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[摘要]煤炭产业集群化是我国煤炭富集区“十二五”主体功能区战略的现实空间载体。研究基于煤炭产业和生物群落特性，认为煤炭产业集群存在多样性、相关性、低碳性三个生态化特征；从系统科学视角，借鉴生物种群间结构关系，确定了煤炭产业集群由优势种、关键种和伴生种三类种群构成，进而分析了各类种群组成要素及三类种群生物链模式，为进一步研究煤炭产业集群及煤炭产业低碳转型提供新思路。
[关键词]煤炭产业集群；生态化；生物链模式
[中图分类号]F416.21
[文献标识码]A
[文章编号]1005－6432(2011)19－0155－03
产业集群是现代产业空间布局的一种重要现象。国家“十二五”规划明确提出发展现代产业体系、提高产业核心竞争力的战略思想，为我国产业集群进一步发展提供了更广阔的实践平台。在我国工业化和城镇化进程逐步加快的现实背景下，煤炭产业和煤炭富集区面临着保证能源稳定供给和低碳发展的双重压力，传统“高碳”型发展模式所衍生的日益严重的环境恶化及资源耗竭等问题，已不能够适应知识经济与低碳经济的时代要求。充分把握利用知识信息经济时代的先进成果和科技优势，培育和发展煤炭产业集群，一方面有助于煤炭企业发挥资源优势，实现大规模、高效率开发，变资源优势为经济优势；另一方面，也是国家“十二五”规划“主体功能区”区域发展战略实施的有力推手。促进煤炭产业集群化发展，成为提升煤炭产业和煤炭富集区核心竞争力的重大现实问题。
1 煤炭产业集群
1.1概念界定
煤炭产业集群是以煤炭产业为核心或主导产业，与辅助产业、大学以及科研机构共同构成的网络系统，网络内部各个企业是相互独立的主体，彼此间通过资源、市场及社会、商业关系联结在一起；整个网络又是一个具有稳定性、循环性、开放性的多产业群。从微观层面看，集群网络由相互合作与竞争关系的企业组成；从宏观层面看，集群网络由彼此联系与相互交叉的产业构成。
1.2组成
煤炭产业集群由以下几部分构成：煤炭产业、辅助产业、政府机构、金融机构、大学及科研机构。其中煤炭产业是以煤炭开采、加工、使用为主的企业群，既包括国家控股的大型煤炭企业集团，也包括以煤炭加工利用为主的一些中小企业；辅助产业主要是为煤炭企业服务的配套支撑企业群，既有为煤炭开采、加工提供器械设备的制造业，也有为煤炭企业职工提供生活、工作便利的服务性产业等；政府机构主要是为煤炭产业集群成长发展制定引导政策，为集群企业提供公共设施及服务，从外部环境促进集群发展；金融机构为群内企业融资等提供服务；大学及科研机构是集群创新的智力团体，企业与科研机构合作可以促进知识、科研产品的转化和应用，提高企业竞争力，同时也促进大学及科研机构与社会结合，开发研究适合经济发展与社会生活的产品。这五部分形成一个彼此交织、相互关联的有机网络系统。
2 煤炭产业集群生态化特征
2.1多样性
煤炭产业集群多样性又称差异性，包括微观多样性、中观多样性和宏观多样性三个层次。微观多样性是指煤炭产业集群内各个企业在知识、资产、技术、组织结构、组织文化、经营理念等的差异性；中观多样性是指集群内同质产业种群的差异性，表现为同质产业种群特征的多样化和数量；宏观多样性是集群内异质产业种群之间的差异性，表现为集群内不同产业种群特征的多样化和数量。煤炭产业集群多样性是集群生存与发展的基础和前提，它不仅直接为集群提供物质资源，具有巨大的经济价值，而且还为集群稳定持续发展，提供了难以估量的间接价值。
