加權超網絡視角下生態產業結構演進研究

王 治 瑩， 李 春 發

（1.南開大學 商學院，天津300071；2.天津理工大學 管理學院，天津300384）

一、引 言

生態文明是在人類歷史發展過程中形成的人與自然、人與社會環境和諧統一、可持續發展的文化成果的總和，是人與自然交流融通的狀態［1］。因此，生態文明是人類文明的新形式，也是人與自然共處的新方式。“產業結構”是通過產業間質的組合與量的規定構成的產業資源的配置與分布結構，這種結構既是產業間的數量比例關系，也是區域內產業之間和區域間產業聯系的有機耦合［2］（P44）。

產業結構是產業發展的主線，其演進過程倍受人們關注。1841年，李斯特提出產業結構演進的五階段理論和國際經濟關系演變三階段理論［3］。20世紀30年代至40年代，霍夫曼和克拉克分別建立了“霍夫曼工業化經驗法則”和“配第—克拉克定理”。霍夫曼指出，由于工業化發展過程中四個階段的主導產業不同，逐漸由消費品工業向資本品工業轉移［2］（P46）；克拉克采用三次產業分類法，考察經濟發展過程中勞動力在第一、二、三次產業中的轉移規律與分布狀況［2］（P47）。20世紀50年代，庫茲涅茨將產業結構演進規律的研究深入到三次產業所實現的國民收入的比例關系及其變化上來，揭示了產業結構變動的總方向［2］（P48-49）。1960年，日本經濟學家赤松要于提出著名的“雁行形態理論”，指出各國產業的發展應與國際市場密切聯系，使產業結構向國際化發展［2］（P50）。

當前有關產業結構演進的研究較少從系統和定量化的層次上剖析產業結構演進的動力機制，較少從產業系統的相互關系中整體把握產業結構演進的內在機理和動態演進趨勢，而隨著生態文明建設日益深入人心，產業結構演進勢必將呈現新趨勢。若將產業結構演進的各動力因素分別視為網絡系統，則這些網絡系統和產業系統可共同構成多維性、多層性、多屬性的復雜系統，而超網絡作為分析這類系統的有效工具，近年來，在供應鏈［4］、生態工業共生網絡［5］、知識管理［6］［7］、資源分配［8］、產業集群［9］［10］、信息傳播等方面得到廣泛應用［11］［12］。基于此，本文在對產業結構演進的動力因素分析基礎上，構建“產品—技術—資源”超網絡模型，分析生態產業結構演進的內在機理，進而分別實現對超網絡中三層網絡的加權，以期深刻把握產業結構的演進趨勢，為其定量分析提供新的思路和方法。

二、產業結構演進及其動力因素

工業文明時期，人類毫無節制地開發各種不可再生資源，給人類社會帶來了一系列生存發展問題，引發了人類的深刻反思，生態文明構想得以提出。1995年9月，黨的十四屆五中全會將可持續發展戰略納入“九五”和2010年中長期國民經濟和社會發展規劃。進入21世紀后，中共十六大報告把建設生態良好的文明社會列為全面建設小康社會的四大目標之一；中共十七大報告將建設“生態文明”作為更高水平小康社會目標的新要求，把生態文明建設引申到經濟社會領域。自2009年12月哥本哈根聯合國氣候變化大會以來，發展循環經濟、推進節能減排、提倡低碳經濟，日益成為當今世界發展的主旋律。2011年3月我國頒布的《國民經濟和社會發展第十二個五年規劃》明確指出，大力發展循環經濟，加大環境保護力度，促進生態保護和修復，建設資源節約型、環境友好型社會。

產業結構的演進影響國民經濟的增長。1979～2010年，中國GDP從4062.6億元增長到397 983億元，增長了97.96倍［13］［14］。與此同時，我國的產業結構發生著巨大變化，圖1是1979～2010年間三次產業在國內生產總值中的構成比例。

