产业共生网络脆弱性研究述评与展望

张其春

(福建工程学院 交通运输学院，福建 福州 350118)

产业共生已经成为生态学、经济学、环境科学等众多学科领域关注的热点,研究视角逐步拓宽,研究方法也逐渐多样化,涌现出一批富有价值的研究成果。产业共生网络是通过对废弃物、副产品、信息、技术及人才等资源的共享,形成企业间“纵向闭合、横向耦合”的产业网络,是产业共生的基本组织形式和前沿热点议题,Chertow[1]、Boons等[2]、Lombardi等[3]、齐宇[4]、刘光富等[5]、Kastner等[6]、Jiao和Boons[7]及赵秋叶等[8]从不同维度或视角开展了较为全面的研究综述,研究主题涉及产业共生网络的概念内涵、内在属性、功能结构、形成机理、绩效评价、演化过程、管理调控及实践经验等方面,大致揭示了产业共生网络理论与实践的演进历程、发展脉络和前沿热点。其中,在内在属性方面,国内外学者采取定性与定量相结合的方法探讨了产业共生网络的多样性、连接度、冗余度、复杂性、稳定性、脆弱性、弹性及可持续性等不同属性[7-9],这些属性中稳定性与脆弱性一直是学术界的研究热点。实际上,稳定性与脆弱性具有很强的关联性和相似性。李湘梅等认为系统脆弱性是指系统在受到各种扰动的情况下,能够维持自身工作状态的能力,它与稳定性分别从正反两方面来反映这种能力,即反映系统同一本质内容[10]。因此,为了与当前依托于生态工业园的产业共生网络运行绩效普遍不理想的现实情境相适应,采用脆弱性更为恰当。通过对国内外相关研究文献的系统梳理和提炼发现,该主题的研究成果主要集中于产业共生网络脆弱性的内涵界定、测度评价、影响因素和调控治理四个方面。

一、产业共生网络脆弱性内涵

稳定性是系统的一种重要维生机制,稳定性越好,系统的发展能力越强[11],而脆弱性则是产业共生网络演化升级的重要障碍[12],这与李湘梅等[10]的观点基本一致。武春友等认为由于产业生态系统存在着以废弃物为有形资源联结纽带和以生态化链接技术为无形联结纽带的内部结构,同时兼顾经济效益和环境效益双重目标,导致系统的稳定性更脆弱[13]。关于产业共生网络脆弱性的内涵,学者们的观点大致相同。武春友等[13]、肖忠东[14]和张萌等[15]都强调系统在平衡状态下受到干扰后维持稳定的能力。张睿和钱省三认为产业共生网络脆弱性可以用两种方式来定义:一是对外部变化的抵抗力和承受力;二是系统受到干扰冲击后恢复到原来状态的能力[16],即抵抗能力和恢复能力。王治莹和李春发[17]、王鹏和王艳艳[18]则侧重于从抵抗外界“攻击”的能力进行实证分析,即强调抵抗能力。

由此可见,当前学术界大多从能力视角对产业共生网络脆弱性进行内涵界定,且侧重于系统对内外扰动的抵抗力和恢复力,较少关注敏感性、适应力、变革力等重要维度,对其内涵的理解还不够全面、深刻。由于社会经济系统脆弱性是一个包含风险性、易损性、弹性、敏感性、应对能力、恢复力及变革力等在内的多种概念的集合，所以可以借鉴相关研究成果进一步厘清产业共生网络脆弱性的内涵和测量维度。此外,Zeng等[9]和向鹏成等[19]认为核心节点的脆弱性是导致网络发生连锁故障的根源,并将产业共生网络脆弱性定义为外在威胁作用下系统功能的下降比例,其实质是从结果角度对系统脆弱性进行概念界定。系统功能下降必然导致绩效下降,目前学术界还很少从“不良”绩效视角进行分析,更鲜有将能力和绩效有机融合实现对产业共生网络脆弱性内涵的深刻解释,因此，这无疑成为深化该领域研究的重要突破口。

