張智光

南京林業(yè)大學經(jīng)濟管理學院,南京 210037

面向生態(tài)文明的超循環(huán)經(jīng)濟：理論、模型與實例

張智光*

南京林業(yè)大學經(jīng)濟管理學院,南京 210037

在全球氣候變化背景下,研究適應(yīng)生態(tài)文明要求的新的經(jīng)濟運行模式——超循環(huán)經(jīng)濟的基本原理、結(jié)構(gòu)模型、運行機理和實際應(yīng)用。首先,運用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析方法梳理不同時期經(jīng)濟運行模式的演進過程：由“從搖籃到產(chǎn)品”的粗放經(jīng)濟,到“從搖籃到墳?zāi)埂钡哪┒酥卫斫?jīng)濟,再到“從搖籃到搖籃”的循環(huán)經(jīng)濟。延續(xù)這一綠色發(fā)展趨勢,根據(jù)文明演化的共生理論和艾根創(chuàng)立的超循環(huán)理論,提出超循環(huán)經(jīng)濟的理論構(gòu)想,并描繪“從孕育到孕育”的超循環(huán)經(jīng)濟的概念結(jié)構(gòu)。其次,將超循環(huán)經(jīng)濟思想應(yīng)用于林紙拓展系統(tǒng)(EFPS)。在分析中國造紙工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和瓶頸及其與林業(yè)和生態(tài)環(huán)境相互關(guān)系的基礎(chǔ)上,按照資源鏈、生態(tài)鏈和價值鏈(簡稱“三鏈”,或3C)逐層拓展的邏輯順序,研究EFPS超循環(huán)經(jīng)濟的系列結(jié)構(gòu)模型。具體來說,依次建立起各層次的超循環(huán)結(jié)構(gòu)模型——制漿造紙系統(tǒng)的資源鏈核心層模型、供應(yīng)鏈系統(tǒng)的資源鏈拓展層模型、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的生態(tài)鏈拓展層模型,以及社會經(jīng)濟系統(tǒng)的價值鏈拓展層模型。然后將各層次的結(jié)構(gòu)模型綜合起來,形成EFPS超循環(huán)經(jīng)濟的多重拓展-嵌套整體模型。該模型既能展示EFPS超循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)的全貌,又包含其各層次的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。因此既能為各級政府在制定國家和地區(qū)的循環(huán)經(jīng)濟總體發(fā)展規(guī)劃時提供參考,又能為制造企業(yè)、營林組織、供應(yīng)鏈、行業(yè)協(xié)會等各類經(jīng)濟主體的綠色經(jīng)營決策提供支撐。最后,在上述實證研究的基礎(chǔ)上進行理論提升。一方面提出超循環(huán)經(jīng)濟的5R原則：減量化、再循環(huán)、再利用、再分配和再培育。另一方面基于5R原則和3C循環(huán)鏈,構(gòu)建5R- 3C理論模型,并研究其5R- 3C共生運行機理。研究表明,在超循環(huán)經(jīng)濟模式下,產(chǎn)業(yè)與生態(tài)系統(tǒng)可以實現(xiàn)互利共生的良性循環(huán)。以上研究成果的主要創(chuàng)新之處在于：在原理上,揭示了面向生態(tài)文明的超循環(huán)經(jīng)濟的概念結(jié)構(gòu)、本質(zhì)屬性和5R原則；在機理上,創(chuàng)立了超循環(huán)經(jīng)濟的5R- 3C模型及其共生運行機理；在實施上,以林紙拓展系統(tǒng)為例,為超循環(huán)經(jīng)濟理論的“落地生根”和推廣應(yīng)用構(gòu)建了具體的多重拓展-嵌套模型。

循環(huán)經(jīng)濟；超循環(huán)經(jīng)濟；超循環(huán)理論；共生理論；林業(yè)；造紙工業(yè)；生態(tài)文明

如果說狹義循環(huán)經(jīng)濟正在逐步脫離青色文明階段[1],并且叩響了生態(tài)文明的大門,而廣義循環(huán)經(jīng)濟剛剛邁進生態(tài)文明(綠色文明)的門檻,以實現(xiàn)淺綠文明為發(fā)展目標,那么超循環(huán)經(jīng)濟則是入門后的一種順應(yīng)生態(tài)文明要求的發(fā)展模式,走上了一條深綠文明的康莊大道。但是目前關(guān)于超循環(huán)經(jīng)濟的研究與生態(tài)文明的要求還有較大的差距,還不是真正意義上的超循環(huán)經(jīng)濟,本質(zhì)上還屬于廣義循環(huán)經(jīng)濟。為此,本文擬研究面向生態(tài)文明的超循環(huán)經(jīng)濟理論和模型,并以林紙拓展系統(tǒng)(expanded forest-paper system,EFPS)為例,通過實證表明超循環(huán)經(jīng)濟理論具有深厚的現(xiàn)實根基。

1 文獻回顧與分析

循環(huán)經(jīng)濟(circular economy,CE)學說首先由美國經(jīng)濟學家K·波爾丁(Kenneth Boulding)于1966年提出。他認為在人類與自然資源構(gòu)成的大系統(tǒng)內(nèi),應(yīng)當將傳統(tǒng)的資源開采、企業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品消費、廢棄物排放的資源依賴和消耗型單向經(jīng)濟增長方式,轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源節(jié)約和循環(huán)利用的生態(tài)型經(jīng)濟發(fā)展方式,以緩解自然資源枯竭和生態(tài)環(huán)境破壞的問題[2]。此后,各國學者對循環(huán)經(jīng)濟問題進行了廣泛而深入的研究。其中,從2006年至今,中國學者每年發(fā)表的相關(guān)學術(shù)論文數(shù)量最多,對循環(huán)經(jīng)濟的研究做出了重要貢獻[3]。通過對現(xiàn)有文獻的梳理,可以歸納出循環(huán)經(jīng)濟的核心內(nèi)涵。從拓撲結(jié)構(gòu)看,循環(huán)經(jīng)濟是一種閉環(huán)經(jīng)濟(closed-loop economy),而傳統(tǒng)的經(jīng)濟模式則屬于開環(huán)經(jīng)濟(open-loop economy)或線性經(jīng)濟(linear economy)[4]。從核心思想看,循環(huán)經(jīng)濟遵循減量化(reduction)、再循環(huán)(recycle)、再利用(reuse)的3R原則[5]。從系統(tǒng)范圍,循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)可分為3個層次：小循環(huán)(單個企業(yè)與自然系統(tǒng))、中循環(huán)(多個企業(yè)與自然系統(tǒng))、大循環(huán)(社會經(jīng)濟與自然系統(tǒng))[6]。前兩者為狹義循環(huán)經(jīng)濟,后者為廣義循環(huán)經(jīng)濟[7]。

