自Frosch和Gallopoulos(1989年)首次提出工业生态系统的概念以来,该领域经历了深刻变革。过去十年中,研究人员和政策制定者越来越多地呼吁将工业共生(IS)的范围扩展到工业园区之外,涵盖更广泛的城市-工业系统。早期的尝试,如2000年代日本的生态城镇项目,展示了将工业过程与城市废物管理及城市代谢(例如将城市废物回收为工业原料)相结合的潜力(Van Berkel, 2009; Hashimoto et al., 2010)。这些举措为后来的产业-城市融合(ICI)奠定了基础。
然而,ICI现在正进入一个具有新内涵的进化阶段。最初,这一概念主要在中国城市规划和日本生态工业发展等背景下被提出,目的是为了经济多元化(Fujita et al., 2012; Dong et al., 2013),如今它已发展成为应对全球气候目标和环境约束的战略举措。它不再仅仅是一种空间规划策略,而是一种实现碳中和和系统韧性的协同机制。与早期实践相比,本文所使用的ICI学术概念寻求更全面的整合:不仅将工业和城市功能置于同一地点,还将它们的资源循环、基础设施和治理机制联系起来,以促进新的循环共生产业。
传统的工业共生作为工业生态学的核心概念,涉及不同企业之间的合作,以交换材料、能源、水和副产品。从丹麦的卡尔伦堡到日本的川崎等经典案例证明,IS可以带来显著的环境和经济效益(McPhearson et al., 2016; Dong et al., 2014)。例如,卡尔伦堡的自组织网络将发电厂的多余热量输送到炼油厂和城市区域供暖系统,将制药副产品转化为农业饲料等,每年减少约63.5万吨二氧化碳排放和360万立方米的水资源消耗(Frosch and Gallopoulos, 1989; Chertow, 2000; Ehrenfeld and Gertler, 1997)。这些案例表明,地理邻近性和企业间合作是实现共生的关键因素。实际上,IS本质上是以企业为中心的,并受限于本地范围,利用地理邻近性带来的协同可能性来最小化运输成本(Nancy et al., 2008; Bai et al., 2017)。
然而,仅依赖传统的IS模型存在一个关键的规模不匹配问题。现代城市是复杂的社会生态技术系统,工业生产和城市生活紧密交织在一起。城市地区是全球资源消耗和废物产生的主要来源(Shan et al., 2019; Ran and Cao, 2020),而传统的IS举措仅触及了这种城市-工业界面的表面。工业生态学界最近的观点强调,需要通过整合空间异质性、城市功能和服务,同时考虑公平性、福祉和韧性,来扩展城市代谢的视角(Nicola and Daniela, 2025; Streeck et al., 2025)。Wang et al.(2023a, 2023b)对城市代谢方法进行了全面回顾,确认尽管在物质流分析和生态网络分析方面取得了进展,但工业和城市代谢系统的整合在方法上仍然存在碎片化。越来越多的研究表明,“共生”的边界需要重新定义。虽然生态工业园区可能在本地回收废物并减少污染,但周边城市仍可能面临未管理的城市废物和排放问题。在全球供应链和数字化转型的背景下,ICI中的城市概念不应再局限于行政边界,而应代表由工业链、人才流动和技术网络定义的功能节点。在这种视角下,城市不仅仅是工业的容器,而是更广泛代谢网络中的一个节点,人才和技术的流动促进了跨区域的循环性。
为了解决这一差距,学者们开始通过产业-城市融合(ICI)的视角重新概念化工业与城市之间的关系。ICI被视为一种跨部门、跨尺度的方法,将城市及其产业视为一个统一系统的共同演化子系统,而不是独立的领域(Bai et al., 2016)。这种转变催生了新的循环共生产业——专门处理城市矿物、管理区域能源互动和提供脱碳服务的行业(Bai, 2024),从而将环境负担转化为新的经济动力。
至关重要的是,产业-城市融合不仅仅是IS的空间扩展,而是由双重碳目标需求驱动的范式转变(Dong et al., 2017; Liu et al., 2014)。它涉及三个关键范围的扩展:(1)从园区规模的交换扩展到城市/区域规模的代谢流动;(2)从仅限于企业间的合作伙伴关系扩展到包括政策制定者、社区和技术提供者在内的多主体合作;(3)从关注资源效率扩展到包括气候适应、社会公平和生态恢复在内的更广泛的规范目标。我们为这一高级阶段提出的术语是“产业-城市共同繁荣”,它表明了一个规范目标:通过共享基础设施、耦合的创新链和综合治理,实现工业发展和城市发展的相互促进。
尽管在政策讨论中受到越来越多的关注,但近期研究只取得了重要但有限的进展。在方法论上,存在用于城市-工业物质流的定量模型(Dong et al., 2013, Dong et al., 2014; Geng et al., 2010),但最近的系统回顾表明,这些方法往往将治理和社会维度视为外生因素,而不是系统的组成部分。Nugroho et al.(2025)对城市-工业共生发展进行了文献计量分析和系统回顾,发现尽管自2020年以来研究关注度有所增加,但社会经济促进因素的方法论整合仍然有限。同样,Palagonia et al.(2025)强调现有研究仅提供了促进因素和障碍的列表,未能定义解决循环经济系统中各主体之间更广泛联系的未来研究议程。在概念上,像Bai et al.(2016, 2017)这样的框架将城市和产业视为共同演化的子系统,但缺乏操作指导。在治理方面,虽然存在个别模型(自上而下规划(Behera et al., 2012)、自组织(Chertow, 2000)和协调促进(Gibbs, 2009)),但近期研究仍存在持续差距。S?dergren and Palm(2025)分析了瑞典的市政当局,发现尽管工业和城市共生受到广泛重视,但市政层面的参与程度差异显著,对地方政府如何平衡内部治理与外部参与策略的系统研究有限。Munonye et al.(2025)进一步表明,现有框架缺乏整合治理、技术创新和循环设计以支持向再生工业未来转型的操作指导。这些发现凸显了在气候驱动的共生产业背景下缺乏比较治理分析的问题。
这些差距留下了三个基本未解决的问题:(1)ICI是否只是IS的扩展形式,还是需要一个全新的理论框架来适应人才、技术和物质流动的复杂互动?(2)如何最佳管理跨城市-工业边界的资源和能源流动?(3)需要哪些制度创新和治理安排来克服常常阻碍城市-工业合作的碎片化责任和部门壁垒?
为了解决这些问题并综合先前的文献空白,本研究追求三个具体目标:(1)追踪从传统IS到ICI新阶段的理论演变,明确这一概念如何从局部效率转向多尺度的气候响应框架;(2)综合并批判性地评估实现跨边界资源流动的方法论方法,特别是工业链与城市代谢功能的整合;(3)通过系统比较国际案例,开发ICI的治理类型学,识别不同模型如何促进产业和城市的共同繁荣。