回聲模型視角下的藍色經濟系統自適應機制研究

張玉潔，張偉，鄭莉，周怡圃，楊娜

（國家海洋信息中心 天津 300171）

縱觀世界的發展，海洋經濟在眾多沿海國家和地區已經成為區域經濟發展的強勁動力［1］。我國近年來也逐步重視海洋經濟的發展，在十八大報告中也提出了以海洋經濟發展為基礎的海洋強國戰略。隨著環境問題的日益突出，以海洋經濟為主體、承載著可持續發展理念的藍色經濟的概念受到了廣泛的關注和深入的研究。第二屆亞太經合組織藍色經濟論壇的成功舉辦，使得這一理論融合了國內外的先進經驗，將成為沿海地區經濟發展的基本理念［2］。

目前對于藍色經濟的研究尚處于空白，鮮有從系統論角度研究藍色經濟的文獻，理論體系欠完善。本研究將站在系統的角度研究藍色經濟，引入復雜適應系統（CAS）的基本理論，以Echo模型為基礎構建藍色經濟系統中主體的行為模式并分析其自適應機制，以期完善藍色經濟的理論體系，拓展藍色經濟的研究思路，促進藍色經濟的健康發展。

1 CAS框架下的藍色經濟系統內涵及特征

1．1 藍色經濟系統的內涵

隨著藍色經濟的發展，可持續發展理論被引入其中，即具有經濟、社會、資源、環境可持續性的、發展前景良好的海洋經濟［3］。本研究所涉及的藍色經濟系統是一個以海洋經濟子系統發展為支撐，以社會子系統發展為基礎，以資源環境可持續利用為發展原則，融入當代海洋文化，綜合利用科學技術、創新平臺、物流工具、人才體系等有利條件，努力聯動陸海資源，最終實現經濟效益、社會效益、空間規模最大化的動態運行的復雜經濟系統。如圖1所示，即為藍色經濟系統的運行結構。

圖1 藍色經濟系統的運行結構

1．2 藍色經濟系統的CAS特征

復雜適應系統用來描述具有較高級別自組織能力的對象，它可以通過內部的圖式集對外界的刺激行為產生應對措施，從而使刺激行為產生不確定性的結果，其根本特征是具有自主行為能力［4］。這一理論最初由John Holland教授提出，并總結出復雜適應系統的4個基本特征，即聚集、非線性、多樣性和流。現實系統中的金融市場、動物群體、城市系統等具有不同組織形式的聯合體都屬于復雜適應系統。通過調查研究，藍色經濟系統具備復雜適應系統的基本特征（圖2）。

圖2 藍色經濟系統的CAS特征

1．2．1 藍色經濟系統中主體的聚集

海洋特殊的地理區位和交通情況決定了海洋經濟系統發展的空間在臨海區域、交通便利的地區，這為聚集效應的產生創造了有利條件。在我國，海洋經濟系統主要集中在11個沿海的省、市、自治區，海洋工業產業的聚集加強了技術間的溝通創新；海洋科研機構的聚集通過適應性學習機制，加速知識的流通速度，催化新知識的產生［5］。同時，個體的適應性聚集促進整體的涌現現象，帶動海洋旅游等新興產業的發展，從而形成具有地域特征的獨特海洋文化。

1．2．2 藍色經濟系統的非線性特性

Holland教授認為，復雜適應系統中主體的非線性關系是其多維度復雜結構產生的原因，而主體的自適應機制是非線性關系產生的根本因素。藍色經濟系統中的社會系統、經濟系統、資源環境系統本身是藍色經濟系統中的二級復雜系統，這些二級系統內部、二級系統之間、二級系統與主系統以及與外部環境之間的相互作用具有隨機性及創新性，因此是非線性的關系［6］。同時，藍色經濟系統中的子系統都是具有自適應機制的復雜系統，使得其內部的信息、行動、反饋等具有不可預見性。因此，藍色經濟系統中的主體系統之間是多維度、多機制、多目標的非線性關系。

1．2．3 藍色經濟系統中主體的多樣性

就復雜適應系統而言，多樣性是復雜性產生的根源。具體到藍色經濟系統，其多樣性主要表現在4個方面：①子系統內部的多樣性。在社會、經濟、資源環境等子系統中，系統主體具有不同的資源，從事不同的工作。②子系統間合作方式的多樣性。各子系統之間的關系是促進與制約并存：資源環境子系統為社會子系統與經濟子系統提供活動空間及資源保障，同時經濟子系統的發展對于保護環境、社會維穩、資源優化等方面也具有促進作用。③子系統與主系統合作方式的多樣性。主系統與子系統之間可以從經濟、資源、技術、信息、能源、文化等多方面進行多層次的交流合作。④各系統環境的多樣性。藍色經濟系統所處的政策環境、文化氛圍、技術環境、國內外形勢等都處于不斷變化的過程中，其發展趨勢具有不確定性，這也是多樣性的具體表現［7］。

