《软科学))2006年.第2()卷.第5期(总第89期) 基于耗散理论的 生态工业发展机制研究 李昆 ,魏晓平‘ (1.中国矿业大学管理学院;2.徐州建筑职业技术学院,江苏徐州221008;) 摘要:目前许多地方的生态工业呈现为系统线性演化特征,这造成地方过度干预生态工业发展,尤其在生 态工业园建设中,盲目投资、激进行为导致了工作的低效和浪费。之所以如此,原因在于人们没能充分认识到 【业 系统生态演化所具有的系统特征。其中,开放系统的耗散品质决定了,工业生态化进程的非线性渐进演化特征。 关键词:耗散理论;生态工业制度变迁;系统非线性渐进演化 中图分类号:F424 文献标识码:A 文章编号:1001—8409(2006)05—0038—04 Research on Ecological Industrys Policies Based on Dissipative Structure Theory LI Kun‘ ,WEI Xiao—ping (1.School of Management,China University of Mining 7bchnology; 2.Xuzhou Architecture Vocational Technology Institute,Xuzhou 22 1 008) Abstract:At present,the policies of ecological industry(E1)in many places show the system linear ev— olutional characteristics,which makes local government intervene to the development of El excessively. Especially,the investing of government finance on El projects blindly and other overanxious behaviors have resulted in inefficiency and waste.One important reason for this is that people have not been aware of the systematical dissipative structure characteristics existing in El pro(:ess that leads to the non—linear gradually evolving of El process. Key words:dissipative structure theory;institutional vicissitudes of ecological industry;systematic non— linear gradual evolution 1前言 实…。 目前,国内各级对建设生态工业园区的热情较为 然而,各地现有的生态工业的以及相关的制度变 高涨,但是在这种生态化变革中出现了包办一切的苗 迁研究观点,有意抑或无意,仍然不在少数地体现为:生态 头。大至法规的制定,小到清洁、循环型企业的定额 工业建设与发展(主要指工业生态园区)应该呈现出“系 培养,一切都在这只“看得见的手”的主导下开展。 统线性演化规律”的。线性演化逻辑的重要特征是演化 然而生态工业体系的建设与发展是一种高级的市场经济, 的单向性,在一定的机制下(比如制定的旨在构筑生 永远不可能起主导作用,否则市场机制必然被扭曲, 态工业系统的约束激励机制),系统演化主要决定于系统 一些地方却像是在抓一个项目或是系统工程那 内组织的正反馈功能,也就是在所埔的正激励作用下,系 样,打算在的主导下把它创造出来,这非常不现 统偏离初始状态的倾向不断增强,L业系统生态化的具体 收稿日期:2006-03-07 作者简介:李 昆(1970一),江苏仪征人,中国矿业大学工程管理博士生,徐州建筑职业技术学院讲 币,研究方向为生态工业系 统演化;魏晓平(1953一),黑龙江鹤岗人,中国矿业大学教授,博士生导师,研究领域为资源经济与管理 ・38・ 维普资讯 http://www.cqvip.com
