中国生态工业园区发展现状与展望

综述了中国生态工业园区的发展,主要内容包括:(1)中国工业园区的发展历程和面临的挑战;(2)中国生态工业园区的发展历程与发展模式;(3)3个角度分析中国生态工业园区建设取得的环境绩效,即基于生态工业示范园区验收及规划基准年绩效变化,基于数据包络分析法的生态工业示范园区环境绩效和基于环境绩效指数方法的生态工业园区环境绩效评价;(4)国内外关于生态工业园区的研究现状和热点;(5)中国生态工业园区发展和研究面临的难点及未来发展展望。面向中国工业园区绿色低碳循环发展需求,以期通过对生态工业园区发展的回顾和评述,为园区实践者和决策者及后续研究提供参考。     

经济系统物质流分析研究述评

作为研究经济系统物质代谢的重要方法,经济系统物质流分析方法近年来在资源与环境管理领域得到了广泛的应用,理论发展非常迅速。对经济系统物质流分析进行了系统综述,以期为更深入的理论研究提供参考。系统回顾了经济系统物质流分析的发展历史,介绍了其核算框架和指标体系。重点对经济系统物质流分析的研究现状进行了总结和述评,研究表明:(1)在经济系统物质流分析指标的核算研究方面:国家层面的核算研究多、方法较为成熟,而区域层面的核算研究尚未形成成熟的核算框架;针对直接流指标的核算研究多,而包含间接流或隐藏流的综合指标的核算方法研究不足;(2)在经济系统物质流分析指标的变化原因研究方面,目前的研究较少,研究方法包括分解分析法和回归分析法:前者多基于IPAT方程的直接分解法,难以考察经济系统内部的结构和技术的变化对经济系统物质流分析指标的影响,而后者则在所识别的经济系统物质流分析指标的影响因素方面具有较大差异。提出了经济系统物质流分析的未来研究方向。     

城市物质代谢的生态效率——以深圳市为例

城市可持续发展研究的关键是城市物质代谢通量及其效率研究,但物质代谢通量仅能反映代谢速率,而其生态效率则能反映支持社会经济发展的物质代谢能力。从工业、生活的源头循环(减少原生资源的消耗)和末端循环(减少污染物的产生)角度,构建城市物质代谢生态效率的度量模型,并依据中国城市化发展进程,选定深圳市作为研究区,核算城市水、能量和废物代谢通量以及代谢的生态效率。结果表明:随着深圳市社会经济的快速发展,水、能源和废物代谢通量呈现出增长势头,但代谢的生态效率不断提高。1998～2004年间,GDP增长2.7倍,城市水和电的代谢通量分别增长1.5倍和3.0倍;工业增加值增长3.7倍,工业水、电、能源和废物的代谢通量分别增长1.9、3.5、2.7倍和2.0倍;常住人口增长1.5倍,居民水和电的代谢通量分别增长1.8倍和1.7倍;资源效率提高1.8倍,环境效率提高3.7倍,生态效率提高2.3倍。虽然深圳市物质代谢的生态效率在提高,但是随着物质资源的日益稀缺,物质代谢的生态效率仍需进一步提高,而提高城市物质代谢生态效率的关键是资源效率和环境效率的协同发展,以及逐步构建废物资源化的循环链条。     

荧光物质(MFA、MFB)的分离、结构鉴定及金华地区高产菌株的筛选

采用硅胶柱层析及制备型液相色谱仪对红曲米中两种荧光物质进行分离纯化,使用高效液相色谱法(HPLC)检测荧光物质纯度,然后使用高分辨质谱(ESI-HRMS)对两种荧光物质进行分析,得到两种荧光物质的分子量分别为356和384,ESI-MS/MS二级质谱把两者鉴定为monasfluore A (MFA)和monasfluore B (MFB);从金华地区红曲米中分离得到10株红曲菌株,经固态发酵采用HPLC法分析,筛选获得1株高产MFA、MFB的菌株WZWZ,该菌株发酵制得红曲米中MFA含量为3.63 g/kg,MFB含量为7.29 g/kg,对WZWZ菌株进行外观形态学及显微观察、ITS基因序列测定与分析,最终将菌株WZWZ鉴定为紫色红曲霉(Monascus purpureus)。     

