耗散結構視角下生態型物流園區進化模型研究

張季平， 劉媛華

（上海理工大學管理學院，上海 200093）

耗散結構視角下生態型物流園區進化模型研究

張季平， 劉媛華

（上海理工大學管理學院，上海 200093）

為探究生態型物流園區實現可持續發展的進化機理，運用耗散結構理論對生態型物流園區已具備的條件進行分析，構建了基于logistic生長曲線的進化模型，發現生態型物流園區的發展經歷了物種植入期、種群發展期、郁閉穩定期和種群蛻變期4個階段，并循環往復、不斷演進，進而形成了進化的復合logistic生長曲線.研究表明，生態型物流園區實現可持續發展，有兩個主要途徑：一是通過園區內部的不斷集成與優化引入負熵流，從而減緩總熵的增加速度；二是通過對園區內外部要素的調控，使得園區功能不斷升級，從而進入新的演化周期.

生態型物流園區；耗散結構理論；進化模型

雖然物流園區對區域經濟乃至國民經濟的拉動作用日益凸顯，但是，隨著物流園區的不斷發展也必然導致環境污染愈演愈烈.因此，人們就不得不尋求一種新型的物流發展模式——生態型物流園區，來解決日益嚴重的環境污染問題.所謂生態型物流園區就是以循環經濟理論為基礎，運用工業生態學原理建設起來的一種新型物流園區.它是以獲取經濟效益和生態效益為前提，充分兼顧生態系統的承載能力，以“低能耗、低污染、低排放”為目的，最大限度利用物質資源和減少廢棄物的排放，最終解決物流園區發展與環境污染之間的矛盾［1］.由此可知，生態型物流園區的發展壯大無疑對保護生態環境、促進國民經濟可持續發展產生巨大作用.迄今為止，國內外許多學者運用不同的理論和方法從不同角度對物流園區以及生態型物流園區進行了相關研究.這些研究成果匯集起來，主要體現在以下幾個方面：a.梁春燕等學者主要研究了生態型物流園區的構建途徑及其運營模式［1-4］；b.方威等［5-7］應用生態學理論研究了物流園區的發展對策及協同問題；c.何方珍等［8-14］研究了物流園區選址決策及空間布局與規劃問題；d.閆國偉等［15-18］研究了物流園區綜合評價體系.另外，還有一些國外學者對生態型物流園區也進行了相關研究，比如：Bernd等［19］對法國托運人在選擇物流服務的態度方面進行了研究，他們發現法國托運人在選擇物流服務時更傾向于選擇生態型物流服務，但在實際購買時又存在一定差距，為此他們建立了一個研究模型對這一現象進行了分析. Pishvaee等［20］運用模糊線性規劃的方法對在不確定環境下從事生態型物流活動的可靠性進行了研究.盡管國內外學者的研究成果對生態型物流園區的建設與發展具有重要參考價值，但是，從本文作者目前所檢索到的文獻來看，很少有學者運用耗散結構理論來研究生態型物流園區的進化機理.為此，本文將從耗散結構視角來構建生態型物流園區的進化模型，對生態型物流園區的進化機理進行初步探討，力求尋找生態型物流園區實現可持續發展的新途徑.

1 生態型物流園區的耗散結構分析

1.1 耗散結構理論概述

20世紀70年代，比利時著名物理學家、布魯塞爾學派創始人Prigogine提出了耗散結構理論，自該理論問世以來，對經濟學和其它社會科學均產生了較大影響.Nicolis和Prigogine在研究許多系統的自組織過程之后，歸納得出系統形成有序結構必須具備以下條件［21］：

a.系統必須開放.

熱力學第二定律指出，孤立系統的熵不可能減少.對于一個孤立的系統，其演化結果必然是達到熵的最大平衡態.因此，要想使系統朝著有序的方向發展，系統開放是必要條件.只有系統開放，才能與外界環境進行物質和能量的交換，當其負熵輸入值大于系統內自發產生的熵時，整個系統的熵才能減少，系統才向有序方向轉化.

b.遠離平衡態.

