产业共生网络演化的一般机理

3.1.1　产业共生网络

3.1.1.1　产业共生网络的含义

产业共生是指通过不同企业之间相互利用废物、副产品的合作，共同提高企业的生存及获利能力，达到节约资源和保护环境的目的。产业共生系统是由共生单元按某种共生模式构成的共生关系的集合。由共生单元、共生模式、共生环境构成产业共生的三要素。在共生的要素中，共生单元是基础，共生环境是外部条件，共生模式是关键。

在自然生态系统中，生态群落是由不同的生物种群依据一定特性的组成关系和结构组成的，生物界的共生关系是经历了长时间的进化才形成的。

产业生态学的倡导者(埃尔克曼，1999)认为工业企业联合体或共生体就相当于产业生态群落，产业共生既可能在一定的机会下自然地发生，也可能通过规划形成。

Lambert和Boons(2002)将产业共生定义为企业之间开展的设备共享、废物流集中处理和废弃物、多余能量的交换。

自然生态系统中不同种群之间的联系是通过食物链网络起来的，产业生态系统中各行业企业之间则是以物质和能量的流动来链接的，简单的例子就是一个企业的副产品或废料被另一企业作为原料生产新的产品。

丹麦卡伦堡公司出版的《产业共生》一书将产业共生定义如下:产业共生是指不同企业之间的合作，通过这种合作，共同提高企业的生存能力和获利能力，同时，通过这种共生实现对资源的节约和环境保护(王兆华等，2002)。在这里产业共生这个词被用来着重说明相互利用副产品的产业合作关系。

国内对于产业共生的概念主要是从国外已有的研究成果中引入的，许多学者也由此引出了一些类似的定义，并将其应用于不同的领域。

曹玉贵(2005)认为企业集群的实质表现为一个共生系统，由于竞争环境的结构性变化，由具有互补性、彼此之间存在共生关系、产生共生效应的企业联合起来，通过互利共存、优势互补而形成的具有共同利益和目标的企业利益共同体。赵红等(2004)提出了生态智慧型企业共生体的概念，并将其定义为两个或两个以上企业个体为实现相同资源的共享和不同资源的优势互补，在采购、生产配送、销售以及科研等各个环节联合起来，以提高整体的竞争能力，共同实现在复杂多变的企业生态环境里生存和生长的可持续发展的战略目标。程金香(2004)认为生态产业园建设中的企业耦合，就是通过模仿自然生态系统，建立产业系统内的“生态链”结构，通过高效的物质循环和能量的优化利用，达到资源和能源利用效率的最大化，使工业社会能像自然界一样稳定发展、不断进化。卜华白等认为企业战略联盟也是一种产业共生现象，企业之间通过共同激活、共同适应和共同发展来获得共同进化，它们之间不是互相排斥而是相互吸引和合作，不是相互替代而是相互补充与促进。

广义的“网络”是指由有关联的个体组成的系统。

产业生态系统中同时存在的多种资源通过类似于生物食物营养联系的生态工艺关系，相互依存、相互制约，这就是“产业生态链”。它既是一条能量转换链，也是一条物质传递链。物质流和能源流沿着“产业生态链”逐级逐层次流动，原料、能源、废物和各种环境要素之间形成立体环流结构，能源、资源在其中反复循环获得最大限度的利用，使废弃物资源化实现再生增值。

结合以上文献，本书中的产业共生网络是指由企业之间或企业与所处环境之间，通过建立“生产者—消费者—分解者”的“产业生态链网”，使企业之间以及该地区的物质和能量充分利用，总体资源增值，以实现当地的可持续发展。产业共生网络由共生单元、共生模式和共生环境构成。

1.共生单元

共生单元是指构成共生体或共生关系的基本能量生产和交换单位，它是形成共生体的基本物质条件，构成产业系统的各个企业都是共生单元。

本书的产业共生网络，对其共生单元的选择与界定着重强调以下两点:

(1)网络中所有的企业之间必须存在生态关联(何文佳，2006)。与产业关联分析的投入产出表中仅考虑物质的投入和产出不同，企业之间的生态关联包括实体的副产品交换、废弃物利用和能量共享，对于单纯的产品交换基本不在本书讨论范围之内(可能有极个别例外，视具体情况而定)。同时，所涉及的企业关联可能存在于企业的管理层面、技术层面或生产层面，其表现形式可能是实体资源的流动，也可能是技术、信息等无形资源的共享。

