（技术经济及管理专业论文）产业生态网络两种典型共生模式的稳定性研究.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 产业生态网络是模仿自然生态系统的结构、机理而构建的区域性人工经济系统，它 的出现是为了解决经济增长、社会进步与资源消耗、环境污染之间的矛盾，是当今世界 范围内可持续发展的重要实践形式。产业生态网络的发展是以其稳定性作为基础的，其 稳定性的研究正在成为一个学术新热点。目前，有关产业生态系统稳定性影响因素的研 究已初步开展，并已取得一些成果。但结合具体共生模式对稳定性的研究在一些文献中 只是偶尔提及，比较系统的论述还是空白。本论文在已有稳定性影响因素研究的基础上， 选取自主实体共生和复合实体共生目前产业生态网络中两种最为典型的模式，结合这两 种不同的共生模式继续深入研究产业生态网络的稳定性问题无论是对生态产业理论研 究，还是对产业生态网络建设都具有十分重要的意义。 本论文在生态学、管理学( 企业联盟理论) 、系统工程理论、产业生态学等学科基 础上，采用定性分析结合模型演绎、博弈分析，规范研究结合典型案例等研究方法展开 研究。 论文首先对工业共生模式及稳定性内涵进行了研究，在此基础上，从多学科角度对 稳定性影响因素进行了分析，建立了稳定性影响因素的调整三维理论模型。接下来，对 影响稳定性的技术因素和政府支持因素在结合自主实体共生和复合实体共生两种模式 特性的基础上进行了作用机理分析，并给出了相应对策。此外，对网络结构的纵向、横 向关系对稳定性的影响进行了分析，还借用种群生态学中描述两种群互利作用关系的数 学模型，建立描述企业间互利共生关系的数学模型，研究自主实体和复合实体两种共生 模式在生态链接关系上的稳定共生条件。运用博弈模型分析了自主实体共生中的投机行 为，解释了投机行为发生的原因，提出了预防措施。最后，结合典型案例，对复合实体 共生中的价格柔性进行了分析。 关键词：产业生态网络；自主实体共生；复合实体共生；稳定性 产业生态网络两种典型共生模式的稳定性研究 r e s e a r c ho nt h es t a b i l i 够o f t l l et w ot y p i c a ls y m b i o s i sp a t t e m si n i n d u s 仃i a le c o j n e t w o r k a b s t r a c t a s 肌i m p o n 8 n tp r a c t i c a lf o mo fs u s 诅i n a b l ed e v e l o p m e n ti nm ew o r l d ，i n d u s m a l e c o _ n e 咖r k ( i e n ) i sa i la r t i f i c i a lr e g i o n a le c o n o m i cs y s t e mt os i m u l a t es 咖叽a n d m e c h a n i s mo fn a t l l r a le c o l o g i c a ls y s t e m ni su s e dt os o l v et 1 1 ec o n n i c tb e t 、e e ne c o n o m y g r o w t l la n d r e s o u r c ec o n s u m i n 昌a n dc o n n i c tb e t 、v e e nc o m m u n i 可a d v a n c e m e n ta n d e n v i r o n m e n tp o l l u t i o n t h ed c v e l o p m e n to f i e ni sb a s e do nt h es t 曲i l i t yo f i t s e l r e s e a r c ho n 也es t a b i l i t yo fi e ni st 啪i n gi m oam e a m n g f h la c a d e i l l i cm e m e a tp r e s e n t ，也er e s e a r c ho n m ei e ss t a b i l i t yi n n u e n c ef 如t o r sh a sb e e ns t a r t e d 以l dh a sg o ts o m ea c h i e v e m e n t b u tt h e s t a b i l i t yr e s e a r c hc o m b i n e d 丽ms y m b i o s i sp a t t e m si sf e wa i l di sn o ts y s t e 】n l i c t h ep a p e r ， b a s e do nt 1 1 ef o m l e ri n f l u e n c ef a c t o r sr c s e a r c h ，c o 以n u e st l l ef u r t h e rr e s e a r c ho ns t a b