普利高津給出的最小熵產生原理告訴我們，在非平衡線性區，即近平衡區，系統演化的最終結果是達到熵產生最小，與平衡態類似的非平衡定態.當環境使系統逐漸接近孤立系統時，此非平衡定態將平滑地變為平衡態，系統根本不可能形成有序結構.只有在遠離平衡態的時候，系統處在力和流的非線性區，才有可能演化成為有序結構，遠離平衡態是系統出現有序結構的必要條件.

c.非線性相互作用.

非線性相互作用是系統形成有序結構的內在原因，分析相互作用機制在建立系統演化模型中是最重要的工作，非線性相互作用在系統演化方程中體現為方程是非線性微分方程.

d.漲落現象.

當系統由于某種原因偏離平衡態的時候，漲落會使系統很快恢復到原來的狀態.漲落既是對處在平衡態上系統的破壞，又是維持系統在穩定的平衡態上的動力.漲落是使系統由原來均勻定態到耗散結構演化的最初驅動力.

1.2 生態型物流園區形成耗散結構的條件分析

生態型物流園區已具備形成耗散結構的條件，這些條件主要有：

a.開放性.

生態型物流園區是個開放的復雜系統，為了實現集中倉儲、配送、流通加工等功能，生態型物流園區需要從外界環境吸取物質能量，即形成足夠大的負熵流使園區的總熵減少，因而使得生態型物流園區能夠向著更高效有序的方向發展.

b.遠離平衡性.

生態型物流園區的形成和發展受到環境、市場及政府政策等因素的影響而存在不平衡性.同時，生態型物流園區內部的空間布局上、“三廢”處理能力、物流供給能力、技術裝備水平、組織結構方面存在著不均衡.隨著市場需求的不斷變化，生態型物流園區內部各環節以及物流企業之間的協同進化也在不斷發生變化.因此，生態型物流園區實際上是遠離平衡態的.

c.非線性.

生態型物流園區內部各要素之間存在著復雜的關系，通常情況下一個要素的變化是諸多要素共同影響的結果.生態型物流園區中的物流企業存在著物質循環、貨物輸出以及能量分級利用等非線性要素，彼此間存在正負反饋的關系.同時，生態型物流園區和外界環境也存在著復雜的非線性作用機制.它們之間相互制約、相互耦合的作用，促使園區內各物流企業之間產生協同進化，導致其從雜亂無章變為井然有序.

d.漲落性.

由于生態型物流園區的開放性、遠離平衡性和非線性作用機制以及大量的隨機作用等，在園區內必然產生一系列微漲落.這些微漲落被逐漸放大后，形成巨漲落，使得生態型物流園區整體發生突變，進而上升到更協調的、有序的新結構中去.例如，生態型物流園區的開放性會使其受到資源、環境、市場和技術等因素的影響，這些因素隨時都有可能使其發生漲落，使得園區從一種狀態演化成另一種新的狀態.

e.突變性.

當生態型物流園區的漲落出現較大幅度時，若沒有及時對其輸入相應的負熵流時，它就會發生突變現象，諸如生態型物流園區的結構和運行機制的改變等［22］.

2 生態型物流園區進化模型的構建

式中，C為常數.

現對生態型物流園區進化機理分析如下：

a.當k＞0時，即生態型物流園區的物流增長率大于零的時候，y1（t）=0是不穩定的，y＜b時，系統稍有變化，y就會增長，一直到y=b；當y超過閥值b之后，在k＞0作用下，y又會下降.因此，y3（t）=b是漸進穩定的平衡點.

b.當k＜0時，即生態型物流園區的物流增長率小于零的時候，y3（t）=b是不穩定的，y＜b時，y的增長率為負，y一直下降到y=0為止；當y＞b 時y又會一直增長至無窮.因此，y1（t）=0是園區的穩定解.

d t.

