產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)演化研究進(jìn)展

韓 峰，楊 東，李 玉，石 峰＊

［山東省科技發(fā)展戰(zhàn)略研究所，齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院），濟(jì)南 250100］

引言

工業(yè)園區(qū)是我國國民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的重要組成部分，同時也是資源能源消耗以及環(huán)境污染排放的集中區(qū)域。在我國工業(yè)園區(qū)的發(fā)展進(jìn)程中，為了突破資源與環(huán)境瓶頸，以經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、高新技術(shù)開發(fā)區(qū)為代表的第一、二代園區(qū)正逐步向第三代園區(qū)——生態(tài)工業(yè)園區(qū)轉(zhuǎn)變，企業(yè)由原本各自獨(dú)立的個體相互關(guān)聯(lián)成為具有物質(zhì)、能量交換關(guān)系的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。由于具有地理鄰近性優(yōu)勢，企業(yè)之間通過產(chǎn)業(yè)共生對廢棄物進(jìn)行交換利用、對能源進(jìn)行梯級利用成為實(shí)現(xiàn)園區(qū)資源能源利用率提升以及污染減排的有效手段之一，工業(yè)園區(qū)的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)逐步形成[1,2]。

產(chǎn)業(yè)共生是產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)的核心理論，其概念起源于Frosch提出的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)理念[3]。該理念指出，一個工業(yè)過程產(chǎn)生的廢棄物可作為另一工業(yè)過程的原材料使用，同時相應(yīng)減少該生產(chǎn)過程的環(huán)境影響[3]。丹麥卡倫堡生態(tài)工業(yè)體系，作為最早被認(rèn)可的產(chǎn)業(yè)共生模式，也在此后被廣泛借鑒[4-6]。美國[7]、英國[8]、意大利[9,10]、日本[11,12]、韓國[13,14]等國家相繼開展了產(chǎn)業(yè)共生體系建設(shè)項(xiàng)目，產(chǎn)業(yè)共生理論與實(shí)踐均得到快速發(fā)展。伴隨著我國工業(yè)化的加速和節(jié)能環(huán)保理念的逐漸深入，從20世紀(jì)末開始，我國針對工業(yè)園區(qū)也相繼開展了生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)建設(shè)、循環(huán)化改造、綠色園區(qū)創(chuàng)建等活動，越來越多的園區(qū)在產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)理論的指導(dǎo)下構(gòu)建起了初步的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)[15-17]。產(chǎn)業(yè)共生指標(biāo)也相繼被納入《國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)標(biāo)準(zhǔn)》（HJ274—2015）以及《工業(yè)園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)評價規(guī)范》（GB/T33567—2017），從新增構(gòu)建生態(tài)工業(yè)鏈項(xiàng)目數(shù)量、循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)聯(lián)度等方面為園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生提供指導(dǎo)，但指標(biāo)內(nèi)涵仍較簡單，不能體現(xiàn)產(chǎn)業(yè)共生對園區(qū)建設(shè)的作用[18]。特別是近年來，受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、新舊動能轉(zhuǎn)換等宏觀政策影響，工業(yè)園區(qū)正面臨再一次的轉(zhuǎn)型升級，產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)也一直處于發(fā)展演變之中。石磊等總結(jié)了國際上5種典型的產(chǎn)業(yè)共生模式，并對其組織形式、運(yùn)行模式、實(shí)踐效果等進(jìn)行了分析與評價，重點(diǎn)比較了我國產(chǎn)業(yè)共生與其他模式的區(qū)別，指出我國的產(chǎn)業(yè)共生實(shí)踐還停留在初級階段[19]。

產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)是園區(qū)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)的外在表現(xiàn)，同時也是園區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)生體現(xiàn)。我國關(guān)于工業(yè)園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生的研究與實(shí)踐僅開展了不到20年的時間，產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)演化的相關(guān)研究仍處于起步階段，缺少系統(tǒng)的理論研究框架及長時間跨度的實(shí)證分析[20]。研究工業(yè)園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)演化，對豐富和完善產(chǎn)業(yè)共生理論方法體系、促進(jìn)工業(yè)園區(qū)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。因此，本文旨在從網(wǎng)絡(luò)演化的角度綜述工業(yè)園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展，系統(tǒng)總結(jié)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的研究方法與演化機(jī)制，探究產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)演化的可持續(xù)性，為園區(qū)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃與管理決策提供參考。

