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一、關于系統科學的基本理論

(一)一般系統論的基本原理

1.系統與系統論的概念

1925年，奧地利生物學家貝塔菲（L.V.Bertalanffy1901-1971）創立了系統論。系統是“由若干要素按一定關系組合的具有特定功能的有機整體，其中要素又稱為子系統”。系統論是研究系統的一般模式、結構和規律的學問。它研究各種系統的共同特征，用數學方法定量地描述其功能，尋求并確立適用于一切系統的原理、原則和數學模型，是具有邏輯和數學性質的一門科學。[1]（P55）系統是普遍存在的。由于構成要素不同，要素之間相互聯系、相互作用的方式不同，系統可分為不同的類型。按自然屬性，可分為自然系統和人造系統；按物質屬性，可分為實體系統和概念系統；按運動屬性，可分為動態系統和靜態系統；按系統與環境的關系，可分為開放系統、封閉系統和孤立系統；按反饋屬性，可分為開環系統和閉環系統；[2]（P128-129）按規模，可分為小型系統、中型系統、大型系統和巨型系統；按復雜程度，可分為簡單系統、復雜系統、超復雜系統；按狀態，可分為平衡態系統和非平衡態系統。對系統進行分類，是為了把系統的抽象性與具體的客觀事物聯系起來加以研究。實際上，現實系統常常是以上幾種典型類型的綜合體，例如，自然生態系統和人類社會經濟系統都是非平衡態的超復雜巨型系統。

2.系統論的基本原理

作為系統論研究對象的“系統”，是現實世界的形形色色的系統的抽象。人們抽去了實際存在的物質系統或概念系統的具體屬性，考察和肯定了它們共同的系統方面的特征和性質。系統的這些性質的客觀存在構成了系統論的基本原理。它們包括：⑴整體性原理。系統是由若干要素組成的具有一定新功能的有機整體，各要素一旦組成系統整體，就具有獨立要素所不具有的性質和功能，形成了新的系統的質的規定性，其諸構成要素的特定狀態的最佳組合秩序構成系統的整體最優化，即系統的整體功能大于系統各要素功能的迭加。⑵層次性原理。由于組成系統的諸要素的種種差異，從而使系統組織在地位與作用，結構與功能上表現出等級秩序性，形成了具有質的差異的系統等級，即層次。⑶開放性原理。系統具有不斷地與外界環境進行物質、能量、信息交換的性質和功能，系統向環境開放是系統得以向上發展的前提，也是系統得以穩定存在的條件。⑷目的性原理。系統在與環境的相互作用中，在一定的范圍內，其發展變化不受或少受條件變化或途徑經歷的影響，堅持表現出某種趨向預先確定的狀態的特性。⑸有序性原理。系統內部按一定的規律運行，各要素在系統中的位置以及它們之間的聯系有一定的秩序，能夠使系統產生一定的功能。⑹動態性原理。一切系統都處于不斷變化、發展之中，絕對靜態的系統是不存在的；任何系統的正常運轉，不但受到系統本身的條件限制和制約，還受到相關系統的影響和制約，所以，隨著系統內外條件的變化，加快了系統內外條件的組合和重新組合，從而激化了系統運動的動態性。此外，系統論還包括:相似性、相關性、穩定性、慣性和負反饋原理等。

（二）信息論的基本內容與方法

1.信息的概念與特征

信息是宇宙中除物質和能量外的第三種“要素”。三者都極為重要，如果沒有物質，宇宙就會變得虛無飄渺；如果沒有能量，宇宙就會失去演化的動力；而如果沒有信息，宇宙就會變得雜亂無章。可見，信息的重要性絕不亞于物質和能量。[3]所謂信息，就是人們能夠識別的、具有新內容的消息。1948年，美國數學家申農（C.E.Shannon）創立了信息論，他提出：信息是系統不確定性的減少，或者說是對事物運動狀態或存在方式的不確定性的描述。在物理學中，信息就是有序化的程度，因此信息就是負熵（物理熵表示的是系統無序化的程度，即系統的無序量；而負熵表示的是系統有序的程度）。[4]（P27-28）在任何一個信息流通系統中,都有發出信息的發送端(信源)、接收信息的接收端(信宿)、以及信息流通的通道(信道)。[5]（P4-6）信息具有可識別性、可轉換性、可存貯性、可傳遞性、可擴充性、可壓縮性和可共享性等特征。這些特征，使信息論和信息方法在循環經濟中的運用成為可能。

2.信息論的含義

信息論是關于信息的基本理論，是研究信息的本質，并用數學方法研究其計量、交換、傳遞和儲存的學科。信息論可分為狹義信息論與廣義信息論。狹義信息論又稱申農信息論，它是以數學方法研究通訊技術中關于信息的傳輸和變換規律的一門科學。它給出了各種條件概率下的信源信息量、信道容量、信息傳遞和交換、噪聲與濾波、調制等的計算方法和公式，對信息的規律進行定量處理。廣義信息論也稱信息科學,它超出了通訊技術的范圍來研究信息問題，它以各種系統、各門科學中的信息為對象，廣泛地研究信息的本質和特點，以及信息的取得、計量、傳輸、儲存、處理、控制和利用的一般規律。

