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城市是人类生产与生活的空间载体，是人口、工业、资本与技术等要素高度密集的区域。自工业革命以来，人类以前所未有的速度从生态系统攫取自然资源，经生产、消费后，绝大部分自然资源以废弃物的形式被排放到城市及其周边区域，城市已成为生产、消费与废弃物排放高度集中的区域。据联合国统计，城市对全球75%的能源消耗、78%的温室气体排放负有责任。目前，全球很多城市的生态系统已接近或超出区域的生态阈值。一方面，生产所需的自然资源日益紧缺；另一方面，堆积如山的废弃物持续膨胀。据测算，1900年全球2.2亿城市人口每天产生的废弃物不超过30万t，到2000年29亿城市人口每天产生超过300万t废弃物，预计2025年将超过600万t，2100年将达到1100万t；在同等富裕的情况下，城市居民人均废弃物产生量至少为农村居民的2倍，如果考虑城乡贫富差距，这个数据可能是4倍。中国已成为全球废弃物年排放量较大的国家，“垃圾围城”形势严峻。《2024年全国大、中城市固体废物污染环境防治年报》显示，2022年196个大、中城市生活垃圾产生量为25599万t。此外，中国每年产生的工业固体废弃物、建筑垃圾、废旧机电产品等大宗废弃物的数量超过40亿t。2013—2022年全国大、中城市生活垃圾产生量变化情况如图1.1所示。城市废弃物管理问题，已成为困扰政府的重要议题。
图1.1 2013—2022年全国大、中城市生活垃圾产生量变化情况
能源（如石油、天然气）一旦被利用，就转变为能量，不能被回收再利用，而大量的资源与产品，在废弃后能够保持其物理和化学属性基本不变，在一定条件下可以回收再利用。为解决经济发展所面临的资源与环境问题，人们将目光投向了废弃物。废弃物是放错地方的资源，如果能得以充分利用，即可有效缓解资源短缺问题，是治理环境污染最有效的途径。自20世纪60年代以来，人们开始关注废弃物循环利用问题。例如，1969年，Odum在《科学》上发表《发展生态系统战略》一文指出，人类应从经济系统和自然系统角度出发，研究物质利用的“闭环（closed loop）”和“循环（cyclic）”模式；1971年，Commoner在《闭合循环：自然、人类与技术》一书中指出，工业、农业和运输业需满足生态系统的要求，要对废弃物进行限制、治理与再利用；1978年，Royston在一次关于无废技术会议上提出，采用整合与系统方式综合考虑“原材料供应—生产—消费—处理与循环利用”整个过程，能实现无废弃物。废弃物资源化已成为全球资源管理的趋势，美国政府在2009年将“固体废弃物管理办公室”更名为“资源保护与恢复办公室”；德国的“废弃物管理系统”已发展为“资源管理系统”。据预测，未来30年内全球废弃物资源化提供的原料，将由目前的约30%提高到80%。
目前，尽管工业共生网络、城市废弃物管理系统、再生资源产业等已在废弃物资源化方面发挥重要作用，但是依然存在诸多问题。在工业废弃物资源化方面，自1989年Frosch等在《制造业战略》一文中介绍工业生态系统理念和丹麦卡伦堡共生网络的经验后，工业共生网络引起了人们广泛的关注，其直接实践形式“生态工业园区”在全球范围内迅速展开。然而，大量生态工业园区的发展并未达到预期效果，很多项目以失败告终。例如，1995年由美国政府推行的15个生态工业园区项目，目前基本处于停滞状态，以至于美国康奈尔大学的Cohen-Rosenthal教授指出：“迄今为止，美国任何一个区域尚无一个正在运行且功能正常的生态工业园区。”同时，对于来自消费领域的一般废弃物，综合回收利用率依旧较低，大量废弃物依旧只能以填埋或焚烧的方式处置，环境与资源问题未得到实质性解决。例如，目前中国60%以上的城市生活垃圾无法有效资源化，只能被堆放、填埋或焚烧。因此，迫切需要建立更高效、更有序的城市废弃物管理体系，使废弃物得以循环利用，进而实现城市经济与社会的可持续发展。
