徐升华, 吴丹
江西财经大学信息管理学院,南昌 330032

Analysis on the “industry-economy-resources”simulated system of Poyang Lake Eco-industrial Clusters based on systematic dynamics

XUShenghua, WUDan
School of Information Management,Jiangxi University of Finance & Economics,Nanchang 330032,China
收稿日期:2014-09-2
修回日期:2016-03-20
网络出版日期:2016-05-25
版权声明:2016《资源科学》编辑部《资源科学》编辑部
基金资助:国家自然科学基金项目（71261009）江西省软科学项目（20121BBA10015）
作者简介:
-->作者简介:徐升华,女,江西南昌人,教授,博士生导师,研究方向为管理科学与工程学科。E-mail:jxcdxsh@foxmail.com



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摘要
产业集群作为当前区域经济发展的重要推动力,在区域经济增长和区域资源可持续利用中扮演着越来越重要的角色。鄱阳湖生态经济区自2009年纳入国家发展战略规划以来,经历了一个快速发展的过程,但随着区域经济、资源和产业结构的进一步发展,资源高消耗、经济增长降速、区域产业结构不合理等问题逐渐凸显,本文在对鄱阳湖生态经济区100家进驻企业问卷调查的基础上,通过系统动力学的流率基本入树建模法分析产业、经济及资源的内在关系,构建“产业-经济-资源”反馈系统,并结合鄱阳湖生态经济区2012年的基础数据进行模拟仿真,分析区域资源水平、政府投资、科技转化能力、教育水平等因素对区域资源的可持续利用影响作用。结果显示,一方面,区域资源水平直接影响区域产业的集群度,进而影响区域经济的发展。提高区域教育投资占比,并不能直接提高区域经济水平总量,但可以提高区域经济水平的发展速度;另一方面,鄱阳湖生态经济区内原有的高消耗型产业仍占据着区域经济增长的主要部分,但是废品废料、研究与试验发展业、综合技术服务业、水利、环境和公共设施管理业、卫生、社会保障和社会福利业、文化、体育和娱乐业和公共管理和社会组织等行业对区域内的经济增长的影响作用越来越大。基于以上结果,对鄱阳湖生态经济区的产业结构、资金投入、教育投入,资源更新等方面提出了具体的政策建议。

关键词：鄱阳湖生态经济区;影响因素;系统动力学
Abstract
Industrial clusters are an important driver of current regional economic development and play an increasingly important role in regional economic growth and sustainable utilization of regional resources in China. The Poyang Lake Eco-economic Zone is a national strategy and experienced rapid development;however,the whole economic area of high resource consumption,economic growth and regional industrial structure is irrational and issues are emerging. This paper is based on a survey of 100 enterprises in the Poyang Lake Eco-economic Zone and analysis of flow rate using the tree system dynamics modeling method for the internal relations industry,economy and resources. . The essay also states the analysis on impact of regional resource level,government investment,S&T transference ability,education level and other factors on sustainable facilitation of the regional resources by combing the feedback system with the simulation of fundamental data collected in 2012 on Poyang Lake Eco-economic Zone. According to simulation results,the regional resources level directly affects regional industrial clustering and then affects the development of the regional economy. Increasing the proportion of investment in regional education does not directly improve the regional economic level,but can improve the development of regional economic levels. The Poyang Lake Eco-economic Zone has historically had high consumption of industry and this remains a major component of regional economic growth. Relative industrial structure has a greater influence on economic growth of the region. The industrial structure of Poyang Lake Eco-economic Zone,aspects of financial security,eco-industrial clusters surrounding economic regional interactions and personnel security mechanisms are discussed as specific policy recommendations.

Keywords：Poyang Lake Eco-economic Zone;influencing factors;system dynamics

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徐升华, 吴丹. 基于系统动力学的鄱阳湖生态产业集群“产业-经济-资源”系统模拟分析[J]. , 2016, 38(5): 871-887 https://doi.org/10.18402/resci.2016.05.07
XU Shenghua, WU Dan. Analysis on the “industry-economy-resources”simulated system of Poyang Lake Eco-industrial Clusters based on systematic dynamics[J]. 资源科学, 2016, 38(5): 871-887 https://doi.org/10.18402/resci.2016.05.07