1 產(chǎn)業(yè)共生與產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)

1.1 基于產(chǎn)業(yè)共生的工業(yè)“食物網(wǎng)”

在自然生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者通過錯綜復(fù)雜的“食物網(wǎng)”來傳遞物質(zhì)及能量并維持系統(tǒng)的穩(wěn)定。借鑒自然生態(tài)系統(tǒng)中的生物共生機(jī)制，在工業(yè)系統(tǒng)中，不同性質(zhì)的企業(yè)之間通過物質(zhì)、能量或信息等的交換利用形成工業(yè)“食物網(wǎng)”，來提高自身及系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益，這種現(xiàn)象被稱為產(chǎn)業(yè)共生[1,2,20-23]。工業(yè)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者型企業(yè)是指資源開采型企業(yè)，為工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)工業(yè)原料或能源；消費(fèi)者型企業(yè)為利用資源和能源進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)的企業(yè)，根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈的長短通?？煞譃槎嗉?；分解者型企業(yè)為廢物處理型企業(yè)，可將前兩者產(chǎn)生的廢物進(jìn)行處理，或回收再用，或最終處置。

企業(yè)在沒有進(jìn)行產(chǎn)業(yè)共生之前，一般是獨(dú)立運(yùn)行或基于市場行為的供應(yīng)鏈合作，其在園區(qū)內(nèi)所表現(xiàn)出的關(guān)系結(jié)構(gòu)一般為獨(dú)立的個體或產(chǎn)業(yè)鏈。在經(jīng)濟(jì)利益和其他因素的推動下，更多的企業(yè)之間開始尋求合作，以物質(zhì)流、能量流為紐帶構(gòu)建起園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)資源能源的節(jié)約與污染減排。發(fā)電廠一般是最早參與園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生的企業(yè)，其一方面具有公共服務(wù)屬性，與園區(qū)其他企業(yè)建立物質(zhì)或能量關(guān)聯(lián)具有必然性；另一方面具有可產(chǎn)生或接納大量固廢或廢水的能力，為基于物質(zhì)和能量的產(chǎn)業(yè)共生關(guān)系提供了基礎(chǔ)。丹麥卡倫堡生態(tài)工業(yè)園即典型的以發(fā)電廠為核心構(gòu)建的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)，發(fā)電廠通過將蒸汽、余熱等供給其他企業(yè)實(shí)現(xiàn)能源的梯級利用，將粉煤灰、除塵污泥等固廢供給水泥廠等生產(chǎn)建材實(shí)現(xiàn)廢物再用，同時利用煉油廠的冷卻水實(shí)現(xiàn)水資源的回用[2]。此外，煤化工[24]、鋼鐵[25]、石油化工[26]等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)由于資源能源消耗強(qiáng)度大、廢棄物產(chǎn)量大等原因也常作為核心節(jié)點(diǎn)參與園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生。產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)即在企業(yè)間進(jìn)行產(chǎn)業(yè)共生的基礎(chǔ)上所抽象出來的復(fù)雜關(guān)系結(jié)構(gòu)，是企業(yè)主體以及企業(yè)之間關(guān)系的集合。園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)形成前后示意圖見圖1。

1.2 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)形成的驅(qū)動力分析

圖1 園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)形成前后示意圖

產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)園區(qū)內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，是園區(qū)工業(yè)代謝及其他系統(tǒng)功能維持穩(wěn)定的基礎(chǔ)。園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的形成有多種模式，包括企業(yè)主導(dǎo)的自組織共生、政府主導(dǎo)的規(guī)劃共生等。無論是何種方式，產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)仍是一種社會市場行為，是基于責(zé)任、信任以及互惠的企業(yè)間合作。袁增偉等運(yùn)用企業(yè)環(huán)境責(zé)任市場化理論對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的形成機(jī)制進(jìn)行解析，認(rèn)為企業(yè)環(huán)境責(zé)任的主體是生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染治理及廢物資源化，而企業(yè)環(huán)境責(zé)任的剝離所產(chǎn)生的委托—代理關(guān)系是企業(yè)間環(huán)境合作進(jìn)而構(gòu)建產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的根本[27]。張文龍等則進(jìn)一步指出，共生單元間通過形成共生產(chǎn)生“剩余”是構(gòu)建共生系統(tǒng)的前提，共生單元間通過股權(quán)、契約等內(nèi)生媒介的合作具有更高的效益和穩(wěn)定性[28]。因此，產(chǎn)業(yè)共生所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境及社會效益對企業(yè)決策過程的塑造是推動產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及發(fā)展的關(guān)鍵。