圖1 生態型物流園區進化速度變化曲線Fig.1 Ecological logostics park evolution rate variation curve

圖2 生態型物流園區進化過程的周期模式Fig.2 Cyclic mode of ecological logistics park evolution process

3 生態型物流園區進化復合模型的形成

由圖1可以發現，當t＞t2時候，生態型物流園區的進化進入種群蛻變期，要推遲生態型物流園區進入種群蛻變期就應該增大時間t2.

由式（6）可以看出，要延長時間t2，可以在一定范圍內增大生態型物流園區閥值b來延緩熵增速度.同時，也可以通過對生態型物流園區內外部要素進行調控，使其結構功能升級，從而進入新的演化周期，實現生態型物流園區的可持續發展.從上述推導過程看，不同的t值和b值對應著不同的logistic生長曲線.在某一特定的t值和b值下，生態型物流園區的發展一般都要經歷物種植入期、種群發展期、郁閉穩定期和種群蛻變期4個階段，在到達由生態型物流園區諸多因素決定的閥值之后，便達到某一時期的飽和狀態.當技術、政策等條件改變之后，閥值也隨之發生改變，生態型物流園區又有新的進化空間，于是再進入下一個演化周期；一般又經歷這4個時期.如此過程，循環往復、不斷演進，則構成了生態型物流園區發展與進化的復合logistic生長曲線，如圖3所示.

圖3 生態型物流園區發展進化復合生長曲線Fig.3 Composite growth curve of ecological logistics park

從圖3發現，每一時段的增長率ki（i=1，2，3，…）和新增環境容量閥值bi（i=1，2，3，…）都不相同，段與段之間一般都有一段突變區.突變區的長短以及ki和bi的取值決定了整個生態型物流園區的可持續發展能力和進化過程的穩定性.綜上所述，生態型物流園區進化復合模型為

該模型中bj為生態型物流園區進化過程中各階段的閥值，j=1，2，3，….隨著生態型物流園區的不斷發展與進化，生態型物流園區的閥值也會不斷提高，不同的發展階段所對應的閥值將呈現離散遞增的規律［22］.

4 以我國生態型物流園區的發展為例驗證理論模型

由于生態型物流園區的進化受到當地社會文化、科學技術發展水平和經濟環境等因素的制約，因此，我國東、中、西地區生態型物流園區的演化過程必然與當地經濟發展水平的提升相吻合，全國各地區經濟發展的不同階段對應著生態型物流園區進化的不同時期.所以，我國東、中、西地區生態型物流園區的演化過程基本符合進化復合模型，大致可以劃分為物種潛伏期、物種植入期、種群發展期、郁閉穩定期和種群蛻變期.依據國內各區域經濟處于不同階段的發展水平，應用生態型物流園區進化復合模型，就可以得到我國東、中、西地區生態型物流園區的進化軌跡與發展路徑（如圖4所示）.

圖4 國內生態型物流園區進化軌跡與各發展階段Fig.4 Development period and evolutionary curve of ecological logistics part

由圖4可知，國內東部沿海地區生態型物流園區發展較快，中部地區生態型物流園區發展較慢，而西部地區生態型物流園區的發展更加緩慢.東部沿海地區生態型物流園區主要處于郁閉穩定時期，該時期的發展特征是生態化物流要素的成長與生態化物流服務功能的提升.中部地區的生態型物流園區主要處于種群發展時期，構成園區的生態化要素有待于提升，園區的生態化服務功能有待于完善，要素成長是該時期的進化主題.西部地區的生態型物流園區主要處于物種植入時期.對于中西部地區生態型物流園區的發展，應該從以下幾個方面給予支持與保護：第一，在資本投資、資源循環使用及其再生利用等方面給予政策上優惠；第二，建立長效獎勵機制，支持和鼓勵園區提供生態化物流服務；第三，防止由于外界變異的物流企業侵入，而導致惡性競爭；第四，減輕生態型物流園區中物流企業的經濟負擔和環境壓力.總而言之，我國東、中、西地區生態型物流園區的進化實踐，充分驗證了理論模型的有效性.因此，熟練掌握生態型物流園區進化復合模型，深刻理解其進化機理，對于正確認識國內東、中、西地區生態型物流園區的發展態勢，把握其內在演化規律，有效指導全國生態型物流園區大發展，都具有重要的現實意義［23-25］.

