基于复杂系统理论的区域协调发展机制研究
摘 要：文章把京津冀区域系统视为一个特殊的复杂巨系统，从耗散结构理论视角，分析了京津冀区域系统耗散结构特征，认为增加“负熵流”是区域协调的实现基础；基于协同学理论，从区域系统功能结构、空间结构两个维度，剖析了区域系统协调发展的内在驱动机制——竞争与协同之间的相互作用。
关键词：京津冀区域，协调发展机制，复杂系统
区域协调发展是各级政府、管理者和学术界长期以来关注的热点问题之一。一方面，我国已经对区域协调发展问题进行了多年的实践探索，针对主要增长区域(如长三角、珠三角和京津冀)制定了长期动态的发展战略和规划；另一方面，在理论上，学术界对区域协调发展进行了多角度、广泛深入的研究，取得了可喜的成就。笔者从系统的角度出发，把区域系统视为一个复杂系统，基于复杂系统理论，对京津冀区域协调发展运行机制进行分析研究，以期丰富区域协调发展理论并为京津冀区域协调发展实践提供指导。
一、区域系统协调发展内涵的界定
区域系统协调发展是一个介于宏观与微观之间的概念，是指具有一定的空间结构和功能特征的区域系统，在区域协调机制的作用下，区域内各省市都能发挥自己的优势，通过物质、能量、信息的交换，克服冲突、打破制约，达到相互依存、互惠共利、结构合理的区域发展模式，同时推动区域的人口、社会、经济、资源和环境各子系统向更高层次发展，从而形成彼此和谐一致、整体利益最大化的一种区域良性循环态势。
从系统科学的角度，笔者把京津冀区域界定为由北京、天津、河北省诸城市(石家庄、唐山、秦皇岛、廊坊、保定、沧州、张家口、承德、衡水、邯郸、邢台)组成的城市密集分布、城市之间存在密切联系和明显区域化趋势的地区，并且由一定的人口、资源、环境、经济和社会等功能子系统通过各种复杂的物质、信息、技术、人员和能源的流通与交换过程，并通过相互作用、相互影响、相互依赖和相互制约而组成的具有一定功能结构的复杂系统。
结合区域系统的定义，区域协调发展系统内部同样体现为空间结构层次性维度和功能结构层次性维度，以及两个维度相互缀合的整体协调发展。京津冀区域协调发展系统具有复杂性、开放性、空间层次性、组织性和自组织性、动态演化性等复杂系统的特征，是一类变量多、机制复杂、不确定性因素作用显著的特殊的复杂巨系统。
二、京津冀区域系统协调发展耗散结构机制
区域发展机制是指区域内各组成部分在动态变化环境下，通过相互推动和相互制约等作用方式，为区域协调发展的实现提供动力和基础。
(一)区域系统耗散结构特征
区域复杂系统是一个开放系统，远离平衡态、有涨落存在、有非线性因素，因而是一种耗散结构(dissipative structure)，存在自组织现象。京津冀区域具有典型的耗散结构特征，开放、远离平衡态、有涨落存在。
1. 区域系统是一个开放系统。京津冀区域系统内部京、津、冀三者之间彼此都进行物质、能量、信息、要素的交流，在经济、社会、资源、环境等各方面存在着广泛的竞争与合作；同时京津冀区域系统作为整体面向全球开放，在全球范围内同其他区域展开竞争与合作，参与全球资源的优化配置。
2. 京津冀区域系统内各子系统发展不平衡，在社会进步、资源禀赋、环境等各方面都存在着一定的势差，例如，之间日益增长的资源要素、人才、技术、信息等方面的竞争，以及由于企业竞争产生的产业布局结构、聚集程度等造成的经济势差，使得京津冀区域系统处于非均衡发展，非均衡产生无序，从而导致系统远离平衡态。同时，京津冀区域系统内部各级政府颁布的新政策、新规定以及产业结构的调整、新的功能定位、企业实施的新发展战略等都可视为区域协调发展系统内的涨落现象。
(二)京津冀区域系统协调发展的耗散结构机制——增加“负熵流”
通过以上分析，笔者提出了基于熵理论来分析研究京津冀区域系统协调发展的耗散结构，如图-1所示。熵是度量系统无序度的状态函数，一定状态下系统有一定的熵值，熵值的增大意味着系统的无序度和混乱程度的增加。对于一个系统来说，熵表示为s，区域系统中熵的改变量为ds，ds=ds 1+ds 2，其中，ds 1表示区域系统内部产生的正熵，ds 2表示通过区域系统内部整合以及与外界进行的物质、能量、信息交换所产生的负熵，只有ds 2>ds 1，即ds<0时，系统才能朝有序的方向发展。我们把增强系统有序度的熵的改变，即小于零的ds称为 “负熵流”。