3.信息方法

廣義信息論的發展為人們提供了一種研究系統功能的方法——信息方法。所謂信息方法，就是運用信息的觀點，把對象作為系統，完全脫開其具體運動形態，將其運動過程抽象成為一個借助信息的傳輸和變化，實現其目標的運動過程的研究方法。通常用反饋信息作為實現系統目標的控制手段。信息方法不同于傳統的經驗方法。它具有綜合性的特點。它從系統對信息的接收和使用過程來研究對象的特征，研究對象系統與外界環境之間的信息輸入與輸出關系，從而可以把不同的對象加以類比研究。同時它又是用聯系、轉化的觀點，綜合研究系統運動的信息過程。通過這樣的方法對復雜事物進行研究，就不需要像通常那樣去解剖分析整體結構，而是直接從整體上綜合考察信息的流程，由此獲得有關的知識。這對于認識和揭示事物的復雜性、系統性和整體性，是大有裨益的。[6]（P45-46）信息方法具有較高的普遍意義和較大的適用范圍，不但適用于廣泛的自然科學領域，而且也可以應用于部分的社會科學領域，如現代經濟學、生態科學、環境科學中。

（三）控制論與控制論方法

1.控制論的基本概念

1948年，美國著名數學家維納（N.Wiener，1894～1964），創立了系統的控制論。控制是按照給定的條件和預定的目標，對一個過程或一系列事件施加影響的一種行動。也有人認為，控制是為了改善某個對象的功能或發展，需要獲得并使用信息，以這種信息為基礎而選出的加于該對象之上的作用。控制論是研究各類系統之間共同的調節和控制規律的科學，也可以說，控制論是研究系統的控制規律以實現優化目標的科學。它利用系統各部分之間的相互關系和信息傳遞，將整個系統組織成為能自動地合乎要求的運動機制。

2.控制論的信息方法

控制論的基本概念是信息和反饋。維納指出，我們用來控制環境的命令，都是我們給予環境的信息。任何組織能夠保持自身的穩定性，是由于它具有取得、使用、保持和傳遞信息的方法。所以，信息和控制是不可分離的，信息論是控制論的基礎。信息的變換過程“信息—輸入—存貯—處理—輸出—信息”中便存在著“反饋”信息。所謂“反饋”，就是把施控系統的信息（又稱給定信息）作用于被控系統（對象）后產生的結果（真實信息）再輸送回來，并對信息的再輸出發生影響的過程。維納稱反饋是控制系統活動的一種方法，是信息傳遞和返回的過程，其特點就是根據過去的操作情況去調整未來的行為。因此，控制論里所說的反饋，主要指的是信息反饋。反饋可分為兩類，即正反饋和負反饋。如果反饋信號是增強系統輸入效應的，即控制系統的給定信息與真實信息的差異傾向于加劇系統正在進行的偏離目標的活動，那么它就使系統趨向于不穩定狀態，乃至破壞穩定狀態，這就稱為正反饋。相反，如果反饋信號是減弱系統輸入效應的，即控制系統的給定信息與真實信息之差傾向于反抗系統正在偏離目標的運動，那么它就使系統趨向于穩定狀態，這就是負反饋。正反饋使系統的輸出量變得越來越大，往往可用來提高系統的靈敏度；而負反饋則可以補償系統內部的某些因素變化而產生的影響，使系統的穩定性增加。在控制系統中，一般是用負反饋來調節和控制系統的機制。

3.控制論的黑箱方法

黑箱方法是控制論的一個常用方法。它是將一個未知的事物看作一個黑箱——封閉的箱子，其內部構造和機能尚不很清楚，在輸入刺激和干擾的作用下，其行為反映在有指示的輸出端，通過外部觀測所獲得的信息數據，便能辨識其系統結構和功能。黑箱可以是任何系統，所有的事物實質上都是或曾經是黑箱。黑箱是一個相對的概念，是相對于人的認識主體而言的。人的認識總是從不知到知、從知之不多到知之甚多。對于不同的人，同一對象既可能是黑箱，也可能是“白箱”，即有的人尚未認識而有的人已經認識。人的認識又是逐漸積累、不斷深化的過程。有的事物目前完全不了解，是個黑箱；有的則會有部分了解，它便是個不完全的黑箱，是有“部分黑”又有“部分白”的“灰箱”。當我們認識和掌握了系統的內部結構，它便成為“全知的黑箱”或“白箱”。維納認為，把白箱即某些具有已知結構的物體的結構關系，按一定的關系式表達出來，就是“白箱網絡”。通過這種“白箱網絡”，就可以對系統進行再認識，或者控制系統以后的過程和預測系統的未來行為。白箱方法要求同時觀測和辨識系統的運動狀態和內部結構，具有更大的預測性，因而在現代控制論中受到更多的重視。

4.控制論的功能模擬法

所謂功能模擬法，就是根據模型和原型之間的相似關系來模擬對象，通過模型來間接地研究原型的規律性的實驗方法。控制論的模型大致有兩類：一類是實體模型或實物模型；另一類是理想模型，即形象或符號模型。功能模擬法不同于傳統的模擬法，它不著眼于對象內部的具體物質組成和結構形態，也不著眼于對象的運動形態和能量特征，而是以功能或行為的相似性、代表性和外推性為條件，在系統與系統之間進行對比和模擬。由于這種功能或行為的相似性，在生物和機器以至社會生活中普遍存在，因而功能模擬法適用的范圍更為廣泛。功能模擬法可以運用黑箱理論從功能上描述復雜系統對環境影響的反應方式，而無需分析系統內部的物質基礎和個別元素，不追求模型的結構是否與原型相同，從而揭示原型的復雜機制和基本功能。比如，電腦撇開人腦的復雜的結構和組成，從功能方面模擬人腦。功能模擬法注重信息在控制和自組織系統中所發揮的功能，并不意味著它完全撇開結構談功能。不同的結構可以有相似或相同的功能，從這些相似或相同的功能中去揭示和確定它們各自的結構特點，就必須研究功能與結構之間更為復雜和細致的關系。功能模擬法建立在功能和結構是辯證的統一這種認識的基礎之上。正是在對模型的行為和結構的內在聯系進行研究的條件下，它可以發現和揭示新的尚未被認識的系統原型的特點和屬性。[6]（P98-112）

