價值共創視角下區塊鏈產業生態系統的共生演化研究：基于Logistic 的實證分析

張 慧，劉 婷，周泯非

（杭州電子科技大學管理學院，浙江杭州 310018）

1 研究背景

區塊鏈作為信息技術發展和商業模式創新的前沿領域，正在引領新一輪社會發展和產業的變革，區塊鏈技術與產業創新結合所引起的數字化、科技化、場景化是未來經濟發展的主旋律。產業生態系統與自然界的生物群落類似，都是一個與外在環境相互作用的有機整體。區塊鏈產業的發展除了需要科學技術和底層架構提供支撐外，也需要良好的企業發展環境和完善的產業配套與支撐體系［1］；同時，也只有運行良好的產業生態系統才能支撐起新興企業的成長，促進新興技術研發［2］，以及商業模式的變革［3］，進而推動區塊鏈產業的繁榮。因此考慮推動產業發展的政策不應只考慮單一的技術支持和創新要素，還應當從產業生態系統的視角整體考慮區塊鏈產業的培育和產業化。價值共創突破傳統的企業與顧客互動創造價值的思維［4］。強調價值創造環節中更廣泛的經濟參與者通過資源集成方式［5］，或通過資源重構方式［6］，來共同創造價值。隨著經濟社會不斷發展，創新主體間的邊界變得越來越模糊，多主體網絡協同互動的生態系統已成為價值創造研究的新范式［7］。價值共創作為產業生態系統的鮮明特征［8］，能夠促進實現產業生態系統內部各個參與主體和利益相關者之間資源、能力、信息的充分流動及創新整合［9］，共同推動彼此間的緊密協作，實現各自價值獲取目標［10］，進而實現生態系統的整體目標［11］。區塊鏈產業是依靠創新技術和數字化賦能衍生的新產業，而創新技術的應用和場景化布局僅靠單一企業的發展難以有效落實，必須要通過系統內各經濟參與者彼此間的資源共享和業務合作加以推動［12］。各價值主體間的價值共創是推動區塊鏈產業生態系統演化發展的核心動力。因而，基于價值共創的區塊鏈產業生態系統演化成為學術研究的重要方向［13］。

產業生態系統的演化過程是系統內各參與主體間競爭合作關系的動態體現［14］。近年來，學者們主要從競爭和協同兩個角度對產業生態系統的演化機制、演化路徑等方面展開研究。一方面，系統內各個參與主體相互合作［15］，打破彼此間的知識和資源的邊界［16］，不斷整合和共享內外部創新資源［17］，在實現自身獨立發展的同時維持整個產業生態系統健康運行［18］，推動產業生態系統向更深層次演化［19］。另一方面，參與主體間也存在彼此競爭和資源爭奪等問題［20］，產業生態系統成員間的關系受到多方面因素的共同影響和制約。產業生態系統內核心企業的主導地位會隨著上下游企業創新資源的增加和規模的擴張而受到威脅［21］，從而影響系統的整體演化效應［22］。隨著數字經濟的發展，組織間的邊界越來越模糊，價值共創活動不再聚焦于單一價值鏈，而是逐漸擴展至多元價值網絡［23］。價值主體之間存在更為復雜的、動態耦合的網絡交互關系［24］，系統內各個參與主體間的價值獲取及競合關系的協調對生態系統的有序演化至關重要。因此，綜合考慮適當的競爭機制及資源集成、共享、創新互動等協同方式對實現價值共創的影響［25］，探討我國區塊鏈產業生態系統發展動力機制與演化規律成為關鍵。

目前學者們對區塊鏈相關技術、應用場景的研究對區塊鏈產業的研究起到了不同程度的促進作用，但現有研究仍存在以下不足：（1）相關研究大多集中于支撐區塊鏈產業發展的突破性創新技術及區塊鏈技術在數字貨幣的應用、“區塊鏈+”的各種商業模式與產業模式概念以及區塊鏈技術對經濟發展的定性研究等幾方面，沒有明晰區塊鏈產業生態系統中的構成要素和演化路徑，難以指導相關產業在區塊鏈技術發展迅速的當下進行合理的戰略規劃與安排；（2）學者們主要從靜態的角度，采用探索性案例分析、構建概念模型等方法探討產業生態系統演化過程和機制，而區塊鏈產業生態系統的演化是一個復雜的動態過程，僅通過案例描述和分析難以厘清其內在機制與演化規律；（3）價值共創作為產業生態系統維系和發展的直接動因，可以闡明生態系統中各價值主體從競爭走向互利共生的動力和機理，而現有研究缺少從價值共創視角探討區塊鏈產業生態系統的共生演化問題。因此，本研究通過對區塊鏈產業生態系統的內涵和構成進行界定，在明確區塊鏈產業生態系統價值構成的基礎上，利用擴展的Logistic 方程建立區塊鏈產業生態系統共生演化模型，并通過計算機仿真模擬區塊鏈產業生態系統各價值主體的發展趨勢和演化過程，明確區塊鏈產業生態系統的最終演化方向，以期為助推我國區塊鏈核心支撐技術的提升以及區塊鏈產業系統之間各價值主體之間的融合發展提供理論支撐和政策啟示。

