摘要：從生態(tài)工業(yè)園共生網絡的生態(tài)內涵出發(fā)，借鑒生物群落關聯度這一生態(tài)學概念，提出園區(qū)企業(yè)間生態(tài)關聯度、總關聯度生態(tài)率兩個指標,并將其用于國內外生態(tài)工業(yè)園共生網絡實例的比較分析,最后根據分析結果對我國生態(tài)工業(yè)園共生網絡建設提出了建議。

關鍵詞：生態(tài)工業(yè)園；共生網絡；生態(tài)關聯度；總關聯度生態(tài)率

0引言
在生物學上，共生是指不同物種以不同的相互獲益關系生存在一起，形成一種對雙方或一方有利的生存方式。借鑒生物學上的共生，提出工業(yè)共生的概念。工業(yè)共生是指通過不同企業(yè)之間的合作共同提高企業(yè)的生存及獲利能力，同時通過這種共生實現對資源的節(jié)約和對環(huán)境的保護［1］。
20世紀90年代初，在一些學術論文和會議報告中出現了“生態(tài)工業(yè)園（Eco-Industrial Park）”的概念，即在生態(tài)工業(yè)園中，由于一個企業(yè)產生的廢物或副產品是另一個企業(yè)的“營養(yǎng)物”，園區(qū)內外彼此靠近的企業(yè)就可以形成一個相互依存的工業(yè)共生關系。通過這種共生網絡，繼而形成一個高效率的閉環(huán)系統(tǒng)，不僅提高了經濟效益，還從根本上改善了生態(tài)環(huán)境，并因此引發(fā)了國內眾多專家學者的研究興趣。王兆華等基于工業(yè)生態(tài)學進行了工業(yè)共生網絡模式的比較研究［2］。郭翔等基于生物種理論、循環(huán)鏈對生態(tài)工業(yè)園區(qū)網絡模式進行研究［3~4］。蔡小軍等對生態(tài)工業(yè)園共生網絡的形成機理及其穩(wěn)定性進行研究［5］。以上研究均從宏觀視角對生態(tài)工業(yè)園的共生網絡進行探討，而本文從微觀視角出發(fā)，通過對共生網絡生態(tài)內涵的深入研究，借鑒生物群落關聯度，引出生態(tài)關聯度和總關聯度生態(tài)率兩個重要概念，并以此作為評價共生網絡生態(tài)化程度的重要指標。通過實例對比分析，就我國現階段生態(tài)工業(yè)園共生網絡的建設提供一些建議。
1關聯度的涵義
1.1自然生態(tài)系統(tǒng)和工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的關系
在自然生態(tài)系統(tǒng)中，生物之間最本質的聯系是通過食物鏈來實現的［6］，各種食物鏈相互交錯連接形成食物網。生態(tài)系統(tǒng)中的物質循環(huán)和能量流動正是沿著食物鏈（網）渠道進行的。與自然生態(tài)系統(tǒng)相似，工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)由生產者、消費者、分解者和環(huán)境4種成分組成，也是通過營養(yǎng)關系即工業(yè)食物鏈連接起來的。在工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，物質循環(huán)和能量流動沿著食物鏈（網）渠道進行，并通過這種食物營養(yǎng)關系，把工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中各企業(yè)有機地連接成一個整體。故而工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)兩者在共生網絡的構筑上有著相通之處。
1.2生物群落關聯度
生物群落關聯度［7~9］是指對一生物群落內物種間關聯性大小的量度。生物群落關聯度等于群落食物網中實際觀察到的食物鏈數除以最大可能的食物鏈數［10］，表示為：

圖1是一個群落食物網，其中有a、b、c、d、e 5個物種，即S=5。圖1（a）中的虛線表示該食物網中最大可能的食物鏈數，即S（S-1）/2=5×（5-1）/2=10；圖1（b）中的實線表示該食物網中實際存在的食物鏈數，即L=6。把S和L代入式（1）可得該生物群落關聯度：

