研究对象是产业主导的人工复合生态系统，旨在从系统视角研究产业生态系统与自然生态系统之间的物质代谢、能量代谢的过程和格局，探讨产业系统演进过程中技术、经济、社会与生态要素的互馈关系及机制，探索产业系统生态化转型和可持续发展的路径及方案。
产业生态学的思想萌芽有两大渊源：①工业代谢以及后来含义更为扩展的社会经济物质代谢。工业革命后，工业体系迅速崛起，由此引发的资源环境问题日渐突出。为探究资源环境问题的成因，需要揭示社会经济系统中工业活动所引发的物质流动与储存的规模和状态，描绘物质流动的途径、归宿及其复杂机制。在20世纪70年代，法国R.艾瑞斯[注]和瑞士P.巴切尼[注]等各自独立地发展出工业代谢的概念，并开发相应的方法工具来追踪社会经济系统中特定元素或物质的流动。美国P.克罗德[注]于1977年在德国地球学年会的学术报告中使用了“产业生态学”一词。②生态学隐喻。工业的发展使工业体系成为相对独立的生产系统，与自然生态系统的矛盾逐渐突显，从生态学的观点审视工业系统的发展成为必然。日本在20世纪60年代末成立了工业机构咨询委员会，认为理想的工业是在“生态环境”中发展经济活动。比利时在80年代初期出版了《比利时生态系统：工业生态学研究》，指出生态学的观念与方法可以运用到现代工业社会的运行机制中，并清楚地表述了关于工业生态学的基本原则。中国马世骏也在80年代初期提出了经济生态学的概念，指出需要把经济学原则和生态学原则结合起来，构成经济生态学原则，作为工农业建设等应遵循的原则。1989年，丹麦卡伦堡产业共生体系被发掘出来，随后引发了持续的探讨和关注。生态学中有关个体、种群、群落和生态系统等不同尺度上的概念类比，为产业生态学的诞生和发展提供了借鉴和方向指引。
1989年，在《科学美国人》上发表的《制造业的策略》一文成为产业生态学发展的里程碑。该文正式定义了“产业生态系统”，并延伸出建立产业生态学学科的构想。1991年，美国科学院专题研讨了产业生态学的概念、工具与发展方向，成果于1992年发表在《美国科学院院刊》上。1995年，美国学者T.E.格雷德尔[注]和B.R.艾伦比[注]出版了第一本教科书《产业生态学》。1997年，《产业生态学杂志》作为产业生态学领域的旗舰杂志正式创刊。1998年，第一届产业生态学高登研究会议召开。2000年，国际产业生态学会成立。2001年，第一届产业生态学国际大会在荷兰莱顿大学召开，其后每两年召开一次。第十届产业生态学国际大会定于2019年在清华大学召开。随着华人研究群体在产业生态学领域的影响力日渐提升，2015年华人产业生态学会正式成立，成为该领域活跃的学术团体。
主要包括：①社会经济代谢，研究产业系统与生态环境系统之间的物质和能量交换、存储及其流动关系，揭示不同时空尺度上社会经济发展的物质流动图景、过程与机制，包括总物质流分析、元素流分析和环境投入产出分析等；②可持续性评价，从生命周期视角对产品、工艺过程、生产系统、消费系统和贸易体系等不同层次产业活动的环境影响进行系统评价，包括生命周期评价、环境足迹分析和能值分析等；③生态工业发展，研究产业系统生态化的过程、模式及其机制，寻求产业生态化转型和可持续发展的路径及方案，包括清洁生产、生态设计、产业共生和生态工业园区等；④可持续城市与基础设施的材料基础，研究城市和基础设施的生态化途径和转型模式，包括城市共生、生态城市和绿色基础设施等；⑤可持续生产与消费模式、管理与政策，研究产业系统与环境生态系统耦合的适应性管理，包括生态现代化、生命周期管理、生产者责任延伸、环境政策等。
根据物质守恒原理对特定社会经济系统的物质存储和流动进行定量化解析。包括两大类研究内容：第一类是综合物质流分析，研究特定社会经济系统——企业、家庭、城市、区域、部门或国家等——在一定时间范围内所有物质进出和累积的总量及其结构；第二类是物质流分析，研究某一种或一组特定的物质——元素（如铜、铁、铝等金属元素或者氮、碳、磷、硫等非金属元素）或者物质（如聚氯乙烯、氟利昂等）——在特定社会经济系统内流动的源、路径和汇。社会经济代谢可以提供关于社会经济系统运行机制的整体物质流动图景，有助于资源政策、环境政策和产业政策的制定和优化。
研究城市系统内部及其与其他系统之间物质和能量迁移和转换的过程、格局、机理和效应。研究建材、金属、塑料、石油、煤炭等现代社会所需的几乎所有物质和能源形态的流动与储存过程及规律；揭示城市物质代谢失衡可能引发的城市水污染、大气灰霾污染等资源耗竭、环境污染和生态破坏问题；辨识各种人为过程及促成这些过程的政治、经济和社会等驱动因素及机制。