（四）系統的自組織理論

自組織是現代非線性科學和非平衡態熱力學的最令人驚異的發現之一。從系統論觀點看，自組織是指一個系統在內在機制的驅動下，自動從簡單向復雜、從粗糙向細致方向發展，不斷提高自身的復雜性和精細度的過程。從熱力學觀點看，自組織是指一個系統通過與外界交換物質、能量和信息，不斷降低自身的熵含量（熵產），提高其有序度的過程。從統計力學觀點看，自組織是指一個系統自發地從最可幾狀態向幾率較低的方向變化或移動的過程。從進化論觀點看，自組織是指一個系統在“遺傳”、“變異”和“優勝劣汰”等機制的作用下，其組織結構和運行模式不斷地自我完善，從而不斷提高其適應環境能力的過程。[1]（P58-61）自組織的過程就是系統的各子系統的狀態變量相互作用，形成一種統一的力量，使系統發生質變的過程。從這一特點出發，哈肯提出了序參量的概念。序參量是描述系統有序程度的量，它是指在系統處于無序狀態時，其值為零，隨著系統由無序向有序轉化，其值從零向正有限值變化或由小向大變化的一個或幾個變量。它可以用來描述系統的有序程度或自組織狀態。一系列系統理論，對于深入認識系統的自組織有著特別重要的意義。這其中包括前面談到的主要以既成系統為研究對象的一般系統論、信息論和控制論。也包括20世紀60～70年代興起的，以系統的發生、發展為重點，探討系統自組織演化問題的耗散結構理論、協同理論、超循環理論、突變理論、混沌理論和分形學。

1.耗散結構理論

比利時科學家伊里亞．普里高津（I．Prigogine）在研究某些遠離平衡態并且包含多基元多層次的開放化學系統時，發現這些系統通過耗散運動（與外界進行的物質、能量、信息的交換運動），在系統內部漲落（局部的起伏偏差）的觸發下，可以自組織地形成某種動態穩定的時空上有序的結構，稱之為耗散結構。生命系統、社會經濟系統都是耗散結構，具有豐富的層次和結構。這些系統內部不斷產生正熵，使系統趨向于混亂。為維持自身在空間上、時間上或功能上的有序狀態，系統就要不斷地從外界引入負熵流，進行新陳代謝過程。

2.協同理論

德國理論物理學家赫爾曼．哈肯于1977年發表的《協同理論導論》，建立了協同理論的理論框架，標志著這門學科的誕生。協同理論研究各種完全不同的系統在遠離平衡時通過子系統之間的協同合作，從無序態轉變為有序態的共同規律。任何一個系統都是由大量的子系統組成的，系統的整體行為取決于系統內子系統間的相互作用，當子系統間的相互作用較大，而其獨立性較小時，系統的整體在宏觀上顯示出結構特征，這樣的系統是有序的。反之，當子系統之間的相互作用較小，使子系統的獨立性占主導地位時，它們便處于雜亂無章的“熱運動”狀態，使系統在宏觀上沒有一個穩定的結構，這樣的系統就是無序的。由此可見，子系統之間的相互作用是有序的起因，熱運動是無序的根源。協同導致有序。協同理論用序參量來描述一個系統宏觀有序的程度。一個系統內部的子系統之間的協同合作產生了序參量，序參量之間的合作與競爭形成自組織結構。因此，協同是自組織結構的內在依據。這種序參量之間的協同合作與競爭決定著系統從無序到有序的演化進程，是協同理論的精髓所在，也是協同理論中協同的真正意義。

3.超循環理論

超循環理論是關于非平衡態系統的自組織現象的理論。由德國科學家M.艾肯在20世紀70年代直接從生物領域的研究中提出。他認為：在生命現象中包含許多由酶的催化作用所推動的各種循環，而基層的循環又組成了更高層次的循環，即超循環，還可組成再高層次的超循環。超循環系統即經循環聯系把自催化或自復制單元連接起來的系統。在此系統中，每個復制單元既能指導自己的復制，又能對下一個中間物的產生提供催化幫助。艾肯在分子生物學水平上，把生物進化的達爾文學說通過巨系統高階循環理論，進行數學化，建立了一個通過自我復制、自然選擇而進化到高度有序水平的自組織系統模型，以解釋多分子體系向原始生命的進化。超循環理論對于生物大分子的形成和進化提供了一種模型。對于具有大量信息并能遺傳復制和變異進化的生物分子，其結構必然是十分復雜的。超循環結構便是攜帶信息并進行處理的一種基本形式。這種從生物分子中概括出來的超循環模型對于一般復雜系統的分析具有重要的啟示。如在復雜系統中信息量的積累和提取不可能在一個單一的不可逆過程中完成，多個不可逆過程或循環過程將是高度自組織系統的結構方式之一。超循環理論已成為系統學的一個組成部分，對研究系統演化規律、系統自組織方式以及對復雜系統的處理都有深刻的影響。