(2)网络中的共生单元不仅包括企业，还包括与网络整体物质、能量的流动密切相关的节点。这些节点主要包括:①网络中废弃物资源化的关键技术。废弃物资源化的关键技术在整个网络的物质流动有着至关重要的作用，是一个产业共生网络之所以能够成功运转的必备条件，因此这些关键节点有必要被单独作为共生单元进行分析。如广西贵糖产业共生网络中糖厂内部的白水回收和三级沉淀等。②主要的共生环境。如卡伦堡产业共生网络中的Tissor湖和卡伦堡市，这两个节点在整个网络的物质和能量流动中起着至关重要的作用，将被作为共生单元进行分析。

2.共生模式

共生模式，也称共生关系，是指共生单元相互作用的方式和相互结合的形式。它既反映共生单元之间作用的方式，也反映作用的强度;既反映共生单元之间的物质信息交流关系，也反映共生单元之间的能量互换关系。对产业共生而言，共生关系是指参与产业共生各个企业之间的合作关系。

(1)按照地域特征划分

耶鲁大学的Marian Chertow把产业共生系统称为生态产业园，并按照地域特征将其分成五种类型(Graedel et al，2004)。

①第1类——通过废物交换

这种情况下，回收的材料被用于其他企业，有些废物交换是非正式或者是偶然形成的，而另一些则是通过废物交换网络形成的。例如，报废汽车拆卸厂从事汽车零部件的回收和销售，以及汽车车身和底盘金属的再循环。

②第2类——在设施、企业或者机构内部

在这类生态产业园中，材料或者产品交换在单个机构内部开展，而不是在不同的机构之间进行。这是设计大型石化企业的常用方法，例如其中一种化学过程的副产品可以作为另一个生产过程的原料。

③第3类——在位于同一产业园区的企业之间

在这类生态产业园中，企业或者其他的产业实体相距很近，可能在同一产业园区内，把这些企业组织起来开展能量、水和物质交换。

④第4类——相距不远的企业之间

这种系统的典型代表是丹麦卡伦堡市，坐落在该市3千米半径区域内的多家企业进行蒸汽、热、粉煤灰、硫和其他一些资源的交换。卡伦堡生态产业园最初并不是根据规划建设的，而是通过一系列经济上有回报的“绿色物质交换”自然形成的。

⑤第5类——在一个较大区域内的企业之间

这类生态产业园在较大空间范围内进行物质交换。原则上讲，它可以包括上述4类生态产业园的各种组合。为使这种生态产业园获得成功，管理机构需要积极地发现新的资源交换机会并吸收新的成员。事实上，这种生态产业园至今还没有在任何一个地方实现。

(2)按照企业地位划分

国内王兆华(2005)等人按照企业之间的地位，将产业共生网络进行了划分。其模式划分如下:

①依托型产业共生网络

这种网络形式是由于存在一家或几家大型核心企业(anchor tenant)，许多中小型企业分别围绕这些核心企业进行运作而形成的。例如摩托罗拉公司落户天津以后，先后吸引了近40家相关的上下游中小企业进入该地区，在原材料的供应和副产品的吸收方面与之建立了广泛的共生关系。

②平等型产业共生网络

这种网络形式中，各个成员企业处于对等的地位，企业之间通过平等的市场交易(物质、信息、资金和人才)，形成网络组织的自我调节以维持组织的运行。如北京中关村科技园区内的企业，一家企业可能会与几家甚至几十家企业合作，形成错综复杂的共生网络。

③嵌套型产业共生网络

这种网络形式是介于依托型和平等型产业共生网络之间的混合形式，由多家大型企业和其吸附企业通过各种业务关系而形成。多家大型企业之间通过副产品、信息、资金和人才等资源的交流建立共生关系，形成主体网络。同时，每家大型企业又吸附大量的中小型企业，这些中小型企业又以该大型企业为中心形成子网络。另外，围绕在各大企业周围的这些中小型企业之间也存在业务关系，所有参与共生的企业形成一个错综复杂的网络综合体。

(3)按照企业所有权划分

王兆华等(2002)按照企业的所有权，将产业共生网络进行了另一种分类，其模式划分如下:

①自主实体共生

自主实体共生是指参与企业都具有独立的法人资格，双方不具有所有权上的隶属关系，均是独立的。它们的合作关系不是依靠上级的行政命令来约束的，完全是受利益机制驱动的，在利益得不到满足时，它们可以结束这种合作关系。随着企业业务的扩展，为了满足其发展的要求，它们也可以寻找更多的伙伴加入到这一共生网络中。其典型案例就是丹麦卡伦堡生态产业网络。