一些學者認為上述循環(huán)經(jīng)濟理論仍存在局限性,并借鑒德國科學家艾根(Manfred Eigen)的超循環(huán)理論(hypercycle theory)提出了超循環(huán)經(jīng)濟設(shè)想。最初的超循環(huán)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)包含兩個循環(huán)層面：基礎(chǔ)層循環(huán)(物質(zhì)、能量和信息循環(huán))和創(chuàng)新層循環(huán)(系統(tǒng)開放及發(fā)展效率的創(chuàng)新)。其拓撲結(jié)構(gòu)為：循環(huán)(資源→產(chǎn)品→再生資源)→創(chuàng)新→新循環(huán)[8]。而后,為了使超循環(huán)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)與超循環(huán)理論中的反應(yīng)循環(huán)、催化循環(huán)和超循環(huán)結(jié)構(gòu)更加吻合,研究者又將兩層結(jié)構(gòu)進一步分解成3層循環(huán)結(jié)構(gòu)：內(nèi)循環(huán)(反應(yīng)循環(huán),單個企業(yè)資源循環(huán))、中循環(huán)(催化循環(huán),由多個企業(yè)內(nèi)循環(huán)構(gòu)成的大資源循環(huán))、超循環(huán)(由多個中循環(huán)構(gòu)成的社會經(jīng)濟和自然系統(tǒng)的物質(zhì)、信息和資金循環(huán))。同時,將循環(huán)經(jīng)濟的3R原則拓展成減量化、再循環(huán)、再利用和再創(chuàng)新(reinnovation)4R原則[9]。

對超循環(huán)經(jīng)濟的探索為我們進一步深化循環(huán)經(jīng)濟理論與實踐提供了新的思路：循環(huán)經(jīng)濟不僅有工業(yè)生態(tài)學等發(fā)展分支[3],還可以向更加深廣的生態(tài)經(jīng)濟自組織理論方面拓展。但仔細比較后不難發(fā)現(xiàn),現(xiàn)行超循環(huán)經(jīng)濟的構(gòu)想與循環(huán)經(jīng)濟,尤其是廣義循環(huán)經(jīng)濟沒有本質(zhì)的差異,還不是真正意義上的超循環(huán)經(jīng)濟。具體來說,主要有以下幾方面的問題。(1)現(xiàn)行超循環(huán)經(jīng)濟的3個層次(內(nèi)循環(huán)、中循環(huán)、超循環(huán))與循環(huán)經(jīng)濟的3個層次(小循環(huán)、中循環(huán)、大循環(huán))都將研究范圍擴展到了社會經(jīng)濟和自然系統(tǒng),沒有實質(zhì)性的區(qū)別,只是前者運用超循環(huán)理論對后者的3個層次進行了重新詮釋。(2)現(xiàn)行超循環(huán)經(jīng)濟的一個突出特點是在循環(huán)經(jīng)濟3R原則基礎(chǔ)上增加了“再創(chuàng)新”原則,但并未提出具體的創(chuàng)新內(nèi)涵和途徑。其實,任何一種創(chuàng)新都在現(xiàn)有創(chuàng)新基礎(chǔ)上的“再創(chuàng)新”。這就是說,“再創(chuàng)新”原則過于空泛,不如減量化、再循環(huán)、再利用3R原則那么具體、實在和可操作?？梢?“再創(chuàng)新”與原有3R原則并不對等,還夠不上超循環(huán)經(jīng)濟的一個新原則。(3)現(xiàn)行超循環(huán)經(jīng)濟和循環(huán)經(jīng)濟一樣,都沒有超越資源利用的范疇,沒有涉及資源的人工培育和生態(tài)的人工恢復(fù),只能實現(xiàn)生態(tài)弱害和產(chǎn)業(yè)偏利共生,而面向生態(tài)文明的超循環(huán)經(jīng)濟的真正目標則是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)的互利共生,從而實現(xiàn)“人工超生物文明”[1]。(4)現(xiàn)行超循環(huán)經(jīng)濟研究只是抽象地描繪了一個“烏托邦式的畫面”：提出了概念構(gòu)想、方針原則[10]、應(yīng)用對策[11]等,尚未找到并研究具體的實現(xiàn)途徑、應(yīng)用范例、“落地”的超循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)及其運行機理。

鑒于以上分析,本文擬從以下幾個方面對超循環(huán)經(jīng)濟展開研究。(1)向上突破“天花板”。超越生態(tài)弱害和產(chǎn)業(yè)偏利共生的發(fā)展目標,尋求實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)互利共生的途徑,使經(jīng)濟發(fā)展模式產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。(2)向下突破“樓板”。為使超循環(huán)經(jīng)濟落地生根,尋求具體的實際應(yīng)用領(lǐng)域,構(gòu)建超循環(huán)經(jīng)濟的實際應(yīng)用系統(tǒng),以解決產(chǎn)業(yè)與生態(tài)共生發(fā)展的現(xiàn)實難題。(3)內(nèi)涵的明晰。在3R原則的基礎(chǔ)上,尋求能夠代表超循環(huán)經(jīng)濟本質(zhì)屬性的具體化的新原則,替代空泛的“再創(chuàng)新”原則。(4)外延的拓展。為實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)的互利共生,在循環(huán)的廣度上,要超越資源利用循環(huán),向上游的可再生資源培育拓展；在循環(huán)的深度上,不僅研究資源鏈超循環(huán),還要研究生態(tài)鏈和價值鏈超循環(huán),以及“三鏈”協(xié)同運作的超循環(huán)自組織機理。

2 循環(huán)經(jīng)濟的演進過程與結(jié)構(gòu)分析

在對人類環(huán)境保護意識的崛起和環(huán)保措施的強化過程進行系統(tǒng)梳理和分析后可知,從開環(huán)經(jīng)濟到閉環(huán)經(jīng)濟模式的演進過程經(jīng)歷了先污染、后治理、再循環(huán)幾個發(fā)展階段。下面對其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和本質(zhì)特征逐一進行分析,從中發(fā)現(xiàn)其演進規(guī)律,為超循環(huán)經(jīng)濟的研究奠定基礎(chǔ)。

2.1 “從搖籃到產(chǎn)品”的粗放經(jīng)濟

最初的經(jīng)濟增長方式只關(guān)注生產(chǎn)活動,以經(jīng)濟增值為唯一目標,而忽視對人類賴以生存和發(fā)展的自然環(huán)境的保護,我們稱之為粗放經(jīng)濟模式。它與通常所說的“粗放型經(jīng)濟”不同,后者是指在經(jīng)濟系統(tǒng)內(nèi)部的粗放經(jīng)營,與集約型經(jīng)濟相對應(yīng)。而本文所說的“粗放經(jīng)濟”并不局限于經(jīng)濟系統(tǒng)內(nèi)部,還包括了它與會環(huán)境和自然環(huán)境相互作用時的粗放。具體來說,在粗放經(jīng)濟模式下,工業(yè)企業(yè)大量消耗自然資源進行產(chǎn)品的生產(chǎn),人類社會毫無節(jié)制地使用產(chǎn)品,而對產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的污染物和產(chǎn)品使用后的廢棄物則直接排放和丟棄。如此,不僅導(dǎo)致經(jīng)濟系統(tǒng)投入產(chǎn)出效率低下,而且導(dǎo)致自然資源的濫用和自然環(huán)境的嚴重污染。也就是說,人們只注重從“搖籃”(資源耗用)到產(chǎn)品生產(chǎn)和使用的過程,而不關(guān)心生態(tài)環(huán)境的惡化。因此,稱之為“從搖籃到產(chǎn)品”的開環(huán)的粗放經(jīng)濟模式,其概念結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 經(jīng)濟模式的演進與循環(huán)經(jīng)濟的形成Fig.1 Economic patterns′ evolution and circular economy′s formation