《软科学}2006年・第20卷・第5期( 89期) 表现就是:由于约束激励和法规的存在,传统的“资 源一产品一污染排放”企业会单方向地向“资源一产品一 再生资源”型企业转变,进入生态工业园的企业必然是那 些能够与其他企业建立生态链接的企业。根据这种线性 运动逻辑,可以推测出:工业系统生态演化必然是一个数 学收敛的过程,经过若干个观测周期n后,生态型企业的 比例将趋向100%。 在这种逻辑框架下,的措施和相应法律制度 在生态工业园区的建设中起着关键的作用,园区的招商政 策明文规定入住的企业必须具备清洁生产特征、与其他企 业能够建立生态链接(“构链”或是“补链”),工业系统内 有着严格环境执法、必要的经济激励(支持生态工业 的财政拨款、优惠金融信贷和税收)。希望通过 “设计出的机制”在特定的区域内建造或改造出一个生态 化工业系统,与潜在生态伙伴交换彼此的废物和副产品、 共享基础设施和高效清洁的生产技术,同时,能量和水资 源以梯级利用方式在系统内循环、环境污染得以有效控 制 。 虽然以上逻辑设计不乏合理因素,但这种“主观设 计”的生态工业却属于典型的线性思维产物,而在线性思 维模式指导下的工业系统生态化实践,很可能造成盲目建 设、财政投入浪费、生态效果低下等事与愿违的现象。之 所以会这样,原因在于的生态经济举措没有认识到工 业系统生态化的实质,即工业系统的生态化进程与其它复 杂、开放的巨系统演进一样,其运动过程表现为自组织特 征,而自组织特征的最基本原因在于系统组织内在的耗散 结构特征。 2工业系统生态化进程中的耗散结构特征 “耗散结构”(dissipative structure)理论是由比利时科 学家伊里亚・普里戈滓(1‘Prigogine)于20世纪70年代提 出的,由于这一成就,普里戈津获得1977年诺贝尔化学 奖。耗散结构理论的提出对当代哲学思想,尤其是对系统 科学、系统辩证思想产生了深远的影响。在耗散结构理论 创立前,世界被一分为二:其一是物理世界,这个世界是简 单的、被动的、僵死的,不变的可逆的和决定论的量的世 界:另一个世界是生物界和人类社会,这个世界是复杂的、 主动的、活跃的、进化的,不可逆和非决定论的质的世界。 物理世界和生命世界之间存在着巨大的差异和不可逾越 的鸿沟,它们是完全分离的,从而伴随而来的是两种科学, 丽种文化的对立。而耗散结构理论则在把两者重新统一 起来的过程中起着重要的作用。耗散结构理论极大地丰 富了系统哲学思想,在可逆与不可逆,对称与非对称,平衡 与非平衡,有序与无序、稳定与不稳定,简单与复杂,局部 与整体,决定论和非决定论等诸多哲学范畴都有其独特的 贡献 。 普里戈津学派通过对非平衡热力学的研究,继承和发 展了前人关于物理学中相变的理论,运用当代非线性微分 方程以及随机过程的数学知识,揭示出了耗散结构所具有 的系统品质与特征 。工业经济系统作为一个内部充满 竞争活力,外部需要物质、能量和信息交流的活体生命系 统,毫无疑问地具备耗散品这一系统特征。而系统的耗散 结构主要包括:非线性相干作用,系统开放,远离平衡结构 和突破“阀值”的突变等四大系统特征。下面将针对工业 系统生态化演进问题,并结合以上四个系统耗散特征来阐 述和揭示生态工业建设的系统动力问题,为生态工业 的制定寻找科学的理论依据。 2.1 非线形相干机制下的生态工业建设 首先,生态工业系统的制度安排是一项复杂的系统演 化活动,其中的因素对生态工业的建设具有重大和深 远的影响。因此,在的制定过程中必须考虑到复杂系 统的演化特征,其中非线性相干机制最为重要。工业经济 系统是一个复杂的巨系统,其内部企业之间存在着市场竞 争、资源竞争;技术进步与创新对行业结构、企业生产方式 产生着深刻的影响;系统中的制度因素如行政、法律、行业 规范等也同时作用于企业的经济行为中。这些因素相互 作用,随着时间的递延、内外部环境的变迁,企业生产产 品、提供服务所发生的资源消耗行为必然受制于这种系统 复杂因素的共同作用,同时发生权变和演化。各种因素对 工业系统产生了强大的交互作用,这就是非线性相干机 制。 在非线性相干机制作用下,工业系统的生态化实质上 属于非线性系统演进。即事情并非简单到只要颁布资源 环境法规、树立生态工业示范典型、制定清洁型企业定额 就一定能建立起资源循环使用、能量生态链接的生态工业 模式。