2.2相关性
煤炭产业集群相关性描述的是群内各种群之间，客观存在的物质、信息、能量等关联循环链条。煤炭产业集群系统中各个种群处于不同的地位，有些占主导地位，有些占附生地位，种群之间通过物质、能量和信息的交换直接或间接链接起来，集群中各种群有规律的共处，即在有序状态下生存，具有一定的营养结构和群落层次，集群内各种群单位相互依存，相互合作，共同构成有机的煤炭产业集群系统。
2.3低碳性
煤炭产业集群低碳性是指群内各种群之间，在物质、信息、能量等循环过程中，所体现的“低消耗、低污染、低排放”的“低碳化”特征。煤炭产业集群各种群之间，通过副产品、废弃物的循环再利用，使一个种群的副产品或废弃物成为另一种群的原材料，形成副产品、废弃物的交换网络；在各种群内部，通过协调采购、生产、技术、设计、营销等与环境管理的关系，实行生态设计，采用绿色工艺，进行清洁生产。从而实现物流、能流、信息流、资金流等周而复始的运转。通过低能耗、低污染、低排放为基础的低碳运行模式，一方面，使煤炭产业集群系统更好的融入生态系统，实现了对生态环境的保护；另一方面，有助于降低集群生产成本，增强竞争力和可持续发展能力。
3 煤炭产业集群种群系统
3.1优势种产业种群——煤炭采掘业种群
优势种一般指优势度最大或较大的种，在群落中占据重要地位，常常在很大程度上决定着群落内部环境条件，对其他种群的生存和生长施以最大影响。优势种能有效控制群落中物质循环和能量流动，对群落结构和群落环境形成具有明显控制作用，如果把群落中的优势种去除，将导致群落性质和环境的变化。
煤炭资源储量丰富、开发成本低廉是煤炭产业集群的关键竞争优势，依托资源比较优势，煤炭采掘业种群成为集群中密度最大、对环境影响最直接的产业种群，占据基础和主导功能地位，对整个系统发展具有控制作用。因此，本文将煤炭采掘业种群作为煤炭产业集群的优势种产业种群加以研究。
3.2关键种产业种群——热电和煤化工产业种群
关键种是指一些珍稀、特有、庞大的、对其他物种具有不成比例影响的物种，在群落中占据中心地位，它们的消失或削弱会引起整个群落和生态系统发生根本性变化。关键种有两个显著特点：一方面，它的存在对于维持生态系统群落的稳定性和多样性具有决定性作用；另一方面，同群落中其他物种相比很重要，但又是相对的。
煤炭产业集群中的热电和煤化工产业种群，使用和传输物质最多、能量流动规模最为庞大，带动和牵制着其他产业种群的发展，对煤炭产业集群稳定持续发展起着至关重要的作用，是集群内的链核，也是建设和发展产业共生链的关键，具有不可替代的作用。因此，本文认为热电和煤化工产业种群是煤炭产业集群的关键种产业种群。
3.3伴生种产业种群——静脉产业种群等
伴生种是指那些在群落中经常出现，对群落影响不起决定作用，优势度较小的种群。伴生种不能用来区分群丛，它虽然在群落中处于非优势地位，但其适应性广泛，可与其他物种构成种群耦合关系，是群落中的重要成员。
在煤炭产业集群中，依托优势产业种群和关键产业种群提供的各种优势条件，如资源优势、资金优势、技术优 势、品牌优势以及人才优势等，逐步形成了群内的建材、净水厂、冶金、陶瓷、造纸、机械制造、物流产业、静脉产业(废弃物资源回收)等产业种群。虽这些产业种群不占主导地位，但他们直接或间接以优势和关键产业种群提供的物质、能量为生，对整个集群生态化和可持续发展具有不可替代的作用。因此，本文将上述产业种群作为煤炭产业集群的伴生种产业种群加以研究。