1．2．4 藍色經濟系統中主體的流特性

復雜適應系統的非均衡使得內部存在著大量的信息、技術等資源的流動。在藍色經濟系統中，信息流、資金流、能源流等構成了經濟子系統；項目流、技術流、人才流等構成了社會子系統；資源流、產業鏈等構成了資源環境子系統；子系統內部、子系統之間的資源交換，物資轉移等形成了復雜的流動關系。藍色經濟系統中的流特性表現為兩大特征：一是倍數關系，這一關系使得正面標志得到不斷加強，從而強有力地推動系統的發展，如社會系統中的技術流與經濟系統中的資金流相互作用，會極大推動區域海洋產業的發展；二是可持續效應，藍色經濟系統本身具有可持續發展的特性，如海洋旅游產業可以在保護資源的前提下帶動周邊產業的發展，并且這種發展具有良性循環及持續發展的可能［8］。

2 基于Echo模型的藍色經濟系統的主體行為模式

2．1 Echo模型的基本理論

Echo模型是Holland教授以微觀模型為基礎，建立在環境、主體、行為模式等要素的基礎上，以資源和位置為組成單位的系統宏觀模型［9］。主體Agent由儲存資源的倉庫和儲存行為的行動模塊兩個部分組成，并以搜索匹配其他主體資源并交換利用為主要功能。在主體進行資源交換的過程中，其搜索匹配主要由進攻標志（aggression ID）和防御標志（recovery ID）組成，通過對比標志的匹配程度來決定交互的行為方式，Echo模型的主體模型如圖3所示。

圖3 Echo模型的主體模型

2．2 藍色經濟系統的Echo模型

藍色經濟系統是以資源、環境、資金為節點，以信息、科技、人才、文化等為紐帶組成的動態系統，其中主體以互補程度為選擇的主要依據。基于Echo模型的藍色經濟系統主體的行為模式如圖4所示。

圖4 基于Echo模型的藍色經濟系統主體的行為模式

2．2．1 藍色經濟系統的匹配因素

根據Echo模型理論，系統主體進行搜索匹配的過程是由主體能力及環境共同決定的，而主體能力存在差異且系統環境也不斷更新，導致這種交互作用的強度也有所不同。這一差異在藍色經濟系統中表現為不同產業，不同沿海地區、不同項目以及不同主體應用技術的能力不同。為了準確衡量匹配的程度，引入匹配速度、匹配時間和匹配能力3 個維度來描述匹配過程［10］。在藍色經濟系統中，由于信息傳遞的途徑以及地區發展水平存在差異，使得社會系統中的技術應用到資源環境系統中的開發項目的效率不同，這就是匹配速度要素；經濟系統中的資金資源與環境系統中的空間資源具有時效性，不同時間節點的匹配會產生不同的結果，這就是匹配時間要素；海洋文化系統中的不同要素與社會系統中具有差異性的人員及空間匹配時，結合程度及結合成功率不同，這就是匹配能力要素。

2．2．2 藍色經濟系統的標志區

藍色經濟系統是一個存在次級復雜適應系統的動態系統，其內部不間斷地進行著進攻——防御過程。這一過程的效率及程度由相互作用主體的需求標志及資源集決定：當一方主體的資源集與另一方主體的需求標志完全匹配時，進行深度合作；否則進行部分合作或不合作。如在藍色經濟系統中，當社會子系統出現新技術新人才并恰好可以應用到資源環境子系統的開發保護，且經濟子系統具有足夠的資源完成匹配過程時，二者可以進行緊密合作。

3 基于Echo模型的藍色經濟系統的自適應機制

藍色經濟系統是以社會子系統、經濟子系統、資源環境子系統為主要部分，以海洋文化系統為聯動部分，受自然、政策等外部條件影響的復雜適應系統。除了具備復雜適應系統的一般特性外，還具有層次復雜、結構多樣、多維評價標準等特征［11］。依據Echo模型的基本理論，深入研究藍色經濟系統的自適應行為，得出系統可以通過創新機制、學習機制、協調機制以及進化機制完成對環境的適應性行為。基于Echo模型的藍色經濟系統的自適應機制如圖5所示。

圖5 基于Echo模型的藍色經濟系統的自適應機制

3．1 藍色經濟系統的創新機制

Echo模型中主體通過標志集與資源集的匹配完成信息的轉移轉換，并與內部的資源集整合實現提煉創新的過程。由于系統內部的交流、共享行為使得知識有逐步形成共同意識的趨勢，反映到藍色經濟系統就是通過信息擴散、知識轉換、技術轉移等手段形成海洋文化。藍色經濟系統的創新機制的核心是形成區域創新體系，其根本推動力是科技創新，結合人才培養、產業升級、區域整合實現系統的可持續發展。

