張宏娟，范如國，張應(yīng)青

(1.武漢科技大學(xué) 管理學(xué)院，湖北 武漢 430081;2.武漢大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖北 武漢 430072)

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傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的演化機(jī)理及策略研究

張宏娟1，范如國2，張應(yīng)青2

(1.武漢科技大學(xué) 管理學(xué)院，湖北 武漢 430081;2.武漢大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖北 武漢 430072)

摘要:我國傳統(tǒng)制造業(yè)集群不僅僅要轉(zhuǎn)型升級，而且要走低碳化轉(zhuǎn)型升級的道路。傳統(tǒng)制造業(yè)集群的低碳轉(zhuǎn)型升級是一個集群內(nèi)企業(yè)互相作用，互相博弈，最終導(dǎo)致復(fù)雜現(xiàn)象涌現(xiàn)的復(fù)雜動態(tài)過程。文章運(yùn)用演化博弈理論，從集群主體及其博弈行為的視角出發(fā)，分析傳統(tǒng)制造業(yè)集群內(nèi)企業(yè)競合博弈關(guān)系，構(gòu)建了傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的演化博弈模型，基于MATLAB平臺，對集群低碳轉(zhuǎn)型升級的穩(wěn)定均衡策略、關(guān)鍵影響因素等進(jìn)行情景仿真分析，最后給出促進(jìn)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的策略建議。運(yùn)用演化博弈理論和仿真手段來研究傳統(tǒng)制造業(yè)集群的低碳轉(zhuǎn)型升級，能夠很好地體現(xiàn)集群企業(yè)動態(tài)的低碳轉(zhuǎn)型策略選擇，反應(yīng)出集群內(nèi)企業(yè)根據(jù)所處博弈環(huán)境不斷改變自身低碳轉(zhuǎn)型策略的機(jī)理。

關(guān)鍵詞:制造業(yè)集群；轉(zhuǎn)型升級；演化博弈理論

一、 引言

黨的十八大報告提出，要“牢牢把握發(fā)展實(shí)體經(jīng)濟(jì)這一堅實(shí)基礎(chǔ)，實(shí)行更加有利于實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的政策措施”、“加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級”。李克強(qiáng)總理在《2015年政府工作報告》中提出“制造業(yè)是我們的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，要實(shí)施中國制造2025，堅持創(chuàng)新驅(qū)動、智能轉(zhuǎn)型、強(qiáng)化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展，加快從制造大國轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國”。產(chǎn)業(yè)集群的轉(zhuǎn)型升級被認(rèn)為是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的一種具體的表現(xiàn)形式。當(dāng)前我國傳統(tǒng)制造業(yè)集群的特點(diǎn)是以傳統(tǒng)加工制造業(yè)為主，處于較為初級的發(fā)展階段。技術(shù)上多以模仿為主，缺乏創(chuàng)新，具有勞動密集型的特點(diǎn)；處于全球價值鏈的底端，產(chǎn)能過剩，附加值低；高碳特征明顯，資源消耗大，對環(huán)境污染較重；集群內(nèi)分工程度較低，沒有形成良好的創(chuàng)新合作機(jī)制；企業(yè)規(guī)模較小，抵御外部風(fēng)險的能力較弱。

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代背景下，根據(jù)“中國制造2025”的發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)，我國傳統(tǒng)制造業(yè)集群在成本控制、質(zhì)量控制、能源效率、創(chuàng)新反應(yīng)速度等方面也將面臨極大挑戰(zhàn)，這些都要求我國傳統(tǒng)制造業(yè)集群必須改變目前這種高資源消耗、高污染、低附加值、不可持續(xù)發(fā)展的模式。為保持市場競爭優(yōu)勢和獲得可持續(xù)的健康發(fā)展，傳統(tǒng)制造業(yè)集群亟待轉(zhuǎn)型升級。

在當(dāng)前低碳經(jīng)濟(jì)環(huán)境和能源約束下，我國傳統(tǒng)制造業(yè)集群不僅會面臨更高的低碳產(chǎn)業(yè)制造標(biāo)準(zhǔn)，如技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)等，也將受到低碳稅收等新貿(mào)易保護(hù)主義的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，同時還將面臨國內(nèi)環(huán)境和資源由于快速開發(fā)而陷入?yún)T乏的局面。因此我國傳統(tǒng)制造業(yè)集群不僅僅要轉(zhuǎn)型升級，而且要走低碳化轉(zhuǎn)型升級的道路。對傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的研究不僅是集群理論研究的前沿問題，更是具有實(shí)踐研究意義的熱點(diǎn)問題。