在工業(yè)園區(qū)內(nèi)，產(chǎn)業(yè)集群的網(wǎng)絡(luò)嵌入性也是園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)形成的驅(qū)動因素之一。嵌入網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢體現(xiàn)在企業(yè)間信任、信息傳遞、困難共克等方面[25]。企業(yè)在嵌入網(wǎng)絡(luò)的同時也擴(kuò)展了其資源與信息邊界，有利于提高企業(yè)資源配置水平及綜合競爭力。在產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)中，企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)嵌入方式包括經(jīng)濟(jì)嵌入、體制嵌入以及社會嵌入等方面[28]。其中，經(jīng)濟(jì)嵌入主要是基于空間層面的產(chǎn)業(yè)共生方式，如依賴地理鄰近性優(yōu)勢的企業(yè)間物質(zhì)循環(huán)利用以及能量梯級利用等[29-31]；體制嵌入是基于組織層面和制度層面的網(wǎng)絡(luò)嵌入方式，描繪了網(wǎng)絡(luò)化的市場結(jié)構(gòu)中企業(yè)間的相互作用以及制度化的公共池塘資源共生對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)形成的影響[32,33]；社會嵌入主要體現(xiàn)在認(rèn)知層面，認(rèn)知框架與市場、教育、技能、創(chuàng)新之間是相互依存和共同進(jìn)化的，當(dāng)認(rèn)知框架考慮到環(huán)境問題時，參與產(chǎn)業(yè)共生以提高個體和整體生態(tài)效率成為最佳選擇[34]。

1.3 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的類型及特征

由于不同園區(qū)間的企業(yè)類型、數(shù)量以及企業(yè)之間產(chǎn)業(yè)共生的關(guān)系和程度均存在差異，產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)之間具有顯著的異質(zhì)性特征[29,35]。為了將產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的類型，Zhang等基于網(wǎng)絡(luò)密度和核心—邊緣結(jié)構(gòu)分析方法，把產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)分為“核心—核心”型、“核心—邊緣”型以及“邊緣—邊緣”型[36]。這種分類以產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)各成員間資源交換關(guān)系的強(qiáng)弱來劃分，如在“核心—核心”型產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)中，核心成員之間占據(jù)了網(wǎng)絡(luò)絕大部分的資源交換，包括原材料、副產(chǎn)品以及廢物的輸入及輸出。進(jìn)一步，將網(wǎng)絡(luò)密度及網(wǎng)絡(luò)中心性指標(biāo)結(jié)合，還可把產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)劃分為平等共生型網(wǎng)絡(luò)、關(guān)鍵承租人型網(wǎng)絡(luò)以及欠完備型網(wǎng)絡(luò)三類[37]。在該分類中，平等共生型網(wǎng)絡(luò)的成員之間角色平等，共生路徑靈活多樣；關(guān)鍵承租人型網(wǎng)絡(luò)完備性程度較高，同時附屬成員對核心成員的依賴程度也過高；欠完備型網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)間連接較少，網(wǎng)絡(luò)較為稀疏?？梢姡瑑煞N方法所得到的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)類型在本質(zhì)上是一致的，均以網(wǎng)絡(luò)成員之間的關(guān)系特征為依據(jù)，代表著產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)上不同的發(fā)展階段。

2 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的演化分析

2.1 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)演化的影響因素

工業(yè)園區(qū)是一個開放系統(tǒng)，企業(yè)作為系統(tǒng)主體在與環(huán)境的復(fù)雜交互作用中會進(jìn)行主動或被動的反應(yīng)，其所構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)也會隨之產(chǎn)生復(fù)雜的演變，如網(wǎng)絡(luò)的延展與升級，或者級聯(lián)失效與崩潰[29,38]。

