生态产业共生系统仿真研究

通过ABM方法研究生态产业共生系统,利用STARLOGO软件平台,并结合案例分析生态产业共生系统的宏观规律。研究结果表明,(1)对于规模相当的不同的生态产业共生系统,在资源输入一定情况下,直接利用输入资源的企业总规模大于对系统内废弃物再利用的企业总规模是有利于系统稳定的:(2)对于特定的生态产业共生系统,系统稳定性对系统参数改变时的敏感性是不一样的,其中对污染物产出指标最敏感,对污染物产生量与系统产出的比例关系其次,对资源输入指标最不敏感;(3)系统时间序列稳定性的变化主要由节点处企业Ⅱ的不稳定性导致。     

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。     

基于生态—产业协调发展的县域南京市六合区尺度空间分区

区域发展与环境保护协调机制是空间功能分区研究的热点。以南京市六合区为例,借助ArcGIS空间分析工具,采用互斥性矩阵分类法,通过对生态服务功能贡献、产业发展适宜性的单项与综合评价的集成,构建生态—产业协调发展空间布局的总体架构,实现了县域空间功能的整合与科学定位;划分生态功能保护区、生态功能维护区、产业发展优化区及产业发展准入区四个类型,并针对每个类型区环境保护与产业发展的匹配关系,提出差别化的保护与管控要求,为实现区域发展与生态环境融合共生、协调双赢提供依据,也为"生产、生活、生态"空间融合规划提供参考。     

基于网络分析的城市生态空间结构优化——以常州市为例

经济社会的高速发展带来城市的快速扩张,造成城市生态空间的萎缩和生态功能的下降,城市生态安全受到严重威胁。系统研究城市生态空间结构,提出针对性保护和优化措施,对于城市的可持续发展具有重大意义。本研究以常州市为研究区,考虑城市生态空间的自然生态功能和社会服务功能两方面,构建基于自然生态的“源地-廊道”与基于人文生态的“供给-需求”两类生态网络,对于源地廊道生态网络,主要从节点重要性、网络连通性与稳定性进行定量分析,对于供给需求生态网络,主要从节点重要性、供需均衡与稳定性进行定量分析。结果表明: 常州市主城区源地廊道生态网络的连通性与稳定性水平不高,供给需求生态网络的稳定性水平一般且存在服务供给与需求的空间错位。从连通性与稳定性提升角度,提出新增12个源地节点与57条廊道的源地廊道生态网络优化方案;从供需均衡与稳定性提升角度,提出新增22个供给节点的供给需求生态网络优化方案。对比初始源地廊道生态网络,优化网络连通性水平提升10%,稳定性提升0.05;对比初始供给需求生态网络,优化网络的服务水平提升4%,网络稳定性提升0.10。最后,综合两类生态网络,分别针对现状保护斑块与新增节点两类对象,提出了保护与管理实施方案。     

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。     

基于Logistic模型的煤电产业共生系统稳定性分析

煤电产业共生系统中煤炭企业与电力企业之间的关系与生物种群中物种之间的互利共生关系存在一定的相似性,煤电产业共生系统要实现自身的完善与稳定发展,其内部互利共生关系的企业间必须达到利益上的均衡。借鉴自然界生物种群竞争与合作的共生演化理论与思想,用企业产值来反映煤电产业共生系统演化过程的外生变量,建立了企业产值增长的竞争与合作型Logistic模型。在厘清稳定点的条件之后,通过协同演化博弈分析对煤电产业共生系统演化过程进行了模拟。研究结果表明:(1)煤电产业共生系统的稳定不仅取决于煤电企业进入对方造成的分散力与集聚力之间的较量,还取决于各自在系统内外所取得效益的比较;不仅取决于核心企业的决定性作用,还很大程度上取决于相关企业为进入系统所做出的努力和采取的措施,同时,还与企业的初始产值、竞争力、合作性以及产值增长率等有着密切的关系;(2)煤电产业共生系统要实现长期可持续发展,必须保持产业共生系统互补的共生系统结构以及较高的生产活力。     

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。     

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.     

