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摘要：近年來，生態學的理論概念和模型被越來越多地應用于創新系統研究，產生了創新生態系統的多維度討論?？傮w上看，大部分研究集中于創新生態系統的概念、運行機制以及影響因素，對于創新生態系統評價體系的研究寥寥無幾。我國學者提出了基于生態位適宜度的生態系統評價模型，并一定程度上應用于創新生態系統的評價。然而本領域研究還處于起步階段，亟待與灰色系統理論、生態學理論等學科領域交叉融合。
關鍵詞：創新生態系統；生態適宜度；研究范式
“創新”的概念自20世紀30年代被熊彼特提出以來，創新的范式經歷了線性創新、創新體系、創新生態系統階段。隨著創新實踐的深入，人們逐漸發現創新系統的組成原理與生態系統的組成原理有共通之處，逐步嘗試用生態學理研究創新系統。2003年美國總統科技顧問委員會（PCAST）正式將創新生態系統作為總括性概念提出。這一概念體現了創新研究從關注系統中要素的構成向關注系統要素之間、系統與環境間的動態過程的轉變。同年，黃魯成首次提出了區域技術創新生態系統的概念是指“在一定的空間范圍內技術創新復合組織與技術創新復合環境，通過創新物質、能量和信息流動而相互作用、相互依存形成的系統”①，成為學界較為公認的區域技術創新生態系統定義。
一、創新生態系統研究概況
20世紀90年代后期，將生態學理論應用于創新問題的研究日漸增多并逐步深入，國內外學者在創新生態系統領域作出了許多研究成果。Moore是第一個系統而又科學地論述企業生態系統的學者，他將企業生態系統定義為一種“基于組織互動的經濟聯合體”。Joseph與Athreye分別將自然生態系統演化思想應用到高技術企業創新路徑的研究，發現企業創新路徑依賴性帶有生態學的遺傳變異特征。JudyEstrin從群落的角度，將創新生態系統劃分為研究、開發和應用三大群落②。Lansiti和Levin提出生態位的概念來闡述創新生態系統，認為創新生態系統由占據不同但彼此相關的生態位的企業所組成，一旦其中的一個生態位發生變化，其他生態位相應也會發生變化。Lee和Lim提出技術跟隨與“蛙跳”理論，認為區域技術創新有可能完全按照線性過程演化，也有可能表現出階段跳躍式演化過程。Adner關注于創新生態系統本身，其認為創新需要依賴外部環境的變化與生態系統的成員參與，創新生態系統是指一種協同機制，企業這種協同機制將個體與他者聯系，并提供面向客戶的解決方案，輸出價值。陳瑜、謝富紀引入生態學的Lotka－Volterra競爭捕食者模型，模擬研究了我國光伏產業生態系統演化路徑。趙樹寬引用生態學理論和方法，運用生物種群演化的Logistic模型對企業生態系統演化過程進行了描述。程勝根據產業集群的不同形式構建了Logistic模型，對平衡穩定狀態下企業共生經濟效益進行了分析與對比。總體而言，關于創新生態系統的理論研究國外要早于國內，研究重點主要經歷商業生態系統、價值創造、開放式創新、創新生態系統這四個方面的演進。同時，在研究內容上，國外學者針對區域創新生態系統的研究主要集中于系統的組成結構、生存機制和影響因素，但是對區域創新生態系統評價體系方面的研究則相對較少。而國內關于區域創新系統研究僅有黃魯成、軍荔荔、萇千里和郭燕青等少數幾人。黃魯成教授運用生態學理論對區域創新系統的生態學特征、演化規律、運行與控制機制進行了研究；覃荔荔博士通過綜合生態位適宜度評價模型分析了湖南省創新生態系統的縱向變化情況；萇千里教授在生態位適宜度的模型基礎上增加了進化動量表達式的概念和算法；郭燕青考慮到創新生態系統所處空間和時間因素對其生長評價的影響，對模型進行優化。綜上所述，雖然國內外關于區域生態系統的研究較多，但是關于創新生態系統評價的研究寥寥無幾，與區域創新適宜度評價聯系較為密切且橫向比較的研究成果同樣較少。相關研究還處于初期階段，而且國內研究多是以發達國家的研究作為邏輯起點，雖已形成對區域創新生態系統的初步認識，但還存在缺乏結合區域情景、尤其是跨行政區域協同創新情景的研究以及缺乏對區域經濟發展及區域創新政策的理論指導作用等問題。
二、區域生態系統健康評價