②复合实体共生

复合实体共生是指所有参与共生的企业同属于一家大型公司，它们是该大型公司的分公司或某一生产车间。这种共生模式的和与散完全取决于总公司的战略意图，或者是出于总公司优化资源、整合业务的需要，或者是迫于对环保要求的压力而进行的，参与实体往往没有自主权。其典型案例就是中国的贵糖集团。

(4)按照企业利益关系

王志宏等(2004)按照企业的利益关系，结合生态学中生物共生的相关理论，对企业之间的共生关系进行了划分。分为以下三种类型:

①专性互利共生模式

企业间专性互利共生模式是指形成共生网络后，双方企业均从对方获益，但都不能独立生存，且相匹配的共生企业是唯一的。在这种共生模式中，企业间通过资源互补、协同合作来共同获益。由于相匹配的企业是唯一的，一旦双方违约解除合作关系，则会两败俱伤。所以组建此共生模式时，风险度很大。一旦组建起来，它们就有较稳定的联系，彼此互相适应。

②兼性互利共生模式

企业间兼性互利共生模式是指双方企业既可独立生存，也可彼此共生而使双方获益，且相匹配的共生企业不是唯一的。这种模式比专性互利共生模式的风险相对小一些，但稳定性也较差。

③附生模式

企业间附生模式是指双方企业形成共生网络后，一方从中获益，另一方也并未受损。它们之间的利益关系比较弱，因此共生网络的风险度小、稳定性差。

3.共生环境

共生环境是指共生关系及共生模式存在发展的外生条件。共生单元以外的所有因素的综合包括产业共生系统对应的市场环境和社会环境。

在研究中，产业共生网络的共生环境只考虑了其地域环境，几乎没有涉及其市场环境与社会环境，有待今后进一步深入研究。

3.1.1.2　产业共生网络的特点

与一般的真实网络相比，产业共生网络在节点异质化、关系多元化和标度依赖等方面的表现更加突出(宋雨萌，2006)。

节点异质化体现在两个层面:①节点选取的多样性。在产业共生网络中，企业、行业、元素、物质和能量等都可作为网络分析的节点，这在很大程度上使得网络的分析具有很强的差异性。②节点本身的差异性。即使选定节点要素，节点和节点之间也存在着很大差异，以企业为例，不同行业的企业之间存在差异，同行业的企业由于规模不同产生差异，同行业同规模的企业由于产品销路不同也会产生差异。

关系多元化与节点异质化相类似。产业共生网络节点间可建立起物质流、能量流、股权和同业竞争等多元化的关系。随着研究目的不同，又需要对每一种关系进行不同的筛选，如选择企业间的生态关联，此时的物质流关系就不是简单的产品的供应和销售的关系，而要涉及企业间副产物的交流和废弃物资源的综合利用等。产业共生网络关系的多元化水平要高于包括生态链网在内的一般真实网络。

标度的依赖性是指网络特征对时空标度和规模门槛等标度的依赖。时空标度依赖是指网络分析的结论随时空变化而变化，例如，发生了十年时间间隔的演化，或者从地理邻接区域(例如一个省级行政区)变成不邻接区域(例如一个省级行政区内部所有经济技术开发区)，系统的结构和功能特征都会发生变化。规模门槛依赖是指系统特征随着规模门槛的不同而变化，例如将1万吨的物质质量(只选取1万吨以上的物质做节点)作为规模门槛和不设规模门槛两种方式，系统的结构和功能特征也将发生变化。

节点异质化、关系多元化和标度依赖使要素的组合方式、系统的结构功能特征更趋于丰富，使研究内容更加充实，同时也意味着相关研究必须以节点、关系和标度的严格界定为前提，否则将难以保证研究的严谨性。

3.1.1.3　无向网络与有向网络

一般而言，按照是否考虑网络中节点之间的相互作用的方向性，可以把网络分为无向网络(undirected network)和有向网络(directed network);按照是否考虑网络中节点之间的作用强度，可以把网络分为无权网络(unweighted network)和加权网络(weighted network)。对于WWW网络和人际关系网络而言，网络中的边只表示节点之间作用关系的有无，而不涉及节点间的位置关系或作用强度，通常将这种网络视为无权网络。

3.1.2　产业共生网络演化的内涵

在生物学中，最初的“演替”(succession)是指在植物群落发展变化过程中，由低级到高级、由简单到复杂、一个阶段接着一个阶段、一个群落代替另一个群落的自然演变现象。植物的传播(配子体的散播)、植物的定居和植物之间的竞争是演替发生的必要条件。