二、产业共生网络脆弱性评价

产业共生网络评价旨在判断网络所处状态,为网络治理提供现实依据。目前,该主题的研究方法主要有网络结构参数法和评价指标体系法两种,且都已取得较为丰硕的成果。

(一)网络结构参数法

一些学者借鉴复杂社会网络理论,从网络拓扑结构出发,引入评判网络结构特征的参数,针对典型的生态工业园开展实证分析。李湘梅等从复杂网络出发,采用度、度分布、网络直径、平均最短路径长度、聚类系数等指标对产业共生网络的拓扑性质进行分析,进而通过研究负载最大节点受攻击下其网络效率和最大连通子图规模的变化,从节点失效对整个网络造成的破坏性的角度衡量网络脆弱性[10]。王治莹和李春发通过构建生态工业共生超网络(EISS)刻画生态工业园内复杂的结构和关系,从不完全信息攻击模式下网络结构的抗毁性视角提出EISS的稳定性测度算法,并对鲁北生态工业园进行实证分析[17]。王鹏和王艳艳对选择性“攻击”情况下上海莘庄生态产业园网络破碎度变化情况进行分析,认为关键节点的增加有助于提升网络整体稳定性[18]。向鹏成等构建产业共生网络的有向加权拓扑图,引入节点介数、相似权网络效率等指标,并采用系统仿真分析节点失效情况下,分析网络脆弱性及网络拓扑参数之间的关系[19]。Catherine和Graedel的实证研究表明,网络内部节点间关联程度的下降,并不一定导致系统脆弱性提高[20];而施涵[21]和Wright等[22]的研究则得出了相反结论,他们借鉴“系统连接性和多样性”概念,通过计算产业共生网络节点的数量及其连接度,评判产业共生网络的可持续性和稳定性。Zeng等构造一种具有可调参数的级联失效模型,提出节点重要性的评估方法,用于找出网络中的敏感节点,并引入生态关联率确定网络的运行效率,提出量化的临界阀值,用以评估产业共生网络的应变能力[23]。

(二)评价指标体系或评价指数法

一些学者通过构建评价指标体系或指数,对特定生态工业园共生网络脆弱性进行评价。张萌等从企业间供需关系平衡、企业间供需规模匹配、产业多样性和组织结构开放性四个维度来反映产业共生网络的稳定性[15]。童莉构建工业生态系统稳定性评价指标体系,用优势度、循环度和调节度来表征工业生态系统的稳定性,将三大指标视为同等重要[24],这与现实情境往往不相吻合,测度指标权重分配显得尤其重要。李小鹏和赵涛从外部影响、企业素质和网络结构三个维度构建产业共生网络稳定性的评价指标体系,并采用灰色关联分析对四个生态工业园开展实证研究[25]。Jensen等借鉴保护生物学中“栖息地适宜度指数(Habitat Suitability Index,HSI)”概念,用以将具有生态化发展潜力的园区与高效率的产业共生网络进行比较,并进一步构造栖息地适宜性地图,通过适宜度指数大小评判不同网络效率差异及网络脆弱性[26]。Wang等引入不对称分配系数进行共生利润和共生成本的分配,用以评价不同系统结构和外部环境状态下的产业共生网络脆弱性,并以煤电产业共生网络为例开展实证研究[27]。张其春和郗永勤从城市废弃物资源化利用网络的供应、回收、资源化和市场化四个环节提取了24个脆弱性影响因素,构建DEMATEL-ISM-ANP集成方法计算各脆弱性因素的影响强度,并采用综合指数法开展系统脆弱性评价[28]。

无论是利用网络拓扑性质，还是构建评价指标体系或指数进行产业共生网络脆弱性评价都存在一定弊端。从网络拓扑结构出发的研究范式,侧重于探讨网络结构脆弱性,实质上仅考虑了节点的数量和关联度,难以充分考虑节点间物质、能量、信息等多种资源交换的数量和频率,得出的结论往往不够准确。构建评价指标体系或指数的方法,虽然考虑的因素更全面,但指标选择大多缺乏理论依据,且受限于指标权重确定的主观性影响,得出的结论也难免出现偏差,迫切需要建立指标遴选标准和指标权重评判依据。此外,在评价方法上,主要采用系统工程方法进行测度,较少采用统计或计量方法对一些难以直接观测的指标进行测度,采用标度法测度成为重要方向。在研究范围上,局限于对生态工业园共生网络开展实证研究,对更大范围的复杂产业共生系统,如城市共生网络及虚拟型产业共生网络的脆弱性测度还鲜有涉及,仍有较大的拓展空间。由此可见,产业共生网络脆弱性测度与评价在研究范式、评价方法，以及实证研究对象等方面都还有待进一步深化。