4.突變理論

突變論的創始人是法國數學家雷內托姆。他于1972年發表的《結構穩定性與形態發生學》闡述了突變理論。突變理論的主要特點是用形象而精確的數學模型來描述和預測事物的連續性中斷的質變過程。突變論是一門應用科學，當它作為一門數學分支時，它是關于奇點的理論，可以根據勢函數對臨界點分類，并且研究各種臨界點附近的非連續現象的特征。突變論認為，系統所處的狀態，可以用一組參數描述。當系統處于穩定態時，標志該系統狀態的某個函數應取唯一的值。當參數在某個范圍內變化，該函數值有不止一個極值時，系統必然處于不穩定狀態。雷內托姆指出：系統從一種穩定狀態進入不穩定狀態，隨參數的再變化，又使不穩定狀態進入另一種穩定狀態，那么，系統狀態就在這一剎那間發生了突變。突變論給出了系統狀態的參數變化區域。

5.混沌理論

氣象學家洛淪茲（EdwardLorenz）1963年率先提出了混沌的概念。這里的所謂混沌并不意味著無序，也不是有序的對立面，而是有序的“前兆和伙伴”；是包含于無序中的有序模式，它隨機出現但卻包含著有序的隱蔽結構和模式，即在混沌中隱含著局部隨機整體穩定。混沌理論具有以下三個關鍵（核心）概念。對初始條件的敏感性：即著名的“蝴蝶效應”。理解它的一個很好的比喻是：“一只蝴蝶在巴西扇動翅膀可能會在美國得克薩斯引起一場龍卷風。”混沌系統對初始條件是非常敏感的，初始條件的輕微變化都可能導致不成比例的巨大后果。分形（fractals）：分形是著名數學家曼德勃羅特（Mandelbrot）創立的分形幾何理論中的概念，意為系統在不同標度下具有自相似性質。自相似性是跨尺度的對稱性，它意味著遞歸，即在一個模式內部還有一個模式。由于系統特征具有跨標度的重復性，故可產生出具有結構和規則的隱蔽的有序模式。分形具有兩個普遍特征：第一，它們自始至終都是不規則的；第二，在不同的尺度上，不規則的程度卻是一個常量。奇異吸引子：這是系統被吸引并最終固定于某一狀態的性態。有三種不同的吸引子控制和限制物體的運動程度：點吸引子、極限環吸引子和奇異吸引子（即混沌吸引子）。點吸引子與極限環吸引子都起著限制的作用，以便系統的性態呈現出靜態的、平衡的特征，故它們也叫做收斂性吸引子。而奇異吸引子則與前二者不同，它使系統偏離收斂性吸引子的區域而導向不同的性質。它通過誘發系統的活力，使其變為非預設模式，從而創造出了不可預測性。

從總體上看，耗散結構理論對于理解系統演化的前提條件有基本的重要性。協同理論闡述了子系統之間的競爭和協同，推動系統從無序到有序的演化，總體上推動了我們對系統自組織演化內部機制和動力的認識。超循環理論指出相互作用構成循環，提出了循環等級學說，從低級循環到高級循環，不同的循環層次與一定的發展水平相聯系，揭示了系統自組織演化發展采取了循環發展形式。突變理論與系統自組織演化的相變理論①密切聯系在一起，揭示原因連續的作用有可能導致結果的突然變化，揭示出相變的方式和途徑、相變的多樣性。對混沌和分形的研究，使得我們對于系統自組織的復雜性、系統自組織的發展的整個過程有了更深刻的理解。于是這些系統自組織理論使我們認識到，充分開放是系統自組織演化的前提條件，非線性相互作用是自組織系統演化的內在動力，漲落成為系統自組織演化的原初誘因，循環是系統自組織演化的組織形式，相變和分叉體現了系統自組織演化方式的多樣性，混沌和分形揭示了從簡單到復雜的系統自組織演化的圖景。[7]（P69-82）

二、基于系統科學的循環經濟系統分析

作為20世紀人類認識理念上的革命，系統科學理論為我們科學地分析循環經濟的系統構成及其演化規律，提供了科學基礎。在這里本人僅以自身對系統科學的有限理解為基礎，嘗試著對循環經濟系統進行初步的系統分析。

（一）循環經濟系統的復雜性

系統論思想要求人們從一種分散地、孤立地、簡單地看待世界和事物的機械論理念轉變為一種聯系地、有機地、整體地看待世界和事物的理念。這種理念啟發人們把循環經濟看作是一個復雜的巨系統。所謂復雜巨系統是由大量相互作用或相互分離的子系統結合在一起，是不同優先級的、各種可變化的子任務要同時滿足或依次滿足性能指標的系統，所有表示系統環境的外部作用對系統的影響是本質的，這種系統具有非線性的、混沌或事先不確定的動態行為。[8]（P1-3）復雜系統的本質特征在于它的復雜性：從定量上講數學模型是高維的，具有多輸入多輸出；從定性上講系統具有整體性、非線性、層次性、動態性，有復雜的和多重的控制目標。具體來說，循環經濟系統的復雜性主要體現在以下幾個方面。

1.循環經濟系統是復合的有機整體

循環經濟系統不同于以經濟、社會、自然三維分裂為特征的傳統經濟系統，它是一個“經濟—社會—自然”三維一體的復合系統和有機整體，經濟系統只是其中的一個子系統。循環經濟系統的整體目標是要實現社會、經濟系統與自然系統之間的動態均衡。作為有機整體，這個巨系統有復雜的多重目標。經濟子系統不能只追求自己的分目標，實現自身的有序發展（經濟效益的最大化），而加劇其它子系統（自然系統）的無序化程度（資源枯竭、環境污染、生態惡化等），從而影響系統整體的有序發展和整體目標的實現。發展循環經濟就是要從系統整體的角度著眼，綜合調節和控制循環經濟系統整體和部分的關系，統籌整體功能和局部利益，在追求經濟發展、社會進步、資源節約和環境保護的動態平衡中達到經濟效益、社會效益、生態效益的最大化，實現“經濟—社會—自然”大系統的整體優化。