隨著低碳經(jīng)濟(jì)概念的興起，國內(nèi)外學(xué)者圍繞碳排放[1-2]、碳減排[3]、低碳技術(shù)[4]和低碳城市規(guī)劃[5]等方面進(jìn)行了很多探索，但專門研究傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型的文獻(xiàn)還處于起步階段，馮奎(2009)[6]首先在國內(nèi)提出中國發(fā)展低碳產(chǎn)業(yè)集群的重要性；王歡芳、胡振華(2011，2012)[7-8]對低碳產(chǎn)業(yè)集群的動力機(jī)制及實(shí)現(xiàn)路徑進(jìn)行了分析，并從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和組織技術(shù)視角出發(fā)探討了我國產(chǎn)業(yè)集群低碳化發(fā)展的模式；姜宏(2015)[9]分析了制約我國產(chǎn)業(yè)集群低碳化發(fā)展的因素并給出解決對策；張宏娟、范如國(2014)[10]對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群的低碳策略擴(kuò)散演化過程進(jìn)行了仿真分析?，F(xiàn)有的文獻(xiàn)多從宏觀層面研究集群低碳發(fā)展的模式、路徑，但較少有集群微觀層面的研究和定量分析的運(yùn)用研究，涉及到如何具體從傳統(tǒng)的高碳制造業(yè)集群轉(zhuǎn)型升級為低碳制造業(yè)集群的文獻(xiàn)較少。

已有的關(guān)于制造業(yè)集群轉(zhuǎn)型升級的文獻(xiàn)較為豐富，自Gereffi(1999)[11]首先將全球價值鏈理論運(yùn)用于產(chǎn)業(yè)的升級后，國內(nèi)外學(xué)者有大量文獻(xiàn)是基于全球價值鏈理論來進(jìn)行集群轉(zhuǎn)型升級的模式、路徑和戰(zhàn)略研究，如Marchi等(2013)[12]基于意大利的家居產(chǎn)業(yè)的案例分析，基于全球價值鏈研究集群如何綠色升級；Contreras等(2012)[13]以墨西哥汽車產(chǎn)業(yè)案例，研究知識密集型產(chǎn)業(yè)的升級；Pietrobelli等(2011)[14]從全球價值鏈與創(chuàng)新系統(tǒng)互動的角度研究發(fā)展中國家的產(chǎn)業(yè)集群升級；Gereffi和Lee(2016)[15]從經(jīng)濟(jì)和社會協(xié)同發(fā)展的角度研究集群的升級；孫華平等(2012)[16]和王靜華(2012)[17]認(rèn)為中國產(chǎn)業(yè)應(yīng)通過價值鏈驅(qū)動向全球價值鏈的高價值環(huán)節(jié)升級；吳義爽、蔡寧(2010)[18]的研究指出借助跨越式升級的“跳板”，集群龍頭企業(yè)能直接嵌入全球價值鏈從而加速集群整體升級；劉維林(2012)[19]認(rèn)為產(chǎn)品架構(gòu)對于制造業(yè)升級的低端鎖定突破起著重要作用；王嵐等(2015)[20]認(rèn)為提升嵌入位置和提高增值能力是促進(jìn)中國制造業(yè)升級的有效途徑；劉志彪(2015)[21]提出中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)從加入全球價值鏈轉(zhuǎn)向前嵌入全球創(chuàng)新鏈；王嬌俐等(2013)[22]的研究表明由集群四個動力要素組成的知識網(wǎng)絡(luò)對集群的升級起著關(guān)鍵作用；蔡旺春等(2011)[23]從產(chǎn)業(yè)融合的角度，認(rèn)為文化產(chǎn)業(yè)和制造業(yè)的融合發(fā)展是我國制造業(yè)升級的新路徑；阮建青等(2014)[24]運(yùn)用理論分析和案例分析方法對集群升級的動態(tài)演化規(guī)律進(jìn)行了探索；葉笛等(2015)[25]的研究認(rèn)為當(dāng)集群核心企業(yè)的升級對集群內(nèi)其他企業(yè)產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)時，會對集群整體的升級產(chǎn)生積極影響；張銀銀等(2013)[26]從創(chuàng)新驅(qū)動的角度，對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級的機(jī)理和路徑進(jìn)行了探索；范如國等(2016)[27]的研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集群的成熟發(fā)展時期是其轉(zhuǎn)型升級的最佳“窗口期”；張志元(2015)[28]的研究認(rèn)為我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的動力機(jī)制主要包括技術(shù)的發(fā)展、需求結(jié)構(gòu)的升級和產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新等。

上述文獻(xiàn)多是從集群整體的宏觀視角出發(fā)來研究集群的轉(zhuǎn)型升級的演化機(jī)理，但是較少從集群企業(yè)這一微觀視角來考慮集群企業(yè)之間的相互作用。到底集群內(nèi)企業(yè)是如何通過相互作用、相互博弈來完成集群低碳轉(zhuǎn)型升級這一復(fù)雜現(xiàn)象的？在這方面，已有文獻(xiàn)對集群轉(zhuǎn)型升級這一復(fù)雜演化過程的微觀互動機(jī)制關(guān)注較少，同時缺少對這一微觀現(xiàn)象的仿真分析。