这种思维属于系统线性发展逻辑,实践证明事实并 非如此。如:企业出于成本或制度原因会选择缴纳排污 费,拒绝使用节能、环保型技术;会停止废弃物处理设备的 使用,选择直接向大气、土壤和河流排污等。因此,非线性 相干机制的存在,使得工业系统生态变革并非是单向收敛 的——所有系统内企业经过特有的机制都会转变为 生态型企业,真实的工业系统生态化则是一种要复杂得多 的渐进的、非线性的系统演化。因此,在生态工业政 策的制定中,最容易犯的错误就是忽视企业的趋利本质, 即生态工业园区内的企业会本能地比较实施生态运作的 成本和潜在收益,要调动市场主体参与生态园区建 设,制定的法规就必须给予企业获得盈利的机会,假 若条件苛刻(例如:强制某些企业建立生态链接,在没有 支撑性技术予以保证、没有污染许可证交易的市场安排下 实施严格的排放标准)则会造成企业亏损,因而更无从提 及工业系统的生态化变革。另外,还要注重市场的主导作 用,在生态经济建设中这是必须克服的问题 ,这要求生 态工业制度的出发点和制度运转环境必须以企业的趋利 行为为参考、以市场机制为基础,依靠市场来调节企业的 投资决策、生态链接行为以及园区的管理,并为此提 供制度保障,而并非刻意地去设计所渭的生态工业园区建 设流程。 2.2生态工业系统的开放性 具备耗散结构的系统必定是开放系统,同外界进行着 ・39・ 维普资讯 http://www.cqvip.com
《软科学))2oo6年.第20卷.第5期(总第89期) 物质、能量和信息的交换。耗散结构之所以依赖于系统开 平衡结构,它描述了丧失活力、发展停滞的经济系统,系统 放,是因为根据热力学第二定律,一个孤立系统的熵会随 沦中称之为“热寂”状态 实际 ,工业系统的生存与发 时间增大,当达至极大值时,系统则对应着最无序的平衡 展要求接受外部事物不间断的冲击,来自外界的信息和技 态,即孤立系统绝对不会出现耗散结构。而开放系统可以 术扩散、物质能量输入、新的消费内容会持续改变系统内 使系统从外界引入足够的“负熵流”来抵消系统内熵的产 消费者的需求偏好、丰富其消费内容;会不断启发和增加 生,使系统总熵减少或不变,从而系统进入或维持相对有 系统内企业的赢利点、刺激企业的市场拓展动机。 序的状态。工业系统生态演化问题也是如此,系统内各企 这样看来, -r业系统生态化无论如何都不会成为有些 业存在的首要目标是最大化经济收益,在选择供应商或是 学者所说的是一个物质能量内部循环的封闭系统,耗散结 投资领域时,成本利润目标是企业做出经济决策的主要依 构的开放特征决定了外来物质与信息对系统的冲击,会帮 据。 助工业系统克服“热寂”、远离“死”平衡结构而获得发展。 因此,从微观角度看,企业可能选择更有竞争力的外 因此,工业体统生态化无论何时都是对外开放的,生态化 部原料供应商,而非在本系统内利用其他行业的再生资 进程总是关联着外部事物的状况,同时还受制于整个社会 源;由于系统存在与外部相连的大气、河流等,企业选择赢 母系统的制度、技术环境约束 。 接排放废物的便利(也可以理解为节省购置环保设备获 2.4生态工业系统演化赖以存在的“阀值”条件 得的收益)大于环境法规的制裁成本时,企业可能会放弃 耗散结构总是通过某种突变过程出现的,某种临界值 成为生态型企业的努力。而对整个宏观工业系统而言,其 的存在是伴随耗散结构现象的一大特征,如贝纳德对流、 自身生存、发展必然要求与外界进行物质、能量和信息交 激光、化学振荡均是系统控制参量越过一定“阈值”时突 换,尽管这种交换会消耗大量的资源,排放出“三废”。但 然出现的。 业系统生态化进程同样要求耗散结构应所 作为一个有生命特征的经济系统,它必须要开放,只有开 具有的“阈值”前提,例如:能否使 业系统生态化变革步 放才能补充必需的能源材料、才能接受外来的技术扩散、 人一个良性、持续的发展轨道,系统内资源、环境法规 才能获得必要的市场信息, 时向系统外部输出产品和服 的力度,生态型企业种群的数量比例和示范效果必须达到 务以交换系统赖以生存的经济资源。系统开放特征客观 一定的“阀值”方叮。尤其在、法规等制度因素健全 上决定了:L业系统总是有“非生态型经济行为”的出现, 时,由于“生态型”企业比例较高,其生产成本优势能很好 有时甚至是因为行为产生的。