续发展。
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2.2 产生与发展
萌芽阶段：20世纪50年代开始，将生态学引入工业
政策，认为可运用生态学的理论和方法来研究现代 工业的运行机制 ；
3.1 生态学原理
生态学是研究生物及环境问相互关系的科学， 其基本原则概括为“整体、协调、循环、再生” 八个字，对于生态工业这种生产与消费交织的 复杂系统同样适用。如：相互依存与相互制约 规律、物质循环转化与再生规律、物质输入与 输出的动态平衡规律、相互适应与补偿的协同 进化规律、环境资源的有效极限规律等。
从系统的观点、整体的观点出发，对系统进行最优 规划、最优管理、最优控制，以达到最优系统目标。 包括系统工程观念和系统工程方法沦。研究工业系 统内各过程间的物质集成和能量集成，以实现最优化 利用。
3.4 信息科学与技术
包括通信技术、计算机技术、多媒体技术、自动控 制技术、视频技术、遥感技术等。 信息、物质和能量是构成现代社会资源的三大支柱。 信息科学与技术的发展不仅促进信息产业的发展，而 且大大地提高生产效率。
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工业生态学概念要点（key words ）
- 工业生态学是生态工业的学科基础之一。
- 新型的、蓬勃发展的综合交叉学科，是生态、环境、 能源、经济、信息技术、系统工程等多学科的交叉融合。
- 研究工业系统与自然环境间的相互作用，相互联系。
- 为工业系统与自然环境间的协调发展提供了全新的理 论框架及具体的、可供操作的方法 。
② 减环增值:在经济生产过程中，适当减少加工链，
采用高新技术替代，使经济产出水平较低的生产环节被 更高水平的生产环节取代，以取得高增值产品；
③ 差异度增值:即通过产品的品种、外观、功能的差
异、季节性差异、地域差异和习惯差异等，使价值和价 格相背离，达到价值增值的目的。
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3.3 系统工程学原理
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1.1 生态学的起源及其与经济的关系
传统的生态学以动物、植物、微生物等生命体为核 心，研究生物与环境的相互关系。
生态学（ECOLOGY）一词，英文词首和经济学 （Economics）相同，源于希腊文oikos + logos，意为 “住所、栖息地”和 “论述、学科”。 从字义上讲，生态学是关于居住环境的科学，从词 源和词义上说与经济学、家庭和环境等是有密切关系 的。
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整体性原理: 以社会—经济—自然复合生态 系统为研究对象，以整体观为指导，在系统 水平上进行研究，以整体调控为手段。
生 态 学 的 核 心 原 理
协调与平衡原理: 是生态系统长期演化和发 展的结果。在一定的时期，各组分通过相生 相克、转化和补偿等相互作用，具有相对稳 定而协调的内部结构和功能。 自生原理:包括自组织、自我优化、自我调 节、自我再生、自我设计和自我繁殖等一系 列机制。 物质循环再生原理: 单个企业的清洁生产、 企业间共生形成的生态工业园区及产品消费 后的资源再生回收，形成“自然资源-产品再生资源”的整体社会循环，完成循环经济 的物质闭环运动。
群落生态学(Community ecology): 决定群落组成
和结构的生态过程（ecological processes）
生态系统生态学(Ecosystem ecology): 能流
（energy flow）、食物网（food web）和营养循环 （nutrient cycling）
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