但當群落內物種多或者關系復雜時，則食物網難以用圖形象表示。針對此問題，Cohen提出了用群落矩陣［11］表示食物網，從而將矩陣與食物網建立起一一對應關系，為進行食物網數據處理及研究各種數量關系提供了有效途徑。
仍以圖1為例，圖2是一個5×5的矩陣，該矩陣上方表示捕食物種，左邊表示被食物種。群落矩陣的物種豐富度仍為群落的物種數量，即S=5。矩陣中數字“1”表示一個捕食者從一個特定的被食者獲得資源（營養(yǎng)）；如果兩者之間沒有資源交換發(fā)生，則記為“0”。那么，群落矩陣中非零元素的個數就為該群落的食物鏈數，即L=6。

1.3園區(qū)企業(yè)間關聯度
生態(tài)工業(yè)園共生網絡中企業(yè)之間的關聯分為兩種，一種是基于產品的上下游連接，所形成的連接關系稱為產品鏈。而另一種是由各企業(yè)之間相互利用副產品、廢品形成的生態(tài)工業(yè)鏈。企業(yè)通過生態(tài)工業(yè)鏈既可降低治污費用,同時也獲得可觀的經濟、社會雙重效益。
故而在進行園區(qū)企業(yè)間關聯度計算時，分成2種情況，同時考慮園區(qū)內生態(tài)工業(yè)鏈（Le）和產品鏈（Lp），即總食物鏈數Lt=Le+Lp，或僅考慮園區(qū)內生態(tài)工業(yè)鏈Le。與其對應的關聯度分別稱為園區(qū)企業(yè)間總關聯度（Ct）和園區(qū)企業(yè)間生態(tài)關聯度（Ce）。計算公式如下：

式中：S′為生態(tài)工業(yè)園（或工業(yè)園）內企業(yè)數量。這里企業(yè)是指從事生產、運輸、鐵路、貿易等經濟活動的部門，如工廠、礦山、公司等；而車間、工序和操作單元為企業(yè)內部的生產部門。
可見，園區(qū)企業(yè)間生態(tài)關聯度越高，生態(tài)工業(yè)園內企業(yè)間相互利用副產品、廢品的連接關系就越多；總關聯度生態(tài)率越高，生態(tài)工業(yè)共生網絡的生態(tài)化程度就越高。通過提高園區(qū)企業(yè)間生態(tài)關聯度和總關聯度生態(tài)率，才能從根本上摒棄傳統(tǒng)工業(yè)園的“資源—產品—廢物”這一線性資源消耗模式，實現資源的綜合利用，達到企業(yè)相互間資源的最優(yōu)化配置。本文正是以生態(tài)關聯度和總關聯度生態(tài)率作為衡量生態(tài)工業(yè)園共生網絡生態(tài)化程度的重要指標。
2實例比較
卡倫堡工業(yè)園被認為是世界上最早建立也是目前最成功的生態(tài)工業(yè)園。上世紀60年代初，這里的火力發(fā)電廠和煉油廠已經開始了工業(yè)生態(tài)方面的探索。最初，卡倫堡工業(yè)園并未有意發(fā)展成工業(yè)生態(tài)體系，大部分企業(yè)進行副產品交換的動機只是想通過為“工業(yè)廢物”尋找產生收入的用途從而減少成本。后來，工業(yè)園內6個主要成員緩慢但非常有效的拓展，使卡倫堡工業(yè)園自發(fā)地向生態(tài)工業(yè)園的方向逐漸靠近，最終形成了目前這種有益于環(huán)境的共生關系�？▊惐�“工業(yè)共生體”是世界上第一個生態(tài)工業(yè)園，其成功的運行，為其它生態(tài)工業(yè)園區(qū)的實踐提供了良好的榜樣�？▊惐び嘘P資料表明公司投資7 500萬美元的回報至少是已節(jié)約了1.6億美元（每年1 500萬美元）［13］。
卡倫堡工業(yè)共生系統(tǒng)最初的7個核心參與者為：（1）阿斯內斯（Asnaes）火力發(fā)電廠，丹麥最大的燃煤火力發(fā)電廠。（2）斯塔托伊爾（Statoil），是丹麥最大的煉油廠，具有年加工320萬t原油的能力。（3）濟普洛克（Gyproc）石膏墻板廠，具有年加工1.4萬m2石膏板的能力。（4）諾和諾德（Novo Nordisk），一所國際性制藥公司，年銷售收入20億美元，公司生產醫(yī)藥和工業(yè)用酶，是丹麥最大的制藥公司。（5）卡倫堡市區(qū)，有2萬居民需要供熱、蒸汽和水。（6）Tisso湖。（7）海灣。
在過去近30年的發(fā)展過程中，上述成員，還包括許多其它公司，自發(fā)地發(fā)展了一系列雙邊互換關系。開始并不存在對園區(qū)總體網絡的初始計劃，它對每個參與者來說只是經濟意義上的一對一交易。圖3、4分別是卡倫堡工業(yè)園1975、1985年的工業(yè)食物網，以下將通過計算各時點該生態(tài)工業(yè)園園區(qū)企業(yè)間關聯度，來揭示共生網絡逐漸發(fā)展的過程。

