國內外產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡研究比較述評

趙秋葉,施曉清,*,石 磊

1 中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室, 北京 100085 2 清華大學環(huán)境學院國家環(huán)境保護生態(tài)工業(yè)重點實驗室,北京 100084

國內外產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡研究比較述評

趙秋葉1,施曉清1,*,石 磊2

1 中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室, 北京 100085 2 清華大學環(huán)境學院國家環(huán)境保護生態(tài)工業(yè)重點實驗室,北京 100084

產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡是指基于物質及能量交換以及知識及基礎設施共享而形成的在不同產(chǎn)業(yè)主體之間的合作共贏網(wǎng)絡,是產(chǎn)業(yè)轉型升級的重要保障。作為產(chǎn)業(yè)共生的運作方式,產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的研究國外從20世紀90年代開始從概念到實例就展開了一系列探討,國內自2002年也開始在網(wǎng)絡結構等方面開展相關研究。尤其在2008年以后,產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的研究方向不斷拓寬,研究成果豐富多樣。為明晰國內外產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡研究的發(fā)展態(tài)勢,促進產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡理論體系的發(fā)展并使其得到有效應用。本文從共生網(wǎng)絡內涵、結構、功能及評價、演化、管理調控等方面比較分析了國內外產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的研究進展,并對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的發(fā)展前景做了展望。未來產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡研究在不同尺度的比較及推演、數(shù)據(jù)信息平臺的搭建以及產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡演化模擬及管理調控的耦合等方面需重點關注。

產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡；產(chǎn)業(yè)共生；網(wǎng)絡演化

傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式在為人類創(chuàng)造了極大物質文明的同時也帶來了嚴重的生態(tài)環(huán)境問題,致使全球生態(tài)安全受到挑戰(zhàn),區(qū)域生態(tài)服務受到脅迫,人類健康受到威脅。構建可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式迫在眉睫。借鑒生態(tài)學原理,1989年美國學者Frosch等提出以產(chǎn)業(yè)共生為基礎的新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展理念,自此引發(fā)了產(chǎn)業(yè)共生的研究熱潮。產(chǎn)業(yè)共生是產(chǎn)業(yè)生態(tài)學中一個重要的研究領域,而產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡是產(chǎn)業(yè)共生的內在表現(xiàn)形式,其結構及演化影響整個產(chǎn)業(yè)共生體的功效。因此,產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的研究是當前產(chǎn)業(yè)共生領域前沿熱點議題,已取得一些重要的研究成果,但缺乏系統(tǒng)的總結以便有效指導實踐及辨明未來探索方向。為此,本文利用文獻計量學的方法,通過文獻篩選分類,從結構、功能、演化及管理等方面系統(tǒng)對比分析了國內外研究的發(fā)展進程,并展望了未來研究方向。

1 文獻計量研究

1.1 文獻篩選及主題分類

檢索論文分別選用web of science核心數(shù)據(jù)庫以及中國知網(wǎng)。在Web of Science核心數(shù)據(jù)庫中檢索式為(”industrial symbiosis network” OR (“industrial ecology” AND “network”) OR “industrial symbiosis” OR “eco-industrial park*”)；在中國知網(wǎng)中檢索式為(“產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡”)。篩選流程如圖1所示。通過篩選選出111篇中英文文獻。不包括以下兩大類：第一類是關于網(wǎng)絡工程的模型模擬文章(例如水網(wǎng),電網(wǎng)或者蒸汽網(wǎng))；第二類是描述性的產(chǎn)業(yè)共生實踐方面的文章。

依據(jù)這111篇文獻的研究內容將其分為五大主題。1)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的內涵界定；2)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的結構；3)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的功能及評價；4)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的演化；5)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的管理調控。不同分類主題可能包含同一篇文章。從圖2中可以看出,國內外產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡研究內容側重有所不同,國外偏重對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡概念和演化。國外學者更加注重產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡演化方面的研究。而中國在產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡結構研究上占有較大份額,在其他方面都略有涉及。

