北科大工業(yè)生態(tài)學課件02工業(yè)生態(tài)學理論框架與應用場景

Chapter

2

TheoreticalFrameworkand

Methods

of

IE3

Evaluations

of

IndustrialEcosystems3

Main

Contents

and

Methods

of

IE3

Basic

Concepts

and

theories

ofIE333Basic

Concept

and

theories

of

IEConcept

of

EcologyEcology

is

the

study

of

theinteractions

between

organismsand

their

environment.The ‘

e

nvir

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entcombination

of

the

physicalenvironment

(temperature,

wateravailability,

etc.)

and

anyinfluences

on

an

organismexerted

by

other

organisms-thebiotic

environment.21.1.1ECOLOGYEconomicsoikos

+

logos1.2氣(Individual

ecology):氣(

abundance)氣氣energy

flownutrient

cyclingadaptation(Population

ecology):population

dynamics(Community

ecology):ecological

processes(Ecosystem

ecology):food

web1.32.Concept

of

IE2.1-----2

2key

words,,

1989

9

FroschGallopoulosO

1997 2

2(Journal

of

Industrial

Ecology),,2090O

902

22.2,2050··3.Theories

of

IE3.1:--??“hER3?:::第二節(jié)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)及其進化Industrial

Ecosystems

and

Evaluations1.工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)概念概念：工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是依據(jù)生態(tài)學、經濟學、術科學以及系統(tǒng)科學的基本原理與方法而進行經營和管理的工業(yè)經濟活動，是以節(jié)約資源、保護生態(tài)環(huán)境和提高物質綜合利用為特征的現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展模式，是由社會、經濟、環(huán)境三個子系統(tǒng)復合而成的有機整體。特征：人工的開放式的復合生態(tài)系統(tǒng)有經濟的加入能源資源耗量大、物質循環(huán)、轉化快兼有社會、自然屬性兩方面的特征要有制度的保障2.1

自然生態(tài)系統(tǒng)概念在一定空間中，共同棲居著的所有生物(即生物群落)與其環(huán)境之間由于不斷地進行物質循環(huán)和能量流動過程而形成的統(tǒng)一整體?；竞x：客觀存在的實體，有空間、時間的概念由生物成分和非生物成份組成以生物為主體各成員間有機地統(tǒng)一在一起，具有統(tǒng)一的整體功能2.自然生態(tài)系統(tǒng)及其特征2.2

生態(tài)系統(tǒng)的特征(1)動態(tài)特征：生態(tài)系統(tǒng)是不斷變化的系統(tǒng)。隨著時間的推移，生態(tài)系統(tǒng)總是從比較簡單的結構向復雜結構狀態(tài)發(fā)展，最后達到相對穩(wěn)定的階段。穩(wěn)定平衡的特征：自然界生態(tài)系統(tǒng)總是趨向于保持一定的內部平衡關系，使系統(tǒng)內各成分間完全處于相互協(xié)調的穩(wěn)定狀態(tài)。生態(tài)系統(tǒng)內的負反饋機制是達到和維持平衡或穩(wěn)定的重要途徑。對外開放的特征：生態(tài)系統(tǒng)之間都存在著能量和物質的交換。如森林與河流之間營養(yǎng)的流通；森林植物得到來自太陽的能量。(2)相互作用和相互聯(lián)系的特征：生態(tài)系統(tǒng)內各生物和非生物成分的關系是緊密相連不可分割的整體。輸出其它能源系統(tǒng)太陽開放的生態(tài)系統(tǒng)模型物質和生物環(huán)境能量、物質遷出的生物輸入環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)生物環(huán)境生產者

(producers)消費者(consumers)分解者(decomposers)(太陽輻射能等)(水、氧、二氧化碳等)氣候因子非生物環(huán)境無機物質有機物質(腐殖質等)2.3