i l i t v c o m b i m n gi n d i v i d u a le n t i t ys y m b i o s i sa n dc o m p r e h e n s i v ee n t i t ys y m b i o s i s ，w h i c ha r et h e m o s tp o p u l a rf o h n s 协i e na tp r e s e n t t h i sr e s e a r c hi ss i g n m c a mb o mi ni e n sm e o r e t i c a l a n dp r a c t i c a lf i e l d s b a s e do nb i o n o m i c s ，m a n a g e m e ms c i e n c e ( m e o r yo ff i r r l l s t r a t e g i ca 1 1 i a n c e ) ，s y s t e m p r o j e c tt h e o r ya i l dt l l e o r yo fi n d u s 订i a le c o l o g y ，t h ep a p c rc o n d u c t st h er e s e a r c hb yc o m b i n i n g q u a l i t yr e s e a r c hw i t hm o d e ld e d u c t i o na 1 1 dg 锄et 1 1 e o r ) ra n a l y s i s ，n o r m a t i v er e s e a r c h 、v i t l l t y p i c a lc a s er e s e a r c h t h ep a p c rf i r s t i yd o e s 1 er e s e a r c ho nt 王1 ec o r m o t a t i o no f i n d u s 拄i a is y m b i o s i sp a t t e ma i l d s t a b i l i t y o nm eb a s eo ft 1 1 i s ，t l l ep 印e ra i l a l y z c st h ei n f l u n e n c ef a c t o r so fi e n 甜l db u i l d su p t h ea d i u s t e dt l r c e d i m e n s i o n a lt 1 1 e o r e t i c a lm o d e lo fs t a b i l i t yi i l f l u e n c ef h c t o r s a f t e rt 1 1 i s ， c o 瑚l b i n i n gm ec h a r a c t e r i s t i c so f 血et w os 皿b i o s i sp a n e m sm ep 印e ra 1 1 a l y z e st h es t a b i i i 哆 m e c h a i l i s m so nt w o 抽n 吐n c ef 如t o r sw h i c ha r es u 伍d e n tt e c 蜥q u ea i l dg o v e m m e ms u p p o r t a n dg i v e st l l es o l u t i o n s b e s i d e s ，m ep a p e ra 1 1 a l y z e st h ei n 丑u e n c eo ns t a _ b i l i 哆o ft h ev e n i c a l 锄dh o r i z o m a ln e t w o r ks t n l c n l r e a i l du s e st 1 1 em a m e m a t i c sm o d e l i nb i o n o m i c sw h i c hi su s e d t od e s c r i b et l l em u t u a lb e n e f i tr e l a i i o n s l l i pb e t 、v e e nt w os p e c i e st ob u i l du pt h em a t l l e m a t i c s m o d e lo fs y m b i o t i cr e l a t i o n s h 砸b c t w e e nf i n n si no r d e rt or e s e a r c ht h es y m b i o t i cs t i b i l t y c o n d 憾o n so f 访d i v i d u a le n t 时s y m b i o s i sa n dc o m p r e h e n s i v ce n t 姆s y m b i o s i s t h ep a p e ra l s o u s e st l l eg 锄et h e