在演替的基础上，生物学又进一步定义了“群落演替”。由于气候变迁、洪水、火烧、山崩、动物的活动和植物繁殖体的迁移散布，以及因群落本身的活动改变了内部环境等自然原因，或者由于人类活动的结果，使群落发生根本性质的变化的现象也是普遍存在的。这种在一定地段上一个群落被性质上不同的另一个群落所替代的现象叫做群落演替。

生物学中的演替重在指一个群落替代另一群落的特征，主要指的是宏观的群落演替。在产业生态系统中，将更加注重研究微观的演替，也就是一个群落自身结构和性质的改变。

从系统论观点看，产业共生网络的演替是指从一种稳定性状态，经过系统扰动和涨落而渐近地演化为不稳定状态，又经过非平衡相变为新的稳定有序状态，其结构、规模及功能日趋完善的连续过程。

3.1.3　产业共生网络演化的分类

产业共生网络的演替可以进行不同的分类。

1.按时间进程分类

(1)快速演替。通常是指网络的演替在很短时间内完成，时间一般为几个月或一年。这类演替一般指的是网络中关键节点的增补。如将网络中的分散供热统一变更为集中供热。

(2)长期演替。通常是指网络的演替是持续渐进地开展并完成的，时间一般为几年到几十年。如网络中某些产业链的延伸和优化，某些静脉产业和基础设施的逐步完善和共享等。

2.按演替起因分类

(1)原生演替。原生演替是指伴随着时间的推移，产业生态群从无到有的增长，成员间的相互作用关系逐步结成，成员组成以及整个群落与其环境的关系逐渐变化的过程。这种演替是渐近的，一般不会因其群落主导行业的改变，也不会改变群落成员间联系的纽带。

(2)次生演替。次生演替是指在原来零散资源基础上整合起来，产业生态群落通过吸收新成员、开拓新的产品—市场等方式，拓展运作的环境空间，形成有新功能的网络系统。

3.按演替方向分类

(1)正向演替指由于产业组织环境条件的改善，产业群落的发展与环境协调，群落之间凝聚力越来越强，联系方式越来越具体，联系纽带越来越强，最终导致稳固的产业共生体出现的过程。

(2)反向演替指由于产业群落的发展与环境不相容，导致环境条件恶化，群落之间凝聚力日益减小，成员企业的战略认同愈加分化，联系更加微弱，从而使产业群落趋向退化、衰落甚至消亡解体的过程。

3.1.4　产业共生网络演化的阶段

产业生态群落演替是一种连贯的演化过程，其系统的外部环境改变或内部子系统产生涨落(扰动)，群落的交易效率、分工水平、集聚等因素及系统外部控制量达到或超过临界点，就产生某种相变，导致一种耗散结构形态变为新的结构形式，并表现出演替阶段性。产业生态群落的演替大致可以分为以下四个阶段。

1.萌芽阶段

萌芽阶段是指起源于传统的废物交换项目，由于交易率(可以隐含市场容量因素)、分工、集聚相互作用共同促进，使少量同行或关联企业集中，形成竞争和合作关系的过程。此时的产业群落内产业链较短，由少数关键企业构成，辅助产业尚未形成，产业群落的资源利用率不高，协同生产的经济利益不高，并且企业间关系很简单，但同时由于企业间缺乏相互信任的基础，又易出现短视行为和过度竞争行为，因此，产业群落的稳定性差。

萌芽开拓阶段产业生态群落演替主要呈现如下特征:

(1)产业群落中的企业数量较少。系统内部产业数量非常少，种类比较单一，一般由物质粗加工业和能源生产业两类关键产业构成，这时候还没有出现其他辅助产业。多数企业都处在奋斗求生存及成长阶段，技术在累积过程中，资金渠道尚未完全畅通。产业间关系集中于资源和能源的竞争，园区内成员产业多以简单共生形式存在，基本上是一对一的原料供应者及副产品的接收者。

(2)物质和能量流动迅速、流量大。由于产业还处于传统线性生产模式，因而企业规模起始点和物质、能源的初始投入非常大，由此产生生产废物也非常多。但由于产业之间连接得不成熟，工业生产废弃物还不能产生足够的经济效益，这样在一定程度上影响到下游产业的发育。

(3)物质重复使用效率低下。产业生态链不健全或不完整，造成产业间物质重复使用的效率非常低下。这样虽然能够加快工业废弃物的积累程度，但是这种积累的废弃物并没有被系统内部有效吸收，而是直接投放到外部自然环境中，这样无形中增大了外部环境负荷的压力。