例如:地方为发展 地被其他企业观测到,因此群落中的跟从、模仿效应增强, 经济、增加就业,首要考虑的是如何吸引外部投资,而投资 最终“生态型企业种群演化”将蔓延至整个经济系统 。 企业能否和本地企业形成“工业食物”链接(“补链”)则 3结论与建议 属于次要的,因此有可能加剧企业间的资源相竞现象(争 其…,工业系统本质上是-一个开放的复杂系统,其生 能源、争土地、争水源),而不是资源共生关系(例如:对江 态化进程属于具有耗散结构品质的系统渐进演化,而不是 苏省铜山县棠张镇工业开发区的调查便反映出这个情 什么物质能最的封闭循环 由于系统无时不有、无处不在 况)。所以只要工业系统是开放的,那么整个系统在短期 地与外界进行着物质和信息的交流,如:来自社会母系统 内彻底实现物质能量循环、构筑工业生态链接只能是一种 的制度和技术约束;来自外系统的环境非友好、不具备资 “线性的思想产品”而已。 源节约品质的设备或商品;系统内部各子系统之间的市场 2.3远离平衡结构的工业系统生态化 竞争、逐利动机滋生的投机行为等都会给非生态类企业提 产生耗散结构的系统必须处于远离平衡的状态,即要 供生存的空问省B可能导致居民或企业经意或不经意的浪 想使系统产生耗散结构,就必须通过外界的物质流和能量 费和污染行为。简而言之,工业系统的开放为系统的生存 流驱动系统,使它远离平衡至一定程度,至少使其越过非 和发展提供了不可或缺的动力基础,但同时也为工业系统 平衡的线性区,即进入非线性区。贝纳德效应 就是说明 的生态化变革形成了一定的阻力。 这一问题的最好例子。耗散结构与平衡结构有本质的区 其二二,生态化进程是一个渐进演化的过程,而无法在 别,平衡结构是一种“死”的结构,它的存在和维持 依赖 某个区域内通过特定的环境资源法规、生态产业、财 于外界,而耗散结构是个“活”的结构,它只有在非平衡条 政扶持或是设定企业进驻园区的『J槛而在短时期内一蹴 件下依赖于外界才能形成和维持。这一点对工业经济系 而就。这是工业系统的开放性、耗散性客观决定的。甚至 统尤为重要,尢论其生态化进程处于何种水平,很难想象 工业系统生态化本身也是系统耗散品质的“衍牛物”,即 如下情形的存在:经济规模维持在一个恒定的水平、技术 出于经济利益仁j的,企业自觉或不自觉地实施经济行为的 能力足以支撑不断增长的经济规模、竞争企业的正常利润 结果 .就像丹麦卡隆堡的工业剐产品交换模式实际上是 为零、人的需求偏好始终不变。这是无生命活力的“死” 卡降堡地方 业经过长达近20年的时I’HJ自发演化形成 0培一个装满液体、密闭的誊嚣上下两端接触不同温度的热源时,若上下温差很小,液体 会出现六角形花纹,表明系统离开平衡态不够远 待温差达到一定程度,即离开平衡态足够 远,寸出现六角形花纹~一即“贝纳德对流” 誊例如:系统外部供应商提供的设备本身具有高耗能、高排被的品质,外部输入商品在其产品寿命结束时,围产品构造原因造成的环境污染和时其拆除处理时导致的成本增加社套母 系统的法制不完善或激励疲弱、节能环保整体技术落后所导致的工业系统生态化进程受阻 *40・ 维普资讯 http://www.cqvip.com
《软科学}}2006年.第20卷.第5期(总第89期) 的 】,主要是由于企业为了节省生产、处理废弃物的成 本,以及利用和开发副产品能够获得收益的增加等经济因 营所产生的社会收益内部化,对此“市场失灵”必须要依 靠这只“看得见的手”来调节和平衡,以确保企业生 素促成,属于在自利基础上的系统自发演化,而并非起源 于理论或是层面上的主观设计。 其三,在推进生态工业系统的建设中,应该防范各级 在此问题上的过度热情、去干不应该干的事情。 为此,应该严格界定在生态工业发展中发挥作用的领 域范围。或相关机构组织的工作重心是在整个社会 经济系统中倡导节约和环保观念、传播生态工业知识、突 显生态化潜在受益、通过立法和财税引导、激励经济 群落中的企业构筑生态链接、实施清洁生产,从而为在整 个社会系统内实施工业生态化变革创造出良好环境和条 态化运作的动力源泉。但是,我们却没有理由不严格防范 借机掀起盲目的生态、环保建设投资热潮,以维护当前的 经济宏观成效,避免在生态经济建设问题上重蹈计划 经济时代的覆辙。 