一、引言
产业集群内各组织相互竞争与合作，形成一个互利共存的系统。集群生态平衡是外部环境相对稳定时，集群成员有合适的生态位，稳定的竞争与合作关系，集群协调稳定地发展。平衡稳定的集群是区域经经济发展的重要动力，但集群在发展过程中往往存在着同质企业无序竞争、合作企业协调不力、产业链条延伸不长等问题，以致于不能形成稳定的生态循环系统，集群优势不能充分发挥。本文运用生态系统理论对产业集群演进机理进行分析，进而分析集群生态系统平衡条件，以实现集群稳定协调发展，提升集群经济效益。
二、产业集群生态系统内涵界定
在一定地理区域内，制造领域的各生产、流通、服务企业与相关机构有机结合，彼此之间分工协作，降低成本、保持产业持续竞争力，形成了产业集群生态系统。产业集群生态系统是一个交易网络、技术网络和社会网络相互交织的网络化系统。
产业集群生态系统主要包括三个子系统，一是由核心企业、上下游企业、竞争者企业、辅助配套企业组成的生产要素系统；二是地方政府、金融机构、科研机构、中介机构组成的服务要素系统；三是由经济环境、社会环境、政治环境、文化环境、科技环境等组成的环境要素系统，三种系统相互依赖、竞合共生。产业集群生态系统是集群内外部要素相互协同发展的反映。
三、产业集群生态系统演进分析
产业集群生态系统演进由最初的“个体”，到“种群”，再到“产业集群”，最终形成一个集群生态系统。本文将其归纳为微观、中观、宏观三个层面的演进，分别为集群企业个体的演进、种群的演进以及集群与外部环境的演进。
(一)产业集群生态系统内部企业个体的演进机理
企业集聚会降低交易成本、带来资源禀赋等优势，因此集群内企业会不断聚集，但为争夺有限的资源及市场需求，企业间又不断进行着竞争。集群生态系统内企业个体间的竞争演进可以用生态位理论解释，如图 1，其中 a 表示种间平均分离度，b种内标准变异，用 a/b 来衡量种间相似性。如果产业集群内资源有限，那么集群内各企业就会为争夺资源或者抢占市场而发生竞争。当集群企业生态位宽度较狭窄时，即 a 较小，企业个体间相互重叠少,表示企业相似性低，没有或者很少有共同需求的资源，企业间竞争小；当集群企业生态位宽度增加且相互靠近时,即 a 较大且越来越大，企业个体间相互重叠增加,表示企业间需求的原材料、资源及产品相似程度高，为争夺有限的资源，企业间就会发生激烈的竞争，竞争促使企业间生态位分化,或某一企业 消失，企业间此消彼长，达到平衡状态。
(二)产业集群生态系统内部种群的演进机理
集群内部企业个体演进产生了众多种群，但此时的种群不具备协同、高效、稳定的特征，对区域经济辐射带动作用不强。需要集群内部种群进一步协调合作与竞争关系，优化组合，协同发展，实现1+1>2。
产业集群生态系统中各种群间相互合作，互利共生。制造产业通过技术更新获得跨越式发展，巨大的产品市场需求，带动每个种群规模扩张。产品金融服务、质量管理、售后修理、产品污染处理等领域虽然不直接服务于顾客，不直接进行产品生产，但却是集群中必不可少的，为集群生产行业提供服务，集群的健康发展离不开服务种群的支持与引导。政府、行业协会、工会等领域，为集群发展提供一个稳定的政策、社会、文化环境，而且不断进行着物质、信息、能量的交换流动，保证产业集群的生态性、开放性。
产业集群生态系统中各种群间存在着竞争关系。相似产业种群为争取更好资源、产品、市场等方面展开竞争,竞争力弱的产业被淘汰，生存性良好的产业得以留存,逐步实现最优规模,最终集群向科技化、生态化方向调整。以制造业集群为例，集群形成初期，制造产业在技术方面优势明显，巨大产品市场为制造产业种群带来了竞争优势，不断扩张，逐步成为集群核心产业。当市场供求发生变化时，制造行业的优势不断缩减，相反，顾客对于服务质量、风险管理等的需求不断增长，外部服务产业竞争力不断增强，逐步成为主导核心种群，进而改变了系统内部种群结构。