1 引言

鄱阳湖生态经济区位于江西省北部,包括南昌、景德镇、鹰潭3市及九江、新余、抚州、宜春、上饶、吉安市的部分县（市、区）,共38个县（市、区）和鄱阳湖全部湖体在内,面积为5.12万km²。占江西省国土面积的30%,人口占江西省50%,经济总量占江西省60%。该区域是中国重要的生态功能保护区,是世界自然基金会划定的全球重要生态区,承担着调洪蓄水、调节气候、降解污染等多种生态功能。鄱阳湖又是长江的重要调蓄湖泊,年均入江水量约占长江径流量的15.6%。鄱阳湖水量、水质的持续稳定,直接关系到鄱阳湖周边乃至长江中下游地区的用水安全。鄱阳湖生态经济区还是长江三角洲、珠江三角洲、海峡西岸经济区等重要经济板块的直接腹地,是中部地区正在加速形成的重要增长极,是中部制造业重要基地和中国三大创新地区之一,具有发展生态经济、促进生态与经济协调发展的良好条件。
建设鄱阳湖生态经济区,作为国家一项重要战略,有利于探索生态与经济协调发展的新思路,有利于探索大湖流域综合开发的新模式,有利于构建国家促进中部地区崛起战略实施的新支点,有利于树立中国坚持走可持续发展道路的新形象。按照国务院的要求,把鄱阳湖区生态经济区规划的实施作为应对国际金融危机、贯彻区域发展总体战略、保护鄱阳湖“一湖清水”的具体举措,推动这一地区科学发展。同时,鄱阳湖生态经济区规划实施要以促进生态和经济协调发展为主线,以体制创新和科技进步为动力,转变发展方式,创新发展途径,加快发展步伐,努力把鄱阳湖地区建设成为全国乃至世界生态文明与经济社会发展协调统一、人与自然和谐相处、经济发达的世界级生态经济示范区。
自2009年以来,一方面由于周边省区经济结构的调整,大量劳动密集型企业涌入到内陆省份,鄱阳湖生态经济区的汉能光伏产业集群、北汽汽车及发动机产业集群、九江石化产业集群、兄弟科技产业集群等发展迅速,成为江西省经济发展的亮点,2014年鄱阳湖生态经济区GDP突破9000亿元。但是,由于在企业准入机制、企业持续跟踪管理等方面的不足,也引进了一批资源消耗较高,对环境影响较大的企业,如钢铁、水泥企业等。另一方面,鄱阳湖生态经济区在自身发展过程中,结合江西省整体经济发展的需要,以及在环境、经济可持续增长的约束下,2012年江西省委九届七次会议中明确提出鄱阳湖生态经济区的生态企业和非生态企业的定义,同时提出了一系列的配套政策和措施,如金融扶持、优惠土地政策、就业培训补贴等等,但是这些措施的效果却不太显著,如2012年鄱阳湖生态经济区的就业培训补贴额度达到411.4亿元,比上一年度增加了11.89%,但对区域劳动力的就业情况以及区域经济增长的推动作用却不显著。
引入“集群”概念的美国战略管理学家迈克尔·波特指出具有竞争优势的产业通常具有很高的地方化特征^[1]。而在生态产业中,这种地方化特征大多体现在区域资源的开发、利用和管理上。中国区域产业自明朝中叶近代工业萌芽时起实行公平优先的均衡产业布局到20世纪70年代末至90年代末效率优先的非均衡产业发展,最终形成区域协调发展的发展理念^[2]。然而,由于中国东部和中部、西部之间过大的经济差距以及长三角、珠三角等经济特区对人力资本、物质资本等重要生产要素的强大吸引力,导致这些区域在未来相当长的一段时间内具有非常强的竞争力,也更进一步加剧了中国区域资源配置的不均衡和区域发展的不平衡。近年来,在各区域间以及区域内的产业转移和产业升级过程中,中国的区域产业发展呈现出新的形态:在经济分散化现象产生的同时,生产要素在空间上又呈现出新的集聚现象,即经济活动的本地化趋势。造成这种形态的根本原因在于经济发展两极化方向^[3]。陈健生等对成都经济区的19个行业区位基尼系数进行产业集聚度分析,发现成都经济区也存在这种集聚力和扩散力并存的现象。同时,通过回归分析指出,正是由于区域经济的集聚力导致了区域产业升级,区域经济的扩散力导致了区域产业转移^[4]。陆大道在回顾中国国民经济发展战略调整的过程中,指出传统的水资源、矿产资源及交通等传统因素对区域经济大发展的影响效应正在逐步减小,而信息、科技、生态环境、体制创新等已成为影响中国区域发展的新因素^[5]。
纵观已有研究可以看到,区域产业集群普遍对区域经济、资源及区域产业升级等因素依赖程度较高,鄱阳湖生态经济区中的经济、资源和产业与区域产业集群间的相互关系如何?在当前的经济政策和产业格局下,区域经济发展有哪些制约因素?区域经济发展趋势如何?本文针对这些问题对鄱阳湖生态经济区现有产业结构情况进行调研,将调研结果中企业提出的影响因素进行归纳和相关性分析,形成鄱阳湖生态经济区产业集群系统边界,最后将区域产业、经济和环境综合考虑为一个复杂系统,从区域产业集群的环境因素出发,利用系统动力学的流率入树建模方法^[6],构建对区域经济和区域产业集群演化系统,并结合鄱阳湖生态经济区2012年的产业发展数据对系统进行仿真,旨在揭示区域经济、人力资本、科技发展以及区域居民生活水平与区域产业聚集效应的内在关系,为区域生态经济区的可持续发展提供参考。

