摘要：從生態(tài)工業(yè)園共生網(wǎng)絡(luò)的生態(tài)內(nèi)涵出發(fā)，借鑒生物群落關(guān)聯(lián)度這一生態(tài)學(xué)概念，提出園區(qū)企業(yè)間生態(tài)關(guān)聯(lián)度、總關(guān)聯(lián)度生態(tài)率兩個(gè)指標(biāo),并將其用于國(guó)內(nèi)外生態(tài)工業(yè)園共生網(wǎng)絡(luò)實(shí)例的比較分析,最后根據(jù)分析結(jié)果對(duì)我國(guó)生態(tài)工業(yè)園共生網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提出了建議。

關(guān)鍵詞：生態(tài)工業(yè)園；共生網(wǎng)絡(luò)；生態(tài)關(guān)聯(lián)度；總關(guān)聯(lián)度生態(tài)率

0引言
在生物學(xué)上，共生是指不同物種以不同的相互獲益關(guān)系生存在一起，形成一種對(duì)雙方或一方有利的生存方式。借鑒生物學(xué)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(shí)通過這種共生實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的節(jié)約和對(duì)環(huán)境的保護(hù)［1］。
20世紀(jì)90年代初，在一些學(xué)術(shù)論文和會(huì)議報(bào)告中出現(xiàn)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(gè)企業(yè)產(chǎn)生的廢物或副產(chǎn)品是另一個(gè)企業(yè)的“營(yíng)養(yǎng)物”，園區(qū)內(nèi)外彼此靠近的企業(yè)就可以形成一個(gè)相互依存的工業(yè)共生關(guān)系。通過這種共生網(wǎng)絡(luò)，繼而形成一個(gè)高效率的閉環(huán)系統(tǒng)，不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益，還從根本上改善了生態(tài)環(huán)境，并因此引發(fā)了國(guó)內(nèi)眾多專家學(xué)者的研究興趣。王兆華等基于工業(yè)生態(tài)學(xué)進(jìn)行了工業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)模式的比較研究［2］。郭翔等基于生物種理論、循環(huán)鏈對(duì)生態(tài)工業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)模式進(jìn)行研究［3~4］。蔡小軍等對(duì)生態(tài)工業(yè)園共生網(wǎng)絡(luò)的形成機(jī)理及其穩(wěn)定性進(jìn)行研究［5］。以上研究均從宏觀視角對(duì)生態(tài)工業(yè)園的共生網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行探討，而本文從微觀視角出發(fā)，通過對(duì)共生網(wǎng)絡(luò)生態(tài)內(nèi)涵的深入研究，借鑒生物群落關(guān)聯(lián)度，引出生態(tài)關(guān)聯(lián)度和總關(guān)聯(lián)度生態(tài)率兩個(gè)重要概念，并以此作為評(píng)價(jià)共生網(wǎng)絡(luò)生態(tài)化程度的重要指標(biāo)。通過實(shí)例對(duì)比分析，就我國(guó)現(xiàn)階段生態(tài)工業(yè)園共生網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提供一些建議。
1關(guān)聯(lián)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(guān)系
在自然生態(tài)系統(tǒng)中，生物之間最本質(zhì)的聯(lián)系是通過食物鏈來實(shí)現(xiàn)的［6］，各種食物鏈相互交錯(cuò)連接形成食物網(wǎng)。生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)正是沿著食物鏈（網(wǎng)）渠道進(jìn)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(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者和環(huán)境4種成分組成，也是通過營(yíng)養(yǎng)關(guān)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(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)沿著食物鏈（網(wǎng)）渠道進(jìn)行，并通過這種食物營(yíng)養(yǎng)關(guān)系，把工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中各企業(yè)有機(jī)地連接成一個(gè)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(wǎng)絡(luò)的構(gòu)筑上有著相通之處。
1.2生物群落關(guān)聯(lián)度
生物群落關(guān)聯(lián)度［7~9］是指對(duì)一生物群落內(nèi)物種間關(guān)聯(lián)性大小的量度。生物群落關(guān)聯(lián)度等于群落食物網(wǎng)中實(shí)際觀察到的食物鏈數(shù)除以最大可能的食物鏈數(shù)［10］，表示為：