1.2 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡主題演變

1947年學者Renner通過產(chǎn)業(yè)之間的有機聯(lián)系發(fā)現(xiàn)了存在于產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)內的“產(chǎn)業(yè)共生”現(xiàn)象[1],使之開始受到關注。直到1989年Frosch等正式從產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)角度提出產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的構想[2],產(chǎn)業(yè)生態(tài)學成為一個新的研究領域被學者注意并開始研究。1997年Kassinis在他的博士論文中討論公司合作網(wǎng)絡將會帶來重要經(jīng)濟和環(huán)境效益[3]。2000年Chertow的《產(chǎn)業(yè)共生：文獻和分類》發(fā)表,她明確提出了產(chǎn)業(yè)共生的概念[4],繼而產(chǎn)業(yè)共生這一研究方向開始受到廣泛關注。

自2000年以后國內外對于產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的代表性研究逐漸增加,從圖3可以看出,尤其是2009年之后,關于產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的代表性研究從每年5篇左右增至每年10篇以上(2011年除外),相關研究方向不斷拓展。但國內外各自增長規(guī)律不同,國外產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡研究增長的分水嶺在2008,而國內在2011年之后才有明顯的增長趨勢。從圖4可以看出,產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡概念研究一直受到關注,并且經(jīng)過一段時間的研究實踐就會提出新的概念內涵,例如2000年、2005年以及2012年都有產(chǎn)業(yè)共生的新的概念提出。產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡結構、功能與評價和演化研究在2009年之后有顯著增加。而管理調控方面在不同年份研究數(shù)量變化不大。

圖1 中英文文獻篩選流程圖Fig.1 Literature Clean Process

圖2 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡研究主題文章數(shù)量 Fig.2 Article number of different area of industrial symbiosis netwo

圖3 每年國內外發(fā)表產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡文獻數(shù)量 Fig.3 The number of industrial symbiosis network literatures in different year

圖4 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡各研究領域發(fā)文章數(shù)(2014年以前)Fig.4 Article number of different area of industrial symbiosis network (Before 2014)

圖5 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡各研究方向國內外首次發(fā)文時間 Fig.5 The first published paper in different industrial symbiosis network fields

國內外展開產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡各個主題研究的時間各有不同,從圖5可以看出產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的內涵最早由國外提出,并且國內到2014年才有代表性文章發(fā)在中文期刊上,可見國內對于內涵理論的研究滯后于國外。國外在產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡結構、功能與評價以及演化方面研究也早于國內。在產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡管理與調控方面,國內首次發(fā)文時間比國外早7a?？傮w來講,盡管在多數(shù)研究領域國內首次時間晚于國外,但是隨后這些領域研究在國內也受到重視,并且在管理調控方面國內研究要早于國外。

2 國內外研究進展

2.1 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的內涵界定

1879年德國生物學家德貝里發(fā)現(xiàn)自然界中物種之間的共生關系[5]。一百多年后,從Frosch和Gallopoulos[1]、Chertow[4]提出的基于物質及能量交換的產(chǎn)業(yè)共生,到Mirata[6]和Lombardi[7]提出的基于知識、人力資源及技術交換的產(chǎn)業(yè)共生,再到Boons[8]提出的基于副產(chǎn)品交換及基礎設施共享動態(tài)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡,產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的內涵隨著學者對產(chǎn)業(yè)共生認識的逐步深入而外延(表1)。國內學者石磊根據(jù)國內外研究,也對產(chǎn)業(yè)共生進行界定(表1)[9]。

產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡作為產(chǎn)業(yè)共生的運作模式,其內涵常隱含在產(chǎn)業(yè)共生的定義之中。產(chǎn)業(yè)共生的交換或者共享要素包含兩大類,一類是物質性要素,另一類是非物質性要素。物質性要素包含產(chǎn)品(存在一定爭議)、副產(chǎn)品、廢物以及基于資源共享的基礎設施；非物質性要素包含服務、信息、知識和技術。事實上,不同的交換要素構成不同類型的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡,這些不同交換要素構成的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡相互作用形成了復雜的但完整的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡。因此,可以認為產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡是指通過物質、能量、產(chǎn)品、副產(chǎn)品、廢棄物、知識、人力資源及技術之間的交換以及基礎設施的共享等行為,使各合作產(chǎn)業(yè)主體獲得各自的經(jīng)濟、環(huán)境或者社會收益而形成的合作共贏網(wǎng)絡。