生態(tài)系統(tǒng)的組成與結構生產者：自養(yǎng)型植物，包括所有進行光合作用的綠色植物和化能合成細菌。綠色植物利用日光作為能源，通過光合作用將吸收的水、CO2和無機鹽類合成初級產品—碳水化合物，可進一步合成脂肪和蛋白質。這些有機物成為地球上包括人類在內的一切生物的食物來源。消費者：生活在生態(tài)系統(tǒng)中的各類動物和某些腐生或寄生菌類，異養(yǎng)型生物，只能依賴生產者生產的有機物為營養(yǎng)來獲得能量。分解者：異養(yǎng)生物，如細菌、真菌、放線菌以及土壤原生動物和一些土壤中小型無脊椎動物。將復雜的有機物還原為無機物，把養(yǎng)分釋放出來，歸還給環(huán)境中。生態(tài)系統(tǒng)結構的一般模型結構：空間結構時間結構營養(yǎng)結構-食物鏈-食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈(Food

chain)：生產者所固定的能量和物質，通過一系列取食和被食的關系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，各種生物按其食物關系排列的鏈狀順序，稱為食物鏈。2.4.2

食物鏈類型捕食食物鏈(grazing

food

chain)：綠色植物為起點到食草動物進而到食肉動物的食物鏈。如植物—植食性動物—肉食性動物。碎屑食物鏈(detritus

food

chain)：以動、植物的遺體被食腐性生物(小型土壤動物、真菌、細菌)取食，然后到他們的捕食者的食物鏈。植物殘體—蚯蚓—線蟲類—節(jié)肢動物。寄生性食物鏈：由宿主和寄生物構成。它以大型動物為食物鏈的起點，繼之以小型動物、微型動物、細菌和病毒。后者與前者是寄生性關系。如哺乳動物或鳥類—跳蚤—原生動物—細菌—病毒。2.4.3

食物網(wǎng)(Food

web)2.5.1

反饋調節(jié)當生態(tài)系統(tǒng)某一成分發(fā)生變化，它必然引起其他成分出現(xiàn)一系列相應變化，這些變化又反過來影響最初發(fā)生變化的那種成分。負反饋：使生態(tài)系統(tǒng)達到或保持平衡或穩(wěn)態(tài)，結果是抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分的變化。正反饋：系統(tǒng)中某一成分的變化所引起的其他一系列變化，反過來加速最初發(fā)生變化的成分所發(fā)生的變化。使生態(tài)系統(tǒng)遠離平衡狀態(tài)或穩(wěn)態(tài)。2.5

生態(tài)系統(tǒng)的反饋調節(jié)和生態(tài)平衡令生態(tài)平衡：生態(tài)系統(tǒng)通過發(fā)育和調節(jié)所達到的一種穩(wěn)定狀態(tài)，它包括結構、功能和能量輸入和輸出的穩(wěn)定。令生態(tài)閾值：生態(tài)系統(tǒng)受外界干擾后，自動調節(jié)的極限。令生態(tài)危機：當生態(tài)系統(tǒng)中物質與能的輸入量大于輸出量，且超越生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力(生態(tài)閾限)時，過度輸入的物質和能會以廢物的形式排放到周圍環(huán)境中去，造成收支失衡，原有協(xié)調結構和功能失調，導致環(huán)境污染，這種狀態(tài)即稱為生態(tài)停滯或生態(tài)危機。由于人類盲目活動而導致局部地區(qū)甚至整個生物圈結構和功能的失衡，擾動超過了生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)的極限，從而威脅人類的生存。處于水陸過渡帶，濕生植物促淤以富集水陸兩相營養(yǎng)物質，以高等植物為主要的初級生產者，初級生產力較高。為魚類和其它水生動物提供了豐富的餌料和棲息地，具有較高的漁業(yè)生產能力。令淡水湖泊生態(tài)系統(tǒng)例1淡水濕地生態(tài)系統(tǒng)鄱陽湖是一個古老的斷陷湖盆，約1.35億年前沉陷成巨大的盆地，距今六七千年前積水成為湖泊。由于歷史上長江改道及人類的活動，大量泥沙沉積湖中，導致湖面不斷縮小。鄱陽湖匯集了贛、撫、鐃、信、修五河之水，再外泄入長江干流。隨水量變化，鄱陽湖升降幅度較大，具有天然調節(jié)水量、蓄洪的功能。鄱陽湖162009鄙陽湖-10-

