耗散結構理論下區域物流系統演化機理研究

鄭 捷

（廣東海洋大學寸金學院 廣東湛江 524094）

引言

物流業作為國民經濟發展的基礎性產業，目前已成為衡量一國或地區現代化商貿體系建設和綜合經濟實力水平的重要標志。而在區域經濟系統之內，區域物流又往往被視為區域經濟發展的 “加速器”。區域物流以滿足區域自然、政治、經濟、軍事及人民生活所需為基本目標，依托區域物流中心城市，以公路、鐵路、內河航道等運輸方式為基礎，有序連接各物流節點，使得物流子運作模塊，如倉儲、運輸、配送、搬運及各類信息服務實現良好運作，提高區域內資源配置水準，達到最終削減物流網絡系統冗余成本，實現區域物流健康發展的目標。以往針對區域物流發展的研究更加側重其功能性，而忽略了其作為社會經濟系統基礎組成部分所具有的發展性、突變性。

耗散結構理論以開放系統為研究對象，著重闡明開放系統如何從無序走向有序的過程。該理論指出一個原理平衡狀態的開放系統，一定會通過與外界進行連續的物質與能量交換，跟隨外界條件變化形成基于內部的自組織現象，繼而實現整個系統從原來的無序狀態自發地轉向時空及功能上的宏觀有序狀態。耗散結構理論進入我國后得到了廣泛的應用，諸如把自然環境看成耗散結構，把人類行為看作外界物質和能量的觀點，為研究開放環境下的系統發展具有重要意義。同時，耗散結構理論能夠幫助我們更好地認識區域物流系統的生態性和復雜性，其作為一個動態變化的網絡體系，具有自己的生命演化軌跡，這也啟示在現代區域物流系統演化發展的過程中，只有更加重視整個系統的均衡與協調，才能更好地促進其整體水平的提高。

區域物流系統耗散結構特性分析

耗散結構是一種由非穩態的、混沌失序的狀態下向一種在時間、空間及功能性方面有序的狀態轉變的理論。耗散結構概念定義的核心可用如下幾個關鍵詞定義，即非平衡態、非線性、開放系統、具有漲落動態性及突變性。區域物流系統同樣是一種動態變化、開放的非平衡體系，因此基于耗散結構進行分析，可以發現區域物流系統具備耗散結構演化條件及基礎。

（一）系統非平衡態

從無序到有序的變化過程常被定義為非平衡狀態，混沌理論便指出 “一切事物的原始狀態都是一堆看似毫不關聯的碎片”。自組織理論則強調 “非平衡是有序之源”。對于區域物流系統而言，作為連接生產和消費環節的中間系統，其發展過程介于穩態和非穩態之間，屬于一種典型的非平衡系統，因此在系統演化的過程中，呈現出不同程度的不均勻性及多樣化特點，比如伴隨物流市場分布的擴張，物流需求呈現快速遞增或緩慢消減的動態過程；而物流企業集群化發展的過程中，物流企業專業分工與合作水平提升，物流技術創新及應用多樣化，伴隨著新技術和新應用的加入，既有平衡體系不斷被打破，總體上處在非平衡態的發展過程。

（二）非線性作用

區域物流生態系統內各子系統間在非線性機制作用下可以助推系統向前發展，因此非線性相互作用機制表現在競爭與競合兩個層面。一方面，區域物流系統內部具有彼此競爭的關系，這是由于同一系統內部在資源利用、技術創新、制度共享等方面具有拮抗性，通常企業競爭實力越強，就越能夠主導有限的要素資源分配，帶來更大的內部差異性和不平衡性，因此使得區域物流系統非線性發展水平提升；另一方面，物流市場隨著現代生產力發展水平的提升而具有更加顯著的競爭態勢，在這一背景下，區域物流系統的組織結構和個體組織的價值鏈重構，使得產業鏈縱向和橫向實現一體化協作，從競爭到競合，體現了區域物流系統作為一個復雜的產業生態系統，在形成和發展過程中具有顯著地時變性和非線性。

（三）開放性

區域物流生態是一個復雜的社會經濟系統，具有開放的特性，主要體現在區域物流系統可以接納來自生產和消費層面的資源，構建物流服務并借此加強生產與消費之間的聯系。在這一功能下，區域物流系統需要來自其他社會經濟系統輸入的能量與物質，通過不斷輸入負熵流，實現系統內部總熵減少，繼而實現區域物流系統正常運轉，各功能結構協同程度不斷提升并持續改進資金流、物流、商流的價值構成，改變物的空間狀態，實現對社會經濟增長與發展的有效支持。