4 煤炭产业集群生物链模式
煤炭产业集群的生态网络系统是一个资源交换型和信息开放型的动态系统，具有单个要素种群自身所没有的新特性和功能。煤炭采掘业优势产业集群是煤炭产业集群的基础，热电与煤化工关键产业种群是煤炭产业集群的核心，机械制造加工等伴生产业集群是煤炭产业集群的延伸。通过将生态学理念引入煤炭产业集群系统，依托集群的辐射效应和扩散效应，有利于形成“煤炭采掘业优势种群一热电与煤化工关键种群一机械制造加工等伴生产业种群”的煤炭产业集群生态网络，有利于产业集群自身升级和区域竞争优势培养。
4.1共生链链接形式
煤炭产业集群共生链链接是实现各种群间交换物质、能量的过程，是煤炭产业集群不断发展的源泉。通过共生链链接发展，可以加强种群间联系，增加系统内物质和能量的交换，使得集群生态系统更加和谐，提高整个系统效率和效益，形成生态链良性循环。煤炭产业集群共生链链接包括物质流动共生链接和能量流动共生链接两种形式。
(1)物质流动共生链链接形式。物质流动共生链链接形式是指实现上游种群的废弃物或副产品被下游种群作为原材料的过程，是集群内各种群之间通过物质传递、供应、废弃物或副产品而建立的产业共生链。
(2)能量流动共生链链接形式。能量流动共生链链接形式包括热能、电能、水能的梯级利用。有效的能量利用是削减费用和环境负担的主要战略，在煤炭产业集群内，通过构筑能量循环利用的生态产业链，进行“能量层叠”梯次利用，既可以节约能源，又可以提高能源利用率。
4.2网络共生模式
网络共生模式是由多个种群依据生态学原则相互结合形成的具有一定群落结构的共生网络系统。第一层次为优势产业种群，第二层次为关键产业种群，第三层次为伴生产业种群，各种群间通过共生链进行物质循环交换，能量梯次传递。该模式强调资源利用、经济增长、环境保护的和谐发展，以最大限度利用进入系统的物质和能量，提升煤炭产业集群系统运行质量和效益。
从关键产业种群分析，依靠群内丰富的煤炭资源和发达的煤炭采掘生产业，通过配建热电产业种群，利用煤矸石、煤泥建设低热值电厂，将有污染一次能源转变为清洁的二次能源，为各种群提供动力保障的同时，将热电副产品配送其他产业种群；以煤炭、煤层气和共伴生矿物为原料，进行深度加工，建立煤化工产业种群，提高煤炭利用效率，增加煤炭产品附加值。
从伴生产业种群分析，在煤炭采掘业优势种群和热电与煤化工关键种群的协同辐射作用下，这些优势和关键产业种群所产生的副产品、环境友好性产品和廉价能源，通过建材产业种群、机械制造产业种群、造纸厂产业种群、冶金产业种群、净水厂产业种群、静脉产业种群等伴生产业种群进行消化吸收利用，如通过配建建材产业种群，利用热电产业集群的电力和热量，利用矿井水，把矸石、粉煤灰用来造砖、制水泥等建材，既节省了土地资源，解决了令人头痛的固体废弃物问题，又变废为宝，保护了环境，一举数得；同时，通过静脉产业种群(以保护环境为前提，以节约资源为目的，运用先进技术，实现垃圾回收利用和再资源化利用的资源再生利用产业种群)，将煤炭产业集群内各种群生产和消费过程中产生的废物，转化为可重新利用的资源和产品，实现各类废物的再利用和资源化。
5 结论
本文依据产业集群和可持续发展理论，立足生态学视角，模拟生态系统种群间结构关系，提出了煤炭产业集群是由煤炭采掘业优势产业种群、热电与煤化工关键产业种群和机械制造加工等伴生产业种群三个层次构成的有机生态系统；种群之间通过共生链链接，形成物质共生和能量共生的复杂网络系统，通过不同种群间的组合和链接，发挥产业集群和工业生态效应，既实现集群经济增长，又有效保护环境，从而实现煤炭产业集群经济、社会和生态等综合效益。毋庸置疑，生态化煤炭产业集群发展模式，是国家大型煤炭基地和煤炭富集区基于技术创新与低碳经济发展要求的现实选择和重要保障。
