产业生态学的兴起

3.1　产业生态学的兴起

随着全球工业化进程尤其是发展中国家工业化进程的不断深入,工业产业的发展对环境的负面影响也越来越大,全球的生态环境正在遭受毁灭性的破坏。越来越多的学者开始关注环境与经济发展关系的问题,探索经济与环境可持续发展的有效途径。例如,环境经济学、生态经济学等学科都在试图寻找一种解决办法,但发现都存在一定的缺陷,没有从根本上突破传统的末端治理环境污染方式的束缚,也就无法解决经济发展与环境破坏的冲突问题。

工业革命以来,伴随着矿产资源大规模开采、煤炭石油能源的大量消耗,引发了一系列重大环境事件:英国伦敦烟雾(二氧化硫和粉尘)造成1万多人相继死亡;美国洛杉矶汽车尾气形成的光化学烟雾引发大量眼、鼻、喉疾病,死亡率极高;日本水俣氮肥厂大量甲基汞化合物排入水俣湾,造成水俣病事件;富士山平原上游日本三井矿业公司炼锌厂排放大量含镉废水,用来灌溉农田,使大米和饮用水中镉严重超标,数百人死亡,爆发了“骨痛症”事件。另外,日本东部沿海的四日市石化工厂二氧化硫粉尘事件、日本九州爱知县的米糠油事件等,都造成了对人类健康的极大损害。随着工业化进程在全球推进,全球性的环境污染也越来越严重,二氧化碳造成的全球变暖、臭氧层破坏、森林面积急剧缩小和生物物种灭绝、大气酸雨、土壤沙漠化、海洋污染等,形成了世界性公害。在全球环境日益恶化的情况下,联合国多次召开国际会议,旨在协调治理人类生存与发展的空前危机,促进环境保护与经济的协调、可持续发展。1972年斯德哥尔摩人类环境会议和1992年联合国环发大会,是两个重要的里程碑。《人类环境宣言》、《生物多样性公约》和《21世纪议程》的签署,标志着可持续发展已经成为世界各国的共同认识。近年来,环境污染有逐步向发展中国家蔓延和转移的趋势,包括亚洲、非洲和拉丁美洲。中国环境问题也日益突出,出现了水质污染、森林砍伐、酸雨、海洋赤潮、农田污染和缺水问题等。种种迹象表明,环境污染问题已经对人类生存与发展构成了严重威胁,“高消耗、高污染”的传统工业发展模式已经不能再发展下去,各国在发展经济的同时,必须寻求一条可持续发展的工业化道路。

环境污染与生态破坏问题的症结实质是资源代谢在时间、空间尺度上的滞留或耗竭,系统耦合在结构、功能关系上的破碎和板结,社会行为在经济和生态管理上的冲突和失调(王如松,2003年)。实践证明,传统的分散型产业经济发展模式已经产生对经济发展的制约,并影响可持续发展的投资环境和人文居住环境,产业生态日益成为世界性发展潮流。

(1)　传统的经济发展模式受到挑战,经济转型和生态产业成为当今世界发展潮流和研究趋势

在自由市场机制下,市场主体往往从自身角度考虑生产的成本和收益,而对产生的社会后果以及对其他主体的福利影响却没有通过货币或市场交易反映出来。在获取利润最大化动机的驱动下,每个市场主体都会无节制地开发利用环境资源,而产生的负效益则分摊给社会其他主体,导致社会资源配置(帕累托最优)的无效率或市场失灵,不能实现社会总收益的最大化。在政府方面,由于行政条块分割和地方利益保护、政出多门的分散管理,造成信息不通和政府协调机制失灵,加上许多公共资源产权不明,往往出现价格扭曲或“寻租”现象,从而导致政府失灵,降低分配的公平性和企业生产效率。尤其在海洋、河流、森林、空气、水等共有资源方面,市场失灵和政府“寻租”(制度失灵)所导致的环境成本外部不经济性表现得非常明显,表现为因产权不明而导致的资源无价、低价,因补贴而造成的某些生产资料价格低于生产成本等,弱化了厂商开发高效、低耗、低污染产品的动力(黄志斌,2000年)。西江中下游由于食品、饮料、造纸、纺织、漂染等行业排放大量COD、BOD₅、硫化物等污染物,造成石油类、酚、悬浮物、金属锰等监测项目超标(李国琛,2000年)。对珠江三角洲水、土壤、大气、生态的区域环境质量监测结果表明:环境污染呈上升之势。尽管遍地是水,水质性缺水却十分普遍;复合污染呈上升之势(傅家谟等,2003年)。珠江三角洲水资源主要集中在西部,整个珠江三角洲的用水也主要靠西部水源,西江流域中上游若沿用珠江三角洲传统的工业发展模式,必然造成水网严重污染,水资源问题无疑将成为中下游各地区,尤其是珠江三角洲及粤、港、澳地区经济发展的制约因素。