（四）漲落性

與社會經濟系統的運行類似，區域物流系統同樣存在著各種漲落情況，漲落的原因和持續的時間都無規律性可循，比如由于某一時段物流需求的下降導致物流設備閑置、物流服務冗余。而另一時間段則出現物流需求激增、物流運行效率顯著提升的情況。同時，物流技術的創新與物流組織制度的創新等也在很大程度上關乎物流系統的漲落，且由于區域物流系統是一個龐大的、組成復雜的社會經濟系統，不同結構和環節出現漲落也會帶來其他相關環節發生漲落，繼而形成一種非線性的連帶效應。因此，通過有規律、不斷變化的漲落系統，可以促成新系統穩態及新結構的形成。

（五）突變性

根據系統論的相關原理，突變指的是系統通過失穩從一種狀態進入另一種狀態的過程，它是系統質變的一種基本形式。突變是自然系統中常見的現象。用在區域物流系統中同樣可行。按照法國科學家居維葉的論斷，突變是一種由于某種突發性原因導致的情況，其主要通過外部影響出現。對于區域物流系統而言，外部因素驅動系統內部發生變化的例子數不勝數，比如物流政策的變化導致物流成本發生突變，繼而產生一連串影響。又或者由于技術創新的累積，在某一時點造成系統在綜合效率和發展方向方面的突變。對于突變而言，不僅無法預測突變的方向，同時也無法準確把握突變的影響性大小。

區域物流系統耗散結構演化模型

（一）確定狀態參量

根據前文的分析，在耗散結構理論下，作為一個非平衡、開放且易突變的系統，區域物流系統的演化過程需要進行定量分析才能夠更好地體現其變化特點。但應用耗散結構理論進行分析具有一定的局限性，其對整個區域物流系統動態演化過程的分析是粗線條的，因此要想更好地確定區域物流系統演化的機理，需要對演變過程中的相關元素進行針對性分析，以突出主要影響因素。

在選擇狀態參量的時候，以物流成交量作為反映區域物流系統狀態變化的控制變量，社會經濟條件為控制參數，區域物流基礎設施建設水平為主要影響參數。雖然區域物流系統是一個復雜的開放系統，但本研究中可以認為區域中一些其他類型的商品流通渠道（個人運輸等）不對區域物流系統的貨運量等主要變量產生影響。本文主要研究以物流成交量為主要因素的物流系統發展水平，這是因為物流成交量在內部關聯物流環境、條件和實現產品轉運的相關要素，在外部則關乎區域社會經濟發展情況，因此作為一個反映社會經濟系統運行狀況的中介變量，能夠較好地體現出區域物流系統發展與經濟發展之間的互動關系。

（二）確定演化模型

通過上述分析，建立以物流成交量為狀態參量的區域物流系統演化模型。

首先，將整體研究區域分為若干分支區域，以往學者在探討類似問題時強調以行政區劃進行分類（何杰、楊文東，2007），本文借鑒這一做法，將整體區域分為n 個分支區域（1，2，3，…，i，i+1，n），第i 點的物流成交量記為Xi，區域物流系統發展水平以∑Xi表示。由此得到：

（1）式中，當Li=Lj且X2i=X2j時，原式變為簡單的羅杰斯特方程，其中KiXi(Ei-Xi) 代表區域物流貨運量的自組織過程；Ki為i 區域物流貨物量的自然增長率；Ei則代表達成Xi貨運量的環境允許值，即區域物流系統最大負荷量。而僅當Li=Lj時，式（1）變為吸引力方程，此時∑j(X2i-X2j)e-bdij表示了區域物流成交量的擴散程度，這也反映出區域物流系統的覆蓋能力，物流擴散程度越高，越能夠幫助本區域產品快速流通至其他區域，而當擴散程度不高時，說明本區域物流水平不高，其他區域的產品快速流入本地。而當Ei≠Xi、Li≠Lj且X2i≠X2j時，整個方程更加復雜，能夠描述區域物流貨運量的自組織過程，區域物流系統的覆蓋能力及基礎設施對吸引其他地區物流產品在本區域集散的能力，這反映了區域物流組織形態的高級模式，即形成一種類似于物流節點體系。需要明確的是，式（1）中b為區域貨運量對產品轉移敏感性的常數，dij則為物流區域i 與區域物流中心j 的距離，p 為物流基礎設施吸引力與物流貨運量的比例常數。