表1 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡定義變化過程

2.2 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的結構

國外主要從網(wǎng)絡組織模式及網(wǎng)絡結構量化指標兩方面展開研究,Chertow[4]最先提出5種不同網(wǎng)絡組織模式,Lambert[10]和Wells[11]也提出各自劃分方法和依據(jù)(表2)。

Ashton結合社會網(wǎng)絡理論、自然生態(tài)系統(tǒng)理論以及復雜網(wǎng)絡理論分析產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡結構化指標,包括節(jié)點的數(shù)量、分布和類型,節(jié)點的中心度,網(wǎng)絡彈性等指標[15- 16]。Van berkel也結合網(wǎng)絡分析方法提出網(wǎng)絡結構量化指標,包括共生網(wǎng)絡連接度和共生密度[17]。

國內開展了借鑒自然生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)和食物鏈對產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)組分的分析[18-20]。此外比較有特色的是李昆2009借助“生物生態(tài)位”理論對生態(tài)產(chǎn)業(yè)園共生網(wǎng)絡中企業(yè)生態(tài)位進行測度,進而識別該網(wǎng)絡中的關鍵企業(yè)[21]。

在結構分析方面,國內學者主要應用社會網(wǎng)絡分析,生態(tài)網(wǎng)絡分析這兩大方法展開了園區(qū)尺度及城市尺度的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的結構分析,研究結果及各方法優(yōu)劣見表3。

表3 國內產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡結構分析

2.3 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的功能及評價

國外對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡屬性的研究主要是從多樣性、彈性、連接度、冗余度等方面展開。探討了產(chǎn)業(yè)共生園的連接度、多樣性、冗余等屬性與自然生態(tài)系統(tǒng)的對比以及這些屬性與網(wǎng)絡彈性的關系[28-30],例如Hardy將食物網(wǎng)理論應用到19個工業(yè)園共生網(wǎng)絡結構的研究中,計算結果表明產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的連接度在0.5到0.6之間(典型自然生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡連接度也在這之間)；Wright引入生態(tài)連接度和生態(tài)多樣性的概念分析Burnside產(chǎn)業(yè)園共生網(wǎng)絡Chopra指出設計產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的過程中,可以通過提高部門多樣性和冗余性等措施提高網(wǎng)絡的彈性。但是還缺乏系統(tǒng)完整的理論研究。

國內對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡初期的研究主要是在學習國外產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡基礎理論的基礎上利用模型等定量化手段分析研究了產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的彈性、復雜性、穩(wěn)定性等內在屬性(表4)。但是研究還處于百家爭鳴的時期,需要進一步統(tǒng)一和完善。

表4 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡屬性研究總結

國內外產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡評價方法見表5。Chertow應用虛擬量化法對美國波多黎各產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡廢棄物處理共生和生氣系統(tǒng)共生所帶來的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益[45]。隨后Jacobsen 2006年用此法對丹麥卡倫堡的整個用水共生系統(tǒng)和蒸汽/熱共生系統(tǒng)進行經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的定量化評價[46]。該法還被用于鋼鐵行業(yè)產(chǎn)業(yè)共生的經(jīng)濟效益(表5)評價[47]。

Ometto最早將熱力學方法應用到產(chǎn)業(yè)共生系統(tǒng)的評價中,他采用火用(emergy)的綜合評價方法對社會-生態(tài)農業(yè)網(wǎng)絡共生模型與傳統(tǒng)農業(yè)系統(tǒng)進行環(huán)境和社會效益評價[48]。后續(xù)其他學者將熱力學方法與其他方法相結合用于共生網(wǎng)絡評價(表5)[49- 50]。

