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工业是一类社会-经济-自然复合生态系统，污染的本质是复合生态系统生态过程的失调，造成物质代谢的滞留。传统污染控制研究主要集中在末端工程治理和清洁生产阶段，污染物总量减排虽然提出了工程、结构、管理三大减排措施和考核监测体系，但尚未形成污染减排与控制的系统理论及管理方法。本研究针对中国“十一五”期间开展的污染物总量减排工作，尝试运用复合生态系统理论和产业生态学方法，探索中国工业系统污染减排的动力学机制和复合生态管理方法，认为工业污染减排是一类社会-经济-自然复合生态系统问题，污染的产生、消减和排放贯穿开采-生产-流通-消费-还原整个生命周期，其动力源于自然、资金、科技、体制和精神；建立了工业污染减排的复合生态系统动力因子模型，包括经济增长、产业结构、工程治理、环境管理等因子，其间的耦合关系由物质流、信息流、资金流所承载；污染减排的复合生态管理是运用复合生态系统控制论方法和生态工程手段，调控时、空、量、构、序的系统耦合关系，建立一种整体、协调、循环、自生的污染减排复合生态秩序，实现高效的物质能量代谢、最小量的污染物排放、各项生态服务功能强、系统可持续的目标。主要研究结论如下：
1、通过对第一次全国污染源普查数据的分析，研究了中国工业系统污染产生与排放的地区、行业和流域分布特点，评价了31个省区工业污染减排复合生态系统中污染产生、消减、排放各个环节的生态效率，发现产污生态效率与减污生态效率呈负相关，各地产污与排污生态效率呈东高西低分布。
2、建立了工业污染减排的系统动力学模型，提出了污染减排生态管理绩效的概念及评价方法，评价了31个省区结构减排、工程减排、管理减排的生态管理绩效，研究表明COD减排的生态管理绩效东部地区总体高于中西部，大多数省区仍以工程减排为主，广东、上海的结构减排绩效较高；SO2减排的生态管理绩效东部及南部地区总体优于中西部地区，沿海省区以结构减排和管理减排为主，内陆省区更偏重于工程减排，而结构减排和管理减排较薄弱。
3、建立了工业系统污染减排调控模型，分析了中国工业系统污染减排的主要调控因子，发现近十年来特别是“十一五”期间，工程减排和管理减排对SO2和COD减排的贡献最大，是排放总量曲线出现拐点的主要原因，贡献率分别从-1.94％和-12.29%提高到-11.76%和-17.71%，而结构减排的作用不明显。
4、通过系统模拟与情景分析，分析了“十二五”工业污染减排的压力和减排途径，根据趋势分析，2015年工业系统SO2和COD排放压力将达到2587万吨和607万吨，超过“十二五”规划减排目标52.4%；在结构减排方面，为了实现“十二五”SO2减排目标，到2015年重化工业的比重应降低到65.95%以下，而为了实现COD减排目标，2015年轻工业比重应降低到26.72%以下，表明简单调整工业行业比重，不能兼顾完成多种污染物减排目标。在管理减排方面，为了实现“十二五”减排目标，重工业单位产值SO2和COD产生量应低于96.5吨/亿元和11.69吨/亿元，轻工业应低于9.42吨/亿元和65.88吨/亿元。
通过研究认为未来我国污染排放压力将持续增大，工程减排与管理减排的潜力逐渐减小，成本日益提高，难度不断加大，按目前的经济发展趋势很难实现产业结构的显著调整和经济发展方式的根本转变。为此提出了工业系统污染减排的复合生态管理对策，以及从污染减排向复合生态管理转型的三大途径，即结构减排向生态产业转型，工程减排向生态工程转型，管理减排向复合生态调控转型，并对“十二五”污染减排提出了十条对策建议。