2 區塊鏈產業生態系統的構成分析

Frosch 等［26］首次提出“產業生態系統”的概念，將其定義為由多個產業群落與內外部環境相互作用形成的復雜系統。隨后，學者們圍繞這一理論基礎展開了不同視角的研究，如Lambert 等［27］從循環視角提出產業生態系統與自然生態系統運作規律相似，目的是實現物質、能量、資源在系統內的循環和可持續發展；李曉華等［28］從演化的視角提出產業生態系統是由參與者共同協調各方力量，推動系統不斷發展演化而成；Chandler 等［29］從協同的視角，通過微觀、中觀、宏觀三大層次研究系統主體間協同發展共同創造價值的過程，指出產業生態系統是通過不同主體間的聚合反應、推動系統共生共榮所形成；基于Lambert 等［7］的研究，Han 等［30］、李恒毅等［31］提出產業生態系統內所有利益相關者都是價值共創進程的潛在主體，通過彼此間的開放協作充分整合并盤活有限的生產要素和創新資源，滿足各自價值獲取目標和生態系統的整體目標；Damali 等［8］、Adner［32］提出產業生態系統中單個成員無法獨立整合資源和創造價值，需要通過企業間協作、產學研合作等多種模式互動耦合形成價值共創的途徑。價值共創理論認為隨著市場快速變革，價值的創造與獲取需要生態系統中更多參與主體的緊密協作［33］，為研究產業生態系奠定了新的理論視角。

結合以往學者的研究和區塊鏈產業的獨特性，本研究將區塊鏈產業生態系統界定為以區塊鏈技術為基礎，企業、政府、市場為協同主體，由價值中樞層、價值融合層、價值服務層3 類價值主體在一定的共生環境中圍繞價值獲取和創新互動而協同創造價值的復雜系統。在區塊鏈產業生態系統中，各個價值主體在共同目標和創新環境的作用下，圍繞資源共享和知識交互形成共生效應，不斷創造利潤和價值，使系統向共生演化高階方向演進［34］。

3 區塊鏈產業生態系統共生演化模型

3.1 區塊鏈產業生態系統概念模型

共生理論認為完整的生態系統由共生單元、共生模式和共生環境3 類要素構成，三者相互作用、缺一不可［35］。其中，共生單元是生態系統存在的基礎；共生模式是價值主體間演化發展的形式；共生環境是生態系統良好運行的支撐和保障。根據上述對區塊鏈產業生態系統概念的界定，區塊鏈產業生態系統中3 類價值主體分別處于不同的生態位，通過提供獨特和專業化的產品或服務，進而擴展和優化各自的生態位，強化自身存續情況和能力，三者協同共同促進創新資源的整合及價值的增生、再創造，最終驅動區塊鏈產業生態系統運行、演化和發展［14］。

價值共創視角下區塊鏈產業生態系統的共生環境包括政策環境、經濟環境以及社會文化環境等，良好的共生環境能夠通過合理的內外部治理和監管機制正確引導區塊鏈產業的發展方向，避免參與主體間的機會主義和不正當競爭行為，加快促進區塊鏈應用落地，統籌協調區塊鏈產業生態系統的整體發展，最終實現價值共創。共生演化理論認為，不同物種之間通過創新資源流動和整合形成的合作關系是維系生態系統平衡［16］，實現從獨立發展向互利共生演化的關鍵［36］。產業生態系統隱含了生態學的概念架構，其價值主體的共生模式與生物種群的演化相似［37］，也包括獨立共存、競爭、寄生、偏利共生、互利共生5 種模式。獨立共存是指價值主體之間互不影響，各自獨立發展；競爭模式是指不同價值主體在創新資源有限的環境中，出于自身發展需求而存在的資源爭奪和競爭關系；寄生模式是指價值共創主體間一方發展受損，而另一方發展受益的共生關系；偏利模式是指在價值主體交互過程中，一方發展受益而另一方發展不受影響的共生關系；互利模式是指不同價值共創主體間通過彼此合作共享資源所形成的高階互動關系，在實現自身規模增長的同時促進彼此協同共贏。區塊鏈產業生態系統的演化效果取決于不同主體間協同和共生的模式。如圖1 所示。

