摘要：從生態工業園共生網絡的生態內涵出發，借鑒生物群落關聯度這一生態學概念，提出園區企業間生態關聯度、總關聯度生態率兩個指標,并將其用于國內外生態工業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工業園共生網絡建設提出了建議。

關鍵詞：生態工業園；共生網絡；生態關聯度；總關聯度生態率

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，提出工業共生的概念。工業共生是指通過不同企業之間的合作共同提高企業的生存及獲利能力，同時通過這種共生實現對資源的節約和對環境的保護［1］。
20世紀90年代初，在一些學術論文和會議報告中出現了“生態工業園（Eco-Industrial Park）”的概念，即在生態工業園中，由于一個企業產生的廢物或副產品是另一個企業的“營養物”，園區內外彼此靠近的企業就可以形成一個相互依存的工業共生關系。通過這種共生網絡，繼而形成一個高效率的閉環系統，不僅提高了經濟效益，還從根本上改善了生態環境，并因此引發了國內眾多專家學者的研究興趣。王兆華等基于工業生態學進行了工業共生網絡模式的比較研究［2］。郭翔等基于生物種理論、循環鏈對生態工業園區網絡模式進行研究［3~4］。蔡小軍等對生態工業園共生網絡的形成機理及其穩定性進行研究［5］。以上研究均從宏觀視角對生態工業園的共生網絡進行探討，而本文從微觀視角出發，通過對共生網絡生態內涵的深入研究，借鑒生物群落關聯度，引出生態關聯度和總關聯度生態率兩個重要概念，并以此作為評價共生網絡生態化程度的重要指標。通過實例對比分析，就我國現階段生態工業園共生網絡的建設提供一些建議。
1關聯度的涵義
1.1自然生態系統和工業生態系統的關系
在自然生態系統中，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。生態系統中的物質循環和能量流動正是沿著食物鏈（網）渠道進行的。與自然生態系統相似，工業生態系統由生產者、消費者、分解者和環境4種成分組成，也是通過營養關系即工業食物鏈連接起來的。在工業生態系統中，物質循環和能量流動沿著食物鏈（網）渠道進行，并通過這種食物營養關系，把工業生態系統中各企業有機地連接成一個整體。故而工業生態系統與自然生態系統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）；如果兩者之間沒有資源交換發生，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園區企業間關聯度
生態工業園共生網絡中企業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之間相互利用副產品、廢品形成的生態工業鏈。企業通過生態工業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。
故而在進行園區企業間關聯度計算時，分成2種情況，同時考慮園區內生態工業鏈（Le）和產品鏈（Lp），即總食物鏈數Lt=Le+Lp，或僅考慮園區內生態工業鏈Le。與其對應的關聯度分別稱為園區企業間總關聯度（Ct）和園區企業間生態關聯度（Ce）。計算公式如下：

式中：S′為生態工業園（或工業園）內企業數量。這里企業是指從事生產、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內部的生產部門。
可見，園區企業間生態關聯度越高，生態工業園內企業間相互利用副產品、廢品的連接關系就越多；總關聯度生態率越高，生態工業共生網絡的生態化程度就越高。通過提高園區企業間生態關聯度和總關聯度生態率，才能從根本上摒棄傳統工業園的“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，達到企業相互間資源的最優化配置。本文正是以生態關聯度和總關聯度生態率作為衡量生態工業園共生網絡生態化程度的重要指標。
2實例比較
卡倫堡工業園被認為是世界上最早建立也是目前最成功的生態工業園。上世紀60年代初，這里的火力發電廠和煉油廠已經開始了工業生態方面的探索。最初，卡倫堡工業園并未有意發展成工業生態體系，大部分企業進行副產品交換的動機只是想通過為“工業廢物”尋找產生收入的用途從而減少成本。后來，工業園內6個主要成員緩慢但非常有效的拓展，使卡倫堡工業園自發地向生態工業園的方向逐漸靠近，最終形成了目前這種有益于環境的共生關系。卡倫堡“工業共生體”是世界上第一個生態工業園，其成功的運行，為其它生態工業園區的實踐提供了良好的榜樣。卡倫堡有關資料表明公司投資7 500萬美元的回報至少是已節約了1.6億美元（每年1 500萬美元）［13］。
卡倫堡工業共生系統最初的7個核心參與者為：（1）阿斯內斯（Asnaes）火力發電廠，丹麥最大的燃煤火力發電廠。（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，公司生產醫藥和工業用酶，是丹麥最大的制藥公司。（5）卡倫堡市區，有2萬居民需要供熱、蒸汽和水。（6）Tisso湖。（7）海灣。
在過去近30年的發展過程中，上述成員，還包括許多其它公司，自發地發展了一系列雙邊互換關系。開始并不存在對園區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分別是卡倫堡工業園1975、1985年的工業食物網，以下將通過計算各時點該生態工業園園區企業間關聯度，來揭示共生網絡逐漸發展的過程。