區域物流系統演化機理模擬

（一）不考慮區域間貨物流動的形式

當區域物流系統內部不存在區域間聯系的時候，整個開放系統進入一種理想化狀態，這一狀態受外界信息變化的擾動較小，因為系統內部基本不與外界體系產生關聯。而根據區域物流系統的一般定義，要實現區域物流發展，就需要通過一定地域內多個企業及系統間的協作，實現大范圍專項或綜合物流活動的過程，其目標是實現區域物流的合理化運轉。依托物流園區、貨運通道、外部交通設施及配送體系，實現不同區域內物流、資金流、信息流的流轉。在不考慮區域間貨物流動的理想狀況下，區域物流的跨度減小、動態性減弱，從生產到消費領域的連通能力弱化，當外界因素（如物流供求變化、基礎設施建設水平提高）對穩態實施擾動時，系統內部呈現漸次升級狀態，按照耗散結構理論的相關說法，在系統由理想狀態向開放狀態發展過程中，系統的熵增量由外部熵交換和系統運行產生的熵兩部分組成，當來自系統外部的負熵流增加到一定程度時，便可抵消系統內部運行產生的熵增量，由此促進整個體系由無序狀態向有序狀態發展。

（二）復雜區域物流系統的耗散結構分支演化

當區域物流系統功能逐漸豐富后，由公式運算可得到圖1 所示的函數關系，

易知在復雜的區域物流耗散結構體系下，dXi/dt與Xi的關系服從正態分布，據此可做出函數圖像如圖1 所示。

結合圖1 的函數曲線可知，區域物流系統貨運量增長率隨物流成交量的增加呈現先增后減的變化趨勢，在Xi=Ei/2處達到最大值。因此，可以看出區域物流系統在擁有多個區域的常態化模式下，整個系統的演化能力與區域物流環境承載量有密切關聯。當區域物流環境承載量由0 開始緩慢變大時，物流成交量呈現快速上升態勢，在這一過程中，區域物流系統進入快速發展階段，具體表現為區域內物流服務商增加、基礎設施建設水平提高、物流渠道豐富。當達到Ei/2，即區域物流環境承載量達到最大承載力的一半時，物流系統發展將隨著持續進入的物流服務商和不斷提升的貨運規模快速下降。此時區域物流系統基本已呈現飽和態勢，新進入的物流商能力無法充分釋放，部分原因是區域物流基礎設施建設規模既定，承載物流服務的能力幾乎達到上限，因此這時會出現物流成本增加、物流效率降低的情況，使得區域物流系統呈現向后演進的情況。

（三）區域物流系統的耗散演化過程調控分析

綜合上文的分析可知，區域物流系統演化方程主要受到演化系數λ 的影響，其內在關聯區域物流貨物量的自然增長率Ki、達成Xi貨運量的環境允許值Ei。區域物流貨運量變化率與環境允許值Ei呈 “倒U 型” 相關（非線性）。因此，區域物流系統的主觀調控因素較為重要，由于區域物流系統的演化過程與區域物流環境承載能力有極大關聯，因此物流政策、固定投資、稅收等客觀要素對于促進區域物流系統更好地完成高級演化具有一定的價值。使用圖2 的分岔圖，進一步分析演化系數λ 的不同變化階段下區域物流系統的耗散演化過程。

根據圖2 可以看出，當演化系數λ ＜λ1時，區域物流系統的狀態參量值較小，系統能夠消解并吸收這些參量的影響，繼而達到較為穩定的狀態，這一階段對應于區域物流系統在物流環境承載量達到Ei/2 前的發展過程。當演化系數λ＞λ1時，即區域物流系統狀態參數達到臨界值（Ei/2），由此系統小幅漲落發展為巨漲落，促發系統耗散結構失穩，并進一步向新的耗散結構發生演化。此后系統達到新的臨界點A，并形成a1、a2、a3不同的結構演化方向，如此不斷往復，在達到B 和C 等不同的臨界點時，同樣具有不同的演化方向，這也體現出區域物流系統作為一個組分復雜的系統具有的不同發展方向，在特定臨界值下區域物流系統以哪一方向進行繼續演化取決于內外部因素的綜合影響。比如在政策體系的臨界值下，通過推出有利于打破區域物流壁壘、降低物流成本并鼓勵跨區域物流協作方式，將有助于本區域內物流系統提高政策響應能力，有針對性地布局完善服務。而在物流技術創新的節點，通過把握現代物流科技的發展方向，能夠更好地促進系統內外信息流、物流、資金流交互能力的提升，繼而壓縮物流成本，提高綜合效益。一些學者將此概括為 “路徑依賴” 現象（吳亞超，2017），這也說明區域物流系統發展需要從內外部因素綜合考量并提升。