表5 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡評價方法

生命周期評價法、投入產(chǎn)出法、指標體系法以及也被國外學者用于評價不同尺度上共生網(wǎng)絡的表現(xiàn)。Mattila通過過程-生命周期分析法,混合型-生命周期分析法和投入產(chǎn)出-生命周期分析法對產(chǎn)業(yè)共生的全部環(huán)境效應進行量化并對比并提出自己的建議[96]。Uson年提出用生命周期分析的方法對城市廢物處理系統(tǒng)進行環(huán)境效益的定量評價[98]。Dong L構建城市尺度的包含能源投入和廢物排放的物理和貨幣混合型投入產(chǎn)出模型用于評估柳州市總的資源消耗和廢物排放[89]。Zhang H根據(jù)中國循環(huán)經(jīng)濟的背景和中國現(xiàn)存的3個用于生態(tài)產(chǎn)業(yè)園的評價指標體系的內涵提取了對中國生態(tài)產(chǎn)業(yè)園社會、經(jīng)濟和環(huán)境效應定量評價的指標體系[99]。Park用生態(tài)效率指標評價產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的經(jīng)濟和環(huán)境表現(xiàn)[100]。

從表5中可以看出,國內主要運用指標體系法進行生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的評價,如耿勇2008年對中國推出的評價國家生態(tài)產(chǎn)業(yè)園指標體系進行可行性分析,并指出該標準存在局限性[101]；此外,熱力學方法和生態(tài)足跡評價法也應用到了城市及開發(fā)區(qū)的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的評價中[93- 95]。

表5分析了各種評價方法的優(yōu)劣,在評價時需要根據(jù)數(shù)據(jù)可獲的情況,評價視角,評價內容進行取舍,但每種方法都還有完善的空間。

2.4 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的演化

2.4.1 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的形成

(1)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的形成方式

產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的形成可總結成3類：自發(fā)型,規(guī)劃型及復合型。一些學者認為自發(fā)形成的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡更加適合生存,特別是輔以積極的政策支持具有更好的可持續(xù)性[64- 66]。日本的生態(tài)城[51],中國的產(chǎn)業(yè)生態(tài)園[67],韓國的工業(yè)生態(tài)園[68]等成功案例也表明了規(guī)劃型產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的構建在一定條件下是可行的。Liwarska-Bizukojc[69]提出基于自然生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)關系的模擬生態(tài)產(chǎn)業(yè)園的概念模型。但對美國可持續(xù)發(fā)展委員會規(guī)劃的15個產(chǎn)業(yè)共生項目在一段時間內的研究反映了規(guī)劃型產(chǎn)業(yè)共生存在問題[64]。

有學者認為自發(fā)行為和非自發(fā)行為相結合共同作用促進產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的形成。如,Paquin提到產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡由自組織及規(guī)劃而形成,交互作用決定其彈性和穩(wěn)定性[70]。Costa的“從中間開始(middle-out)”的觀點認為自發(fā)性的形成和政府等外界的支持共同作用可以促進產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡更好的形成和發(fā)展[71]。

(2)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的成因

國外學者從多個角度分析產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡形成的原因,包括地理位置,經(jīng)濟效益和環(huán)境效益,管理系統(tǒng)或政策作用,知識資源,背景環(huán)境,參與主體及交易媒介。具體內容見表6。

表6 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡成因歸納

國內王兆華提出產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的形成機理包括外部機理和內部機理[79]。外部機理包括成本推動、效益拉動和環(huán)境取向；內部機理包括復雜系統(tǒng)理論、自組織理論和協(xié)同機理。后續(xù)有其他學者對其中的一方面進行更加深入的研究。例如楊敬輝[80],蔡小軍[34]和李春發(fā)[81]從經(jīng)濟學角度剖析產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的產(chǎn)生機理,都認為追求各方經(jīng)濟利益最大化是產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡產(chǎn)生的重要誘因。袁增偉從企業(yè)環(huán)境責任入手剖析產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡形成機理,探討企業(yè)環(huán)境責任的市場化運作模式及約束機制[82]。劉光富指出城市廢棄物資源化共生網(wǎng)絡的形成有3種模式,頂層規(guī)劃形成、自組織形成和政府促進形成[83]。

產(chǎn)業(yè)共生的形成方式受時空尺度及政治文化背景等多因素影響,期間的相互作用關系還需進一步研究。另外,城市及國家尺度的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的研究也需加強。

