耗散結構視角下生態(tài)型物流園區(qū)進化模型研究

張季平， 劉媛華

（上海理工大學管理學院，上海 200093）

耗散結構視角下生態(tài)型物流園區(qū)進化模型研究

張季平， 劉媛華

（上海理工大學管理學院，上海 200093）

為探究生態(tài)型物流園區(qū)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的進化機理，運用耗散結構理論對生態(tài)型物流園區(qū)已具備的條件進行分析，構建了基于logistic生長曲線的進化模型，發(fā)現(xiàn)生態(tài)型物流園區(qū)的發(fā)展經歷了物種植入期、種群發(fā)展期、郁閉穩(wěn)定期和種群蛻變期4個階段，并循環(huán)往復、不斷演進，進而形成了進化的復合logistic生長曲線.研究表明，生態(tài)型物流園區(qū)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，有兩個主要途徑：一是通過園區(qū)內部的不斷集成與優(yōu)化引入負熵流，從而減緩總熵的增加速度；二是通過對園區(qū)內外部要素的調控，使得園區(qū)功能不斷升級，從而進入新的演化周期.

生態(tài)型物流園區(qū)；耗散結構理論；進化模型

雖然物流園區(qū)對區(qū)域經濟乃至國民經濟的拉動作用日益凸顯，但是，隨著物流園區(qū)的不斷發(fā)展也必然導致環(huán)境污染愈演愈烈.因此，人們就不得不尋求一種新型的物流發(fā)展模式——生態(tài)型物流園區(qū)，來解決日益嚴重的環(huán)境污染問題.所謂生態(tài)型物流園區(qū)就是以循環(huán)經濟理論為基礎，運用工業(yè)生態(tài)學原理建設起來的一種新型物流園區(qū).它是以獲取經濟效益和生態(tài)效益為前提，充分兼顧生態(tài)系統(tǒng)的承載能力，以“低能耗、低污染、低排放”為目的，最大限度利用物質資源和減少廢棄物的排放，最終解決物流園區(qū)發(fā)展與環(huán)境污染之間的矛盾［1］.由此可知，生態(tài)型物流園區(qū)的發(fā)展壯大無疑對保護生態(tài)環(huán)境、促進國民經濟可持續(xù)發(fā)展產生巨大作用.迄今為止，國內外許多學者運用不同的理論和方法從不同角度對物流園區(qū)以及生態(tài)型物流園區(qū)進行了相關研究.這些研究成果匯集起來，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：a.梁春燕等學者主要研究了生態(tài)型物流園區(qū)的構建途徑及其運營模式［1-4］；b.方威等［5-7］應用生態(tài)學理論研究了物流園區(qū)的發(fā)展對策及協(xié)同問題；c.何方珍等［8-14］研究了物流園區(qū)選址決策及空間布局與規(guī)劃問題；d.閆國偉等［15-18］研究了物流園區(qū)綜合評價體系.另外，還有一些國外學者對生態(tài)型物流園區(qū)也進行了相關研究，比如：Bernd等［19］對法國托運人在選擇物流服務的態(tài)度方面進行了研究，他們發(fā)現(xiàn)法國托運人在選擇物流服務時更傾向于選擇生態(tài)型物流服務，但在實際購買時又存在一定差距，為此他們建立了一個研究模型對這一現(xiàn)象進行了分析. Pishvaee等［20］運用模糊線性規(guī)劃的方法對在不確定環(huán)境下從事生態(tài)型物流活動的可靠性進行了研究.盡管國內外學者的研究成果對生態(tài)型物流園區(qū)的建設與發(fā)展具有重要參考價值，但是，從本文作者目前所檢索到的文獻來看，很少有學者運用耗散結構理論來研究生態(tài)型物流園區(qū)的進化機理.為此，本文將從耗散結構視角來構建生態(tài)型物流園區(qū)的進化模型，對生態(tài)型物流園區(qū)的進化機理進行初步探討，力求尋找生態(tài)型物流園區(qū)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的新途徑.

1 生態(tài)型物流園區(qū)的耗散結構分析

1.1 耗散結構理論概述

20世紀70年代，比利時著名物理學家、布魯塞爾學派創(chuàng)始人Prigogine提出了耗散結構理論，自該理論問世以來，對經濟學和其它社會科學均產生了較大影響.Nicolis和Prigogine在研究許多系統(tǒng)的自組織過程之后，歸納得出系統(tǒng)形成有序結構必須具備以下條件［21］：

a.系統(tǒng)必須開放.