城市生态系统氮代谢研究进展

城市氮代谢是当前城市物质代谢研究领域中的一个研究热点,其研究框架是将城市视为一个可进行氮代谢的生态系统整体,重点关注人类活动对城市人为活化氮代谢过程的影响及其可能产生的环境问题。本文在阐述城市氮代谢内涵、研究背景的基础上,介绍了物质流分析方法研究城市氮代谢的进展,分析了系统动态模型在城市氮代谢模拟研究中应用前景;最后从城市内部的氮代谢分析、工业氮在城市氮代谢中的归宿、氮足迹概念在城市氮代谢过程研究中运用等方面,探讨了未来城市氮代谢研究趋势与发展方向。实现不同尺度的城市氮代谢过程的准确分析,关键在于研究区域边界和氮流归宿的明确,而目前中国针对城市氮代谢分析研究很少,因此,有必要探讨适合城市氮代谢研究的多尺度分析方法及评价指标,以期为减少城市人为活化氮的排放提供理论参考。     

厦门市资源水与虚拟水耦合代谢效率评价

自然水循环与社会水循环的关联研究是制定系统性水代谢对策的前提。从水资源代谢过程与格局角度,用物质流分析法(MFA)剖析了亚热带季风气候雨影区缺水城市枯水年份资源水与虚拟水耦合代谢的路径、数量,提取代谢效率评价所需的过程与结构指标,以社会、经济、生态环境效益最优化为评价原则构建了城市水资源代谢效率评价指标体系,采用层次分析法赋权,评价了近10年来枯水年份厦门市资源水与虚拟水耦合代谢效率。结果表明,厦门水资源代谢效率呈加速提高趋势,主要由用水效率类和水代谢过程与结构类指标驱动。说明提高水资源代谢效率的根本对策在于用水行为和用水过程与结构的改善。采用情景分析法设计主导驱动指标不同组合下水资源代谢效率情景方案,提高了方案的可操作性,可基于这些指标制定水资源管理对策。基于MFA结果提取指标丰富了指标体系构建理论。     

物质代谢及其资源环境效应研究进展

从物质代谢的视角研究物质在社会经济系统中的流通过程,不仅能深入理解人类活动与自然环境之间的关系,更有助于实现资源的合理利用和可持续发展.本文在对国内外有关物质代谢的研究方法、在不同空间尺度的应用、资源和环境效应的研究进展进行综述的基础上,较全面的对上述研究中已取得的成果以及尚待完善之处进行总结.物质代谢研究应从过去的单一理论和方法向多学科和方法交叉融合的方向发展,以解决复杂的代谢问题.随着城市在全球生态环境中的重要性日益凸显,应加强传统的代谢研究与地理空间分析的结合,并将人类福祉等评价指标纳入物质代谢的研究范畴,进而从物质代谢的视角提出节约资源、降低环境负荷、提高环境-经济-社会协调发展的可持续管理对策.     

生态工业园区生态系统理论及调控机制

随着工业生态学理论的发展 ,尤其是循环经济理念的广泛推广 ,生态工业园区建设在全球范围蓬勃开展起来。然而 ,由于对生态工业园区生态系统结构、功能及其优化调控机制认识的不足 ,导致目前生态工业园区建设走入了单纯构建闭环链以实现废物循环利用的误区。本研究旨在剖析生态工业园区生态系统的特点 ,建立其生态系统概念模型 ,并阐释其优化调控机理。为此 ,作者首先深入分析了生态工业园区生态系统的特点 ,阐释了技术流和知识流在该类生态系统功能中的重要性 ,在此基础上提出了基于社会子系统、环境子系统、经济子系统和资源子系统的四维一体生态工业园区复合生态系统结构框架 ,并给出了系统功能协调度、调节费用及其系统效益之间的理论变化曲线。其次 ,作者又从生态系统功能流的角度分析了其物质流、能量流、信息流、价值流、技术流和知识流 ,并给出了各功能流的表征指标和衡算方法。另外 ,从系统优化调控的角度提出了基于绿色招商和绿色供应链管理的生态工业园区生态系统控制管理体系。最后 ,以苏州工业园区为例 ,对其生态系统做了优化研究     

青霉属真菌活性代谢产物研究进展

青霉属(Penicillium)真菌是我国重要的工业微生物资源,在生长过程中能够代谢产生多种不同结构的生理活性化合物。目前对青霉的研究主要集中在有关降血压、血糖、胆固醇和抑瘤抑癌、提高人体免疫力的活性代谢产物上。本文对近年来青霉属真菌代谢产生的各类活性物质及新型活性物质生产菌株来源的研究进展进行综述,以期为青霉属真菌次生代谢产物的研究提供参考。     

鸟苷发酵过程的多尺度问题研究

以鸟苷发酵为对象,在生物反应器中以多尺度问题的角度,对在线计算机数据进行相关分析,结合中间代谢物及有关酶活性的检测,建立了以代谢流为核心的多尺度调控方法;又通过与代谢流迁移有关的动态化学计量分析,实现了对批式发酵过程的时变系统估算,建立了主体代谢与产物形成的支路代谢间,包括能量与物质流的关系模型;最后,把具有不同生产能力菌株的关键基因与基因库数据进行了序列比较,发现了本文研究的菌株已具备高产能力,即编码sAMP合成酶的基因发生移码突变以及pur操纵子的多处突变,而中心代谢流迁移是过程优化的关键。对开展微生物功能基因组学的研究和工业过程优化的问题进行了探讨,作者提出有必要从生物反应器的系统生物学高度来认识和解决所面临的问题。     