产业集群生态系统内部各种群不断进行竞争与合作，逐步形成有序发展的统一整体。通过充分竞争，各种群形成相对稳定的群落结构。通过长期合作，各种群间形成了固定的合作方式，满意的合作收益。产业种群演进过程中的路径依赖效应促使集群生态系统内部产业种群的规模扩张与结构调整进一步稳定下来。
(三)产业集群与外部环境协同演化机理
产业集群的环境承载量是有限的，当集群增长到一定数量时，有限的环境资源和其他生存必需条件就会起到抑制作用，因此集群不可能无限制增长。本文使用生态学理论中的逻辑斯蒂增长模型来分析集群发展的环境容量问题。逻辑斯蒂增长(Logistic growth)是指随着种群数量的不断上升，在外部资源的约束作用下，增长率不断下降，直到种群不再增长。Logistic growth 方程如下：
N 表示种群数量，K 表示环境容纳极限，N 个个体占用空间为 N/K ，(1—N/K)为剩余的空间。r表示种群瞬间增长率，随着密度增加而降低。在种群增长早期阶段，N 很小，因此 1—N/K 接近于 1，抑制效应很小，种群增长为 rN，呈几何增长。当 N增大到等于 K 时，1—N/K=0，dN/dt=0，种群零增长，达到平衡状态。如图 3、图 4 所示。
无环境资源限制的种群增长是“J”型指数型增长，环境资源限制的种群增长是“S”型逻辑斯蒂增长。在资源有限的条件下，产业集群不可能无限扩展。装备制造业集群生态系统内企业数量、种群数量必须与基础设施承载量、环境承载量保持一个相对平衡的状态，将集群数量保持在一个最合适的密度上，才能保持稳定性，实现可持续发展。
四、集群生态系统平衡相关分析
(一)企业间保持一定差异性
保持集群内企业的“多样性”。如果企业在生产效率、生产成本甚至最终产品上完全没有差异,则集群企业间必然存在激烈的竞争。过激的竞争甚至恶性竞争不利于产品质量的提高，容易破坏企业间信任关系。因此集群生态系统稳定发展必须使企业间保持一定差异性，为集群快速发展增添活力。
例如江苏沿江地区的化工产业集群，2007 年江苏沿江地区化工行业发展迅猛，2007 年总产值占全国的 8.27%。之后沿江各个市县大规模发展化工产业，仅 1 年时间，沿江地区有 66.67%的市县将化工作为主导产业，大量产品涌入市场，产品逐步供过于求，导致整个沿江地区经济效益下降。因此，在产业集群的发展过程中,要保持企业间适度差异性。
同时政府、行业协会可以通过加强监督、行业指导、鼓励创新等措施保证企业间保持一定差异性。
(二)打造集群生态产业体系
产业集群内种群间发展关键要在竞争和合作之间取得平衡。如产品生产种群、运输种群、销售种群等达到竞争均衡或供求平衡,从而形成稳定的生态产业链。在中介服务机构、政府部门以及外部环境因素辅助下，种群间就可以达到既竞争又合作的状态。主要可以参考以下几个方面：
1.选定产业集群核心种群。核心种群类似于自然生态系统中的“优势种群”,起到一种控制和导向作用。围绕核心种群会产生一系列以物质、能量等交换为纽带的种群,这些种群利用核心层产生的副产品、废弃物等作为生产原料组织生产，形成一种协作补充、供需平衡的关系，完成生态产业链网的构建。
2.合理利用资源，上下游企业依靠“食物链”建立生态产业链。合理利用水资源，下游企业使用的水质要求较低,可以采用上游企业的出水或者雨水进行生产。合理利用不可再生原材料，引入资源回收种群对废弃物进行无害化处理，实现资源循环回收利用。建立完善的信息库，统计生态链上产业的生产信息、废弃物流向信息、市场发展信息、技术信息、法律法规信息及其他相关领域信息等。通过对信息的实时掌握，可以提高上下游企业水资源、原材料的利用效率。