圖1 1979～2010年間三次產業占GDP比重

由圖1可知，第一產業占GDP的比例在1979～2010年持續下降，從1979年的31.3%下降到2010年的10.1%，由第二位下降為第三位；第二產業占GDP的比例呈現波浪式前進，從1979年的47.1%演進到2010年的46.8%，最大值48.7%，最小值41.3%，波動幅度不大且始終居于主導地位；第三產業占GDP的比例逐步上升，從1979年的21.6%上升至2010年的43.1%，由第三位上升為第二位。因此，我國產業結構已由第一、二產業為主導轉變為第二、三產業主導，第一產業成為基本的物質供給產業。

造成產業結構演進的動力因素大致可分為技術創新、企業組織、資源環境等內部因素和產業政策、競爭環境、市場環境等外部因素。生態產業結構演進的本質是傳統產業向高新技術產業的轉變，為達到資源的優化配置和環境保護使得各種生產要素在產業間進行有效流動。一方面，與傳統的產業結構演進不同，生態產業結構演進需要兼顧經濟效益和生態效益，追求兩者的最大化；另一方面，與傳統的產業結構演進存在相同之處，即兩者的演進均受一些因素的推動，這些驅動因素間的關系如圖2所示。由圖2可知，技術創新和資源環境對生態產業結構演進起著最為重要的作用。首先，技術創新可降低企業成本，縮短新產品的開發周期，擴大產品和服務的差異化，提高轉換成本，改善企業與客戶、供應商的關系，為適應信息技術在企業管理中的應用和升級，企業就必須調整組織結構，優化業務處理流程；其次，技術創新一方面可推動各生產要素實現在一國及世界范圍內的自由流動，促使這些生產要素充分發揮其效用的“最優區位”，另一方面可以促進優勢產業的壯大和阻礙劣勢產業的發展，是良好的競爭環境和市場環境形成的助推器；最后，良好的技術創新和資源環境可促進市場機制的完善，使得市場機制對生態產業結構演進作用機制的缺陷降到最低，從而影響中央政府的產業政策制定。

圖2 生態產業結構演進動力因素

三、“產業—技術—資源”加權超網絡

在各產業構成的系統中，若將產業抽象為結點，產業間的相互關系抽象為邊，則可構建產業網絡模型，生態產業結構演進成為產業網絡動態演化的特定現象，因此，研究生態產業結構演進就需要搞清產業網絡的內在演化機制。生態產業結構演進本質不僅僅是產業自身簡單的演進，它是在技術和資源共同作用下的多維性、多層性、多屬性網絡化的結構演進。只有全面分析產業網絡、技術網絡和資源網絡的內在演化機制，才能更好地把握產業結構演進的動力機制、內在機理和發展趨勢。

超網絡是指“高于而又超于現存網絡”的網絡，即由多種網絡構成的網絡，而連邊帶有權重的超網絡即為加權超網絡［15］。由于超網絡能夠實現各層子網絡的分層和耦合，因此可為產業結構的演進過程中涉及的產業網絡、技術網絡和資源網絡提供有力的建模工具。此外，通過構造加權超網絡，可實現對產業結構演進的動力和趨勢的定量化分析。

1.“產品—技術—資源”超網絡

由于不同產業的產品不同，因此產業網絡可運用產品網絡來標識，并可在某種程度上抽象得到。由圖2可知，技術和資源對生態產業結構演進有直接驅動作用，并且通過產品得以體現，而產品、技術和資源是不同質的，因此產品網絡、技術網絡和資源網絡不能簡單整合為基于圖論的復雜網絡，需要借助超網絡將其耦合為一個整體，如圖3所示。

圖3 “產品—技術—資源”超網絡示意圖

在圖3中，產品網絡由產品按產品生產關系所構建；技術網絡由技術按技術間的相關關系所構建；資源網絡由資源按歸屬類別關系所構建。并且，這三層子網絡中的關系都具有方向性和不對稱性。位于不同層的網絡間的箭頭代表異質網絡間的映射關系：由產品網絡指向技術網絡的箭頭表示某種產品的生產需要某種技術，由技術網絡指向產品網絡的箭頭表示某種技術可生產某種產品；由產品網絡指向資源網絡的箭頭表示某種產品的生產需要某種資源，由資源網絡指向產品網絡的箭頭表示某種資源可生產某種產品；由資源網絡指向技術網絡的箭頭表示某種資源的使用需要某種技術，由技術網絡指向資源網絡的箭頭表示某種技術可操作某種資源。