圖1 價值共創視角下的區塊鏈產業生態系統概念模型

3.2 基于Logistic 模型的區塊鏈產業生態系統共生演化模型

3.2.1 研究假設

假設1：區塊鏈產業生態系統是由價值中樞層、價值融合層、價值服務層3 類價值主體構成，與自然界生態系統一樣，由于受到一定的環境因素的限制，價值主體從發展到消亡的過程受到多方面因素的制約和影響。

假設2：在資源環境的制約下，價值主體規模最大值為N，當達到最大值時價值主體的規模不再增加。

假設3：3 類價值主體各自質參量獨立時的增長符合Logistic 模型增長，在演化過程中某一類價值主體的增長率受到其他類價值主體規模和密度的影響，由于系統資源總量有限，某一類價值主體規模的密度增加會導致對創新資源的爭奪加劇，從而使其他類價值主體的增長率下降。

假設4：當價值主體增長規模的邊際成本與邊際收益相等時模型處于穩定狀態，此時價值主體的規模處于最佳狀態并不再增長。

假設5：3 類價值主體的共生發展過程是彼此制約和相互促進的過程，當共生系數為正時各價值主體受益，當共生系數為負時各價值主體發展受到阻滯。

3.2.2 模型構建

區塊鏈產業生態系統從產生到成長的演化過程實質上是系統內不同價值主體規模不斷增加、創新能力不斷提升、各方協同發展共同創造價值的過程，它與自然界的生物群落一樣，具有環境適應性、競爭性、協作性等與生物群落相似的特性，研究其內部主體規模、結構和整體演化規律需要借鑒生態學演化方法，因此，首先借助生態學Logistic 模型探討生態系統內不同參與主體規模的增長規律，構建區塊鏈產業生態系統共生演化模型。假設價值中樞層、價值融合層、價值服務層的規模分別為y1、y2、y3，主體規模的自然增長率分別為r1、r2、r3，在創新資源一定的情況下價值中樞層、價值融合層、價值服務層的最大規模分別為N1、N1、N1，那么，區塊鏈產業生態系統價值主體間的動態演化方程為：

公式（1）中：y10、y20和y30分別表示區塊鏈產業生態系統價值中樞層、價值融合層、價值服務層最初不受任何影響，彼此獨立的發展規模；r1y1、r2y2和r3y3分別反映價值中樞層、價值融合層、價值服務層自身發展趨勢；分別表示系統內剩余資源占總資源的比例，即價值中樞層、價值融合層、價值服務層3 類價值主體由于創新資源總量的限制導致發展受到阻滯。

在資源環境一定的情況下，區塊鏈產業生態系統中各個價值主體的發展規模和演化模式相互作用、彼此影響，各主體間存在復雜的動態耦合關系，并逐漸形成多邊合作協同機制。由于3 類價值主體之間共生關系強弱不同，通過擴展的Logistic 模型得到三者之間的共生動態演化模型如下：

公式（2）中：S12表示價值融合層對價值中樞層的共生作用系數，S13表示價值服務層對價值中樞層的共生作用系數；S21表示價值中樞層對價值融合層的共生作用系數；S23表示價值服務層對價值融合層的共生作用系數；S31表示價值中樞層對價值服務層的共生作用系數，S32表示價值融合層對價值服務層的共生作用系數。

3.2.3 模型分析

根據對共生系數的取值進行組合和分析，可以得到如表1 所示的區塊鏈產業生態系統價值主體的共生模式。

表1 區塊鏈產業生態系統的共生演化模式

為了分析區塊鏈產業生態系統的均衡條件和穩定性，通過雅克比矩陣求得公式（2）的解，即E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8，這 8 個均衡點構成了價值主體共生演化生態系統的邊界，以此為基礎探討價值主體之間的動態演化過程，如表2 所示。

表2 區塊鏈產業生態系統演化穩定性分析

表2（續）

4 區塊鏈產業生態系統共生演化模型的仿真分析

根據表1 和表2，生態系統的均衡狀態及共 生模式的發展軌跡受到價值主體間共生度強弱的影響，通過數值仿真更能清楚地體現出價值主體間在不同共生系數下的模式演變規律和共生演化發展軌跡。假定區塊鏈產業生態系統價值中樞層、價值融合層和價值服務層的自然增長率分別為0.05、0.10、0.03，初始規模均為100，在創新資源總量有限的條件下3類價值主體的發展規模最大值均為1 000，演化周期為800。利用MATLAB 2018 分別對5 種共生模式進行仿真分析。

