產業生態學（簡體書）

張姸，北京師範大學教授。教學：從2005年開始在北京師範大學講授《產業生態學》課程，至今已15年，已形成了系統的教學思路與理念。申報的《產業生態學》教材2012年入選校精品教材，並在2015年主持完成了教改項目“《產業生態學》教學模式改革及課程體系建設”，獲評校級優秀項目。在產業生態學領域培養8名博士、15名碩士。 科研：從事產業生態學研究已17年，申請到此領域科研項目10余項，包括4項國家自然科學基金、1項國家重 點研發計劃課題，是國家創新研究群體城市生態方向的帶頭人。發表國內外期刊論文近180篇，其中SCI收錄100余篇，主要發表在Journal of Industrial Ecology、ES&T、Science of the Total Environment、Journal of Cleaner Production、Energy Policy、Environmental Pollution、Landscape and Urban Planning、Ecological Modelling等產業生態學領域主流學術期刊上。近10年來，多次參與國際產業生態學學術年會，並做重要報告，與國際同行深入交流產業生態學領域的相關研究進展，有利於將先進理念與方法融入教材編寫中。

自黨的十八大明確提出大力推進生態文明建設以來，黨和政府曾多次從生態環境視角關注產業發展。2015年，《中共中央國務院關於加快推進生態文明建設的意見》一文曾多次指出“加快調整經濟結構和產業布局”“發展綠色產業”等通過調整產業結構促進生態文明建設的內容；2021年推出的“十四五”規劃將“加快發展方式綠色轉型”置於與“提升生態系統質量和穩定性”“持續改善環境質量”同等重要的地位，說明了當前黨和國家對於“發展方式轉型”“產業結構調整”的重視程度；李克強總理在《2021年政府工作報告》中提到了“優化產業結構和能源結構”“培育壯大節能環保產業，推動資源節約高效利用”等產業結構調整目標，也體現了實現生態與產業的“雙贏”在當今時代背景下的重要意義。產業生態學以實現經濟效益與生態效益的“雙贏”為主要研究目的，有望成為幫助實現社會經濟與生態環境和諧發展的有力工具。因此本書作為產業生態學的指導教材，在這一背景下應運而生。
產業生態學以產業系統為研究物件，以生態學思想剖析產業的生存和發展規律，通過改變傳統產業發展模式，將研究物件改造或塑造成“產業生態系統”，使其具有生態屬性，符合生態規律，從而促進傳統產業的生態化，或構建全新的生態產業。其基本思想的孕育可追溯至19世紀50年代，後經歷產業生態理論的探討與深化以及日本、比利時兩國的產業生態實踐研究，終由美國通用汽車公司研究部的Robert Frosch及其同事於1989年9月在Scientific American雜志上正式提出產業生態學和產業生態系統相關概念。現如今，產業生態學已進入蓬勃發展階段，不同主題的產業生態學大會的多次召開、學術論文與論著的相繼發表、國內外多所高校課程建設的日趨完善，均標志著產業生態學領域的發展活力。當前，產業生態學已成為一門融合了環境科學、生態學、經濟學、社會學等幾十個領域的理論及方法的新興交叉學科，學科交叉、理論體系構建與學科應用是當前及未來產業生態學領域的研究重點。
中國產業生態方面教材經歷了由《工業生態學》向《產業生態學》轉變的過程，這主要基於以下兩方面的考慮：一是現有生態環境問題不僅集中於工業，而是來自更為廣泛的農業、服務業等產業活動，因此以“產業”替代“工業”更為合適；二是工業生態化的解決方案往往並不局限於工業內部，需要綜合考量工業、農業與服務業之間的副產品及廢物交換，在產業系統範圍內統籌產業生態化發展路徑。當前我國產業生態學課程主要設置在環境學院或環境專業相關學院以及部分經濟管理學院，這從側面體現了產業生態學多學科交叉的特點。盡管課程設置在不同學院，但產業生態學課程的教學目標是一致的，即服務於構建或塑造生態產業和促進產業生態化。經濟管理學院側重於經濟學背景，在分析產業經濟運行規律中，發現資源環境等生態成本的重要性，進而研究產業生態發展模式；環境學院的課程設置則是在環境問題—資源問題—生態問題產生鏈條的基礎上，追根溯源到問題產生的主體——產業，試圖從生態學視角解釋或修正產業的運行行為。
為了給相關專業的教師、學生以及相關從業者提供具有針對性和系統性的學習指導，編者結合環境科學、生態環境工程專業的需求，在多年教學實踐基礎上編寫了《產業生態學》教材。本教材以產業生態學概念、理論、方法與應用為主線，注重提高產業系統的生態效率，從產業活動引發的物質能量代謝過程出發，識別與評價代謝過程的生態環境負荷，進而尋求產業共生網絡設計與規劃的解決方案。本教材首先介紹了產業生態學概況，包括產生背景、發展階段、技術框架及基本概念等，讓學生對產業生態學有初步認識；其次，介紹了產業經濟學、生態學等相關理論在產業生態學中的引入，如產業關聯理論、產業布局理論、生態位理論、食物鏈理論等，讓學生理解研究物件——產業的經濟屬性和生態屬性；而後，介紹了產業生態學的三大方法體系，面向物料的產業代謝分析方法、面向產品的生命周期評價方法和面向區域的產業共生規劃方法等，讓學生掌握分析問題、解決問題的有效方法與手段。同時，在課程的不同階段融入實習考察和主題研討，相關主題涵蓋產業與生態關係思辨、生命周期評價案例實踐、生態產業園區生態鏈構建等幾個方面。
本書由張妍教授主編並統稿，張曉林、王心靜、徐東曉、劉凝音、趙銘媛、楊萌、鄧天杰等參與圖書部分內容的編寫與整理工作。本書在選題、立項、編寫和出版過程中得到了北京師範大學教務部、北京師範大學環境學院的幫助和大力支持。在此一並表示感謝！
由於編寫時間倉促，編者水平有限，教材中難免存在紕漏或不足之處，誠懇希望使用本教材的教師、學生和其他技術人員能夠給予批評和指正，並提出具體修改意見和建議，以便再版時修改完善。