耗散结构理论研究结果表明，封闭系统会自发走向熵增和减序，开放的复杂系统要维持有序和自组织，保持一种耗散结构，其前提是吸收负熵流(许国志，2000)。从图-1中可以看出，对于具有耗散结构特征的京津冀区域系统，增加负熵流是系统能达到协调的必要条件。因此，就必须加强区域内部整合并保持从外界输入原材料、资金、劳动力和信息等，扩大其负熵流，以克服系统内部的熵增，才能使有序度不断提高。同时，通过技术创新、体制改革、竞争与合作等方式打破低层次平衡态，使系统向远离平衡态方向演替，为系统形成较高层次的耗散结构做准备。
因此，促进京津冀区域系统的协调发展，增加“负熵流”成为关键。要转变人们的价值观念，树立科学的发展观，走可持续协调发展道路；政府要健全法规，制定严格的监督管理办法，加强对资源开发管理，加大环境保护力度；通过建立三省市间的区域协调机构，整合区域资源、建立区域统一市场，根据三方自身优势进行区域产业结构调整；京津冀区域还要借鉴长三角、珠三角区域发展以及国外大都市圈发展的经验，取其精华弃其糟粕，结合自身实际进行制度体制创新；同时还要加大对外开放力度，积极创造良好的投资环境，吸引区域外部人才、资金、技术、经验的输入。
三、京津冀区域系统协调发展的内在驱动机制
协同学理论认为，复杂系统演化的内在动力来自于系统内部的竞争与协同的关系，竞争能够使要素或子系统保持个体性的状态和趋势，使整个系统趋于非平衡状态，协同效应则在非平衡条件下使子系统中的某些运动趋势联合起来并加以放大，从而使之形成序参量，占据优势地位，支配或伺服系统整体的发展，实现要素或子系统集体性的状态和趋势，能够使系统保持和具有整体性(才华，2006)。也就是说，如果系统中只有竞争，则系统会越来越不稳定，最终导致系统的分解；当系统内只有协同，系统内部各要素或子系统最终将会趋于完全的相同状态，系统也就达到“平衡态”，同样意味着死亡。因此，系统的演化发展是子系统竞争与协同效应共同作用的结果，它们共同构成了复杂系统发展的基本内在动力。基于此，笔者从系统功能结构和系统空间结构两个维度对京津冀区域系统协调发展的内在驱动机制进行分析研究。
区域系统协调，首先必须正确认识构成区域系统的资源、环境、经济、社会、人口各子系统之间的相互作用，分析它们之间的内在联系，实现各子系统的有机整合(曾嵘、魏一鸣、范英，2000)。构成区域系统的资源、环境、经济、社会、人口各子系统之间的竞争与协同可以用图-2 表示。
图-2(a)描述了一种连锁反应式的作用形式，是一种正向的有利于系统协同合作的内部作用，正是协同学理论中提倡的和实践中应该设法诱导的情形；而图-2(b)描述的则是人口—经济—资源—环境—社会系统之间的竞争导致的一个恶性循环作用关系，在区域发展中更应加以关注和重点协调的。
因此，资源、经济、环境、社会与人口子系统之间既彼此冲突又相互协调，它们之间的“协同作用”是系统协调发展的内在因素。也就是说，在外部控制参量达到一定阈值时，资源、环境、经济、社会和人口子系统之间通过协调作用和相干效应，可以使系统由无规则混乱的状态变为宏观有序的状态，实现系统的协调发展。
(二) 空间结构维度的内在驱动分析：京、津、冀三者之间的竞争与协同
京津冀三者从行政关系上各自独立，其自我循环意识较强, 该区域内经济发展极不平衡，体制性和结构性障碍比较明显，极化效应大于扩散效应，区域内竞争与协同并存，竞争大于协同。
1. 京津冀三者之间的竞争分析。京津冀三者之间的竞争主要表现为京、津之间的竞争。京、津两市虽处在一个经济区内，但行政地位、经济实力相近，缺乏珠三角区域系统行政同属一省那样的共同厉害关系，也缺少长三角区域系统以上海为绝对中心来统领整个区域的内在凝聚力；另一方面，京津在以往的产业政策上求大求全，均强调“一个不能少”，导致产业结构自成体系、自我封闭，使得产业结构趋同加剧，相互之间争资源、争项目、争投资过度竞争和封闭竞争严重，许多重复投资和重复建设不仅造成不必要损失，还造成整个区域资源使用浪费和经济发展水平相对滞后。京津双子星座式的匹配，在过去的时间里更多的是相互的竞争,只是近期双方出现了合作的意向(景体华，2006)。竞争的结果会产生“极化效应”。具有相对发展优势和投资吸引力的经济区域在竞争中发展成为“增长极”，在市场经济条件下，“看不见的手”会促使资源按市场机制自主配置组合，从而引致资源向更具效益的区域集聚。