产业集群创新生态系统的进化机制研究

刘 珂 教授 乔钰容

（郑州轻工业大学经济与管理学院 郑州 450000）

2019年政府工作报告强调，“坚持创新引领发展，培育壮大新动能”，新旧动能转换的实现手段包括推动传统产业改造升级和促进新兴产业加快发展。产业集群是增强产业竞争优势的重要依托，激发经济增长的动力来源，也是促进经济高质量发展的有效途径之一。自从波特教授在《国家竞争优势》一书中首次提出“产业集群”这一概念之后，国内外学者对其进行了深入研究。研究角度上，从线性范式到网络范式；空间上，从地方转向区域、国家、全球等；集群效应上，从聚焦规模成长转向创新能力培育等。产业集群创新生态系统是增强产业创新能力和竞争优势的有效途径，是构建发展现代产业创新体系的重要基础和关键路径。

近年来，将生态理论引入到社会科学研究中分析现象成为新的热点，“创新生态系统”的概念基于生态体系的独特视角对创新范式进行新的解读，把创新系统看作生物系统，充分考虑创新进程和环境嵌入型。学者们从网络视角、组织视角、功能视角、环境视角等解读创新生态系统的本质特征、结构分析，从企业层面、产业层面、区域层面、国家层面等剖析创新生态系统的内涵、治理、战略与政策等，由此形成了一系列的研究成果。有关产业集群创新生态系统的研究主要集中在系统构建、能力评价、案例研究等，并未对进化机制进行系统阐释。基于此，本文结合前人研究基础，提出产业集群创新生态系统的概念，并从创新、生态、系统三个方面进行特征分析，探索性地提出以内部机制推动、外部机制拉动的产业集群创新生态系统进化机制，力图弥补现有产业集群创新生态系统发展理论的一些不足，同时利用从内外机制得到的启示指导实践，以便保证产业集群创新生态系统的有序进化。

产业集群创新生态系统概念及特性

通过对文献进行梳理，发现国内外学者分别从不同方面对创新生态系统给出定义：一是Ander、吴希金等从创新生态系统自身研究；二是Iansiti和Levien等从企业层面的创新生态系统研究；三是黄鲁成、陈劲等从特定产业、区域、国家层面的创新生态系统研究。借鉴前人的研究，本文给出产业集群创新生态系统的定义：“在一定空间和产业领域内，具有共性或互补性公司和关联机构等创新组织以及相关支撑创新环境之间发生物质、能量、信息和资金的交换，形成共存共生、共同进化的创新体系”。

一般系统特性。产业集群创新生态系统是各种创新组织与相关支撑创新环境通过非线性相互作用所构成的复杂的统一体，其复杂多样性主要表现为系统创新组织与创新环境要素的复杂多样性；其整体性体现在系统要素不是简单堆积而是以一定的方式和结构组成的具有新的属性与功能的统一体；其动态性体现在创新组织之间以及创新组织与创新环境之间不断进行物质、能量、信息和资金的交换。

创新特性。产业集群创新生态系统的耗散性是指复杂系统与外界环境相互交流，不断使系统趋于有序，系统结构逐渐完善，实现由简单到复杂、由低级到高级的进化过程，即系统的创新速度与质量加快，产业集群与环境的协调发展质量提高，创新环境不断完善与优化等。产业集群创新生态系统的创新可持续性是指系统内的创新主体之间超越了简单的市场关系与合作关系，彼此之间相互依赖，形成更加稳定、可持续的关系，这种关系为创新活动的开展创造良好的环境，是实现可持续的价值创造的前提保障。

生态特性。产业集群创新生态系统的生态特性主要表现为共生演化、创新生态位分离、基于环境的自我调控。产业集群创新生态系统内部各个创新主体通过资源的流动和整合而相互合作、相互依赖，显现出类似于生物学共生的特征，从独立的发展转变为共生演化。创新生态位是指创新主体在特定的区域内对创新资源利用和创新环境适应性的总和，创新主体通过发挥自身的优势，找到合适的创新生态位，实现创新生态位的分离，在避免激烈竞争的同时，为创新主体之间的功能耦合创造有利条件。“基于环境的自我调控”是产业集群创新生态系统的本质生物特征，这是因为系统内所有创新组织的活动都是基于创新环境的基础上进行的，而且产业集群创新生态系统各创新要素在结构和功能上配合，在长期演化中具有“自我调控”的机制。