產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展演變受系統(tǒng)內(nèi)外多種因素影響。其中，內(nèi)部因素包括園區(qū)的地理位置、技術(shù)需求、資源能源的可獲得性、基礎(chǔ)設(shè)施完善程度、行業(yè)異質(zhì)性、多樣性以及各方利益相關(guān)者的參與積極性等[9,39-43]；而外部因素則包括市場變化、環(huán)境保護(hù)、行業(yè)政策、規(guī)章制度等[44-46]。當(dāng)這些因素發(fā)揮積極效應(yīng)時，將會促成產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的正向演化，如通過產(chǎn)業(yè)共生提升經(jīng)濟(jì)效益[47]、通過創(chuàng)新激勵促進(jìn)產(chǎn)業(yè)共生發(fā)展[48]、通過加強(qiáng)制度能力建設(shè)保障產(chǎn)業(yè)共生的進(jìn)一步發(fā)展[49]等。而當(dāng)消極因素起作用時，也可能會導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的負(fù)向演化。如意大利著名的馬爾蓋拉港化工園區(qū)，由于受到團(tuán)體凝聚力、規(guī)章制度、政治因素等區(qū)域大環(huán)境的影響，數(shù)家化工企業(yè)關(guān)停，進(jìn)而在級聯(lián)效應(yīng)的影響下，園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)遭到嚴(yán)重破壞[50]。

2.2 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的演化階段

產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的演化階段與工業(yè)園區(qū)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展程度密切相關(guān)。有學(xué)者從復(fù)雜系統(tǒng)[30]、網(wǎng)絡(luò)信息交流[31]、社會[34]等不同的角度對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的演化階段進(jìn)行了劃分，而在產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)領(lǐng)域認(rèn)可度較高的劃分方式為Chertow基于生物學(xué)、生態(tài)學(xué)以及復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論提出的產(chǎn)業(yè)共生發(fā)展三階段，即萌芽階段、揭示階段以及嵌入和制度化階段[26]。在萌芽階段，企業(yè)之間由于經(jīng)濟(jì)效益、資源安全或廢棄物處理的技術(shù)及成本限制等原因自發(fā)進(jìn)行物質(zhì)交換，形成了一個有限的物質(zhì)流網(wǎng)絡(luò)雛形；在揭示階段，產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益以及積極的環(huán)境外部性逐漸顯露，園區(qū)和企業(yè)開始有意識地主動尋求參與產(chǎn)業(yè)共生的可能性；在嵌入和制度化階段，園區(qū)企業(yè)的結(jié)構(gòu)嵌入和關(guān)系嵌入，以及園區(qū)規(guī)劃與管理制度等均趨于成熟，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率及穩(wěn)定性顯著提高。進(jìn)一步，Boons等通過對近15年來全球范圍內(nèi)產(chǎn)業(yè)共生案例進(jìn)行分析，將產(chǎn)業(yè)共生的演化過程劃分自組織、組織邊界變化、經(jīng)紀(jì)人促進(jìn)、集體學(xué)習(xí)促進(jìn)、試點(diǎn)示范、政府規(guī)劃、以及生態(tài)集聚發(fā)展等七個動態(tài)發(fā)展過程，每個過程的主導(dǎo)者以及參與動機(jī)均具有其階段性特點(diǎn)[32]。由于產(chǎn)業(yè)共生發(fā)展的內(nèi)外部影響因素復(fù)雜，產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的演化也具有很強(qiáng)的動態(tài)不確定性，同一個產(chǎn)業(yè)共生體在不同的條件或時期下，均可能會涌現(xiàn)出新的演化階段[25]。

2.3 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的評價指標(biāo)

無論是最初基于自組織行為的企業(yè)間合作，還是自上而下規(guī)劃建設(shè)的產(chǎn)業(yè)共生項(xiàng)目，所形成的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都是以提高經(jīng)濟(jì)效益、降低成本，同時減少系統(tǒng)整體的環(huán)境影響為目標(biāo)[5,21]。