o r yt oa n a l y z em es p e c u l a t i o ni nm ei n d i v i d u a le n t i t ys 皿b i o s i s 锄d e x p l a i n sm ec a u s e so fs p e c u l a l i o na n do f f 打st 1 1 em e m o d so fd e f e n c e a tl a s t ，c o m b i n i n gm e t y p i c a ic a s e ，m ep a p e ra 1 1 a l y z e s 也ep r i c en e x i b i l i t yo f c o m p r e h e n s i v ee n t 时s y m b i o s i s 大连理工大学硕士学位论文 k 呵w o r d s ：i n d u s 们a le c o - n e 仰o r k ；i l i d i v i d u a ie n t i 时s y m b i o s i s ：c o m p r e h e n s i v e e n t i 锣s y m b i o s i s ；s t a b m t y 独创性说明 作者郑重声明；本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用 规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论 文。 作者签名：亟丕 导师签名： ：型：之刘 。“j o 薯h 坦i 年月三互日 大连理工大学硕士学位论文 1 引言 1 1 研究背景 二次世界大战后，世界各国工业与经济迅速发展，创造了巨大的财富。但工业文明 在推动科技进步和物质繁荣的同时，也带来了许多问题：自然环境仅仅被当成资源、载 体和消纳者：高消耗、高污染的发展模式致使资源枯竭、环境污染、生态恶化；人们在 享受经济繁荣的同时，也牺牲了卫生、健康、美好的环境与愉快的心情，不仅经济发展 难以为续，人类自身的生活质量也受到影响。人们不得不对此进行反思，并寻求新的发 展模式，以实现自身及子孙后代的可持续发展【i ，2 1 。“可持续发展”成为近半个世纪、 尤其是近二十年以来人类关于未来发展的重要议题。 1 9 8 9 年f r o s c h 和( 谢l o p o u l o s 在科学美国人上发表了划时代文章可持续工业 发展战略，正式提出“工业生态系统”的概念【3 j 。该文指出工业系统可以仿照生态系 统从生产者流向消费者，并由分解者和清除者再循环的物质循环过程，在企业之间建立 物质和能源循环使用的共生关系( a y r e s ，1 9 8 9 【4 ；e r l a i l ，1 9 9 7 【5 ) ，从而将工业系统转变 成工业生态系统。随后，工业共生、生态工业园、副产品交换等概念应运而生。近来， 综合生态工业园与区域副产品交换的在市域以上区域范围构建以经济效益和环境效益 平衡发展为目标的产业生态网络已成为产业生态化发展的最为理想的路径选择( 郭莉， 2 0 0 4 【6 j ) 。产业生态网络强调节点企业在生产工艺和产品的持续改进，同时注重社区、 政府、非政府部门等利益相关者的共同参与，在地域空间、成员企业数目及对区域经济 发展的贡献等方面具有独特优势。 自从人们发现了2 0 世纪7 0 年代出现的丹麦卡伦堡工业共生体，并通过对其的研究， 作为产业生态网络典型代表的生态工业园实践在全球范围内广泛开展。美国、加拿大、 日本、德国、奥地利、瑞典、爱尔兰、荷兰、法国、英国、意大剥都建成了一批生态工 业园。近几年来，越来越多的发展中国家意识到发展生态产业的重要性，印尼、菲律宾、 泰国、印度等国家都在积极建设生态工业园。全世界现在已经有超过1 2 ，o o o 个生态工 业园1 7 1 。我国也在1 9 9 9 年以来快速推进循环经济与产业生态网络规划建设，经国家环保 总局认证挂牌的生态工业园已超过l o 州”。产业生态在我国的发展重点，一是大型的联 合企业，二是工业园区，三是工业集中的城镇。在工业集中的城镇建设产业生态网络， 是我国产业生态近年来的发展趋势之一。 产业生态网络两种典型共生模式的稳定性研究 1 2 问题的提出 产业生态网络的出现是为了解决经济增长、社会进步与资源消耗、环境污染之间的 矛盾，致力于改变传统的“线性”工业生产模式，发展“资源一产品一再生资源一再生 产品”的循环经济。区别于一般产业系统，具有生态化链接关系的产业生态网络有两个 重要特点：一是内部成员之间链接方式是有形链接纽带与无形链接纽带共存。成员之间 的有形链接纽带是上下游之间正向、逆向流动的废物或初级产品；无形的链接纽带是各 成员内部的生态产业理念、生态化链接技术、废弃物的经济价值。系统结构具有双重链 接形式。二是系统的运营目标是经济效益目标与环境效益目标共存。系统在追求经济利 益最大化的同时，也充分考虑环境污染的负外部性，系统运营具有双重发展目标。由于 这种特殊的内部结构和外部目标，产业生态网络与一般的产业聚集群在结构、运行机制 等方面存在更苛刻、更复杂的边界条件，也导致了更脆弱的系统稳定性。 