基于微觀主體行為的傳統產業集群低碳轉型升級機制分析

內容摘要：本文認為集群微觀主體為了適應外部低碳環境的約束而產生的自適應行為和交互行為，是直接促進集群低碳轉型升級演化的微觀動力。本文基于集群微觀主體行為的視角，研究了傳統產業集群低碳轉型升級的三種轉型升級方式和兩類主要的低碳演化機制，即“低碳合作演化機制”和“低碳策略擴散演化機制”。研究結果解釋說明了傳統產業集群微觀主體是如何通過自適應行為和博弈行為，來推動集群整體低碳轉型升級復雜現象涌現的微宏觀機理。

關鍵詞：微觀主體 傳統產業集群 低碳 轉型升級

引言及文獻綜述

當前低碳經濟已成為全球經濟與社會發展的大趨勢。發展低碳經濟，傳統產業集群的低碳轉型與升級是其中重要的組成部分。在我國傳統產業集群普遍存在的問題是高能源消耗、對環境污染較嚴重、創新能力不足和附加值低等，對傳統產業集群的低碳轉型升級是低碳經濟時代產業集群發展的必然導向模式，必將對我國未來的產業集群發展戰略產生深遠影響。

對低碳經濟轉型問題的研究已經成為各國經濟發展的研究熱點。在國外，Demailly等（2008）引入一個局部均衡模型就歐盟排放交易體系對歐盟鋼鐵企業的競爭力（包括生產和利潤）進行了定量研究；Sven Bode（2006）基于排放強度分別對產業碳減排的短期目標和長期目標進行了預測；Druckman等（2008）通過構建環境型投入-產出的EIO模型來分析英國的碳減排情況；Jyoti Parikh等（2009）通過投入-產出法（IO）和社會會計矩陣（SAM）模型對印度的碳排放情況進行了分析；Morrow等（2014）對印度水泥及鋼鐵行業能效提升及其二氧化碳減排潛力進行了評估。在國內，郭英等（2011）介紹了西方發達國家發展低碳產業集群的經驗及對我國的借鑒意義；范英等（2010）基于多目標規劃方法對我國CO2減排的宏觀經濟成本進行了估計，發現CO2排放控制對我國經濟有著十分顯著的影響。更多學者的研究則是直接提出發展低碳產業集群，如馮奎（2009）就我國發展低碳產業集群的宏觀背景、必然要求、發展模式和主要措施等問題進行了深入的思考；王歡芳等（2011，2012）對低碳產業集群動力機制的內涵、實現路徑和升級模式做了分析；秦艷等（2011）、王淑榮（2010）探討了發展低碳產業集群的對策問題；張宏娟和范如國（2014）基于復雜網絡演化博弈理論對集群的低碳演化進行了仿真研究；張宏娟等（2016）基于演化博弈理論對集群的低碳合作轉型升級機理進行了分析。

從以上學者的研究可知，目前關于產業集群的低碳化發展的研究還主要集中于宏觀層面的定性分析或通過計量方法對產業能源效率的測算等方面，而從集群主體的微觀層面，運用復雜系統理論方法的研究尚不多見。傳統產業集群的低碳轉型升級實質上是一個復雜自適應系統，集群由大量微觀的異質性行為主體及集群主體間的各種互動關系組成。傳統產業集群異質性主體是指集群內的企業、高等院校、科研機構、中介機構、社會服務體系、金融機構和政府機構等相互作用的微觀主體組成，即使是同一類型的集群主體（如企業），由于異質性也會表現出在實力規模和行為決策上的較大差異性（張宏娟等，2014）。集群主體間的互動關系是指集群內各主體對低碳策略的合作、競爭以及模仿等互動行為。傳統的宏觀理論解釋集群的低碳轉型升級，強調的是集群整體，但缺乏動態考慮，忽略了“源頭”問題是單個集群主體為了適應低碳環境的約束而產生的各種低碳行為，導致了集群低碳性質的涌現，即傳統產業集群低碳轉型升級的涌現是一個自底向上、從微觀到宏觀的過程。離開對集群主體自適應行為及互動關系的研究，將無法準確把握產業集群低碳轉型升級的復雜性特征。

本文基于集群微觀主體行為的視角，來解釋傳統產業集群低碳轉型升級的演化機理，深入分析傳統產業集群低碳轉型升級的動力機制、方式和兩類主要的集群低碳轉型升級的演化機制，研究傳統產業集群微觀異質主體是如何通過自適應行為和交互行為推動集群低碳轉型升級的機理。

傳統產業集群低碳轉型升級的動力機制

從宏觀層面上分析，推動傳統產業集群低碳轉型升級的動力因素來自于集群的內外部因素的共同作用。推動傳統產業集群低碳轉型升級的外部動力包括低碳經濟的約束、環境規制的作用、政府激勵和扶持政策的推動、技術水平進步和市場低碳需求改變等。推動傳統產業集群低碳轉型升級的內部動力包括低碳技術和知識溢出的要求、低碳策略的擴散、技術進步的動力、技術產品標準擴散和市場競爭的壓力等。在集群內外部動力因素的共同作用下，推動集群低碳轉型升級，使集群保持持久的競爭力和活力。傳統產業集群低碳轉型升級的宏觀動力機制如圖1所示。