區域生態系統健康是指一定時空范圍內，不同類型生態系統空間鑲嵌而成的地域綜合體在維持各生態系統自身健康的前提下，提供豐富的生態系統服務功能的穩定性和可持續性，即在時間上具有維持其空間結構與生態過程、自我調節與更新能力和對脅迫的恢復能力,并能保障生態系統服務功能的持續、良好供給。因此，區域生態系統健康包括活力、組織力、恢復力、生態系統服務功能等4方面特征。關于生態系統健康評價一般包括指示物種法和指標體系法兩種方法。其中，指示物種法簡便易行,主要依據生態系統的關鍵種、特有種、指示種、瀕危種等的數量、生產力、結構功能指標等來描述生態系統的健康狀況，但由于指示物種的篩選標準及其對生態系統健康指示作用的強弱不明確，且未考慮社會經濟和人類健康因素，難以全面反映生態系統的健康狀況，該方法存在嚴重的不足，尤其不適用于人類活動主導的復雜生態系統的健康評價；指標體系法則根據生態系統的特征及其服務功能建立指標體系進行定量評價，選取的指標既包括生態系統的結構、功能和過程指標，也可以是社會經濟和景觀格局、土地利用指標，該方法以其提供信息的全面性和綜合性而被廣泛應用于生態系統健康評價中。區域作為多種生態系統的地域空間鑲嵌體，顯然很難找到恰當的指示物種（群）對其健康狀況進行監測，因此，指標體系法是區域生態系統健康評價的唯一方法，國內目前已有的相關研究也均采用該方法。而在建立指標體系后，目前生態系統健康評價采用的具體模型方法則包括綜合指標法和模糊綜合評價法兩類。其中，綜合評價法一般通過層次分析法確定指標權重，構建綜合指數對系統健康狀況進行綜合定量評判；模糊綜合評價法認為生態系統健康與否完全取決于標準值，但由于難以合理界定這些標準值，因而，可以作為一個模糊問題來處理，該方法一般根據多個因素對評價對象本身存在的性態或隸屬上的亦此亦彼性，從數量上對其所屬成分給以刻劃和描述。兩種方法比較而言，綜合指標法的優點在于能較好體現生態系統健康評價的綜合性、整體性和層次性，評價過程簡單明了，評價結果明確，易于公眾感知；而模糊綜合評價法則能避免主觀判斷生態系統健康標準的不確定性。確立健康生態系統的標準是區域生態系統健康評價的關鍵。盡管國外有不少學者提出以未經過人類干擾的生態系統的原始狀態、演替的頂級狀態、或生命誕生前的熱力學平衡態等作為自然生態系統的健康狀態，但上述將某一特定生態系統狀態作為健康標準的看法均缺乏理論依據，遭到了大部分學者的質疑與反對。而國內部分學者，尤其是在城市生態系統健康評價中，往往采用生態城市、園林城市、環保模范城市目標值或規劃值、國際發達城市建設標準值、全國最高、最低或現狀值作為相關指標的健康標準，而這些標準值本身就是經驗確定的，對健康的指示意義不明確，缺乏對其與生態系統健康目標的“劑量-效應關系”驗證，都難以稱得上是有效的指標閾值。而事實上，生態系統健康標準是一個人類標準，評判某個狀態是否健康在很大程度上決定于社會利益。并且，由于人類的主觀期望是動態變化的，健康是一種相對概念，絕對健康的生態系統是不存在的。同樣，同一生態系統，面對不同的人類期望，評估結果迥然不同。所以，絕對的健康標準是不存在的，區域生態系統健康評價，更多的應著力于探討區域生態系統健康的時間動態與空間差異,而非人為判定某時某地生態系統的健康與否,從而保障研究的客觀性。尤其是對于由人類活動和社會資源交互流動組成的城市生態系統、創新生態系統，其健康標準評判的主觀性更為強烈。因而學界大多研究在針對其進行評價時，大多采用模糊綜合評價法評價指標的相對值。
三、生態位適宜度模型的建立
1.生態位概念的提出
生態位一詞又稱生態龕，最早由Grinell于1917年提出，將生態位視為物種的要求及在一特定群落中與其他物種關系的地位，反映生物種群所占據的基本生活單位，主要指物理空間方面③。1957年Hutchinson提出n維超體積的生態位概念，將生態位定義為生物個體或物種不受限制生活的多維生態因子空間④。1959年Odum認為生態位是一個物種在其群落和生態系統中的地位和狀況，而此地位和狀況取決于該生物的生理反應、形態適應和特有的行為⑤?？偨Y以上觀點可知，生態位是生物種的生態學特征的定量描述，其內涵包括一個種對環境的需求、環境對種的影響、以及種與其所在生物群落中其它種之間的關系；而其定量描述可用表征環境條件的向量集到表征種屬性的數集上的一種映射來測定，特別為連續映射時，則用一種非負的多元函數表示。作為生態學重要的基礎理論之一，生態位的概念、理論和模型逐步得到發展和完善，不僅越來越廣泛地運用于生態學研究，而且逐漸滲透并運用于社會科學各個領域，在社會生態系統研究方面同樣具有重要的意義。