三、产业共生网络脆弱性影响因素

由于产业共生网络内各类主体间不仅存在着复杂的物质、能量、价值和信息交换,多方利益的博弈与冲突,还受到技术、市场、制度和环境等不确定性因素的影响,容易造成产业共生网络的动荡、萎缩乃至崩溃、瓦解,暴露出极强的脆弱性[28]。例如,美国早期生态工业园查尔斯角,由于地理位置偏僻、劳动力水平低下、政府支持减弱等原因,循环链接基本陷入僵局[29]。丹麦卡伦堡产业共生网络在1985—1995年十年间飞速发展,但由于网络内阿斯内斯火电厂采用价格便宜的新燃料,导致原有的上下游合作关系瓦解,园区遭受重创;而后采取双边共生(Bilateral Symbiosis)开展园区再造,使园区重新获得了生机[30]。

由于不少以生态工业园区为载体的产业共生网络发展缓慢,有些甚至处于停滞状态,产业共生网络演化影响因素研究成为该领域的研究热点,学者们从不同角度加以探讨,取得了较为丰硕成果。赵秋叶等从主体行为、环境条件和管理控制三个维度进行系统总结[8];武春友等通过对国内外16篇重要文献进行整理,得到了17个影响产业生态系统稳定性的因素,并将它们划分为结构、技术、外部三个维度[13];Van Beers和Biswas将影响产业共生网络脆弱性的主要因素归结为经济问题、技术问题、政策制度问题、组织与社会问题、信息有效性问题和特定区域问题等六个方面[31];Bacudio等采用DEMATEL从文献中提炼出信任、信息共享、高层支持、培训、政策支持、资金支持、技术和基础设施、制度支持、合作意愿、共生意识等十个影响因素,并利用DEMATEL识别出产业共生网络稳定运行的关键障碍因素[32]。以上四篇文章对产业共生网络脆弱性的影响因素进行了较为全面的概括、总结和梳理,但仍存在一定疏漏,其根本原因在于缺乏清晰的维度划分依据。由于产业共生网络是由共生主体、共生界面、共生关系和共生环境等四个要素构成，因此,本文对上述划分维度进行适当修正,从主体素质、网络结构、合作关系和环境条件四个方面对产业共生网络脆弱性影响因素进行系统提炼,具体结果如表1所示。

表1 产业共生网络脆弱性影响因素

随着理论研究和实践探索的不断深入,学者们关注的影响因素日益增多,涵盖了产业共生网络各个构成要素,关注的焦点也逐渐从主体素质(行为)、网络结构特征、政府政策等显性影响因素,转向更加强调社会资本(信任、互惠、规范)和合作机制(资源共享、利益协调)等隐性影响因素,环境条件的作用也日益受到重视。然而,现有研究主要针对单因素或多因素的影响机理分析,缺乏对影响因素之间交互关系的讨论,还较少从系统整体层面将这些因素置于统一框架内开展整合研究。在研究方法上,以定性描述分析为主,较少采取定量方法对不同因素的作用机理及影响效果开展实证探讨,无法判断各影响因素的重要性大小,进而提出有针对性的对策建议,削弱了研究的应用价值。虽然,有些文献采用案例分析方法,对特定生态工业园开展实证分析(Mirata&Emtairah[47],Behera[59],Dong等[60]),但研究结论的普适性不强。因此,产业共生网络脆弱性的影响因素、影响效应及其相互作用关系与交叉影响等仍需进一步深入研究。

四、产业共生网络脆弱性调控治理

产业共生网络运行过程中受到众多因素的影响,导致大量生态工业园共生网络处于不稳定状态,产业共生网络脆弱性调控治理也是该领域的重要议题,研究内容主要集中于调控治理的模型、机制和对策建议三个方面。

