工业生态系统的管理与控制研究综述

李莎莎 张昌蓉

摘要：工业生态系统是工业实现循环经济的主要途径之一。工业生态系统管理和控制是保障工业生态系统稳定可持续发展的一个重要课题。本文分别从管理模式、管理内容、模拟与调控三个方面对国内外关于工业生态系统管理和控制的相关研究进行评述，目的是为后续的深入研究奠定基础。

关键字：工业生态系统；可持续发展；管理；控制；研究综述

改革开放30多年来，我国经济增长取得巨大成效，但也为此付出了巨大代价。长期以来不加节制的资源消耗以及大量的污染和废弃物排放，导致许多自然资源枯竭和严重的环境污染，造成对经济社会、人类健康的重大损害，影响着可持续发展。循环经济是提高资源利用效率、削减污染、保护环境、实现可持续发展的有效途径。

工业生态系统作为工业实现循环经济的基本路径之一。从1989年两位美国人Frosch和Gallopoulos提出“工业生态学”和“工业生态系统”开始，工业生态系统的研究和实践就在全球范围内广泛开展。纵观大量相关研究文献，仅工业生态系统的相关名称就有很多，主要别称包括：生态工业园、生态工业系统、生态工业共生体、生态工业网络、生态工业链网、产业共生链网等等。归纳工业生态系统的相关文献，一些研究学者对工业生态系统的规划集成构建（包括产品规划、物质集成、产业链网结构等）、评价、稳定性、系统的演化等相关内容进行了一些研究。由于对工业生态系统是由众多企业按照一定的物资能源耦合关系组成的一种复杂人工大系统，其特征和复杂性决定了工业生态系统的良好运行与稳定可持续发展，不仅要求工业生态系统规划和集成良好，还必须对其加以有效管理和控制。工业生态系统的有效管理和控制是工业生态系统达到良好运行效果，并能稳定地可持续发展的重要保障。目前有关研究工业生态系统管理与控制的相关问题的研究才刚刚起步，本文从管理模式、管理内容、模拟与调控等方面对工业生态系统管理和控制的相关研究进行综述，目的是为后续的深入研究奠定坚实的基础。

1、工业生态系统的管理模式

全国人大环资委副主任冯之俊 [1]等人（2008）基于国内外生态工业园的发展现状和系统科学理论，提出在循环经济范式下的三类生态工业园的发展模式：自组织单一共生模式、自组织网络共生模式、自组织虚拟共生模式，然后分析循环经济生态工业园发展模式的特性。他们认为循环经济要求生态工业园不仅仅实现资源、能源相互之间一对一的简单循环，而且实现一个区域总体的资源、能源资源，改善环境品质。

袁增伟等[2]（2004）建立了基于社会子系统、环境子系统、经济子系统和资源子系统四维一体的生态工业园区复合生态系统结构框架，提出了生态工业园生态系统效率取决于系统结构协调度、系统功能流畅程度。因此，提出系统优化要从这两个方面人手；并提出对工业生态园的控制相当于从物料进厂到产品出厂的全流程控制；提出园区系统优化首先是完善园区产业链条，从经济活动的源头—— 招商开始，将循环经济理念贯穿到产业链条的各个环节，尽可能通过生态设计、清洁生产等技术，构建低消耗、低排放、低污染、高效率的“三低一高”工业生态经济系统。

吴伟等[3]（2002）在其“略论工业生态系统的运行和控制”的论文中根据生态与经济双重存在、持续发展和协调发展三种新思维的时代要求，提出工业生态系统应是由社会、经济和环境三个子系统有机结合而成的三维复合大系统。在此基础上，指出系统的运行机制是通过子系统内部的持续性发展、以及子系统之间的协调性发展来促使大系统整体的进化。最后，探讨了通过二级递阶控制和分散控制的综合来保证系统顺利进行的方法。

学者赵玲玲，罗涛[4]等（2008）将中外生态工业园管理模式进行比较，他们认为在国内生态工业园的管理中，政府扮演了几个角色，首先在宏观方面主要是中央和地方政府、环保部门按照相关标准进行建设、管理和验收；其次，在微观方面，园区建设完成后成立园区管理委员会来进行管理生态工业园信息，我国的工业园管理和资源协调不够透明，行政色彩浓厚，管理效率不高。

2、工业生态系统的管理内容

来自加利福尼亚大学的学者Hung-Suck Park[5]（2010）等认为在过去的生态工业园系统中，各个发展组织的共生是成功的，但是各个渠道公司还是缺乏有效的沟通。他们以韩国蔚山生态工业园为案例进行研究，提出研发企业框架的有效扩张共生工业的综合体，其中他们将共生网络所使用的政策工具如国家建设计划、利益各方涉及者等拟合到一个有力的框架中，为科研数据库框架所观察到的关键因素，最终提供精心打造的商业案例共生的投资，这可能为今天复杂的工业生态系统所面临的挑战提供一个不是依靠自主共生网络，而是更加积极有效地的解决方案。

博士D. Sakr[6]等人（2011）着手对埃及工业园进行研究，确定生态工业园成功的关键因素主要有：建立共生关系，分享信息和意识；财务效益，组织结构，以及法律和监管框架。此外，他们总结出生态工业园成功和发展受限的因素主要有动态商贸关系和外经济附加值；信息共享的程度；政策和管理体系框架；组织制度的完善；工艺技术；各个功能或者组织之间的平衡，这些因素都为以后的工业生态园的建立和管理提供理论依据。

学者钟真宜、陈敏和罗建中[7]（2009）提出研究生态工业园水资源管理模式研究，他们提出，在我国虽然工业园区对于水资源系统和环境的影响日益严重，而且工业生态学的研究和生态工业园区的规划建设已成为近年来的一个热点，但在工业园区的水资源管理方面，还未见有系统的研究成果。