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

但當(dāng)群落內(nèi)物種多或者關(guān)系復(fù)雜時(shí)，則食物網(wǎng)難以用圖形象表示。針對(duì)此問題，Cohen提出了用群落矩陣［11］表示食物網(wǎng)，從而將矩陣與食物網(wǎng)建立起一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，為進(jìn)行食物網(wǎng)數(shù)據(jù)處理及研究各種數(shù)量關(guān)系提供了有效途徑。
仍以圖1為例，圖2是一個(gè)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(shù)量，即S=5。矩陣中數(shù)字“1”表示一個(gè)捕食者從一個(gè)特定的被食者獲得資源（營(yíng)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(gè)數(shù)就為該群落的食物鏈數(shù)，即L=6。

1.3園區(qū)企業(yè)間關(guān)聯(lián)度
生態(tài)工業(yè)園共生網(wǎng)絡(luò)中企業(yè)之間的關(guān)聯(lián)分為兩種，一種是基于產(chǎn)品的上下游連接，所形成的連接關(guān)系稱為產(chǎn)品鏈。而另一種是由各企業(yè)之間相互利用副產(chǎn)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(fèi)用,同時(shí)也獲得可觀的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)雙重效益。
故而在進(jìn)行園區(qū)企業(yè)間關(guān)聯(lián)度計(jì)算時(shí)，分成2種情況，同時(shí)考慮園區(qū)內(nèi)生態(tài)工業(yè)鏈（Le）和產(chǎn)品鏈（Lp），即總食物鏈數(shù)Lt=Le+Lp，或僅考慮園區(qū)內(nèi)生態(tài)工業(yè)鏈Le。與其對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)度分別稱為園區(qū)企業(yè)間總關(guān)聯(lián)度（Ct）和園區(qū)企業(yè)間生態(tài)關(guān)聯(lián)度（Ce）。計(jì)算公式如下：

式中：S′為生態(tài)工業(yè)園（或工業(yè)園）內(nèi)企業(yè)數(shù)量。這里企業(yè)是指從事生產(chǎn)、運(yùn)輸、鐵路、貿(mào)易等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)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(nèi)部的生產(chǎn)部門。
可見，園區(qū)企業(yè)間生態(tài)關(guān)聯(lián)度越高，生態(tài)工業(yè)園內(nèi)企業(yè)間相互利用副產(chǎn)品、廢品的連接關(guān)系就越多；總關(guān)聯(lián)度生態(tài)率越高，生態(tài)工業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)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(guān)聯(lián)度和總關(guān)聯(lián)度生態(tài)率，才能從根本上摒棄傳統(tǒng)工業(yè)園的“資源—產(chǎn)品—廢物”這一線性資源消耗模式，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用，達(dá)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(guān)聯(lián)度和總關(guān)聯(lián)度生態(tài)率作為衡量生態(tài)工業(yè)園共生網(wǎng)絡(luò)生態(tài)化程度的重要指標(biāo)。
2實(shí)例比較
卡倫堡工業(yè)園被認(rèn)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(jì)60年代初，這里的火力發(fā)電廠和煉油廠已經(jīng)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(jìn)行副產(chǎn)品交換的動(dòng)機(jī)只是想通過為“工業(yè)廢物”尋找產(chǎn)生收入的用途從而減少成本。后來，工業(yè)園內(nèi)6個(gè)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(guān)系�？▊惐�“工業(yè)共生體”是世界上第一個(gè)生態(tài)工業(yè)園，其成功的運(yùn)行，為其它生態(tài)工業(yè)園區(qū)的實(shí)踐提供了良好的榜樣�？▊惐び嘘P(guān)資料表明公司投資7 500萬美元的回報(bào)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(gè)核心參與者為：（1）阿斯內(nèi)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(jì)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(guó)際性制藥公司，年銷售收入20億美元，公司生產(chǎn)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(guān)系。開始并不存在對(duì)園區(qū)總體網(wǎng)絡(luò)的初始計(jì)劃，它對(duì)每個(gè)參與者來說只是經(jīng)濟(jì)意義上的一對(duì)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(wǎng)，以下將通過計(jì)算各時(shí)點(diǎn)該生態(tài)工業(yè)園園區(qū)企業(yè)間關(guān)聯(lián)度，來揭示共生網(wǎng)絡(luò)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(chǎn)品交換的企業(yè)僅有斯塔托伊爾（Statoil）和濟(jì)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(nèi)，但當(dāng)時(shí)還沒有與其它企業(yè)建立任何副產(chǎn)品交換關(guān)系。準(zhǔn)確地說，卡倫堡最初的共生是Gyproc公司在卡倫堡建廠時(shí)，就利用了Statoil公司產(chǎn)生的丁烷（這使得Statoil公司停止燃燒對(duì)他們來說是廢氣的丁烷氣）。