例如沈阳机床产业集群建立的生态产业链，以沈阳机床集团为主导核心企业，拥有 99%以上的自主知识产权，将高速加工、五轴联动加工等一批关键技术，运用于加工多功能数控机床、大型铣锉数控机床等产品，赢得广泛的市场，在国际上享有盛誉。集群核心企带动整个集群发展，沈阳机床集团将零部件生产以及对于最终产品的销售都分工到集群中广大上下游企业中，建设了部件产业团，创造了特许经营、特约服务的营销模式，集群不断向规模化、专业化生产转变。
(三)产业集群生态系统与外界环境和谐发展
产业集群是一种依托环境、资源而形成的经济组织，在发展中需要考虑资源、市场容量、基础设施承载能力、政府相关政策及社会文化环境等外部环境因素，将集群数量保持在一个最合适的密度上。集群需要与外界保持不断的物质、能量、信息、资金以及人才输入输出，运用系统反馈机制不断调节，建立开放型的生态系统,引导集群发展。当外部环境变化时,集群内部企业和种群会随着环境的变化而调节演化,以适应新环境；而环境也会随着集群内部演化路径的改变而改变,实现协同演化,从而达到一个新的稳定水平。
生态系统要保持平衡，必须通过反馈机制，必须时刻根据反馈的结果进行调节。例如因为迁入草原上的食草动物增加，过度啃食植物导致植物减少，植物数量下降后，就会抑制动物数量的增加。
装备制造业集群生态系统就类似于自然生态系统，环境容纳量是有限的，必须在环境破坏不可挽回之前就对集群内部结构或者技术进行调整，以适应环境变化。例如在原材料不足情况下，可以通过提升集群生产技术，减少原材料使用，就会避免产品的急剧减少。集群反馈机制如图 5 所示。
系统从外部获取生存所需。当外界环境发生变化时，集群生态系统对自身进行调整,提高种群多样性。然后,集群企业通过输出物质、能量和信息给外部环境,进入新的选择,重复这个过程,不断演进，实现生态系统平衡。集群应该积极学习国外经验，成立科研机构，进行充分的调研；政府在集群发展的不同阶段采取不同程度的干预；构建集群知识网络,促进知识的流动和共享。提高整个集群，应对不确定性环境的能力，最终实现平衡。
例如大连金州新区产业集群，充分发挥“产业孵化”功能，增进智能制造装备企业上下游之间、企业与政府之间相互沟通与合作，辅助区域产业发展。首先，种群内部企业间保持一定差异性，形成稳定的内部系统，截止 2013 年，装备制造企业 277家，智能装备制造企业 24 家，以及超过 200 家数控机床制造企业、模具制造企业，企业间保持着一定差异性，稳步打造着大连金州新区装备制造业产业集群成为“千亿产业集群”。其次，产业集群生态系统内部各种群间协同发展。大连金州新区拥有电子信息、装备制造和石油化工三大产值在 750 亿元以上的集群，产业集群间相互合作，互通有无，充分发挥资源优势。最后，大连金州产业集群积极实施生态化发展，依托大连经济技术开发区、大连金石滩国家旅游度假区，建成规划总面积 700 多平方公里的十大功能园区，在园区内建立污水循环利用处理中心、废弃物回收利用中心，真正实现环境效益与经济效益统一。
产业集群生态系统由物质和技术生产者、消费者、分解者及外部环境组成，系统平衡需要各个层面共同努力。集群企业间保持一定的差异性，将生态位宽度控制在一定范围内，不能过于狭窄；种群间建立完善生态产业体系，在合作基础上保持适度竞争，同时集群积极协调生产和技术、产品、环境等多个产业部门关系,构建生态网络；集群要保持与外界的交流，需要共同维护集群生态系统的平衡。
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