(一)调控治理模型

已有部分学者通过构建模拟产业生态系统运行的理论模型,针对特定生态工业园区开展调控策略的仿真研究。袁增伟和毕军从企业环境责任入手,创建了基于企业环境责任市场化机制的产业共生网络运营成本模型,认为代理企业环境责任履行成本是影响网络运营成本的关键,应成为控制的重点[37]。Batten利用复杂系统科学提出了一个基于Agent的参与仿真模型,用以模拟产业共生网络运作过程[61],通过该模型可以让参与者识别更广泛的共同目标,建立信任关系,为集体学习、互惠交换及设施共享等合作行为提供理论依据。Romero 和Ruiz以复杂适应系统理论、产业生态学理论和典型的生态工业园为基础,综合考虑系统的功能性、可靠性、寿命、知识性和适应性五个属性,建构一个模拟生态产业系统运行过程的管理模型[62]。刘国山等建立了生态产业共生网络均衡模型的标号系统,描述生态产业共生网络各层决策成员的利润优化行为得到均衡的条件[63]。王发明和于志伟通过建立企业产值增长的竞争与合作型Logistic模型,对煤电产业共生系统演化过程进行模拟,认为煤电产业共生系统的长期稳定运行依赖于产业共生系统结构的互补性和较高的生产活力[46]。这些研究成果大多应用于指导特定生态工业园实践,具有较强的现实价值,但由于对产业共生网络的共生化和网络化两大特征的把握还不够准确,模型中主要考虑生产型企业,较少将政府、学研机构及社会组织等囊括进来,忽视了这些主体作用发挥,这与现实情境不相符合,仍有待进一步深入探索。

(二)调控治理机制

多数学者以保障共生主体间的稳定合作为目标,开展机制建构与应用研究。Boons等认为产业共生网络的形成与演化受到众多因素的影响,需要对所有的影响因素加以剖析,以确定具体促进机制,如政府政策对产业共生具有促进或阻碍作用,这就需要明确政府所应采取的具体机制,并且强调不同机制的组合作用[1]。Jiao和Boons明确了政策干预对产业共生网络形成与演化的重要作用,认为政策是产业共生网络演化过程的核心,应当建立政策动态调整机制,而这一机制实现的关键在于识别出政策过程与产业共生实践有机联系的序列事件[7]。张萌等在对工业共生网络运作模式及稳定性分析的基础上,提出了信任与惩罚机制、核心企业主导机制和政府支持机制[15]。吴志军将市场治理、双边治理、三边治理和一体化治理应用于平等型、依托型、嵌入型等不同工业共生网络运作模式[64]。孙晓华和秦川以汽车产业为例,探讨不同共生关系下的产业链纵向关系治理模式,认为科层式治理适用于寄生共生关系,领导—市场型治理符合偏利共生关系,模块—关系型治理有利于互惠共生关系[65]。李春发等认为合理的利益相关者竞合机制对产业共生网络的稳定发展起关键作用,并根据经济机制设计理论,构建了一套利益相关者竞合机制[66]。江晓晗等提出了产业共生网络治理机制的概念,将其归纳为决策机制、交易机制、协调机制和约束机制[67]。Albino等探讨了合同机制对稳定产业共生关系的有效性,并用现实案例模拟了合同机制对稳定产业共生关系的作用及其产生的效益,保证参与各方的利益。这些机制对于稳定不同主体间的共生关系具有重要指导价值,但目前还鲜有将广泛应用于公共领域的治理理论应用于该领域[68]。随着治理理论与实践的不断深化,多中心治理、自主治理、协同治理等重要理论将为该主题研究提供重要分析工具。