對于我國傳統(tǒng)制造業(yè)集群內(nèi)大多數(shù)中小企業(yè)而言，研發(fā)資源不足是制約企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型升級的重要因素。為了共享資金、信息、技術(shù)等資源，集群內(nèi)企業(yè)會選擇通過共同合作來獲取低碳轉(zhuǎn)型升級的優(yōu)勢。同時由于集群內(nèi)各種資源的稀缺性、時空分布不均性，集群內(nèi)的企業(yè)又會為最大化自身的利益而采取競爭性行為。因此傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的過程是一個集群內(nèi)企業(yè)互相作用，不斷發(fā)生競爭與合作的博弈，最終導(dǎo)致集群低碳轉(zhuǎn)型升級這一復(fù)雜現(xiàn)象涌現(xiàn)的復(fù)雜動態(tài)過程。運(yùn)用演化博弈理論(Evolutionary Game Theory)的分析方法研究傳統(tǒng)制造業(yè)集群的低碳轉(zhuǎn)型升級，能更直觀地分析和描述集群企業(yè)之間的博弈關(guān)系，能很好地體現(xiàn)和反應(yīng)集群內(nèi)企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型策略選擇的動態(tài)演化過程；而運(yùn)用情景仿真手段研究制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級，能夠更有針對性地構(gòu)建不同的仿真情景，能夠更好地研究分析集群內(nèi)企業(yè)根據(jù)所處博弈情景不斷改變自身低碳轉(zhuǎn)型策略的機(jī)理。

綜上，本文將運(yùn)用演化博弈理論和情景仿真，從集群主體及其博弈行為的視角出發(fā)，來分析傳統(tǒng)制造業(yè)集群企業(yè)競合博弈關(guān)系，構(gòu)建傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的演化博弈模型，通過演化博弈仿真，來研究傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的內(nèi)在規(guī)律、穩(wěn)定均衡策略和影響因素等。

二、 傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的競合博弈分析

由于傳統(tǒng)制造業(yè)集群中各種資源的稀缺性和時空分布的不均性，集群內(nèi)的企業(yè)會為了最大化自身的利益而采取競爭性行為。在集群低碳轉(zhuǎn)型升級的過程中，這些有限理性的集群企業(yè)會根據(jù)自身實(shí)際情況以及外部環(huán)境的變化，通過學(xué)習(xí)不斷調(diào)整自身策略。集群內(nèi)企業(yè)進(jìn)行行為博弈時，博弈雙方可能采取合作策略也可能采取競爭策略，或是采取合作與競爭相結(jié)合的策略，進(jìn)行既合作又競爭的競合博弈。但最終的目的都是為了達(dá)到集群企業(yè)自身的低碳轉(zhuǎn)型升級和整個傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的共同演化。

由于研發(fā)實(shí)力不足是制約傳統(tǒng)制造業(yè)集群內(nèi)中小企業(yè)自主低碳研發(fā)的關(guān)鍵因素，為了共享資金、信息、技術(shù)等研發(fā)資源，享受更大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)或者獲得持續(xù)的競爭力，集群內(nèi)眾多相互關(guān)聯(lián)的企業(yè)會選擇通過共同的合作轉(zhuǎn)型來獲取集群低碳轉(zhuǎn)型升級的優(yōu)勢。傳統(tǒng)制造業(yè)集群內(nèi)企業(yè)合作低碳轉(zhuǎn)型的前提是，在收益分配上按照合作契約約定的資源投入比例獲取收益。在合作轉(zhuǎn)型的過程中，各合作企業(yè)投入的是其所擁有的資金、知識、技術(shù)、信息、人脈等資源。合作中的技術(shù)知識等轉(zhuǎn)移會加速企業(yè)間項(xiàng)目的進(jìn)程，提高合作項(xiàng)目的質(zhì)量，達(dá)到降低合作總成本的目的。在集群企業(yè)合作轉(zhuǎn)型的過程中，由于存在知識與技術(shù)的共享和轉(zhuǎn)移，合作企業(yè)能吸收其他合作伙伴轉(zhuǎn)移來的低碳知識和技術(shù)，獲取倍增價值。倍增價值是低碳技術(shù)接受方利用提供方的技術(shù)提高自身競爭優(yōu)勢。不僅如此，技術(shù)的協(xié)作和杠桿作用能夠使合作低碳轉(zhuǎn)型的成員都能獲取新的知識，從而可以獲得合作產(chǎn)生的協(xié)同價值收益。協(xié)同價值是由于集群企業(yè)間核心競爭力的差異，合作方同時進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)移時，專有技術(shù)融合而新獲取的價值，且合作企業(yè)間相互依賴性越強(qiáng)，共同產(chǎn)生的協(xié)同價值就越大。所以合作轉(zhuǎn)型能夠降低低碳轉(zhuǎn)型中的風(fēng)險和成本，并提高合作項(xiàng)目的成功率和收益水平。因此合作低碳轉(zhuǎn)型作為低碳轉(zhuǎn)型升級的一種主要戰(zhàn)略，相比自主低碳轉(zhuǎn)型來說，具有風(fēng)險較小、技術(shù)和市場領(lǐng)先等優(yōu)勢。