以往的经济发展模式(包括发达国家的发展历史和目前发展中国家的经济发展)为实现工业化和GDP增长,以大量资源消耗、大量废物排放和低利用效率,造成环境污染和生态退化,形成人类活动与自然系统的对立与冲突。或者说,传统经济是一些相互不发生关系的线性物质流的叠加,由此造成出入系统的物质流远远大于内部相互交流的物质流,造成经济活动的“高开采、低利用、高排放”特征(Lloyd Connelly et al.,1997;Audra J. Potts Carr, 1998;Lloyd Connelly et al.,2001;奈民夫、那顺,2002年;褚大建,2000年;陈之泉,2002年;韩宝平、孙晓菲等,2003年;赵运林等,2002年)。这种线性物质能量流动的经济系统已经导致资源消耗和超出自然消化吸收人类垃圾的能力(J.Korhonen et al.,2003)。

从全球范围来看,在不到一个世纪的时间里,人类对生活空间、物质、食品和福利的需求扩大了5倍,物种消失、水土流失和水质下降等环境退化现象不断增加,更严重的是很多生态系统出现功能性问题:自然生产力下降、土壤盐碱化、水体富营养化等(David J.Brunckhorst,2002);目前不可持续发展的主要原因在于人类社会经济系统与自然生态系统是以不同的系统发展原理在运作(J.Korhonen et al.,2003)。必须采取行动整合人类活动、土地利用、自然循环和功能协调为一体的生态系统,通过改变新的组织形式、调整政策来恢复和保持各种形式的社会、经济和生态的调节能力。未来可持续能力决定于调节社会、经济与生态系统功能延续性及其相互关系的资源管理系统(David J.Brunckhorst,2002)。

1992年在里约热内卢联合国环境与发展宣言会议和21世纪议程上,强调可持续发展的三个要素,即:生态、经济和社会公平。保持生活基本需要,使所有人得到经济富裕,努力使社会分配公正。德国是走在世界可持续发展前列的国家,早在1993年,德国议会“保护人类与环境”会议上,为资源可持续利用确定了四个原则:一是再生资源的消耗速率不能超过再生速率;二是非再生资源的消耗不能超过可替代功能的再生资源或非再生资源的数量。三是进入环境的物质能量不能超过环境能吸收的具有最低危害的承载能力。四是控制人类活动干预环境的速度并防止超过环境的调节能力;1994年德国专家委员会增加了第5条:避免人类活动对人体健康造成危害和不可接受的伤害(F.W. Wellmer et al.,2002)。

全球环境变化的人类影响国际研究计划(简称IHDP)组织了以下四大科学领域的研究:一是土地利用管理与土地覆盖变化(LUCC)。二是全球环境变化和人类安全管理(GECHS),包括环境和人类安全的概念和理论框架;环境变化、资源利用和人类安全;人口、环境和人类安全;区域性环境胁迫和人类脆弱性的模型;环境安全的体制和政策建设。三是全球环境变化的体制因素(IDGEC)。四是产业转型(IT),包括宏观环境经济、激励与调控政策、生产、消费四大研究方向以及转型过程、分析方法与工具、管理、监测与体制、城市和产业转型、能源、食物、信息与通信7个研究领域。产业转型(IT)计划是其中最活跃的一组,过去一年中先后在世界各地召开了9次有关产业转型的区域性会议,并在此基础上制定了产业转型与人类影响的科学研究计划(Vellinga,1999),提出了产业转型研究中与城市生态系统有关的一系列关键科学问题。IT的目标是理解复杂的社会经济相互作用,辨识变化的动力学机制,探索能显著减少环境影响的发展途径。IT研究就是要以产业为突破口,将生产者和消费者相联系,研究城市社会、经济、环境变化间的系统关系及其与全球环境有关的系统变化,如水、交通、居住、食物、能源、物质利用、信息与通信、金融服务、娱乐旅游等。其实质就是人类生态关系的系统研究,其内涵远远超过生产过程、效率或产品的“绿化”,或单个部门或行业的改造,它是一种系统创新(技术加体制);不能只靠单个行动者或单个部门,涉及大的地理尺度(跨国、跨洲)和时间及行业范围,要求多学科的系统研究(王如松,2003年)。