5 生態型物流園區進化機理的啟示

從生態型物流園區的進化機理以及我國東、中、西地區生態型物流園區演化實踐來看，可以得到如下啟示：

a.加強對國內生態型物流園區發展的引導.

生態型物流園區的進化過程是連續性與階段性的統一，各進化階段呈現鮮明的特點.因此，在國內生態型物流園區的快速增長期，應特別關注生態型物流園區的社會與自然生態環境以及園區內部各種因素可能誘發的增長停滯，有目的地調控園區，以便及時適應內外部環境的變化，消除不利影響，盡可能延長快速生長期.

b.正確對待輸入國內生態型物流園區的負熵流.

例如，加強國內物流基礎設施建設的融資渠道與融資規模，在資本、資源等要素的供給方面給予寬松的優惠政策；在物流企業提高自身競爭力的同時，政府部門必須制定相應的市場規則應對國外物種企業的侵入，減少對生態型物流園區內本國物流企業的過度沖擊和競爭；制定恰當的扶持和激勵政策，減輕國內生態型物流園區的各項負擔和壓力.

c.正確處理國內生態型物流園區內部的各種復雜關系.

高度重視國內生態型物流園區內部各子系統及其構成要素之間功能、結構的匹配程度，避免因某一要素的發展滯后所導致的“水桶效應”.另外，應特別注意國內東、中、西地區生態型物流園區的整體發展與各區域經濟發展水平相適應，避免盲目超前發展.

d.充分利用國內生態型物流園區漲落的積極作用.

國內生態型物流園區是由大量的物流子系統和各種要素構成，可以通過引導局部性的微漲落以及微漲落之間的耦合效應，形成全局性的巨漲落，使國內生態型物流園區向更高級的有序方向協同進化.因此，一定要理清國內生態型物流園區各構成要素之間的復雜關系，抓住關鍵環節，才能有效促進我國東、中、西地區生態型物流園區向持續、協調和穩定的方向發展.

6 結 論

應用耗散結構理論對生態型物流園區形成耗散結構的條件進行了全面分析，并且通過構建基于Logistic生長曲線的進化模型對生態型物流園區進化機理進行了初步研究.在此基礎之上，形成了生態型物流園區的進化復合模型，并且依據我國東、中、西地區生態型物流園區的進化實踐，充分驗證了該進化復合模型的有效性.通過對生態型物流園區進化模型的深入分析后發現，一般情況下，生態型物流園區的進化過程都要經過物種植入期、種群發展期、郁閉穩定期和種群蛻變期4個階段［21-23］.同時，又發現促進生態型物流園區可持續發展主要有兩個途徑：一方面是通過園區內部的不斷集成與優化，引入負熵流從而減緩總熵的增加速度；另一方面，可以通過對生態型物流園區內外部要素的調控，使得園區的功能升級，從而進入新的演化周期，實現生態型物流園區的可持續發展.所以，只有處理好生態型物流園區各構成要素之間的復雜關系，才能確保生態型物流園區向著健康、穩定、有序、可持續的方向發展.

［1］ 梁春燕.生態型物流園區運營管理模式研究［J］.蘭州商學院學報，2009，25（4）：79-85.

［2］ Liu H，Guan X，Zhang Z.Research on the ecological correlation analysis between the enterprises in the logistics park［C］／／Proceedings of the 12th International Conference on Informatics and Semiotics in Organisations.Beijing，2010.

［3］ 陸宏.大力發展現代綠色物流全面構建生態型物流園區［J］.科協論壇，2007（1）：91.

［4］ 張君.生態型物流園模式選擇與評價［D］.武漢：武漢理工大學，2008.

［5］ 應靜.基于生態學理論的物流園區發展對策研究［D］.長沙：中南林業科技大學，2009.

［6］ 方威，李夏苗.基于生態學理論的物流園區發展對策［J］.生產力研究，2010（4）：180-182.

