基于自組織的城市群物流共生系統(tǒng)演化動因分析

曹玉姣　湯中明

內(nèi)容摘要：本文運用自組織理論構(gòu)建城市群物流共生系統(tǒng)共生演化動因概念模型，分析了系統(tǒng)共生演化的自組織動因與他組織動因，以及各自相應的構(gòu)成，回答了城市群物流共生系統(tǒng)為什么共生演化的問題。其中自組織動因的構(gòu)成主要有經(jīng)濟效益拉動、技術(shù)進步支持、資源環(huán)境壓力、市場需求拉動；他組織動因構(gòu)成主要有城市群區(qū)域政府導向、體制創(chuàng)新。城市群物流共生系統(tǒng)是在自組織和他組織復合作用下演化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：城市群物流 共生系統(tǒng) 自組織 他組織 演化動因

本文從自組織和他組織兩個維度研究了城市群物流共生系統(tǒng)共生演化的動因及其構(gòu)成，解釋了城市群物流共生系統(tǒng)為什么共生。

城市群物流共生系統(tǒng)的自組織特性

城市群物流共生系統(tǒng)是一個復雜適應系統(tǒng)，其還具有自組織系統(tǒng)特性。自組織過程可以這樣描述：通過與外界進行物質(zhì)、能量和信息的交換，系統(tǒng)降低自身熵含量，同時在內(nèi)在機制的驅(qū)動下，系統(tǒng)自行由簡單變得復雜、由粗糙變?yōu)榫?，系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)的有序度以及自適應、自發(fā)展功能得到不斷提升。

作為一個多主體的動態(tài)自組織復雜適應系統(tǒng)，城市群物流共生系統(tǒng)呈現(xiàn)以下幾點耗散結(jié)構(gòu)特征：

一是開放性。作為一個典型開放系統(tǒng)，城市群物流共生系統(tǒng)的開放性主要表現(xiàn)為：系統(tǒng)與周邊區(qū)域存在物質(zhì)、能量、資本、信息、知識等要素的交換，并將自身的能量和信息向周邊地區(qū)輻射。二是遠離平衡性。城市群物流共生系統(tǒng)內(nèi)具有各類節(jié)點，用于匯集和疏散信息流、物資流、資金流等。從物理學的視角看，當節(jié)點之間存在勢差時，兩者之間可形成作用流。城市群物流共生系統(tǒng)各主體子系統(tǒng)內(nèi)部及子系統(tǒng)之間的差異性構(gòu)成節(jié)點勢差，即表征共生系統(tǒng)的非平衡性。三是非線性。城市群物流共生系統(tǒng)是由具有復雜適應系統(tǒng)特征的子系統(tǒng)所組成的生命有機體，這些子系統(tǒng)首先是自成體系的，同時也是和諧共生的。他們之間存在相互影響繼而形成相互作用的網(wǎng)絡，所有的子系統(tǒng)都存在于相互作用的互動關(guān)系之中，單一要素發(fā)生變化將會引發(fā)連鎖反應，進而產(chǎn)生所謂的“蝴蝶效應”。因此，城市群物流共生系統(tǒng)演化的內(nèi)在根本是系統(tǒng)的非線性。四是漲落。作為具有典型耗散結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，城市群物流共生系統(tǒng)的發(fā)展過程存在漲落。這里的“漲落”表示實際存在的對系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)的偏離。漲落的大小不同使城市群物流共生系統(tǒng)中各子系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)發(fā)生不斷調(diào)適，進而推動系統(tǒng)進行共生演化。發(fā)生小漲落時，系統(tǒng)將自行調(diào)整，系統(tǒng)的穩(wěn)定性不受影響。漲落超出系統(tǒng)承載能力時，系統(tǒng)要么偏離穩(wěn)定狀態(tài)，要么形成新的更高層級系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，要么系統(tǒng)解體。通過漲落，系統(tǒng)會自行增強，形成新結(jié)構(gòu)，涌現(xiàn)出新的空間組織形式。為此，漲落的普遍存在性是城市群物流共生系統(tǒng)共生演化的基礎條件。

