基于微观主体行为的传统产业集群低碳转型升级机制分析

内容摘要：本文认为集群微观主体为了适应外部低碳环境的约束而产生的自适应行为和交互行为，是直接促进集群低碳转型升级演化的微观动力。本文基于集群微观主体行为的视角，研究了传统产业集群低碳转型升级的三种转型升级方式和两类主要的低碳演化机制，即“低碳合作演化机制”和“低碳策略扩散演化机制”。研究结果解释说明了传统产业集群微观主体是如何通过自适应行为和博弈行为，来推动集群整体低碳转型升级复杂现象涌现的微宏观机理。

關键词：微观主体 传统产业集群 低碳 转型升级

引言及文献综述

当前低碳经济已成为全球经济与社会发展的大趋势。发展低碳经济，传统产业集群的低碳转型与升级是其中重要的组成部分。在我国传统产业集群普遍存在的问题是高能源消耗、对环境污染较严重、创新能力不足和附加值低等，对传统产业集群的低碳转型升级是低碳经济时代产业集群发展的必然导向模式，必将对我国未来的产业集群发展战略产生深远影响。

对低碳经济转型问题的研究已经成为各国经济发展的研究热点。在国外，Demailly等（2008）引入一个局部均衡模型就欧盟排放交易体系对欧盟钢铁企业的竞争力（包括生产和利润）进行了定量研究；Sven Bode（2006）基于排放强度分别对产业碳减排的短期目标和长期目标进行了预测；Druckman等（2008）通过构建环境型投入-产出的EIO模型来分析英国的碳减排情况；Jyoti Parikh等（2009）通过投入-产出法（IO）和社会会计矩阵（SAM）模型对印度的碳排放情况进行了分析；Morrow等（2014）对印度水泥及钢铁行业能效提升及其二氧化碳减排潜力进行了评估。在国内，郭英等（2011）介绍了西方发达国家发展低碳产业集群的经验及对我国的借鉴意义；范英等（2010）基于多目标规划方法对我国CO2减排的宏观经济成本进行了估计，发现CO2排放控制对我国经济有着十分显著的影响。更多学者的研究则是直接提出发展低碳产业集群，如冯奎（2009）就我国发展低碳产业集群的宏观背景、必然要求、发展模式和主要措施等问题进行了深入的思考；王欢芳等（2011，2012）对低碳产业集群动力机制的内涵、实现路径和升级模式做了分析；秦艳等（2011）、王淑荣（2010）探讨了发展低碳产业集群的对策问题；张宏娟和范如国（2014）基于复杂网络演化博弈理论对集群的低碳演化进行了仿真研究；张宏娟等（2016）基于演化博弈理论对集群的低碳合作转型升级机理进行了分析。

从以上学者的研究可知，目前关于产业集群的低碳化发展的研究还主要集中于宏观层面的定性分析或通过计量方法对产业能源效率的测算等方面，而从集群主体的微观层面，运用复杂系统理论方法的研究尚不多见。传统产业集群的低碳转型升级实质上是一个复杂自适应系统，集群由大量微观的异质性行为主体及集群主体间的各种互动关系组成。传统产业集群异质性主体是指集群内的企业、高等院校、科研机构、中介机构、社会服务体系、金融机构和政府机构等相互作用的微观主体组成，即使是同一类型的集群主体（如企业），由于异质性也会表现出在实力规模和行为决策上的较大差异性（张宏娟等，2014）。集群主体间的互动关系是指集群内各主体对低碳策略的合作、竞争以及模仿等互动行为。传统的宏观理论解释集群的低碳转型升级，强调的是集群整体，但缺乏动态考虑，忽略了“源头”问题是单个集群主体为了适应低碳环境的约束而产生的各种低碳行为，导致了集群低碳性质的涌现，即传统产业集群低碳转型升级的涌现是一个自底向上、从微观到宏观的过程。离开对集群主体自适应行为及互动关系的研究，将无法准确把握产业集群低碳转型升级的复杂性特征。

本文基于集群微观主体行为的视角，来解释传统产业集群低碳转型升级的演化机理，深入分析传统产业集群低碳转型升级的动力机制、方式和两类主要的集群低碳转型升级的演化机制，研究传统产业集群微观异质主体是如何通过自适应行为和交互行为推动集群低碳转型升级的机理。

传统产业集群低碳转型升级的动力机制

从宏观层面上分析，推动传统产业集群低碳转型升级的动力因素来自于集群的内外部因素的共同作用。推动传统产业集群低碳转型升级的外部动力包括低碳经济的约束、环境规制的作用、政府激励和扶持政策的推动、技术水平进步和市场低碳需求改变等。推动传统产业集群低碳转型升级的内部动力包括低碳技术和知识溢出的要求、低碳策略的扩散、技术进步的动力、技术产品标准扩散和市场竞争的压力等。在集群内外部动力因素的共同作用下，推动集群低碳转型升级，使集群保持持久的竞争力和活力。传统产业集群低碳转型升级的宏观动力机制如图1所示。