在“產品—技術—資源”超網絡中，對于技術創新而言，一方面可提高各部門的生產率，也可提高資源的利用率，從而提高生態效益；另一方面，技術創新引起各部門生產率的差異化，導致經濟效益、社會效益、環境效益的差異化，顯著的差異化必然導致產品網絡的演化成為企業經濟進步和生態發展的重要因素，推動生態產業結構演進。對于資源環境而言，由于資源環境問題既存在正外部性又存在負外部性，需要將負外部性的社會成本內部化，以減少資源濫用和降低廢棄物的排放，并需要將正外部性的社會收益內部化，使具有外部性的產品和服務的供給水平達到最優。當前解決資源環境外部性的工具主要可分為兩大類：第一，法律法規，如燃油稅、排污費、排污標準和環境影響評價制度等；第二，市場配置調節，如生產者延伸責任制、排污權交易等。然而，最根本且有效的方式在于產業結構的調整和優化升級以及合理的產業布局。因此，資源環境對產品網絡的演進具有重要拉動作用。

由此可知，生態產業結構演進的直接驅動機理在于技術知識和資源信息在超網絡中的流動，技術知識和資源信息在結點間的流量越大，流速越快，說明這些產品在功能、形式及生產流程上的相關性越大，則這些產品所標識的產業的結構越容易融合和演進。同時，結點間的大流量會在相關產品結點上分流，其中，綠色資源和相應技術知識的推動造成其他產品的優化升級，隨著規模的增大最終會引發產業結構的演進。

2.“產品—技術—資源”超網絡的加權與轉化

為定量刻畫生態產業結構演進的直接動力機制和演進趨勢，需要對圖3所示的“產品—技術—資源”超網絡進行加權。為此，首先給出以下四個定義：

定義1 技術或資源對產業結構演進的貢獻廣度：“產品—技術—資源”超網絡中的同一技術或者同一資源在產品網絡中應用的產品個數。

定義2 技術或資源對產業結構演進的貢獻深度：“產品—技術—資源”超網絡中的不同產品所應用的相同技術或資源的個數。

定義3 產業結構演進對技術或資源的需求廣度：“產品—技術—資源”超網絡中的同一產業在技術或資源網絡中需求的技術或資源個數。

定義4 產業結構演進對技術或資源的需求深度：“產品—技術—資源”超網絡中的不同技術或不同資源所共同作用的相同產業的個數。

依據定義2和各個異質網絡間的映射關系可計算出產品網絡中任意兩個產品間所應用的相同技術和資源的數目。以兩個產品間所應用的相同技術和資源數目的總和作為這兩個產品結點間邊的權重，則可實現對產品網絡的加權。同理，根據定義4和各個異質網絡間的映射關系可分別計算出技術網絡或資源網絡中任意兩種技術或兩種資源所共同作用的相同產業的數目，以該數目作為任意兩種技術或任意兩種資源結點間邊的權重，則可實現對技術網絡和資源網絡的加權。進一步地，可利用Newman等的最大邊介數方法對產品網絡進行逐層劃分，可將“產品—技術—資源”加權超網絡轉化為“產業—技術—資源”加權超網絡［16］。

通過貢獻廣度和深度及需求廣度和深度的分析，可以對生態產業結構演進進行一定的定量分析，對生態產業結構演進趨勢作進一步預測。另外，通過對“產品—技術—資源”超網絡中三層網絡進行加權，可以深刻把握產業結構演進的內在機理。在實際中，由于信息產業的網絡技術和操作系統技術通用度較大，從而對產業結構演進的貢獻廣度較大。由于教育、新聞、出版社等產業采用相同的技術（如多媒體技術、網絡技術等）和資源（如紙張、打印機等），因此技術和資源對產業結構演進的貢獻深度較大，從而使產業網絡中這些產業間邊的權重較大，使得這些產業的相似性較大，容易造成產業間的融合，引發產業結構的演進。