由圖3可見，該食物網(wǎng)的物種豐富度S=7，生態(tài)工業(yè)鏈（燃?xì)夂秃Ｋ湥⿺?shù)Le=2，產(chǎn)品鏈（水和民用燃料油鏈）數(shù)Lp=5，總食物鏈數(shù)Lt=Le+Lp=7。
把S和Lt代入式（2），可得該時(shí)期卡倫堡生態(tài)工業(yè)園的園區(qū)企業(yè)間總關(guān)聯(lián)度Ct=0.333。把S和Le代入式（3），可得該時(shí)期卡倫堡生態(tài)工業(yè)園的園區(qū)企業(yè)間生態(tài)關(guān)聯(lián)度Ce=0.095。把Le、Lt代入式（4），可得該時(shí)期卡倫堡生態(tài)工業(yè)園的總關(guān)聯(lián)度生態(tài)率α＝0.286。
10年后，Asnaes公司開始供應(yīng)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(xiàng)目：Asnaes公司開始供應(yīng)發(fā)電產(chǎn)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(gè)合同發(fā)展成一個(gè)真正的工業(yè)的“食物鏈”［13］。

由圖4可見，1985年該食物網(wǎng)的物種豐富度S=8，生態(tài)工業(yè)鏈（燃?xì)夂秃Ｋ湥⿺?shù)Le=5，產(chǎn)品鏈（水和民用燃料油鏈）數(shù)Lp=7，總食物鏈數(shù)Lt=Le+Lp=12。把S和Lt代入式（2），可得該時(shí)期卡倫堡生態(tài)工業(yè)園的園區(qū)企業(yè)間總關(guān)聯(lián)度Ct=0.429。把S和Le代入式（3），可得該時(shí)期卡倫堡生態(tài)工業(yè)園的園區(qū)企業(yè)間生態(tài)關(guān)聯(lián)度Ce=0.179。把Le、Lt代入式（4），可得該時(shí)期卡倫堡生態(tài)工業(yè)園的總關(guān)聯(lián)度生態(tài)率α＝0.417。
1995年時(shí)該網(wǎng)絡(luò)有了進(jìn)一步的發(fā)展。核心的7家企業(yè)之間的副產(chǎn)品、廢物交換越來越多，而新加入的Avsnaes養(yǎng)魚場(chǎng)接收該電站的熱海水，將其產(chǎn)生的魚廢物給農(nóng)場(chǎng)作肥料。與此同時(shí)，農(nóng)場(chǎng)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(guó)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(wǎng)參見文獻(xiàn)［1，13，14］，可計(jì)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(guān)聯(lián)度、生態(tài)關(guān)聯(lián)度和總關(guān)聯(lián)度生態(tài)率，結(jié)果見表1。