但是由于集群企業(yè)間存在合作競爭關(guān)系，所以合作低碳轉(zhuǎn)型也是存在一定風(fēng)險的。首先低碳技術(shù)轉(zhuǎn)移是需要成本的，甚至存在技術(shù)溢出的風(fēng)險，例如在企業(yè)雙方合作轉(zhuǎn)型時，一方的一項(xiàng)核心低碳技術(shù)被轉(zhuǎn)移到另一方，會使得原有的低碳核心技術(shù)價值被降低，當(dāng)轉(zhuǎn)移的低碳技術(shù)被合作成員吸收、集成后，會成為技術(shù)發(fā)送方在競爭市場中有力的競爭對手，使得技術(shù)發(fā)送方由于喪失了低碳核心技術(shù)的壟斷地位造成收益損失。因此，傳統(tǒng)制造業(yè)集群內(nèi)企業(yè)在做出是否進(jìn)行合作低碳轉(zhuǎn)型的策略決策時，既要考慮到合作項(xiàng)目所能帶來的收益，也要對合作轉(zhuǎn)型過程中低碳技術(shù)轉(zhuǎn)移等所帶來的合作成本、溢出的風(fēng)險提升進(jìn)行客觀評估，還要考慮到未來再進(jìn)行合作時的聲譽(yù)評價等問題。

綜上，合作低碳轉(zhuǎn)型能夠降低集群低碳轉(zhuǎn)型中的研發(fā)風(fēng)險與成本，并提高合作項(xiàng)目的成功率和收益水平，但同時也存在一定的技術(shù)溢出風(fēng)險。傳統(tǒng)制造業(yè)集群企業(yè)在做出是否合作的決策時，既要評估合作低碳轉(zhuǎn)型所能帶來的收益增加情況，還要考慮由于項(xiàng)目合作而帶來的技術(shù)溢出風(fēng)險提升等問題。最終集群企業(yè)是否采取合作低碳轉(zhuǎn)型策略的決策還會受到集群內(nèi)其他企業(yè)所做出的轉(zhuǎn)型策略抉擇的影響，因此傳統(tǒng)制造業(yè)集群的低碳轉(zhuǎn)型升級是一個集群內(nèi)企業(yè)轉(zhuǎn)型策略相互博弈的過程。

三、 傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的演化特征分析

由于傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的演化博弈過程是一個集群內(nèi)企業(yè)互相作用，互相博弈，最終導(dǎo)致復(fù)雜現(xiàn)象涌現(xiàn)的動態(tài)過程，因此運(yùn)用演化博弈的方法來研究傳統(tǒng)制造業(yè)集群的低碳轉(zhuǎn)型升級，能夠很好地體現(xiàn)集群內(nèi)企業(yè)根據(jù)所處外部環(huán)境不斷改變自身行為策略的機(jī)理。本文基于演化博弈理論，對傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的演化博弈特征分析如下：

一是傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的演化博弈具有復(fù)雜性的特征[29-30]。傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的演化是集群內(nèi)企業(yè)為了適應(yīng)外部低碳約束和能源約束等環(huán)境變化，而不斷調(diào)整自身行為的復(fù)雜適應(yīng)過程。集群企業(yè)之間的相互競爭與合作等博弈行為導(dǎo)致了集群系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級的涌現(xiàn)。傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級是低碳技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的活動，集群內(nèi)企業(yè)在集群低碳轉(zhuǎn)型升級的過程中要進(jìn)行大量的資源，如資金、人才和信息等的交互活動。而且集群企業(yè)所處的博弈環(huán)境也是復(fù)雜多變的，技術(shù)的進(jìn)步、低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、政策的導(dǎo)向等都在影響集群企業(yè)博弈時所做的策略選擇。同時企業(yè)行為的異質(zhì)性偏好也會影響集群企業(yè)在演化博弈時的決策，因此外界的不確定因素和集群的異質(zhì)性因素共同導(dǎo)致了傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的復(fù)雜演化博弈過程。

二是傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的演化博弈具有和非零和性的特征[31]。傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的博弈企業(yè)通過合作低碳轉(zhuǎn)型共享其所擁有的資金、低碳知識、低碳技術(shù)、信息、人脈等資源，來提高合作項(xiàng)目的質(zhì)量，降低合作總成本，達(dá)到提高自身的利益與合作聯(lián)盟的整體利益的共贏，并促進(jìn)整個傳統(tǒng)制造業(yè)集群收益的提高。所以說傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的演化博弈既具有競爭的特性又具有合作的特性，是一種非零和博弈。