2.4.2 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的演化

演化是系統(tǒng)發(fā)展的軌跡,了解其規(guī)律可為管理提供重要的支撐。各學者從不同的視角提出了一些演化模式。從系統(tǒng)的角度分析,Chertow在2012年結合生物學、生態(tài)學以及系統(tǒng)論的思想提出產(chǎn)業(yè)共生三階段不連續(xù)演進模型——萌芽(Sprouting)；顯露(Uncovering)；制度化(Embeddedness and Institutionalization)[84]。Paquin提出網(wǎng)絡演化的3個階段——交流(Conversation)；連通(Connection)；共同創(chuàng)造(Co-creation)[70]。Ashton[15]認為Holling提出的復雜系統(tǒng)四階段演進模型同樣適用于產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),這四個階段是——占用(Exploitation),保存(Conservation),釋放(Release),轉移(Mobilisation)[15]。其他學者從不同角度也提出相應的演化模式,Grant[85]從網(wǎng)絡信息交流的視角提出了產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡演化階段的一個范式——機會識別(Opportunity indentification),機會評估(Opportunity assessment),障礙移除(Barrier Removal),商業(yè)化和適應性管理(Commercialization and adaptive management),記錄和發(fā)表(Documentation, review and publication)[85]。Baas基于社會方面的學習的因素提出產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡演化的3個階段——區(qū)域效率(Regional efficiency)；區(qū)域學習過程(Regional learning)；可持續(xù)產(chǎn)業(yè)共生區(qū)域(Sustainable industrial district)[86]。 Domenech從網(wǎng)絡成員合作的視角提出演化的3個階段——出現(xiàn)合作(Emergence),合作關系試用期(Probation),發(fā)展并擴大合作關系(Development and expansion)[87]。

國內學者蘇敬勤認為不斷提高生態(tài)效率和固化核心能力是促進產(chǎn)業(yè)生態(tài)網(wǎng)絡演進的兩種方式。他提出了基于序參量識別的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)演進方法,并指出基于生態(tài)效率的產(chǎn)業(yè)生態(tài)網(wǎng)絡演進方式向著成員間的縱深方向發(fā)展,而基于核心能力的產(chǎn)業(yè)生態(tài)演進方式則拓展了產(chǎn)業(yè)成員間的橫向聯(lián)系[88]。

當前的研究還處于從不同角度研究系統(tǒng)及其子系統(tǒng)的演化規(guī)律,還缺乏從方法論上研究符合系統(tǒng)的演化規(guī)律。國內在這方面的研究更顯不足。

2.4.3 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡影響因素

產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡演化過程中受到多種要素影響,其類別見表7。

表7 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡影響因素

信任不僅對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的發(fā)展有直接的促進作用,正如Domenech[52]所強調的一樣,并且Hewes提到領袖人物可以通過促進參與者之間信任的培養(yǎng)促進共生網(wǎng)絡發(fā)展[71]；另外信任還可以通過間接地影響其他因素對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的運作產(chǎn)生影響。例如,Panyathanakun強調知識和信任通過決定股東之間的合作,間接影響產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的發(fā)展[91]。

與信任同屬于社會范疇的影響因素嵌入性也受到國外學者的重視,事實上這三者在某種程度上有所交叉,包含一些相同的內容。主要研究者Ashton分析不同維度的社會嵌入性(包括結構嵌入性、感知嵌入性和文化嵌入型)與產(chǎn)業(yè)共生之間的關系[92]。Paquin也指出嵌入性在產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡演進過程中起著重要作用,無論是結構嵌入性還是文化嵌入性[93]。

Mirata強調合作體(coordination body)對共生網(wǎng)絡運行產(chǎn)生重要影響[89]。Ohnishi創(chuàng)新性的用兩個多元回歸模型定量的研究了影響日本生態(tài)城循環(huán)項目表現(xiàn)的因素,指出公司之間地理臨近以及公司之間合作關系促進循環(huán)網(wǎng)絡運行效率,政府的資助沒有顯著影響[95]。