例如，美国早期产业生态系统的代表c a p ec h a r l e s 工业园 9 】、芬兰东部城市j o e n s u u 的s i 蹦【a l a 发电厂生态工业项目 1 0 】，在运营过程中由于地理位置偏僻、经济支持困难以 及生态化链接技术不充足等原因，相继出现了系统结构的剧烈变化情况，后者甚至濒临 解体。 可以预见，随着产业生态网络这个新生事物的成长、成熟，将会有更多的不稳定问 题暴露，因此须对产业生态网络的稳定性问题高度重视，科学发展生态产业。目前，有 关产业生态系统稳定性影响因素的研究已初步开展，并已取得一些成果。但结合具体共 生模式对稳定性的研究在一些文献中只是偶尔提及，比较系统的论述还是空白。自主实 体共生和复合实体共生是目前产业生态网络中两种最为普遍的形式，在已有稳定性影响 因素研究的基础上，结合这两种不同的共生模式深入研究产业生态网络的稳定性问题无 论是对生态产业理论研究，还是对我国乃至世界范围的产业生态网络建设都具有十分重 要的意义。 1 3 研究意义 产业生态网络到目前为止还是一个新生事物，其理论研究还不很成熟，有关其稳定 性的相关研究则更是屈指可数。然而，产业生态网络的稳定性却是整个系统存在与健康 发展的基础，其重要性不言而喻。在当今世界产业生态建设取得很大进展的同时，研究 自主实体与复合实体两种共生模式的产业生态网络稳定性将具有以下几方面的意义： 第一，在生态学基础上，丰富和拓展产业生态学的稳定性理论。 产业生态网络本身就是仿照自然生态系统的物质与能量循环的方式来进行规划的 一种人工系统【l ”，因此，生态学的一些基础理论，在人们设计规划产业生态网络时具有 大连理工大学硕士学位论文 一定的指导作用。由于目前产业生态网络发展的时间短，可供研究的案例少，使得自然 生态系统的稳定性现象及原理对于产业生态网络的稳定性研究具有十分重要的借鉴意 义。这些现象和原理将成为研究产业生态网络稳定性问题的出发点，同时对产业生态网 络可能出现的某些不稳定问题起到很好的预见作用。 第二，提供产业生态网络稳定性研究的新工具、新思路。 第三，为我国产业生态网络的政策制定提供思路。 我国产业生态网络的政策制定仍处于规划与建设起步阶段的政策制定，有关于产业 生态网络稳定运营方面的政策还较为缺乏；我国产业生态网络政府政策指导大多是模 仿、照搬世界上其他国家的相关政策，跟中国国情的结合并不紧密，考虑到中国产业生 态网络的存在是属于在经济落后地区超前开展的产业经济高级模式，必须采取与发达国 家有差别的相关政策。 在产业生态网络迅速发展的今天，在前进的同时关注稳定性问题是十分重要的，产 业生态网络的稳定性研究是一项既有学术价值又有现实意义的工作。 1 4 研究内容与技术路线 本论文研究产业生态网络中自主实体共生模式和复合实体共生模式的稳定性，基于 认识事物的基本规律，本文将首先对主要的相关概念进行内涵研究与界定，这是后续研 究的基础：研究产业生态网络的稳定性，就必须明确影响其稳定性的主要因素，通过文 献研究结合理论研究，在前入已有稳定性影响因素研究的基础上，通过部分调整，构建 产业生态网络稳定性影响因素的调整模型；最后，从稳定性影响因素调整模型中不同影 响因素的角度，结合自主实体共生模式和复合实体共生模式各自的特点，展开影响因素 作用机理、稳定性影响、稳定条件、相关对策等的分析研究。 论文主要开展以下几个方面的工作： 第一，对工业共生模式内涵及模式划分进行分析，并基于多学科视角对稳定性内涵 进行了研究，对产业生态网络稳定性概念进行界定。 第二，对影响稳定性的技术因素和政府支持因素的作用机理进行分析；结合自主实 体共生和复合实体共生两种模式的特性，对技术因素在两种模式中不同的稳定性影响表 现进行深入剖析，并给出了相应对策；具体分析政府支持因素在加强产业生态网络稳定 性上的可操作性内容。 第三，从共生网络组织结构的纵向、横向关系角度对其影响稳定性的作用进行详细 分析；并借用种群生态学中描述两种群互利作用关系的数学模型，建立描述企业间互利 共生关系的数学模型，研究自主实体和复合实体两种共生模式在生态链接关系上的稳定 产业生态网络两种典型共生模式的稳定性研究 共生条件。 第四，结合两种共生模式经济链接关系的特点，对自主实体共生中的投机行为进行 博弈模型分析，解释投机行为发生的原因，提出预防措施；结合典型案例，对复合实体 共生中的价格柔性进行分析。 技术路线如图1 1 所示。 i 一兰竺璺一j 图1 1 技术路线 f i g 1 1r e s e a r c hr o u t e 一4 一 大连理工大学硕士学位论文 2 主要相关概念内涵研究与界定 2 1 工业共生模式的内涵研究与界定 自2 0 世纪9 0 年代以来，生态工业理论和一些发达国家的实践均表明，将经济活动 转变为“资源一产品一再生资源一再生产品”的循环过程，有利于最大限度的减少从生产 到消费全过程的资源使用和废物排放。正如上文所提到的，作为产业生态网络典型代表 的生态工业园实践在全球范围内广泛开展：美国、如拿大、日本、德国、奥地利、瑞典、 爱尔兰、荷兰、法国、英国、意大利都建成了一批生态工业园；近几年来，越来越多的 发展中国家意识到发展生态产业的重要性，印尼、菲律宾、泰国、印度等国家都在积极 建设生态工业园；全世界现在已经有超过1 2 ，0 0 0 个生态工业园；我国也在1 9 9 9 年以 来快速推进循环经济与产业生态网络规划建设，经国家环保总局认证挂牌的生态工业园 已超过1 0 个。 