三是傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的演化博弈具有重復(fù)性、動態(tài)性和長期性的特征。我國傳統(tǒng)制造業(yè)集群具有勞動密集型、附加值低、耗能高等特點(diǎn)，在現(xiàn)今低碳經(jīng)濟(jì)的外部環(huán)境約束下，對其進(jìn)行低碳改造和升級的任務(wù)十分艱巨，這決定了傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級將是一個漫長的動態(tài)過程，是無法一蹴而就的。集群企業(yè)間的演化博弈行為是不斷重復(fù)發(fā)生的，且不同類型的傳統(tǒng)制造業(yè)集群其演化速度也不盡相同，但都具有明顯的動態(tài)性和長期性特征。

四是傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的路徑具有不確定性的特征。傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的演化過程是很漫長的，且受到外界的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、環(huán)境、技術(shù)、市場等多種因素的影響，同時還受到集群內(nèi)其他有限理性企業(yè)的轉(zhuǎn)型決策影響，所以在重復(fù)進(jìn)行的動態(tài)博弈過程中，集群系統(tǒng)究竟會沿著什么樣的路徑進(jìn)行低碳轉(zhuǎn)型升級，或是能達(dá)到什么樣的平衡狀態(tài)，最終集群系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型升級的結(jié)果是無法預(yù)料的，即是不確定的。

四、 傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的演化博弈模型

本文將傳統(tǒng)制造業(yè)集群內(nèi)企業(yè)按規(guī)模大小和研發(fā)能力強(qiáng)弱劃分為兩類，一類為綜合實(shí)力較強(qiáng)的Agentsi，一類為綜合實(shí)力較弱的Agentsj，傳統(tǒng)制造業(yè)集群中的企業(yè)共設(shè)有N個(N≥2)，Agentsi和Agentsj的數(shù)量分別用N1和N2表示。本文中假設(shè)傳統(tǒng)制造業(yè)集群中這兩類企業(yè)Agentsi和Agentsj進(jìn)行低碳轉(zhuǎn)型升級的演化博弈時，雙方的博弈策略都為合作低碳轉(zhuǎn)型或自主低碳轉(zhuǎn)型，因此兩類企業(yè)在低碳轉(zhuǎn)型升級的策略選擇上一共有四種組合。博弈雙方的支付矩陣見表1。

假設(shè)傳統(tǒng)制造業(yè)集群中，集群群體Agentsi中采用合作低碳轉(zhuǎn)型策略的集群企業(yè)所占的比例為x，采用自主低碳轉(zhuǎn)型策略的集群企業(yè)比例為1-x，集群群體Agentsj中采用合作低碳轉(zhuǎn)型策略的集群企業(yè)所占的比例為y，采用自主低碳轉(zhuǎn)型策略的集群企業(yè)比例為1-y。ui，uj分別表示企業(yè)i和j都采用自主低碳轉(zhuǎn)型策略時的正常收益；ci，cj分別表示企業(yè)i和j采用合作低碳轉(zhuǎn)型策略時需要付出的合作成本；wi，wj分別表示企業(yè)i和j的合作收益；ki，kj分別表示企業(yè)i和j在博弈時，當(dāng)博弈對方采用合作低碳轉(zhuǎn)型策略，而自己采用自主低碳轉(zhuǎn)型策略時，通過搭便車得到的投機(jī)收入。其中，參數(shù)ui，uj，ci，cj，ki，kj，wi，wj均大于0。

由此得到Agentsi的復(fù)制動態(tài)方程為：

=x(1-x)[y(wi-ki)-ci]=0

(1)

由此得到Agentsj的復(fù)制動態(tài)方程為：

=y(1-y)[x(wj-kj)-cj]=0

(2)

通過Jacobin矩陣對集群系統(tǒng)局部穩(wěn)定性的分析，可以推出傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級演化的均衡點(diǎn)的穩(wěn)定性。得到集群系統(tǒng)的Jacobin矩陣如下：

(3)

五、 仿真分析

本文將基于MATLAB平臺，基于不同的博弈支付矩陣參數(shù)設(shè)置，對傳統(tǒng)制造業(yè)集群系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型升級的路徑及關(guān)鍵影響因素進(jìn)行情景仿真分析。仿真實(shí)驗(yàn)分為兩大類進(jìn)行，一類是單群體對稱博弈的演化仿真，一類是多群體非對稱性博弈的演化仿真。所有仿真的初始參數(shù)均設(shè)為：x=y=0.5，ki=kj=0.08，wi=wj=0.4，hi=hj=0.4，ci=cj=0.08。

(一) 集群群體Agentsi和Agentsj是單群體對稱博弈時的演化仿真

實(shí)驗(yàn)(1):當(dāng)c1=ci=cj=0.08，c2=ci=cj=0.01，其余參數(shù)不變時，即集群企業(yè)低碳合作成本下降，仿真結(jié)果如圖1所示。其中fc表示采用合作策略企業(yè)在群體中的比例，由于集群群體Agentsi和Agentsj是單群體對稱的，只用一根曲線即可表示整個集群的fc趨勢。仿真結(jié)果說明，當(dāng)集群企業(yè)的低碳合作成本降低時，集群系統(tǒng)中采取合作策略的企業(yè)主體會更多，集群系統(tǒng)會更快地收斂于全部合作。