2 理论基础与模型构建

2.1 产业集群模式及影响因素分析

2.1.1 产业集群模式
迈克尔·波特教授认为,产业集群产生的原因大致可归纳为以下四类:①历史原因;②不同寻常的需求;③已经存在的供应链或者产业链;④企业的创新行为。在产业集群的过程中,参与企业不仅可以节约物流成本,获得区域内的技术或劳动力优势,而且还能获得便利的信息与服务,同时还能享受到比较优惠的区域政策和产业成长环境。
在中国,产业集群不仅具有上述共性,还具有自己的“个性”。王缉慈总结了中国产业集群的五种模式:①依靠当地企业家精神和工商业传统,在农村或乡镇工业基础上的特色集群。例如浙江温州的劳动密集型专业化产业区;②在科技实业家创业基础上出现的高科技产业集群。例如北京中关村的IT产业群;③本地“三来一补”基础上发展起来的中小产业群,例如广东东莞的劳动密集型专业镇;④外贸带来多个配套企业发展起来的集群,如北京亦庄的诺基亚星网工业园;⑤在改制后的公有企业基础上经过企业繁衍和集聚而形成的集群。例如山东青岛的海尔、四川重庆的嘉陵摩托等集团附近,依托该集团而繁殖和衍生的相关企业形成集群^[7]。
生态产业集群显然不同于上述五种产业集群模式,作为驱动主体的地方政府是在国家宏观政策或者通过专家调研以及广泛的民众意见条件下,主导性地对区域内特色资源（森林、湖泊等）进行特定功能定位和长期规划,并出台政策扶持或主动进行产业建设,从而形成的产业集群,如江西省鄱阳湖生态产业集群。
综上可知,生态产业集群是继经济技术产业集群、高新技术产业集群发展起来的,按照生态经济原理和知识经济规律组织起来的基于生态系统承载能力、具有完整的生命周期、高效的代谢周期以及和谐的生态功能的网络型、进化型、复合型产业集群。将经济、社会、资源和环境保护协调发展,既达到发展经济的目的,又保护了区域内的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境。
显然,经济、环境、科技等因素在产业集群的过程中起着重要的作用,孙晓梅使用经济运行效率、资源转化效率、污染减排效率、生态工业特征指标和园区管理效率五个准则层建立了包含27个具体指标评价指标体系,对烟台经济技术开发区生态工业园的运行效率进行了评价^[8]。季国军在对南京市农村生态产业开发支持体系的评价过程中使用了产业发展、环境保护、人力资源和政策资金等四个方面的评价指标^[9]。
2.1.2 产业集群的影响因素
（1）环境因素。环境因素对于区域产业集群来说是其产生、发展最直接、最根本的影响因素,对于区域产业集群特征、竞争力等都是建立在区域环境的基础之上^[10]。环境因素不仅可以缔造一个个不同特色的产业集群,也能促进产业集群的产业升级,彻底改变产业集群的产业结构,如中国沿海长三角、珠三角的工业产业园区等。
（2）区位因素。不同地区的区位条件不同,运输费用、劳动成本、市场需求和自然环境等条件也存在很大的差异,聚集条件也不同,这是全球经济呈现带状分布的最重要原因。传统产业对交通费用比较敏感,水运和铁路是首要影响因素。高技术产业和生态产业依赖人力资本,需要研发机构和良好的人居环境的支撑。同时,由于产业集群而导致行业间的面对面的接触需求,产业聚集偏好于规模较大,功能更全面的产业园或工业园^[11]。
（3）经济水平因素。区域经济水平和区域产业集群是一对相辅相成、相互影响的因素,一方面好的区域经济水平可以有效地推动区域产业集群的形成、发展,另一方面产业集群所形成的产业园、工业园不仅可以增加区域的财政收入,提高区域就业水平和区域居民收入水平,更重要的是有效地推动区域产业链的升级,使得区域内产业规模快速增大、区域产业可持续发展能力大大增强。
（4）政策因素。产业集群所带来高度竞争优势近年来已经得到了所有国家和地区共同认识和关注,为了达到高度竞争力的产业集群,制定与之配套的公共政策已是当前各级政府和政策制定者的普遍做法,也是区域产业快速、健康发展的必然选择^[12]。
（5）产业结构因素。产业结构中的任何一个环节的优势和劣势都会影响到整个区域产业集群的稳定性,甚至会关系到整个产业集群的发展和空间布局,集群和区域产业结构之间相互促进、相互增强、相互积累,为集群持续成长提供内生动力,各种原因引起的产业链条或产业网络的断裂和瓦解,都将导致集群的衰退^[13]。
（6）社会发展因素。区域产业集群与区域社会发展存在着互动发展的动力,一方面,社会发展过程中的城市化过程使得产业和企业在区域范围内不断地集中,社会发展过程中的交流与合作也促进和刺激了产业集群形成和发展。基础设施建设、区域居民生活水平的提升不仅为产业集群的进一步发展提供了有效的支撑也为产业集群的发展提供了更广阔的市场空间^[14]。
（7）文化因素。区域内有形文化资源,如建筑、遗址、名山、名水等因素对某些以特定文化产业的集群起着至关重要的作用,如文化产业园、文化创意园、文化工业园等。同时,一些无形文化资源,如风俗、历史名人、故事等是旅游、工艺品等创新产业聚集的孵化器和温床^[15]。
（8）教育发展因素。区域劳动力的受教育水平不仅直接影响着企业员工的劳动技能、职业操守以及对企业文化的理解和认同,而且也影响着产业集群的劳动生产率,直接影响区域产业集群的竞争优势^[16]。
（9）内部因素。区域产业集群内部企业与企业间的相互影响主要通过企业间的知识转移来完成。从微观的角度上看,产业集群内部知识转移对企业间结构、交流、融合以及创新起着重要的作用。从宏观的角度上看,产业集群内部知识转移可以有效提高产业集群的竞争优势,优化产业集群自身的产业结构,调节整个集群产业的上下游产业链结构,对于区域产业的长期健康发展至关重要^[17]。
针对上述影响因素,在鄱阳湖生态经济区随机选取100家已进驻企业进行问卷调研。调研有效回收问卷85家,其中对鄱阳湖产业集群中影响最多的前三个因素分别是:政策因素（82.353%）、经济水平因素（78.824%）和产业结构因素（61.176%）;影响最小的三个因素分别是:社会发展因素（24.706%）、区位因素（41.176%）和文化因素（45.882%）。其余三个因素分别是:教育发展因素（52.941%）;内部因素（51.765%）和环境因素（56.471%）.
本文结合已有的研究以及对鄱阳湖生态产业园的调研结果,将产业集群的影响因素归纳概括为经济环境、科技环境、人力资源环境和资源与市场环境等4个环境以及区域经济因素、区域人力资源因素、区域科技发展因素、区域产业因素、区域环境因素和区域居民生活水平等6个方面影响因素。

2.2 基于系统动力学的产业集群建模分析

2.2.1 确定产业集群的系统边界
根据上述产业集群的影响因素分析,可将区域经济因素、区域人力资源因素、区域科技发展因素、区域产业因素、区域环境因素和区域居民生活水平六方面影响因素直接作为“产业-经济-环境”的系统边界。
（1）区域经济水平及年变化率;
（2）区域人力资本存量及变化率;
（3）区域科技水平及变化率;
（4）区域资源存量及变化率;
（5）区域生态企业量及变化率;
（6）区域居民生活水平及变化率。
2.2.2 根据描述的系统边界,确定流位流率系
（1）流位。根据上述分析,本模型建立6个流位:①区域经济水平 L1(t);②区域人力资本存量 L2(t);③区域科技水平 L3(t);④区域资源存量 L4(t);⑤区域生态企业数 L5(t);⑥区域居民生活水平 L6(t)。
（2）流率。根据流位的含义可以直接确定6个流率:①区域经济水平变化率 R1(t);②区域人力资本存量变化率 R2(t);③区域科技水平变化率 R3(t);④区域资源变化率 R4(t);⑤区域生态企业数变化率 R5(t);⑥区域居民生活水平变化率 R6(t)。
（3）建立流率基本入树模型。①区域经济水平的变化除了受到区域经济水平本身的影响外,区域人力资本存量、区域科技水平、区域资源存量和区域企业数量均对区域经济结构和经济水平变化起着重要的影响作用;②区域人力资本变化的主要影响因素为区域经济水平、区域人力资本存量以及区域科技水平;③区域科技水平变化主要受到区域经济水平、区域人力资本存量和区域科技水平的影响;④区域资源变化主要来自于区域经济水平、区域科技水平、区域资源存量和区域企业量的影响;⑤区域生态企业数量变化主要影响因素有:区域经济水平、区域科技水平、区域资源存量和区域企业量;区域居民生活水平的变化本文主要考虑区域经济水平和区域企业量的影响;⑥区域居民生活水平变化主要影响因素有:区域经济水平、区域生态企业数、区域生活水平。构建流位流率二部分有向图,如图1所示。
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图1系统动力学流位流率二部分有向图
-->Figure 1The system dynamics flow rate of the two part directed graph
-->