12172009-鄙陽湖10-

122009鄙陽湖-10-

1218鄙陽湖鄙陽湖令沼澤地表常年過濕或有薄層積水，泥炭是它的本質特征令沼澤植物(主要為莎草科和禾本科)、沼澤動物、細菌和真菌4個類群組成。令世界上的分布主要在北半球的寒帶森林、森林苔原以及溫帶森林草原。我國的沼澤主要在大小興安嶺和長白山地區(qū)。例2

淡水沼澤生態(tài)系統(tǒng)我國最大、最典型的海濱灘涂濕地之一，也是世界上最大的丹頂鶴越冬地，互花米草最早在此落戶，是圍墾、種養(yǎng)殖和外來種入侵等人類活動極度頻繁的典型灘涂濕地生態(tài)系統(tǒng)。江蘇鹽城灘涂濕地Seagrass

CommunitiesFemale

flowerMale

flower例3極地自然生態(tài)系統(tǒng)海南東寨港紅樹林自然保護區(qū)例4我國最南的國家級自然保護區(qū)——令工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的長期穩(wěn)定發(fā)展有賴于整個系統(tǒng)的平衡。令平衡的內在機制是市場價值規(guī)律，而平衡的實現(xiàn)要靠系統(tǒng)內部具有自動調節(jié)的機制和能力。當系統(tǒng)的某一組成部分出同機能異常時，就可能造成系統(tǒng)生態(tài)鏈中斷或部分脫節(jié)，必須有其他組成成員填補空位或使用新途徑的生態(tài)鏈。令系統(tǒng)的組成部分越復雜，能量流動和物質循環(huán)的途徑越復雜，其調節(jié)能力就越強。令內在調節(jié)能力有一定限度，因此，有必要輔助于人為調控手段，這種調控來源于工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調管理機構。3.自然生態(tài)系統(tǒng)與工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的對比分析兩類生態(tài)系統(tǒng)的相同之處都由生產者、消費者和分解者構成；都是開放式的生態(tài)系統(tǒng)；都在不間斷地進行著能量流動、物質循環(huán)和信息傳遞來維持自身的平衡與發(fā)展；系統(tǒng)內的各要素都有自己的“需求”，為自身生存而求共生；兩種生態(tài)系統(tǒng)的形成、發(fā)展和崩潰都是動態(tài)進化過程，都遵從“適者生存”的達爾文法則，都經歷原生演替或自生演替并逐漸達到頂級狀態(tài)的過程。最主要的差別是有、無人的參與。嚴格意義上的自然生態(tài)系統(tǒng)應該是沒有人的參與的。自然生態(tài)系統(tǒng)沒有目的，一切物

種的生死存亡皆屬自然。而工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)不僅有人的介入，而且是人設計、創(chuàng)造出來的。自然生態(tài)系統(tǒng)具有工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)無法比擬的復雜性。自然界中極少有生物只以一種生物為食，如蛇吃青蛙、老鼠、鳥等

。食物網(wǎng)的復雜性決定了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)——生態(tài)工業(yè)園區(qū)內的“食物網(wǎng)”必定要簡單得多，因而必然要脆弱得多。(3)最關鍵的區(qū)別是前者只受生態(tài)學規(guī)律的約束而不受經濟學中市場規(guī)則的制約，而工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)則不然。一個生態(tài)工業(yè)園區(qū)內的企業(yè)不僅要考慮到原材料是不是使用了其他廠家的廢物而對環(huán)境有利，還必須要考慮到生產的產品是否能賣得出去以及價格，從而對企業(yè)的生存與發(fā)展有利。一個生態(tài)學上合理而經濟學上不合理的工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是無法生存下去的。3.2兩類生態(tài)系統(tǒng)的不同之處表3.1工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的四個基本原則自然生態(tài)系統(tǒng)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)傳輸(Roundput)循環(huán)傳輸(Roundput)物質循環(huán)物質循環(huán)能量層疊能量層疊多樣性(Diversity)多樣性(Diversity)生物多樣性行為者多樣性(行業(yè)、部門、企業(yè)等)物種、生物相互依賴性和協(xié)作相互依賴性和協(xié)作工業(yè)輸入-輸出信息LocalityLocality地域性()地域性()利用地方資源利用地方資源(包括廢物)注重地方特性注重地方特性限制性因素限制性因素地方依賴性地方成員間協(xié)作協(xié)作漸變(Gradual