分析研究工业共生模式，首先应该对现实运行的生态工业园区的类型进行研究。 2 1 1 生态工业园区类型 纵观国内外各生态工业园区，它们并没有一个统一的模式，而是因地制宜，各具特 色。可以从产业结构、原始基础、区域位置等不同的角度对生态工业园区进行分类。 ( 1 ) 从原始基础看，可以划分为现有改造型与全新规划型。 现有改造型园区是对现已存在的工业企业，通过适当的技术改造，在区域内成员间 建立起废物和能量的转换关系。美国恰塔努加( c h a 仕a n o o g a ) 生态工业园区就是个例子， 它曾是一个以污染严重闻名全美的制造中心，后来杜邦公司以尼龙线头回收为核心推行 企业零排放，既减少污染又带动了环保产业的发展，在老工业园区拓展了新的产业空间。 其突出特征是通过重新利用老工业企业的工业废弃物，减少污染和增进效益。国内广西 贵糖生态工业区由蔗田、制糖、酒精、造纸、热电联产、环境综合处理系统组成，各系 统之间通过中间产品和废弃物的相互交换和相互衔接，形成一个较完整和闭合的生态工 业网络，也属于这一类型。 全新规划型园区是在良好规划和设计的基础上从无到有地进行建设，主要吸引那些 具有“绿色制造技术”的企业入园，并创建一些基础设施，使得这些企业间可以进行废 水、废热等的交换。如美国c h o e t a _ w 生态工业园区和国内南海国家生态工业示范固区都 属于这一类型。 ( 2 ) 从产业结构看，可以划分为联合企业型与综合园区型。 产业生态网络两种典型共生模式的稳定性研究 联合企业型园区通常以某一大型的联合企业为主体，围绕联合企业所从事的核心行 业构造工业生态链和工业生态系统，典型的如美国杜邦模式、贵港国家生态工业( 制糖) 示范园区等。对于冶金、石油、化工、酿酒、食品等不同行业的大企业集团，非常适合 建设联合企业型生态工业园区。 综合型园区内存在各种不同的行业，企业间的工业共生关系更为多样化。与联合企 业型园区相比，综合型园区需要更多地考虑不同利益主体间的协调和配合，如丹麦的卡 伦堡工业园区和建设中的我国浙江衢州沈家生态工业园区是综合型生态工业园区的典 型。目前大量传统的工业园区适合朝综合型生态工业园区的方向发展。 ( 3 ) 从区域位置看，可以划分为实体型与虚拟型。 实体型园区的成员在地理位置上聚集于同一区域，可以通过管道设施进行成员间的 物质、能量交换。 虚拟型园区不严格要求其成员在同一地区，由园区内和园区外的企业共同构成一个 更大范围的工业共生系统。有些园区是利用现代信息技术，通过园区信息系统，首先在 计算机上建立成员间的物质、能量交换联系，再付诸实施。 2 1 2 工业共生模式 在生物学上，共生是指不同物种以不同的相互获益关系生活在一起，形成对双方或 一方有利的生存方式。在生物界，共生是一种普遍存在的现象，存在着各种各样不同或 相同类群生物之间的共生。 生物学上的种群之间的相互关系( 种间关系) ，有的是互利关系，有的是对抗关系， 在这两种极端之间，还有各种过渡形式。一般的，种间关系可以分为中性作用、竞争、 偏害作用、捕食和寄生作用、偏利作用和互利共生作用。根据共生物种的利益关系，共 生关系可以分为寄生、偏利芡生和互利共生。其中，寄生是对一些物种有利而对另一类 物种不利的情况；偏利共生( 也叫共栖) 是指对一些物种有利，对另一些物种无关紧要、 并未受害的情况；互利共生则表现为对所有的物种均有利的情况，如一方不存，另一方 则不能生存。 借鉴生物学上的共生，工业共生可定义为：工业共生是指不同企业间的合作，通过 这种合作，共同提高企业的生存能力和获利能力，同时，通过这种共生实现对资源的节 约和环境保护( 丹麦卡伦堡公司出版的工业共生) 。利用工业共生可以说明企业间 相互利用副产品或废物的工业合作关系。对工业共生而言，共生双方一般是正相互作用。 大连理工大学硕士学位论文 目前，工业共生模式并没有一种统一的划分。结合国际范围内生态工业园发展趋势， 现在比较多地划分为依托型共生、平等型共生、嵌套型共生和虚拟型共生四种工业共生 网络运作模式“。 依托型工业共生网络是生态工业园中最基本和最为广泛存在的组织形式。这种网络 组织形式的形成往往是因为生态工业园中存在一家或凡家大型核心企业，许多中小型企 业分别围绕这些核心企业进行运作，从而形成工业共生网络。根据生态工业园中核心企 业的数目不同，依托型工业共生网络可以分为：单中心依托型共生网络和多中心依托型 共生网络。 平等型共生网络是指在生态工业园中，各个结点企业处于对等的地位，通过各结点 之间( 物质、信息、资金和人才) 的相互交流，形成网络组织的自我调节以维持组织的 运行。目前，在世界范围的工业园中，平等型共生网络普遍存在，特别是在一些高科技 园区，如美国硅谷工业园、台湾新竹工业园和北京中关村科技园区内的企业大都以平等 型共生网络模式为主体架构来运作的f 1 。 