（4）根据系统动力学二部分图建立流率基本入树:
R1t=f1L1t,L2t,L3t,L4t,L5t,L6tR2t=f2L1t,L2t,L3tR3t=f3L1t,L2t,L3tR4t=f4L1t,L3t,L4t,L5tR5t=f5L1t,L3t,L4t,L5tR6t=f6L1t,L5t,L6t
2.2.3 子系统分析
（1）区域经济子系统。多恩布什、费希尔在其著作《宏观经济学》中这样定义经济增长的概念:“生产要素积累和资源利用的改进或要素生产率增加的结果”^[18]。所谓生产要素,是指经济增长中投入要素数量的增加。所谓资源利用的改进和要素生产率增加,是指经济增长过程中技术进步作用和要素使用效率的提高^[19-21]。本文借用经济增长的定义,将经济增长直接考虑为生产要素的投入产出与资源利用要素的消耗之差。
首先,区域经济水平的变化率=区域经济增长量/区域经济水平,区域经济增长量为区域投入产出量与区域资源消耗量的差值与经济增长的影响因子乘积的结果。其次,区域投入产出量=区域投入量-区域产出量,区域投入量=政府投资+金融机构投资+企业投资。区域产出量=生态产业产出量+非生态产业产出量^1）(1）本文的生态产业和非生态产业是是否纳入到生态产业区规划的生态产业基地中来区分的。如鄱阳湖生态产业园规划生态产业基地有:光电产业基地、新能源产业基地、生物产业基地、铜冶炼及精深加工产业基地、优质钢材深加工基地、炼油及化工产业基地和汽车及零部件生产基地。根据截止2012年底的鄱阳湖生态产业园区的初步调研,纳入生态产业基地中的企业数和未纳入到生态产业基地中的企业数之比约为1:1。)。第三,生态产业产出量=生态企业 ×生态产业产出效率;非生态产业产出量=非生态企业数 ×非生态产业产出效率。生态产业的产出效率和非生态产业的产出效率区别在于是否受到区域科技水平的影响。生态产业产出效率为区域人力资本存量和区域科技水平的生产函数,非生态产业产出效率为区域人力资本存量的生产函数,具体模型参见图2区域经济子系统。
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图2区域经济子系统
-->Figure 2Regional economic subsystem
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（2）区域人力资本子系统。人力资本存量是劳动者质量的反映,影响人力资本形成的因素是多方面的,如资本投入、资本流入、科技进步及制度创新等^[22],然而受教育程度和健康状况是决定劳动者人力资本存量的两个关键因素^[23]。区域人力资本变化率=人力资本变化量/区域人力资本存量。人力资本变化量为劳动力平均接受教育年限、教育回报率以及就业人口比的生产函数。就业人口数=区域人口数×区域就业率。R.Lucas将人力资本纳入内生经济增长模型中,认为人力资本是自我形成的,每个劳动者能力和他贡献给人力资本的时间（可视作受教育和培训的时间）决定了他进一步获取知识的速度^[24],区域就业率=（区域居民生活水平变化量+区域科技水平的总量）/区域经济水平。同时,结合已有研究,人力资本增长=教育回报率×劳动力平均接受教育年限,劳动力平均接受教育年限=不同教育水平劳动力人口×劳动力接受教育系数（影响因子1为区域经济子系统生产函数中的弹性系数,下同）,模型参见图3区域人力资本子系统。
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图3区域人力资本子系统
-->Figure 3Regional human capital system
-->

（3）区域科技水平子系统。目前许多文献都论证了科技水平是技术进步和经济增长的主要推动力^[25-28]。本文直接将区域科技水平定义为区域创新能力及其他影响因子的生产函数,同时将区域科教投资额和区域科技转化能力及人力资本存量作为区域创新能力的来源,所以区域创新能力为区域科教投资额、区域人力资本存量以及区域科技转化能力的生产函数。而区域科教投资额=区域经济水平 ×区域科教投资比。模型参见图4区域科技水平子系统。
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图4区域科技水平子系统
-->Figure 4Regional science and technology level subsystem
-->

（4）区域资源子系统。区域资源主要包括可更新资源和非可更新资源两种,同时,区域资源变化量=区域资源消耗量-区域资源更新量,区域资源消耗量=不可更新资源消耗量+可更新资源消耗量,区域资源消耗量=区域企业量 ×生态企业占比 ×生态企业资源消耗系数+区域企业量 ×非生态企业占比 ×非生态企业资源消耗系数,模型详见图5区域资源子系统。
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图5区域资源子系统
-->Figyure 5 Regional resource subsystem
-->

（5）区域生态企业子系统。区域生态企业的增加数为区域企业数、产业集群度以及影响因子6的函数,产业集群度越高,企业增加数越大。同时产业集群度又可定义为区域经济水平、区域科技水平的生产函数^[29-31]。模型详见图6区域生态企业子系统。
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图6区域生态企业子系统
-->Figure 6Regional ecological enterprise subsystem
-->