Change)漸變(Gradual

Change)利用太陽能進化利用廢物、能源和再生資源通過繁殖進化系統(tǒng)多樣性緩慢發(fā)展0

1輪回的時間周期性和季節(jié)性系統(tǒng)多樣性發(fā)展緩慢組成自然生態(tài)系統(tǒng)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生產者利用太陽能或化學能將無機物轉化成有機物，或把太陽能轉化為化學能，供自身生長發(fā)育需要的同時，為其他生物種群(包括人類)提供食物和能源。如綠色植物、單細胞藻類、化能自養(yǎng)微生物等初

級

： 利

用

基

本

環(huán)

境

要

素(空氣

、水

、土壤巖石

、礦物質等自然資源)生產出初級產品，如采礦廠、冶煉廠、熱電廠等高級：初級產品的深度加工和高級產品生產。如化工、肥料制造、服裝和食品加工、機械、電子產業(yè)等消費者利用生產者提供的有機物和能源，供自身生長發(fā)育，同時也進行有機物的次級生產，并產生代謝物，供分解者使用。如動物(草食、肉食等)、人類不直接生產“

物質化”

產品，但利用生產者提供的產品

，供自身運行發(fā)展

，

同時產生生產力和服務功能等

，

如行政、商業(yè)、金融業(yè)、娛樂及服務業(yè)等分解者把動、植物排泄物、殘體分解成簡單化合物，再生以供生產者利用。如分解性微生物、細菌、真菌及微型動物者把工業(yè)企業(yè)產生的副產品和

“廢物”進行處置、轉化、再利用等，如廢物回收公司、資源再生公司等表3.2工業(yè)與自然生態(tài)系統(tǒng)的組成部分對比3.3工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)受自然生態(tài)系統(tǒng)的啟發(fā)而建立工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是效仿自然生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)立的，模擬自然生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)方式，建立不同工藝過程之間的聯(lián)系，使一個生產過程產生的廢物(副產品)作為下一生產過程的原料，使原來線性疊加的工業(yè)過程形成“生物鏈”結構，進而生成“生物網(wǎng)”結構；加入具有分解功能的“消費工業(yè)廢物”鏈條，實現(xiàn)廢物資源的回收、再生和利用。建立工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)目的是在適應社會需求的同時，通過人、經濟(市場)和信息的調節(jié)作用，促進系統(tǒng)內的物質與能量平穩(wěn)、順暢、良性地流動，緩解工業(yè)高速發(fā)展帶來的資源與環(huán)境危機，實現(xiàn)經濟、社會和生態(tài)環(huán)境的多重效益，為實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展與全球共榮提供必要的保障。4.工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的進化圖4.1

一級生態(tài)系統(tǒng)的線性流動模式一級生態(tài)系統(tǒng)(TypeⅠecology)其產品是為了滿足用戶對性能、質量和價格要求，企業(yè)則以謀求最大利潤為目的，追求產品的功能性和經濟性的平衡、最大的性能價格比，以占有更大的市場份額，忽視資源的成本，對污染物采用末端治理的思想，由此客觀上造成了全球性生態(tài)惡化和資源耗竭，構成了對人類生存與發(fā)展的空前挑戰(zhàn)。二級生態(tài)系統(tǒng)(TypeⅡecology)采取的是過程控制思想，即實施清潔生產計劃是環(huán)境管理方式的一大進步已經從被動的末端治理，轉向為積極的污染預防，是20世紀8