随着世界各国生态工业园的不断发展，网络组织也在不断进化，一种介于依托型工 业共生网络和平等型工业共生网络之间的新型组织结构嵌套型工业共生网络在实 践中开始出现，由多家大型企业和其吸附企业通过各种业务关系而形成的多级嵌套网络 模式。 虚拟型共生网络是一种新颖的组织形式，它突破了传统的固定地理界限和具体的实 物交流，借助于现代信息技术手段，用信息流连接价值链建立开放式动态联盟，组建和 运营的动力来自多样化、柔性化的市场需求，以市场价值的实现作为目标，整个区域内 的产业发展形成灵活的梯次结构，因此具有极强的适应性；同时，参加合作的企业通过 各自核心能力的组合突破了资源有限的限制，整个虚拟组织以网络为依托，充分发挥了 协同工作和优势互补的作用。 这四种共生模式中前两种模式在现实中应用得比较广泛，同时与上一节的生态工业 园区类型相对照，可以发现许多相通之处：依托型共生与联合企业型园区、平等型共生 与综合型园区在共生关系上极其吻合，并且这两种类型也代表了工业生态化实践的主要 方向，无论在实践层面还是在理论研究层面都具有相当的典型意义。 与此同时，有学者根据共生参与企业的所有权关系将工业共生拱式划分为自主实体 共生和复合实体共生【1 引。自主实体共生的参与企业都具有独立的法人资格，双方不具有 所有权上的隶属关系；复合实体共生的参与共生的企业同属于一家大型公司，它们是该 大型公司的分公司或某一生产车间。这种划分与依托型共生与联合企业型园区、平等型 共生与综合型园区的划分不谋而台，并将其明确化。 产业生态网络两种典型共生模式的稳定性研究 综合以上分析，本文所研究的工业共生模式采用根据共生参与企业的所有权关系划 分的自主实体共生和复合实体共生两种模式。 2 1 3 自主实体共生模式 所谓自主实体共生，是指参与企业都具有独立的法人资格，双方不具有所有权上的 隶属关系，均是独立的，它们的合作关系不是依靠上级公司的行政命令来约束的，完全 是受利益机制驱动的，在利益得不到满足时，它们可以结束这种合作关系。当然，随着 企业业务的扩展，为了满足其发展的要求，它们也可以寻找更多的伙伴加入到这一“共 生系统”中。自主实体共生模式是在双协商的基础上进行合作的，严格按照协议操作， 合作开始以后若再进行调整或规划是非常困难的，有时根本是不可能的【1 4 】。这种共生模 式的代表性案例就是丹麦卡伦堡生态工业园。 卡伦堡工业园被认为是世界上最早也是最著名的生态工业园。卡伦堡是丹麦一个仅 有2 万居民的工业小城市，位于北海海滨，距哥本哈根以西1 0 0 公里左右。6 0 年代初，这 里的火力发电厂和炼油厂已经开始了工业生态方面的探索。开始并未有意发展成工业生 态体系，而六家公司缓慢但非常有效的拓展，最终形成了目前这种有益于环境的共生关 系。截止到2 0 0 0 年，卡伦堡工业园已有6 家大型企业和十余家小型企业，它们通过“废 物”联系在一起，形成了一个举世瞩目的工业共生系统。 卡伦堡工业菇生系统的六个核心参与者为： 阿斯内斯( a s n a e s ) 火力发电厂，丹麦最大的燃煤火力发电厂，具有年发电1 5 0 0 千 瓦的能力；斯塔托伊尔( s t a t o i l ) ，是丹麦最大的炼油厂，具有年加工3 2 0 万吨原油的能 力；济普洛克( g y p r o c ) 石膏墙板厂，具有年加工1 4 0 0 万平方米石膏板墙的能力；诺沃 诺迪斯克( n o v o n o r d i s k ) ，一所国际性制药公司，年销售收入2 0 亿美元，公司生产医 药和工业用酶，是丹麦最大的制药公司；a sb i o t e l 【l l i s kj o r d r e n s ，一个土壤修复公司( 2 0 世纪9 0 年代末期的一个新公司) ；卡伦堡市区，有2 万居民需要供热、蒸汽和水。 在过去2 5 年中，卡伦堡工业共生系统是由这些企业在自发的废物交换过程中发展起 来的，并不存在总体网络的初始规划，对每个参与者来说只是经济意义上的一对一交易， 是对利益的追求驱使它们走在了一起，因此，卡伦堡工业园的成长过程恰恰体现了自主 实体共生模式的特点。 2 1 4 复合实体共生模式 所谓复合实体共生是指所有参与共生的企业同属于一家大型公司，它们是该大型公 司的分公司或某一生产车间。这种共生模式的和与散完全取决于总公司的战略意图，或 者是出于总公司优化资源、整合业务的需要，或者是迫于对环保要求的压力而进行的， 一8 一 大连理工大学硕士学位论文 参与实体往往没有自主权1 1 4 j 。这种共生模式的代表性案例就是中国贵糖集团生态工业 园。 广西贵糖( 集团) 有限公司( 简称贵糖集团) 是位于广西贵港市的一家大型制糖企 业，成立于1 9 5 4 年。由于制糖业本身是一种排污多、污染重的行业，特别是在中国这种 制糖技术比较落后的国家，制糖企业造成的污染和浪费一直是该行业比较难以克服的一 个大问题，为了解决这一问题，变废为宝，贵糖集团创建了一系列子公司或分公司来循 环利用这些废物从而减少污染和从中获益。贵糖集团下属企业组成的这个共生体包括： 制糖厂、酿酒厂、纸浆厂、造纸厂、碳酸钙厂、水泥厂、发电厂及蔗田等。到2 0 世纪9 0 年代末，除制糖以外，各共生企业创造的收益占总公司收益的4 0 ，利税也占大约同样 比例。由此可见，以制糖为主业，大力发展相关产业，已经使贵糖集团开始得到了实实 在在的益处。 