圖1 dXi/dt 與Xi 的函數關系

圖2 區域物流系統演化機理分岔圖

結論與建議

區域物流系統的演化機理關乎區域物流系統的建設與發展，當前我國區域物流發展水平日益提高，但在實際建設過程中還存在諸如資源錯配、協調性不佳、發展階段認知不清的問題，因而致使物流效率低下、持續發展潛力不足。從系統層面分析區域物流系統演化的相關研究有限，本文基于耗散結構理論推導了區域物流系統耗散結構演化機理，得出結論認為：區域物流系統在擁有多個區域的常態化模式下，整個系統的演化能力與區域物流環境承載量有密切關聯，而在理想情況下，區域物流系統會呈現動態演化趨勢并最終達到穩定的有限值。同時，區域物流系統的演化也受到內外部諸多因素的影響。綜合來看，可以得出如下啟示：

首先，正視區域物流系統演化過程的階段性、多變性，加強對區域物流系統發展的引導。針對區域物流系統演化與物流環境承載量的顯著管理，需要從完善交通基礎設施建設、提高區域產品物流組織規模兩個方面進行。因此，各地政府應將保護本地產品行為逐步轉變為保護我國產品行為，在區域產品物流活動中適度減少地方保護和降低行政壁壘。可以轉變政府職能，加強產品市場交易的政務服務，進一步維持產品商貿流通市場秩序。增強區域間產品市場合作交流，推動區域產品市場向一體化、融合化發展，推進相關物流政策的優化。隨著物流業的發展，不同市場和產業間的橫向連接更加頻繁，對于實現市場一體化起到決定性作用，未來需要強化體系內快速物流渠道的建設，促進一體化市場經濟，提高物流業的服務效率，更加充分地利用區域物流空間承載能力，促進物流系統高級化演進。

其次，正確對待區域物流系統與外界的資源和信息交流。例如通過引入物流產業園的模式，提升物流產業集聚，同時在物流固定資產投資和資源配置效率提升方面給予寬松地政策支持，提升物流企業自身競爭力的同時也能夠更好地應對區域內物流企業同外部企業的商業競爭產生的沖擊。物流業的發展離不開區域經濟的支持，為此要形成產業互補的共同的經濟市場，利用經濟驅力帶動物流產業的發展，優化區域內的物流服務模式，深化合作，優化資源，形成經濟合作的互補，促進物流業整體水平的提升。考慮到區域物流系統作為一個共生體系，其整體發展質量與系統內部產業及經濟運行質量密切相關，通過縮短不同區域間商品流通所用的時間和距離，可以快速構建一體化市場，由區域內經濟水平相對較高的城市或經濟體優先發展旅游、第三產業，促進共生經濟圈的整體經濟水平，同時促進共生經濟圈中心城市及其周邊的城市，借助市場一體化的有利影響，發揮其各自優勢，帶動區域經濟的發展。

最后，隨著物流業的發展，不同市場和產業間的橫向連接更加頻繁，對于實現市場一體化起到決定性作用，未來需要強化體系內快速物流渠道的建設，促進一體化市場經濟，提高物流業的服務效率。對于區域物流企業而言，要想更好地融入現代化物流市場，加強一體化、協同化建設水平，充分把握區域物流系統的動態演化規律，需要將現代物流技術與管理理念加以運用，通過建立以供應鏈管理為核心，大數據為主要支撐的物流企業基礎數據平臺建設，實現對本企業物流數據的實時收集分析。在外部，憑借新零售下的全新流通業態發展，實現物流數據的多樣化采集，同時接入物流產業大數據庫，通過智能化的數據運算體系，為企業發展和服務效率的提高服務，與此同時與智能物流相關的硬件設施及設備也需要加以完善和提升。通過建設互聯網移動基站，提高互聯網覆蓋率，大力培育具備信息技術能力的專業物流人才，形成從集生產、倉儲、發貨、物流、售后服務等于一體，多個層面統籌推進的現代物流體系，以便更好地融入區域大流通系統，提高綜合發展能力。