研究原材料准备、产品生产、产品消费和废物管理在整个产品生命周期尺度上的环境影响，主要研究：①生命周期评价方法，如基于过程或者基于投入产出表的评价方法；②数据库构建，包括排放清单数据库和环境影响数据库等；③不同类型评价方法及其案例研究，包括区域生命周期评价和社会生命周期评价等；④生态设计、绿色设计或生命周期设计；⑤生命周期管理及其案例等。
定量评估资源消费和废弃物排放等人类活动对地球环境系统的压力与影响，包括生态足迹、碳足迹、水足迹、能源足迹、土地足迹、氮足迹、磷足迹、物质足迹、生物多样性足迹、化学足迹和废物足迹等。这些足迹的核算方法和计量模型稍有不同，但大多是基于生命周期评价。由不同环境足迹指标整合而成的足迹家族，可以提供关于人类主要环境影响的真实图景，有助于科学化的环境决策与风险评估，具有广泛的公共政策参考价值。
研究在资源环境压力下产业生态系统在宏观、中观和微观上的生态化重组和演替过程。在宏观层次上，研究发展区域、国家乃至全球的循环经济、低碳经济和绿色经济的手段，包括产品与经济活动的非物质化、能源脱碳化和原材料生态化等；在中观层次上，研究重构产业体系的途径，如产业共生、生态工业园区建设和封闭物质循环系统；在微观层次上，研究提升物质、能源和生态效率的方法，如产品生态设计、工艺过程清洁生产和分子制造等。
研究不同产业或企业间通过物质或能量交换而达到双赢效果的过程、模式及其机制。产业共生最为普遍的实践形式是生态工业园区，研究生态工业园区的建设模式、绩效评价、形成过程与驱动机制等。
研究国际贸易体系中环境污染转移的格局、过程及其机制；测算产品或服务贸易中隐含的碳足迹、水足迹和环境足迹；研究贸易生态化的驱动机制及其管治体系等。
研究产业生态系统的多样性、复杂性和可持续性；揭示产业发展与生态要素之间所存在的路径依赖与锁定现象及其机制；研究产业生态系统的结构复杂性、功能复杂性及其互动关系；研究基于复杂系统理论的产业生态管理及政策等。
在代谢解析导向下，产业生态学逐步建立起社会经济系统物质代谢的方法谱系，并成为该领域的主流方法，包括针对产品尺度环境影响分析的生命周期分析方法，针对特定社会经济系统（如一个企业、家庭、城市、区域、部门或国家）的物料流分析（Material flow analysis，MFA）方法，针对某一种或一组特定物质的物质流分析（Substance flow analysis，SFA）方法，针对产业关联系统的环境投入产出分析方法等。这些方法的共同特点是基于物质、能量守恒原理，在适当聚合繁复多样的产业细节的基础上，解构特定社会经济系统的物质、能量流动的结构、格局与过程，揭示产业发展与资源投入和环境产出的耦合关系。这类方法的优点在于以还原领域的方法和工具刻画出物质流动的整体图景，达到“一体化”的观察目的。同时，这些代谢方法能够针对研究结果给出应用建议，并可应用于产品设计、过程改进和产业系统优化等现实领域。然而，这类方法难以回答复杂模式有哪些、驱动因素是什么、生态化机制如何等问题。
在研究范式上，产业生态学强调把先前有关工业发展和生态约束的理论整合起来，在对工业发展进程中的诸多重要现象进行系统观察的基础上提供统一的解释，以系统论的观念考察产业系统变迁中产业与环境之间的关系，强调系统论和系统方法。在生态演化思想的影响下，产业生态学在学科发展初期涌现了大量的隐喻研究，借鉴生态学有关物种演化、种群互动和系统演替等思想成果发展出过程解析、指标设计和绩效评价等方法，相关理论和方法论还在持续发展完善中。
产业生态学沿着生态系统隐喻与物质代谢分析两大思想脉络发展，处于理论建构的关键阶段。随着产业生态化状况、内涵和机制的不断深化和复杂化，产业生态学需要关注如下问题：①加速融合新兴的系统科学、数据科学和智能科学来建构、完善理论基础和学科架构；②继续遵从问题导向，观察、总结和提炼过去的发展实践，关注产业发展与生态环境交互作用关系的根本性和战略性的核心问题，尤其关注大尺度长时段人类产业系统与地球生态系统共同演化的过程与阶段性特点；③系统总结世界范围内的产业生态化实践与发展模式，关注新技术变化对产业生态系统演化路径的影响以及市场机制对于产业生态化的作用，服务于产业的可持续发展和生态文明建设；④遵从逻辑导向和演化学术传统，建构产业生态学的理论体系、方法体系、数据体系和话语体系，加速建设产业生态学的教育和学科发展体系，吸引更多的年轻人进入这一领域。
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