2.循環經濟系統是非線性系統

循環經濟是指物質和能量梯次、閉環流動型經濟，本質上是一種與環境友好的生態經濟。它是運用生態學規律指導人類社會經濟活動，回歸人類社會經濟系統與自然生態系統之間物質循環運動的本質屬性，按照物質循環運動的規律利用自然資源和環境容量，實現人類社會經濟活動的生態化和綠色化轉向，實現人類社會經濟系統與自然生態系統之間的良性循環。循環經濟與傳統經濟最根本的區別在于：傳統經濟將經濟系統看作完全孤立、封閉的系統，把經濟增長看作是物質財富的線性增加過程，追求的理想目標是經濟效益的最大化。從物質流向看，這種模式的特點是“資源—產品—廢棄物”的物質單向流動，從自然生態系統提取物質和能源，還給自然生態系統污染和廢物，通過把資源持續不斷地變成垃圾來實現經濟的數量型增長。而循環經濟模式則克服了經濟系統與自然生態系統相互割裂的弊端，要求恢復經濟、社會與自然生態系統作為一個大系統的完整性，回歸人類社會-經濟系統與自然生態系統之間物質循環運動的本質屬性，將經濟系統組織成“資源—產品—再生資源”的反饋式流程，強調構筑“經濟食物鏈”和修復循環鏈，在社會生產、流通、消費和產生廢物的各個環節循環利用資源，對廢棄物進行回收利用、無害化及再生，以提高資源的利用率，使所有的物質和能源在不斷的循環中得到合理和持久的利用，把人類的經濟活動和社會活動等對自然環境的影響降低到盡可能小的程度。循環經濟系統內部的經濟、社會、自然子系統之間相互進行著物質、能量和信息交換，目的是要改變工業革命以來，人類社會中的生產者和消費者越來越強，分解者越來越弱，引發越來越嚴重的資源、環境危機的現狀，遵循“人類向自然的索取必須由人類對自然的回饋相平衡”的核心原則，實現“生產者、“消費者”和“分解者”之間的有機匹配與合理銜接，從根本上恢復和重建“自然—經濟—社會”的合理規則和運行路線，形成良性的循環互動。

3.循環經濟系統是多層次系統

循環經濟系統是一個多層面、多角度的耦合體。從物質流動的角度看，它涵蓋了自然、社會、經濟三大系統，在更廣泛的空間尋求物質流、能源流配置效用的最大化。它要求以“經濟—社會—自然”三維系統作為支撐，針對資源存量、環境容量、生態閾值的綜合約束，以緩解資源環境壓力、滿足經濟社會發展需要為目標，研究物質流、能源流、價值流的運行機理、方式、技術、效率、機制等，追求三維整合或者說是三維協調發展的理想目標。倡導人類的發展活動所創造的經濟價值必須與其所造成的社會價值和環境價值相統一的新的發展觀，要求在提高經濟效益的同時,必須兼顧資源環境效益和社會效益。從系統構成的角度看，它應包括：①循環型生產系統。它由若干生態工業園、特色工業園和多條生態工業鏈組成，企業、產業和園區之間，按照自然生態系統的模式，構筑生態工業鏈，建立物質交換關系，使系統中的物質和能源都得到充分的利用，形成共生組合，實現整個生產系統的循環化和生態化轉向。②循環型流通服務系統。就是將循環經濟的減量化、再使用、再循環的原則落實到流通服務業的各行業各部門，大力發展廢舊物資回收產業。③循環型消費系統。就是在消費領域倡導適度消費、綠色消費，逐步形成循環型生活方式和消費方式。④循環型基礎設施系統。就是按照循環經濟理念建設和改造公共基礎設施系統，如通過實行城市污水集中分類處理，構建水資源循環利用體系等。⑤生態循環系統。它是指在人工系統中建立起像自然生態系統那樣的自我平衡機制，扭轉人類社會發展中缺少對生態因素關注的現象。⑥循環型社會系統是將循環經濟理念注入社會生活中的方方面面，如政府機關、事業單位實行綠色采購；醫院實行醫療廢棄物無害化處理；學校、社區創建綠色學校、綠色社區等。[從實施的層級和規模看，可分為：①企業（個人）層面的微觀循環，即企業內部的物質循環。企業推行清潔生產，選擇清潔生產工藝，實行產品生態設計，建立生產全過程的環境管理系統，減少產品和服務中物料和能源的消耗量，實現最終排放廢物減量化、資源化、無害化。②區域層面的中觀循環，即企業之間的物質循環。若干互相關聯的企業或行業間建立生態產業群落，建立共生的工業園區，上游企業的副產品或廢棄物用做下游企業的原料，形成企業間的工業代謝和共生關系，從而形成較大的鏈式循環。③社會層面的宏觀循環，或稱社會循環。即在全社會的生產、流通、消費之間建立廢棄物回收系統，實現重復利用。逐步建成資源節約型和環境友好型社會。[10]（P27-30）