农工共生型生态产业园的构建——以郑州经开区为例

生态产业园已成为我国循环经济建设和可持续发展的重要载体之一,但我国的生态产业园明显存在着产业结构趋同、区域特色不鲜明等问题。提出了农工共生型生态产业园的概念,这是一类以工业园区为核心,集园区周边各类型农业相关企业、合作组织、农民、乡镇及农田为一体的一种"社会-经济-自然"复合区域产业共生体系。农工共生型生态产业园可以实现核心园区与周边腹地的协同发展,可以提升区域整体的生态效率。给出了农工共生型生态产业园的发展模式、建设意义及设计原则。并以农业大省河南省中唯一的国家级经济技术开发区为研究案例,结合当地区域特色及资源优势,构建了由3条产品链及一条服务链所组成的农工共生型产业生态系统。农工共生型生态产业园是产业共生理论在区域层面的具体实现,是复合生态系统理论在产业园层次的创新性应用。     

物质流分析研究述评

物质流分析方法近年来在循环经济和可持续发展研究领域发展迅速。阐述了物质流分析的定义及其与自然生态系统物质流的区别,着重回顾了该研究方法的发展历程,阐明了物质流分析的主要观点、理论基础、研究思路及研究框架,详细阐译和对比分析了物质流分析的六大类指标及分析方法,并在物质流分析框架的基础上,建立循环经济及可持续发展的评价指标体系,并对物质流分析指标体系和方法学的研究意义及其在环境经济学中的地位进行了客观的评价,进而指出了物质流分析方法的不足之处。对物质流分析在不同层次的应用研究也进行了充分的阐述和分析。对物质流分析今后相关领域的进一步研究予以了讨论和展望。     

从系统到景观:区域物质流分析的景观取向

物质流过程是考察系统属性的重要维度。区域物质流分析在研究框架、指标体系、数据集成、管理应用等方面的发展困境,都不同程度地反映了"黑箱假设"以及"系统隐喻"等产业生态学理论的应用局限性。基于整合复杂性科学、广义进化论的生态学组织层次理论,对区域物质流分析开展理论探讨,指出应在原有的"系统"思维之外引入"景观"概念,以拓展区域物质流分析的空间与认知维度。基于"从系统到景观"的理念,将景观生态学原理引入区域物质流分析,建构区域物质流分析的景观取向,并从空间结构与认知图式两个方面对这一取向的核心涵义做以解读。结合区域物质流分析的最新研究案例,从多尺度MFA的综合研究框架、物质流动过程的时空集成研究、物质流动过程的空间行为管理等几个方面,对区域物质流分析的景观取向做了进一步探讨。     

Society's Metabolism

"Societal metabolism" provides the appropriate conceptual basis for the rapidly growing development and analylical and policy interest in materials flow analysis (MFA). Following the review of the earlier intellectual background of societal metabolism in the first installment of this two-part article, this paper focuses on the current state of the art by examining more recent research referring t o societal metabolism in terms of material and substance flows. An operational classification of the literature according to frame of reference (socioeconomic system, ecosystem), system level (global, national, regional, functional, temporal), and types of flows under consideration (materials, energy, substances) highlights some of its characteristic features. There follows an integrated discussion of some of the major conceptual and methodological properties of MFA, with a particular focus on the field of bulk materials flows on a national level, comparing the major empirical results. Finally, the theoretical stringency research productivity, and political relevance of the MFA-related studies are assessed.     

Urban Metabolism of Paris and Its Region

The article presents the results of a research project aimed at (1) examining the feasibility of material flow analysis (MFA) on a regional and urban scale in France, (2) selecting the most appropriate method, (3) identifying the available data, and (4) calculating the material balance for a specific case. Using the Eurostat method, the study was conducted for the year 2003 and for three regional levels: Paris, Paris and its suburbs, and the entire region. Applying the method on a local scale required two local indicators to be defined in order to take into account the impact of exported wastes on MFA: LEPO, local and exported flows to nature, and DMC_corr, a modified domestic material consumption (DMC) that excludes exported wastes (and imported ones if necessary). As the region extracts, produces, and transforms less material than the country as a whole, its direct material input (DMI) is lower than the national DMI. In all the areas, LEPO exceeds 50% of DMI; in contrast, recycling is very low. The multiscale approach reveals that urban metabolism is strongly impacted by density and the distribution of activities: the dense city center (Paris) exports all of its wastes to the other parts of the region and concentrates food consumption, whereas the agricultural and urban sprawl area consumes high levels of construction materials and fuel. This supports the use of MFA on an urban and regional scale as a basis for material flow management and dematerialization strategies and clearly reveals the important interactions between urban and regional planning and development, and material flows.     