國內(nèi)外學(xué)者從不同角度對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析與評價，所采用的指標(biāo)可總結(jié)為兩類，其一為反映產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)功能特征的指標(biāo)，其二為評價產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性的指標(biāo)（表1）。在功能方面的指標(biāo)中，產(chǎn)業(yè)共生指數(shù)在評價產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)演化過程中的系統(tǒng)功能具有更好的靈活性，生態(tài)連通性指標(biāo)在實(shí)際應(yīng)用中具有更好的簡易性，生態(tài)效率指標(biāo)則能更好地體現(xiàn)園區(qū)整體性能[51-53]。在結(jié)構(gòu)方面的指標(biāo)中，彈性和魯棒性均描述的是產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)在擾動影響下維持自身結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定的能力。不同的是，彈性強(qiáng)調(diào)的是網(wǎng)絡(luò)對系統(tǒng)外部的短期沖擊的響應(yīng)，魯棒性更側(cè)重于反映內(nèi)部擾動或長期壓力所帶來的影響[29]?？梢姡袛喈a(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的演化不能局限于某個單獨(dú)指標(biāo)所反映的問題，而要綜合考慮各種因素對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的影響機(jī)制。

表1 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)評價指標(biāo)

3 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)演化研究模型

產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)具有顯著的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)特征，可以靈活地應(yīng)對及適應(yīng)外部環(huán)境擾動[26,53,63]。這些特征包括：企業(yè)個體行為具有不確定性及其產(chǎn)生的影響不具有線性或可預(yù)測性；企業(yè)個體的行為模式以及企業(yè)間的交互均可導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)行為的涌現(xiàn)；系統(tǒng)與周圍環(huán)境具有物質(zhì)、能量以及信息的交換，并可以通過改變結(jié)構(gòu)或調(diào)節(jié)流量等措施來適應(yīng)外部環(huán)境的變化，維持其結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定等[38,60,64,65]。基于復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論框架，建立產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)模型可以幫助我們更好地理解網(wǎng)絡(luò)的演化行為，探尋產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)演化的最優(yōu)路徑，為工業(yè)園區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提供參考[38,66]。目前，常用的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)建模方法主要包括網(wǎng)絡(luò)分析法、系統(tǒng)動力學(xué)建模以及基于主體建模等。

3.1 網(wǎng)絡(luò)分析法

網(wǎng)絡(luò)分析法被認(rèn)為是產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)中復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)研究最有效的方法，其以網(wǎng)絡(luò)實(shí)體及其之間的共生邏輯為基礎(chǔ)繪制網(wǎng)絡(luò)圖形，然后對網(wǎng)絡(luò)成員間的社會關(guān)系或生態(tài)關(guān)系進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，揭示產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行及發(fā)展?fàn)顟B(tài)[29]。根據(jù)側(cè)重點(diǎn)的不同，網(wǎng)絡(luò)分析法又分為社會網(wǎng)絡(luò)分析法和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析法，二者均是通過構(gòu)建鄰接矩陣來搭建產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)模型[29]。社會網(wǎng)絡(luò)分析法被更多地用來對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，主要包括網(wǎng)絡(luò)連通度、節(jié)點(diǎn)中心性、網(wǎng)絡(luò)密度、網(wǎng)絡(luò)中心性以及凝聚子群分析等[67]。通過評價產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征，可識別出現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中存在的問題，進(jìn)而揭示產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)對園區(qū)物質(zhì)、能量代謝等運(yùn)行功能的影響[36,37,68-70]。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析法則更側(cè)重于分析系統(tǒng)組成要素之間的作用關(guān)系，通過流量分析、存量分析以及效用分析等，從整體上辨識產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的內(nèi)在屬性[71]。

社會網(wǎng)絡(luò)分析法常用的分析工具為Ucinet網(wǎng)絡(luò)分析集成軟件，該軟件可以對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行中心性測量、凝聚子群識別、個體角色分析等，其內(nèi)嵌的Netdraw工具可生成產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)圖形，并將指標(biāo)評價結(jié)果直觀地體現(xiàn)在圖形結(jié)構(gòu)當(dāng)中。社會網(wǎng)絡(luò)分析法在產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征研究中的應(yīng)用較多，其中比較典型的研究為Zhang等利用社會網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)將產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類，并揭示了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)運(yùn)行之間的關(guān)系。而生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析法主要被用來剖析園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生的生態(tài)內(nèi)涵、生態(tài)特征以及共生條件等，并揭示這些生態(tài)關(guān)系如何影響系統(tǒng)的資源流動與整體發(fā)展[69,71]。此外，還有學(xué)者將兩種分析方法結(jié)合來研究產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的功能特征及生態(tài)關(guān)系，可以比傳統(tǒng)的分析方法更全面地評價工業(yè)園區(qū)的運(yùn)行狀態(tài)[72]。