4.循環經濟系統是一個動態系統

由于循環經濟系統是多層次的復雜系統，因此，其中任何子系統的正常運轉，不但受到系統本身的條件限制和制約，還受到相關子系統的影響和制約；任何一個子系統發生變化都可能對其它子系統產生短期或長期的影響。所以，隨著子系統內外條件的變化，加快了系統內外條件的組合和重新組合，從而激化了整個系統運動的動態性。循環經濟系統是在傳統經濟系統的基礎上，通過不斷地對其實行循環化和生態化轉向，實現“經濟—社會—自然”系統的三維整合，來達到三維協調發展的整體目標。因此，循環經濟系統處于不斷變化、發展、完善之中，是一個長期進化的動態過程。循環經濟系統在其發展的不同階段，經濟子系統需要不斷與自然、社會子系統發生物質、能量、信息交換，吸收外部資源加以完善、創新，做到生產和消費“效益最大化、污染最小化、廢物資源化和環境無害化”，以實現社會經濟系統與自然系統之間的動態均衡。同時，循環經濟系統的整體優化過程，實質上是其系統構成中各個組成部分的不斷發展和完善的動態過程。循環經濟系統的健康發展和日益成熟，取決于其內部各個要素之間所具有的穩定關系，以及這些關系的互相作用、互相制約與互相影響，最終產生出系統整體效益的最大化，以及其中的物質流、能量流的平穩運行與流暢互補。

（二）循環經濟系統的信息分析

信息方法為研究“經濟—社會—自然”三維結合的復雜循環經濟系統提供了新的思路。可以說正是由于自然生態系統不斷向人類發出的反饋信息（資源枯竭、環境污染、生態惡化等），才使得人類認識到自然生態系統存在著承載力極限，傳統經濟系統的發展模式突破了這一極限，加劇了自然生態系統的無序化程度，于是，人類才開始探索新的發展模式，導致循環經濟這種資源節約環境友好型的新經濟發展模式的產生。在循環經濟系統產生的過程中，自然生態系統被看作主要的信息來源（信源），各種自然現象及其監測手段就是信息的通道（信道），從事循環經濟的研究者、決策者、管理者、生產者和參與者都是信息的接收者（信宿）。根據信息論的基本原理，人們只有對循環經濟系統發展的即時狀況進行充分的了解，才能通過反饋的方式對其做出決策，進而產生影響。由于循環經濟系統的復雜性，決定了循環經濟系統在其發展和完善的過程中，如果仍然以從事循環經濟的研究者、決策者、管理者、生產者和參與者等做為信息的接收者（信宿）的話，那么，信息的來源則很多，可以來自自然、社會、經濟子系統，也可以來自循環型生產系統、流通服務系統、消費系統、社會系統、基礎設施系統以及生態循環系統等，還可以來微觀循環系統、中觀循環系統和宏觀循環系統。信源發出的信息的種類也很多，資源環境狀況、能源供需情況、產品價格變動、經濟增長、社會進步等各項指標都能成為反映循環經濟系統運行狀況的重要信息。循環經濟系統的信息獲取，可以通過觀察、調查、查詢、監測、數據統計等多種手段。對獲取的信息進行分析，也可以采用多種方法,歸納法、對比法、統計法、評價法等，在這里我們重點介紹其中的一種方法——指標評價法。為了便于對復雜的循環經濟系統的錯綜復雜的信息進行科學的、綜合的分析、處理，我們可將這些復雜的信息抽象成為一個綜合反映循環經濟發展狀況和發展趨勢的指標體系。所謂循環經濟評價指標體系是對一定時期內循環經濟系統各層次、各環節的發展水平和發展趨勢進行全面、系統地測定和計量，并進行綜合評價的一系列指標的總稱。依據循環經濟的內涵和目標，我們構建了循環經濟評價指標體系，包括目標層、準責層、指標層3個層次。目標層：循環經濟綜合評價指數是我們通過測算所要得到的最終結果，這一結果橫向可與其他國家（地區）進行同期比較，縱向可與本地不同時期進行比較，通過比較可以反映循環經濟系統整體發展水平和發展趨勢。總指數的計量來源于準責層的6個子模塊。準責層：由6個子模塊構成。經濟增長指數用于評價系統的經濟發展水平和趨勢；科技進步指數用于評價系統的社會進步、科技進步狀況；資源消耗指數用于評價系統中資源消耗的水平和趨勢；廢棄物排放指數用于評價系統廢棄物排放的水平和趨勢；資源利用效率指數用于評價系統資源利用效率水平；循環利用指數用于評價系統中資源循環利用的水平和趨勢。6個子模塊指數的計量分別來源于指標層相對應的指標。指標層：有36個指標。①經濟增長指數包括13個指標。其中：國內生產總值增長率、人均國內生產總值、工業總產值、財政收入、進出口商品總額，反映綜合經濟發展規模和增長水平；資源密集型產業產值比重減少率、高新技術產業產值比重、第三產業占GDP比重、靜脈產業占GDP比重增長率、資源密集型產品凈出口比重，反映經濟結構水平和趨勢；全員勞動生產率、萬元投資回報率、固定資產產值率，反映經濟效益水平和趨勢。②科技進步指數包括7個指標：科技進步貢獻率、科技費占GDP比重、綠色技術占新技術比重、有毒有害產品淘汰率、有毒有害原料淘汰率、落后工藝技術設備淘汰率、綠色能源使用比率。③資源消耗指數包括5個指標：萬元GDP能源終端消費量減少率、萬元GDP消耗不可再生資源減少率、萬元GDP耗水量減少率、萬元GDP占用土地減少率、產品物料流失（損失）量減少率。④廢棄物排放指數包括4個指標：單位GDP廢氣排放量減少率、單位GDP廢水排放量減少率、單位GDP工業固體廢棄物排放量減少率、單位GDP城市生活垃圾排放量減少率。⑤資源利用效率指數包括2個指標：能源利用率、原材料利用率。⑥循環利用指數包括5個指標：污水處理率、廢水循環利用率、工業固體廢棄物循環利用率、包裝物回收利用率、城市生活垃圾分類處理率。[11]