關(guān)于系統(tǒng)的自組織與他組織

哈肯（H.Haken）對“自組織”給出過如下經(jīng)典定義：在獲得空間、時間或功能結(jié)構(gòu)過程中，如果系統(tǒng)沒有受到外界的特定干擾，則系統(tǒng)為自組織系統(tǒng)?！八M織”則一般被認為是在系統(tǒng)運行、演化過程中，外在主體有目的性地主導、組織和控制該系統(tǒng)，進而形成系統(tǒng)的某種運行秩序，比如政府行為及政策效應的影響。在自組織與他組織的共同作用下，可能有多種動力機制模式、系統(tǒng)效應存在于系統(tǒng)之中。

自組織現(xiàn)象強調(diào)組成一個系統(tǒng)的各元素在特定條件下無需外界特定干預，即可自發(fā)組織、相互協(xié)同，使系統(tǒng)最終宏觀表現(xiàn)為一種有序狀態(tài)。自組織的另一面即為他組織，他組織理論由我國苗東升教授最早提出，該理論強調(diào)系統(tǒng)的設計、批評、制裁、組建、教育、操作、管理、控制等活動均為系統(tǒng)外部力量嘗試變革系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、行為的結(jié)果，即為他組織。假設組織過程的一般形式為：

（1）

其中，X 表示組織的狀態(tài)向量，F(xiàn) 表示他組織作用力， A（t）、 B（t）、 C（t）、 D（t）分別為系數(shù)矩陣，并用 det|A（t）| 表示系統(tǒng)自組織對組織目標的貢獻度，用 det|B（t）|表示他組織對組織目標的貢獻度，用det|C（t）| 表示他組織力受前期施力的影響程度，用 det|D（t）|表示他組織力受自組織力的影響程度。

令|det|B（t）||+| det|A（t）||=1，表示自組織與他組織對組織目標的總貢獻值是一定的；當 |det|B（t）||>| det|A（t）||時，表示對于組織目標的貢獻，他組織（序參量）大于自組織（伺服量）；當 |det|B（t）||<|det|A（t）||=1時，表示對于組織目標的貢獻，自組織（序參量）大于他組織（伺服量）；將稱為他組織對自組織的役使度。當 >1時，表示他組織役使自組織；當=1時，表示他組織與自組織相互之間不存在役使關(guān)系；當<1時，表示自組織役使他組織。式（1）表示系統(tǒng)狀態(tài)與他組織力以及主體自組織狀態(tài)有關(guān)；他組織力與前期施力狀態(tài)、自組織力相關(guān)。

自組織是城市群物流共生系統(tǒng)在演化發(fā)展時的內(nèi)在規(guī)律性機制，起隱性、長效作用；而作為階段性規(guī)劃、控制的他組織，起顯性、短期作用。城市群物流共生系統(tǒng)同時具有自組織、他組織的復合發(fā)展特性。

城市群物流共生系統(tǒng)共生演化動因概念模型

城市群物流共生系統(tǒng)的共生演化既有自組織動因的隱性長效作用，也有他組織動因的顯性短期作用。城市群物流共生系統(tǒng)共生演化的自組織動因主要構(gòu)成有經(jīng)濟效益拉動、技術(shù)進步支持、資源環(huán)境壓力、市場需求拉動等；系統(tǒng)共生演化的他組織動因主要構(gòu)成有政策法規(guī)推動、體制制度創(chuàng)新等。據(jù)此，可建立城市群物流共生系統(tǒng)共生演化動因概念模型，如圖1所示。

圖1中自組織動因技術(shù)進步給城市群物流共生系統(tǒng)的共生演化提供了技術(shù)支持力，促進系統(tǒng)不斷創(chuàng)新；自組織動因經(jīng)濟效益、市場需求通過自身的快速發(fā)展拉動城市群物流共生系統(tǒng)相應發(fā)展，對系統(tǒng)提供強大的拉動力；自組織動因資源環(huán)境由于資源的有限性，環(huán)境的可持續(xù)性，其對城市群物流共生系統(tǒng)產(chǎn)生一定的壓力，促使城市群物流共生系統(tǒng)朝著綠色可持續(xù)性方向發(fā)展；他組織動因政策法規(guī)及體制制度為城市群物流共生系統(tǒng)提供了政策優(yōu)惠及制度保障，推動了共生系統(tǒng)的形成及發(fā)展。endprint