四、產業結構演進的新趨勢

只有從產品的視角構建產品網絡，并與技術網絡、資源網絡耦合為“產品—技術—資源”加權超網絡，進而轉化為“產業—技術—資源”加權超網絡，從系統的視角才能真正揭示當前生態產業結構演進的內在機理和發展趨勢。通過對“產業—技術—資源”加權超網絡的分析，可總結出生態產業結構演進的四點新趨勢。

1.產業發展融合化

在經濟全球化的今天，國與國間的技術不斷相互滲透、資源不斷相互流通使得“產業—技術—資源”加權超網絡中的貢獻廣度和貢獻深度逐步增大，并且隨著各國人才和知識的匯聚和交流，使得技術創新和資源的開發得到較大的推動，從而也可增大“產業—技術—資源”加權超網絡中的需求廣度和需求深度，勢必形成技術和資源全球化配置的相互融合的產業體系。

2.產業結構綠色化

在“產業—技術—資源”加權超網絡中，不同產業間綠色資源和清潔能源的流量變化可利用貢獻深度歸結為產品網絡中產品結點間邊的權重變動。隨著網絡局部綠色資源和清潔能源的流量的增大，在生態文明建設日益受到各國重視的大背景下，一方面使綠色新能源逐步取代原有高排放能源，造成產品網絡中產品結點間邊的權重的重新分布，促進產業結構的升級；另一方面，大流量可在相關產品上進行分流，造成新能源在產業網絡中的擴散，使得其他產業結點間權重發生變化，引起更大規模的綠色資源和相應技術的需求，引發產業結構的演進。

3.產業轉移全球化

在“產業—技術—資源”加權超網絡中，網絡局部產業間的技術和資源的流動及分流，推動這些產業的優化升級，技術和資源的優化配置進而帶動網絡內其他產業的演進。在經濟全球化背景下，產業結構的界限變得模糊，形成國際化的產業體系。由于各國技術、資源、產業發展的不均衡，在超額利潤的驅使下，國際資本必然向資源豐富、成本低廉的國家轉移，產業轉移全球化成為國際競爭的必然結果。

4.產業演進群落化

當前以信息產業為代表的一些高新技術產業，其核心技術和資源對產業結構演進的貢獻廣度和深度值很大，產業結構演進對核心技術和資源的需求廣度和深度值也很大，而且技術和資源均具有擇優特性，使得不同產業均具有共同的技術和資源基礎，從而在加權超網絡的三層網絡局部范圍內各結點間邊的權重均較大，形成產業結構演進的群落特點。群落內技術和資源的流動和分流進而也推動技術和資源對產業結構演進的貢獻廣度和深度值的增大及產業結構演進對技術和資源的需求廣度和深度值的增大。當貢獻深度值增大到一定程度時，產業可能分化，形成新的產業；當需求深度值增大到一定程度時，技術和資源也可能再造，形成新的技術和資源。

五、結論與展望

本文以超網絡為工具，構建了“產品—技術—資源”超網絡，分析得出演進的內在機理在于技術知識和資源信息在超網絡中的流動，進而提出了技術和資源對產業結構演進的貢獻廣度和貢獻深度及產業結構演進對技術和資源的需求廣度和需求深度，分別實現了對超網絡中三層網絡的加權，并利用該網絡分析了生態產業結構的演進趨勢，得到了一種分析產業結構演進的方法，為其定量分析提供新的思路和方法。

事實上，通過網絡視角來分析生態產業結構演進還有許多方面需要進一步研究。如一方面可以構建“產業—技術—資源”超網絡演化模型來刻畫生態產業結構的動態演進過程，進而對演進趨勢進行仿真；另一方面，可通過構建超網絡演化模型來分析產業結構不同演進階段的統計特征，并可結合演化博弈等方法來總結產業結構的動力機制和演進規律［17］，這對產業政策的制定及良好的市場環境的建立均具有重要意義。

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