（三）循環經濟系統的控制

循環經濟系統的控制就是按照經濟、社會、生態效益最大化的整體目標，以獲取的信息為基礎，不斷調控系統內部不利于系統整體優化的組分，通過注入有利于資源節約、環境保護、生態修復、協調發展等方面的負反饋信息，推進自然資源的梯級循環利用，增加系統中的負熵流，使經濟發展在自然生態系統的承載能力和彈性恢復能力的限度之內，保證經濟、社會、自然生態系統之間的動態平衡，實現系統的可持續發展。循環經濟系統的控制應該是全方位、多角度的。信息顯示的系統發展中存在的任何不利于系統整體優化的因素，都應成為系統調控的對象。比如：針對認識問題，應通過廣泛的宣傳教育，使公眾認識到，發展循環經濟不僅是物質流動形式的轉變，更是一場經濟運行方式的革命和人類生存方式的巨大變革；全社會要堅持科學發展觀，倡導并確立有利于循環經濟發展的價值觀；企業要樹立綠色生產、清潔生產觀；公眾要樹立綠色消費和適度消費觀等。針對管理問題，應成立專門的領導和管理機構，成立以各級黨政主要領導任組長,計委、經委、財政、城建、規劃、環保、水利、綠化等部門負責人參加的各級循環經濟系統發展協調領導小組，對循環經濟系統發展工作實施統一領導和布署；領導小組下設辦公室，由上述部門組成，負責日常組織協調工作；要用超前性理念和系統工程思想，制定循環經濟系統發展總體規劃、專門規劃和分階段、分步驟實施規劃等。循環經濟系統的控制應該依靠制度創新。根據系統信息顯示的現有的制度體系中存在著不利于系統發展的制度障礙，如：自然資源和環境成本的使用價格過低，成本外部化，形成系統發展的成本障礙；價格形成機制不科學，構成系統發展的價格障礙；法律法規建設滯后，循環經濟法律法規較缺乏，不能滿足系統發展的需要；相關政策支持不利，以市場機制為基礎的政策較少且效率不高，對系統發展的激勵作用不夠等。循環經濟系統應該通過制度創新，注入負反饋信息，消除系統發展的制度障礙。

①實現環境成本內部化。逐步取消自然資源開發利用補貼制度,使資源價格反映其真實的生態學、經濟學價值。對環境容量等共有財產使用者征收高稅費，提高生產和消費環節的排污和廢棄成本，促使環境成本內部化,解決循環型生產環節的成本障礙。②建立基于資源全部成本的完全價格體制。該體制不可能通過市場自發建立,需政府有規劃的組織生態學家、經濟學家對資源價值進行貨幣化評估,計算出其真實價值,并以稅收形式計入產品或服務的市場價格,通過市場機制和價值規律消除循環經濟發展的價格障礙。③健全循環經濟法律體系。以《循環經濟促進法》為框架法，以《資源有效利用促進法》為基本法，包括《綠色消費法》、《包裝物再生利用法》、《家電再生利用法》、《食品再生利用法》、《建材再生利用法》、《汽車再生利用法》、《節能法》、《廢棄物處理法》及相關子法。制定城市垃圾處理、水和大氣污染治理的監管條例，將責任主體和監管部門的行為置于法律規范之下。制定可持續發展認證體系，產品質量標準體系、環境標志和標準體系等。④完善循環經濟激勵政策。征收資源稅，實現資源有償使用，限制不可再生資源的開采和使用、限制資源型產品出口；征收廢棄物處理費、垃圾填埋和焚燒稅，推動垃圾分類處理，促進其減量化、資源化；以廢棄物為原料的企業，可獲相關廢棄物處理費的補償；對環境有害的技術和產品，在銷售環節加征環境附加費，使其在成本效益選擇中更樂于采用潔凈技術、生產潔凈產品；將循環技術納入科技創新體系，在風險投資基金中劃出一定比例支持循環型技術研發；對循環經濟項目，給予財政補貼、貸款擔保與貼息、低息貸款、優先貸款、延長信貸周期、減免稅收或稅前還貸等支持；通過傾斜的產業政策，支持其到資本市場融資；對清潔汽車、能源及獲環境標志和能源效率標志的產品，減征消費稅；對原污染型生產設施，折舊率可以提高到30%以上等。⑤健全循環經濟保障制度。包括有利于循環經濟的資源、產權、市場和產業等經濟制度；循環經濟核算、會計、審計、生產、消費、貿易、包裝和回收等規范制度；有利于循環經濟的財政、金融、稅收和投資等激勵制度。