2.2 “從搖籃到墳?zāi)埂钡哪┒酥卫斫?jīng)濟

20世紀50年代之后,西方主要國家看到粗放經(jīng)濟所造成的嚴重的環(huán)境污染后果,開始重視資源鏈的末端治理,樹立起經(jīng)濟增值和降低工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境污染的雙重發(fā)展目標。在公眾覺醒和社會壓力下,企業(yè)的關(guān)注范圍沿著從“搖籃”到“產(chǎn)品”,向下游延伸至產(chǎn)品的“墳?zāi)埂?。即對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物和產(chǎn)品使用后的廢棄物進行末端處理,去除其中的有害物質(zhì),降低環(huán)境污染,從而形成對資源鏈全生命周期的關(guān)注。因此,我們稱之為“從搖籃到墳?zāi)埂钡拈_環(huán)的末端治理經(jīng)濟模式,其概念結(jié)構(gòu)如圖1所示。但是,這種經(jīng)濟模式仍然是開環(huán)的,其資源消耗量依然很大,而且污染處理所導(dǎo)致的成本增加在一定程度上阻礙了環(huán)境治理的進程。

2.3 “從搖籃到搖籃”的循環(huán)經(jīng)濟

20世紀60年代之后,為了克服末端治理經(jīng)濟的弊端,循環(huán)經(jīng)濟思想誕生了。人們模仿自然生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)原理,開始意識到“世界上沒有絕對的垃圾,只有放錯了地方的資源”。循環(huán)經(jīng)濟模式需要在末端治理之前,對產(chǎn)品生產(chǎn)和使用中產(chǎn)生的污廢物進行分類處理,將其中有用的資源作為同一個生產(chǎn)過程,或同一個企業(yè)的其他生產(chǎn)過程,或另一個企業(yè)的原料,進行再加工和再利用,形成資源鏈的閉環(huán)系統(tǒng)。同時,在經(jīng)濟系統(tǒng)內(nèi)部,采取集約型經(jīng)濟和清潔生產(chǎn)等方式,在資源耗用、產(chǎn)品生產(chǎn)和產(chǎn)品使用等過程中盡可能做到資源消耗和污染物發(fā)生的減量化?？傊?循環(huán)經(jīng)濟以經(jīng)濟增值、降低污染排放、降低資源和能源消耗為多重目標,不僅可以進一步降低環(huán)境污染,而且可以降低自然資源的消耗速度,同時還能降低生產(chǎn)成本,提高投入產(chǎn)出效率。因此,我們將這種把污廢物從“墳?zāi)埂崩锢貋?重新回歸“搖籃”,成為可用資源的經(jīng)濟模式,稱為“從搖籃到搖籃”的閉環(huán)的循環(huán)經(jīng)濟,其概念結(jié)構(gòu)如圖1所示。

與開環(huán)經(jīng)濟相比同,循環(huán)經(jīng)濟是一種更好的保護自然環(huán)境的“防病”措施,可以防止自然環(huán)境不再患上新病,或者不再加重病情。但是,不生病并不等于健康。自然環(huán)境的原有病癥如何康復(fù)？只能靠自然系統(tǒng)的自身修復(fù)能力,這是一個漫長,有時是無法實現(xiàn)的過程,而人類對此無所作為。為解決這一問題,提出一種能夠促進生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展的新型循環(huán)經(jīng)濟模式——超循環(huán)經(jīng)濟。

3 面向生態(tài)文明的超循環(huán)經(jīng)濟的理論構(gòu)想

3.1 超循環(huán)經(jīng)濟的本質(zhì)屬性——基于文明演化的共生理論

根據(jù)人類文明演化的共生理論[1],人類各文明形態(tài)演進過程和產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)的共生關(guān)系的變化息息相關(guān)(表1)。表1中,共生屬性用符號“(產(chǎn)業(yè)±, 生態(tài)±)”表示產(chǎn)業(yè)與生態(tài)系統(tǒng)相互作用的受力情況：“+”表示受到促進或獲利,“-”表示受到抑制或受害,“0”表示不受對方的影響。在原始文明階段,人類對自然缺乏認識,以采獵天然生物資源為生,對自然界懷有敬畏之感。其共生屬性表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)受正力,而產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)剛剛萌芽,受到原始自然條件的制約,受力為0和弱負力(故曰本色文明)。在農(nóng)業(yè)文明階段,人類對自然的認知水平有了一定的提高,通過砍伐森林,開墾黃土地(故曰黃色文明),種養(yǎng)人工生物,獲得食物等農(nóng)產(chǎn)品,并從改造自然中獲益。農(nóng)業(yè)在經(jīng)歷了受限和受阻模式后(-, +),逐步發(fā)展起來,而生態(tài)系統(tǒng)的獲利程度也隨之逐步下降,直到既不獲利也不受害的產(chǎn)業(yè)偏害模式(-, 0)。在傳統(tǒng)工業(yè)文明階段,科技水平得到較大提高,人類通過大量采掘天然化學資源,制造機器和工業(yè)產(chǎn)品,并逐步樹立起征服自然的雄心壯志。經(jīng)過產(chǎn)業(yè)與生態(tài)系統(tǒng)的競爭模式(-, -),產(chǎn)業(yè)逐步強大起來,達到既不獲利也不受害的生態(tài)偏害模式(0, -),最終進入了產(chǎn)業(yè)獲利而生態(tài)強害的產(chǎn)業(yè)寄生和捕食模式(+, -)。這是一種粗放的資源消耗和環(huán)境污染加重的工業(yè)發(fā)展模式(故曰黑色文明)。在新工業(yè)文明階段,人類環(huán)境保護和尊重自然的意識開始覺醒,通過制造高科技材料等人工化學資源、利用太陽能和風能等天然物理資源、開發(fā)信息系統(tǒng)等人工物理資源,并通過末端治理和初步循環(huán)經(jīng)濟等集約化方式逐步減少天然資源和能源消耗,降低環(huán)境污染(故曰青色文明),達到生態(tài)弱害模式。在生態(tài)文明階段,人類意識到人是自然界的組成部分,發(fā)現(xiàn)長期被忽視的“天人合一”等古代哲學思想的現(xiàn)實價值,認識到產(chǎn)業(yè)與生態(tài)應(yīng)當并能夠?qū)崿F(xiàn)互利共生。首先,通過實行循環(huán)經(jīng)濟等方式使產(chǎn)業(yè)發(fā)展對生態(tài)的不良影響下降到0,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)偏利共生模式(+, 0),防止生態(tài)系統(tǒng)進一步“患病”,依靠其天然生物機能緩解病情,邁入生態(tài)文明的門檻(故曰淺綠文明)。然而,僅僅“不生病”是不夠的,需要通過人工種植和養(yǎng)殖生物、實行超循環(huán)經(jīng)濟等方式更加積極有效地增進生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)的互利共生的模式(+, +),深化生態(tài)文明(故曰深綠文明)。此時,文明的科學屬性經(jīng)歷了生物文明、化學文明和物理文明的螺旋式上升后,回歸并提升至生物文明的高級階段——超生物文明(包括天然和人工超生物文明),產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍[12]。

表1 人類文明演進的屬性譜系

將上述循環(huán)經(jīng)濟的產(chǎn)生過程與人類文明的演進過程進行對比,可以看出,圖1所示的粗放經(jīng)濟是一種生態(tài)強害的非共生發(fā)展方式,與傳統(tǒng)工業(yè)文明相對應(yīng)；末端治理經(jīng)濟是一種生態(tài)弱害的集約型非共生發(fā)展方式,與新工業(yè)文明的初期相對應(yīng)。循環(huán)經(jīng)濟模式進一步弱化了產(chǎn)業(yè)對生態(tài)的危害,逐步逼近和達到產(chǎn)業(yè)偏利共生模式,分別與新工業(yè)文明后期和淺綠文明相對應(yīng)。從以上分析可見,“后循環(huán)經(jīng)濟”應(yīng)當是與深綠文明相對應(yīng)的,能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)互利共生的經(jīng)濟發(fā)展模式,這就是超循環(huán)經(jīng)濟的本質(zhì)屬性。