2013年7月，习近平总书记在湖北考察时指出“把垃圾资源化，化腐朽为神奇，是一门艺术”。如何实现废弃物资源化，关键是为其找到恰当的位置。大禹治水的故事启示我们，面对城市废弃物管理问题，应主要采取疏导的处理方式，形成多渠道、多途径的废弃物资源化网络体系。工业共生网络，本质上是为工业废弃物寻找恰当的位置，是疏导与利用工业废弃物最有效的方式之一。然而，工业共生网络并未实现全社会物质的闭环流通（图1.2），且其形成也不是通过设计几个循环生态工业链就可以实现的，它需要借助城市废弃物回收系统、再生资源产业、环保产业等的支撑才能有效运行。对于城市消费领域的废弃物，由于其类型的多样性、成分与性质的复杂性，废弃物资源化亟须借助多方面的知识、技术与众多类型的工业协同处理才能有效地获取蕴含在其中的价值。因此，要实现城市全社会物质的闭环流通，可借鉴工业共生网络的思路，发展城市废弃物资源化共生网络。
图1.2 城市废弃物资源化共生网络示意图
共生作为生命系统普遍存在的现象，是一种基本的机制或利益关系模式，是现代生态学最基本的范式之一，已成为现代进化理论的核心概念和基石，是城市等生命系统持续生存、繁荣与发展的根本依据和立足点。城市废弃物资源化共生网络，将城市废弃物管理系统与工业共生网络有机地融合起来，以城市为中心和载体，围绕城市废弃物，利用城市及其周边区域相关产业的技术与成本优势，使城市及其周边企业围绕废弃物建立共生联系，从而降低废弃物资源化成本，扩大废弃物资源化范围，提高废弃物资源化效率与价值，节约自然资源，保护生态环境，最终实现城市“零废弃物”目标。
目前，不少国家或城市已制定“零废弃物”目标，如英国政府提出“零废弃物经济”
；美国华盛顿和加利福尼亚、澳大利亚阿德莱德与维多利亚、瑞典斯德哥尔摩、加拿大新斯科舍等也都制定了“零废弃物”发展战略。城市废弃物资源化共生网络是实现城市“零废弃物”目标的最终途径与结构形态。日本川崎市通过实施生态城镇项目，将当地的钢铁厂、水泥厂、化学生产企业以及造纸企业等纳入共生网络，很好地实现了城市消费领域废弃物的资源化；英国的国家工业共生项目（NISP）、美国芝加哥与休斯敦等地的区域资源协同网络项目，也在实现城市废弃物资源化方面发挥着重要作用。
近年来，我国政府高度重视生态文明的建设与循环经济的发展，大力实施区域大循环战略，这将逐步推动我国城市（区域）废弃物资源化共生网络的发展。党的二十大报告提出，必须牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，站在人与自然和谐共生的高度谋划发展，实施全面节约战略，推进各类资源节约集约利用，加快构建废弃物循环利用体系，坚定不移走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，实现中华民族永续发展。
2013年1月23日，国务院印发了《循环经济发展战略及近期行动计划》，指出应遵循生态循环规律，实施大循环战略，推动产业之间、生产与生活系统之间、国内外之间的循环式布局、循环式组合、循环式流通，加快构建循环型社会；并计划在原有循环经济试点城市（省）的基础上，创建百个循环经济示范城市（县）。2014年5月6日，国家发展和改革委员会等部门出台了《关于促进生产过程协同资源化处理城市及产业废弃物工作的意见》（发改环资〔2014〕884号），鼓励并扶持“利用企业生产过程协同资源化处理废弃物”。2015年5月，《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》明确提出完善再生资源回收体系，实行垃圾分类回收，开发利用“城市矿产”。2018年5月，习近平总书记在全国生态环境保护大会上强调，坚持人与自然和谐共生，加快形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式，给自然生态留下休养生息的时间和空间。