（6）区域居民生活水平子系统。生活水平变化率=区域居民生活水平变化量/区域居民可支配生活水平,区域居民生活水平的变化量主要来自于区域居民收入水平和区域居民消费水平,区域居民生活水平变化量为区域经济水平、区域居民消费水平以及区域居民收入水平的生产函数。区域产业结构=生态企业量/非生态企业量。模型详见图7区域居民生活水平子系统。
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图7区域居民生活水平子系统
-->Figure 7Area residents living level subsystem
-->

2.2.4 区域“产业-经济-资源”系统模型
根据上述6个子系统的流率基本入树,将其中重复变量替换成原有变量或常量,构建区域“产业-经济-资源”系统,如图8所示。
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图8区域“产业-经济-资源”系统
-->Figure 8Regional "ecological industry economic resources" system
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3 鄱阳湖生态经济区产业集群的系统模拟与仿真

3.1 鄱阳湖生态经济区产业集群的系统模拟参数

本文模拟数据来自于江西省2004-2012年统计年鉴,根据鄱阳湖生态经济区所在的38个县（市）数据统计得到,其中,GDP、教育财政支出、企业个数、资源消耗量为累计相加数;投资率、人均消费水平为加权平均数。2012年,鄱阳湖生态经济区内生产总值达到7627亿元,占全省的58.9%,是2009年的1.7倍;经济区内战略性新兴产业增加值和高新技术产业工业增加值连续保持两位数增长,占全省的比重分别达到68%和59%,其中高新技术产业工业增加值由2009年的363.99亿元增加到2012年的569.1亿元。循环经济实现产值3000多亿元。金融、商贸、旅游等现代服务业蓬勃发展。以生态农业、新型工业、现代服务业为支撑的生态产业体系加快构建,生态经济区新增省级及以上现代农业示范区21个,战略性新兴产业占到全省的68%,金融、商贸物流、生态旅游等现代服务业蓬勃发展。湿地面积由46 937.5hm²加到70 126.8hm²,区内38个市县城镇生活污水处理设施和工业园区污水处理设施全覆盖,集中式饮用水源地水质达标率100%。区域资源存量809.4210亿元^1）(1）数据来源于wind资讯。),区域可更新资源占比0.5;区域企业数为3290户,其中生态企业数约为1640户（2012年12月）,生态企业消耗系数0.2,非生态企业消耗系数0.5;生态经济区内人口约2252万人,未上过学、小学教育、初中教育、高中教育及大专以上教育抽样比率为1468:10 562:14 420:5982:2530,教育投资占GDP比为2.9%,教育回报率3,不同教育水平劳动力就业数（未上学:小学:初中:高中:大专及以上=1:2:3:4:5）,区域人力资本存量的计算根据安格斯.麦迪森使用的人力资本计算方法,将初中以下教育权重设为1,初中及高中教育权重设为1.4,高中以上权重设为2;区域经济政府投资额229.52亿元,金融机构投资额457.13亿元,企业自筹资金投资额4924.41亿元,区域科技转化能力1.2,区域居民人均消费水平13 793元^[32]。

3.2 “产业-经济-资源”系统的主要指标分析

“产业-经济-资源”系统中的区域经济因素、区域人力资源因素、区域科技发展因素、区域资源存量因素、区域生态企业量因素和区域居民生活水平等6个方面影响因素在系统中的主要对应的指标为GDP,投资率,人均消费水平,教育财政支出,企业数以及资源消耗税量（税）,指标的分布如表1。
Table 1
表1
表1主要指标及系统关系
Table 1Main index and system relationship

系统	产业	经济	资源
指标	企业数	GDP	资源消耗量
		投资率
		人均消费水平
		教育财政支出

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主要指标的年份数据如表2所示。
Table 2
表2
表22004-2011年度“产业-经济-资源”系统主要指标数据
Table 2The main indicators of the industry,economy and resources from 2004 to 2011

年-月	GDP /亿元	投资率 /%	教育财政 支出/亿元	人均消费 水平/元	企业数 /个	资源消耗量 /亿元
2004-12	1 997	49.60	25.080 7	5 264	2 107	0.971 6
2005-12	2 193	48.80	30.216 5	5 427	2 199	1.327 2
2006-12	2 586	50.40	38.917 5	5 604	2 612	2.108 3
2007-12	3 113	50.30	64.818 4	7 692	2 886	3.302 2
2008-12	4 277	50.60	72.195 1	8 853	2 971	5.606 7
2009-12	4 486	54.40	88.782 2	9 704	3 526	6.965 7
2010-12	5 307	51.40	103.199 4	10 556	3 962	8.112 0
2011-12	6 459	51.20	163.345 6	12 401	3 063	11.569 2

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3.2.1 “产业-经济-资源”间主要指标的相关性分析
（1）GDP与企业数因素的相关性分析。采用表2数据对“产业-经济-资源”系统中的GDP和企业数指标做偏相关性分析（控制变量为投资率,显著性水平为0.01）,应用SPSS软件分析结果见表3。
Table 3
表3
表3GDP与企业数偏相关性分析结果
Table 3Analysis results of GDP and enterprise number partial correlation

控制变量			GDP	企业数
投资率	GDP	相关性系数	1.000	-0.008
		检验概率		0.006
		自由度	0	5
	企业数	相关性系数	-0.008	1.000
		检验概率	0.016
		自由度	5	0

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从分析的结果来看,在控制变量为投资率,显著水平为0.01的条件下,GDP和企业数两变量间存在着非显著的相关性。
（2）GDP与资源消耗量因素的相关性分析。采用表2数据对“产业-经济-资源”系统中的GDP和资源消费量指标做偏相关性分析（控制变量为人均消费水平,显著性水平为0.01）,应用SPSS软件分析结果见表4。
Table 4
表4
表4GDP与资源消耗偏相关性分析结果
Table 4GDP and resource consumption tax partial correlation analysis results