3.2 超循環(huán)經(jīng)濟的多層結(jié)構(gòu)——基于超循環(huán)理論

確定了超循環(huán)經(jīng)濟的本質(zhì)屬性后,就需要研究超循環(huán)的基本構(gòu)成及其自組織原理。對此,超循環(huán)理論提供了有力的理論支撐。超循環(huán)理論(hypercycle theory)是德國科學家艾根(Manfred Eigen)在20世紀70年代提出的建立在分子生物學基礎(chǔ)上的關(guān)于非平衡態(tài)系統(tǒng)的自組織理論。該理論提出了自然界演化的自組織原理——超循環(huán),揭示了從化學系統(tǒng)到生物系統(tǒng)的進化機制,在分子生物學水平上,建立了一個通過自我復(fù)制和自然選擇而進化到高度有序水平的自組織系統(tǒng)模型。雖然該理論著眼于微觀世界的自組織現(xiàn)象,但宏觀系統(tǒng)也有相似的演化規(guī)律和自組織方式。因此,近年來超循環(huán)理論已廣泛應(yīng)用于生態(tài)文明建設(shè)[13]、低碳與循環(huán)經(jīng)濟[11]、企業(yè)與區(qū)域經(jīng)濟管理[14]、信息資源管理[15]等方面。借鑒這些成果,可以將超循環(huán)理論應(yīng)用于超循環(huán)經(jīng)濟的研究。

將超循環(huán)理論與循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)進行對比,可以發(fā)現(xiàn)超循環(huán)經(jīng)濟(hypercycle economy,HCE)的基本構(gòu)成與自組織原理(表2)。(1)關(guān)于“循環(huán)”。在超循環(huán)理論中,“循環(huán)”又稱基層循環(huán)或反應(yīng)循環(huán),是指靠外部催化劑驅(qū)動的具有自復(fù)制特性的反應(yīng)序列,其中任何一步反應(yīng)的產(chǎn)物可作為另外某一步的反應(yīng)物。在超循環(huán)經(jīng)濟中,“循環(huán)”對應(yīng)于將企業(yè)中的一個生產(chǎn)過程的廢棄物或多余能量作為另一個生產(chǎn)過程的原料或能源而形成的資源鏈的閉合結(jié)構(gòu),從而形成自復(fù)制機制。(2)關(guān)于“超循環(huán)”。在超循環(huán)理論中,“超循環(huán)”又稱一重超循環(huán)或催化循環(huán),是指由若干個基層循環(huán)在功能上耦合起來而構(gòu)成的高層循環(huán),進而形成具有自催化和自復(fù)制特性的二級循環(huán)網(wǎng)絡(luò)。在超循環(huán)經(jīng)濟中,“超循環(huán)”對應(yīng)于企業(yè)中的多個資源鏈基層循環(huán)進一步耦合,形成整體企業(yè)的高層資源鏈循環(huán)網(wǎng)絡(luò),它具有自催化和自復(fù)制特性。(3)關(guān)于“多重超循環(huán)”。在超循環(huán)理論中,“多重超循環(huán)”是指由若干個超循環(huán)進行更高層次的有機組合,形成多重嵌套的復(fù)雜超循環(huán)系統(tǒng)。各循環(huán)單元既能自催化和自復(fù)制,又能催化下一單元。在超循環(huán)經(jīng)濟中,“多重超循環(huán)”包含了三次超循環(huán)拓展。首先由供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中的多個企業(yè)的資源鏈(一重)超循環(huán)耦合成二重超循環(huán)系統(tǒng)——資源鏈拓展層超循環(huán)網(wǎng)絡(luò)；然后再拓展到自然環(huán)境系統(tǒng)中形成三重超循環(huán)系統(tǒng)——嵌套了資源鏈超循環(huán)的生態(tài)鏈拓展層超循環(huán)網(wǎng)絡(luò)；最后進一步拓展到社會經(jīng)濟系統(tǒng)中形成四重超循環(huán)系統(tǒng)——嵌套了資源鏈和生態(tài)鏈超循環(huán)的價值鏈拓展層超循環(huán)網(wǎng)絡(luò)?！叭湣背h(huán)既能自催化和自復(fù)制,又相互催化。(4)關(guān)于超循環(huán)的自組織過程。超循環(huán)理論認為,基層循環(huán)靠外部催化劑驅(qū)動,(一重)超循環(huán)兼具自催化和自復(fù)制特性,(多重)超循環(huán)的各單元既能自催化和自復(fù)制,又能催化下一單元。各循環(huán)單元自行循環(huán)、相互作用、相互催化,形成自組織機制,使系統(tǒng)向更高的有序狀態(tài)進化。在超循環(huán)經(jīng)濟中,資源鏈、生態(tài)鏈和價值鏈自行循環(huán)、相互作用、相互催化,進而促進該超循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)良性循環(huán)和共生發(fā)展,使系統(tǒng)向更高的綠色文明狀態(tài)演進。

表2 超循環(huán)理論在超循環(huán)經(jīng)濟中的應(yīng)用

3.3 超循環(huán)經(jīng)濟的概念結(jié)構(gòu)——“從孕育到孕育”

根據(jù)以上分析,在“從搖籃到搖籃”循環(huán)經(jīng)濟的資源鏈反饋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上(圖1c),可構(gòu)筑圖2所示的超循環(huán)經(jīng)濟概念結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)把可再生資源的培育納入循環(huán)體系,而這一環(huán)節(jié)兼具產(chǎn)業(yè)和生態(tài)的雙重特征,是兩系統(tǒng)互利共生的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以林紙拓展系統(tǒng)為例,林木資源的培育不僅為造紙工業(yè)提供必要的原料來源,同時還發(fā)揮著改善生態(tài)環(huán)境、固碳制氧、水土保持、維護生物多樣性等生態(tài)功能,而造紙工業(yè)的發(fā)展又會通過價值鏈反哺資源培育,進而形成產(chǎn)業(yè)與生態(tài)相互促進的良性循環(huán)。芬蘭的林業(yè)發(fā)展歷程就很好地驗證了這種互利共生的現(xiàn)實可行性。芬蘭的森林曾經(jīng)遭受過戰(zhàn)爭和其他人為與自然因素的嚴重破壞。二戰(zhàn)后,該國通過先進的管理方法和綠色造紙技術(shù),構(gòu)筑了造紙工業(yè)和營林業(yè)的良性互動機制,實現(xiàn)了兩者的雙贏。目前芬蘭的森林覆蓋率已高達76%,生態(tài)效益良好[16]。

圖2 超循環(huán)經(jīng)濟的概念結(jié)構(gòu)Fig.2 Conceptual structure of hypercycle economy

由圖2可見,超循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)包含資源鏈、生態(tài)鏈和價值鏈的多重超循環(huán)結(jié)構(gòu)。從“嬰兒”在“搖籃”期之前的“孕育”過程出發(fā),不僅通過資源鏈反饋至“搖籃”,而且通過價值鏈和生態(tài)鏈回饋“孕育”過程。從自然環(huán)境所受到影響來看,生態(tài)鏈的前饋和反饋對環(huán)境產(chǎn)生正向作用。雖然污廢物的排放和自然資源耗用對環(huán)境有負向作用,但一方面由于可再生資源的培育和資源的減量化使用,使得自然資源耗用顯著下降,另一方面污廢物的資源化利用和處理使得最終排放到自然環(huán)境中的污染物大大降低。因此在超循環(huán)經(jīng)濟模式下,自然環(huán)境受到的正向作用遠大于負向作用,從而促進了自然環(huán)境的生態(tài)改善,使之從“防病”演進到健康狀態(tài)。而在圖1c所示的循環(huán)經(jīng)濟模式中,自然環(huán)境沒有受到正向作用,人們所能做的只是盡可能減小負向作用。可見,超循環(huán)經(jīng)濟是一種“從孕育到孕育”的健康式經(jīng)濟發(fā)展模式,它以資源、生態(tài)和價值的協(xié)同提升為目標,最終實現(xiàn)資源增長、生態(tài)改善和價值提升。