学者A.J.D. Lambert和F.A. Boons（2002）[8]探讨了建立工业生态园不同方面的研究，为了更好的定位这个复杂领域，他们将工业园分为工业综合系统和混合工业公园。

王兆华[9]等（2003）认为生态产业链的结构是决定整个工业生态系统稳定性和可持续性的关键因素，因此，他们围绕生态产业链的结构进行研究，提出了生态产业链的结构模型，并对生态工业园区中的生态产业链进行了聚变活性和裂变活性的因子分析，最终讨论了生态产业链的平衡、稳定与发展的关系。

学者Thomas Sterr和Thomas Ott[10]（2004）对生态工业系统进行长达5年的实践研究，他们认为稳定的生态系统的发展主要依靠较高的综合信息透明度，他们强调积极的协同效应能够支持生态工业发展，大大减少交易成本。

张成考[11]（2006）运用生态学理论和生物链原理，在模拟自然生态系统的基础上，对生态工业园的建设中如何构筑企业共生体和生态产业链、以及怎样提升园区竞争力和稳定性等运行机理进行了深入研究，并模仿自然生态系统的运作模式，设计出工业生态园区的系统结构模型，分析了它的特征。

段宁等[12]（2006）在参考国内外大量文献的基础上，提出了关键种企业、成员距离、成员相互依赖程度、成员多样性、领导因素等5个影响我国生态工业系统稳定性的结构型因素假设，并在全国47个生态工业系统进行统计实证研究加以证实。

喻宏伟等[13]（2009）分别从经济学、战略管理和新经济社会学的角度，从网络组织的目标、战略决策、利益协调、分享机制、融资协调、文化嵌入和社会资本构建等方面系统地探讨了生态工业园稳定性的网络维度框架。

学者郭威在2002[14]年提出城市生态工业园是循环经济的重要实现模式，而且工业园的建设与管理离不开信息系统的支持和应用。故他根据工业园的业务内容、性质、服务对象以及实现的功能的不同，规划生态园的子系统，以网上办公，实现资源的循环利用和循环经济的发展。

学者戴国新、孙淑英、贾小平[15]（2008年）等人认为，环境管理信息系统能够有效地进行信息管理，实现信息交换、共享和整合，核算企业环境成本，评估各个成员企业环境绩效，以提高园区内部的共同协作效率和水平。

3、工业生态系统的模拟与调控

学者Marianne Boix[16]等（2011年）研究生态工业园工业用水管理的多目标优化问题，他们研究提出如果只有一个单一的污染物情况，用制定一个混合整数线性规划即可解决问题；如果是双目标优化问题，比如解决入口的水流量问题和水流量再生单元的入口问题，用连接网络的参数数目可以解决；但是结合经济和生态环境目标，关于生态工业园问题本质上是一个多目标问题，解决多目标问题的最好的解决办法是直接集成资源，每个公司拥有再生单元，每一公司的限制连接数和收益相同。

邹锐是我国讨论生态经济系统较早的人之一。邹锐[17]（1994）在其著作 “生态经济系统发展演化与控制的理论研究”一文中应用热力学的熵的理论，解析了生态经济系统发展演化的涵义、及其内部非线性动力学机制，并对其稳定性作了一些探讨，导出了其最佳控制状态，最后提出了生态经济系统控制的三大原则：人类自控原则、负熵储备原则和输出废物纳入生态再循环原则。

徐大伟等（2004）从工业生态系统的视角出发, 运用耗散结构理论来研究工业生态系统的自组织机理, 并通过对工业共生体的熵值计的过程。实践结果表明，工业系统的自组织特性虽然提供了传统工业系统内各子系统有充分的能力去算和熵流分析,揭示工业系统向工业生态系统演化, 但并不能保证工业生态系统能持续地、更好地适应外界环境的变化。只有在内外部条件具备的情况下, 工业系统的自组织特性的存在才会使工业共生体这样的工业生态系统在不断波动和变化中永续发展, 不断完善, 否则就会发生退化乃至消亡。

4、总结

尽管各国工业生态园的建设规划和发展都不尽相同，但从整体上分析，其管理体制都大致可以分为如下两种基本类型：一、单一管理。即由单方面进行管理，一般指政府在生态园的管理中扮演的管理角色。工业生态系统的建立与管理是一项十分复杂、需要耗费巨资和较长时间的工程，往往需要政府作为主导提供各种资源来支持工业园的建立；二、多元化管理模式，多元化管理是指管理主体多样化，有政府、企业和社会成员，这样的生态园一般是企业自发形成的。多元化的管理有利于信息的透明化，有效地提高各个参与者的积极性，能够较好的协调各方的利益，相较于由政府规划的生态工业园去，多元化管理模式更加注重企业的利益。

综上所述，尽管对生态工业园的科学管理控制控制已引起广大学者的兴趣，相关研究和实践也陆续展开。但从总体看，目前有关工业生态科学管理控制的研究大多围绕工业生态系统的规划绩效、建设结果绩效、管理者角色的分类来进行的，从可持续发展角度较为系统地对工业生态系统的运行和发展机理进行研究成果偏少。大多数学者提出建立一个工业生态园管理信息系统来管理各个方面的资源，这虽然是一个理想的解决方案，但是要建立一个能够整合各方资源的信息系统需要庞大的资金、时间和各方的有力支持，并不是一件容易的事情。但是如果能建立一个这样的系统，组织的效率能够在很大的程度上提高，管理和控制就能够很好的实施。

参考文献：

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