控制变量			GDP	企业数
人均消费水平	GDP	相关性系数	1.000	0.006
		检验概率		0.000
		自由度	0	5
	资源消耗量	相关性系数	0.007	1.000
		检验概率	0.000
		自由度	5	0

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从分析的结果来看,在控制变量为人均消费水平,显著水平为0.01的条件下,GDP和资源消耗量两变量间存在着非显著的相关性。
3.2.2 “产业-经济-资源”内主要指标的相关性分析
（1）GDP与投资率因素的相关性分析。采用表2的数据对“产业-经济-资源”系统中的GDP和投资率指标做偏相关性分析（控制变量为人均消费水平,显著性水平为0.01）,应用SPSS软件分析结果见表5。
Table 5
表5
表5GDP经济与投资率偏相关性分析结果
Table 5GDP economic and investment rate partial correlation analysis results

控制变量			GDP	企业数
人均消费水平	GDP	相关性系数	1.000	-0.005
		检验概率		0.004
		自由度	0	5
	投资率	相关性系数	-0.005	1.000
		检验概率	0.004
		自由度	5	0

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从分析的结果来看,在控制变量为人均消费水平,显著水平为0.01的条件下,GDP和投资率两变量间存在着非显著的相关性。
（2）投资率与教育财政支出因素的相关性分析。采用表2数据对“产业-经济-资源”系统中的投资率和教育财政支出指标做偏相关性分析（控制变量为人均消费水平,显著性水平为0.01）,应用SPSS软件分析结果见表6。
Table 6
表6
表6投资率与教育财政支出偏相关性分析结果
Table 6Analysis results of partial correlation between investment rate and education finance expenditure

控制变量			GDP	企业数
人均消费水平	投资率	相关性系数	1.000	-0.009
		检验概率		0.000
		自由度	0	5
	教育财政支出	相关性系数	-0.009	1.000
		检验概率	0.000
		自由度	5	0

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从分析的结果来看,在控制变量为人均消费水平,显著水平为0.01的条件下,投资率和教育财政支出两变量间存在着非显著的相关性。
从上述的分析结果来看,“产业-经济-资源”系统的主要指标间的相关性都是非显著的,因此,本模拟系统的主要数据指标都可看作是相互具有独立性的。

3.3 鄱阳湖生态经济区产业集群的系统仿真结果

根据上述参数运行系统后,可以看到区域经济水平的发展如图9所示。
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图9区域经济发展水平预测
-->Figure 9Forecast of regional economic development level
-->

从图9a区域经济水平可以看出,鄱阳湖生态经济区到2052年经济发展会进入停滞阶段,从图9b看出同时区域资源水平会在此期间快速消耗锐减,到2052年后,不可更新资源几乎消耗殆尽。
从图9c产业聚集度的模拟结果可以看出,在区域产业园发展之初的前30~40年间发展很快,在2062年之后几乎停滞发展,不仅滞后于经济发展的停滞时间,也滞后于区域资源消耗殆尽的时间。由此可以看出,区域产业结构在区域资源快速消耗后期会失去原有的发展优势,在区域资源不崩溃的假设前提下,区域资源已经不具备吸引外部生态企业进入和扶持内部企业创新的能力,更不会有大量中小创业企业的产生,长期的产业停滞不发展,区域资源消耗殆尽后,经济逐渐进入停滞发展期,最终导致区域经济的低速发展期。
从上文分析可知道,区域资源会在总量不断扩大的经济水平下逐步走向崩溃,进而约束区域经济的进一步发展。假设区域资源是不可消耗殆尽的或者可以找到替代资源的条件下,鄱阳湖生态经济区的经济发展和生态产业集群会如何发展呢?如表7所示,在资源无约束和存在替代资源的条件下,鄱阳湖生态经济区资源消耗变量的调整水平:
利用现有数据进行模拟的区域经济发展水平预测,是建立在可再生资源逐步消耗并且无可更新资源替代的基础上的,此为完全约束性资源利用方案。在现实情景中,区域经济发展过程中,在不可更新资源几乎消耗殆尽之前,必然会有相应的可再生资源进行替代,不可能出现资源消耗殆尽,经济发展停滞的状态。所以,根据现实情况,本文调整资源水平变量,另外假设两种方案,分别是,方案一:假设区域资源在有新的可再生资源进行代替,并且不考虑资源会消耗殆尽的情况下,资源的消耗每年以一定的比例增长,此为无约束性资源利用方案。方案二:假设可更新资源如风力、水力、太阳能、沼气、甚至核能等资源一开始并不能完全替代不可更新资源,而是随着科技的进步、资源利用水平的提高,一方面,减少对不可再生资源的利用,另一方面,加大对可再生资源的利用,可再生资源逐步取代不可再生资源,最后实现资源的可持续利用,此为部分约束性资源利用方案。方案二比较符合现实发展实际情况,资源消耗处于消耗殆尽和无约束消耗之间。
Table 7
表7
表7不同方案资源消耗变量预测
Table 7Prediction of resource consumption variables in different plan（亿元）

年-月	资源消耗量 （按照原始数据增长）	资源消耗量 （方案一）	资源消耗量 （方案二）
2016-12	17.642 5	22.636 4	19.858 6
2017-12	19.130 5	29.427 5	21.557 3
2018-12	20.618 4	38.255 6	23.256 1
2019-12	22.106 3	49.732 2	24.954 8
2020-12	23.594 2	64.651 9	26.653 6
2021-12	25.082 1	84.047 4	28.352 3
2022-12	26.566 0	109.261 7	30.051 1
2023-12	28.057 9	142.040 2	31.749 8

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根据不同的方案,分别调整资源消耗变量后,运行系统,可看到区域经济水平的发展预测见图10。
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图10不同方案的经济发展水平预测
-->Figure 10Forecast of economic development level of different scheme
-->