0年代以來全球環(huán)境污染物排放量增速減緩的重要手段，但過程控制主要關注產品的生產過程，而沒有考慮與產品相關的其他環(huán)節(jié)，如產品的使用、用后回收處理等。這種管理手段也無法滿足可持續(xù)發(fā)展模式的要求必須重新界定產品的環(huán)境管理對象。圖4.2

二級生態(tài)系統(tǒng)中準循環(huán)流動模式三級生態(tài)系統(tǒng)(Type

Ⅲecology)采取的是產品系統(tǒng)管理，是指與產品生產、使用和用后處理相關的全過程，包括原材料采掘，原材料生產，產品制造，產品使用和產品用后處理。整個的系統(tǒng)物質和能源、產品和副產品加入大的循環(huán)中，對生態(tài)環(huán)境不構成威脅，可實現(xiàn)工業(yè)生態(tài)化，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。圖4.3

三級生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)流動模式物質處理開采者或物質制造者者(礦物,植物)(制造商)消費者圖4.4目前理想工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式與二級生態(tài)系統(tǒng)模式相近。對生態(tài)環(huán)境構成的威脅較小，但該管理手段也無法完全滿足可持續(xù)發(fā)展模式的要求。有限的資源有限的廢料廢理料者處生態(tài)工業(yè)向三級生態(tài)系統(tǒng)模式靠近。對生態(tài)環(huán)境不構成威脅，可實現(xiàn)工業(yè)生態(tài)化，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。圖4.5現(xiàn)代生態(tài)工業(yè)新模式生態(tài)工業(yè)與傳統(tǒng)工業(yè)相比，有以下不同之處：(1)追求的目標不同。(2)對自然資源的開發(fā)利用方式不同。(3)產業(yè)結構和產業(yè)布局的要求不同。(4)廢棄物的處理方式不同。(5)工業(yè)成果在技術經濟上的要求不同。

(6)工業(yè)產品的流通控制不同。討論：生態(tài)工業(yè)與傳統(tǒng)工業(yè)的對比分析2009-

10-

1237第三節(jié) 工業(yè)生態(tài)學主要研究內容及方法Main

Contents

and

methods

of

IE1.實現(xiàn)工業(yè)生態(tài)化的手段及途徑應用生態(tài)學的原理和方法，通過生態(tài)重組等手段，加速工業(yè)轉型，進而實現(xiàn)工業(yè)生態(tài)化，最終獲得經濟、社會和生態(tài)多重效益，實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展。手段：生態(tài)重組途經：企業(yè)內部的工業(yè)轉型目標：實現(xiàn)工業(yè)生態(tài)化及人類社會的可持續(xù)發(fā)展2009-

10-

1211.1

生態(tài)重組1.1.1基本含義Suren

Erkman指出，生態(tài)組過程是運用已經成熟的自然生態(tài)系統(tǒng)作為模型對物質和能量流動進行重新組織。Faye

Duchin認為生態(tài)重組是一種通過按照盡可能對地球的生物-地球化學系統(tǒng)干擾最少的方式進行技術設計和實施，從而推動社會財富的目的實現(xiàn)。本質上就是按照自然生態(tài)學原理和自然生態(tài)系統(tǒng)運行方式來調整人類的活動，在工業(yè)生態(tài)學中強調是以工業(yè)活動為主的工業(yè)系統(tǒng)的重組，是人類與整個地球可持續(xù)發(fā)展的關鍵。2009-

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2生態(tài)系統(tǒng)的各種組成部分，各種生物的種類、數(shù)量和空間配制，在一定時期均處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，使生態(tài)系統(tǒng)能夠各自保持一個相對穩(wěn)定的結構。生態(tài)系統(tǒng)的生物種類、種群數(shù)量、空間配置、隨時間的變化等構成了生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結構，它是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和物質循環(huán)的基礎。狹義地講，生態(tài)重組主要是針對工業(yè)系統(tǒng)，包括各種不同數(shù)量和類型工廠企業(yè)的組合、企業(yè)的地理布局、相