編者
2022年3月

第1章　產業與生態1
1.1　產業與生態關係的發展史 2
1.1.1　人類文明演變 2
1.1.2　環境保護歷程 6
1.2　產業與生態的關係 8
1.2.1　可逆方程 8
1.2.2　兩者衝突的本質 9
1.2.3　兩者關係的理性思考 11
1.3　產業與生態關係的量化模型 12
1.3.1　主方程 12
1.3.2　環境庫茲涅茨曲線 14
1.3.3　協調發展模型 17
思考題 19
參考文獻 19

第2章　產業生態學概述20
2.1　產業生態學的產生與發展 21
2.1.1　孕育階段 21
2.1.2　萌芽階段 23
2.1.3　誕生階段 26
2.1.4　蓬勃發展階段 28
2.2　產業生態學研究框架 32
2.2.1　產業生態學定義 32
2.2.2　產業生態學研究內容 36
2.2.3　產業生態學發展趨勢 39
2.3　產業生態學實踐形式 40
2.3.1　卡倫堡產業共生體概況 41
2.3.2　產業共生體網絡 42
思考題 45
參考文獻 45

第3章　產業經濟學理論50
3.1　產業與產業經濟學 51
3.1.1　產業經濟學 51
3.1.2　產業的概念 52
3.1.3　產業的分類 55
3.2　產業關聯理論 59
3.2.1　產業關聯內涵 59
3.2.2　投入產出表 61
3.2.3　投入產出分析 66
3.3　產業區位理論 71
3.3.1　農業區位論 71
3.3.2　工業區位論 75
思考題 82
參考文獻 83