從微觀層面上分析，傳統產業集群低碳轉型升級在于微觀主體為適應低碳經濟這一外部環境約束，而不斷調整自己低碳策略決策的自適應行為，以及集群主體之間發生的低碳策略的博弈行為（競爭、合作），這些集群主體的行為共同導致了集群低碳轉型升級現象的宏觀涌現。

霍蘭認為，系統的適應性就是在環境的作用下系統結構不斷改變的過程。基于復雜自適應理論，傳統產業集群的低碳演化是集群內的主體為了適應外部低碳約束的環境變化而不斷調整自身行為策略的復雜適應過程。在傳統產業集群低碳轉型升級的過程中，出于自身利益的考慮，追求成本最低化、風險最小化、利潤最大化的需求，同時受到例如需求集聚、資源整合、研發生產成本等驅動力的影響，集群內的主體會表現出多種多樣的行為。在傳統產業集群低碳轉型升級的不同階段，集群主體的適應行為往往需要采用與之相適應的低碳策略，這些微觀主體的多種行為，共同影響和推動著傳統產業集群的低碳轉型升級。

綜上所述，產業集群低碳轉型升級的微觀動力源于外部環境約束下集群主體的適應性、偏好性、主動性、學習行為等作用所產生的自適應行為和互動行為，是集群主體為了適應外部低碳環境的約束，所產生的自適應行為和發生的交互作用導致了傳統產業集群低碳轉型升級的涌現，這是一個從微觀到宏觀的過程，也是一個能量不斷放大的過程。傳統產業集群低碳轉型升級的微觀動力機制如圖2所示。

基于主體行為的集群低碳轉型升級方式

傳統產業集群主體為低碳轉型升級，通過獨立研發、合作創新所產生的低碳策略，一般有三個來源：一是源于集群主體自身的低碳研發投入所產生的新低碳策略；二是通過和集群內其他主體的合作所研發產生的低碳策略；三是通過集群外部獲取，例如通過與集群外部的發達國家企業基于清潔能源發展機制（Clean Development Mechanism，CDM）進行低碳合作所獲取的低碳策略。由于驅動集群低碳策略產生的動力主要來自于集群內部，因此本文主要只考慮前兩種的低碳策略來源。

假設由于外部環境的低碳約束，集群內的主體都必須主動或被動地進行低碳轉型升級，它們可以選擇自主地進行低碳研發，也可以選擇和集群內其他主體進行低碳合作，或者對集群內的低碳策略進行學習模仿，總的來說，集群內主體面臨三種轉型升級方式的選擇（汪碧瀛，2005）：

一是選擇進行自主低碳研發。自主低碳研發是指集群內主體憑借自身實力，獨立投入低碳研發所需的各種人力、物力、財力等資源來完成低碳升級改造，自擔風險、自負盈虧。

二是選擇和集群內其他主體進行低碳合作。低碳合作是指集群各主體之間，例如異質性企業之間、企業與高校之間、企業與政府之間資源共享、深度協作，以各合作方自身利益和合作聯盟的共同利益的雙贏為目的，所進行的低碳研發和改造等一系列合作行為

三是選擇對集群內其他主體的低碳策略進行學習模仿。低碳策略的學習模仿是指集群主體通過付出一定的成本來引進、購買集群內其他主體的先進低碳策略和低碳的核心技術等，集群主體可以選擇對其引進的策略進行完全的跟隨模仿，也可以其為基礎再進行改進。

低碳轉型升級的方式選擇是集群主體為了適應外部低碳環境和低碳市場競爭的自然選擇行為，也是集群主體之間競爭和合作的動態反應。所以集群主體在具體選擇低碳轉型升級的模式時，不僅僅會考慮自身的預期收益和策略選擇風險，還必須要考慮到集群內外環境因素的影響，同時集群主體具體的低碳轉型升級方式選擇還受到集群內其他主體模式選擇的影響。對傳統產業集群主體低碳轉型升級方式的分析如圖3所示。

基于主體行為的集群低碳轉型升級的演化機制

基于上文的集群低碳轉型升級的模式研究，本文將研究兩類主要的傳統產業集群低碳轉型升級的演化機制即“低碳合作演化機制”和“低碳策略擴散演化機制”，來全面、深刻地刻畫和反映傳統產業集群低碳轉型升級的特點和規律。在實際中，這兩種類型的低碳轉型升級的動態演化過程是同時發生的，比如在傳統產業集群的低碳轉型升級的過程中，集群主體A發現集群主體B所采用的低碳策略收益更高，因此對主體B的低碳策略進行學習模仿，與此同時集群主體A還保持著與主體B的低碳合作。

（一）傳統產業集群低碳合作演化機制

面對外部環境的低碳約束，集群內的這些主體都必須主動或被動地進行低碳轉型升級，由于傳統產業集群內主體之間協同低碳合作所產生的效益，會遠遠超出獨立集群主體作用的效果，因此相比自主低碳和學習模仿低碳策略的演化方式來說，低碳合作轉型升級具有成本低、風險較小、技術領先等優勢，是集群主體低碳轉型升級的一種主要方式。