實(shí)驗(yàn)(2)：當(dāng)w1=wi=wj=0.4，w2=wi=wj=0.8，其余參數(shù)設(shè)置不變時，仿真結(jié)果如圖2所示。仿真結(jié)果說明，當(dāng)集群企業(yè)的合作盈利指數(shù)增加時，集群系統(tǒng)中采取合作策略的集群企業(yè)會更多，系統(tǒng)會更快地收斂于全部合作。

實(shí)驗(yàn)(3)：當(dāng)k1=ki=kj=0.08,k2=ki=kj=0.8其余參數(shù)不變時，仿真結(jié)果如圖3所示。結(jié)果表明當(dāng)投機(jī)收入較低時，集群系統(tǒng)中的企業(yè)會趨向選擇合作，但當(dāng)投機(jī)收入較高時，集群系統(tǒng)中的企業(yè)最終會趨向選擇不合作。

(二) 集群群體Agentsi和Agentsj是多群體非對稱博弈的演化仿真

所有實(shí)驗(yàn)都是基于初始x=y=0.5，ki=kj=0.08，wi=wj=0.4，hi=hj=0.4，ci=cj=0.08。

實(shí)驗(yàn)(1)：當(dāng)ci=0.01,cj=0.08，其余參數(shù)不變時，仿真結(jié)果如圖4所示。結(jié)果表明在其他條件相同時，當(dāng)集群群體Agentsi采取的合作成本要低于群體Agentsj的合作成本時，合作成本低的群體Agentsi中的企業(yè)更傾向于采取合作策略。

實(shí)驗(yàn)(2)：當(dāng)wi=0.8,wj=0.4,其余參數(shù)不變時，仿真結(jié)果如圖5所示。結(jié)果表明在其他條件相同時，盈利指數(shù)高的集群群體Agentsi內(nèi)的企業(yè)比群體Agentsj內(nèi)的企業(yè)更傾向于采取合作策略。

實(shí)驗(yàn)(3)：當(dāng)ki=0.01,kj=0.08其余參數(shù)不變時，仿真結(jié)果如圖6所示。結(jié)果表明在其他條件相同時，集群群體Agentsi的投機(jī)收入小于群體Agentsj時，群體Agentsi內(nèi)的企業(yè)比群體Agentsj內(nèi)的企業(yè)更傾向于采取合作。

六、 傳統(tǒng)制造業(yè)集群企業(yè)合作低碳轉(zhuǎn)型升級的策略分析

從上文的仿真分析可知，傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的長期均衡結(jié)果可能是集群內(nèi)成員企業(yè)都采取合作低碳轉(zhuǎn)型的行動策略，或者都采取自主低碳轉(zhuǎn)型的策略。由于集群系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型升級是一個長期的過程，集群系統(tǒng)到底是通過什么樣的路徑演化，系統(tǒng)演化的穩(wěn)定均衡結(jié)果究竟如何，很大程度上受到集群系統(tǒng)初始狀態(tài)的影響，那么可以通過改變博弈支付矩陣的參數(shù)值來引導(dǎo)集群系統(tǒng)達(dá)到不同的穩(wěn)定均衡結(jié)果。因此，本文將通過改變集群企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型升級博弈支付函數(shù)的各個參數(shù)的參數(shù)值，來促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)集群內(nèi)企業(yè)合作低碳轉(zhuǎn)型升級。具體的促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)集群企業(yè)合作低碳轉(zhuǎn)型升級的策略如下[33]59：

首先，提高集群企業(yè)的合作盈利能力指數(shù)wi、wj。即當(dāng)集群企業(yè)將雙方合作的盈利能力轉(zhuǎn)換為自身收益的程度越大時，集群內(nèi)的企業(yè)最終將都采取合作低碳轉(zhuǎn)型策略的可能性越高。在實(shí)際中，相關(guān)政府部門和行業(yè)協(xié)會要建立和維護(hù)好集群企業(yè)間的合作關(guān)系，對各企業(yè)所擁有的資金、知識、技術(shù)、信息、人才等資源進(jìn)行有效互補(bǔ)和整合，促進(jìn)集群合作企業(yè)通過知識與技術(shù)的共享和轉(zhuǎn)移，吸收其他合作伙伴轉(zhuǎn)移來的低碳知識和技術(shù)，獲取倍增價值和協(xié)同價值收益，提高集群企業(yè)的合作盈利收益。