(4)产业生态链接零散。产业生态链正在形成之中，产业生态链的环节很少，链接长度较短，一般只形成一到两个环节食物链接，物质流(副产品)基本上是直接链接，随时使用，随时生产，以避免储存和运输的能耗，对于时间长了容易变质的副产品(例如制药的废渣，其使用价值只有几天时间)未能得到及时的加工利用。未形成产业生态链网，相互间废物处理周期短，物料在逐级传递中效率也在逐渐降低。由于链接的产业正处于一种磨合期，造成这种工业食物链比较脆弱，不固定，使产业生态链接成本很高。

(5)对企业规模的匹配要求比较苛刻。由于一家企业的废物是另一家企业的原料，下游企业的产量必须依据上游企业的废物产量来决定，因而易受产量波动的影响，越是靠近产业链的下游，所受的影响就越大。有可能出现废物不能尽数消化，或者企业的副产品不能满足下游企业的要求。因此必须建立一套能确保连续生产的安全机制。

(6)副产品或废物利用不彻底。由于下游企业单一，一个企业内的工艺要能完全消化掉上游企业所排放的废物可能性不大，因此会造成接受原料的种类和数量匹配不灵活，影响了吸纳上游副产品的完全性。一家公司的废物成为另一家公司的有用资源，必须是大量可得的，但同时还不能产生很多下游企业不能接受的其他废物，因此灵活性较差。

2.扩展阶段

自然生态系统中群落进入扩展阶段的第一条途径是扩大生物量，第二条途径是不断增加生物种类，使之具有多样性，使生物间的关系更加协调。同自然生物系统一样，扩展阶段产业生态群落的产业生态链随着市场容量的增大，会出现企业的扩展和数量的增加，不断会有新的企业进入，新企业数量增长较快，产业生态链中更多的活动促使专业化生产变得有利可图，功能开始分化。产业生态群落在成长的过程中，不断取得资金、人才及技术资源时，开始产生溢出效益，群落内的企业可以通过群落优势从中得到很多生存与发展机会，产业生态群落的高额利润以及诸多方面的优势会促使更多的企业加入群落，这些效益流向上、下游企业。产业生态群落的经济利益和环境绩效都不断提高，并且产业间的关系也趋于复杂。在企业数量和企业间关系不断调整的过程中，组织结构将趋向合理化，企业间相互信任关系逐渐形成，产业生态群落利益协调机制在形成和不断完善中。其主要特征表现在:

(1)需求比较旺盛，企业数量和劳动力数量急剧增加，各类专业市场出现并具有一定规模，主要是一种外延式的扩张。承担新的系统功能的企业开始加入或出现，群落的范围不断扩大;产业数量和种类大幅增长，产业间由竞争逐步转变到利益共享，局部产业和环节上出现战略协同。由于产业数量和种类的增加，产业之间逐步形成共生、寄生和异生的产业关系。但是这种关系是随机建立的，还不稳定，随时都可能破裂或反复。此时中间传递产业成为产业生态群落演替增长的主流。

(2)物质和能量流动速度明显减慢，扩展期的产业生态群落演替随着产业数量和种类的增加，物质能量流动的环节不断增多，从而使物质和能量的流动速度明显放缓。

(3)物质重复使用率大幅度提高，物质流分配灵活，可根据各个下游企业的生产情况调整废弃物的分配量，内部自我调节能力较好，稳定性较好，下游企业中某一企业的不正常不会导致整个系统瘫痪;主导企业的下游有多家企业，所接收的废弃物可以是同一类废弃物(比如废热、废水)，也可以是不同类的废弃物(如废渣等)。对副产品数量及种类相对来说比较大的企业，并联结构灵活性较好物质通过循环、再生和再利用，大大提高重复使用率。这种物质的深度使用不仅能够获得巨大经济效益，还降低了外部环境负荷。

(4)产业生态链表现出简单线性关系。由于产业之间的关系复杂而且日益稳定，产业生态链接呈线状扩展，因此不断吸纳新的产业，产业生态链接开始逐步完善。产业生态链加长，逐步形成新的产业生态链，网络结构形成并不断发展。

(5)生态系统逐渐完善。与系统萌芽时期相比，系统扩展期的生态结构已经逐步完善，三个基本子系统都已经出现，并且各自发挥着相应的作用，系统自维持能力增强，群落内部关系的复杂性是群落稳定性的先决条件，也是集聚规模效益产生的条件。但是群落内部成员的稳定性以及无限制的规模扩大还会导致另外一种后果，即近亲繁殖，从而导致种系退化和生存能力降低。若缺乏企业的创新，必将抑制群落的向前发展和演替。在这种快速变化的环境中，竞争也是非常激烈的，在利益的诱导下，容易出现企业一哄而上的现象，影响产业生态群落的发展趋势。在这个时期产业群落的组织结构和稳定性的动态调整变现得最为明显。