4 超循環(huán)經(jīng)濟的實證研究——以林紙拓展系統(tǒng)為例

為驗證圖2所示系統(tǒng)的可實現(xiàn)性,下面需要通過實證研究將超循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)具體化。由于超循環(huán)經(jīng)濟涉及面很廣,泛泛地研究難以得出更有價值的結(jié)果,需要選擇一個具體的應(yīng)用領(lǐng)域進行深入探討。森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,具有固碳制氧、保持水土、涵養(yǎng)水源、防治土地沙漠化、維護生物多樣性等關(guān)鍵的生態(tài)功能,并對其他陸地生態(tài)系統(tǒng)的變化產(chǎn)生重要影響。在與森林相關(guān)的工業(yè)中,造紙工業(yè)無論在社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境方面都具有十分突出的地位。而且林紙一體化、綠色造紙、造紙循環(huán)經(jīng)濟也是國際造紙工業(yè)的發(fā)展趨勢[17]。因此,選擇林紙拓展系統(tǒng)EFPS作為超循環(huán)經(jīng)濟實證研究的對象。

進入21世紀后一些專家提出了我國造紙工業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的構(gòu)想,研究了造紙業(yè)實施循環(huán)經(jīng)濟的必要性、適應(yīng)性和基礎(chǔ)條件等,認為現(xiàn)代造紙工業(yè)是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的理想載體[18]。在工程技術(shù)層面,許多學者分別對木材原料的有效利用、廢紙回用、廢水循環(huán)和再利用[19]、造紙污泥的資源化利用[20]、能量回用、熱電聯(lián)產(chǎn)[21]、清潔生產(chǎn)、污染控制等單項循環(huán)技術(shù)進行了比較微觀的研究。在經(jīng)濟管理層面,一些學者對造紙工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟的效率[22]、生態(tài)工業(yè)園[23]、產(chǎn)業(yè)集群[24]等進行了比較宏觀的研究。在這些研究的基礎(chǔ)上,超循環(huán)經(jīng)濟的研究需要完成以下工作：單項循環(huán)經(jīng)濟技術(shù)的集成、循環(huán)經(jīng)濟工程技術(shù)與經(jīng)濟管理的整合、原料林培育與制漿造紙的集成、造紙業(yè)與木材加工業(yè)的集成、產(chǎn)業(yè)與生態(tài)系統(tǒng)的集成等,然后構(gòu)建能夠協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)系統(tǒng)共生關(guān)系的EFPS超循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)模型。

4.1 EFPS超循環(huán)經(jīng)濟的多重拓展-嵌套建模路徑

根據(jù)表2所示的超循環(huán)層次結(jié)構(gòu),以及林紙拓展系統(tǒng)的特點[25],可得出圖3所示的EFPS超循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)建模的多重拓展-嵌套邏輯路徑。首先需要構(gòu)建制漿造紙系統(tǒng)的核心層資源鏈結(jié)構(gòu),然后依此進行微觀資源鏈拓展、中觀生態(tài)鏈拓展和宏觀價值鏈拓展,進而逐層構(gòu)建整體的EFPS超循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)。其中,資源鏈核心層和資源鏈拓展層合起來屬于產(chǎn)業(yè)系統(tǒng),它由以制漿造紙業(yè)為核心的供應(yīng)鏈系統(tǒng)構(gòu)成。其縱向供應(yīng)鏈包括森林培育業(yè)、制漿造紙業(yè)和市場營銷業(yè)等,橫向供應(yīng)鏈包括木材加工業(yè)、家具制造業(yè)和林產(chǎn)化工業(yè)等。在產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中,森林培育業(yè)是聯(lián)系人工系統(tǒng)和自然系統(tǒng)的橋梁,是產(chǎn)業(yè)和生態(tài)系統(tǒng)共生關(guān)系的紐帶。由圖3可見,制漿造紙、供應(yīng)鏈、生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟等系統(tǒng)并不是并列的關(guān)系,而是層層拓展、層層嵌套和相互交織的關(guān)系。也就是說,在制漿造紙和供應(yīng)鏈系統(tǒng)中,關(guān)注資源鏈循環(huán)；在生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中,同時包含了資源鏈和生態(tài)鏈,關(guān)注生態(tài)鏈循環(huán)及其對資源鏈的作用；而在社會經(jīng)濟系統(tǒng)中,資源、生態(tài)和價值鏈均有涉及,關(guān)注價值鏈循環(huán)及其對資源鏈和生態(tài)鏈的作用。

圖3 EFPS超循環(huán)經(jīng)濟的多重拓展-嵌套建模路徑Fig.3 Multi-layer expansion-nestification modeling route of EFPS hypercycle economy

4.2 EFPS超循環(huán)經(jīng)濟多重拓展-嵌套模型的構(gòu)建

根據(jù)圖3的邏輯路徑,經(jīng)過資源鏈、生態(tài)鏈和價值鏈的逐層拓展,可以構(gòu)建一個龐大的EFPS超循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)模型。為了便于表達和應(yīng)用,采用多重拓展-嵌套的方式來描述這一復(fù)雜系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。

首先,在制漿造紙系統(tǒng)中研究資源鏈核心層超循環(huán)系統(tǒng)。以我國制漿造紙企業(yè)常用的堿法制漿工藝為例,對各種單項的制漿造紙工藝中的資源循環(huán)利用技術(shù)進行梳理、篩選和整合[26],可以構(gòu)建EFPS超循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)的資源鏈核心層的詳細結(jié)構(gòu)模型。為了更清晰和簡捷地表達和突出核心層的主要超循環(huán)機理,對該詳細結(jié)構(gòu)模型進行抽象和提煉,得到圖4所示的資源鏈核心層結(jié)構(gòu)模型。其中的方框表示資源處理過程(簡稱資源過程),有向?qū)嵕€表示資源流(包含物質(zhì)流和能量流)。順箭頭方向的資源流把資源過程連接起來所形成的鏈條就是資源鏈。圖4不僅描述了制漿造紙生產(chǎn)中的“備料→制漿→抄紙”主干過程,而且給出了堿回收、水處理、熱電聯(lián)產(chǎn)、煙塵和廢渣處理等輔助過程,進而構(gòu)成了由廢紙回收、堿回收、水回收、纖維回收、石灰回收、廢料回收、蒸汽回收和電力回收等多重循環(huán)構(gòu)成的資源鏈超循環(huán)系統(tǒng)。