在亚洲各国,可持续发展仍处于概念化阶段,除了签署全球和地区环境协议、设立新的环境机构、进行国家可持续发展规划和开发项目的环境影响评价外,几乎没有证据表明亚洲国家在可持续发展方面做出真正的进展(Peter King et al.,2003)。空前规模的全球和国家规模的环境退化触发了一个危机信号:过去的发展战略和规划方法是很狭隘和短视的(Jacobson,1988),人类资源是有限的,而且自然界提供原材料和排放废物的承载力也是有限的。经济因素、自然资源和环境保护的复杂交织使传统的规划技术已经无法应付。政府决策者需要在社会、经济和环境因素整合的基础上进行全面规划(UNCED,1992;Peter King et al.,2003)。

(2)　传统经济与环境生态的严重对立迫切需要新型经济与新思维,要求产业经济研究与自然科学的加速融合与交叉

产业生态研究(又称循环经济)依据自然生态有机循环机理,在自然系统承载能力内,对特定地域空间内产业系统、自然系统与社会系统之间进行耦合优化,达到充分利用资源,消除环境破坏,协调自然、社会与经济的持续发展。作为20世纪90年代刚刚兴起的一门综合性、跨学科的应用科学,产业生态学是研究各种产业活动及其产品与环境之间相互关系的跨学科研究(Allenby and Richards,1994;Audra J Potts Carr,1998;Allenby,1999a, xi;Michael HHuesemann,2001; T.P.Seageretal.,2002;Ralf Isenmann, 2003;杨建新等,1998年;厉无畏,2002年;王寿兵,2003年)。国际电力与电子工程研究所(IEEE)在“持续发展与产业生态学白皮书”报告中指出:产业生态学是一门探讨产业系统与经济系统以及它们同自然系统相互关系的跨学科研究,是研究可持续能力的科学(王如松,2003年;IEEE,2000)。产业生态研究作为一个系统研究方法,着重研究产业系统和自然生态系统的相互作用,通过重新设计产业活动寻求把人类活动对生态系统的影响减少到能持续发展的水平。

20世纪90年代以来,德国、日本、美国等国家正在把发展产业生态型经济、建立生态型社会看做是深化可持续发展战略的重要途径(褚大建,2000年)。中国也有越来越多的学者和政府决策者在实施可持续发展战略时认识到当代资源环境问题日益严重的根本原因在于工业化以高开采、低利用、高排放为特征的线性经济模式,提出人类社会的未来应该建立一种以物质闭环流动为特征的经济,即生态经济,从而实现可持续发展所要求的环境与经济“双赢”,即在资源环境不退化甚至得到改善的情况下促进经济增长的战略目标。产业生态经济可以为优化人类经济系统各个组成部分之间关系提供整体性的思路,为工业化以来的传统经济转向可持续发展的经济提供战略性的理论范式,从根本上消解长期以来环境与发展之间的冲突(王如松,2003年)。

产业生态与传统产业具有完全不同的发展系统和思维,是一种新经济形态或生态型循环经济。这就需要改变现有土地利用的思维模式,改变产业流程减少废物,使产业适应环境而不是改变环境来适应产业(Audra J.Potts Carr, 1998)。产业生态将不可持续变为可持续发展,是通过经济与社会的转型进化到一个新系统的状态,而不是依赖效率提高的发展模式来保留现有的系统结构。为此,H.P.Wallner把这种可持续发展的转型称为“可持续岛”(Islands of Sustainability)的发展模型,认为可持续发展是社会文化、生态和经济等维度的整体方案,通过增加企业间相互合作形成基本的代谢单元PU(Process Unit),新的代谢单元以新的面貌特征综合集成为网络化、整体化和生态集聚化的区域发展模式LEDNS(Local Economy Development Networks; H.P.Wallner, 1999),其特征以物质和能量循环代谢为基础,并具有很高的发展潜力,如效率提高、原材料替代等。清洁产品作为PUs(代谢单元)的生态产品在微观产业生态系统中得到很快发展。