通过以上介绍，我们可以发现中国贵糖集团的运作模式恰恰体现了复合实体共生的 特点，那就是在集团公司的统一决策下，将各分公司用“副产品”为纽带连接起来，以 实现集团公司整合资源的战略。 在复合实体共生模式中，集团公司的权利是显而易见的，集团公司根据战略的需要 完全可以对该共生模式进行“规划”，有时，这种规划是不用与下属共生企业进行协商 的。复合实体共生模式的这种“绝对决策权”是有利有弊的，利处是在复合实体共生模 式中，集团公司的统一策划有利于共生活动在各企业间的发生和开展，在能源、水和材 料的流动中一般不会因利益分配不均和企业秘密的扩散而使各共生关系受到影响。并 且，在集团公司的支持下，共生系统内关键环节上的企业一般是不会轻易关闭的，这保 证了系统的可靠性和安全性，而在这方面，自主实体共生模式是很难做到的。同时，复 合实体共生模式存在的缺点是，这种自上而下的运作方式很难保证集团公司不犯错误， 一旦集团公司决策失误，将会损害各公司的利益，并有可能损失掉整个共生体。 2 2 产业生态网络稳定性的内涵研究与界定 2 2 1 相关学科稳定性研究文献回顾 ( 1 ) 基于系统工程理论的系统稳定性内涵研究现状 关于稳定性的定义，不同的学科领域都有自己不同的理解。比较经典的是控制学中 对稳定性的理解：如果对于小的干扰，运动所受的影响将较小，则未受干扰的运动被视 为稳定：如果对于小的干扰，运动所受的影响将较大甚至无界，则未受干扰的运动被视 为不稳定。 产业生态网络两种典型共生模式的稳定性研究 控制学领域的稳定性理论中以李雅普诺夫稳定性理论最为经典。对于一个n 维自适 应系统，李雅普诺夫( l y a p u n o v ) 将其稳定性分为稳定、渐进稳定和大范围稳定三种形式 【1 6 l ： j 7 ，一 。- 、 i 奠。： 一- 、 、 h | j 造 哆) t 净 j 一， ( a j ，。 ， i j ，i =俞 ；| ；。 姜 影誓； 一十， jk x z 厂) 、 0 蚤 图2 1 李雅普诺夫稳定的三种形式 f i g 2 1l y 印u n 0 v st h r e ef o 丌i l so f s t a b i l i t y ( c ( 2 ) 基于生态学理论，生态系统稳定性的内涵研究现状 经典生态系统稳定性定义认为从生态学角度来讲，稳定性指的是两方面的内容i 1 ： 生态系统对于干扰破坏的抵抗能力与避免能力，可以简称为“抵抗力” ( r e s i s t a n c e ) ： 生态系统在受到干扰破坏后迅速恢复到最初状态的能力，可以简称为“恢复力” ( r e s i l i e n c e ) 。 由于生态系统稳定性研究的复杂性，在大量文献研究中发现对生态系统稳定性的定 义阐述众多，而且侧重点各有不同，代表性阐述如表2 1 所示。 ( 3 ) 基于管理学理论，企业战略联盟稳定性的内涵研究现状 企业战略联盟作为一种面向长远发展，并以联盟关系连接起来的企业组织形态，由 于其成员组织缺乏建立在合资关系、合并关系之上的强有力的行政和经济控制手段，因 而极易发生组织成员背叛合作承诺的不利情形，造成战略联盟的不稳定 2 5 脚】。因此很多 学者从不同角度开展了对企业联盟稳定性的研究。 目前对企业战略联盟稳定性的定义集中于联盟成员数量的急剧变化1 2 酊、联盟业绩显 著下降【2 9 】等现象。另外还有学者指出，战略联盟的稳定性是指联盟合作企业为实现既定 战略目标，在一定时期保持健康的联盟关系的正常波动状态，这种稳定应该是： 大连理工大学硕士学位论文 表2 1 生态系统稳定性定义的代表性阐述 t a b 2 1r e p r e s e n 诅t i v ec 0 n c e p t i o n so f e c o s y s t e ms 诅b i l i t y 提出者提出时间主要观点 经典的生态系统 生态系统稳定性包括生态系统对外界干扰的抵抗力 ( r e s i s t a n c e ) 和干扰去除后生态系统恢复到初始状态的能力 稳定性定义 ( r e s i l i e n c e ) 1 1 ，嘎 m a 唱a l e f r 1 9 7 5 用恒定性( c o n s t a l l c y ) 、惯性( i n e n i a ) 、持久性( p e r s i s t e n c e ) 等定 j i n m s j r1 9 9 1 义来描述生态系统稳定性2 “。 稳定性并不能直接定义，不能作为一个术语，而只能是通过 v o l k e rg r i m m1 9 9 7 其他的概念来表示。并认为稳定性包括恒定性、持久性和恢 复力( 弹性) 三个方面川。 生态系统稳定性包括4 种相关但不相同的涵义和用法：抗变 w u j g1 9 9 6 性或阻力、复原性或恢复力、持续性或持续力、变异性或恒 定性1 2 2 】。 总结了稳定性的概念包括3 个类型：群落或生态系统达到演 替顶极以后出现的能够进行自我更新和维持并使群落的结 z h a i l 酣y 2 0 0 3 构、功能长期保持在一个较高的水平、波动较小的现象；群 z h a o h l 落或生态系统在受到干扰后维持其原来结构状态的能力：群 落和生态系统受到干扰后回到原来状态的能力 2 3 】。 