1975年的卡倫堡工業(yè)園僅僅是工業(yè)共生的開始，參與副產品交換的企業(yè)僅有斯塔托伊爾（Statoil）和濟普洛克（Gyproc）石膏墻板廠，雖然諾和諾德（Novo Nordisk）制藥公司也座落在工業(yè)園內，但當時還沒有與其它企業(yè)建立任何副產品交換關系。準確地說，卡倫堡最初的共生是Gyproc公司在卡倫堡建廠時，就利用了Statoil公司產生的丁烷（這使得Statoil公司停止燃燒對他們來說是廢氣的丁烷氣）。

由圖3可見，該食物網的物種豐富度S=7，生態(tài)工業(yè)鏈（燃氣和海水鏈）數Le=2，產品鏈（水和民用燃料油鏈）數Lp=5，總食物鏈數Lt=Le+Lp=7。
把S和Lt代入式（2），可得該時期卡倫堡生態(tài)工業(yè)園的園區(qū)企業(yè)間總關聯度Ct=0.333。把S和Le代入式（3），可得該時期卡倫堡生態(tài)工業(yè)園的園區(qū)企業(yè)間生態(tài)關聯度Ce=0.095。把Le、Lt代入式（4），可得該時期卡倫堡生態(tài)工業(yè)園的總關聯度生態(tài)率α＝0.286。
10年后，Asnaes公司開始供應飛灰給Alborg水泥公司，這也是首次不只有卡倫堡的一家公司加入合作。最后，在1981—1982年發(fā)展了更多的交換項目：Asnaes公司開始供應發(fā)電產生的蒸汽給所在城市、Statoil公司、Novo Nordisk公司。這樣，最初10年從一個合同發(fā)展成一個真正的工業(yè)的“食物鏈”［13］。

由圖4可見，1985年該食物網的物種豐富度S=8，生態(tài)工業(yè)鏈（燃氣和海水鏈）數Le=5，產品鏈（水和民用燃料油鏈）數Lp=7，總食物鏈數Lt=Le+Lp=12。把S和Lt代入式（2），可得該時期卡倫堡生態(tài)工業(yè)園的園區(qū)企業(yè)間總關聯度Ct=0.429。把S和Le代入式（3），可得該時期卡倫堡生態(tài)工業(yè)園的園區(qū)企業(yè)間生態(tài)關聯度Ce=0.179。把Le、Lt代入式（4），可得該時期卡倫堡生態(tài)工業(yè)園的總關聯度生態(tài)率α＝0.417。
1995年時該網絡有了進一步的發(fā)展。核心的7家企業(yè)之間的副產品、廢物交換越來越多，而新加入的Avsnaes養(yǎng)魚場接收該電站的熱海水，將其產生的魚廢物給農場作肥料。與此同時，農場還接收Novo Nordisk生化公司的廢物污泥作為肥料。
由1995年卡倫堡生態(tài)工業(yè)園、2004年中國南海生態(tài)工業(yè)園、韓城龍門工業(yè)園以及衢州沈家工業(yè)園的食物網參見文獻［1，13，14］，可計算出這些生態(tài)工業(yè)園和工業(yè)園的園區(qū)企業(yè)間總關聯度、生態(tài)關聯度和總關聯度生態(tài)率，結果見表1。