方案一中,假设资源消耗每年以30%的消耗速度递增,并且有足够的可更新资源进行替代,由图10a可以得知,在资源无约束的条件下,区域经济水平和产业集群都会快速增长,区域经济水平甚至会呈几何数增长,同时区域产业集群度也会随着经济几何增长,区域集群度会在短时间内（2032年）达到最高水平。
方案二中,假设鄱阳湖生态产业区通过政府宏观调控和引导,生态产业集群通过技术革新,提升工艺,一方面减少对不可再生资源的使用,另外一方面逐步加大对可再生资源的利用,由于通过科技进步、技术革新对可再生能源利用是一个比较长期的过程,在控制不可再生能源使用的同时,只能逐步的增加可再生能源的使用,后期方可实现可更新资源的完全替代,而且即使可替代,资源也不可能无限制增长,资源使用量是可约束的,可控的,并且是有计划的逐步增加的。由图10b可以得知,情景二的经济规模和产业集群度介于无约束条件和可消耗殆尽水平之间,经济水平发展后期逐步缓慢,但仍呈逐步发展趋势,鄱阳湖生态产业集群呈良性发展状态。

3.4 模型精度检验

系统动力学模型精度检验采用历史检验法,用模型预测值与历年实际值进行比较得到模型的预测误差情况,用来衡量模型的可靠性。鄱阳湖生态经济区的系统动力学模型的精度检验抽取2009年底-2011年底GDP和区域教育投资额指标进行检验,检验结果如表8所示。
Table 8
表8
表8误差分析结果
Table 8Error analysis results

年-月	教育投资实际值 /亿元	教育投资预测值 /亿元	预测误差	GDP实际值 /亿元	GDP预测值 /亿元	预测误差
2009-12	88.782 2	91.609 9	-3.185	4 486	4 439.673 0	-1.032 7
2010-12	103.199 4	96.023 9	6.953	5 307	5 459.008 0	2.864 3
2011-12	163.345 6	158.806 2	2.779	6 459	6 624.286 0	2.559 0

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从表8中可以看出,鄱阳湖生态经济区系统动力学模型的误差范围在-3.185%~6.953%之之间,误差相对较小,模拟结果相对可靠。

4 模型分析

从上述的模型模拟结果可以知道,区域资源水平直接影响区域产业的集群度,区域经济的发展。同时,区域发展的其他影响因素,如政府投资、科技转化能力、教育水平等因素对区域资源的可持续利用有着重要的影响作用。

4.1 政府投资对经济发展、区域资源利用和产业集群的影响

上文已提及,政府区域经济投资额为229.52亿元,约占区域投资总额的3.4%,选取政府投资率为5%,6%和7%（投资率1,投资率2和投资率3）对系统进行模拟,结果如图11a-图11c所示,从模拟结果可以看出,提高政府投资率可以显著提高区域经济水平总量,同时区域产业集聚度和区域资源水平量影响不大,但两者的收敛路径均有一定程度的不同,政府投资率越高,区域产业集聚的速度越快,区域资源的利用效率越高（当前区域资源水平越高）。武红等从近似关系和脱钩关系刻画了能源、碳排放和经济增长之间的关系,在对河北省1980-2009年的数据分析结果也得出了类似的结论^[33]。
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图11政府投资、区域教育水平对经济发展、区域资源利用和产业集群的影响
-->Figure 11The effects of government investment,regional education level on economic development,regional resource utilization and industrial cluster
-->

4.2 区域教育水平对经济发展、区域资源利用和产业集群的影响

上文已提及,区域教育投资占GDP比为2.6%,调整区域教育投资占比（区域教育水平1,区域教育水平2和区域教育水平3）,从模拟结果可以看到,如图11d-图11f所示,提高区域教育投资占比,并不能直接提高区域经济水平总量,但可以提高区域经济水平的发展速度,即不考虑资源约束的条件下,区域教育投资占比越高,区域经济发展速度越快,但区域资源转化为区域经济总量的水平是不变的。同时,区域教育投资占比越高,区域产业集聚度越高。同时,区域产业集群的发展与区域产业的品牌效应也存在着一定的相关性^[34]。

4.3 主要影响行业分析

不同行业分别模拟,分别将不同行业用数字代码表示,见表9。
Table 9
表9
表9不同行业代码
Table 9Different industry code

代码	行业	代码	行业
1	农林牧渔业	22	废品废料
2	煤炭开采和洗选业	23	电力、热力的生产和供应业
3	石油和天然气开采业	24	燃气生产和供应业
4	金属矿采选业	25	水的生产和供应业
5	非金属矿及其他矿采选业	26	建筑业
6	食品制造及烟草加工业	27	交通运输及仓储业
7	纺织业	28	邮政业
8	纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品业	29	信息传输、计算机服务和软件业
9	木材加工及家具制造业	30	批发和零售业
10	造纸印刷及文教体育用品制造业	31	住宿和餐饮业
11	石油加工、炼焦及核燃料加工业	32	金融业
12	化学工业	33	房地产业
13	非金属矿物制品业	34	租赁和商务服务业
14	金属冶炼及压延加工业	35	研究与试验发展业
15	金属制品业	36	综合技术服务业
16	通用、专用设备制造业	37	水利、环境和公共设施管理业
17	交通运输设备制造业	38	居民服务和其他服务业
18	电气机械及器材制造业	39	教育
19	通信设备、计算机及其他电子设备制造业	40	卫生、社会保障和社会福利业
20	仪器仪表及文化办公用机械制造业	41	文化、体育和娱乐业
21	工艺品及其他制造业	42	公共管理和社会组织

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模拟结果如图12所示。从图12中可以看出:对鄱阳湖生态经济区的区域经济发展影响较大的行业集中于农林牧渔业、食品制造及烟草加工业、化学工业、金属冶炼及压延加工业、电力、热力的生产和供应业。但各行业中产出增幅率较大的行业主要有:废品废料、研究与试验发展业、综合技术服务业、水利、环境和公共设施管理业、卫生、社会保障和社会福利业、文化、体育和娱乐业和公共管理和社会组织,如图13所示。黄德春等在对中国不同区域的能源利用效率研究的过程中也得出了类似的结论^[35]。
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图12各行业产出模拟结果
-->Figure 12Simulation results for various industries
-->

