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产业生态学

产业生态学

英文名称:Industrial Ecology

课程编号】ENV22004 所属模块】专业方向课
学分数】2学分 适用专业】环境科学/环境工程
学时数】32学时 开设学期】春季
【已开设次数】10次 【建议选课人数】15-50(需配备助教)
授课教师姓名】张妍 授课教师职称】教授
授课教师联系方式Emailyzhang@bnu.edu.cn 授课教师所属单位】 网上赌搏平台
【先修课要求】环境科学概论 生态学 环境影响评价 环境规划

一、课程简介

产业生态学是一门新兴的综合型交叉学科,以传授工业生态学理论、方法为主线,融合产业学、生态学、社会学,经济学,系统工程学和环境学等多学科理论与方法,在某种程度上是一门社会科学,但其本质上属于应用生态学,被认为是21世纪最为发展前景的生态学分支学科之一。产业生态学这门课程主要面对的是环境科学专业的本科学生。

产业生态学主要研究工业系统与自然环境之间的相互作用及相互联系,为工业系统与自然环境间的协调发展提供全新的理论框架及具体的、可供操作的方法。从微观层面看,研究降低特定产业对环境影响的技术措施,为企业提供具体的方针政策;从中观层次看,对整个产业生态过程进行分析和评价,是提供产业生产能力的重要理论基础;从宏观层次看,研究如何优化国家产业政策,为实现生态产业提供支持。

产业生态学旨在培养学生生态理念、生态意识和生态行为等。通过本课程的学习,让学生深入了解产业活动所带来的生态环境问题,认识产业系统与环境的相互关系以及寻求可持续发展的路径和思路;掌握产业生态系统管理方法、环境生命周期评价技术、产品生态设计与生态管理技术、产业代谢分析技术和产业生态园区的规划与设计技术等。通过本课程的学习既可以拓宽学生的知识面,又使学生掌握在产业发展过程中系统地考虑节约资源、能源,保护环境的思维、方法和工具,有利于学生今后形成合理的环境科学知识结构,提高学生的生态意识,树立可持续发展、循环经济理念的产业发展观,在未来工作和学习中规范自身行为,并主动参与规划设计人类产业活动,以减轻对生态环境压力,为社会培养绿色产品开发、生态产业规划、建设和实施循环经济所需要的高级人才。

二、课程目标

产业生态学课程在培养学生生态理念、生态意识、生态行为等方面发挥重要作用。通过本课程学习让学生系统了解与人类产业活动有关的生态环境问题;使学生认识产业系统与环境的相互关系以及寻求可持续发展的途径和思路;掌握产业生态系统管理方法、环境生命周期评价技术、产品生态设计与生态管理技术、产业代谢分析技术和产业生态园区的规划与设计技术等。

通过本课程的学习既可以拓宽学生的知识面,又使学生掌握在产业发展过程中系统地考虑节约资源、能源,保护环境的思维、方法和工具,有利于学生今后形成合理的环境科学知识结构,提高学生的生态意识,树立可持续发展、循环经济理念的产业发展观,在未来工作和学习中规范自身行为,并主动参与规划设计人类产业活动,以减轻对生态环境压力,为社会培养绿色产品开发、生态产业规划、建设和实施循环经济所需要的高级人才。

三、教学内容和学时分配

(一)产业生态学概论2学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:产业与生态的关系,从“产业生态学”中的两个关键词“产业”和“生态”的正向和负向关系出发,了解产业活动对生态环境的影响,引入产业生态学的研究意义。

教学要求:让学生掌握人类产业活动对生态环境影响的量化模型并且明确产业生态系统的特征。

其它教学环节:讨论课——在课堂讲授内容(“产业”与“生态”矛盾和冲突)的基础上,让学生进一步讨论未来理想的产业系统和自然系统之间的关系。对特定环境案例,从不同角度分析对待问题的态度和解决问题的方法。

(二)第一章 产业生态学内涵及研究领域2学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:产业生态学的定义和发展过程,产业生态学在不同层次上的研究领域以及具体成功范例。