其次，減少集群企業(yè)通過搭便車得到的投機(jī)收入ki、kj。當(dāng)集群企業(yè)通過搭便車得到的投機(jī)收入ki、kj越小時，集群內(nèi)的企業(yè)最終將都采取合作低碳轉(zhuǎn)型策略的可能性越高。實(shí)際中，相關(guān)政府部門和行業(yè)協(xié)會等要盡可能地防止和減少集群企業(yè)合作搭便車的現(xiàn)象，并通過設(shè)計一個合作的信譽(yù)評價機(jī)制，正確引導(dǎo)和減少集群企業(yè)希望通過搭便車來投機(jī)盈利的短視和取巧行為，促進(jìn)集群企業(yè)之間更多的良好合作，引導(dǎo)集群更健康發(fā)展。

最后，降低集群企業(yè)合作低碳轉(zhuǎn)型時需要付出的合作成本ci、cj。即當(dāng)集群企業(yè)合作低碳轉(zhuǎn)型所需要付出的合作成本越小時，集群內(nèi)的企業(yè)將最終都采取合作低碳轉(zhuǎn)型策略的可能性越高。在實(shí)際中，政府相關(guān)部門可以通過減免碳稅或提供相關(guān)政策補(bǔ)貼等手段，來減少集群企業(yè)低碳合作轉(zhuǎn)型的成本，鼓勵集群企業(yè)間的低碳合作轉(zhuǎn)型升級。

七、 結(jié)論與政策建議

傳統(tǒng)制造業(yè)集群的低碳轉(zhuǎn)型升級是一個集群內(nèi)企業(yè)互相作用，互相博弈，最終導(dǎo)致復(fù)雜現(xiàn)象涌現(xiàn)的動態(tài)過程。本文運(yùn)用演化博弈理論，從集群主體及其博弈行為的微觀視角出發(fā)，分析傳統(tǒng)制造業(yè)集群企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型升級的競合博弈關(guān)系，構(gòu)建了集群低碳轉(zhuǎn)型升級的演化博弈模型，通過仿真分析，對集群低碳轉(zhuǎn)型升級的內(nèi)在機(jī)理和影響系統(tǒng)合作低碳轉(zhuǎn)型升級的因素進(jìn)行了分析。研究表明合作低碳轉(zhuǎn)型升級作為低碳演化的一種主要策略，相比自主低碳轉(zhuǎn)型策略來說，具有風(fēng)險較小、成本較低、技術(shù)和市場領(lǐng)先等優(yōu)勢，是推動傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵動力。促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)集群合作低碳轉(zhuǎn)型升級的策略有：提高集群企業(yè)的合作盈利能力，減少集群企業(yè)的搭便車行為，降低集群企業(yè)合作低碳轉(zhuǎn)型所需的合作成本等措施。

對于傳統(tǒng)制造業(yè)集群的低碳轉(zhuǎn)型升級，不僅集群外部的低碳市場和環(huán)境能影響集群企業(yè)間的相互作用機(jī)制，政府政策調(diào)控的影響也很重要。政府應(yīng)為集群的低碳化轉(zhuǎn)型發(fā)展提供好平臺，幫助協(xié)調(diào)好集群內(nèi)各企業(yè)的關(guān)系，合理制定集群各項(xiàng)轉(zhuǎn)型政策，為傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級創(chuàng)造有利環(huán)境，以保證傳統(tǒng)制造業(yè)集群的健康、穩(wěn)定和可持續(xù)地發(fā)展?；诒疚牡姆治鼋Y(jié)果，提出具體促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的政策建議如下：

第一， 通過制定低碳政策或稅收等政策手段來促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)集群企業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型升級。政府相關(guān)部門應(yīng)在國家低碳經(jīng)濟(jì)的法規(guī)政策體系指導(dǎo)下，根據(jù)地區(qū)傳統(tǒng)制造業(yè)集群發(fā)展的實(shí)際情況，因地制宜地制定低碳政策來制約“高碳”行為。例如加大政府財政稅收的調(diào)節(jié)力度，對高耗能、低效率的企業(yè)征收碳稅；對開展新的低碳技術(shù)的集群企業(yè)予以政策的重點(diǎn)扶持，例如對發(fā)展綠色能源、低碳減排項(xiàng)目的集群企業(yè)給予稅收減免或稅前投資抵免等優(yōu)惠政策；通過給予一定的節(jié)能補(bǔ)貼等手段促使地區(qū)消費(fèi)者購買低碳節(jié)能產(chǎn)品,并加大政府部門的購買力度；通過制定集群低碳發(fā)展的優(yōu)惠政策和產(chǎn)業(yè)扶持政策，多渠道拉動對集群低碳發(fā)展的投融資[34]。