熱力學第二定律指出，孤立系統(tǒng)的熵不可能減少.對于一個孤立的系統(tǒng)，其演化結果必然是達到熵的最大平衡態(tài).因此，要想使系統(tǒng)朝著有序的方向發(fā)展，系統(tǒng)開放是必要條件.只有系統(tǒng)開放，才能與外界環(huán)境進行物質和能量的交換，當其負熵輸入值大于系統(tǒng)內自發(fā)產生的熵時，整個系統(tǒng)的熵才能減少，系統(tǒng)才向有序方向轉化.

b.遠離平衡態(tài).

普利高津給出的最小熵產生原理告訴我們，在非平衡線性區(qū)，即近平衡區(qū)，系統(tǒng)演化的最終結果是達到熵產生最小，與平衡態(tài)類似的非平衡定態(tài).當環(huán)境使系統(tǒng)逐漸接近孤立系統(tǒng)時，此非平衡定態(tài)將平滑地變?yōu)槠胶鈶B(tài)，系統(tǒng)根本不可能形成有序結構.只有在遠離平衡態(tài)的時候，系統(tǒng)處在力和流的非線性區(qū)，才有可能演化成為有序結構，遠離平衡態(tài)是系統(tǒng)出現(xiàn)有序結構的必要條件.

c.非線性相互作用.

非線性相互作用是系統(tǒng)形成有序結構的內在原因，分析相互作用機制在建立系統(tǒng)演化模型中是最重要的工作，非線性相互作用在系統(tǒng)演化方程中體現(xiàn)為方程是非線性微分方程.

d.漲落現(xiàn)象.

當系統(tǒng)由于某種原因偏離平衡態(tài)的時候，漲落會使系統(tǒng)很快恢復到原來的狀態(tài).漲落既是對處在平衡態(tài)上系統(tǒng)的破壞，又是維持系統(tǒng)在穩(wěn)定的平衡態(tài)上的動力.漲落是使系統(tǒng)由原來均勻定態(tài)到耗散結構演化的最初驅動力.

1.2 生態(tài)型物流園區(qū)形成耗散結構的條件分析

生態(tài)型物流園區(qū)已具備形成耗散結構的條件，這些條件主要有：

a.開放性.

生態(tài)型物流園區(qū)是個開放的復雜系統(tǒng)，為了實現(xiàn)集中倉儲、配送、流通加工等功能，生態(tài)型物流園區(qū)需要從外界環(huán)境吸取物質能量，即形成足夠大的負熵流使園區(qū)的總熵減少，因而使得生態(tài)型物流園區(qū)能夠向著更高效有序的方向發(fā)展.

b.遠離平衡性.

生態(tài)型物流園區(qū)的形成和發(fā)展受到環(huán)境、市場及政府政策等因素的影響而存在不平衡性.同時，生態(tài)型物流園區(qū)內部的空間布局上、“三廢”處理能力、物流供給能力、技術裝備水平、組織結構方面存在著不均衡.隨著市場需求的不斷變化，生態(tài)型物流園區(qū)內部各環(huán)節(jié)以及物流企業(yè)之間的協(xié)同進化也在不斷發(fā)生變化.因此，生態(tài)型物流園區(qū)實際上是遠離平衡態(tài)的.

c.非線性.

生態(tài)型物流園區(qū)內部各要素之間存在著復雜的關系，通常情況下一個要素的變化是諸多要素共同影響的結果.生態(tài)型物流園區(qū)中的物流企業(yè)存在著物質循環(huán)、貨物輸出以及能量分級利用等非線性要素，彼此間存在正負反饋的關系.同時，生態(tài)型物流園區(qū)和外界環(huán)境也存在著復雜的非線性作用機制.它們之間相互制約、相互耦合的作用，促使園區(qū)內各物流企業(yè)之間產生協(xié)同進化，導致其從雜亂無章變?yōu)榫挥行?

d.漲落性.