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。     

内蒙古半干旱生态脆弱矿区生态修复耦合机理与产业模式

近年,煤炭开采带动矿区经济发展的同时也造成了严重的生态环境问题。由此产生生态修复和土地复垦产业延伸的生态环境治理和矿区产业调整优化方面研究热点,二者形成的耦合系统可在恢复受损土地的同时,以治理和循环生产为契机延伸产业链。受损地形重塑及边开采边恢复技术开发及应用形成安全稳定地形条件是前提,其次是土壤的恢复重构,在当地条件下迅速恢复具备良好理化性质,供植被和经济能源作物生长和景观格局构建,最终形成修复产业和生态产业的价值创造平台。根据耦合系统的工艺特点,每年内蒙矿区利用该耦合系统以矿区受损土地修复进行循环生产生态修复产品的潜力约21915.51万吨和经济能源作物的潜力约21.15万t。     

中国生态工业园区发展的环境绩效指数构建方法

运用多目标排序方法构建了中国生态工业园区发展环境绩效指数,以量化比较生态工业园区间的环境绩效。首先基于《综合类生态工业园区标准》筛选构建环境绩效评价指标体系,包括经济发展、资源能源消耗、污染排放3个准则层;其次应用标准化方法和正态分布的累积分布函数NORMDIST依次对各项指标原始数据进行2次数据处理;最后准则层、指标层均等权重进行归一化得到环境绩效指数。应用所构建的环境绩效指数方法以2010年为基准年,分析了24家综合类国家生态工业示范园区的绩效,并将《综合类生态工业园区标准》作为虚拟的"标准园区"进行比较。分析了环境绩效指数的影响因素,并基于环境绩效指数方法对中国生态工业示范园区发展的管理决策提出了建议。     

我国生态工业园认识和实践中的误区：隐喻的使用

近几年随着我国生态工业园的蓬勃发展,不可避免地出现了一些认识和实践中的误区,这些问题将会影响我国循环经济工作的健康开展.生态工业园在理论层面中的一个基本属性就是其概念的隐喻性,而我国的学术界和实践界都或多或少地忽视了这个问题,将研究和实践带入了一个不必要的误区.提出了工业系统与自然系统之间的双向隐喻现象,并深入分析了隐喻在科学研究中的作用和限制;总结了我国生态工业园相关的隐喻性概念及其泛化现象,进而分析了其产生的深层原因,并提出了改进建议;以工业共生不稳定现象的研究为案例初步说明了如何在产业生态学的研究中合理地使用隐喻性概念.     

生态工业园共生网络的脆弱性

工业生态系统的稳定可持续运行是生态工业园区实现环境效益、经济效益和社会效益的重要保障,对生态工业共生网络脆弱性分析是工业生态学领域值得探讨的重要问题。运用复杂网络理论,从网络拓扑结构出发,论证该工业园具有小世界性和无标度性,为网络脆弱性分析奠定基础;通过攻击负载最大节点,利用网络效率和最大连通子图对网络的脆弱性进行分析,从而衡量节点失效对整个网络造成的破坏性。指出复杂网络在生态工业园共生网络中进一步研究的方向。     