其次,將資源鏈核心層超循環(huán)系統(tǒng)在供應(yīng)鏈系統(tǒng)的縱向和橫向兩個維度進行微觀拓展,形成資源鏈拓展層超循環(huán)系統(tǒng)。具體來說,將圖4中的木材原料輸入等向供應(yīng)鏈上游拓展到森林培育環(huán)節(jié)；將紙產(chǎn)品輸出和廢紙原料輸入等向供應(yīng)鏈下游拓展到綠色營銷和綠色消費環(huán)節(jié)；將廢紙、廢木和木材加工剩余物輸入等在橫向拓展到木材加工環(huán)節(jié)；將處理后的排放物(污泥、煤灰和木質(zhì)素等)在橫向拓展到廢物加工環(huán)節(jié)[27]。為解決資源鏈拓展層超循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過于龐大和難以表達的問題,對資源鏈拓展層超循環(huán)系統(tǒng)的詳細結(jié)構(gòu)模型進行抽象和提煉,并將圖4資源鏈核心層濃縮和嵌套于“資源鏈核心層結(jié)構(gòu)”框中,形成圖4所示的簡捷的資源鏈拓展層結(jié)構(gòu)。這樣就可以清晰地看出營林循環(huán),化學和物理加工循環(huán),污泥包裝材料、煤灰磚建材和木質(zhì)素助劑循環(huán)等資源鏈超循環(huán)機理。

圖4 EFPS超循環(huán)經(jīng)濟的多重拓展-嵌套模型Fig.4 Multi-layer expansion-nestification model of EFPS hypercycle economy

再次,將資源鏈拓展層超循環(huán)系統(tǒng)在生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的目標層-經(jīng)營層和加工業(yè)-營林業(yè)兩個維度進行中觀拓展,形成生態(tài)鏈拓展層超循環(huán)系統(tǒng)。森林等資源是生態(tài)系統(tǒng)的生物學基礎(chǔ),根據(jù)生態(tài)學原理和我國生態(tài)建設(shè)的實踐,可以將資源鏈拓展層超循環(huán)系統(tǒng)拓展至生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)[27]。同樣,將圖4資源邏拓展層濃縮和嵌套于“資源鏈拓展層結(jié)構(gòu)”框中,并對詳細的生態(tài)鏈拓展結(jié)構(gòu)進行簡化,可形成圖4所示的生態(tài)鏈拓展層結(jié)構(gòu)。圖4c中的各方框(灰色框除外)表示促進生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展的過程(簡稱生態(tài)過程),有向點劃線表示生態(tài)流(包含作用于生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)、能量、資金、技術(shù)、信息、政策等)。順箭頭方向的生態(tài)流把生態(tài)過程連接起來所形成的鏈條就是生態(tài)鏈。在加工業(yè)的生態(tài)鏈拓展部分,綠色工業(yè)政策促進了資源節(jié)約、節(jié)能減排和生態(tài)工業(yè)園建設(shè)等措施的實施,同時圖4輸出的廢水、污泥和木質(zhì)素等經(jīng)無害化水處理和有機肥生產(chǎn)等過程轉(zhuǎn)變?yōu)閷α帜旧L有利的再生水和有機肥等資源,從而提高了工業(yè)系統(tǒng)的環(huán)境友好程度。在營林業(yè)生態(tài)鏈拓展部分,綠色營林政策促進了森林分類經(jīng)營、森林認證和采伐約束等措施的實施,同時林紙一體化和綠色化等戰(zhàn)略促進了原料林建設(shè)和林木可持續(xù)經(jīng)營(如實行近自然育林方式等),從而提高了森林生態(tài)效益。此外,森林固碳等作用將加工業(yè)和營林業(yè)兩部分聯(lián)系在一起。在以上生態(tài)鏈超循環(huán)的綜合作用下,該系統(tǒng)能有效實現(xiàn)改善生態(tài)環(huán)境的目標。

最后,生態(tài)鏈拓展層超循環(huán)系統(tǒng)在社會經(jīng)濟系統(tǒng)中進行宏觀拓展,形成價值鏈拓展層超循環(huán)系統(tǒng)。資源鏈和生態(tài)鏈超循環(huán)的驅(qū)動力在于價值鏈超循環(huán)。我國林紙循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展中的瓶頸和國外林紙互動的成功經(jīng)驗都表明價值鏈的催化劑作用在超循環(huán)經(jīng)濟運行中起到至關(guān)重要的作用。我們將邁克爾·波特提出的價值鏈理論運用于EFPS超循環(huán)經(jīng)濟,對價值鏈循環(huán)過程進行梳理和優(yōu)化[27],凝練出價值的分配與協(xié)調(diào)、價值的交易(包括面向資源鏈和生態(tài)鏈的市場交易)和價值的轉(zhuǎn)移(包括市場和行政機制)三類基本過程。經(jīng)過系統(tǒng)簡化,并把圖4生態(tài)鏈拓展層濃縮和嵌套于“生態(tài)鏈拓展層結(jié)構(gòu)”框中,構(gòu)建了如圖4所示的價值鏈拓展層結(jié)構(gòu)模型。圖中,各方框(灰色框除外)表示促進價值增值的過程(簡稱價值過程),有向虛線表示價值流(不是狹隘的資金流,而是綠色發(fā)展觀指導(dǎo)下的綜合效用流)。順箭頭方向的價值流把價值過程連接起來所形成的鏈條就是價值鏈。良好的價值鏈超循環(huán)可以調(diào)動制漿造紙企業(yè)、木材加工企業(yè)、營林企業(yè)、林農(nóng)、政府部門和社會組織等各類主體的積極性,促進資源鏈和生態(tài)鏈的良性循環(huán),而資源鏈和生態(tài)鏈的健康發(fā)展反過來又會支撐價值鏈的持續(xù)增長,最終推進整個超循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)朝著有序的方向不斷演進。

綜合以上4個部分,就得到了圖4所示的多重拓展-嵌套模型。該模型既能體現(xiàn)EFPS超循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu),又能反映其層次結(jié)構(gòu)。首先,整體結(jié)構(gòu)便于對該復(fù)雜系統(tǒng)有一個完整和全面的認識,便于在實際工作中開闊視野和拓展思路,有利于各級政府在制定國家和區(qū)域的循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略。其次,分層結(jié)構(gòu)有利于各決策主體(如造紙和木材加工企業(yè)、營林組織、供應(yīng)鏈、相關(guān)行業(yè)協(xié)會等)在制定不同層面循環(huán)經(jīng)濟決策時,根據(jù)各自獨特的需求和關(guān)注點各取所需。再次,拓展-嵌套模型便于理解局部超循環(huán)與整體超循環(huán)的關(guān)系,有利于協(xié)調(diào)各利益相關(guān)者之間關(guān)系。

5 基于實證的理論提升

5.1 超循環(huán)經(jīng)濟的5R原則與5R- 3C理論模型

從以上實證研究可知,超循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)不僅要遵循一般循環(huán)經(jīng)濟的3R原則,還要遵循促進產(chǎn)業(yè)與生態(tài)互利共生的原則。對圖4所示的EFPS超循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)的多重拓展-嵌套模型進行理論提升,我們提出超循環(huán)經(jīng)濟的5R原則：在原有的減量化(reduction)、再循環(huán)(recycle)、再利用(reuse)的3R原則的基礎(chǔ)上,增加再分配(redistribution)和再培育(recultivation)原則。為實現(xiàn)5R原則的功能,構(gòu)建與此相應(yīng)的5R 子系統(tǒng),然后根據(jù)圖2和圖4的原理,通過資源鏈、生態(tài)鏈和價值鏈(3C)可將5R子系統(tǒng)聯(lián)系成超循環(huán)經(jīng)濟的5R- 3C理論模型(圖5)。由5R- 3C模型可見,為實現(xiàn)面向生態(tài)文明的超循環(huán)經(jīng)濟,需要在建設(shè)一般循環(huán)經(jīng)濟的基礎(chǔ)上,應(yīng)著力構(gòu)筑再分配和再培育兩個子系統(tǒng),并完善資源鏈、生態(tài)鏈和價值鏈相互促進機制。