由于生態(tài)型物流園區(qū)的開放性、遠離平衡性和非線性作用機制以及大量的隨機作用等，在園區(qū)內必然產生一系列微漲落.這些微漲落被逐漸放大后，形成巨漲落，使得生態(tài)型物流園區(qū)整體發(fā)生突變，進而上升到更協(xié)調的、有序的新結構中去.例如，生態(tài)型物流園區(qū)的開放性會使其受到資源、環(huán)境、市場和技術等因素的影響，這些因素隨時都有可能使其發(fā)生漲落，使得園區(qū)從一種狀態(tài)演化成另一種新的狀態(tài).

e.突變性.

當生態(tài)型物流園區(qū)的漲落出現(xiàn)較大幅度時，若沒有及時對其輸入相應的負熵流時，它就會發(fā)生突變現(xiàn)象，諸如生態(tài)型物流園區(qū)的結構和運行機制的改變等［22］.

2 生態(tài)型物流園區(qū)進化模型的構建

式中，C為常數(shù).

現(xiàn)對生態(tài)型物流園區(qū)進化機理分析如下：

a.當k＞0時，即生態(tài)型物流園區(qū)的物流增長率大于零的時候，y1（t）=0是不穩(wěn)定的，y＜b時，系統(tǒng)稍有變化，y就會增長，一直到y(tǒng)=b；當y超過閥值b之后，在k＞0作用下，y又會下降.因此，y3（t）=b是漸進穩(wěn)定的平衡點.

b.當k＜0時，即生態(tài)型物流園區(qū)的物流增長率小于零的時候，y3（t）=b是不穩(wěn)定的，y＜b時，y的增長率為負，y一直下降到y(tǒng)=0為止；當y＞b 時y又會一直增長至無窮.因此，y1（t）=0是園區(qū)的穩(wěn)定解.

d t.

圖1 生態(tài)型物流園區(qū)進化速度變化曲線Fig.1 Ecological logostics park evolution rate variation curve

圖2 生態(tài)型物流園區(qū)進化過程的周期模式Fig.2 Cyclic mode of ecological logistics park evolution process

3 生態(tài)型物流園區(qū)進化復合模型的形成

由圖1可以發(fā)現(xiàn)，當t＞t2時候，生態(tài)型物流園區(qū)的進化進入種群蛻變期，要推遲生態(tài)型物流園區(qū)進入種群蛻變期就應該增大時間t2.

由式（6）可以看出，要延長時間t2，可以在一定范圍內增大生態(tài)型物流園區(qū)閥值b來延緩熵增速度.同時，也可以通過對生態(tài)型物流園區(qū)內外部要素進行調控，使其結構功能升級，從而進入新的演化周期，實現(xiàn)生態(tài)型物流園區(qū)的可持續(xù)發(fā)展.從上述推導過程看，不同的t值和b值對應著不同的logistic生長曲線.在某一特定的t值和b值下，生態(tài)型物流園區(qū)的發(fā)展一般都要經歷物種植入期、種群發(fā)展期、郁閉穩(wěn)定期和種群蛻變期4個階段，在到達由生態(tài)型物流園區(qū)諸多因素決定的閥值之后，便達到某一時期的飽和狀態(tài).當技術、政策等條件改變之后，閥值也隨之發(fā)生改變，生態(tài)型物流園區(qū)又有新的進化空間，于是再進入下一個演化周期；一般又經歷這4個時期.如此過程，循環(huán)往復、不斷演進，則構成了生態(tài)型物流園區(qū)發(fā)展與進化的復合logistic生長曲線，如圖3所示.

圖3 生態(tài)型物流園區(qū)發(fā)展進化復合生長曲線Fig.3 Composite growth curve of ecological logistics park

從圖3發(fā)現(xiàn)，每一時段的增長率ki（i=1，2，3，…）和新增環(huán)境容量閥值bi（i=1，2，3，…）都不相同，段與段之間一般都有一段突變區(qū).突變區(qū)的長短以及ki和bi的取值決定了整個生態(tài)型物流園區(qū)的可持續(xù)發(fā)展能力和進化過程的穩(wěn)定性.綜上所述，生態(tài)型物流園區(qū)進化復合模型為

該模型中bj為生態(tài)型物流園區(qū)進化過程中各階段的閥值，j=1，2，3，….隨著生態(tài)型物流園區(qū)的不斷發(fā)展與進化，生態(tài)型物流園區(qū)的閥值也會不斷提高，不同的發(fā)展階段所對應的閥值將呈現(xiàn)離散遞增的規(guī)律［22］.