第二，對傳統(tǒng)制造業(yè)集群企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新給予政策支持。傳統(tǒng)制造業(yè)集群的低碳轉(zhuǎn)型升級，很大程度上取決于低碳技術(shù)的創(chuàng)新。因此政府應(yīng)該加大對傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳發(fā)展的支持力度，給予一定的政策和資金支持[35]。例如給予傳統(tǒng)制造業(yè)集群的企業(yè)低碳研發(fā)或改造項(xiàng)目一定的財政補(bǔ)助，通過對低碳重點(diǎn)投資項(xiàng)目的企業(yè)進(jìn)行資金扶持、減免稅收等優(yōu)惠政策，來支持和鼓勵傳統(tǒng)制造業(yè)集群內(nèi)企業(yè)通過合作的方式進(jìn)行低碳研發(fā)創(chuàng)新；政府相關(guān)部門還應(yīng)加快引導(dǎo)和建立傳統(tǒng)制造業(yè)集群低碳技術(shù)創(chuàng)新體系，引導(dǎo)傳統(tǒng)制造業(yè)集群的低碳化升級和改造；同時在實(shí)施集群低碳發(fā)展的戰(zhàn)略上要注重節(jié)能和提高能效，政府相關(guān)部門要積極倡導(dǎo)傳統(tǒng)制造業(yè)集群發(fā)展可再生能源、碳匯和碳捕獲封存等技術(shù)。

第三，積極倡導(dǎo)傳統(tǒng)制造業(yè)集群內(nèi)企業(yè)與國際間的清潔發(fā)展機(jī)制(Clean Development Mechanism，CDM)合作低碳轉(zhuǎn)型項(xiàng)目。目前我國的低碳技術(shù)與一些發(fā)達(dá)國家先進(jìn)低碳技術(shù)相比還存在一些距離，想要縮小差距，提高我國傳統(tǒng)制造業(yè)集群的低碳轉(zhuǎn)型的技術(shù)水平，不僅要加強(qiáng)傳統(tǒng)制造業(yè)集群內(nèi)企業(yè)的合作低碳研發(fā)和自主低碳研發(fā)力度，還要加強(qiáng)與國際間技術(shù)的合作交流。目前國內(nèi)外低碳產(chǎn)業(yè)的各種標(biāo)準(zhǔn)尚未完全建立健全，我國政府相關(guān)部門應(yīng)為國內(nèi)的傳統(tǒng)制造業(yè)集群企業(yè)未來的發(fā)展?fàn)幦「嗟臋C(jī)會和話語優(yōu)勢，爭先制定低碳產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。政府部門還應(yīng)在CDM項(xiàng)目的選擇和開發(fā)上給予傳統(tǒng)制造業(yè)集群企業(yè)一定的指導(dǎo)，引導(dǎo)集群企業(yè)積極參與國際CDM項(xiàng)目，從中獲取先進(jìn)的低碳技術(shù)，從而提升集群整體的低碳技術(shù)水平。

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(責(zé)任編輯畢開鳳)

A Study on the Evolution Mechanism and Strategies of Traditional Manufacturing Clusters’ Low-carbon Transformation and Upgrading

ZHANG Hong-juan1, FAN Ru-guo2, ZHANG Ying-qing2

(1.SchoolofManagement,WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430081,China;2.EconomicsandManagementSchool,WuhanUniversity,Wuhan430072,China)

Key words:manufacturing clusters; transformation and upgrading; evolutionary game theory

Abstract:Chinese traditional manufacturing clusters are in urgent need of a low-carbon transformation and upgrading. The low-carbon transformation and upgrading of traditional manufacturing clusters is a complex dynamic process. From the perspective of the microscopic clusters’ agent, this paper analyzes the relationships of enterprises’ competition and cooperation. Based on the view of evolutionary game theory, this paper establishes an evolutionary game model of traditional manufacturing clusters. Based on MATLAB, the paper simulates the stable equilibrium strategies and influence factors of clusters’ low-carbon transformation and upgrading. In the end, some suggestions are given to improve the low-carbon transformation and upgrading of traditional manufacturing clusters. By using evolutionary game theory and simulations to study low-carbon transformation and upgrading of traditional manufacturing clusters, the paper clarifies the dynamic strategy choice of clusters enterprises’ low-carbon transformation. It also shows the mechanism that the clusters enterprises change its own low-carbon transformation strategies according to the game environment change.

收稿日期:2016-02-14

基金項(xiàng)目:教育部人文社會科學(xué)研究青年基金項(xiàng)目“傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群低碳轉(zhuǎn)型升級的演化機(jī)理、情境仿真及對策研究”(15YJCZH221)；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于異質(zhì)性主體行為的產(chǎn)業(yè)集群低碳演化模型及其仿真研究”(71271159)；國家社會科學(xué)重大基金項(xiàng)目“全面深化改革視閾下社會治理體制與機(jī)制創(chuàng)新研究”(14ZDA062)

作者簡介:張宏娟，女，講師，博士，主要從事集群演化、復(fù)雜系統(tǒng)管理研究；范如國，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事集群創(chuàng)新、復(fù)雜系統(tǒng)管理研究；張應(yīng)青，男，博士研究生，主要從事集群演化研究。

中圖分類號:F270

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1000-2154(2016)06-0064-09