圖5 超循環(huán)經(jīng)濟的5R- 3C理論模型Fig.5 5R- 3C theoretical model of hypercycle economy

5.2 超循環(huán)經(jīng)濟的5R- 3C共生運行機理

在5R- 3C理論模型中,資源鏈、生態(tài)鏈和價值鏈3C超循環(huán)并不是獨立運行的,它們通過5R子系統(tǒng)相互耦合、相互催化,進而形成超循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)的5R- 3C共生運行機制。其中,價值鏈是動力和紐帶,它通過利益機制促進資源鏈和生態(tài)鏈的良性發(fā)展；資源鏈是基礎(chǔ),它是生態(tài)鏈的生物學基礎(chǔ),又是價值鏈的物質(zhì)基礎(chǔ)；生態(tài)鏈是支撐,它既是資源鏈持續(xù)增長的生態(tài)學支撐,又為價值鏈的運行提供良好的生態(tài)環(huán)境支撐。同時,3C循環(huán)鏈將5R子系統(tǒng)聯(lián)系成一個超循環(huán)有機系統(tǒng),使各子系統(tǒng)有效發(fā)揮各自的功能。其中,再分配子系統(tǒng)是整個超循環(huán)系統(tǒng)良性運行的核心環(huán)節(jié)。它通過合理的利益分配和市場交易、反哺資源培育的價值回饋、可再生資源培育的多元化投資、生態(tài)效益正外部性的內(nèi)部化補償?shù)却胧樵倥嘤酉到y(tǒng)的良性發(fā)展注入活力。同時,環(huán)保投資、負外部性的內(nèi)部化成本支出、碳排放和污染排放權(quán)的市場交易等措施將促進減量化、再循環(huán)和再利用子系統(tǒng)的健康發(fā)展,并與再培育子系統(tǒng)一起形成資源鏈和生態(tài)鏈的良性循環(huán)。

此外,在超循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)的運行過程中,需要將組織過程(政府行政行為和非政府組織行為)與自組織過程(市場機制)進行有機結(jié)合。其中,構(gòu)建、營造和發(fā)揮好市場機制是實現(xiàn)系統(tǒng)自組織性的關(guān)鍵,而政府的行政行為只限于進行符合客觀規(guī)律的宏觀調(diào)控,不能進行微觀介入,不能過度干預(yù)甚至破壞系統(tǒng)的自組織機制,否則將違背超循環(huán)理論的科學原理。

6 結(jié)論

6.1 各經(jīng)濟模式的綜合比較

綜合以上研究結(jié)果,可以從多個維度列出粗放經(jīng)濟、末端治理經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟和超循環(huán)經(jīng)濟的主要特性對比(表3)。由表3可以提煉出超循環(huán)經(jīng)濟的本質(zhì)特征,由此可以給它下一個比較科學的內(nèi)涵界定：超循環(huán)經(jīng)濟是一種面向生態(tài)文明的閉環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式,它以可再生資源培育作為出發(fā)點和歸宿點,形成“從孕育到孕育”的包含資源鏈、生態(tài)鏈、價值鏈多重超循環(huán)的自組織系統(tǒng),通過減量化、再循環(huán)、再利用、再分配、再培育5R原則,實現(xiàn)資源增長、生態(tài)改善和價值提升的產(chǎn)業(yè)與生態(tài)互利共生的綜合目標。

6.2 超循環(huán)經(jīng)濟的“超越性”

由以上研究可知,與循環(huán)經(jīng)濟相比,超循環(huán)經(jīng)濟具有以下5個“超越”特性。

(1)循環(huán)鏈起訖點的超越。將循環(huán)鏈的出發(fā)點和歸宿點從“原料利用”前移到“資源培育”,把可再生資源培育作為資源加工業(yè)的“第一車間”,進而超越“從搖籃到搖籃”的循環(huán),拓展到“從孕育到孕育”的更大范圍且具資源增殖性的超循環(huán)。

(2)循環(huán)鏈類型的超越。不僅超越企業(yè)、供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng),拓展到更廣泛的生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟系統(tǒng)；而且超越單一的資源鏈循環(huán),拓展到資源鏈、生態(tài)鏈和價值鏈的超循環(huán),“三鏈”相互促進、相互催化,形成良性循環(huán)。

(3)循環(huán)系統(tǒng)自組織性的超越。超越一般循環(huán)經(jīng)濟的組織過程,將多個基本循環(huán)耦合起來構(gòu)成超循環(huán),又將多個超循環(huán)耦合起來構(gòu)成更高層次的具有自組織性的超循環(huán),以促使整體系統(tǒng)從無序向有序演進。這是超循環(huán)理論的在自然和人工復(fù)合系統(tǒng)中的推廣和深化。

表3 不同經(jīng)濟模式的特性比較

(4)循環(huán)系統(tǒng)共生性的超越。超越生態(tài)弱害和產(chǎn)業(yè)偏利共生階段,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)的互利共生。

(5)循環(huán)系統(tǒng)文明性的超越。實現(xiàn)從“生物文明”到“超生物文明”的螺旋式上升的質(zhì)的超越,同時實現(xiàn)從“天然超生物文明(淺綠文明)”到“人工超生物文明(深綠文明)”的超越[12]。

6.3 超循環(huán)經(jīng)濟的應(yīng)用前景

在生態(tài)文明建設(shè)的背景下,超循環(huán)經(jīng)濟理論必將具有廣泛的應(yīng)用前景。本文以林紙拓展系統(tǒng)為例給出了超循環(huán)經(jīng)濟的應(yīng)用實例,為超循環(huán)經(jīng)濟的5R- 3C理論模型及其共生運行機理走向?qū)嶋H應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。由于森林資源是與其他可再生資源(如生物資源、水資源、土地資源、氣候資源等)交集最大的自然資源生態(tài)系統(tǒng),因此本文的研究成果可以推廣到各類可再生資源的綠色發(fā)展領(lǐng)域。例如,在沙漠治理中,可以種植具有經(jīng)濟價值的沙漠植物(如寄生于固沙植物梭梭的中藥材肉蓯蓉等),將資源鏈、生態(tài)鏈和價值鏈耦合起來形成超循環(huán)結(jié)構(gòu),調(diào)動各相關(guān)主體治沙的積極性,形成良性循環(huán)。

[1] 張智光. 人類文明與生態(tài)安全: 共生空間的演化理論. 中國人口·資源與環(huán)境, 2013, 23(7): 1- 8.

[2] Boulding K E. The economics of the coming spaceship earth // Jarrett H, ed. Environmental Quality in a Growing Economy. Baltimore, MD: Johns Hopkins University Press, 1966: 3- 14.

[3] Lieder M, Rashid A. Towards circular economy implementation: a comprehensive review in context of manufacturing industry. Journal of Cleaner Production, 2016, 115: 36- 51.

[4] Bilitewski B. The circular economy and its risks. Waste Management, 2012, 32(1): 1- 2.

[5] Ghisellini P, Cialani C, Ulgiati S. A review on circular economy: The expected transition to a balanced interplay of environmental and economic systems. Journal of Cleaner Production, 2016, 114: 11- 32.

[6] 陳文婷, 廖聰. 循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的回顧與思考. 廣州環(huán)境科學, 2015, 30(1): 4- 7.

[7] 許云程, 李莉. 循環(huán)經(jīng)濟的探索與實踐研究. 現(xiàn)代商業(yè), 2012(29): 116- 118.