产业集群创新生态系统进化机制

产业集群创新生态系统进化是指创新组织与创新环境从无到有、从简单到复杂、从混沌到有序的非线性动态过程，这种进化是在内在机理和外部机制相互影响、共同作用下推进的，见图1所示。创新生态系统需要实现在多层面、多主体间形成一种动态平衡机制，这是应对复杂外部动态环境的均衡结果。产业集群创新生态系统进化的内在机理是由其自身的特性所决定的，主要包括：自组织进化机制、遗传变异进化机制、竞争共生进化机制。自组织进化机制是系统结构化、有序化的推手，遗传变异机制是系统进化、多样性的基本保障，竞争共生机制是系统健康、协同发展的前提。产业集群创新生态系统主要存在两种形成方式：市场拉动下自发形成和政府导向下引导形成。市场机制下自发形成的产业集群创新生态系统偏向于以市场机制为主导、政府机制为辅助；而政府引导机制下的产业集群创新生态系统在起始阶段主要是以政府为领导者，对整个系统的发展统筹规划，市场选择机制辅以支持。市场选择机制决定了市场对系统的自然选择和系统能动地适应市场演化两个方向，政府支持机制为系统提供了政策支持、资金支持及服务支持。

图1 产业集群创新生态系统进化机制

产业集群创新生态系统进化内在机制

（一）自组织进化机制

自组织理论主要是有由耗散结构理论、协同学理论、突变论等理论组成的一种复杂性科学理论，用于研究复杂自组织系统的形成和发展机制问题，即复杂系统如何实现从混沌无序的初态向稳定有序的终态的演化过程和规律。自组织强调在内在机制驱动下，一个开放系统的熵含量随着不断与外界进行交换物质、信息和能量而降低，使系统自身结构逐渐从无序向有序演进。产业集群创新生态系统的演化规律并非是简单的因果关系可以解释的，而是一个动态复杂的过程。它在与外部创新环境交换过程中，通过内部创新组织之间自发性的不断竞争合作推动系统实现结构有序化，具有明显的自组织特性。根据自组织理论的观点，产业集群创新生态系统产生自组织现象的前提所要满足条件包括：

第一，开放系统。产业集群创新生态系统的创新组织与创新环境存在着不断进行物质、信息、资金、人才等输入输出的关系，这是系统开放性的重要表现。外部创新环境提供系统内部创新组织生存发展所需要的物质、信息等各种要素，激发产业集群内部创新主体的活力；同时，系统内部不断向创新环境输出高质量、有竞争力的产品和服务，促使创新环境朝着更有利于内部创新组织的方向发展。第二，非平衡性。复杂系统要素或子系统之间的异质性和差异性，是非平衡性的重要标志。产业集群创新生态系统的复杂多样性与创新生态位分离的特性决定了系统内各创新组织在所处的生态位以及发挥的作用的不同，虽然相互作用但并不互相替代，形成一种内部竞争合作、具有差异性的远离平衡态的非平衡复杂系统。这种差异性促使系统进行自组织演化，不断推动产业集群创新生态系统朝着有序的方向发展。第三，非线性作用。产业集群创新生态系统是一个由多要素组合而成的呈现出网格式和多维空间结构的系统，表现出明显的非线性作用。首先，创新主体与创新环境要素的多样性与结构的复杂性表明了系统是并非简单的数量叠加而形成的，他们之间广泛而复杂的交互性是非线性作用的前提；其次，产业集群创新生态系统内部各要素之间的竞争、合作及协同的作用呈现出数量特性上的不可叠加性，各要素之间在对资源、空间等展开竞争的同时也会相互合作、协同以促进整个生态系统从无序到有序的发展。第四，随机涨落。产业集群创新生态随机涨落的机制是促进系统形成有序结构的原始动力，影响系统内部要素的各种干扰因素都会使其偏离平衡状态，或者使系统突破临界点，达到更高一级的有序状态。对于产业集群创新生态系统而言，系统内部管理制度创新、新兴技术运用、产业结构的调整等影响涨落的因素都会促进系统进行有序结构演化；同时相关政策环境的变化、市场需求的改变等影响系统涨落的外部因素也会导致系统偏离原有的稳定状态，进入新的稳定状态。

