生态产业共生系统节点稳定性

在当今市场经济形势下,环境保护有着更长远和现实的意义.生产过程的污染物全过程治理已经是最有效的手段之一,如何在市场经济条件下,通过生态产业共生系统的建设,达到经济发展和环境保护双赢是目前的热点,同时也是难点,因为,如何实现市场经济条件下生态产业共生系统的稳定性是核心的关键点.从环境经济学角度出发,以生态产业共生系统的节点稳定性为研究内容,通过节点间相互关联的企业之间的污染物循环利用的关系分析,建立生态产业共生系统中企业之间的节点间污染物循环利用共生经济学模型,在市场经济条件下,基于模型的数学解,通过观察节点处对污染物进行循环利用企业受市场经济影响导致的产品供给变化,研究系统外界市场经济扰动对节点污染物循环利用的供需平衡的影响.研究结果表明,当市场经济条件下,共生系统节点间污染物供给企业的自身的产品价格弹性等于1或小于1时,节点稳定性是有条件的,如果污染物供给企业的自身的产品价格弹性大于1,节点会在稳定点附近周期性振荡,甚至出现混沌现象.结论是市场经济条件下,通过建立生态产业共生系统达到经济发展和环境保护双赢,则必须建立节点间污染物循环利用的市场经济学响应机制,以保障系统的稳定性,真正实现社会、经济和环境的可持续发展.     

矿区生态产业共生系统的稳定性

以矿区生态产业共生系统为研究对象,重点研究了影响其稳定性的因素。从矿区生态产业共生系统的共生模式及其共生策略两方面对系统稳定性进行了深入探讨。利用Logistic模型分析共生模式对系统稳定性的影响;利用博弈论分析共生策略对系统稳定性的影响。在此基础上,提出了相应的解决方案,从而有助于解决矿区生态产业共生系统的稳定性问题。     

武汉市造纸行业资源代谢分析

资源代谢问题是造成产业系统生态环境影响的主要原因.在分析武汉市造纸行业资源代谢的基础上从资源输入-资源使用-环境胁迫-系统循环共生4个方面构建武汉市造纸行业资源代谢分析指标体系.运用模糊综合评判法和问题树模型对2007年武汉市造纸业的原材料、水、能源等资源的代谢与全国造纸行业平均水平进行了比较分析.结果表明:(1)武汉市造纸业资源代谢水平总体上评价等级为优,但某些指标与全国平均水平比还略有差距;(2)从资源输入角度分析,原材料输入生态效率及水资源输入生态效率等级为优,能源输入生态效率等级为良;(3)从资源使用角度分析,单位产品的原材料消耗及单位产品的水资源消耗等级为优,单位产品的能源消耗等级为良;(4)从环境胁迫角度分析,单位污染物工业总产值及单位产品污染物排放等级均为优,污染物达标排放率等级为良;(5)从系统循环共生分析,企业清洁生产达标率等级为良,资源持续利用及污染物治理等级为优,而中水回用率等级为差.通过代谢分析可得,武汉市造纸行业能源输入生态效率、单位产品能源消耗与全国平均水平比还有一定距离,整个行业中企业清洁生产比例还具有提升的空间;中水回用方面较弱,需要特别加强.     

基于生命周期视角的产业资源生态管理效益分析——以虚拟共生网络系统为例

资源流代谢失调是造成产业生态环境问题的主要原因之一,对其实施基于共生网络的生态管理是解决问题的一项重要的举措。运用全生命周期的思想构建了产业资源共生网络及其管理框架,并运用全生命周期评价的方法,借助生命周期评价软件GaBi4,分别选取EI99 (Eco-Indicator 99)、CML2001 EP评价体系,以武汉市造纸产业为例,通过设计合理的资源流网络关系及中水、废纸和污泥利用共生路径构建虚拟造纸产业共生网络,对比分析了共生设计系统与原有共生系统的各生态环境影响。并运用市场价值法对共生设计系统的经济效益进行了分析。结果表明:共生设计系统总的环境影响、生态系统质量、人体健康、资源损耗值的环境影响分值分别为1166.445、814.509、148.893、203.045,比原有系统分别减少23.91%、19.15%、46.56%、22.26%;其中富营养化、气候变化的影响分别比原有系统降低56.25%、16.62%。同时共生设计系统通过污水、废纸及污泥的回用,在不考虑市场波动的情况下,可获得1018-7252万元的经济效益。可见,通过构建共生网络的生态管理是提高资源利用效率的有效手段之一,在一定条件下可取得明显的环境和经济效益。     