3數(shù)據(jù)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(nèi)企業(yè)數(shù)量呈緩慢增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，而生態(tài)工業(yè)鏈的數(shù)量卻得到了實(shí)質(zhì)的增加，總關(guān)聯(lián)度生態(tài)率在總關(guān)聯(lián)度提高的同時(shí)也相應(yīng)地提高。正是這樣通過構(gòu)建企業(yè)間相互利用的副產(chǎn)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(guān)聯(lián)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(jīng)濟(jì)效益。
對(duì)比丹麥卡倫堡生態(tài)工業(yè)園，我國(guó)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(nèi)企業(yè)間生態(tài)關(guān)聯(lián)度不高，但是總關(guān)聯(lián)度生態(tài)率較高。其原因在于，園區(qū)內(nèi)規(guī)劃納入的企業(yè)數(shù)量較多，但該項(xiàng)目組注意到了共生網(wǎng)絡(luò)的生態(tài)內(nèi)涵，較好地將園區(qū)內(nèi)各種副產(chǎn)品、排放的廢物利用其物理、化學(xué)成分間相互聯(lián)系、相互作用，互為因果地構(gòu)筑了該生態(tài)共生系統(tǒng)。
而我國(guó)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(guān)聯(lián)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(dòng)密集型和技術(shù)密集型的經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)或高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，它們側(cè)重于經(jīng)濟(jì)發(fā)展“量”的擴(kuò)張，缺少構(gòu)建企業(yè)間利用副產(chǎn)品、廢品生態(tài)工業(yè)鏈的意識(shí)，雖然有些企業(yè)積極實(shí)施末端治理，但效果甚微。
4結(jié)語
4.1生態(tài)關(guān)聯(lián)度分析的意義
對(duì)生態(tài)工業(yè)園的共生網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行生態(tài)關(guān)聯(lián)度分析，有助于深入剖析其生態(tài)化程度，讓園區(qū)內(nèi)企業(yè)之間的工業(yè)鏈和共生網(wǎng)絡(luò)名副其實(shí)地生態(tài)化，繼而達(dá)到把污染物消滅在生產(chǎn)過程中的目的，最終實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)污染物排放的最小化和資源利用的最大化。
4.2對(duì)我國(guó)生態(tài)工業(yè)園共生網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的啟示
結(jié)合我國(guó)生態(tài)工業(yè)園的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)于新建型生態(tài)工業(yè)園，需嚴(yán)把規(guī)劃關(guān)，在增加園區(qū)企業(yè)數(shù)量的同時(shí)，最大程度地挖掘產(chǎn)業(yè)之間、企業(yè)之間副產(chǎn)品、廢物的流動(dòng)關(guān)系。根據(jù)園區(qū)內(nèi)核心企業(yè)的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，引入那些可以促進(jìn)閉合物流循環(huán)和能幫助實(shí)現(xiàn)最優(yōu)副產(chǎn)品交換的新企業(yè)，同時(shí)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(nèi)可利用的生態(tài)工業(yè)鏈太少，建議對(duì)工業(yè)園區(qū)的產(chǎn)業(yè)定位和現(xiàn)有企業(yè)進(jìn)行詳細(xì)了解，通過技術(shù)改造或引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備，來提高企業(yè)間消化副產(chǎn)品、廢物的能力，擴(kuò)大企業(yè)間的物質(zhì)能量流動(dòng)關(guān)系，合理引入與原有企業(yè)存在潛在協(xié)同和共生關(guān)系的工業(yè)型企業(yè)。還必須謹(jǐn)防部分盲從者在概念上“偷梁換柱”，僅用產(chǎn)品鏈去構(gòu)筑生態(tài)共生網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)：
［1］羅宏，孟偉，冉圣宏.生態(tài)工業(yè)園-理論與實(shí)證［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.
［2］王兆華，武春友.基于工業(yè)生態(tài)學(xué)的工業(yè)共生模式比較研究［J］.科學(xué)學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理，2002（2）：66－69.
［3］郭翔，鐘書華.基于生物種理論的生態(tài)工業(yè)園區(qū)的模式［J］.科技進(jìn)步與對(duì)策，2006（8）：75－77.
［4］郭翔，鐘書華.基于循環(huán)鏈的生態(tài)工業(yè)園區(qū)模式［J］.科技與管理，2005（2）：32－34.
［5］蔡小軍，李雙杰，劉啟浩.生態(tài)工業(yè)園共生產(chǎn)業(yè)鏈的形成機(jī)理及其穩(wěn)定性進(jìn)行研究［J］.軟科學(xué)，2006（3）：12－14.
［6］閻傳海，張海榮.宏觀生態(tài)學(xué)［M］.北京：科學(xué)出版社，2003.