3.2 系統(tǒng)動力學(xué)建模方法

系統(tǒng)動力學(xué)是一種基于反饋控制理論和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，將定量和定性分析結(jié)合來處理非線性和動態(tài)復(fù)雜性問題的有效方法[65]。這種方法采用自上而下的研究策略，從系統(tǒng)整體的角度出發(fā)，將系統(tǒng)的復(fù)雜行為的產(chǎn)生假設(shè)為系統(tǒng)因果結(jié)構(gòu)和內(nèi)生屬性導(dǎo)致的結(jié)果。其中因果結(jié)構(gòu)考慮系統(tǒng)的反饋回路、時間延遲、流程圖和庫存積累，而內(nèi)生屬性作為系統(tǒng)的水平變量，可表示系統(tǒng)的狀態(tài)[73,74]。系統(tǒng)動力學(xué)模型用代數(shù)方程表示系統(tǒng)變量之間的反饋結(jié)構(gòu)，可定量反映系統(tǒng)的時空狀態(tài)，并尋找相關(guān)的策略來提高系統(tǒng)性能[75]。

系統(tǒng)動力學(xué)建模方法常用的建模工具為Vensim軟件，該軟件具有可視化及多窗口界面等優(yōu)點(diǎn)，在產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)領(lǐng)域得到了較多的應(yīng)用。Qu等以工業(yè)增加值或技術(shù)投資等作為水平變量評估了企業(yè)多樣性或網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)度等特征指標(biāo)對工業(yè)區(qū)可持續(xù)發(fā)展的影響[76]。Cui等以能耗、固廢利用和廢水利用為水平變量分析了產(chǎn)業(yè)共生體的演化過程[77]。Zhao等則以人為污染物的累積量作為水平變量研究了產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境影響評價[78]?？梢?，系統(tǒng)動力學(xué)模型在產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)復(fù)雜系統(tǒng)建模領(lǐng)域具有較好的適用性，可從多角度模擬與評價產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的演化。

3.3 基于主體建模方法

基于主體建模方法使用主體來刻畫仿真目標(biāo)系統(tǒng)中單個個體的行為，通過仿真主體的個體行為、主體之間以及主體與環(huán)境之間的相互作用關(guān)系來達(dá)到對現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的抽象復(fù)制，進(jìn)而達(dá)到研究與控制系統(tǒng)的目的[73]。

基于主體的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)仿真模型可用來模擬和預(yù)測各種因素對產(chǎn)業(yè)共生系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的影響，包括個體行為、社會因素[66]、結(jié)構(gòu)因素[79]及其他因素[51,80]等。更重要的是，仿真模型能夠克服傳統(tǒng)案例分析中真實(shí)數(shù)據(jù)獲取困難等弊端，通過模擬不同情景下產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)演化軌跡，幫助識別提高產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)效益的潛在要素，從而為管理決策起到重要的參考作用[51,75]。例如，Batten通過基于主體仿真模擬產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜功能，認(rèn)為主體參與性建?？尚纬勺越M織與共同進(jìn)化，并進(jìn)一步促進(jìn)系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)共生[75]。Bichraoui通過構(gòu)建基于主體的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模型探究了在預(yù)期情景下產(chǎn)業(yè)共生發(fā)展的可持續(xù)性，并對產(chǎn)業(yè)共生發(fā)展的驅(qū)動因素進(jìn)行了探討[79]；Mantese使用基于主體建模方法構(gòu)建了一個生態(tài)工業(yè)園區(qū)仿真模型，并評估了產(chǎn)業(yè)共生指數(shù)、生態(tài)連通性、副產(chǎn)品及廢物回收率三個環(huán)境影響指標(biāo)在產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)演化方面的表現(xiàn)[51]?？梢?，產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)仿真模型能突破案例與數(shù)據(jù)的束縛，從可持續(xù)性的角度為工業(yè)園區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的路徑選擇提供參考。