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。     

基于GIS的产业生态学研究述评

产业生态学由于缺少关于空间分析的工具,使得研究结果因缺乏空间维度信息而影响对管理效率和精准度的支持。基于GIS的产业生态学相关研究已成为产业生态学研究的一个新的方向。为总结已有的研究成果并展望未来的研究方向,运用文献计量及对比分析的手段,系统分析了国内外基于GIS的产业生态学的相关研究进展,得出以下结论:当前基于GIS的产业生态研究主要集中在物质代谢、产业共生和生命周期评价3个方面,将GIS技术引入到物质代谢研究中,可以更好的展示物质代谢的时空分布格局,为物质代谢研究提供了一种新的方法;基于GIS技术,不仅可以更加高效地挖掘潜在的产业共生机会,还可应用于生态产业园的规划管理如企业的选址、空间布局等以及废弃物的回收再利用方面;将GIS与LCA耦合在一起,可以很好地补充、完善和管理传统数据,有助于探索产品、活动或工艺的环境影响的空间特性以及进行土地利用相关的环境影响评价。另外,国内外研究的侧重点也不尽相同。在物质代谢研究中,国内研究较少,仅在城市尺度上进行了基础设施的物质代谢及其存量分析,国外在国家、城市尺度上研究了铜、锌等金属的物质代谢情况;在产业共生研究中,国内侧重于生态产业园的研究,而国外侧重于城市尺度的产业共生机会识别的研究;在LCA的研究中,国内开展了基于GIS的生命周期评价数据库和产品材料信息管理系统的研究,而国外侧重于进行区域化的生命周期评价、进行土地利用影响类型的相关评价以及污染物的追踪,国内在该方面尚处于起步阶段。国内外在研究方法上存在共性,都是基于GIS的空间分析方法、缓冲区分析方法以及数据库技术等。未来将GIS作为一个平台,面向产业转型展开产业生态学综合理论方法的研究,可以为产业的可持续性管理提供有效支持。     

工业园区循环经济关联与生态效率评价——以福建省蛟洋循环经济示范园区为例

工业园区因物质能量的高度集聚,生产-消费过程的网络关联,以及区域示范带动效应,在循环经济发展中受到持续关注。本研究以福建省蛟洋循环经济示范园区为例,应用物质流、生态网络和生态效率等测度分析方法,综合评估了2012—2016年间园区循环经济的网络关联和生态效率。研究结果表明:(1)园区物质流结构单一,关联度和稳定度明显较弱;(2)园区网络的韧性不足,关键节点的级联效应显著,尤其对中下游企业的影响程度大;(3)生态效率指数分析发现,园区关键节点企业在循环经济效益方面带动能力不足,影响园区循环经济的前景。为此,从园区网络关联稳定度和企业生态经济效率优化提升的角度,探讨园区未来的循环经济发展策略。可为处于起步阶段的专一化工业园区探索可行的循环经济模式提供借鉴。     

Recycle in fermentation processes

Until recently, the recycle of the solid (microbial), liquid, or gaseous phases in microbiological processes has only been practiced rarely, with the notable exception of activated sludge processes for wastewater treatment, where recycling of a large fraction of the microbial phase is essential for process stability and performance. During the last decade, the economic impact of a number of politically motivated changes with respect to energy and feedstock costs and availability, and legislation directed towards markedly higher levels of environmental protection have encouraged the evaluation and subsequent development of recycle technology in the fermentation industry. Many of the developments have occurred in isolation and some have failed to result in either an improvement in process economics or any reduction in the quantity of pollutants discharged. This article seeks to review the present diversity of approaches to recycle technology in fermentation processes in order to provide a sensible basis for future developments.     

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。     

共生概念发展的历史,现状及展望

本文从回顾历史出发,勾划出国际上极为热门的共生学说发展轨迹,指出共生是一切群体中密切联合的能力,不但是诸多生命分支科学的理论网络,涉及到许多应用问题,而且是一种生物哲学,自然界和人文科学莫不如此。     

Analyzing network topological characteristics of eco-industrial parks from the perspective of resilience: A case study

Realizing the stable operation of an eco-industrial park (EIP) as a complex system consisting of a variety of the enterprises and embedded relations is challenging. The topological structure plays an important role to understand the balance of network resilience and eco-efficiency in the operation process of a given EIP. In this paper, Ningdong Coal Chemical Eco-industrial Park (Ningdong CCEIP) is used as a case study in Ningxia Hui Autonomous Region of China. Based on complex network theory, we focus on topological characteristics analysis of symbiotic network from the perspective of resilience. Results reveal that Ningdong CCEIP has scale-free characteristics as well as the small world ones. Compared with the node-level metrics, the important degree of node considering ecological factor is a more crucial index measuring the importance of a particular node in the network. The removal of top 10% node contributes to 60% decrease of network efficiency, which indicates the decline of resilience in the studied case. Protecting the most important nodes is critical to safeguard the potential “vulnerability” in the development of EIPs. This study can help us better understand the strategies for avoiding disruptions, improving the resilience of EIP and safeguarding the stable operation.