从微观层面上分析，传统产业集群低碳转型升级在于微观主体为适应低碳经济这一外部环境约束，而不断调整自己低碳策略决策的自适应行为，以及集群主体之间发生的低碳策略的博弈行为（竞争、合作），这些集群主体的行为共同导致了集群低碳转型升级现象的宏观涌现。

霍兰认为，系统的适应性就是在环境的作用下系统结构不断改变的过程。基于复杂自适应理论，传统产业集群的低碳演化是集群内的主体为了适应外部低碳约束的环境变化而不断调整自身行为策略的复杂适应过程。在传统产业集群低碳转型升级的过程中，出于自身利益的考虑，追求成本最低化、风险最小化、利润最大化的需求，同时受到例如需求集聚、资源整合、研发生产成本等驱动力的影响，集群内的主体会表现出多种多样的行为。在传统产业集群低碳转型升级的不同阶段，集群主体的适应行为往往需要采用与之相适应的低碳策略，这些微观主体的多种行为，共同影响和推动着传统产业集群的低碳转型升级。

综上所述，产业集群低碳转型升级的微观动力源于外部环境约束下集群主体的适应性、偏好性、主动性、学习行为等作用所产生的自适应行为和互动行为，是集群主体为了适应外部低碳环境的约束，所产生的自适应行为和发生的交互作用导致了传统产业集群低碳转型升级的涌现，这是一个从微观到宏观的过程，也是一个能量不断放大的过程。传统产业集群低碳转型升级的微观动力机制如图2所示。

基于主体行为的集群低碳转型升级方式

传统产业集群主体为低碳转型升级，通过独立研发、合作创新所产生的低碳策略，一般有三个来源：一是源于集群主体自身的低碳研发投入所产生的新低碳策略；二是通过和集群内其他主体的合作所研发产生的低碳策略；三是通过集群外部获取，例如通过与集群外部的发达国家企业基于清洁能源发展机制（Clean Development Mechanism，CDM）进行低碳合作所获取的低碳策略。由于驱动集群低碳策略产生的动力主要来自于集群内部，因此本文主要只考虑前两种的低碳策略来源。

假设由于外部环境的低碳约束，集群内的主体都必须主动或被动地进行低碳转型升级，它们可以选择自主地进行低碳研发，也可以选择和集群内其他主体进行低碳合作，或者对集群内的低碳策略进行学习模仿，总的来说，集群内主体面临三种转型升级方式的选择（汪碧瀛，2005）：

一是选择进行自主低碳研发。自主低碳研发是指集群内主体凭借自身实力，独立投入低碳研发所需的各种人力、物力、财力等资源来完成低碳升级改造，自担风险、自负盈亏。

二是选择和集群内其他主体进行低碳合作。低碳合作是指集群各主体之间，例如异质性企业之间、企业与高校之间、企业与政府之间资源共享、深度协作，以各合作方自身利益和合作联盟的共同利益的双赢为目的，所进行的低碳研发和改造等一系列合作行为

三是选择对集群内其他主体的低碳策略进行学习模仿。低碳策略的学习模仿是指集群主体通过付出一定的成本来引进、购买集群内其他主体的先进低碳策略和低碳的核心技术等，集群主体可以选择对其引进的策略进行完全的跟随模仿，也可以其为基础再进行改进。

低碳转型升级的方式选择是集群主体为了适应外部低碳环境和低碳市场竞争的自然选择行为，也是集群主体之间竞争和合作的动态反应。所以集群主体在具体选择低碳转型升级的模式时，不仅仅会考虑自身的预期收益和策略选择风险，还必须要考虑到集群内外环境因素的影响，同时集群主体具体的低碳转型升级方式选择还受到集群内其他主体模式选择的影响。对传统产业集群主体低碳转型升级方式的分析如图3所示。

基于主体行为的集群低碳转型升级的演化机制

基于上文的集群低碳转型升级的模式研究，本文将研究两类主要的传统产业集群低碳转型升级的演化机制即“低碳合作演化机制”和“低碳策略扩散演化机制”，来全面、深刻地刻画和反映传统产业集群低碳转型升级的特点和规律。在实际中，这两种类型的低碳转型升级的动态演化过程是同时发生的，比如在传统产业集群的低碳转型升级的过程中，集群主体A发现集群主体B所采用的低碳策略收益更高，因此对主体B的低碳策略进行学习模仿，与此同时集群主体A还保持着与主体B的低碳合作。

（一）传统产业集群低碳合作演化机制

面對外部环境的低碳约束，集群内的这些主体都必须主动或被动地进行低碳转型升级，由于传统产业集群内主体之间协同低碳合作所产生的效益，会远远超出独立集群主体作用的效果，因此相比自主低碳和学习模仿低碳策略的演化方式来说，低碳合作转型升级具有成本低、风险较小、技术领先等优势，是集群主体低碳转型升级的一种主要方式。

