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《北京林业大学》 2012年
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生态工业园区系统稳定性与调控研究

罗柳红  
【摘要】:生态工业园区是一个包括自然、工业和社会的地域综合体,是依据循环经济理论和工业生态学原理而设计的一种新型工业组织形态,是循环经济发展模式实现形式,也是世界工业园区的发展方向。它通过成员之间的副产品和废弃物的交换、能量和水资源的梯级利用、基础设施的共享等方式来实现园区在经济效益和环境效益的协调发展,成为建设生态文明与探索环境保护新道路的重要实践。 本文针对当前生态工业园区发展研究现状,认识到园区系统稳定性与调控是关键问题,非常值得研究。研究中采取理论论证和定量分析相结合的研究方法,借鉴和运用生态学、管理学、环境科学、经济学和数学等多学科工具进行理论论证,并辅以长沙经济技术开发区生态化改造的实证研究,试图通过借鉴其他学科的定量分析工具和数学模型方法,对生态工业园区系统稳定性与调控给出一些定量化的结果,并提出若干思考与建议,可为生态工业园区的规划与运行提供科技支撑与决策参考,增强生态工业园区规划建设的科学性。 首先,对有关生态工业园区的发展现状及相关理论研究作了综述和分析后,认为当前依据自然生态系统稳定性的定义而给出的园区系统稳定性的描述性定义,不符合园区系统的人工系统特征。通过对人工生态系统和园区系统的比较,提出园区系统的稳定性以抗干扰能力、经济生产力和环境效益三个可度量的指标来衡量,使园区系统稳定性可定量化。进一步研究表明,度量园区系统稳定性的指标均是通过生态工业链来实现其功能的;利用动态规划模型可衡量生态工业链的稳定性并得到一定成本和风险下的最优化方案。 其次,通过对园区内生态工业链形成机理的分析,得出生态工业链主要有两种形式:对同种资源或能源的分级利用形成的共生关系;或是产品链上不同副产品交换形成的共生关系。(1)对于前者,本文以水资源为例,利用博弈论对参与梯级利用体系的各利益主体进行了深入分析,得出了它们的最优化战略是水资源价格p,再生水价格r、企业水处理成本s和排污收费价格t的函数,从微观经济学的角度对各利益主体参与梯级利用的动因进行了深入的剖析,及这一体系良性运转的机制。(2)对于后者,本文利用Shapley值法,对生态工业链的经济效益按各企业的贡献率进行公平合理的分配,并可促进链上企业间对干扰的联抗机制的形成与发展。 再次,通过对园区系统拓扑结构的解析,将整个园区系统结构分成社团、主生态工业链及核心企业三个层次,使得系统结构清晰,调控目标明确。基于Normal Laplace矩阵将园区系统划分为若干个较小的社团结构;利用正的最大特征值及其特征向量的性质,对社团内的企业重要性进行排序,从中找到核心企业;进一步利用MatLab软件编程,找到核心企业所在的主生态工业链。 最后,作为园区系统稳定性的调控手段之一,结合当前低碳经济的发展潮流,对园区的低碳转型作了一些探讨。
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:F427;F205

【参考文献】
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