機構能力在近期生態(tài)網(wǎng)絡發(fā)展研究中受到重視。Boons以動態(tài)的視角研究產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡發(fā)展過程中的內在影響機制,強調區(qū)域網(wǎng)絡層次機構能力構建和社會網(wǎng)絡層次產(chǎn)業(yè)共生概念知識傳播在網(wǎng)絡動態(tài)變化過程中的作用[102]。他2012年進一步指出機構能力分為3個維度——關系能力,知識能力和動員能力,對產(chǎn)業(yè)共生的發(fā)展有復雜的影響[103]。隨后,Spekkink用事件序列分析法動態(tài)分析機構能力在荷蘭地區(qū)產(chǎn)業(yè)共生演進過程中作用,并且指出機構能力的建立可以通過影響個人的互動,進而促進參與者共同決策,促進區(qū)域范圍內共生網(wǎng)絡的發(fā)展[104]。國內Yu C[105]應用過程分析法分析也指出機構能力影響突出[105]。

Grant指出信息與交流工具可以促進隱性知識和顯性知識在產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡中的流動,進而促進產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的運行[85]。Trokanas指出語義網(wǎng)絡的建立也會影響產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的建立和發(fā)展過程,該語義網(wǎng)絡建立是基于知識模型知識本體特征[99]。

不同學者應用不同方法定性的和定量的研究影響產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡運行的影響因素,國外近年來十分重視社會方面影響因素的研究,國內主要集中在環(huán)境和管理方面。但是產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡是涉及到環(huán)境、社會等多方面的復雜網(wǎng)絡,多因素交叉對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡運作的影響是未來需要進一步關注的。

2.5 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的管理調控

現(xiàn)有的國外研究從模型、指標、基礎設施及模式等方面展開管理調控的研究。例如Batten[106],Romero[107]分別提出基于模擬共生網(wǎng)絡運作過程的優(yōu)化管理模型；Cimren創(chuàng)新性提出基于副產(chǎn)品的生態(tài)流指標管理方法[108]。Kim提出基于基礎設施優(yōu)化角度優(yōu)化的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡管理方法[109]；Behera[110]和Short[111]則提出基于商業(yè)化優(yōu)化模式的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡管理手段。但是當前的研究還很不系統(tǒng),缺乏不同尺度及復合系統(tǒng)的共生網(wǎng)絡管理和調控方法。

國內從全生命周期管理,供應鏈,環(huán)境責任市場化機制及網(wǎng)絡均衡模型等方面探討了產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡管理調控的問題。如朱慶華用生命周期分析與管理以及綠色供應鏈管理的方法對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡中的物質和能量流動進行優(yōu)化[112]；袁增偉從產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的微觀要素——企業(yè)環(huán)境責任入手,開發(fā)了基于企業(yè)環(huán)境責任市場化機制的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡運營成本模型[113]；劉國山建立生態(tài)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡均衡模型,有利于產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡更好的運行[114]。

3 國內外研究總結比較

通過上文國內外研究進展分析,可以看出國內外對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的研究側重點不盡相同,國內外研究的比較具體見表8。

4 問題與展望

4.1 不同研究尺度上的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡研究

當前大部分產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡演化、結構和評價研究都局限在工業(yè)園區(qū)尺度,對于城市及區(qū)域尺度的研究相對較弱。鑒于各尺度的結構、功能及演化規(guī)律的不同,各尺度相關研究及其關系及各尺度的推演研究應是未來研究需要關注的焦點之一。另外,從要素上分析,許多研究從環(huán)境及經(jīng)濟上展開了深入研究,國外在社會要素方面也有涉及,但各要素之間的關系及復合影響尚需探討。此外,對國內來說,社會要素的分析是未來研究需要特別加強的。

表8 國內外研究比較

4.2 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡演化模擬及管理調控的耦合

產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡演化規(guī)律及其管理的研究是為了有效指導實踐。國外已從不同角度展開產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡系統(tǒng)的演化規(guī)律的研究,但是尚缺乏從方法論上研究符合系統(tǒng)演化規(guī)律的應用模型的探討,國內在這方面的研究更顯不足。因此,建立動態(tài)模擬產(chǎn)業(yè)共生演化過程模型并將其應用于管理調控應是未來研究需要關注的又一重點。