[8] 陳杰, 周露. 超循環(huán)經(jīng)濟的理論建構(gòu). 經(jīng)濟問題探索, 2006(1): 91- 94.

[9] 伍國勇, 段豫川. 論超循環(huán)經(jīng)濟——兼論生態(tài)經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟、低碳經(jīng)濟、綠色經(jīng)濟的異同. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究, 2014, 35(1): 5- 10.

[10] 昌灝. 論循環(huán)經(jīng)濟的超循環(huán)系統(tǒng)發(fā)展模式. 工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟, 2010, 29(5): 14- 16.

[11] 張文洲. 基于超循環(huán)經(jīng)濟的我國農(nóng)業(yè)生態(tài)化發(fā)展研究. 湖北社會科學, 2015(11): 97- 101.

[12] 張智光. 從產(chǎn)業(yè)與生態(tài)的共生關(guān)系審視生態(tài)文明. 中南林業(yè)科技大學學報, 2014, 34(7): 108- 114.

[13] 黃志斌, 邱國俠. 超循環(huán): 生態(tài)文明建設(shè)的本然依據(jù)、應(yīng)然規(guī)范和實然途徑. 哲學動態(tài), 2014(1): 100- 104.

[14] 張青. 基于自組織超循環(huán)的資源型企業(yè)群落與區(qū)域經(jīng)濟之間互動發(fā)展機理研究. 管理學報, 2013, 10(2): 280- 287.

[15] Silvestre D A M M, Fontanari J F. The information capacity of hypercycles. Journal of Theoretical Biology, 2008, 254(4): 804- 806.

[16] 張智光. 也談生態(tài)文明建設(shè)的認識誤區(qū). 光明日報(科技周刊·生態(tài)版), 2015-08- 28.

[17] Rafione T, Marinova M, Montastruc L, Paris J. The green integrated forest biorefinery: An innovative concept for the pulp and paper mills. Applied Thermal Engineering, 2014, 73(1): 74- 81.

[18] 鄒細霞, 陳海旭, 樊云龍. 國內(nèi)循環(huán)經(jīng)濟載體研究綜述. 再生資源與循環(huán)經(jīng)濟, 2015, 8(12): 6- 11.

[19] Karthik M, Dhodapkar R, Manekar P, Aswale P, Nandy T. Closing water loop in a paper mill section for water conservation and reuse. Desalination, 2011, 281: 172- 178.

[20] Frías M, Rodríguez O, de Rojas M I S. Paper sludge, an environmentally sound alternative source of MK-based cementitious materials A review. Construction and Building Materials, 2015, 74: 37- 48.

[21] 昝建民, 尹勇軍. 造紙企業(yè)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)并網(wǎng)經(jīng)濟運行實例分析. 造紙科學與技術(shù), 2015, 34(6): 98- 101, 110- 110.

[22] 陳翔, 肖序. 中國工業(yè)產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟效率區(qū)域差異動態(tài)演化研究與影響因素分析——來自造紙及紙制品業(yè)的實證研究. 中國軟科學, 2015(1): 160- 171.

[23] 王海剛, 程旭, 陳鋼. 基于循環(huán)經(jīng)濟的我國造紙生態(tài)工業(yè)園建設(shè)探析. 中華紙業(yè), 2012, 33(17): 58- 62.

[24] 潘權(quán)驍, 俞江磊, 黃承明. 循環(huán)經(jīng)濟理論視角下造紙業(yè)集群的實證研究——以富陽市春江街道“中國白紙板基地”為個案. 中國造紙學報, 2012, 27(1): 58- 62.

[25] 張智光. 綠色中國(第二卷): 綠色共生型供應(yīng)鏈模式. 北京: 中國環(huán)境科學出版社, 2011.

[26] 張智光. 綠色供應(yīng)鏈視角下的林紙一體化共生機制. 林業(yè)科學, 2011, 47(2): 111- 117.

[27] 張智光. 林紙循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)的資源、生態(tài)和價值鏈拓展模型. 中國人口·資源與環(huán)境, 2012, 22(12): 46- 53.

Hypercycle economy oriented to an ecological civilization: theory, model, and instance

ZHANG Zhiguang*

College of Economics and Management, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China

A new economic pattern “hypercycle economy” oriented to the requirements of an ecological civilization is researched under the background of global climate change. This study includes its basic principles, structural models, operational mechanism, and practical applications. Firstly, the evolving process of economic patterns in different periods is summarized as follows: “cradle-to-product” in an extensive economy, “cradle-to-grave” in an end-treatment economy, and “cradle-to-cradle” in a circular economy, through the analysis of system structures. Following the trend of “green” evolution, a new theoretical hypothesis of hypercycle economy is conceived, and its conceptual structure of “breeding-to-breeding” is described, according to the symbiosis theory of human civilization′s evolution and the hypercycle theory put forth by Manfred Eigen in the 1970s. Next, the principle of hypercycle economy is applied to an expanded forest-paper system (EFPS). By analyzing the development and the bottlenecks of the Chinese paper industry, and its relationship with forestry and the natural environment, a series of structure models for EFPS hypercycle economy are studied by means of layer-by-layer expansion in the logical order of resources chain, eco-chain, and value chain (three chains, or 3C). Specifically, the hypercycle structure models for different layers are established successively as follows: the core layer of resources chain in pulp and paper system, expanded layer of resources chain in the supply chain system, expanded layer of eco-chain in the natural environment system, and expanded layer of value chain in the socio-economy system. Then, a multi-layer expansion-nestification overall model of EFPS hypercycle economy is constituted by means of synthesizing the structure models of various layers. This model not only reveals the complete picture of the EFPS hypercycle economy system, but also retains the system structures of its various layers. Thus, this not only provides references for governments at different levels to make national or regional development plans about circular economy, but also provides support to various economic entities, such as manufacturing enterprises, forestry organizations, supply chains, and business associations to make green business decisions. Finally, the above-mentioned empirical research is promoted in theory. On the one hand, the 5R principle of hypercycle economy is proposed as follows: reduction, recycle, reuse, redistribution, and recultivation. On the other hand, a 5R- 3C theoretical model is created according to the 5R principle and the three chains, and then its symbiotic operational mechanism is researched. The study shows that the industrial system and ecosystem can achieve a positive circle of mutualism in hypercycle economy. The main innovations of the above research are as follows. In principle, the conceptual structure, essential attributes, and 5R principles of hypercycle economy oriented to an ecological civilization are revealed. In mechanism, 5R- 3C model and its symbiotic operational mechanism for hypercycle economy are founded. And in realization, the concrete multi-layer expansion-nestification model of EFPS hypercycle economy is established, which contributes a practical example for the application of hypercycle economy theory to a wider field.

circular economy; hypercycle economy; hypercycle theory; symbiosis theory; forestry; paper industry; ecological civilization

國家自然科學基金項目(71673136,70873059)；國家科技支撐計劃課題(2006BAD32B08); 國家林業(yè)局軟科學研究項目(2013-R07)；江蘇省軟科學研究項目(BR2015066)

2016- 02- 14; 網(wǎng)絡(luò)出版日期:2017- 02- 23

10.5846/stxb201602140278

*通訊作者Corresponding author.E-mail: zzg@njfu.com.cn

張智光.面向生態(tài)文明的超循環(huán)經(jīng)濟：理論、模型與實例.生態(tài)學報,2017,37(13):4549- 4561.

Zhang Z G.Hypercycle economy oriented to an ecological civilization: theory, model, and instance.Acta Ecologica Sinica,2017,37(13):4549- 4561.