（二）遗传变异进化机制

产业集群创新生态系统与自然生态系统在结构功能、演化机理等方面存在相似性，且具有明显的生态学特性，因而可进行类比分析。产业集群创新生态系统的进化机制类似于生物种群的进化机制，主要包括三种：遗传机制、变异机制和选择机制，遗传机制有利于“基因”的传递与扩散，变异机制可以促进集群的创新与多样化，选择机制则是集群挑选“优良基因”关键。遗传与变异机制是通过产业集群创新生态系统创新组织与创新环境相互作用来实现进化的内部机制，而选择机制则强调以市场机制为基础、对产业集群创新生态系统的创新组织和创新环境实行优胜劣汰的外部机制。因此，本文仅对遗传机制与变异机制进行讨论。

遗传机制的根本作用在于复制。在生物种群进化过程中，携带优良基因的生物不断进行繁殖，在种群中复制和扩散基因，以此来提高生物的环境适应度和种群的稳定性。优秀基因主要可以分为两类，第一类是具有竞争力的创新组织，如具有核心技术、优质管理等卓越基因的关键性企业与支持性企业，具有人才优势、创新成果等优质基因的科研机构等；第二类是与创新组织相辅相成的创新环境，如完善的基础设施环境、政府对产业扶持的政策环境、良好的人才与知识传播环境、独特的自然资源与地理环境等一系列的综合条件。产业集群创新生态系统基因的遗传比一般的生物系统更加复杂、高级，主要表现在扩散速度快、辐射范围广等方面。除了创新生态系统内单个创新组织基因的自我繁殖和复制之外，产业集群的关联性与互补性也为优秀基因在系统中迅速扩散、传播和保持提供了基础，扩大了产业集群创新生态系统优秀基因的影响、辐射范围。

变异机制是演化机制中不可或缺的部分。只有变异机制才能产生群体基因库中真正的新的遗传物质，增加生物种群基因库的遗传多样性。如果没有生物基因的变异机制，种群不仅不会出现多样化，反而会因为隐形基因和有害基因致使种群走向灭亡。产业集群创新生态系统的变异机制促进产业集群不断创新，增加多样化，其实现方式有两种：第一是新的创新组织出现，这是产业集群创新生态系统创新的源泉。它不但包括新的创新组织的进入系统内，比如新的企业、科研机构、投资机构等加入系统会为产业集群创新生态系统带来新的基因；也包括现有创新组织的创新成果，如新的科技发明、生产技术、管理方法等必定会为原有创新组织注入新的血液，提高产业集群创新生态系统的创新能力和创新水平。第二是创新环境的变化，这是增加多样性的手段，也是创新组织开展创新活动的保障。如大量优秀人才聚集、知识传播速度加快和范围扩大等是产业集群创新生态系统的创新环境基因不断优化的体现，也是增加创新环境多样性的手段，同时，为创新组织的创新活动提供人才、知识等支撑。相反，不利于产业集群创新生态系统的政策环境会带来严重甚至致命的冲击。

（三）竞争共生进化机制

产业集群创新生态系统的复杂多样性和共生性决定了在资源有限的情况下，系统内的创新组织为了生存和发展，必定展开生态位的竞争，但不是你死我活的过度恶性竞争，而是稳定共生条件下的一种“共赢”的适度竞争。系统内部在共生的条件下开展适度的竞争能够激发创新活力，增强创新组织的创新能力和竞争力，保证系统相互依存、协同进化。在竞争进化机制和共生进化机制的共同作用下，寻找创新组织竞争与合作中的动态平衡点，以竞争为前提、共生为目标，实现产业集群创新生态系统稳定、健康、持续运行。