3數據分析
由表1可知，丹麥卡倫堡生態(tài)工業(yè)園在它20多年的發(fā)展歷程中，園區(qū)內企業(yè)數量呈緩慢增長態(tài)勢，而生態(tài)工業(yè)鏈的數量卻得到了實質的增加，總關聯度生態(tài)率在總關聯度提高的同時也相應地提高。正是這樣通過構建企業(yè)間相互利用的副產品、廢品的生態(tài)工業(yè)鏈，提高生態(tài)工業(yè)園的園區(qū)企業(yè)間生態(tài)關聯度，給卡倫堡生態(tài)工業(yè)園帶來了巨大的環(huán)境效益和經濟效益。
對比丹麥卡倫堡生態(tài)工業(yè)園，我國新建型生態(tài)工業(yè)園以南海生態(tài)工業(yè)園為例，雖然園區(qū)內企業(yè)間生態(tài)關聯度不高，但是總關聯度生態(tài)率較高。其原因在于，園區(qū)內規(guī)劃納入的企業(yè)數量較多，但該項目組注意到了共生網絡的生態(tài)內涵，較好地將園區(qū)內各種副產品、排放的廢物利用其物理、化學成分間相互聯系、相互作用，互為因果地構筑了該生態(tài)共生系統(tǒng)。
而我國改造型生態(tài)工業(yè)園，以龍門、沈家生態(tài)工業(yè)園為例，生態(tài)關聯度都很低。主要原因在于改造型生態(tài)工業(yè)園的前身———傳統(tǒng)工業(yè)園屬于勞動密集型和技術密集型的經濟技術開發(fā)區(qū)或高新技術開發(fā)區(qū)，它們側重于經濟發(fā)展“量”的擴張，缺少構建企業(yè)間利用副產品、廢品生態(tài)工業(yè)鏈的意識，雖然有些企業(yè)積極實施末端治理，但效果甚微。
4結語
4.1生態(tài)關聯度分析的意義
對生態(tài)工業(yè)園的共生網絡進行生態(tài)關聯度分析，有助于深入剖析其生態(tài)化程度，讓園區(qū)內企業(yè)之間的工業(yè)鏈和共生網絡名副其實地生態(tài)化，繼而達到把污染物消滅在生產過程中的目的，最終實現區(qū)域內污染物排放的最小化和資源利用的最大化。
4.2對我國生態(tài)工業(yè)園共生網絡建設的啟示
結合我國生態(tài)工業(yè)園的發(fā)展現狀，對于新建型生態(tài)工業(yè)園，需嚴把規(guī)劃關，在增加園區(qū)企業(yè)數量的同時，最大程度地挖掘產業(yè)之間、企業(yè)之間副產品、廢物的流動關系。根據園區(qū)內核心企業(yè)的產業(yè)特點，引入那些可以促進閉合物流循環(huán)和能幫助實現最優(yōu)副產品交換的新企業(yè)，同時可以考慮成立一體化的資源回收系統(tǒng)或引入專門的資源回收企業(yè)。
而改造型生態(tài)工業(yè)園由于原工業(yè)園內可利用的生態(tài)工業(yè)鏈太少，建議對工業(yè)園區(qū)的產業(yè)定位和現有企業(yè)進行詳細了解，通過技術改造或引進新技術、新設備，來提高企業(yè)間消化副產品、廢物的能力，擴大企業(yè)間的物質能量流動關系，合理引入與原有企業(yè)存在潛在協同和共生關系的工業(yè)型企業(yè)。還必須謹防部分盲從者在概念上“偷梁換柱”，僅用產品鏈去構筑生態(tài)共生網絡。

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