[关键词]煤炭产业集群；生态化；生物链模式
[中图分类号]F416.21
[文献标识码]A
[文章编号]1005－6432(2011)19－0155－03
产业集群是现代产业空间布局的一种重要现象。国家“十二五”规划明确提出发展现代产业体系、提高产业核心竞争力的战略思想，为我国产业集群进一步发展提供了更广阔的实践平台。在我国工业化和城镇化进程逐步加快的现实背景下，煤炭产业和煤炭富集区面临着保证能源稳定供给和低碳发展的双重压力，传统“高碳”型发展模式所衍生的日益严重的环境恶化及资源耗竭等问题，已不能够适应知识经济与低碳经济的时代要求。充分把握利用知识信息经济时代的先进成果和科技优势，培育和发展煤炭产业集群，一方面有助于煤炭企业发挥资源优势，实现大规模、高效率开发，变资源优势为经济优势；另一方面，也是国家“十二五”规划“主体功能区”区域发展战略实施的有力推手。促进煤炭产业集群化发展，成为提升煤炭产业和煤炭富集区核心竞争力的重大现实问题。
1 煤炭产业集群
1.1概念界定
煤炭产业集群是以煤炭产业为核心或主导产业，与辅助产业、大学以及科研机构共同构成的网络系统，网络内部各个企业是相互独立的主体，彼此间通过资源、市场及社会、商业关系联结在一起；整个网络又是一个具有稳定性、循环性、开放性的多产业群。从微观层面看，集群网络由相互合作与竞争关系的企业组成；从宏观层面看，集群网络由彼此联系与相互交叉的产业构成。
1.2组成
煤炭产业集群由以下几部分构成：煤炭产业、辅助产业、政府机构、金融机构、大学及科研机构。其中煤炭产业是以煤炭开采、加工、使用为主的企业群，既包括国家控股的大型煤炭企业集团，也包括以煤炭加工利用为主的一些中小企业；辅助产业主要是为煤炭企业服务的配套支撑企业群，既有为煤炭开采、加工提供器械设备的制造业，也有为煤炭企业职工提供生活、工作便利的服务性产业等；政府机构主要是为煤炭产业集群成长发展制定引导政策，为集群企业提供公共设施及服务，从外部环境促进集群发展；金融机构为群内企业融资等提供服务；大学及科研机构是集群创新的智力团体，企业与科研机构合作可以促进知识、科研产品的转化和应用，提高企业竞争力，同时也促进大学及科研机构与社会结合，开发研究适合经济发展与社会生活的产品。这五部分形成一个彼此交织、相互关联的有机网络系统。
2 煤炭产业集群生态化特征
2.1多样性
煤炭产业集群多样性又称差异性，包括微观多样性、中观多样性和宏观多样性三个层次。微观多样性是指煤炭产业集群内各个企业在知识、资产、技术、组织结构、组织文化、经营理念等的差异性；中观多样性是指集群内同质产业种群的差异性，表现为同质产业种群特征的多样化和数量；宏观多样性是集群内异质产业种群之间的差异性，表现为集群内不同产业种群特征的多样化和数量。煤炭产业集群多样性是集群生存与发展的基础和前提，它不仅直接为集群提供物质资源，具有巨大的经济价值，而且还为集群稳定持续发展，提供了难以估量的间接价值。
2.2相关性
煤炭产业集群相关性描述的是群内各种群之间，客观存在的物质、信息、能量等关联循环链条。煤炭产业集群系统中各个种群处于不同的地位，有些占主导地位，有些占附生地位，种群之间通过物质、能量和信息的交换直接或间接链接起来，集群中各种群有规律的共处，即在有序状态下生存，具有一定的营养结构和群落层次，集群内各种群单位相互依存，相互合作，共同构成有机的煤炭产业集群系统。