4.1 獨立共生模式

價值主體間共生系數都為0，區塊鏈產業生態系統3 類價值主體獨立發展、互不影響，其發展速度和規模只與自身增長率相關，彼此間不存在共生效應；經過一定時間的發展，3 類價值主體的規模分別達到上限。如圖2 所示。

圖2 區塊鏈產業生態系統價值主體獨立共存模式仿真結果

4.2 競爭共生模式

當-1＜S＜0 時，為平等競爭模式，此時S12=-0.2，S13=-0.1，S21=-0.3，S23=-0.2，S31=-0.1，S32=-0.4，區塊鏈產業生態系統價值主體演化的仿真結果如圖3 所示。在這一模式中，價值中樞層的發展不僅與自身相關，還受到了來自價值融合層和價值服務層的共同影響，再加上資源環境的限制，價值中樞層的發展過程經歷了從上升到下降的波動，最終沒有達到最佳規模；價值融合層和價值服務層也分別受到其他價值主體發展的影響，最終發展受到阻滯。價值融合層的資源依賴性較強，受價值中樞層和服務層影響較深，處于價值融合層的企業雖然自身發展速度較快，但隨著信息技術的快速發展，未來如果不能更好地將區塊鏈技術與自身應用場景相結合，最終規模數量將最小。

圖3 區塊鏈產業生態系統價值主體平等競爭模式仿真結果

當滿足其中某一類價值主體對另外兩類價值主體的共生度S均小于-1 時，為惡性競爭模式，此時S12=-0.2，S13=-0.1，S21=-1.3，S23=-0.2，S31=-1.2，S32=-0.3，區塊鏈產業生態系統價值主體演化的仿真結果如圖4 所示。在這一模式中，價值融合層和價值服務層的共生系數較大，資源消耗嚴重，只經歷了一個短暫的發展過程，最終趨于衰亡；而價值中樞層在競爭過程中不斷得到發展壯大，最終突破自身規模上限。

圖4 區塊鏈產業生態系統價值主體惡性競爭模式仿真結果

4.3 寄生共生模式

在寄生共生模式中，每類價值主體都希望從其他主體身上獲取利益，實現自身規模增長和發展。當S12=-0.1，S13=-0.1，S21=0.3，S23=-0.1，S31=0.2，S32=0.1 時（以下簡稱“情形1”），價值融合層和價值服務層寄生于價值中樞層，區塊鏈產業生態系統價值主體寄生模式演化的仿真結果如圖5 所示。在這一模式下，價值中樞層由于被寄生受到價值融合層和價值服務層的資源消耗，規模演化經過短暫增長后就隨著價值融合層和價值服務層的發展增長開始下降，最終主體規模沒有達到最大值；而價值融合層和價值服務層則由于寄生而受益，最終規模因受益而有所增加。

圖5 區塊鏈產業生態系統價值主體寄生共生模式仿真結果（情形1）

當S12=0.2，S13=0.1，S21=-0.3，S23=-0.2，S31=-0.3，S32=0.1 時（以下簡稱“情形2”），價值中樞層分別寄生于價值融合層和價值服務層，區塊鏈產業生態系統價值主體演化的仿真結果如圖6 所示。在這一模式下，價值中樞層由于寄生而受益，使自身利益得到了最大化；而價值融合層和價值服務層由于受到價值中樞層的影響和資源占用，發展規模受到制約。

圖6 區塊鏈產業生態系統價值主體寄生共生模式仿真結果（情形2）

4.4 偏利共生模式

當S12=0.2，S13=0.1，S21=0，S23=0，S31=0，S32=0 時（以下簡稱“情形3”），區塊鏈產業生態系統價值主體間偏利共生演化的仿真結果如圖7 所示。在這一模式下，隨著創新資源的增加，技術應用和模式落地，價值中樞層從共生關系中獲得了更多的創新資源從而受益，企業發展增長突破上限；而價值融合層和價值服務層各自正常發展，不受到其他因素和環境的影響，增長上限沒有變化。

圖7 區塊鏈產業生態系統價值主體偏利共生模式仿真結果（情形3）

當S12=0，S13=0，S21=0.3，S23=0，S31=0.2，S32=0 時（以下簡稱“情形4”），區塊鏈產業生態系統價值主體間偏利共生演化的仿真結果如圖8 所示。在這一模式下，價值中樞層的發展規模與自身增長率相關，不受到其他因素的影響；價值融合層和價值服務層在共生關系中受益，發展速度加快，突破自身規模增長上限。