城市群物流共生系統(tǒng)共生演化的自組織動因

供給主體、需求主體、支持主體子系統(tǒng)組成城市群物流共生系統(tǒng)，具有自組織復雜適應系統(tǒng)特性，通過物質(zhì)、能量或信息交換等方式各子系統(tǒng)發(fā)生相互作用，形成具有整體效應或新型結(jié)構(gòu)的復雜系統(tǒng)。系統(tǒng)的自我適應是適應外界環(huán)境的能力，自我發(fā)展是不斷否定自身的結(jié)果，自我進化是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的飛躍。系統(tǒng)在與外界環(huán)境進行物質(zhì)、能量和信息交換時，臨界點處的隨機漲落可被放大為巨漲落，促使系統(tǒng)選擇優(yōu)化的結(jié)構(gòu)或行為模式，見圖2所示。產(chǎn)生漲落的原因是系統(tǒng)與外界環(huán)境之間的相互作用、相互選擇。

（一）城市群物流共生系統(tǒng)的自組織“四面體”模型

對于城市群物流共生系統(tǒng)，子系統(tǒng)之間存在著相互影響的非線性的交互作用，這種交互作用也存在于子系統(tǒng)與共生環(huán)境之間。這些子系統(tǒng)之間以及子系統(tǒng)與環(huán)境之間非線性的自組織作用可以用一個“四面體”模型進行直觀描述，見圖3所示。圖3中G、X、Z分別代表物流供給主體、需求主體、支持主體子系統(tǒng)，H代表了共生環(huán)境，子系統(tǒng)之間、子系統(tǒng)與共生環(huán)境之間的雙向箭頭代表了彼此之間非線性的交互作用，城市群物流共生系統(tǒng)可以抽象成這樣一個動態(tài)的自組織的“四面體”。

根據(jù)自組織理論觀點，系統(tǒng)是在超循環(huán)作用下有序演化的，超循環(huán)是這些非線性交互作用的形式，超循環(huán)包括了子系統(tǒng)自身的自催化循環(huán)和子系統(tǒng)之間、子系統(tǒng)與環(huán)境之間的交催化循環(huán)兩種形式。G作用于X，即 G→X，則物質(zhì)、信息、能量、資金等要素從G流向X；反之，X作用于G，即 X→G，則物質(zhì)、信息、能量、資金等要素從X流向G。這種雙向作用鏈就構(gòu)成了循環(huán)，即物質(zhì)、信息、能量、資金等要素在G、X之間雙向流動。同理，G與Z、X與Z，以及G、X、Z與環(huán)境H之間都存在這樣的交催化作用。子系統(tǒng)自身的自催化作用與子系統(tǒng)之間、子系統(tǒng)與環(huán)境之間的交催化作用形成的非線性合力是城市群物流共生系統(tǒng)演化發(fā)展的發(fā)展力。如圖3所示，四面體底部三角形的三邊分別用g、x、z表示，g表示物流供給主體子系統(tǒng)形成的發(fā)展力，x表示物流需求主體子系統(tǒng)形成的發(fā)展力，z表示物流支持主體子系統(tǒng)形成的發(fā)展力，以四面體側(cè)棱線h代表環(huán)境對共生系統(tǒng)形成的發(fā)展力。當g、x、z、h大小接近時，城市群物流共生系統(tǒng)處于相對靜止的“正四面體”狀態(tài)，意味著供給主體子系統(tǒng)、需求主體子系統(tǒng)、支持主體子系統(tǒng)及共生環(huán)境的演化發(fā)展處于類似水平。但是，城市群物流共生系統(tǒng)是動態(tài)發(fā)展的，這種“正四面體”狀態(tài)是暫時的。在自組織的超循環(huán)作用下，某子系統(tǒng)經(jīng)過自催化過程可能出現(xiàn)突破性發(fā)展，其形成的發(fā)展力將超越其他子系統(tǒng)及環(huán)境，g、x、z、h不再相近，此時原來的“正四面體”狀態(tài)將被打破，系統(tǒng)演化為“非正四面體”狀態(tài)。隨后，在各子系統(tǒng)之間及子系統(tǒng)與環(huán)境之間的交催化作用下，突破性發(fā)展的子系統(tǒng)將會帶動其他子系統(tǒng)的發(fā)展，子系統(tǒng)之間實現(xiàn)協(xié)同共生，重回“正四面體”狀態(tài)，此時的“正四面體”中的g、x、z、h已發(fā)生改變，取得同步增長，城市群物流共生系統(tǒng)躍遷到更高層級。如此循環(huán)往復，城市群物流共生系統(tǒng)就在自催化與交催化的超循環(huán)作用下向組織性更高的層次共生演化。