效率视角下的省域生态文明建设评价研究

在界定生态文明概念的基础上,从省域层面入手,选取25个具有可操作性的评价指标,构建以国土空间优化、资源节约集约利用和生态环境保护为一级指标的生态文明建设评价指标体系,综合运用网络层次分析和集对分析等研究方法,定量研究我国省域生态文明建设绩效;在此基础上,将国土空间优化绩效、资源节约集约利用绩效和生态环境保护绩效作为产出指标,将就业人数、科学技术财政支出、节能环保财政支出作为投入指标,运用数据包络分析法测度各省(市)生态文明建设效率,分析指标投入冗余和产出不足情况,并修正评价绩效。研究表明:(1)规模效率低于0.6的省份共24个,占80%,规模效率不高是制约生态文明建设水平提升的重要障碍;(2)在生态文明建设投入冗余和产出不足方面,数值较高的省(市)在地理分布上具有明显的区域聚集性;(3)领先地区资源节约集约利用绩效平均分高达3.92,落后地区平均分仅为0.84,生态文明建设绩效的差异性在资源节约集约利用方面表现的尤为明显;(4)人口规模偏大、绿色生态空间建设滞后于经济发展、水资源利用效率不高是多数生态强省(市)的薄弱环节。     

生态产业共生网络形成机理及其系统解析框架

生态产业共生网络是由各种类型的企业通过经济、社会和环境方面的密切合作而形成的企业及企业间关系的复杂系统,其基本出发点是企业间必须具备环境合作,根本目的是提高资源生产力和生态效率。从形成生态产业共生网络的微观要素——企业环境责任入手,从环境伦理的角度阐释生态产业共生网络中企业的五类环境责任,并探讨其形成和运作机制——企业环境责任的市场化运作模式及约束机制。在此基础上,提出了基于技术可行性分析、经济可行性分析和社会环境可行性分析的生态产业共生网络三级解析框架,并对其解析方法做了探讨。     

产业生态系统资源代谢分析方法

产业生态系统是由企业群、资源及环境组成的社会-经济-环境复合生态系统。资源代谢是其功能运行的重要保障。资源代谢在时间和空间尺度上的耗竭及阻滞是造成严重生态环境问题的主要原因。根据生态学原理,运用物质流分析手段解析了产业生态系统的物质流、能流及资金流结构,构建了产业生态系统资源代谢分析模型,提出了资源输入-使用-输出-循环共生四方面的资源代谢分析指标体系和基于模糊综合分析的资源代谢问题树分析方法。在此基础上提出了基于循环共生网络结构模型的生态管理模式。以期为产业资源的生态管理提供方法支撑。     

辽宁省朝阳市农业生态经济系统能值分析

应用能值分析的方法,研究了以辽宁省朝阳市为代表的辽西半干旱区农业生态经济系统的能值投入及产出结构,并通过计算、对比能值评价指标,分析了朝阳市农业生态经济系统的发展现状。结果表明,对自然资源的过度利用造成了当地生态环境条件的恶化,由此产生不可更新自然资源的流失以及产出能值的损失;对可更新有机能的不充分利用也是造成当地资源浪费和环境破坏的重要原因。     

生命周期方法在产业共生系统环境效益评价中的应用——研究进展及问题分析

近年来,产业共生作为产业生态学最具特征的领域引起了相关研究者的广泛关注。当前的研究逐渐从产业共生系统的定性描述分析转向定量的系统评价上。传统的产业共生系统环境效益评价仅仅关注共生系统本身,而忽视了占环境影响20%—50%的上、下游过程及替代过程的环境影响,为了得到客观的、系统的环境影响评价,将生命周期分析方法引入产业共生效益评价显得尤为重要。首先回顾了生命周期分析方法在产业共生研究中的发展过程,接着评述了3种生命周期分析方法在产业生态研究中的优劣势。并重点分析了将生命周期思想引入产业共生效益评价方法存在的功能单位设定问题及系统边界的选择问题。最后,呼吁为避免隐形污染的转移,必须尽快将生命周期分析的方法和管理理念引入我国生态工业园设计、规划、评价和管理的全过程中。     

