二、中观水平

所谓中观水平，是指机器的联合系统，例如，一个工厂，或一个使用技术的农业系统等的生态过程。

中观水平的层次上的人类技术活动，例如，制造业、农业、矿业、林业、交通运输业和家务维修等服务行业，都同时产生着人的需要（期望）的产品或劳务和不需要的物质及能量。按照能量守恒定律和热力学第二定律，没有一个生产的技术过程和使用活动能够把活动中所有的投入都转化为所需要的产出。在中观层次上，我们将按照生态学与经济学把活动中产生的不需要的物质与能量称其为非产品产出与“废弃产出”。后者是当非产品产出在经济过程中没有价值或投入本活动与其他别的活动中去时其价值低于收集、加工和运输和运输费用产出，因而有时干脆称为“废弃物”。

当然，废弃物不等于污染物，因为不需要的物质和能量排放到环境中， 并非对周围环境质量均有有害影响。以工厂为例，下图是一个具有两个生产过程的假设工业生产的过程。非产品的产出在工厂这类集中性活动中主要包括有：（1）生产中形成的非产品材料；（2）在生产中不发生转化的原料， 如催化剂；（3）没有用完的和不需要的能量输出。下表是一个日产 500 吨棉纸厂每生产一吨棉纸时的废弃物产生量的状况报告，它给出了生产产品与非生产产品的关系（这种关系即是在一定经济、技术条件背景下的系统物质、能量的流向分布）：

表 7—1 日产500 吨棉纸厂，生产每一吨棉纸时的废弃物产生量，（磅/吨）

资料来源：Bower，1975.

工厂的活动即这种技术系统的运行过程通常表现为集中性的活动。技术系统的运行还有分散性活动与关联性活动两个种类。农业和森林管理的技术过程通常表现为分散性活动，而一个煤电技术系统的活动则属于关联性活动。

农业生产活动大致有三种类型：农作物生产、动物饲养（包括奶牛饲养场）和联合经营，如图所示：

 灌溉农作物种植

动农作物生产

 非灌溉农作物种植

 放牧

 

农业生产活动物饲养放牧饲养联合





联合经营





灌溉放牧草场与放牧饲养联合

图 7—2 农业生产活动类型

由于分散性活动发生在广阔的区域里，因此，要素投入不仅有人工技术成分，也有自然因素（土地、降水量、阳光等），此外，废弃物也产生在这广阔区域内。

与工厂相比，这并非一个纯技术的人工运行系统而是一个人工技术与自然系统相结合的复合系统。因此这种系统的物质、能量输入输出关系更为复杂、其影响也非常复杂。一般来说，要素投入（包括自然界投入）通过生产过程除了转换为需要的产品产出和非产品产出外，还使土地本身发生变化。例如土壤性质的变化，而且非产品产出通常作为废弃物直接排放到环境里。当在非轮作的农业活动中土地一次又一次地被使用时，它一边作为农业生产过程的投入，另一边又不断使投入的地亩和其它要素的数量（例如：化肥和农药的数量）受到影响。再如在土地作为牧地而被过牧后，如果要保持单位面积生产的饲料里，就必须减少单位面积上的放养的牲畜量。

让我们更深入地看看影响废弃物产生和排放的因素有哪些并且是如何运转的吧。

1. 非灌溉农作物的生产

这种生产影响废弃物生产和排放的时间模式是多变量函数：降水分布；

风速和风向；土壤类型；坡度；日光照射；农作物种类与轮作方式；耕作方法与技术，包括废弃物处置的方法及技术；病虫害的管理方法；施用化肥种类、次数和方法，等等。由于降水和刮风次数与持续时间基本上是不确定的， 因此，液体和气体废弃物产生和排放的时间模式也可能是变动的。

1. 灌溉农作物的生产

灌溉农作物生产所产生和排放废弃物的时间模式与非灌溉农作物相同， 也是那些变量的函数，另外还要再加上几个其它因素，即：灌溉的方法、次数和数量；过滤要求，灌溉水质量；排水方法等等。灌溉农作物耕地最关心的是液体废弃物总溶解固体量，一般称为“盐径”。当灌溉作物的流出水返回到地表水体中去后，它常常又被下游灌溉所再利用，这使得地表水中总溶解固体的浓度增加，从而降低了地表水进一步用于灌溉的适用性。①在以上两种生产中，与技术关联密切的还有“施肥”与“施用农药”。在今天，肥与农药，基本上都是技术的产物。投入肥料，可以补充土壤中失去的养分， 以改善农作物的产量与质量。然而农田经流水也因此带有过多的养分而进入受纳水体，使之富养化。对于空气，农田使用肥料有两个途径影响空气质量： 作为悬浮颗粒物进入空气，作为化学品挥发而进入空气。农药也是技术的产物，它同施肥一样的途径进入受纳水体与大气。除此之外，剧毒与持久性的农药还会通过食物链积累起来。有些非持久性农药（如有机磷）对某些非杀害物种也有尖锐的影响。

煤电能源系统则属于中观层次上的关联性活动。下图是一个煤电关联活动示意图，从图中可以清楚地看出典型的关联性活动的投入产出过程。

资料来源：AdaptedtromBowerl975

由于关联性活动更为复杂，我们不再详细介绍它的产出与投入关系。这里需要说明的是，一个完善的工业技术生态研究要求计算全部生产过程几乎所有的物质、电解和热的平衡。这类平衡的数据很少能够详尽获得，一般只有总的生产产品数量和按总的生产过程的产生率来表现的废弃物数量。因此，这是实际困难，同时使得理论分析很难深入而具体。