互間的物質、能量和信息的流動、交流和層疊。廣義而言，對于現(xiàn)有經濟體系的重組，經濟結構的調整，包括能源結

構、產業(yè)結構、交通和基礎設施、商業(yè)流通以及消費結構

等。前者從微觀和中觀層次上推動工業(yè)企業(yè)和社區(qū)實施工業(yè)生態(tài)學，而后者從宏觀層次上為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎。2009-

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31.1.2生態(tài)重組的生態(tài)學解釋首先，在宏觀層次上，生態(tài)重組是封閉工業(yè)體系乃至全社會的物質與能量循環(huán)，改善整體經濟的物質與能源效率，實現(xiàn)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)向三級生態(tài)系統(tǒng)進化和可持續(xù)發(fā)展的根本途徑。這是工業(yè)生態(tài)學最基本的思想；其次，在中觀層次上，即工業(yè)企業(yè)層次上，生態(tài)重組是從原料和產品的生命周期開始重新審視產品設計、制造與消費過程，延長產品壽命，特別是減少廢物，增強循環(huán)；最后，在微觀層次上，生態(tài)重組將優(yōu)化反應過程，實現(xiàn)“原子經濟性”，即分子、原子層次上，提高反應的效率，設計最為高效簡捷的化學合成反應。實際上是循環(huán)經濟的思想在工業(yè)生態(tài)學中的體現(xiàn)。2009-

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41.1.3生態(tài)重組的作用工業(yè)轉型

(Industrial

Transformation)是近些年在可持續(xù)發(fā)展和工業(yè)生態(tài)學等相關文獻中出現(xiàn)的新名詞。工業(yè)轉型內容廣泛，包括產品和服務的生產和消費的技術、組織和形式(空間和時間)、原材料和能源的轉變以及所產生的環(huán)境影響及這些影響對生活質量產生的后果等。實際上是生態(tài)重組實施過程及結果在公司層面上的體現(xiàn)，轉型的目的旨在增強特定公司工業(yè)生產生態(tài)效益。1.2

企業(yè)內部的工業(yè)轉型6工業(yè)生態(tài)化(工業(yè)轉型)的實施1.1國外的工業(yè)轉型研究污染的防治： 集中于減少現(xiàn)有工廠和過程的污染。清潔技術：發(fā)展新技術，替代現(xiàn)在的高耗能和原材料及污染技術。生命周期設計： 在產品和生產過程中集中考慮環(huán)境。閉合循環(huán)：通過產品的循環(huán)對廢品進行再利用和回收。環(huán)境管理系統(tǒng)： 管理結構的變化和提供與環(huán)境相關的影響信息。工業(yè)生態(tài)主要指向技術轉變，組織管理和網(wǎng)絡理論被看做是制度轉變的一部分，可持續(xù)消費主要反映的是生產結構的轉變。組織屬性、企業(yè)運轉間的關系、內部操作和管理的機能、跨組織的關系和結構構成了工業(yè)轉型中組織研究的四個方面，它們影響和制約著企業(yè)的運轉，對工業(yè)轉型起著重要的促進或制約作用。國內的工業(yè)轉型研究(1)加大對工業(yè)生產部門進行技術改造、工藝革新的力度提高生產效率，實現(xiàn)清潔生產，這是取得經濟效益和環(huán)境效益的保證。(2)注重產品從產出到淘汰各個過程對環(huán)境的影響，突出和強調產品的“生命周期設計”，產品生命周期的延長促成閉合的物質循環(huán)，高效使用資源的同時減少了對環(huán)境的壓力。(3)加強企業(yè)組織研究，建立有利于可持續(xù)發(fā)展的政策制度體系。(4)大力調整產業(yè)結構，倡導可持續(xù)消費。研究消費者的消費行為，按時間尺度、水平和消費動機的差異研究消費，長期的趨勢和社會結構，有利于認識消費者行為的變化，并據(jù)此制定工業(yè)轉型的計劃。9微觀層次屬綠色化學(green