基于结构方程模型的吴起县农业生态经济系统耦合关系

基于2008年吴起县农户调查资料,利用结构方程模型对吴起县农业生态经济系统耦合关系进行了分析.结果表明：具有相关关系的农业资源和产业态势对系统耦合有一定影响,其影响系数分别为0.14和1.00;农业资源与产业态势之间的相关系数为-0.11,说明吴起县的产业发展并非建立在对农业资源有效利用基础之上,农业资源对经济效益的变化没有直接作用;产业的发展主要建立在对农业资源之外的能量和物质的开发利用上,导致产业态势对经济效益的直接路径系数为-2.95,总的路径系数仅为0.23.从农业生态系统与经济系统的关系及其耦合的角度看,目前研究区农业系统建立在不稳定的、较少依赖于本系统资源的耦合态势下,即在农业生态经济系统良性耦合机制的建立与形成过程中潜伏了较大危机.为此,需要提高牧草等农业资源的利用率,发展林草及其相关产业.     

“双碳”目标下东北三省水-能源纽带关系及网络特征分析

厘清水-能源联动关系，优化水-能源消费结构是实现“碳达峰、碳中和”的首要途径。构建区域资源-经济投入产出模型，以2017年为基准年对东北三省水资源和能源消耗进行测算，并通过展布虚拟水-能源足迹的空间转移变化，分析部门资源流通状况，在此基础上耦合多源数据构建水-能源系统生态网络分析模型，探究水-能源网络耦合特征。结果显示：(1)2017年东北三省直接水资源消费总量为561.97亿m~3,能源隐含水总量为30.48亿m~3,水资源隐含能消费量为699.25万tce,直接能源消费量为40579.95万tce,虚拟水足迹为474.13亿m~3,虚拟能源足迹为54668.6万tce;(2)虚拟水足迹部门转移变化为：辽宁省最大输入路径为食品制造及烟草加工业-农业，吉林省和黑龙江省输入路径则相反；虚拟能源部门转移变化中最大流通部门分别为：建筑业-第三产业/金属冶炼及制品业、采选业-化学工业。(3)水-能源网络循环率均低于40‰,竞争关系是水-能源网络效用矩阵关系中主流关系；在三省中，吉林省水-能源网络的协作性最优，生态网络处于更为稳定的状态之中；水-能源网络耦合后，各省虚拟资源网络共生指数呈现不同程...     

微藻-细菌共生体系在废水处理中的应用

在微藻-细菌协同共生的过程中,藻类光合作用释放的氧气被异养微生物利用来矿化水体中的污染物,细菌呼吸为藻类提供二氧化碳作为碳源。近年来,藻类-细菌协同共生体系在污水处理中的应用得到了广泛的研究。本文重点综述了菌藻协同共生体系中微藻与细菌之间的三种相互作用,以及菌藻协同共生体系在废水处理中的应用。菌藻协同共生体系中的微藻与细菌通过营养交换、信号转导及基因转移等相互作用实现共赢。该体系广泛用于处理富营养化、重金属、药物、多环芳烃(polycyclicaromatic hydrocarbons,PAHs)、石油烃化合物等难降解的有机污染的水体。对于氮、磷等营养物质的去除,其主要机理涉及同化作用、厌氧氨氧化作用、硝化与反硝化作用、磷酸化作用等。对重金属、药物、石油烃化合物及其他有机化合物的去除机制主要是生物吸附、生物富集及细胞内外的生物降解。     