2.生態位適宜度模型的建立
李自珍（1993）為了表征一個生物種對其所處環境條件的適宜程度，以及二者間藕聯變化首次提出生態位適宜度的模型概念。他將生物種的生態位適宜度定義為表征種的屬性的最適生態位點與表征生境屬性的現實資源值之間的貼近程度⑥，表征擁有一定資源譜系生物種對其生境條件的適宜性，即生境資源條件對種特定需求的滿足程度。之后構建了生態適宜度及適宜度進化動量的數學模型，用以確定各生態位因子現狀與最優值之間的貼近程度，以及可改善的空間大小。模型以春小麥的種植為研究對象，依據大田試驗結果，對不同環境資源條件下作物各生長期中的生態位適宜度值進行了定量分析，建立了它與作物產量間的理論公式,分析了限制因子及諸種人工調節措施的效果,為農田作物生長系統的資源因子匹配和作物生境優化提供了依據。同時，也為生態位適宜度模型應用于社會科學領域提供了理論基礎。
四、創新生態系統生態位適宜度評價理論的發展
區域創新生態系統適宜度是指創新主體在一定區域內開展創新活動時，創新主體所需的最適資源位與創新環境所提供的現實資源位之間的貼近程度。目前，國內學界針對地區創新生態系統的評價研究數量并不多。在早期的實證分析中，基本采用生態位適宜度的評價模型，或在該模型的基礎上進行一些改進和延伸。近兩年才出現一些生態學新方法的引入與嘗試。最初，生態位適宜度的理論廣泛被應用于城市生態系統的評價研究中。如夏斌等人（2008）針對珠三角城市群生態系統，引入生態位適宜度理論，通過建立層次結構、構造判斷矩陣、權重計算、一致性檢驗等方法，確定指標權重，進行評估。區別于自然生態系統，城市生態系統由于具有更多的人為干預性與主觀能動性，與創新生態系統的作用機制更為接近。該文章雖然沒有針對創新生態系統，但其評估方法為創新生態系統評估模型的建立提供了指導。最先將生態位適宜度引入區域創新生態系統評價模型的是覃荔荔等人（2011）。在模型構造方面，他們引入二階緩沖算子減弱系統數據受沖擊擾動的影響，借鑒廣義關聯度思想，基于絕對生態位適宜度改進的生態位適宜度模型，構建了區域創新系統可持續性綜合生態位適宜度模型（Fta模型）⑦。該模型不僅能夠體現生態因子現實值與最適值之間的貼近程度，而且可以反映出兩者相對于測度點變化速度的接近程度，更全面表征區域創新生態系統的可持續性。在生態因子指標選取方面，文獻選取創新資源、創新效率、創新潛力、創新活力四大測度目標，并下設19個具體測度指標，用以衡量區域創新可持續性水平。與此同時，胡浩（2011）將廣泛應用于動植物生長發育或繁殖過程研究的Logistics方程應用于創新生態系統研究，提出了多創新極共生演化動力模型，并以唐山區域創新生態系統為實例，進行驗證，為后續關于具有多創新極特點的區域，如京津冀地區的創新生態系統評估提供了理論基礎。在上述研究基礎上，萇千里（2012）對Fta模型進一步優化，提出進化動量表達式的概念和計算方法，可以應用于評價不同地區整體適宜度的橫向比較、以及不同生態因子的適宜度提升空間，豐富了區域創新生態系統評價模型⑧。劉洪久（2013）等人又對萇千里的生態因子無量綱化處理方法提出了新的改進。隨后，郭燕青（2015）考慮到創新生態系統所處空間（資源環境）和時間因素對其生長評價的影響，引入加權弱化緩沖算子弱化系統外部環境資源和時間因素對系統數據的干擾，同時采用生態位優先模型明確生態因子對系統內部環境資源的利用和占有，對標準生態位適宜度模型進行優化⑨。2016年，郭燕青團隊又針對創新生態系統內部關系的復雜性和不確定性，將Vague集理論推廣到創新生態系統生態位適宜度評價問題中，提出了Vague集超體積生態位的概念，解決了由于“生境”演變而不斷進行自適應調節的生態位需要基于不確定性信息來確定其與生境的適宜程度的問題。有別于上述生態位適宜度模型，孫麗文（2017）針對生態位重疊現象，利用生物種群的Logistics模型對區域創新生態系統的競合演化進行研究，創立了區域創新生態系統創新主體間的共生協同演化機制，有針對性地對京津冀地區創新生態系統進行解釋與評估。