竞争机制是产业集群创新生态系统产生创新的前提。产业集群创新生态系统的创新组织之间的竞争不是零和博弈，而是合作中的竞争，能够促进集群专业基础建设，积累专业创新人才和相关技术，提升产业集群的竞争力。研究表明，集群内部竞争程度与创新绩效呈非线性的倒U型关系，系统内的竞争机制会促进创新的产生，但竞争不足或盲目竞争则会阻碍集群创新，导致社会资源难以优化配置以及市场秩序混乱，究其主要原因是集群内创新组织行为短期化以及创新组织差异化程度低。因此，通过集群内部有效的信息沟通，充分了解竞争态势与环境信息，避免创新组织采取盲目、短视的决策。同时，产业集群创新生态系统尽量减少创新生态位的重叠，增加创新组织差异性，确保竞争机制发挥积极有效的作用。

共生机制是产业集群创新生态系统的协同发展、健康运行的保障。共生理论是生态学中用于研究不同物种间相互作用、共生进化的群居现象，随后被运用于社会科学领域，它认为系统是以共生单元为基础、以共生环境为条件、以共生模式为关键构成了共生关系。产业集群创新生态系统的共生不仅表现为创新组织（共生单元）间的相互依存、相互联系，也包括创新组织（共生单元）与创新环境（共生环境）间的资源的交换、能量的流动等全面互动（共生模式）。为了使产业集群创新生态系统具有持久的稳定性和竞争性，在共生机制的作用下，创新组织打破传统只强调单个封闭组织的发展理念，更加注重与各共生单元建立相互依存与合作的关系，与共生环境相辅相成，提高系统内共生单元间的能量、信息、物质流动的速度与效率。

产业集群创新生态系统进化外在机制

（一）市场选择机制

市场选择机制是系统优化和发展的重要引擎。“物竞天择，适者生存”解释了生物进化过程中，物种之间对有限的资源空间展开激烈的竞争，在自然选择机制的作用下对生物种进行优胜劣汰，选择能够适应环境的物种。产业集群创新生态系统中的选择机制主要表现为市场对多样性的创新组织和创新环境的选择，淘汰掉不利于系统发展的“基因”或不能够适应环境变化的“基因”，更加合理有效解决系统内部的资源配置问题，并使系统在面临快速变化的外部环境时迅速做出应答，推动系统的结构和功能更加有序有效的演化。因此，市场选择机制决定了产业集群创新生态系统的演化方向，表现为市场对系统的自然选择和系统能动地适应市场。

在市场对系统自然选择的过程中，由于表现产业集群创新生态系统优劣的基因广泛而复杂，并隐藏于创新组织和创新环境中，因此，市场并不能够直接选择产业集群创新生态系统的基因，而根据创新组织的产品服务和创新环境的运行状况对其进行选择。在激烈的市场竞争中，被市场接纳并认可的产品服务不断复制和扩散成功基因，进一步扩大市场占有率，优秀的创新组织脱颖而出；而没有竞争力的产品服务逐渐被市场淘汰，最终导致企业、机构等被其他更具有竞争力的创新组织取而代之。同样，浓厚的创新氛围、完善的产业配套等创新环境吸引着大量市场上的潜在进入者，新进入的创新组织必定携带着不同于现有的基因，增加了系统的多样性，这也是市场对创新环境自然选择的结果。

在系统能动地适应市场的过程中，为了在复杂多变的市场中占有一席之地，产业集群创新生态系统以市场为导向，根据市场需求的变化快速调整战略，能动地适应市场，为系统的进化和发展赢得机遇。产业集群创新生态系统中创新组织和创新环境为了确保在市场激烈的竞争中占据有利地位，不断完善和发展自身的优势，提升自身的适应能力，迎合市场的变化；同时，市场会遵循“择优录取”的理念，选择出优质的创新组织和创新环境，确保市场运行的有效性。被市场选择的创新组织和创新环境不断积累优质基因，形成良性循环，而具有缺陷的会被逐渐淘汰，更有利于市场资源配置的效益最大化。系统能动地适应市场是市场选择优质“基因”的前提和保障，市场对系统自然选择则确保了“基因”不断更新和系统的优化，两者相辅相成，共同构成了产业集群创新生态系统的市场选择机制，推动系统的演化。