京、津两市作为京津冀区域系统的中心城市，占据着资金、技术和人才方面的绝对优势，吸引着周围腹地的人、财、物、信息等资源流向京津，如京津拥有较高的收入水平和较多的就业机会，拥有良好的投资环境、有利的贸易条件，而且易形成规模经济效益。而河北作为京津发展的腹地，一直服务于京津，但由于河北省在这些要素方面严重匮乏,相对较为充裕的只有人力资源,但也缺乏高素质和异质化人才。因此，京津成为了京津冀区域的“增长极”，其极化效应不断加强，因而在整个区域经济系统中处于高梯度的有利位置，河北则处于低梯度位置。应该说，在京津冀区域系统发展中，竞争是客观存在的，随之产生的“极化效应”也是区域经济发展中一个不以人的意志为转移的客观。
2. 京津冀之间的协同。归纳起来，京津冀之间的协同可集中体现在产业发展、基础设施、生产要素流通以及其他方面的合作上。产业发展方面，该区域内在第一产业的合作，以河北省为京津提供农产品为主要形式，并出现了以科技为纽带的新形式；在第二产业上，京津冀都市圈出现了跨行政区的产业转移和产业链，从而共同促进了京津和河北的产业结构升级；在第三产业上，京津冀三地一直互为客源地与目的地，如2004年京津冀“无障碍旅游共识”初步达成，另外在公共、商业贸易、房地产业、其他行业如物流、通讯等新兴服务业也有良好的合作趋势和较大的合作潜力。基础设施方面，京津冀区域内在机场、港口、跨行政区道路建设方面的合作也在不断进行。生产要素方面，在人口与劳动力、资本、技术等方面的双向流通增加。可以说，京津冀区域在资源整合、环境保护、动植物保护、食品安全保障体系建设等方面也形成了一定程度的合作(赵国岭等，2006)。协同的结果会产生“扩散效应”，即作为“增长极”的地区对周围腹地的辐射和带动作用。竞争发展到一定阶段必然出现协同，因此，“增长极”发展到一定阶段，极化效应逐渐减弱，扩散效应相应增强。发达地区与不发达地区各自处在产业链上的不同位置，它们通过投入产出相互衔接的互补关系紧紧联系起来。发达地区的经济发展将会进一步扩大对不发达地区初级产品的需求。不发达地区资源型的初级产业往往由于投资能力差而缺乏供给弹性，这势必会限制发达地区产业的进一步发展。因此，在发达地区经济发展到一定程度后，为了谋求进一步的发展，往往会向为它提供初级产品的不发达地区进行相关性投资和技术转移，建立自己的初级产品生产基地，使不发达地区的经济得到发展。随着发达地区与不发达地区经济交流的增多，经济联系的加强，发达地区一些高级管理人员、技术人员会流向不发达地区，增加宝贵的人力资本，而且新的社会价值观也会以各种形式通过各种渠道传播开来，促进不发达地区的发展。
区域协调发展的过程从时空的角度看，是竞争和协同共同推动的结果，竞争的结果产生极化效应，协同的结果产生扩散效应。从系统的动态角度看，竞争使得区域系统失稳导致区域功能、性质发生更新和演替，为新的区域系统空间结构的形成创造了条件；从系统的静态角度看，由于竞争而产生协同效应，并形成的协调、共生发展的“割据”局面，达到结构和功能上的互利共生和协作互补，同时也构成了规模布局合理、职能互补、动态平衡的区域内部空间结构，使得各项资源能够得到更有效的利用。因此，竞争和协同是区域协调发展的内在驱动力。
四、结论
基于复杂系统理论对区域系统协调发展运行机制进行分析可以看出，区域系统作为一类变量多、机制复杂、不确定性因素作用显著的特殊的复杂巨系统，具有典型的耗散结构特征。要保持这种耗散结构，实现更高层次的发展，必须不断地增加“负熵流”，这是京津冀区域系统协调发展的实现基础；另一方面，京津冀区域协调发展系统的空间结构维度——京、津、冀三个子系统的竞争与协同，以及功能结构维度——人口、资源、环境、经济、社会子系统的竞争与协同是区域整体协调发展的内在驱动。
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[1]许国志.系统[M].上海:上海科技出版社,2000.1-10.
[2]才华.基于自组织理论的黑龙江省城市系统演化发展研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学博士学位,2006.70.
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