總之，要考慮資源環境成本，通過價格、稅收等經濟杠桿的調節作用，使資源環境價值納入生產和消費成本，引導人們通過成本——效益核算，選擇資源節約型、環境友好型的生產和消費方式。[12]循環經濟系統的控制應該借助物質流分析法。循環經濟的系統控制要求在一定自然資源投入的情況下，使總產出最大化，使排出廢棄物最小化，使資源環境影響最低化。因此，有必要借助物質流分析法。物質流分析(MaterialsFlowAnalysis，簡稱為MFA)是指在一定時空范圍內，用物理的重量單位(通常用t)對特定系統中物質流動和貯存的系統性分析。主要涉及的是物質流動的源、路徑及匯。根據質量守恒定律，物質流分析的結果總是能通過其所有的輸入、貯存及輸出過程來達到最終的物質平衡。[13](P368)物質流分析的基礎是對物質的投入和產出進行量化分析，建立物質投入和產出的賬戶，以便進行以物質流為基礎的優化管理。它主要衡量的是系統的物質投入、產出和物質利用效率，確定物質在系統流動路徑的影響因素，并為系統內的物質流動路徑和模式的調控提供定量基礎。通過物質流分析，可以控制有毒有害物質的投入和流向，分析物質流的使用總量和使用強度，為環境政策提供了新的方法和視角。物質流分析的基本觀點是，人類活動所產生的環境影響在很大程度上取決于進入經濟社會系統的自然資源和物質的數量與質量，以及從經濟社會系統排入環境的廢棄物的數量與質量。前者產生對環境的擾動，引起資源的耗竭和環境的退化；后者則引起環境的污染。物質流分析從實物的質量出發，通過追蹤人類對自然資源和物質的開發、利用及遺棄過程，研究可持續發展問題，即通過對自然資源和物質的開采、生產、轉移、分配、消耗、循環、廢棄等過程的分析，揭示物質在系統內的流動特征和轉化效率，找出環境壓力的直接來源，作為系統發展的可持續性指標，進而提出相應的減少環境壓力的解決方案，為系統可持續發展目標的制定提供科學依據。[14](P60-64)

（四)循環經濟系統的自組織

循環經濟系統作為非線性、非平衡態的復雜系統，其演化必然要遵循自組織原則。循環經濟系統內部各子系統之間、各產業、各企業、各個社會基本單元之間，互相聯系、相互作用，協同合作，從而使系統內部組織和結構，經歷從簡單到復雜、從相對分離到互相依賴、從封閉到開放、從無序到混沌到突變再到有序的演化過程。循環經濟之所以能夠保持經濟、社會、生態的可持續發展，最根本的原因就是由于系統內部經過有效地演進和互動過程，使系統整體產生了特有的新質，釋放出新的倍增的能量，具有自覺適應環境而不斷自我更新和自我發展的功能機制。所以，循環經濟在人類社會化生產中表現出勃勃生機。循環經濟要求系統內部通過自組織，形成包含串聯耦合和并聯耦合的物質循環系統。由于現行經濟運行體系是按產品流向構造的，即具有前向、后向關聯的產品之間構成產業鏈和產品鏈；而缺少按物質流向構造的循環鏈，即上游產品、企業、產業的廢料，成為下游產品、企業、產業的原料……。因此，循環經濟系統要正常運行，就必須通過自組織，建立包含串聯耦合和并聯耦合的物質循環系統。串聯耦合是指甲企業的產出成為乙企業的投入；而乙企業的產出成為丙企業的投入；最后，丙企業的產出又成為甲企業的投入。并聯耦合則是指一個企業要輸入多個企業的產品，又要把本企業的產品輸往多個其他企業，這樣就形成了一個并聯回路。循環經濟要求不僅在企業產品方面，而且在廢棄物利用方面，在企業之間實現交叉輸配的串聯回路和并聯回路，最終形成多重耦合的物質代謝網狀結構。產品輸出串聯企業越多，生產效率越低；而廢棄物輸出串聯企業越多，資源利用效率越高。

要在兩者間取得平衡，以基本實現資源的循環利用為標準。循環經濟要求系統內部通過自組織，形成“生產者、“消費者”和“分解者”之間的有機匹配與合理銜接。人類社會組織分工中缺少相當于自然界中“分解者”地位和作用的廢棄物處理者，影響了“廢物”在人類社會經濟體系中的“內循環”和使“廢物”友好進入環境的“外循環”。因此，循環經濟大系統的整體優化，要求其通過自組織，使用功能模擬法，模仿自然生態系統的“生產者、“消費者”和“分解者”功能，通過增強循環經濟系統中“分解者”的功能，使之與“生產者、“消費者”的功能相匹配，從根本上恢復和重建“自然－經濟―社會”的合理規則和運行路線，形成良性的循環互動。人類社會經濟體系中的“分解者”功能，主要由靜脈產業來實現。根據物質流動的方向，如果我們將承擔從資源—產品—消費過程的產業稱為動脈產業，那么承擔將廢棄物收集運輸、分解分類及再資源化和無害化處置過程的產業就稱為靜脈產業。靜脈產業可以變廢為寶，循環利用，如同將含有較多二氧化碳的血液送回心臟的靜脈。靜脈產業通過對廢棄物進行再資源化，創造出了再生資源，為人類經濟社會活動提供了一種新的可供選擇的資源來源，從而可以有效地減少對一次能源、資源的需求量和開采量，延長自然資源的使用年限，延緩自然資源的枯竭速度；靜脈產業可以通過對廢棄物中不能回收利用的部分進行無害化、減量化的最終處置，減少人類社會經濟系統向自然生態系統排放的廢棄物數量，減輕排放物對生態環境的有害程度，將人類社會經濟活動對自然生態系統的影響程度降低到生態環境承載力之內，逐漸減少甚至消除環境污染。

毫無疑問，靜脈產業是實現循環經濟減量化、再利用、再資源化的經濟主體產業。因此，靜脈產業在循環經濟中具有特別重要的意義。離開了靜脈產業，循環經濟系統將無法實現物質和能量的循環。從一定意義上講，循環經濟系統優化的過程可以說是對經濟系統中缺失的分解者——靜脈產業部門發展、完善的過程。靜脈產業的發展，為循環經濟系統的有序進化注入了負熵流。總之，循環經濟系統是一個復雜的巨系統，系統的整體優化和結構有序演化，有賴于在對系統信息進行科學分析的基礎上，充分發揮系統控制和自組織功能。