chemistry)的范疇。通過改變化學產品或過程的內在本質，來減少或消除有害物質的使用與產生。設計或重新設計化學物質的分子結構，使其具備所需的特性又避免或減少有毒基團的使用與產生。高選擇性化學反應，減少副產品，甚至達到原子經濟性(atom

economy)、實現(xiàn)零排放(zero

emission)。1.3

實施

(implementing)綠色化學的基本原則①污染預防優(yōu)于污染形成后處理；②最大限度地將所使用的所有材料都轉化至最終產品；③最大限度地使用或產生無毒或毒性小的物質；④設計化學產品時應盡量保持其功效而降低其毒性；⑤盡量不用輔助劑，需要使用時應采用無毒試劑；⑥合成方法應盡量在常溫，能量使用應最小，并考慮對環(huán)境和經濟的影響；⑦最大限度地使用可更新原料，避免不必要的衍生步驟；⑧催化反應優(yōu)于化學計量反應，選擇低毒或無毒催化劑；⑨化學品應設計成使用后容易降解為無害的物質；⑩應能真正實現(xiàn)在線監(jiān)測，在有害物質形成前加以控制。中觀層次針對企業(yè)與生產單位層次，主要是重新審視產品與制造，特別是減少廢料。該層次的研究包括：綠色設計和綠色制造。綠色設計與綠色制造研究內容：①綠色產品的描述與建模；②確定綠色產品的評價指標體系和評價方法；③綠色設計方法學的基礎研究；④綠色設計的材料選擇及綠色產品的結構設計；⑤綠色制造系統(tǒng)模型及綠色制造工藝技術研究。1.21.3宏觀層次在不同企業(yè)間構建工業(yè)生態(tài)鏈、生態(tài)網(wǎng)，組建工業(yè)生物群落，建立生態(tài)工業(yè)園區(qū)，主要目的是整體提高物質與能源利用效率。生態(tài)工業(yè)園區(qū)是依據(jù)循環(huán)經濟理念和工業(yè)生態(tài)學原理而設計建立的一種新型工業(yè)組織形態(tài)，也是通過模擬自然系統(tǒng)建立的產業(yè)系統(tǒng)中“生產者一消費者一分解者”的循環(huán)途徑，可實現(xiàn)物質閉路循環(huán)和能量多級利用。2.實現(xiàn)工業(yè)生態(tài)化的主要內容及方法(Contentsand

Methods

)工業(yè)代謝分析(analysis

of

industrial

metabolism)-原料與能量流動(material

and

energy

flows

analysis)物質減量化和脫碳(dematerializationand

decarbonization)生命周期評價(life

cycle

assessment)工業(yè)生態(tài)設計(design

for

IE)生態(tài)效益(eco-efficiency)生態(tài)工業(yè)園區(qū)(eco-industrial

parks)技術變革與環(huán)境(technological

change

and

environment)工業(yè)理論生態(tài)化(ecologizinogf

industrial

theories)工業(yè)結構生態(tài)化(ecologizinogf

industrial

structure)工業(yè)小區(qū)生態(tài)化(ecologizinogf

industrial

parks)工業(yè)設計生態(tài)化(ecologizinogf

industrial

design)工業(yè)生產生態(tài)化(ecologizinogf

industrial

producing)工業(yè)垃圾生態(tài)化(ecologizinogf

industrial

waste

materials)3.

生態(tài)工業(yè)發(fā)展的具體模式(DevelopingModel

of

IE)(1)促進污染“零”

排放：

生態(tài)工業(yè)的最高目標就是使所有物質都能循環(huán)利用，而向環(huán)境中排放的污染物極小，甚至為“零”排放。從環(huán)境友好的角度，這是生態(tài)工業(yè)推崇的、理想化的模式。污染“零”排放模式。AT&T公司Allenby和Gradel提出的三個類型：①要求企業(yè)的能源和物質全部做到物盡其用，幾乎不需要資源回收環(huán)節(jié)；②要求建立企業(yè)內部資源回收環(huán)節(jié)，以滿足資源回收需要；③

要求對生產過程中產生的所有產出物進行循環(huán)利用，