(6)企业间的协调管理较复杂。由于副产品按其种类和数量的不同在多家企业间分配，因而需要一个类似于分配器功能的管理机构，沟通上下左右的信息，协调企业间的物质流分配，处理突发事件。因此在系统内，除物质流的交换外，开始出现了信息流的交换。

3.成熟阶段

一个复杂的食物网是使生态系统保持稳定的重要条件，一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力越强;食物网越简单，生态系统就越容易发生波动和毁灭。同理，在产业生态群落的成熟阶段中，产业生态链(网)越复杂，系统的稳定性应越好。

产业生态群落的成长壮大是由分工推动的，但分工不会无限演替，当分工所带来的好处不足以抵偿因分工而引起的交易成本时，分工将不再继续演替下去。当分工不再继续演替时，产业生态群落在外延上不再伸展。在现实中，限制产业生态群落继续扩张的因素还表现在:由于其所在园区有大量的企业和劳动力涌入，造成房租地价上升和劳动力成本上升，从而导致企业生产成本上升，限制了新企业的大量出现。假如产业生态群落继续在地理上向周围扩展，虽然地价因素可以有所缓解，但又会丧失距离集中的优势。另外，市场容量也不是可以无限增加的。这些因素都会决定产业生态群落有一个合理的边界，这时产业生态群落就进入了成熟期，即企业数量和劳动力数量增长速度减缓。

产业生态群落的生产特点决定了产业生态链延伸状况，各个环节的生产规模和企业数量最后都将处于稳定，纵向横向企业逐渐形成比较稳定的生产协作的网络关系。随着技术的进步、资源利用的水平等因素的变化，产业生态群落内部的生产活动将做出一定的调整，由于系统的运行机制已经成熟，企业间具有良好的协作基础和信任关系，新企业的进入和原有企业退出的影响都能够顺利地被吸收，这时产业生态群落的动态稳定性较好。如果不遇到很大的冲击，产业生态群落将平稳地运行。

一个企业可以向数个其他企业排放废物，同时也可以接收多个其他企业的副产品作为原料，系统内企业间联系形成网状结构，由制造业企业和服务业组成的群落，数家企业为主导企业，企业间的链接集串联、并联结构于一体。企业之间不仅有物质流的交换，同时还有能源、信息等方面的交换。成熟期是产业生态群落的群落发展顶级阶段，成熟期的产业生态群落演替接近于平衡状态。

其主要特征表现在:

(1)系统构成完善，结构复杂程度增高。企业数量增加值达到顶点，结构趋于稳定，承担新的系统功能的企业几乎不再出现，产业数量和种类稳定，产业间形成的各种关系稳定。产业生态群落演替的三个子系统均衡发展，其中废物还原子系统的发展速度最快。系统结构有序性最强，形成了领导者、挑战者、追随者、补充者等清晰的角色划分，由于生产工艺和技术水平基本定型，废物的生产子系统接近饱和，并联系统中孕育着“顶级产业生态群落”。

(2)抵御外部环境对系统干扰的能力较强，稳定性高，共生关系复杂。在经济利益驱动下，企业在市场中有多种进出物质的渠道，企业要随时寻找可能的机会，利用自身产生的废物，以及利用其他厂家废物作为原料，以提高企业的生存能力。系统整体的稳定性提高，抵抗外部干扰的能力达到最大，同时末端产业缓慢增长。产业生态群落功能齐全、专业化水平高、分工发达，社会生产率水平、社会平均收入和政府财政收入都较高，公共基础设施较完善;产业生态群落有很好的品牌声誉，实力不断进行强化;各专业市场功能发达;各类研究机构、行业协会等比较齐备。这类产业生态群落的组成中除主导企业外还包括多种副产品交换、资源回收或循环公司，环境技术公司，清洁生产公司，信息中心等。

(3)营养结构非常复杂，系统功能的分解达到极致。物质和能量流动比例下降，由于系统不断成熟，物质和能量的使用效率不断提高，从而使其流动速度减慢，物质和能量的流动比例下降。物质重复使用率达到最优，资源在流动环节增多的情况下不断得到重复使用，转化为有用产品。生产废弃物经过降解、还原，使环境亲和力不断提高，最终融入外部环境。线性产业生态链交错形成稳定的“生态产业网络”，产业间有序、规范生产，生产技术不断进步，产业生态链接由纵向转变为横向，互相交错，使线状食物链发育成立体网状食物链。这意味着系统的内部关系复杂化。此阶段产业生态群落演替对外界环境的干扰具有较强的抵抗能力。