生态系统稳定性是不超过生态阈值的生态系统的敏感性和恢 复力。生态阈值是生态系统在改变为另一个退化( 或进化) 系 统前所能承受的干扰限度；敏感性是生态系统受到干扰后变 柳新伟等 2 0 0 4 化的大小和与其维持原有状态的时间；恢复力就是消除干扰 后生态系统能回到原有状态的能力包括恢复速度和与原有 状态的相似程度】。 状态稳定。所需考察的稳定性既不必作时间无限考察，也不必作空间全局考察， 只需局部考察。自然，它也要受到轨道稳定性和结构稳定性的影响。 相对稳定。战略联盟的稳定性是相对于既定的战略目标而言，当战略目标实现后， 战略目标需要发生变化时，联盟关系也会作相应的调整。 动态稳定。联盟本身是一个动态的、开放的体系，是一个松散灵活的组织形式， 机会来临时，联盟各方聚兵而战；机会丧失时，联盟各方则会各奔前程。联盟关 系是随市场而发展变化的。在既定的战略目标实现后，这种联盟关系就解散，结 成联盟的各公司又各自以其新的战略目标和另外一些公司建立新的联盟。 产业生态网络两种典型共生模式的稳定性研究 波动的稳定。战略联盟关系不是直线不变的，而处在运动、变化、矛盾冲突之中， 但波动是处在一种“正常”状态，没有断裂，不起质的变化。 健康的稳定。只有当联盟伙伴都认为从联盟的关系中收益大于终止这种关系的成 本时，才是真正的稳定。当联盟的收益小于终止成本，名存实亡的联盟已走到了 尽头。 有效的稳定。用稳定性来评价联盟的经营业绩成功与失败是不充分的，企业被兼 并或收购并不意味着企业失败。 ( 4 ) 基于产业生态学，产业生态系统稳定性的内涵研究现状 由于产业生态系统的出现始于上世纪末，其发展还处于摸索阶段，人们尚未对产业 生态系统的稳定性进行系统研究，因此对其内涵进行界定的文献非常有限。 基于产业生态学，对其概念作比较明确界定的是肖忠东( 2 0 0 2 ) 博士论文：工业( 产 业) 生态系统稳定性指一个工业( 产业) 生态系统内外部环境出现不同程度的变动时， 系统维持稳定状态的能力【3 0 】。 2 2 2 产业生态网络稳定性内涵的界定 通过对系统工程理论、生态学理论、企业联盟理论、产业生态学等学科稳定性相关 理论的研究发现：一、各学科对本领域稳定或者不稳定的描述，都涉及了一个“幅度” 大小的问题：二、可以借鉴生态系统稳定性经典定义，在“稳定性”的内涵界定过程中 回避“状态描述”，转用“能力”描述来替代。 因此，本论文对产业生态网络稳定性的定义界定为： 处于平衡状态中的产业生态网络在干扰出现的情况下，系统维持稳定状态的能力。 这里的“稳定状态”既包括恢复原有平衡位置的稳定，也包括失衡后寻求新平衡进化状 态的稳定，要求系统内部资源流动有序、数量适当。 所谓“流动有序”指的是产业生态网络内部各成员之间的资源( 包括能量) 按照既 定的固有链接、循环模式进行分配、流动。如果出现过程干扰( 比如环节脱落、资源变 质) ，那么链接现状必然被打乱，系统脱离平衡状态。 所谓“数量适当”指的是参与生态化链接的各成员输入输出的资源( 包括能量) 都 能在适当的时候到达适当的位置，使各个环节的资源需求与供给变化达到相对静止状 态。如果资源数量过多或者过少( 比如供应过剩、跑冒滴漏) ，那么链接现状必然被打 乱，系统脱离平衡状态。 大连理二r 大学硕士学位论文 3 影响产业生态网络稳定性的因素 3 1 相关学科稳定性影响因素研究回顾 3 1 1 生态系统稳定性的影响因素研究 在有关生态系统稳定性的文献中，其研究主要集中于生态系统稳定性受到哪些因素 的影响，因为这直接关系到如何评价并加强生态系统的稳定性。 表3 1 生态系统稳定性影响困素的代表性阐述口剐 t a b 3 1r e p r e s e n t a t i o c o n c 印t i o n so f e c o s y s t 啪i n n u e n c ef a c o o r s 提出者提出时间主要观点 根据食物阿络理论提出生态系统稳定性随着能量通路 m a c a 曲u r 1 9 5 5 年 的增加而提高。 e i t o n1 9 5 8 年生态系统越简单就越不稳定。 m c n a u g b t o n 1 9 7 7 年 物种的特征吾不相同物种多样性高的生态系统包涵丁 t i l m a n d o w n j n g 1 9 9 4 年 能够抵御特定环境扰动的物种从而补偿了扰动对系统 所造成的影响。因此，生物多样性可以提高系统对扰动 n a e e m & l i 1 9 9 7 年 的抵抗力。 总结了近年来多样性与稳定性实验与理论研究成果，指 t 钉m a l l2 0 0 0 年出较高的多样性可出增加植物群落的生产力、生态系统 营养的保持力和生态系统的稳定性。 这些研究焦点集中于复杂性、多样性与生态系统稳定性之间的关系。 复杂性导致稳定性这一假说早在1 9 7 2 年就被质疑。m a y ( 1 9 7 2 ，1 9 7 3 ) 利用控制 理论的概念构造了一个理论观点，他指出，系统复杂性的增加将削弱系统的稳定性。 多样性导致稳定性假说在1 9 7 0 年以前被认为是生态学的中心法则、核心准则，许 多生态系统结构与功能的理论探讨和实验生态学研究成果也支持多样性一稳定