教学要求:掌握产业生态学定义;了解产业生态学原理在不同应用层面(企业、企业间、区域)的关注点及有效工具。

(三)第二章 产业经济学理论4学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:介绍与产业生态学密切相关的“产业经济学”的基本理论,主要包括产业组织理论、产业关联理论、产业结构理论和产业布局理论。

教学要求:了解产业区位理论、产业聚集理论等产业学理论在实践中具体应用;掌握投入产出表的编制。

其它教学环节:习题课——为了更好的掌握投入产出表的编制过程,给学生提供实际数据,根据RAS方法估算中间投入产出矩阵。

(四)第三章 产业生态学理论4学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:将生态学中食物链、生态位、演化、反馈机制的基本理论与产业学中产业链、企业竞争、产业发展、产业调控理论相结合,模拟自然生态系统重构产业系统,促进经济效益和环境效益的双赢。

教学要求:了解关键种理论、食物链网理论、生态位理论、生态多样性理论、生态系统进化理论等生态学理论,并熟悉如何在产业生态学中加以应用。

其它教学环节:习题课——在课堂讲授内容“产业生态位”的基础上,让学生计算一个现有产业园区各产业生态位宽度和重叠度,进一步明确如何基于产业生态位理论,指导未来区域产业合理布局与优化。

(五)第四章 产业代谢分析4学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:介绍产业代谢的定义及其发展历程;产业代谢的类型以及应用;产业代谢的两种主要分析方法:物质流代谢分析方法和能量流代谢分析方法。重点介绍物质流分析方法的两种模型,即跟踪观察模型和批量流分析模型的概念、物质指标和具体应用例子。

教学要求:掌握产业代谢定义及其可能应用领域,明确所学知识的可能应用;掌握产业代谢系统的概念模型,明确系统结构和功能,为产业系统的重新设计与规划储备科学知识;掌握物质流分析的两种方法,元素流和批量流分析方法及它们的量化模型。

其它教学环节:习题课——在课堂讲授内容“物质流分析方法”的基础上,让学生计算一个产业系统物质流动过程,并计算其环境效率与资源效率,掌握确定产业生态化的技术方法。

(六)第五章 生命周期评价4学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:介绍国际上统一的生命周期评价的定义和技术框架,其发展历程和应用领域;熟悉生命周期评价的步骤:目标和范围的定义,清单分析,生命周期影响评价,生命周期解释;以一个生命周期评价过程为例,具体介绍每一步评价过程及可能获得的结果及结果表征。

教学要求:了解生命周期评价方法的应用范围;掌握生命周期评价方法的具体步骤和方法;了解实际生命周期评价的重点环节。

其它教学环节:讨论课——在课堂讲授内容“生命周期评价”的基础上,将学生分成几个小组,分配给每个小组相同的评价对象,让学生采用简易矩阵方法对其开展生命周期评价工作,并对比小组间的结果,找出结果差异性的问题所在,从而让学生更清楚生命周期评价过程。其它实践活动——在课堂了解生命周期评价过程后,让学生深入到一个企业了解企业在产品生产的整个生命周期过程,并获取生命周期数据,以便回校后以小组形式开展评价工作。

(七)第六章 生态产业园区规划4学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:介绍生态产业园区定义、特征、类型以及生态产业园的标准及考核指标;生态产业园区景观布局和功能布局规划;生态产业园区链条规划;结合国内外生态产业园建设实例,介绍生态产业园设计的原则和方法;产业生态系统结构和功能分析方法。

教学要求:掌握生态产业园区的特征及标准,为判定产业园区为生态产业园区提供知识储备;掌握自上而下和自下而上的生态产业园设计方法;了解社会网络分析方法和生态网络分析方法在分析产业生态系统结构和功能方面的具体应用。

其它教学环节:讨论课——在课堂讲授内容“生态产业园区”的基础上,将学生分成几个小组,预先给定几个企业或单位,让学生设计生态产业链条,给出物质、能量及信息传递的方案,并对比小组间的结果,找出结果差异性的问题所在。其它实践活动——带领学生参观北京市某生态工业园区,让学生深入一个生态工业园区了解园区在设计上的特点,并体会课堂讲授内容,做到理论到实践再到理论的消化知识过程。

(八)第七章 产业生态学理论、方法及案例探讨2学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:学生根据本课程半学期所学的知识,选取自身感兴趣的产业生态学相关内容,以PPT的形式做10分钟报告,请相关老师和专家作为评委给出成绩和建议。