2018年12月，国务院办公厅印发《“无废城市”建设试点工作方案》，提出要推动“无废城市”建设，通过推动形成绿色发展方式和生活方式，持续推进固体废物源头减量和资源化利用，最大限度地减少填埋量，将固体废物环境影响降至最低。2021年2月，《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》（国发〔2021〕4号）指出，建立健全绿色低碳循环发展的经济体系，推动我国绿色发展迈上新台阶，推进垃圾分类回收与再生资源回收“两网融合”，加快构建废旧物资循环利用体系，提升资源产出率和回收利用率。2024年2月，国务院办公厅《关于加快构建废弃物循环利用体系的意见》（国办发〔2024〕7号）再次指出，要以废弃物精细管理、有效回收、高效利用为路径，覆盖生产生活各领域，发展资源循环利用产业，到2030年，建成覆盖全面、运转高效、规范有序的废弃物循环利用体系，废弃物循环利用水平总体居于世界前列。
理论方面，目前一些学者基于生态工业园区，以工业废弃物为主要对象，从不同视角对工业共生网络的形成问题展开了广泛研究。然而对于以城市为中心，以城市范围内所有废弃物为对象的城市废弃物资源化共生网络的形成问题，研究甚少。本书拟探讨城市废弃物资源化共生网络形成问题，研究结果将对推进区域废弃物的协同利用，实施区域大循环战略，实现城市“零废弃物”目标以及城市可持续发展有着重要意义。
中华民族伟大复兴的中国梦，既是物质文明极其丰富的富强梦，也是生态文明繁荣发展的美丽梦，意味着我们不仅要建设经济强国，更要展现对全球环境治理的大国担当。近年来，党中央高度重视生态环境保护工作。2023年，习近平总书记在全国生态环境保护大会上强调，要坚持把绿色低碳发展作为解决生态环境问题的治本之策，加快形成绿色生产方式和生活方式；要把建设美丽中国摆在强国建设、民族复兴的突出位置，以高品质生态环境支撑高质量发展，加快推进人与自然和谐共生的现代化。探讨城市废弃物资源化共生网络形成机制问题，对实现城市废弃物资源化、构建循环型社会、实现人与自然和谐共生，具有重要意义。
1）理论意义
从科学探索的角度来看，本书的研究丰富和发展了循环经济学、可持续发展管理和管理科学等学科理论。首先，在融合城市废弃物管理理论与工业共生网络理论的基础上，提出了城市废弃物资源化共生网络的概念
，指出城市废弃物资源化共生网络是城市废弃物管理系统发展的高级阶段，其本质是一种网络组织形式；其次，运用网络组织理论与自组织理论探讨了共生网络的形成机理，从理论上对企业间建立共生网络组织予以了解释，并明确了共生网络自组织形成的条件机理与协同机理，建立了共生网络形成的Brusselator模型，明确了支配共生网络演化的序参量和内在动力机制；重点在对共生网络实例结构分析的基础上，抽象出了共生网络结构的共性特征与形成规律，确立了识别共生网络潜在核心节点的方法与指标体系；最后，从动态演化的视角，明确了共生网络节点间的生成规则，通过综合考虑节点间连接的机会成本、节点适应度等因素，构建了共生网络结构模型，解释并深入探讨了共生网络的形成规律。本书的研究也拓展了复杂网络理论的研究领域，为“某些复杂网络为亚标度网络结构”提供了理论解释。
2）实践意义
首先，基于目前城市废弃物管理系统存在的问题，指出了城市废弃物资源化共生网络是实现城市“零废弃物”的最终途径，分析了城市废弃物资源化共生网络形成的客观必然性，并明确了共生网络形成的驱动因素、形成条件与协同动力；其次，指出了核心节点是共生网络发展的动力源和关键所在，据此探讨了典型废弃物资源化共生网络形成的核心企业类型，为政府发展共生网络找到突破口；最后，为推动共生网络形成，分析了政府部门、社会组织和公众的职责，政府在政策制定方面的侧重点，以及政府亟须完善的支撑平台。总之，本书的研究为政府促进共生网络发展提供了思路与决策依据，书中研究的问题是政府实施大循环战略、构建循环型社会亟须解决的问题，也是进一步推动资源节约型、环境友好型的生态文明城市发展需要解决的问题。