3．2 藍色經濟系統的學習機制

CAS理論認為，系統主體為了適應環境的改變，可以通過主動性的學習調整自身行為，這種改變也促進了系統的發展。就藍色經濟系統而言，其學習的過程分為3 個層次：海洋企業內部的學習，海洋產業區域的學習以及海洋系統整體的學習，3個層次中的知識傳遞沒有層次以及順序的限制［12］。海洋企業內部的知識創新通過信息共享、技術互動、知識擴散等影響到區域海洋產業的發展，區域海洋產業利用系統的漲落，可以提升海洋系統整體的活力；反之亦然。

3．3 藍色經濟系統的協調機制

藍色經濟系統是由多子系統構成的復合型復雜系統，其內部的主體具有多維的運行方式與利益目標，而系統整體目標的實現需要多個系統的有效協作。作為藍色經濟系統的子系統，經濟子系統的以效益最大化為目標，社會子系統以和諧與穩定為目標，資源環境子系統以保護與永續利用為目標，為了優化系統的運行從而達到最大效率，就需要構建合理的協調機制來均衡多方的利益關系。可以將Echo模型中的選擇性交互作用機制、交叉復制機制、條件變換機制等應用到藍色經濟系統中，表現為海洋區域產業聯動、開發與保護并重、低碳綠色發展等，綜合的評價指標可以使資源在系統中協調分配，優化系統的運行。

3．4 藍色經濟系統的進化機制

根據復雜適應系統理論，系統發生涌現需要具備非線性、不平衡、引力等特征，為了削弱系統的不平衡性產生的各種行為是系統進化的動力。藍色經濟系統內部的資源、信息、技術等的非平衡是促進系統產生涌現現象的動力。從最初的片面追求經濟效益的粗放型經濟到現在綜合評估社會、經濟、環境的綜合效益的環保發展，以及大力倡導的調整海洋經濟發展結構、扶持海洋服務業、海洋戰略性新興產業等措施，都是藍色經濟系統在適應環境變化過程中產生的涌現、進化的現象。

4 結束語

以海洋經濟為主體，承載了可持續發展理念的藍色經濟，已成為我國建設海洋強國戰略的重要組成部分。將復雜適應系統理論引入藍色經濟系統中，并將其分為社會子系統、經濟子系統、資源環境子系統以及海洋文化子系統，從而更清晰地觀察其內部的運行結構。應用Echo模型，對系統的匹配因素及標志區進行了分解，得出了藍色經濟系統可以通過創新機制、學習機制、進化機制及協調機制完成對環境的自適應行為。將CAS理論引入到對藍色經濟系統的研究，開拓了海洋經濟的研究思路，也為系統論在這一領域的進一步應用奠定了基礎。

［1］ZHANG Zhong－lin，WANG Li－quan．Design and research on the two－joint mating system of underwater vehicle［J］．China Ocean Eng，2008，27（1）：111－120．

［2］隋映輝．中國經濟定調藍色崛起［J］．商周刊，2010，10（11）：49．

［3］楊瑾，李震．淺議我國藍色經濟研究興起的背景及發展規劃［J］．海洋開發與管理，2013，30（1）：73－76．

［4］孫瑞杰，李雙鍵．中國海洋經濟發展水平和趨勢研究［J］．海洋開發與管理，2013，30（1）：63－68．

［5］孫吉亭．藍色經濟研究［M］．北京：海洋出版社，2009：12－15．

［6］約翰·H·霍蘭．隱秩序：適應性造就復雜性［M］．周曉牧，等，譯．上海：上海科技教育出版社，2000．

［7］KORNAI J．The socialist system：the political economy of communism［M］．New Jersey：Princeton University Press，1992：69－78．

［8］董志強．以科技資源配置與開發助推煙臺藍色經濟區建設［J］．環渤海經濟瞭望，2013（1）：19－23．

［9］蔣以山，謝維杰，高正，等．發展海洋化工業 振興藍色經濟［J］．海洋開發與管理，2013，30（1）：：77－79．

［10］白世貞，鄭小京．供應鏈管理復雜系統三層：回聲模型的研究［J］．價值工程，2010（17）：8－10．

［11］楊瑾．我國海洋化工業現狀及金融危機下的發展對策［J］．海洋開發與管理，2010，27（11）：78－79．

［12］WILDBERGER A M．Complex adaptive systems concepts and power industry application［J］．Control Systems Magazine，1997，17（6）：77－88．