對于傳統產業集群內大多數中小企業而言，各種資源不足是制約企業自主低碳研發的關鍵因素。為了共享資金、信息、技術等研發資源，集群內眾多相互關聯的集群主體會選擇通過共同的低碳合作研發來獲取集群的低碳轉型升級優勢。同時由于集群內資源的有限性，集群主體為獲取自身利益的最大化，還會采取各種競爭行為，因此傳統產業集群的各主體之間同時存在合作和競爭關系。

集群中的每個主體都是有限理性的，集群主體之間能否達成低碳合作意向，需要具備兩個基本前提條件：一是低碳合作聯盟的整體收益大于各集群主體進行單獨低碳研發時的收益之和；二是對集群單獨的主體來說低碳合作獲得的期望收益要大于自主低碳研發時的收益，即滿足帕累托改進的準則。當滿足這兩個基本條件時，集群主體就具有合作的動機。同時在低碳合作初始，傳統產業集群中的主體都要同意按一個各方都同意的最優共識原則來分配各自的合作收益。

傳統產業集群主體的低碳合作建立在自愿的基礎之上，強制性的政治和行政手段只能作為有效的補充。資金、技術、信息等資源互補是集群主體低碳合作的基礎。集群主體選擇低碳合作，目的是獲得更大的預期效益、減少獨立低碳轉型升級的風險、降低獨立低碳轉型升級的研發成本、獲取合作所帶來的倍增價值。

然而低碳合作也存在著核心低碳技術和知識溢出的風險，同時合作也需要付出一定的合作成本。傳統產業集群內主體在做出是否進行低碳合作策略的決定時，既要考慮到低碳合作項目能帶來的倍增收益，也要對低碳合作中低碳技術轉移等所帶來的溢出風險提升進行評估，還要考慮到未來進行低碳合作時的聲譽影響等。最終的低碳策略選擇還受到集群內其他主體的低碳決策的影響，是一個相互博弈的過程。

綜上分析，因為傳統產業集群內各種優勢資源的稀缺性，集群內的各主體會為了獲取競爭優勢和合作所帶來的倍增利益，而采取既競爭又協作的競合博弈。集群主體在彼此博弈的過程中，不斷調整自身的低碳博弈策略，來推動集群自身的低碳轉型升級，達到促進集群整體低碳轉型升級的目的。

（二）傳統產業集群低碳策略擴散演化機制

由于傳統產業集群的企業以中小企業為主，中小企業低碳轉型升級的先天不足是企業規模小、獨立進行創新研發的能力弱、抵御外部風險能力差，在人才、資金、信息、技術等方面都儲備不足。這些企業在低碳經濟的要求下，很難獨立進行低碳轉型升級，更多的還是模仿集群內其他主體的低碳策略，來降低自身的低碳轉型升級的成本和風險，因此低碳策略的擴散也是傳統產業集群低碳轉型升級的一種重要演化方式。

低碳策略在傳統產業集群內順利擴散的基本要素包括：一項新的有效的低碳策略；某個首先采用該低碳策略的集群主體；集群內其他對該新低碳策略完全不了解的主體；連接各主體的復雜網絡傳播渠道。首先采用新低碳策略的集群主體必定是具有一定研發實力和規模的主體，同時一項低碳策略若能順利擴散，則該集群主體必定和集群內其他主體有廣泛的連通和聯系，該集群主體通過自主低碳研發或低碳合作首先研發或采用了該新低碳策略，接著再向周圍的集群主體進行傳播擴散。若該集群主體是在集群網絡中具有龍頭地位的主體，那么該新的低碳策略的傳播速度將會更快且擴散范圍將會更廣。

集群內低碳策略的擴散演化還需要從選擇（Selection）和突變（Mutation）兩方面考慮。選擇是指集群中能夠獲得較高得益的低碳策略在集群以后的轉型升級過程中將被集群中更多的集群博弈主體所采用；突變是指集群中部分個體以隨機的方式選擇不同于集群群體的策略。在傳統產業集群低碳策略的擴散演化過程中，集群主體通過對自己認為最為有利的低碳策略的逐漸模仿，而逐漸形成自己的低碳策略選擇。在這個過程中，集群主體通過觀察比較，逐步調整自身低碳策略，而選擇采取能使自己得益最大化的低碳策略。

在傳統產業集群低碳策略的擴散演化中，集群主體之間的利益并不是完全一致的，某個集群主體利益最大化的實現往往意味著其他集群主體利益的減少。這樣，集群異質性行為主體之間就會展開競爭性的博弈，彼此根據博弈方的低碳策略來不斷調整自己的低碳模仿策略，以實現自己低碳行為的利益最大化。

綜上分析，在傳統產業集群低碳轉型升級的過程中，集群主體根據集群其他主體的低碳策略選擇，而不斷改變自己的低碳模仿策略，選擇利益最大化的低碳策略。集群主體通過這一自適應的策略行為和博弈行為，不斷推動傳統產業集群的低碳轉型升級。

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