圖8 區塊鏈產業生態系統價值主體偏利共生模式仿真結果（情形4）

4.5 互利共生模式

當S12=0.3，S13=0.2，S21=0.2，S23=0.1，S31=0.1，S32=0.1 時，為互惠共生模式，區塊鏈產業生態系統價值主體演化的仿真結果如圖9 所示。此時，3 類價值主體之間的共生作用系數均為正數，彼此在交互協同中受益，因此各自的增長上限上升。共生作用系數決定了價值主體增長上限上升的幅度，共生作用系數越大，價值主體增長上限上升的幅度越大。價值主體最終穩定狀態均大于其各自獨立發展時的最大規模。在互利共生模式下，區塊鏈產業生態系統共生演化狀態和效果達到最佳，此時3 類價值主體能夠沖破環境資源限制，實現互利共贏和價值最大化。

圖9 區塊鏈產業生態系統價值主體互利共生模式仿真結果

5 主要結論及政策建議

5.1 主要結論

本研究以區塊鏈產業生態系統為研究對象，基于價值共創視角構建了區塊鏈產業生態系統共生演化模型，通過對模型的穩定性和均衡狀態進行分析和仿真，從理論和實證兩個維度深入探討了區塊鏈產業生態系統演化過程。主要結論如下：

（1）區塊鏈產業生態系統是由價值中樞層、價值融合層、價值服務層3 類價值主體在一定的共生環境中圍繞價值獲取和創新互動而協同創造價值的復雜系統，不同的價值主體分別處于不同的生態位，通過彼此間資源集成和重構共同驅動區塊鏈產業生態系統運行、演化和發展。其中，價值中樞層掌握著核心技術和創新驅動力，是價值共創的起點和價值網絡的節點；價值融合層布局區塊鏈全場景運用，是實現價值轉移的載體；價值服務層通過提供技術、資金、人才的支持協同價值中樞層和融合層，進而完成價值共創的完善與升級。三者協同共同驅動區塊鏈產業生態系統運行、演化和發展。

（2）價值主體之間共生系數的大小決定了區塊鏈產業生態系統共生演化的均衡狀態。區塊鏈產業生態系統演化是價值主體間協同耦合、交互作用的過程，每一類價值主體的規模增長與共生體系中其他主體的數量和增長率息息相關。共生作用系數均為正時，每一類價值主體都會從相互協同中獲益，自身發展的增長上限上升，共生作用系數越大則增長上限上升的幅度越大。3 類價值主體相互作用，通過多邊協同合作機制形成互利共生演化發展路徑。

（3）區塊鏈產業生態系統價值主體間共生關系呈現出從獨立共存、競爭、寄生、偏利共生向互利共生的轉化，隨著系統內成員間競合關系和資源利用情況的改變，在不同的共生系數作用下，各類價值主體的最大規模和增長率不斷發生變化。在互利共生模式下，區塊鏈產業生態系統發展狀態達到最佳，此時3 類價值主體之間的共生作用系數均為正數。3 類價值主體彼此從合作中受益，價值主體的最終穩定狀態均大于各自獨立發展時的最大規模。因此，系統成員應致力向互利共生模式發展演進。

5.2 政策建議

區塊鏈產業的良好運行除了需要開展創新技術的研發和應用外，還需要完善、協調的產業生態系統做支持，而區塊鏈產業本身所具有的不穩定性及其所處產業生態系統的不協調性要求培育和發展區塊鏈產業的關鍵是要促進創新資源整合和產業融合發展。基于以上結論，對區塊鏈產業生態系統發展提出建議如下：

（1）充分平衡區塊鏈產業生態系統種群共生演化動力。處于生態系統中的企業要提高以創新為核心的發展戰略的契合度，促進產業內模塊化分工和創新要素統籌優化；同時以市場需求為導向，加強區塊鏈技術的應用落地，打造全方位的區塊鏈應用場景，共同協調好產業生態系統內利益驅動和協同共生兩大因素之間的關系。

（2）優化區塊鏈產業生態系統的共生環境。區塊鏈平臺型企業不僅要加強信息平臺建設，使更多的價值主體更容易加入區塊鏈產業生態系統，也要加強系統合作創新的標準化和制度化，為系統成員發展提供透明、通暢的信息環境，增強彼此間交互關系，減少價值主體間機會主義行為的發生概率。

（3）制定和完善高效的區塊鏈產業生態系統協同創新機制。企業要加強與用戶、市場之間的互動和合作，布局區塊鏈場景化落地，進一步擴展區塊鏈產業價值的廣度和深度，逐步形成由橫向業務鏈和縱向行業流縱橫交錯搭建的產業鏈網，最終實現區塊鏈產業生態系統從低階向高階方向演化。