（二）城市群物流共生系統(tǒng)自組織動因主要構(gòu)成

一是經(jīng)濟效益拉動。城市群物流共生源于人類經(jīng)濟行為最基本的利潤需求和競爭性，其最主要的動因是經(jīng)濟利益。各共生單元能否參與共生系統(tǒng)取決于在資源環(huán)境約束下能否取得個體經(jīng)濟利益最大化。城市群物流共生系統(tǒng)的共生單元可以降低生產(chǎn)成本以及交易費用，獲得集聚效應和規(guī)模經(jīng)濟效益。同時，共生系統(tǒng)也能通過資源共享互補，保證城市群物流共生系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

降低交易成本。物流業(yè)資產(chǎn)的專用程度較高、交易的頻率較大、交易的不確定性較明顯，故交易的成本較大。城市群物流共生系統(tǒng)各共生單元之間的共生，可產(chǎn)生資源共享、互惠合作、利益共獲、風險共當?shù)男Ｏ到y(tǒng)各共生單元進行交易，有利于促進相互學習、提高信息豐度、增強對不確定性的認知、減少因主體的有限理性而導致的高交易費用。

資源優(yōu)勢互補。物流業(yè)資源包括有形資源（運輸、倉儲、裝卸、包裝、流通加工、配送和信息平臺等）以及無形資源（企業(yè)知識、文化、品牌等）。由于企業(yè)資源和能力有限，企業(yè)通過高成本取得大量物流資源的可能性不大。因此，根據(jù)需求建立共生系統(tǒng)進而實現(xiàn)資源快速集成、物流服務網(wǎng)絡化是明智的。共生單元主體間的合作伙伴關(guān)系，能極大地培育、發(fā)揮核心能力進而資源優(yōu)勢互補，獲得競爭優(yōu)勢。

集聚效應和規(guī)模經(jīng)濟效益。城市群物流共生系統(tǒng)的集聚效應和規(guī)模經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，共享資源要素。共生系統(tǒng)中的資源要素共享包括道路交通、能源（水、電、氣）、信息、環(huán)境和人力資源等，降低了生產(chǎn)成本和交易費用，外部經(jīng)濟內(nèi)在化效果顯著。第二，獲得巨大的市場機會。許多具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的產(chǎn)業(yè)集聚在物流共生系統(tǒng)內(nèi)，通過物流供應鏈建立緊密或半緊密的產(chǎn)業(yè)共生關(guān)系，各共生單元在共生系統(tǒng)內(nèi)的協(xié)作無處不在，相應地各共生單元也獲得了更多更大的市場機會。第三，產(chǎn)生知識與技術(shù)溢出效果。在城市群物流共生系統(tǒng)內(nèi)由于各產(chǎn)業(yè)集聚和共生單元間共生關(guān)系的發(fā)生，信息、知識、技術(shù)的溢出是常態(tài)。同時共生單元之間通過共生界面的交流，會促進先進技術(shù)、信息、知識在物流共生系統(tǒng)內(nèi)的傳播與流動。共生單元間的信息、知識、技術(shù)的溢出可以使共生單元快速便捷地獲得相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢及目前所達到的技術(shù)水平，推動物流共生系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新。

二是技術(shù)進步支持。作為推動經(jīng)濟發(fā)展的決定性因素，科學技術(shù)在促進結(jié)構(gòu)合理、提高結(jié)構(gòu)效益、加強資源綜合利用、提高設備技術(shù)水平、改進生產(chǎn)工藝等方面存在重要影響。科技進步推進運輸、倉儲等作業(yè)環(huán)節(jié)、管理方式轉(zhuǎn)型，改變共生單元的內(nèi)部組成及相互關(guān)系，促進系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、運行機制向復雜化發(fā)展。這些變化引發(fā)系統(tǒng)漲落，積極推動系統(tǒng)演化。

三是資源環(huán)境壓力。對于城市群這樣的地理空間來說，其自然資源均是有限的，通過物質(zhì)、能源的集成建立主體共生關(guān)系是緩解資源約束的根本途徑。城市群物流共生系統(tǒng)的建立可幫助各共生單元通過各種形式共生界面的作用，大幅提高對于各類資源的利用效率。同時，由于各共生單元間信息豐度的日益提高，資源共享程度顯著提升，資源的浪費現(xiàn)象得到改善，城市群物流與經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展得到保證。endprint