‘Habitat’ Suitability Index Mapping for Industrial Symbiosis Planning

By ‘working with the willing’, the National Industrial Symbiosis Programme (NISP) has successfully facilitated industrial symbiosis throughout the United Kingdom and, in the process, delivered significant economic and environmental benefits for both Programme members and the country as a whole. One of the keys to NISP's success is that, unlike failed attempts to plan and construct eco‐industrial systems from scratch, the Programme works largely with existing companies who have already settled in, developed, and successfully operate within a given locale. This article argues that existing and mature industrial systems provide the best prospects for identifying opportunities for, and ultimately facilitating, industrial symbiosis. Due to levels of diversification and operational fundamental niches that, in the fullness of time, develop within all industrial systems, industrially mature areas are deemed to be industrial symbiosis ‘conducive environments’. Building on the conservation biology concept of a habitat suitability index, the article presents a methodology for comparing a potential site for eco‐industrial development to a known baseline industrial ‘habitat’ already identified as being highly conducive to industrial symbiosis. The suitability index methodology is further developed and applied to a multi‐criteria evaluation geographic information system to produce a ‘habitat’ suitability map that allows practitioners to quickly identify potential industrial symbiosis hotspots (the methodology is illustrated for England). The article concludes by providing options for the development of symbiosis suitability indices and how they can be used to support the facilitation of industrial symbiosis and regional resource efficiency.     

中国产业共生发展模式的国际比较及对策

产业共生和生态工业园区已经成为世界范围内产业生态化转型的重要手段之一。在厘清产业共生发展模式内涵的基础上,借鉴商业模式的划分准则辨识了世界范围内6种产业共生模式:丹麦卡伦堡模式、美国模式、英国模式、日本模式、韩国模式和中国模式。从关键参与者、核心能力以及资金流3个维度对这些模式进行了辨识,重点比较了我国产业共生与其他模式的差别。研究表明,我国产业共生实践数量众多,在关键参与主体、核心能力培育和资金流等方面存在丰富的多样化,虽然形成了一定的中国特色,但并没有形成固定的"中国模式"。可以说,我国的产业共生实践还停留在初级阶段,下一步可持续的发展必须要建立合理的管制架构、形成稳定的资金支持机制和培育核心竞争能力。初级提出了我国产业共生和生态工业园区建设的政策建议。     

矿区生态产业评价指标体系

论述了煤炭矿区生态产业评价指标体系设置的理论依据,针对煤炭矿区生态产业链的特点和发展模式,从自然资源、经济效益、环境效益和社会效益四个角度出发选择筛选指标,构建了煤炭矿区生态产业评价指标体系.建立了模糊综合评价模型,探讨了运用层次分析法并通过熵值法修正的确定评价指标权重的新方法,构建了各因素指标的模糊隶属度函数.应用龙口矿区2010年的指标数据对所建模型和方法进行检验,对龙口矿区生态产业发展及生态产业链延伸提出了具体建议.     

Emergy-based complexity measures in natural and social systems

A complexity indicator based on the diversity of energy and resource uses by a system is proposed in this paper. The indicator is an emergy-based index of complexity derived from a modified Shannon information formula that provides a quantitative assessment of the diversity of sources. The emergy approach assigns to each driving input a weight that derives from the environmental work performed by nature in order to generate such resource. This quality assessment goes far beyond the simple accounting of mass and energy of input flows, but takes into proper account their interlinkage with the biosphere dynamics. The rationale of the proposed indicator is that complexity cannot be assessed by simply counting individuals, species and processes, but requires that focus is placed on several aspects of resource flows, namely their amount, frequency, and quality. Different mixes of emergy input flows originate different levels of growth and complexity. Systems that only rely on a small set of sources out of the large number potentially available possess a built-in fragility, that may determine their collapse in times of shrinking or changing resource basis. For validation purpose, the proposed indicator was applied to the performance of selected national economies (Nicaragua, Latvia, Denmark and Italy) in selected years and of the urban system of Roma (Italy) over a forty-year (1962–2002) historical series. Results point out an increasing complexity of the urban system of Rome over time, while a lower complexity was calculated for the investigated national systems as a whole (likely effect of nationwide averaging), with Italy ranking highest and Latvia lowest. The same assessment performed for the Italian agricultural system over a twenty-year time series (1985–2006) shows a decline of the emergy-adjusted Shannon indicator from about 75% down to 62%, while the decline was from 73% to 63% for the agriculture of Campania region (southern Italy).