1975年的卡倫堡工業園僅僅是工業共生的開始，參與副產品交換的企業僅有斯塔托伊爾（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園內，但當時還沒有與其它企業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，生態工業鏈（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工業園的園區企業間總關聯度Ct=0.333。把S和Le代入式（3），可得該時期卡倫堡生態工業園的園區企業間生態關聯度Ce=0.095。把Le、Lt代入式（4），可得該時期卡倫堡生態工業園的總關聯度生態率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年發展了更多的交換項目：Asnaes公司開始供應發電產生的蒸汽給所在城市、Statoil公司、Novo Nordisk公司。這樣，最初10年從一個合同發展成一個真正的工業的“食物鏈”［13］。

由圖4可見，1985年該食物網的物種豐富度S=8，生態工業鏈（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工業園的園區企業間總關聯度Ct=0.429。把S和Le代入式（3），可得該時期卡倫堡生態工業園的園區企業間生態關聯度Ce=0.179。把Le、Lt代入式（4），可得該時期卡倫堡生態工業園的總關聯度生態率α＝0.417。
1995年時該網絡有了進一步的發展。核心的7家企業之間的副產品、廢物交換越來越多，而新加入的Avsnaes養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年卡倫堡生態工業園、2004年中國南海生態工業園、韓城龍門工業園以及衢州沈家工業園的食物網參見文獻［1，13，14］，可計算出這些生態工業園和工業園的園區企業間總關聯度、生態關聯度和總關聯度生態率，結果見表1。

3數據分析
由表1可知，丹麥卡倫堡生態工業園在它20多年的發展歷程中，園區內企業數量呈緩慢增長態勢，而生態工業鏈的數量卻得到了實質的增加，總關聯度生態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間相互利用的副產品、廢品的生態工業鏈，提高生態工業園的園區企業間生態關聯度，給卡倫堡生態工業園帶來了巨大的環境效益和經濟效益。
對比丹麥卡倫堡生態工業園，我國新建型生態工業園以南海生態工業園為例，雖然園區內企業間生態關聯度不高，但是總關聯度生態率較高。其原因在于，園區內規劃納入的企業數量較多，但該項目組注意到了共生網絡的生態內涵，較好地將園區內各種副產品、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共生系統。
而我國改造型生態工業園，以龍門、沈家生態工業園為例，生態關聯度都很低。主要原因在于改造型生態工業園的前身———傳統工業園屬于勞動密集型和技術密集型的經濟技術開發區或高新技術開發區，它們側重于經濟發展“量”的擴張，缺少構建企業間利用副產品、廢品生態工業鏈的意識，雖然有些企業積極實施末端治理，但效果甚微。
4結語
4.1生態關聯度分析的意義
對生態工業園的共生網絡進行生態關聯度分析，有助于深入剖析其生態化程度，讓園區內企業之間的工業鏈和共生網絡名副其實地生態化，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對我國生態工業園共生網絡建設的啟示
結合我國生態工業園的發展現狀，對于新建型生態工業園，需嚴把規劃關，在增加園區企業數量的同時，最大程度地挖掘產業之間、企業之間副產品、廢物的流動關系。根據園區內核心企業的產業特點，引入那些可以促進閉合物流循環和能幫助實現最優副產品交換的新企業，同時可以考慮成立一體化的資源回收系統或引入專門的資源回收企業。
而改造型生態工業園由于原工業園內可利用的生態工業鏈太少，建議對工業園區的產業定位和現有企業進行詳細了解，通過技術改造或引進新技術、新設備，來提高企業間消化副產品、廢物的能力，擴大企業間的物質能量流動關系，合理引入與原有企業存在潛在協同和共生關系的工業型企業。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共生網絡。

參考文獻：
［1］羅宏，孟偉，冉圣宏.生態工業園-理論與實證［M］.北京：化學工業出版社，2004.
［2］王兆華，武春友.基于工業生態學的工業共生模式比較研究［J］.科學學與科學技術管理，2002（2）：66－69.
［3］郭翔，鐘書華.基于生物種理論的生態工業園區的模式［J］.科技進步與對策，2006（8）：75－77.
［4］郭翔，鐘書華.基于循環鏈的生態工業園區模式［J］.科技與管理，2005（2）：32－34.
［5］蔡小軍，李雙杰，劉啟浩.生態工業園共生產業鏈的形成機理及其穩定性進行研究［J］.軟科學，2006（3）：12－14.
［6］閻傳海，張海榮.宏觀生態學［M］.北京：科學出版社，2003.