［7］ 梁世翔，付軍.物流園區企業捕食型協同模型研究［J］.物流技術，2007，177（6）：11-13.

［8］ 肖文莉，吳顯揚.基于工業生態學原理對我國物流園區規劃的思考［J］.物流技術，2006（1）：8-12.

［9］ Tang J X，Tang L X，Wang X P.Solution method for the location planning problem of logistics park with variable capacity［J］.Computers&Operations Research，2013，40（1）：406-417.

［10］ 陶經輝.物流園區數量確定和選址規劃研究［J］.軟科學，2006，20（2）：66-70.

［11］ 劉巍.物流園區的空間布局及規劃管理策略研究［D］.濟南：山東建筑大學，2011.

［12］ 王麗娜.物流園區空間布局規劃研究［D］.鄭州：鄭州大學，2006.

［13］ 何方珍.物流園區選址決策研究及應用［D］.重慶：重慶大學，2006.

［14］ 過江鴻.物流園區選址與布局規劃［D］.武漢：武漢理工大學，2005.

［15］ 胡秋蕾.物流園區規劃發展研究及評價體系分析［D］.大連：大連海事大學，2007.

［16］ 閆國偉.我國物流園區評價指標體系研究［D］.上海：同濟大學，2008.

［17］ 吳瓊.物流園區績效綜合評價體系研究［D］.北京：北京交通大學，2010.

［18］ Yue H，Yue W Y，Long X Q.Engineering evaluation system of logistics park capability［J］.Systems Engineering Procedia，2011，2：295-299.

［19］ Bernd P，Dorin M.Shippers’ecological buying behavior towards logistics services in France［J］. International Journal of Logistics：Research& Applications，2011，14（6）：413-426.

［20］ Pishvaee M S，Torabi S A，Razmi J.Credibility-based fuzzy mathematical programming model for green logistics design under uncertainty［J］.Computers& Industrial Engineering，2012，62（2）：624-632.

［21］ Nicolis G，Prigogine I.非平衡系統的自組織［M］.徐錫申，譯.北京：科學出版社，1986.

［22］ 周德群，吳永勤.SPERE系統演化機理與可持續發展研究［J］.數量經濟技術經濟研究，1999（9）：16-18.

［23］ 袁飚，陳雪梅.基于耗散結構理論的生態產業鏈形成機理研究［J］.內蒙古社會科學（漢文版），2010，31 （6）：101-105.

［24］ 李兆磊，吳群琪，張雅琪.基于耗散結構理論的區域物流系統演化機理［J］.長安大學學報（社會科學版），2010，12（4）：33-37.

［25］ 許立達，樊瑛，狄增如.自組織理論的概念、方法和應用［J］.上海理工大學學報，2011，33（2）：130-137.

（編輯：丁紅藝）

Evolution Model of Logistics Park Based on Dissipation Structure Theory

ZHANGJi-ping， LIUYuan-hua
（Business School，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China）

In order to explore the sustainability of ecological logistics park evolution mechanism，the dissipation structure theory was used to analyze the ecological logistics park.An evolution model，based on the logistic growth curve，was constructed.Before evolving to form a composite logistic growth curve，the ecological logistics park has to go through four stages，such as species implant，population development，stable canopy and population transformation.The research shows that there are two ways to achieve ecological logistics park sustainable development.The first one is reducing the total entropy by integrating the internal park elements，the other one is upgrading the function of the park by controlling the internal and external factors，and thus entering a new evolution cycle.

ecological logistics park；dissipation structure theory；evolution model

F 252文獻標示碼：A

1007-6735（2014）05-0473-06

10.13255／j.cnki.jusst.2014.05.012

2013-11-19

教育部人文社會科學基金資助項目（12YJC630127）；上海理工大學人文社科基地培育項目（XSJ02）

張季平（1990-），女，碩士研究生.研究方向：物流系統工程.E-mail：zhangjiping519＠126.com

劉媛華（1974-），女，副教授.研究方向：復雜系統理論與方法研究.E-mail：liuyh1210＠sina.com