4 以我國生態(tài)型物流園區(qū)的發(fā)展為例驗證理論模型

由于生態(tài)型物流園區(qū)的進化受到當?shù)厣鐣幕?、科學技術發(fā)展水平和經濟環(huán)境等因素的制約，因此，我國東、中、西地區(qū)生態(tài)型物流園區(qū)的演化過程必然與當?shù)亟洕l(fā)展水平的提升相吻合，全國各地區(qū)經濟發(fā)展的不同階段對應著生態(tài)型物流園區(qū)進化的不同時期.所以，我國東、中、西地區(qū)生態(tài)型物流園區(qū)的演化過程基本符合進化復合模型，大致可以劃分為物種潛伏期、物種植入期、種群發(fā)展期、郁閉穩(wěn)定期和種群蛻變期.依據(jù)國內各區(qū)域經濟處于不同階段的發(fā)展水平，應用生態(tài)型物流園區(qū)進化復合模型，就可以得到我國東、中、西地區(qū)生態(tài)型物流園區(qū)的進化軌跡與發(fā)展路徑（如圖4所示）.

圖4 國內生態(tài)型物流園區(qū)進化軌跡與各發(fā)展階段Fig.4 Development period and evolutionary curve of ecological logistics part

由圖4可知，國內東部沿海地區(qū)生態(tài)型物流園區(qū)發(fā)展較快，中部地區(qū)生態(tài)型物流園區(qū)發(fā)展較慢，而西部地區(qū)生態(tài)型物流園區(qū)的發(fā)展更加緩慢.東部沿海地區(qū)生態(tài)型物流園區(qū)主要處于郁閉穩(wěn)定時期，該時期的發(fā)展特征是生態(tài)化物流要素的成長與生態(tài)化物流服務功能的提升.中部地區(qū)的生態(tài)型物流園區(qū)主要處于種群發(fā)展時期，構成園區(qū)的生態(tài)化要素有待于提升，園區(qū)的生態(tài)化服務功能有待于完善，要素成長是該時期的進化主題.西部地區(qū)的生態(tài)型物流園區(qū)主要處于物種植入時期.對于中西部地區(qū)生態(tài)型物流園區(qū)的發(fā)展，應該從以下幾個方面給予支持與保護：第一，在資本投資、資源循環(huán)使用及其再生利用等方面給予政策上優(yōu)惠；第二，建立長效獎勵機制，支持和鼓勵園區(qū)提供生態(tài)化物流服務；第三，防止由于外界變異的物流企業(yè)侵入，而導致惡性競爭；第四，減輕生態(tài)型物流園區(qū)中物流企業(yè)的經濟負擔和環(huán)境壓力.總而言之，我國東、中、西地區(qū)生態(tài)型物流園區(qū)的進化實踐，充分驗證了理論模型的有效性.因此，熟練掌握生態(tài)型物流園區(qū)進化復合模型，深刻理解其進化機理，對于正確認識國內東、中、西地區(qū)生態(tài)型物流園區(qū)的發(fā)展態(tài)勢，把握其內在演化規(guī)律，有效指導全國生態(tài)型物流園區(qū)大發(fā)展，都具有重要的現(xiàn)實意義［23-25］.

5 生態(tài)型物流園區(qū)進化機理的啟示

從生態(tài)型物流園區(qū)的進化機理以及我國東、中、西地區(qū)生態(tài)型物流園區(qū)演化實踐來看，可以得到如下啟示：

a.加強對國內生態(tài)型物流園區(qū)發(fā)展的引導.

生態(tài)型物流園區(qū)的進化過程是連續(xù)性與階段性的統(tǒng)一，各進化階段呈現(xiàn)鮮明的特點.因此，在國內生態(tài)型物流園區(qū)的快速增長期，應特別關注生態(tài)型物流園區(qū)的社會與自然生態(tài)環(huán)境以及園區(qū)內部各種因素可能誘發(fā)的增長停滯，有目的地調控園區(qū)，以便及時適應內外部環(huán)境的變化，消除不利影響，盡可能延長快速生長期.

b.正確對待輸入國內生態(tài)型物流園區(qū)的負熵流.