(三)调控治理策略

前文关于产业共生网络脆弱性影响因素的相关研究文献中,大多针对影响因素提出了对策建议。代表性观点有:王鹏和王艳艳提出发挥多元核心增长极的带动作用,鼓励产业链之间嵌套型发展模式,加强政府产业规划指导的前瞻性与科学性等对策建议[18]。Bacudio等则认为高层管理者建立支持产业共生的程序和政策是促进产业共生网络稳固升级的关键[32]。Chopra和Khanna认为保持产业共生网络稳定的关键在于保证网络中各节点间围绕副产品与废弃物的有序交易,为此必须对那些盛产和消化副产品与废弃物的节点企业加以识别和保护,并建议通过提高组织成员的多样性、成员互动的协同进化能力及创新副产品和废弃物的新方式,提高产业共生网络的弹性[42]。Simboli等提出了加强物质流集中管理、识别关键过程、整合回收过程、逆向物流管理、减少废物产生、创建新公司、提升运用效率等策略[43],旨在促进产业共生网络的可持续发展,而中小企业为其提供了重要的技术和组织基础。Dong等认为构建信息共享平台、加大共生网络的R&D投入及强化制度、政策和金融激励等调控措施是保障产业共生网络稳定运行的关键[60]。刁晓纯和苏敬勤认为产业共生网络内节点企业采取多样化合作策略比紧密合作策略更有利于提升网络的柔性[69]。李春发等证实了核心企业可以从废物循环利用和资源优化配置两个方面协调网络关系[70]。这些调控策略为产业共生网络治理提供了重要决策参考,但研究的针对性和系统性还有待进一步加强。

产业共生网络脆弱性调控治理的现有研究成果要么以定性分析为主,要么基于特定生态工业园开展实证分析,限制了研究成果的推广应用。而且,由于缺乏科学的理论支撑,以及对产业共生网络本质属性把握不够准确,现有治理模型和机制还比较零散,建构产业共生网络脆弱性治理的一般模式将成为该领域的重要内容。此外,产业共生网络是一个动态的非线性网络,在网络演化的不同阶段需要采取差异化的治理机制与策略,也将成为另一重要研究议题。

五、总结与展望

经过十多年的探索,产业共生网络脆弱性研究成果颇丰。但是,随着环境不确定性增强,产业共生网络运行过程受到严重的干扰,产业共生网络脆弱性的原因更加复杂,凸显了加强系统脆弱性监测、防御与调控的重要性和紧迫性。前述分析表明,产业共生网络脆弱性研究还存在一些不足,这些不足无疑为进一步深化该领域研究指明了方向。

第一,在研究对象上,现有研究主要以生态工业园共生网络为载体,尚未对以城市范围内废弃物为主要资源化对象所形成的城市共生网络开展针对性研究。城市共生网络是产业共生理论在城市范围内的拓展应用,强调将城市废弃物与本地工业紧密连接来提高城市生态效率,与基于生态工业园的产业共生网络相比,具有涵盖范围广、废弃资源种类多、企业间链接更复杂等特点,这就有必要开展针对性拓展研究。

第二,在研究范式上,现有研究大多将脆弱性视为能力不足,鲜有从“不良绩效”视角展开分析,很少应用主流的社会经济系统脆弱性研究范式开展理论建构与实证探讨,社会经济系统脆弱性及其评估框架无疑为该主题研究提供了强有力的分析工具,成为深化该领域研究的重要研究范式。

第三,在研究内容上,对产业共生网络脆弱性的测度评价、影响因素、影响效应与调控治理等方面都仍有待进一步深入探讨。应当将共生主体、共生结构、共生机制和共生环境等众多影响因素置于系统整体框架内,借助复杂适应系统、产业生态学、循环经济等理论探讨这些因素对系统脆弱性的内在作用机理,并开展实证检验。在调控治理方面,构建一般化的治理模式和机制将成为未来研究的重要内容。此外,“互联网+”绿色生态战略实施的背景下,虚拟共生与集聚共生将同时并存,构建“互联网+”思维下的系统脆弱性治理体系也是一个重要的研究议题。

第四,在研究方法上,现有研究以定性分析为主,在定量研究方面主要利用截面数据开展静态研究。未来可采用纵向研究方式,收集时间序列数据,进一步引入系统动力学、动态演化博弈等方法开展系统脆弱性演化研究,挖掘不同调控治理策略及其组合对产业共生网络脆弱性演化的影响机理和作用路径,为系统动态治理提供决策依据。

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