教学要求:将所学知识运用到实践分析中。

其它教学环节:讨论课。

(九)第八章 清洁生产2学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:介绍清洁生产的定义和内涵,与传统环境治理方法的不同;清洁生产的主要内容,即清洁的能源、清洁的原料、清洁的生产过程和清洁的产品;清洁生产审核的原理和程序。

教学目标:理解清洁生产的内涵,熟悉清洁生产审核的程序。

(十)第九章 生态设计2学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:生态设计在不同领域的定义和应用;产品生态设计的方法和步骤;产品生态设计的三要素;介绍了一些产品生态设计的实例。

教学目标:掌握产品生态设计的三要素,为未来判定何为生态设计提供知识储备;了解生态设计的方法以及在实际中的应用。

其它教学环节:讨论课——在课堂讲授内容“生态设计”的基础上,让学生在实地设计一个园区或城市的生态产业系统生态链、一个园区的生态景观或者一个企业的生态产品。

(十一)第十章 循环经济2学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:介绍循环经济定义、产生背景,以及循环经济内涵;循环经济可控指标——生态效率:介绍生态效率定义、表达式,生态效率的循环经济情景设置等内容;中国循环经济的发展历程;关于循环经济的一些思考。

教学目标:掌握循环经济与产业生态学的关系,以及循环经济如何指导产业活动;熟悉生态效率的表达式,明确如何通过生态效率这一可控指标反映循环经济的发展模式;对循环经济的发展有自己的认识和见解。

其它教学环节:讨论课——在课堂讲授内容“产业代谢、生命周期评价、生态产业园区、生态设计、循环经济”的基础上,让学生讨论如何在循环经济理论指导下,从现有产业系统的薄弱环节,改造、塑造产业生态系统,并对该产业生态系统的代谢过程进行分析,评价其生命周期过程的环境负荷,模拟区域耦合方式构建产业生态链条,从提高产业生态系统生态效率方面给出优化方案。

四、教材与学习资源

在课堂教学过程中以自编讲义(争取尽快出版教材)为主,并参照目前国内外有关“工业生态学”的教材、网络资源、相关学术刊物,吸取它们的精华,整合成一个系统的工业生态学讲授内容。

1.   《工业生态学Industrial Ecology》,1995/2002/2004年。T.E.Graedel,B.R.Allenby著,施涵译,清华大学出版社

2.   《工业生态学——理论与应用》,2002年,邓南圣,吴峰主编,化学工业出版社

3.   《工业与生态》,2003年,于秀娟主编,化学工业出版社

4.   《生态产业与工业生态学》,2005年,周文宗主编,化学工业出版社

5.   《工业生态学导论》2006年,邓伟根,王贵明著,中国社会科学出版社

6.   《工业生态学基础》,2006年,王如松著,新华出版社

7.   《工业生态学》,2007年,李素芹,苍大强,李宏编著,冶金工业出版社

8.   《工业生态学》,2006年。王寿兵,吴峰,刘晶茹编著,化学工业出版社

9.   《产业生态学》,2008年。鞠美庭,盛连喜,北京:高等教育出版社

10.  《工业生态学基础》,2010年。陆钟武,北京:科学出版社

11.  《产业生态学》,2010年。袁增伟,毕军,北京:科学出版社

五、教学策略与方法建议

本课程拟选用的教学模式为发现问题—分析问题—解决问题的循序渐进式,即通过比较分析国内外时空产业和环境状况,结合工业代谢分析、生命周期评价以及产业生态设计等方法和手段识别和分析现存的主要问题,总结设计出解决问题的方法和途径。同时,采用以课堂教学为主、课堂互动教学与课外实地教学相结合的教学方式,针对特定内容,将学生分组,对不同的内容采取实验、实践或者做讲义讨论的形式进行。

六、考核方式

1.         平时成绩占40%,期末考试占60%

2.         平时成绩由课后作业与课堂成绩组成

3.         课后作业:共4次,平均1次/4周

4.         课堂成绩:教师布置,学生制作PPT,讲解15分钟,教师点评并给出成绩

5.         考试采用百分制。