例如，加強國內物流基礎設施建設的融資渠道與融資規(guī)模，在資本、資源等要素的供給方面給予寬松的優(yōu)惠政策；在物流企業(yè)提高自身競爭力的同時，政府部門必須制定相應的市場規(guī)則應對國外物種企業(yè)的侵入，減少對生態(tài)型物流園區(qū)內本國物流企業(yè)的過度沖擊和競爭；制定恰當?shù)姆龀趾图钫?，減輕國內生態(tài)型物流園區(qū)的各項負擔和壓力.

c.正確處理國內生態(tài)型物流園區(qū)內部的各種復雜關系.

高度重視國內生態(tài)型物流園區(qū)內部各子系統(tǒng)及其構成要素之間功能、結構的匹配程度，避免因某一要素的發(fā)展滯后所導致的“水桶效應”.另外，應特別注意國內東、中、西地區(qū)生態(tài)型物流園區(qū)的整體發(fā)展與各區(qū)域經濟發(fā)展水平相適應，避免盲目超前發(fā)展.

d.充分利用國內生態(tài)型物流園區(qū)漲落的積極作用.

國內生態(tài)型物流園區(qū)是由大量的物流子系統(tǒng)和各種要素構成，可以通過引導局部性的微漲落以及微漲落之間的耦合效應，形成全局性的巨漲落，使國內生態(tài)型物流園區(qū)向更高級的有序方向協(xié)同進化.因此，一定要理清國內生態(tài)型物流園區(qū)各構成要素之間的復雜關系，抓住關鍵環(huán)節(jié)，才能有效促進我國東、中、西地區(qū)生態(tài)型物流園區(qū)向持續(xù)、協(xié)調和穩(wěn)定的方向發(fā)展.

6 結 論

應用耗散結構理論對生態(tài)型物流園區(qū)形成耗散結構的條件進行了全面分析，并且通過構建基于Logistic生長曲線的進化模型對生態(tài)型物流園區(qū)進化機理進行了初步研究.在此基礎之上，形成了生態(tài)型物流園區(qū)的進化復合模型，并且依據(jù)我國東、中、西地區(qū)生態(tài)型物流園區(qū)的進化實踐，充分驗證了該進化復合模型的有效性.通過對生態(tài)型物流園區(qū)進化模型的深入分析后發(fā)現(xiàn)，一般情況下，生態(tài)型物流園區(qū)的進化過程都要經過物種植入期、種群發(fā)展期、郁閉穩(wěn)定期和種群蛻變期4個階段［21-23］.同時，又發(fā)現(xiàn)促進生態(tài)型物流園區(qū)可持續(xù)發(fā)展主要有兩個途徑：一方面是通過園區(qū)內部的不斷集成與優(yōu)化，引入負熵流從而減緩總熵的增加速度；另一方面，可以通過對生態(tài)型物流園區(qū)內外部要素的調控，使得園區(qū)的功能升級，從而進入新的演化周期，實現(xiàn)生態(tài)型物流園區(qū)的可持續(xù)發(fā)展.所以，只有處理好生態(tài)型物流園區(qū)各構成要素之間的復雜關系，才能確保生態(tài)型物流園區(qū)向著健康、穩(wěn)定、有序、可持續(xù)的方向發(fā)展.

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（編輯：丁紅藝）

Evolution Model of Logistics Park Based on Dissipation Structure Theory

ZHANGJi-ping， LIUYuan-hua
（Business School，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China）

In order to explore the sustainability of ecological logistics park evolution mechanism，the dissipation structure theory was used to analyze the ecological logistics park.An evolution model，based on the logistic growth curve，was constructed.Before evolving to form a composite logistic growth curve，the ecological logistics park has to go through four stages，such as species implant，population development，stable canopy and population transformation.The research shows that there are two ways to achieve ecological logistics park sustainable development.The first one is reducing the total entropy by integrating the internal park elements，the other one is upgrading the function of the park by controlling the internal and external factors，and thus entering a new evolution cycle.

ecological logistics park；dissipation structure theory；evolution model

F 252文獻標示碼：A

1007-6735（2014）05-0473-06

10.13255／j.cnki.jusst.2014.05.012

2013-11-19

教育部人文社會科學基金資助項目（12YJC630127）；上海理工大學人文社科基地培育項目（XSJ02）

張季平（1990-），女，碩士研究生.研究方向：物流系統(tǒng)工程.E-mail：zhangjiping519＠126.com

劉媛華（1974-），女，副教授.研究方向：復雜系統(tǒng)理論與方法研究.E-mail：liuyh1210＠sina.com