3.4 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)建模方法對比評價

本文從基本原理、建模步驟、實(shí)現(xiàn)平臺、優(yōu)劣勢等角度，對三種建模方法進(jìn)行對比，對比結(jié)果見表2。

目前，三種方法用于產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)演化的研究仍處于初級階段。網(wǎng)絡(luò)分析法注重的是分析產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)在社會結(jié)構(gòu)層面的特征，其建模過程相對簡單，一般視企業(yè)為節(jié)點(diǎn)，重點(diǎn)分析其“社會關(guān)系（或生態(tài)關(guān)系）”在網(wǎng)絡(luò)中的表現(xiàn)。系統(tǒng)動力學(xué)建模和基于主體建模方法則屬于系統(tǒng)仿真的范疇，強(qiáng)調(diào)對系統(tǒng)動態(tài)演化過程的分析。不同的是，系統(tǒng)動力學(xué)建模方法采用演繹的思路，更傾向于從系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來分析問題產(chǎn)生的根源，而對系統(tǒng)中個體的具體特征、目標(biāo)以及個體間的異質(zhì)性沒有充分考慮；基于主體建模方法則通過自下而上的策略，將企業(yè)視為“智能體”，通過對企業(yè)賦予相應(yīng)的屬性及交互規(guī)則來研究系統(tǒng)的演化行為。

然而，面對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高度復(fù)雜性，三者在目前產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)建模的應(yīng)用研究中仍存在諸多問題，如共生邏輯過于簡單、影響因素單一、缺乏真實(shí)數(shù)據(jù)驗(yàn)證等。因此，為了得到更加精確的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)演化模型，揭示工業(yè)園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生的最優(yōu)發(fā)展路徑，需進(jìn)一步加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)共生機(jī)制的研究，并輔以真實(shí)案例，來驗(yàn)證產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)模型的有效性。

表2 產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)建模方法對比

4 結(jié)論與展望

由于產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的困難性，目前針對工業(yè)園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)演化的研究仍較少，尤其缺乏長時間跨度的定量分析及實(shí)證研究。本文從網(wǎng)絡(luò)演化的角度，對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與功能特征、形成機(jī)理以及演化模型的相關(guān)研究進(jìn)行了綜述，為工業(yè)園區(qū)的產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供重要的理論及方法支撐。產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)演化研究不是為了預(yù)測工業(yè)園區(qū)的命運(yùn)，而是要通過系統(tǒng)的模擬，識別園區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最優(yōu)路徑。其關(guān)鍵在于如何精準(zhǔn)地識別產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)存在的問題，以及如何對園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)的仿真。因此，未來應(yīng)重點(diǎn)從以下幾個方向?qū)Ξa(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)演化開展研究：

（1）開發(fā)更完善的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)演化仿真模型。目前針對產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)建模的研究存在模型層次單一、邏輯簡單等問題。工業(yè)園區(qū)企業(yè)多樣，企業(yè)間產(chǎn)業(yè)共生關(guān)系復(fù)雜，受內(nèi)、外部因素影響多變，需要繼續(xù)深入探究產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)形成機(jī)理，積累大量數(shù)據(jù)樣本，不斷學(xué)習(xí)園區(qū)實(shí)際的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對仿真模型進(jìn)行驗(yàn)證及優(yōu)化。

（2）加強(qiáng)工業(yè)園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生可持續(xù)性評估研究?？沙掷m(xù)性是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能保持良性發(fā)展的能力，表現(xiàn)為資源利用的可持續(xù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)、環(huán)境生態(tài)的可持續(xù)。成熟的定量評價方法與完備的數(shù)據(jù)支撐是完成產(chǎn)業(yè)共生可持續(xù)性評估分析的基礎(chǔ)，也是管理決策的重要參考依據(jù)。結(jié)合工業(yè)代謝、網(wǎng)絡(luò)演化以及價值鏈分析的可持續(xù)性評估研究可為工業(yè)園區(qū)的規(guī)劃及管理提供更全面、科學(xué)的指導(dǎo)。

（3）拓展研究邊界，開展不同尺度的產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)演化研究。由于產(chǎn)業(yè)共生理論研究及應(yīng)用邊界的不斷拓展，產(chǎn)業(yè)共生不再僅局限于工業(yè)園區(qū)內(nèi)部。園區(qū)之間、城市及區(qū)域?qū)用娴漠a(chǎn)業(yè)共生將相互孤立的園區(qū)產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)鏈接為范圍更廣的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，這無疑又給產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、功能及演化研究提供了新的挑戰(zhàn)。