生态化产业经济要求系统内部以互联的方式进行物质交换,以最大限度利用进入系统的物质和能量,从而能够形成“低开采、高利用、低排放”的结果。由于存在反馈式、网络状的相互联系,系统内不同行为者之间的物质流远远大于出入系统的物质流。它通过两个或两个以上的生产体系或环节之间的系统耦合,使物质、能量能多级利用、高效产出,资源、环境能系统开发、持续利用(王如松,2003年)。闻名世界的“桑基鱼塘”,是珠江三角洲四百多年来形成的以种桑、养蚕、养猪、养鱼良性循环生产的生态农业模式典范,备受联合国生态专家称赞,列为人与生物圈研究计划并在全球推广。然而,工业化城镇化的快速发展和大面积环境污染,使珠江三角洲桑基几乎消失,桑基面积由200多万公顷萎缩至不足200公顷(陈玉银等,1995年)。曾经是全国十大商品粮基地之一的珠江三角洲,目前已成为粮食紧缺调入区。经济增长明显以牺牲土地和生态资源为代价,这种以牺牲农业命脉为代价的经济增长是不可再生和难以逆转的。在工业化、城市化过程中,盲目圈地、超前征地、征而不用、用而不当的现象,使珍贵的耕地大量减少,人均耕地已减少到警戒线0.6亩以下(李维敏,2000年)。西江中上游地区也面临着同样问题:森林覆盖率减少了一半,水土流失面积扩大1.5倍,粮食缺口越来越大,四省(区)皆呈缺粮态势(傅绶宁,1995年)。随着城镇化战略的实施,中国将面临粮食安全与生态平衡的双重挑战(田光进,2002年)。

对农业土地利用和粮食安全的轻视具有历史性和全球性原因:在战后很长时期里,多数发展中国家建立以工业化为主体的发展战略而忽略了农业的持续发展,使农业成为城市和工业发展的附属工具。这种过度撇取农业剩余和忽略农业发展最终导致轻视农业、有限的农业投资和不利的农业贸易。忽略农业增长同样也阻碍了其他部门的增长,尽管农业产出比例低于其他经济部门,但同样需要农业生产的快速增长来改善农业状况和保持城市人口的粮食供应(Herman van Keulen,1998)。

(3)　可持续发展的根本目的就在于使经济系统适应自然系统;将生态系统原理应用到经济系统可能是达到这一目的的有效途径

可持续发展依赖于两个基本条件的实现:一是资源的不间断供给。二是实现产业发展与环境的协调发展;但现实资源的稀缺性往往造成粮食危机、能源危机、资源危机和生态危机。世界研究动向和发达国家的经济转型表明,产业生态能够使物质和能量在经济、社会系统内不断循环,是解决资源与环境问题的有效途径。

将自然生态原理应用到经济系统,不能直接将生态原理照搬到经济系统上。因为自然演化毕竟不同于经济系统演变,自然系统没有人类经济系统和社会系统的文化,自然也不能像人类经济系统那样有意识地进行规划;信息流动和反馈也不尽相同。因此,采用新陈代谢方法并不意味着自然生态系统原理搬到经济系统就可以达到可持续发展的目的。新陈代谢的含义已经不是生态系统中的原意,而是已成为研究产业与社会可持续发展模型的创新和灵感源泉:一是物质能量流动不是简单的货币流通;二是在系统中所有的参与者都是互相依赖、影响和被影响,是系统方法研究;三是对人类可持续系统而言,地球生态系统是惟一可观察研究的参照物。产业生态要围绕物质循环能量传输和再生资源的可持续利用,在产业结构和组织特征上强调多样性,即资源、经济参与者和技术运用的多样化。