Material Flows in a Social Context: A Vietnamese Case Study Combining the Materials Flow Analysis and Action‐in‐Context Frameworks

Materials flow analysis (MFA) is one of the central achievements of industrial ecology. One direction in which one can move MFA beyond mere accounting is by putting the material flows in their social context. This “socially extended MFA” may be carried out at various levels of aggregation. In this article, specific material flows will be linked to concrete actors and mechanisms that cause these flows—using the action‐in‐context (AiC) framework, which contains, inter alia, both proximate and indirect actors and factors. The case study site is of Tat hamlet in Vietnam, set in a landscape of paddy fields on valley floors surrounded by steep, previously forested slopes. Out of the aggregate MFA of Tat, the study focuses on material flows associated with basic needs and sustainability. The most important actors causing these material flows are farming households, politicians, traders, and agribusiness firms—of which local politicians turned out to be pivotal. The study shows the value of combining MFA with actor‐based social analysis. MFA achieves the balanced quantification of the physical system, thus helping to pinpoint key processes. Actor‐based analysis adds the causal understanding of what drives these key processes, leading to improved scenarios of the future and the effective identification of target groups and instruments for policy making.     

Environmental Performance Analysis of Eco‐Industrial Parks in China: A Data Envelopment Analysis Approach

In pursuit of more sustainable development of industry, China has been actively developing eco‐industrial parks (EIPs) for more than a decade. However, the environmental value of these EIPs remains largely unverified. This study aimed to evaluate the environmental performance of national EIPs in China using data envelopment analysis. Eco‐efficiency and environmental performance indices were used to represent the static and dynamic environmental performance of EIPs, respectively. An environmental performance index was formed by combining measures of eco‐efficiency in a dynamic setting with the sequential Malmquist index approach. We obtained three main empirical findings. First, 34 national EIPs exhibited a cumulative environmental performance improvement of 89.4% from 2007 to 2010, which is primarily the result of eco‐efficiency change rather than environmental technical change. Second, compared with the trial EIPs, the demonstration EIPs had a higher average eco‐efficiency (0.611 vs. 0.446 in 2010) and experienced greater average environmental performance improvement (129% vs. 60%). Third, the EIPs retrofitted from high‐tech industrial development zones exhibited much higher average eco‐efficiency (0.798 vs. 0.440 in 2010) than those retrofitted from economic and technical development zones. The key measures supporting the performance improvement and policy implications for the development of EIPs are also discussed.     

The Waste Input-Output Approach to Materials Flow Analysis

Abstract: A general analytical model of materials flow analysis (MFA) incorporating physical waste input-output is proposed that is fully consistent with the mass balance principle. Exploiting the triangular nature of the matrix of input coefficients, which is obtained by rearranging the ordering of sectors according to degrees of fabrication, the material composition matrix is derived, which gives the material composition of products. A formal mathematical definition of materials (or the objects, the flow of which is to be accounted for by MFA) is also introduced, which excludes the occurrence of double accounting in economy-wide MFAs involving diverse inputs. By using the model, monetary input-output (IO) tables can easily be converted into a physical material flow account (or physical input-output tables [PIOT]) of an arbitrary number of materials, and the material composition of a product can be decomposed into its input origin. The first point represents substantial saving in the otherwise prohibitive cost that is associated with independent compilation of PIOT. The proposed methodology is applied to Japanese IO data for the flow of 11 base metals and their scrap (available as e-supplement on the JIE Web site).     

生态产业园的复合生态效率及评价指标体系

生态产业园的建设在国内取得了丰富的成果,已成为我国循环经济建设和可持续发展的重要载体之一。与国外不同,我国的生态产业园最终将演化为生态城市,其功能也从工业生产功能发展为融生产、生活和生态为一体的复合功能。生态效率是评价一个研究对象投入产出效益的量化工具,将生态效率的理念融入生态产业园,从园区作为区域可持续发展的载体、作为生态城市演化的一个特定阶段的视角,提出了复合生态效率的概念,构建了园区复合生态效率评价指标体系,并以郑州经济技术开发区为例,说明了复合生态效率指标在产业园中的应用。     

Spatial distribution,pollution levels,and source identification of heavy metals in wetlands of Suzhou Industrial Park,China

Wetlands Ecology and Management - As one of the earliest national demonstration ecological industrial parks (EIPs) in China, Suzhou Industrial Park (SIP) is developed on the principles of material...