第4章　生態學理論84
4.1　研究物件的相似性 85
4.2　企業生命體 86
4.2.1　新陳代謝功能 86
4.2.2　生命周期過程 86
4.2.3　遺傳變異 88
4.3　企業種群 89
4.3.1　Logistic 模型 89
4.3.2　生長曲線 90
4.4　產業集群 91
4.4.1　種間關係 91
4.4.2　關鍵種 93
4.4.3　食物鏈 95
4.5　產業生態系統 98
4.5.1　三級進化 98
4.5.2　企業生態位 101
4.5.3　反饋機制 105
思考題 109
參考文獻 109

第5章　產業代謝分析111
5.1　產業代謝內涵 112
5.1.1　產業代謝概念 112
5.1.2　產業代謝過程 114
5.1.3　產業代謝模型 117
5.2　物質流分析法 119
5.2.1　基本原理 119
5.2.2　元素流分析法 121
5.2.3　批量流分析法 126
5.3　能值分析法 132
5.3.1　基本概念 133
5.3.2　核算指標 134
5.3.3　評價指標 135
思考題 138
參考文獻 139

第6章　生命周期評價方法141
6.1　生命周期評價內涵 142
6.1.1　LCA 概念 142
6.1.2　LCA 技術框架 143
6.2　目標與範圍確定 146
6.2.1　研究目的 146
6.2.2　研究範圍 147
6.3　清單分析 151
6.3.1　生命周期過程圖繪製 152
6.3.2　數據收集 153
6.3.3　數據處理與匯總 154
6.3.4　數據分配 156
6.4　影響評價 158
6.4.1　分類 158
6.4.2　特徵化 160
6.4.3　量化 162
6.5　解釋 163
6.5.1　重大問題辨識 164
6.5.2　LCA 結果檢驗 164
6.5.3　改進意見和建議 165
思考題 165
參考文獻 165

第7章　產業共生規劃167
7.1　產業共生內涵 168
7.1.1　產業共生定義 168
7.1.2　產業共生特徵 169
7.1.3　產業共生模式 169
7.2　生態產業園區規劃 170
7.2.1　生態產業園區內涵 170
7.2.2　結構和功能規劃 174
7.2.3　規劃內容與方式 181
7.3　產業共生網絡分析 182
7.3.1　網絡結構分析 182
7.3.2　網絡功能分析 185
思考題 190
參考文獻 190

第8章　產品生態設計194
8.1　生態設計概述 195
8.1.1　生態設計定義 195
8.1.2　生態設計意義 196
8.1.3　生態設計特徵 197
8.2　生態設計與評估 198
8.2.1　生態設計原則 198
8.2.2　生態設計方法 199
8.2.3　生態設計清單 200
8.2.4　生態設計評估要素 201
8.3　生態設計案例 204
8.3.1　家電——吸塵器 204
8.3.2　建築材料——地磚 205
8.3.3　建築物——昆明長水機場 206
8.3.4　材料——再生纖維面料 207
8.3.5　生活用品——綠色信封 207
思考題 209
參考文獻 209

第9章　產業生態管理210
9.1　清潔生產制度 211
9.1.1　清潔生產發展及定義 211
9.1.2　清潔生產審核 211
9.2　生產者責任延伸制度 214
9.2.1　EPR 制度發展及定義 214
9.2.2　EPR 制度解釋與本質 215
9.2.3　EPR 特徵和實現方式 217
9.3　產品導向的環境政策 217
9.3.1　PEP 發展與定義 217
9.3.2　PEP 解讀 219
9.3.3　PEP 特點 219
9.4　循環經濟戰略 220
9.4.1　循環經濟發展與定義 220
9.4.2　循環經濟度量指標 221
9.4.3　循環經濟3R 原則 223
思考題 224
參考文獻 225

第10章　產業生態學教育227
10.1　產業生態學教育實踐 228
10.1.1　產業生態學學科背景 228
10.1.2　國外產業生態學教育 228
10.1.3　國內產業生態學教育 230
10.2　產業生態學教材建設 234
10.3　產業生態學教學模式 237
10.3.1　教學特點 237
10.3.2　課堂互動教學 238
10.3.3　課外實地教學 242
參考文獻 246