2.3低碳性
煤炭产业集群低碳性是指群内各种群之间，在物质、信息、能量等循环过程中，所体现的“低消耗、低污染、低排放”的“低碳化”特征。煤炭产业集群各种群之间，通过副产品、废弃物的循环再利用，使一个种群的副产品或废弃物成为另一种群的原材料，形成副产品、废弃物的交换网络；在各种群内部，通过协调采购、生产、技术、设计、营销等与环境管理的关系，实行生态设计，采用绿色工艺，进行清洁生产。从而实现物流、能流、信息流、资金流等周而复始的运转。通过低能耗、低污染、低排放为基础的低碳运行模式，一方面，使煤炭产业集群系统更好的融入生态系统，实现了对生态环境的保护；另一方面，有助于降低集群生产成本，增强竞争力和可持续发展能力。
3 煤炭产业集群种群系统
3.1优势种产业种群——煤炭采掘业种群
优势种一般指优势度最大或较大的种，在群落中占据重要地位，常常在很大程度上决定着群落内部环境条件，对其他种群的生存和生长施以最大影响。优势种能有效控制群落中物质循环和能量流动，对群落结构和群落环境形成具有明显控制作用，如果把群落中的优势种去除，将导致群落性质和环境的变化。
煤炭资源储量丰富、开发成本低廉是煤炭产业集群的关键竞争优势，依托资源比较优势，煤炭采掘业种群成为集群中密度最大、对环境影响最直接的产业种群，占据基础和主导功能地位，对整个系统发展具有控制作用。因此，本文将煤炭采掘业种群作为煤炭产业集群的优势种产业种群加以研究。
3.2关键种产业种群——热电和煤化工产业种群
关键种是指一些珍稀、特有、庞大的、对其他物种具有不成比例影响的物种，在群落中占据中心地位，它们的消失或削弱会引起整个群落和生态系统发生根本性变化。关键种有两个显著特点：一方面，它的存在对于维持生态系统群落的稳定性和多样性具有决定性作用；另一方面，同群落中其他物种相比很重要，但又是相对的。
煤炭产业集群中的热电和煤化工产业种群，使用和传输物质最多、能量流动规模最为庞大，带动和牵制着其他产业种群的发展，对煤炭产业集群稳定持续发展起着至关重要的作用，是集群内的链核，也是建设和发展产业共生链的关键，具有不可替代的作用。因此，本文认为热电和煤化工产业种群是煤炭产业集群的关键种产业种群。
3.3伴生种产业种群——静脉产业种群等
伴生种是指那些在群落中经常出现，对群落影响不起决定作用，优势度较小的种群。伴生种不能用来区分群丛，它虽然在群落中处于非优势地位，但其适应性广泛，可与其他物种构成种群耦合关系，是群落中的重要成员。
在煤炭产业集群中，依托优势产业种群和关键产业种群提供的各种优势条件，如资源优势、资金优势、技术优 势、品牌优势以及人才优势等，逐步形成了群内的建材、净水厂、冶金、陶瓷、造纸、机械制造、物流产业、静脉产业(废弃物资源回收)等产业种群。虽这些产业种群不占主导地位，但他们直接或间接以优势和关键产业种群提供的物质、能量为生，对整个集群生态化和可持续发展具有不可替代的作用。因此，本文将上述产业种群作为煤炭产业集群的伴生种产业种群加以研究。
4 煤炭产业集群生物链模式