五、影響評價的相關研究
在創新生態系統的影響因素與指標設計方面，學界同樣尚未形成完整的研究體系。JudyEstrin（2010）將產業創新生態系統的內部結構分為創新生產部落、創新整合群落和創新應用群落。我國學者李其瑋博士（2017）基于上述研究，從這三大群落出發，通過整理近六年的相關文獻，最終得出成員知識的互補性、核心成員的知識吸收與轉移能力、良好的社會資本、資源配置的科學性、利益分配的合理性、知識產權保護的有效性以及政府政策的引導與支持、產業集聚度是影響區域創新生態系統的重要方面⑩。MichaelA.Greeley（2010）針對密歇根州構建創新生態系統提出的五點建議中，強調了地區優勢、投資與科研人才吸引對于創新生態系統可持續性的重要性；韋鐵（2015）針對廣西北部灣創新生態系統進行研究，得出資金資源因素的正影響力最大，其次依次為人才資源、企業創新力、信息（技術）資源、高校及科研院所創造力、其他主體的支持力、宏觀經濟環境，而創新政策環境和微觀市場環境則對其存在負影響。陸燕春教授（2016）基于新創新范式對區域創新生態的影響，嘗試從創新驅動群落、創新擴展群落、創新協調群落以及創新環境四個方面建立指標體系衡量其發展水平，最終得出創新驅動群落和創新環境在提升區域創新競爭力上起著關鍵作用，且從整體上看經濟發展水平越高的地區，其競爭力水平也相對較高的結論輥輯訛。這些研究成果都對區域創新生態系統評價過程中的指標設計環節提供了理論支撐。從創新生態系統生態位適宜度評價實證研究的指標選取來看，大部分研究人員都選擇將指標細分為三級。一級指標包括創新群體、創新資源、創新環境，或加入創新效率、創新潛力與創新活力等其它指標。二級指標設定方面，創新群體大多選定企業、研究機構、高校；創新資源下設科技經費、人力資源、創新設備；創新環境涵蓋經濟環境、文化環境、市場容量等；創新效率包括科技應用、科技成果；創新活力包括系統開放性、成果流通性；創新潛力包括基礎資源、城鄉居民收入等。三級指標的選定則各有不同。
六、實證研究與應用
建設區域創新生態系統和發展區域創新能力是提升國家競爭力的重要路徑，探討區域創新生態系統內部主體協同演化規律，實現區域協同發展，成為經濟學研究亟待解決的問題。理論應用于實際既是對理論最有力的檢驗，又是研究的根本目的。學者們將目光投向區域創新生態系統理論研究的同時，也致力于提出針對于各地區創新生態系統建設的政策建議。從2009年至2017年，周青、劉洪久、胡彥蓉等學者分別針對浙江、河南、江蘇、湖南、京津冀等地區，基于現有評價模型，對當地區域創新適宜度進行時間上的縱向比較與區域間的橫向比較及總體評價。李峰、龐玉萍、金萍三位學者更是在最新的研究中基于萇千里教授的評價模型，選取全國30個省份的相關數據進行全面的實證研究，提出了創新發展區域不平衡的現狀，為全國的創新發展部署提供了必要信息。同時，隨著理論方法的逐漸成熟與完善，創新生態系統生態位適宜度評價模型也被引入一些相近領域用作主要評估方法，如技術創新環境（陳林興、農添珍）、技術創新適宜度（周青）、社會—經濟—自然復合生態系統等。由此生態位適宜度評估模型獲得了更為廣闊的實踐與應用空間。通過整理近十年來區域創新生態系統評價體系的相關研究發現，關于創新生態系統的概念提出雖早，相關理論模型構建比較完善，但針對于評價體系、數學模型選擇方面的研究尚處于發展的初期階段?？蓱玫睦碚撃Ｐ洼^為單一，創新點均基于基本的生態位適宜度模型進行細節上的改動，并不凸出。模型假設相較現實還有一定距離，不能完全反應現實創新生態系統中的各種動態作用關系和變化情況。直至近兩年，相關研究才更著眼于現實的具體情況，出現針對不確定性和生態位重疊引入相關生態學理論構建新模型的嘗試。隨著生態系統健康評價的進一步深入，當前在宏觀生態系統綜合評價中應用較多的人工神經網絡、物元分析等評價方法可以考慮被引入區域創新生態系統的評價研究工作中來。而關于實證研究及政策建議部分，在生態位指標的選擇方面呈現出指標數量增長化和具體化的趨勢，但涉及此方面的實證研究數量較少，尚未能覆蓋全國范圍，留有很大的研究空白。
作者:劉釩 張君宇