(4)场地的匹配复杂。园区面积大，成员众多，甚至可达上千个，还包括一些虚拟网络园区。需根据各公司的原料交换情况配置企业厂房的地理位置，以减少物料越位输送，将运输成本最小化。此外，还需考虑废弃物堆放场地问题。

4.蜕变升级阶段

蜕变升级阶段并不是所有产业生态群落演替的必经之路，有的群落也许在相当长的一段时期内不会发展到这一阶段。由于有的产业对区域内系统特有环境(如气候、水土或特有的人文环境等)的依赖性特别强，或者产品市场容量比较有限等方面的原因，产业生态群落内的核心产业逐渐呈现出成熟行业的特征——由于生产能力过剩和价格下降使得企业利润较低，这时群落内的原有核心产业将逐渐被价值和生产效率较高的产业所代替。蜕变升级阶段所需时间的长短与核心产业的全社会竞争激烈程度、对技术创新需求程度和消费者对产品差异性(个性化)要求程度有关。

(1)新的核心产业是与原核心产业密切关联的环节。新的核心产业一定是与原核心产业密切关联的环节，或来自原核心产业链的某一产业，或由原核心产业孕育出来的新行业发展而成。原有核心产业则会逐渐转移到有生存、发展条件的地方，形成新的群落。处于升级阶段的群落主要表现出的是，某一非核心产业与原核心产业相比企业数量与就业人数增长较快，而原核心产业的企业数和就业增长趋缓并逐渐为负增长，直至变成为新核心产业的辅助行业。升级为拥有新核心产业的产业群落将开始自己新的演替过程，但这一新的过程并不需重复原来的演替过程，有可能直接进入初级阶段，有的则可能直接进入完善阶段或其他阶段，这与其新核心产业拥有的支撑性行业发达程度有关。

(2)蜕变升级阶段是四个阶段中关键阶段。在某些情况下，当一个群落完全消失以前，群落可以找到暂时仍然适合它生存的环境，但蜕变期不可避免。其他阶段的变化是渐进的、局部的，而在企业的蜕变期，产业生态群落会发生巨大变化，其主要特点是群落要发生革命性的、迅速的变化，通过这种变化而获得重生。

(3)凡是干扰系统内部各组成成分的因素都可能引起系统脱变升级。干扰因素对系统的作用途径是直接或间接影响系统结构的有序性和资源的丰盛度。产业生态群逐渐蜕变升级，表现为群落资源的减少和系统内部组成部分及其相互作用过程发生的变化。

干扰因素主要包括:新技术革命;顾客购买模式(顾客消费理念)的重大变化;外来强有力的企业(物种)侵入，遭到为消费者提供更多价值的新群落的攻击或替代;经济危机;政府规定;其他巨大的社会动荡等。蜕变升级过程不仅取决于干扰作用的强度、干扰时间、干扰频率、干扰规模等，还受制于系统稳定性和抗干扰性，表现为明显的退化过程多元化和退化过程多样化。

一般情况下，产业生态群落形成演替会依次经过萌芽阶段、扩展阶段、成熟阶段、蜕变升级阶段。但也会有不少群落可能只经过第一、第二各阶段就驻足不前或走向了衰落，有的可能经过第二、第三个阶段就停滞不前甚至倒退回前面的阶段中去，还有的则可能几个阶段同时发生。这好似因为虽然分工会自发演替、经济会形成自组织形态，但这是有一定条件和限度的，而且外力的作用也是不可忽视的。有利于分工演替和经济形成自组织过程的因素，可以促进产业生态群落内部运行呈现良性循环;而不利因素则使产业生态群落内部运行趋于混乱、机制恶化。因此，产业生态群落能否成长壮大，还在于内外部因素是否利于群落内部运行顺畅、趋于良性。

5.演替特征

任何产业生态群落都经历了产生、发展、成熟等自然过程，产业生态群落演替的每个阶段都有其特殊的发展挑战。因此通过区分系统的不同阶段，概括出系统的特征可以更好地预测挑战，并采取适当的对策。

(1)产业多样性增强。随着产业生态群落演替的不断发育，系统内部产业的数量和种类加强，在系统中某一产业占绝对优势的情况减少，无论从产业规模还是产业的控制能力，都显示系统内部产业均匀性增大。

(2)系统内部产业共生缺口急剧上涨而后又急剧下降，最后趋于稳定。系统内部产生缺口的这种显著变化，显示被动产业的发展需要废物一定数量的集聚，主要原因在于企业规模起始点的要求。废物的上升被视为产业起始点的集聚过程;废物的下降被视为一个释放过程。