（二）政府支持机制

政府为产业集群创新生态系统的运转提供支持。在产业集群创新生态系统中，企业科研院所、高校等无疑是创新的源泉，承担举足轻重的角色，而政府则是为创新活动的顺利开展发挥不可磨灭的支持作用。作为产业集群创新生态系统发展的主要推手之一，政府的核心作用是创建、完善、优化创新环境，为所有创新组织提供必要的政策、资金、服务等，确保创新活动有序开展，提高整个社会的收益。政府的支持机制主要包括政策支持机制、资金支持机制以及服务支持机制。作为政策的制定者，政府的政策支持机制在产业集群创新生态系统产生、发展过程中起到关键作用，政策的质量与效益的好坏决定了创新环境是否友好。例如，降税减费政策能够减轻企业税费压力，同时激活企业创新活力，加快助力企业转型升级；人才引进政策为系统输入高精尖人才，为创新活动提供人才保障。政府资金注入产业集群创新生态系统的目的不单单在于经济回报，往往是以社会的整体利益为落脚点，其投资的主导方向是基础设施和公共性服务。政府资金支持机制主要体现在两个方面：一是通过财政政策、货币政策等消除市场失灵，二是投资公共领域、弥补其他投资主体的局限性，优化投资结构，为产业集群创新生态系统提供必要的基础性条件和良好的创新环境。

结论与启示

产业集群创新生态系统不断从简单到复杂、从混沌到有序的进化过程是在内在机理和外部机制相互影响、共同作用下形成的。因此，本文探索性提出内在推动和外在拉动的相辅相成的进化机制。内在机制是推动产业集群创新生态系统有序、稳定发展的重要机制，自组织进化机制是系统有序化的重要推手，遗传变异机制是系统复制优良“基因”和增加多样性的基本保障，竞争共生机制是系统健康、稳定、共赢的前提和根本。外在机制对产业集群创新生态系统的拉动作用主要体现在两个方面：一方面，市场选择机制是系统的优化和发展的重要引擎，另一方面，政府支持机制则为系统提供了政策支持、资金支持及服务支持等。在双重机制的作用下，产业集群创新生态系统逐步朝着有序、稳定、共赢的方向发展。

要保证产业集群创新生态系统内在机制的有效运行，需要注意以下几点：第一，产业集群创新生态系统的持续性开放是系统不断有序化、结构化的保证。自组织进化机制的前提是系统的开放性，因此，持续开放的产业集群创新生态系统是系统自组织进化的根本，保证创新组织之间、创新组织与创新环境之间以及系统与系统外部的物质、信息、资金、人才等交流，推动系统实现结构有序化。第二，创新组织和创新环境的多样性是提升系统稳定性的重要条件之一。遗传变异机制的作用在于复制传播优质基因和增加多样性，产业集群创新生态系统创新组织和创新环境的多样性有利于增加优质基因产生的概率，扩大传播、辐射范围，提高系统的稳定性和环境的适应性。第三，创新组织的生态位适度分离是系统开展竞争共生的前提。竞争共生机制是系统内的创新组织就生态位展开竞争，最终找到自己生态位实现共生。维持产业集群创新生态系统创新组织的生态位适度分离，能够为系统内部在共生的条件下开展适度的竞争提供条件，不断激发系统的创新活力，增强创新组织的创新能力和竞争力，保证系统良性竞争、协同进化。

市场和政府在产业集群创新生态系统进化过程中担任重要角色，发挥不同的作用。第一，良好的市场秩序是发挥市场选择机制的保障，一旦市场秩序出现混乱，就会导致优良“基因”无法有效传递和延续，甚至会被劣质“基因”侵蚀，最终系统内劣质“基因”逐渐泛滥，不断削减系统的竞争力、稳定性以及环境适应性。因此，维持良好的市场秩序是产业集群创新生态系统内各要素能够被市场有效选择的关键所在。第二，政府要有的放矢地为系统提供政策、资金、服务等支持，确保创新活动的有序开展，为不同类型、不同阶段的系统进化提供强有力的支撑。例如对高新技术产业集群创新生态系统提供更多技术、资金方面支持，对制造业产业集群创新生态系统则更多提供政策、人才等支持；在产业集群创新生态系统初期更加注重政策引导，成长期和成熟期提供更多的资金和服务支持，衰败期则撤回一些产业优惠政策和资金支持，仅仅提供基础的服务支持。