参考文献: [1]高辉清.我国循环经济的发展现状与趋势分析[EB/OL].ht— tp://finance.tom.corn,2004,11,30. 『2]徐大伟,王子彦,李亚伟.急于工业代谢的工业生态链梯级循环 物质流研究[J].环境科学与技术,2005,28(2):43—53. [3]沈小峰,胡岗,姜璐.耗散结构论[M]上海:上海人民出版社, 1987. 件。相比在不同的地区花费巨大资本设计出一座座孤立 的生态工业园而言,更具现实性和科学意义。 其四,当前各地生态工业园的设计和建设应该避免不 切实际的理想主义、消除线性逻辑引发的急功近利的 措施和盲目的经济投入。我们应该认识到:法规、生 态型企业示范等因素主要从外部对工业系统生态演化起 着影响和间接的引导作用,这种间接作用主要是用来弥补 在生态经济建设过程中单纯依赖市场的缺陷,即市场既不 能自发使企业内部化其生产所导致的外部成本(物质消 耗、环境污染等);市场也不能自发使得企业实施绿色经 [4]I・普里戈金,G・尼科里斯.非平衡系统的自组织[M].北京: 科学出版社,1986. 『5]王朝全.生态经济建设的特性与地方的作用[J].经济 改革,2004,(1). [6]魏晓平,李昆.基于“复制动态”进化博弈理论的生态工业链接 研究[J].中国工业经济,2005,(12). [7][美]劳爱乐,耿勇.工业生态学和生态工业园[M].北京:化学 工业出版社,2003. (责任编辑:李映果) (上接第37页) 为区域提供跨越式发展的循环经济模式。 浦东新区通过发展循环经济来寻求城市发展的新模 式,在经济快速增长的同时防止资源投入和污染产生的同 步增长,对于建成资源节约型城区、提高综合竞争力、实现 可持续发展是切实可行的途径,同时也将在全国起到重要 的示范指导作用。 参考文献: [1 冯之浚.循环经济导论[M].北 :人 出版社,2004 [2]冯之浚.树立科学发展观,促进循环经济发展[J].上海人学学 报(社会科学版),2004,(5). [3]上海大学循环经济研究院课题组.卜海浦东新区循环经济发展 战略研究[R].2004. [4]上海市浦东新区发展计划局.上海市浦东新区经济发展和社会 消费体系:除在源头采取措施减少生活垃圾的产生 外,要完善静脉产业链的建设,推广生活垃圾减量化、资源 化、无害化措施,兴建大型MBT(机械生物预处理)厂,保 持并适当扩大御桥和美商两大垃圾处理厂的处理能力等。 保障支撑体系:为实施上述循环经济发展战略,应从 法律制度、组织保障、规划支撑、支持、宣传教育、技术 推广等六方面构建发展循环经济的保障支撑体系,以促进 新区循环经济发展。借鉴国内外经验,结合浦东的特点, 制定促进循环经济发展的相关管理制度和综合评价指标 体系。成立各功能区主要领导组成的领导决策机构及循 环经济研究中心等。研究制定发展循环经济的战略目标 和总体规划及具体实施的方案。制定有利于发展循环经 济的产业、消费、能力建设、科技开发、税费改革、 发展报告(2004)[R]2005. [5]浦东新区统计局.上海浦东新区统计年鉴[Z].1999—2003. 投融资机制等方面的配套。建立包括学校、企业、机 关团体、社区在内的覆盖城市和郊区、生产和消费各领域 的宣传教育网络,要体现创新性、针对性和多样性。推广 国内外成熟技术,攻关重点项目技术,组织重大技术示范 项目等。 3结束语 [6]蒋应时.上海循环经济发展报告(2005)[R].上海,上海人民出 版社,2005. [7]王泠一.有限资源,无限活力(2005年上海环境建设蓝皮书) [M].上海:上海社会科学院出版社,2005. [8]周振华.协调发展,全面提升城市功能[M].上海:l 海社会科学 院出版社,2005. 经济发达区域发展循环经济应构建产业、城市运行、 [9]尹继佐.建设循环经济型的国际大都市(2004年± 海环境建设 蓝皮#)[M].上海:上海社会科学院出版社,2004. 人居生态、消费四大循环经济核心体系,在有力的保障体 系支撑下,结合区域发展战略,形成一套系统的发展规划, (责任编辑:李映果) ・41・
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