(3)系统内部物质循环逐渐封闭。在一个产业生态群落的发育过程中，系统内部主要的物质趋于封闭。在成熟期之前频繁而快速的物质、能量交换，随着系统发育逐渐形成完善而复杂的网络，系统具有较大独立性，系统保持物质的功能增强，系统输入量和输出量接近平衡。

3.1.5　产业共生网络演化的动力

产业生态群落的演替机理是指推动群落演替的内在动力(乔琦，2006)。产业生态群落演进过程就是集中、分工、交易效率(或市场)三个要素之间的相互促进、累积循环以及园区内资源整合的过程。在外生环境如偶然因素、政策法规、重大技术产生等因素影响下，集中、分工、交易效率三个内在因素相互作用产生群落演进的动力。企业通过向其上下游企业靠近可以提高交易效率、选择专业化生产，从而促进产业分工演进、深化，推动交易分层组织演进;交易分层组织的演进又可以大大提高交易效率，从而为企业选择专业化生产提供了极大的空间，同时也促进了新产业和新专业的产生，这反过来又能促进产业的集聚。

产业生态群落演替的原因主要有外源扰动和主导行业改变两点。

1.产业生态群落演替的外源扰动

导致产业生态群落演替外源扰动和涨落(可能被放大为巨涨落)，主要有以下几个方面:

(1)环境承载力的变化。环境承载力具有客观和变动性特征，前者是指环境系统在一定时期内，区域环境系统在结构动能方面不会发生质的变化，因而环境承载力作为环境系统结构的反映，在量和质两种规定性方面是客观的、可以把握的。后者是指随着人类科技进步，对环境资源利用程度加深，从而提高其利用能力;或者人类利用环境、改造环境的过程中，因缺乏科学指导而破坏环境系统结构，降低环境承载力。

(2)区位因子的改变。区位因子的内容包括自然因子、交通运输因子、劳动力因子、市场因子、集聚因子和社会因子等。运输条件的变化，实际上是环境承载力改变的一个因素，例如某城市铁路线的建设，交通量大增，原材料及产品得以大量流通，信息集聚，环境承载力大幅度提高。因此，产业生态群落演替的区位因子主要是园区的自然地理位置和经济地理位置。前者是固定的，而后者是可变的。例如产业生态群落演替生存基本条件的改变，如淡水、食物、土地等要素。由于淡水无法大量长途运输，土地固定且呈地域性分布，若没有经济腹地为城市提供基本生活条件，产业生态群落的生存就会受到威胁，将导致产业生态群落演替的衰落和逆向演替。产业生态群落演替兴起和发展，也可能由于本区具有的资源优势引起，如石油城、大学城等的兴起;或者因行政管理疆域等政治而兴起，例如因行政中心演变而造成的产业生态群落演替兴衰。此外，社会政治条件对产业生态群落演替影响巨大，例如深圳、珠海等沿海地区，由于国家特殊的优惠政策和大量的资本投入而产生了巨大变化。

2.产业生态群落内部主导行业的改变

产业生态群落主导行业的改变能影响产业生态群落的演替。例如，我国新兴石油城——盘锦是在辽河三角洲石油开发基础上形成的，石油开采及重化工是其主导产业;然而随着油气资源的耗竭，城市主导性质也会随之而改变，城市产业结构发生较大程度的变化。这是产业生态群落演替适应外部环境变化及内部自我调整的结果。

3.1.6　产业共生网络演化的影响方式

节点是构成整个网络的基本单位。对于节点的攻击(增添和移除)都必然会或多或少地影响到整个网络的结构和动力性质的改变，最终影响到网络的稳定性。在复杂网络理论中，一般认为有两种攻击方法影响网络性质:随机攻击和选择性攻击。

(1)随机攻击。指的是随意地移除部分节点。在产业共生网络中，企业由于自身原因退出网络，这种情况往往是随机发生的，可以认为是对网络的随机攻击。例如企业的资金短缺、经营管理不善等。

(2)选择性攻击。指的是有意地移除那些对网络结构起关键性作用的度比较大的节点。在产业共生网络中由于激烈的市场竞争以及企业追求自身利益最大化内在动力，产业共生网络中的一些重要企业(关键节点)往往受到其他企业高利润的诱惑，或者其他地区政策优惠的吸引等，而其他企业或地区也有意地发展此类加入他们的产业网络。这些重要企业(关键节点)一旦脱离网络，必然对产业共生网络造成很大打击，对于这种情况我们可以看作是恶意破坏。例如某些静脉产业的搬迁、集中供热企业的退出或破产等。