对于传统产业集群内大多数中小企业而言，各种资源不足是制约企业自主低碳研发的关键因素。为了共享资金、信息、技术等研发资源，集群内众多相互关联的集群主体会选择通过共同的低碳合作研发来获取集群的低碳转型升级优势。同时由于集群内资源的有限性，集群主体为获取自身利益的最大化，还会采取各种竞争行为，因此传统产业集群的各主体之间同时存在合作和竞争关系。

集群中的每个主体都是有限理性的，集群主体之间能否达成低碳合作意向，需要具备两个基本前提条件：一是低碳合作联盟的整体收益大于各集群主体进行单独低碳研发时的收益之和；二是对集群单独的主体来说低碳合作获得的期望收益要大于自主低碳研发时的收益，即满足帕累托改进的准则。当满足这两个基本条件时，集群主体就具有合作的动机。同时在低碳合作初始，传统产业集群中的主体都要同意按一个各方都同意的最优共识原则来分配各自的合作收益。

传统产业集群主体的低碳合作建立在自愿的基础之上，强制性的政治和行政手段只能作为有效的补充。资金、技术、信息等资源互补是集群主体低碳合作的基础。集群主体选择低碳合作，目的是获得更大的预期效益、减少独立低碳转型升级的风险、降低独立低碳转型升级的研发成本、获取合作所带来的倍增价值。

然而低碳合作也存在着核心低碳技术和知识溢出的风险，同时合作也需要付出一定的合作成本。传统产业集群内主体在做出是否进行低碳合作策略的决定时，既要考虑到低碳合作项目能带来的倍增收益，也要对低碳合作中低碳技术转移等所带来的溢出风险提升进行评估，还要考虑到未来进行低碳合作时的声誉影响等。最终的低碳策略选择还受到集群内其他主体的低碳决策的影响，是一个相互博弈的过程。

综上分析，因为传统产业集群内各种优势资源的稀缺性，集群内的各主体会为了获取竞争优势和合作所带来的倍增利益，而采取既竞争又协作的竞合博弈。集群主体在彼此博弈的过程中，不断调整自身的低碳博弈策略，来推动集群自身的低碳转型升级，达到促进集群整体低碳转型升级的目的。

（二）传统产业集群低碳策略扩散演化机制

由于传统产业集群的企业以中小企业为主，中小企业低碳转型升级的先天不足是企业规模小、独立进行创新研发的能力弱、抵御外部风险能力差，在人才、资金、信息、技术等方面都储备不足。这些企业在低碳经济的要求下，很难独立进行低碳转型升级，更多的还是模仿集群内其他主体的低碳策略，来降低自身的低碳转型升级的成本和风险，因此低碳策略的扩散也是传统产业集群低碳转型升级的一种重要演化方式。

低碳策略在传统产业集群内顺利扩散的基本要素包括：一项新的有效的低碳策略；某个首先采用该低碳策略的集群主体；集群内其他对该新低碳策略完全不了解的主体；连接各主体的复杂网络传播渠道。首先采用新低碳策略的集群主体必定是具有一定研发实力和规模的主体，同时一项低碳策略若能顺利扩散，则该集群主体必定和集群内其他主体有广泛的连通和联系，该集群主体通过自主低碳研发或低碳合作首先研发或采用了该新低碳策略，接着再向周围的集群主体进行传播扩散。若该集群主体是在集群网络中具有龙头地位的主体，那么该新的低碳策略的传播速度将会更快且扩散范围将会更广。

集群内低碳策略的扩散演化还需要从选择（Selection）和突变（Mutation）两方面考虑。选择是指集群中能够获得较高得益的低碳策略在集群以后的转型升级过程中将被集群中更多的集群博弈主体所采用；突变是指集群中部分个体以随机的方式选择不同于集群群体的策略。在传统产业集群低碳策略的扩散演化过程中，集群主体通过对自己认为最为有利的低碳策略的逐渐模仿，而逐渐形成自己的低碳策略选择。在这个过程中，集群主体通过观察比较，逐步调整自身低碳策略，而选择采取能使自己得益最大化的低碳策略。

在传统产业集群低碳策略的扩散演化中，集群主体之间的利益并不是完全一致的，某个集群主体利益最大化的实现往往意味着其他集群主体利益的减少。这样，集群异质性行为主体之间就会展开竞争性的博弈，彼此根据博弈方的低碳策略来不断调整自己的低碳模仿策略，以实现自己低碳行为的利益最大化。

综上分析，在传统产业集群低碳转型升级的过程中，集群主体根据集群其他主体的低碳策略选择，而不断改变自己的低碳模仿策略，选择利益最大化的低碳策略。集群主体通过这一自适应的策略行为和博弈行为，不断推动传统产业集群的低碳转型升级。

参考文献：

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