显示原图|下载原图ZIP|生成PPT
图13各行业产出增幅率情况
-->Figure 13Output growth rate in various industries
-->

因此,从总量来看,鄱阳湖生态经济区内原有的高消耗型产业仍占据着区域经济增长的主要部分。但是废品废料、研究与试验发展业、综合技术服务业、水利、环境和公共设施管理业、卫生、社会保障和社会福利业、文化、体育和娱乐业和公共管理和社会组织等行业对区域内的经济增长的影响作用越来越大。

5 结论和建议

5.1 结论

从上文的研究可知:影响区域经济发展的主要因素是资源消耗水平,资源消耗水平影响产业集群的集群度和区域经济水平,如果按照已有的数据不做任何改变,鄱阳湖生态经济区随着资源的消耗,会逐渐进入停滞增长阶段;如果调整资源消耗水平变量,产业集群度和区域经济水平随之发生变化,目前最符合实际情况也同时是最优化的方案是:逐步的、有限度的使用替代能源,使区域资源存在一定的可替代性,区域内经济规模和产业集群度的发展水平介乎于资源无约束和可能消耗殆尽之间,但是经济发展可持续性更强,发展趋势更趋于合理。
此外,区域的经济发展路径还有两种选择:通过提高政府投资来确保区域经济水平总量的增长或者通过提高区域生态产业集聚程度和区域科教投资水平来提高区域经济的发展效率。其影响路径如下:提高政府投资率可以显著提高区域经济水平总量,同时区域产业集聚度和区域资源水平量影响不大,但两者的收敛路径均有一定程度的不同,政府投资率越高,区域产业集聚的速度越快,区域资源的利用效率越高（当前区域资源水平越高）。另外,提高区域教育投资占比,并不能直接提高区域经济水平总量,但可以提高区域经济水平的发展速度,即不考虑资源约束的条件下,区域教育投资占比越高,区域经济发展速度越快,但区域资源转化为区域经济总量的水平是不变的。同时,区域教育投资占比越高,区域产业集聚度越高。区域资源水平直接影响区域产业的集群度,进而影响区域经济的发展。
对鄱阳湖生态经济区的区域经济发展影响较大的行业集中于农林牧渔业、食品制造及烟草加工业、化学工业、金属冶炼及压延加工业、电力、热力的生产和供应业。但各行业中产出增幅较大的行业主要有:废品废料、研究与试验发展业、综合技术服务业、水利、环境和公共设施管理业、卫生、社会保障和社会福利业、文化、体育和娱乐业和公共管理和社会组织。从总量来看,鄱阳湖生态经济区内原有的高消耗型产业仍占据着区域经济增长的主要部分。但是废品废料、研究与试验发展业、综合技术服务业、水利、环境和公共设施管理业、卫生、社会保障和社会福利业、文化、体育和娱乐业和公共管理和社会组织等行业对区域内的经济增长的影响作用越来越大。

5.2 主要建议

通过上文的分析及结论解读,结合鄱阳湖生态经济区的现状,建议如下:
不可再生资源消耗殆尽是个不可逆的过程,要围绕生态产业集群建立的需要,减缓资源消耗速度,提高对资源的循环再利用能力,一方面,提倡循环产业,构建以产业共生理念和循环经济为指导的生态产业集群,尽可能的对资源进行再回收再利用。另一方面,要考虑进行技术创新,利用太阳能、风能或者其他等可再生资源代替水、煤、天然气等不可再生资源,低碳发展、低能耗发展,减少对不可再生资源的过度利用,甚至在一定的时候完全代替对可再生资源的利用,实现生态产业集群的长久可持续发展。
加大资金投入,加大政府对生态产业发展的资金支持。一方面,充分利用财政产业化资金,从政府财政产业化资金中专门划拨专项资金用于生态产业的发展,用在项目研发、企业和市场上,多渠道筹集生态产业建设基金。另一方面,积极开拓各种融资渠道,利用经济手段,培育和引导市场,促使各种渠道的资金进入生态产业发展的事业中来。在增加政府投入的基础上,按照“谁投资、谁建设、谁受益”的原则广泛吸引社会资金来开发建设符合生态产业发展要求的项目,建立长期稳定、符合循环经济建设要求的生态产业投资机制,促进生态产业集群快速、健康的发展。
加大教育投入。企业技术提高、工艺更新需要科研人才需要知识更新,可更新能源的研究、技术更新也需要人才需要知识更新,生态经济区建设更是需要人才需要知识更新,教育是所有创新的开端,科研院所和高校拥有大量的科研工作人员和优秀的教师团队,他们通过提供咨询服务、科学研究、科技成果转化以及提供人才输出等方式积极的参与到生态产业集群的建设中。应通过加大教育投入提高绿色、先进技术的推广应用与转化能力,重点研发清洁生产和循环生产技术,在可更新能源领域进行重点技术攻关,通过加大教育投入,推进生态产业集群绿色、可持续发展。
优化区域产业结构,提高高科技产业占比。一方面要突出鄱阳湖生态经济区原有产业结构中的农林牧渔业、食品制造及烟草加工业,继续加强对废品废料、研究与试验发展业、综合技术服务业、水利、环境和公共设施管理业、卫生、社会保障和社会福利业、文化、体育和娱乐业和公共管理和社会组织等行业的扶持力度,规范区域企业进驻机制,提高现有企业的科技创新能力,加快淘汰产业结构中产能消耗较大的企业,要逐步减少化学工业、金属冶炼及压延加工业等传统高消耗、高污染行业企业对经济的影响力。规范区域企业的进驻机制,对周边省区产业转移的企业实行严格的考核及测评,创新进驻企业考核流程和考核指标。另一方面,提高生态区域内的科技创新能力,联合区域科技创业园和高校产业园,加快原有产业结构中产能消耗较高企业科技创新,逐步淘汰不利于产业结构的企业。
The authors have declared that no competing interests exist.

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文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子

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