城市群物流共生系統(tǒng)的發(fā)展對于城市群生態(tài)環(huán)境會產(chǎn)生不利影響，主要表現(xiàn)有：一氧化碳、硫化氧等空氣污染以及污水造成的水質(zhì)惡化；土地退化、森林面積減少；廢氣、尾氣排放以及噪音等。這些影響對城市群物流可持續(xù)發(fā)展、供需主體的活動空間、運行效率等產(chǎn)生影響，破壞共生系統(tǒng)生態(tài)秩序以及共生系統(tǒng)穩(wěn)定性。

四是市場需求拉動。伴隨著物流市場競爭的日益加劇、市場的日漸混沌，物流需求在流量、流向、庫存量、發(fā)貨時間等方面均發(fā)生即時變化，這些要求物流共生系統(tǒng)具備快速反應以及柔性的特征。

城市群物流共生系統(tǒng)共生演化的他組織動因

城市群物流共生系統(tǒng)是有人類參與的系統(tǒng)。比如物流需求子系統(tǒng)中各產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、各類企業(yè)工作人員，物流供給子系統(tǒng)中基礎設施、企業(yè)的擁有或經(jīng)營者，物流支持子系統(tǒng)中政策的制定者、規(guī)劃管理人員等對系統(tǒng)的共生演化有直接作用，他們的主觀能動性說明系統(tǒng)的發(fā)展演化必然受到他組織力的控制。共生系統(tǒng)內(nèi)部同時存在自組織和“他組織”作用，系統(tǒng)的發(fā)展演化是自組織、他組織分向復合發(fā)展的結(jié)果，見圖4所示。

此外，城市群物流共生系統(tǒng)本身處于外界共生環(huán)境內(nèi)，兩者存在物質(zhì)、能量、信息交換等相互作用。比如，城市群的經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、物流系統(tǒng)規(guī)劃均與國家相關(guān)規(guī)劃有關(guān)；制定城市群物流相關(guān)政策要參照國家層面的相關(guān)政策等。雖然外界環(huán)境對系統(tǒng)自組織特性不會有破壞作用，但卻影響系統(tǒng)的演化和發(fā)展，是系統(tǒng)發(fā)生漲落的重要影響因素之一。通過認識自組織規(guī)律并有效遵循，并結(jié)合他組織方式進行動態(tài)調(diào)節(jié)，有利于城市群物流共生系統(tǒng)的有序、優(yōu)化發(fā)展。

城市群物流共生系統(tǒng)他組織動因主要構(gòu)成包括：一是城市群區(qū)域政府導向。中央、地方政府對城市群物流業(yè)發(fā)展起引導、扶持、監(jiān)管等作用，政府對于城市群物流發(fā)展的引導作用極為突出，可采用規(guī)劃、資金、建設、管理、政策等有效的宏觀調(diào)控手段。例如調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；制定基礎設施規(guī)劃以及行業(yè)準入制度；落實市場管理、用地、投資、稅收、區(qū)域合作、技術(shù)、人才、資源整合、標準化等政策措施，以此對城市群物流共生系統(tǒng)的演化方向及演化狀態(tài)產(chǎn)生影響。例如，2015年4月，《長江中游城市群發(fā)展規(guī)劃》出臺，依據(jù)規(guī)劃，長江中游城市群將依托長江黃金水道，建設綜合立體交通走廊，創(chuàng)新驅(qū)動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，建設綠色生態(tài)廊道，創(chuàng)新區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展體制機制。該規(guī)劃將促進長江中游城市群物流基礎設施水平的提高以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的改善等，利于城市群物流共生系統(tǒng)共生能力的提高。二是體制創(chuàng)新。我國物流產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的體制創(chuàng)新力度逐年加大，企業(yè)的物流業(yè)務外包對于促進專業(yè)化分工以及物流主體多元化具有重要作用。然而，實際中依然存在體制不順的問題，主要表現(xiàn)為在“大而全”、“小而全”的思維定式下，工業(yè)及流通企業(yè)自營物流的比重過大、效率低下。此外，我國物流產(chǎn)業(yè)由商務、交通、海關(guān)、質(zhì)檢等多個部門實施管理，管理上的條塊分割導致部門及地區(qū)職權(quán)重疊、管理部門繁多、協(xié)調(diào)性差、物流基礎設施重復建設、物流相關(guān)資源嚴重浪費。因此，遵循市場經(jīng)濟規(guī)律、適當開展體制創(chuàng)新有利于城市群物流共生系統(tǒng)演化。

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