4.3 共生網(wǎng)絡信息平臺

定量化方法客觀性使其成為研究中的利劍,但需要相關的數(shù)據(jù)支撐才能發(fā)揮其重要作用。而產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的結構、屬性和評價研究中經(jīng)常會出現(xiàn)數(shù)據(jù)難以獲取或者數(shù)據(jù)精度低的現(xiàn)象?，F(xiàn)實需要一個信息平臺保障產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的發(fā)展。產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡實質上是一個包含社會經(jīng)濟環(huán)境多組分相互作用形成的復雜網(wǎng)絡,其信息量具有大數(shù)據(jù)的屬性,因此其定量化研究及共生網(wǎng)絡的發(fā)展都需要一個基于數(shù)據(jù)挖掘功能的大數(shù)據(jù)信息收集平臺支持。因此,基于大數(shù)據(jù)的信息共享平臺也是未來研究的一個重要方向。

5 結論

產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡的研究將為各國產(chǎn)業(yè)轉型升級促進產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展,并從資源流疏導增效的角度解決經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護之間的矛盾,實現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展提供重要的理論及方法支撐。未來的研究應在各尺度上面向實踐展開理論方法與管理應用相結合的全方位的深入細致研究。

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A review of the industrial symbiosis network

ZHAO Qiuye1, SHI Xiaoqing1,*, SHI Lei2

1StateKeyLaboratoryofUrbanandRegionalEcology,ResearchCenterforEco-EnvironmentalScience,ChineseAcademyofScience,Beijing100085,China2StateEnvironmentalProtectionKeyLaboratoryofEco-industry,SchoolofEnvironment,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China

Although traditional industrial development has created great wealth for human beings, it has caused serious eco-environmental problems, which have challenged global eco-security, resulting in regional eco-service crises and threatening human health. It is fundamental to develop a sustainable industrial developmental model to reverse this dangerous trend. An industrial symbiosis-based model was developed in 1989 to enhance industry ecosystems, which provided new ideas to solve the problem. The industrial symbiosis network is a cooperative network between different companies based on the exchange of material, energy, knowledge, fundamental infrastructure, and services that benefits all parts of the network; and this system has been considered since the 1990s. As it necessary to maintain the efficacy of industrial symbiosis, research has been carried out globally from theory to practice on the industrial symbiosis network since 1989. Moreover, research has been conducted in China to study network structure since 2002. From 2008, extensive research has focused on different areas of the industrial symbiosis network, to summarize existing research, clarify future directions, and facilitate application. The present article reviews the literature related to the industrial symbiosis network from five different areas: definition, structure, function and assessment, evolution, and management. This article concludes that global research has focused on the industrial symbiosis network theory, evolution, and assessment, and the factors affecting it. However, Chinese research has focused on the structure and attributes of industrial symbiosis. In addition, some global research has focused on the social factors that influence the evolution of the industrial symbiosis network, which was neglected before 2009. Moreover, local research has focused on industrial symbiosis on an urban scale. Furthermore, there are three topics that should be highlighted in future research: First, it is important to understand different scales of the industrial symbiosis network, as urban and regional-scale network research is limited. In addition, multiple factors that influence the evolution of the industrial symbiosis network should be discussed. Furthermore, Chinese research should focus on social factors. Second, it is fundamental to quantitatively clarify the industrial symbiosis network, which depends on sufficient support from relevant data. Therefore, a digital information platform should be developed to satisfy the requirement of the large amounts of accurate data required for such research. Third, different scientific models should be developed to study the evolution of the industrial symbiosis network for its effective management. Therefore, industrial symbiosis has been become a potential method to promote the green development of various industries, and to ensure economic development and effective environmental protection.

industrial symbiosis network; industrial symbiosis; evolution of industrial symbiosis network

國家自然科學基金資助項目(71373259, 71173208)

2015- 07- 30;

2016- 03- 22

10.5846/stxb201507301598

*通訊作者Corresponding author.E-mail: shixq@rcees.ac.cn

趙秋葉,施曉清,石磊.國內外產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡研究比較述評.生態(tài)學報,2016,36(22):7288- 7301.

Zhao Q Y, Shi X Q, Shi L.A review of the industrial symbiosis network.Acta Ecologica Sinica,2016,36(22):7288- 7301.