煤炭产业集群的生态网络系统是一个资源交换型和信息开放型的动态系统，具有单个要素种群自身所没有的新特性和功能。煤炭采掘业优势产业集群是煤炭产业集群的基础，热电与煤化工关键产业种群是煤炭产业集群的核心，机械制造加工等伴生产业集群是煤炭产业集群的延伸。通过将生态学理念引入煤炭产业集群系统，依托集群的辐射效应和扩散效应，有利于形成“煤炭采掘业优势种群一热电与煤化工关键种群一机械制造加工等伴生产业种群”的煤炭产业集群生态网络，有利于产业集群自身升级和区域竞争优势培养。
4.1共生链链接形式
煤炭产业集群共生链链接是实现各种群间交换物质、能量的过程，是煤炭产业集群不断发展的源泉。通过共生链链接发展，可以加强种群间联系，增加系统内物质和能量的交换，使得集群生态系统更加和谐，提高整个系统效率和效益，形成生态链良性循环。煤炭产业集群共生链链接包括物质流动共生链接和能量流动共生链接两种形式。
(1)物质流动共生链链接形式。物质流动共生链链接形式是指实现上游种群的废弃物或副产品被下游种群作为原材料的过程，是集群内各种群之间通过物质传递、供应、废弃物或副产品而建立的产业共生链。
(2)能量流动共生链链接形式。能量流动共生链链接形式包括热能、电能、水能的梯级利用。有效的能量利用是削减费用和环境负担的主要战略，在煤炭产业集群内，通过构筑能量循环利用的生态产业链，进行“能量层叠”梯次利用，既可以节约能源，又可以提高能源利用率。
4.2网络共生模式
网络共生模式是由多个种群依据生态学原则相互结合形成的具有一定群落结构的共生网络系统。第一层次为优势产业种群，第二层次为关键产业种群，第三层次为伴生产业种群，各种群间通过共生链进行物质循环交换，能量梯次传递。该模式强调资源利用、经济增长、环境保护的和谐发展，以最大限度利用进入系统的物质和能量，提升煤炭产业集群系统运行质量和效益。
从关键产业种群分析，依靠群内丰富的煤炭资源和发达的煤炭采掘生产业，通过配建热电产业种群，利用煤矸石、煤泥建设低热值电厂，将有污染一次能源转变为清洁的二次能源，为各种群提供动力保障的同时，将热电副产品配送其他产业种群；以煤炭、煤层气和共伴生矿物为原料，进行深度加工，建立煤化工产业种群，提高煤炭利用效率，增加煤炭产品附加值。
从伴生产业种群分析，在煤炭采掘业优势种群和热电与煤化工关键种群的协同辐射作用下，这些优势和关键产业种群所产生的副产品、环境友好性产品和廉价能源，通过建材产业种群、机械制造产业种群、造纸厂产业种群、冶金产业种群、净水厂产业种群、静脉产业种群等伴生产业种群进行消化吸收利用，如通过配建建材产业种群，利用热电产业集群的电力和热量，利用矿井水，把矸石、粉煤灰用来造砖、制水泥等建材，既节省了土地资源，解决了令人头痛的固体废弃物问题，又变废为宝，保护了环境，一举数得；同时，通过静脉产业种群(以保护环境为前提，以节约资源为目的，运用先进技术，实现垃圾回收利用和再资源化利用的资源再生利用产业种群)，将煤炭产业集群内各种群生产和消费过程中产生的废物，转化为可重新利用的资源和产品，实现各类废物的再利用和资源化。
5 结论
本文依据产业集群和可持续发展理论，立足生态学视角，模拟生态系统种群间结构关系，提出了煤炭产业集群是由煤炭采掘业优势产业种群、热电与煤化工关键产业种群和机械制造加工等伴生产业种群三个层次构成的有机生态系统；种群之间通过共生链链接，形成物质共生和能量共生的复杂网络系统，通过不同种群间的组合和链接，发挥产业集群和工业生态效应，既实现集群经济增长，又有效保护环境，从而实现煤炭产业集群经济、社会和生态等综合效益。毋庸置疑，生态化煤炭产业集群发展模式，是国家大型煤炭基地和煤炭富集区基于技术创新与低碳经济发展要求的现实选择和重要保障。