基于Brusselator 模型的黄河流域创新生态系统耗散结构研究

2024-08-16 00:00:00吴艳霞杨帅帅蒋明月邱乐
人民黄河 2024年7期

摘 要:为探究黄河流域创新生态系统的耗散演化特征,以流域九省(区)为实证对象探究其创新生态系统耗散结构特性、形成过程及演化格局。依据耗散结构理论演绎创新生态系统耗散结构特征及形成过程,通过Brusselator 模型转译推导创新生态系统耗散水平,结合熵权Topsis 法测度黄河流域2011—2020 年创新生态系统耗散水平,并对其时空演化格局进行了研究。结果表明:创新生态系统的动态演化过程符合耗散结构形成条件;黄河流域创新生态系统耗散水平虽然总体上呈逐年上升态势,但在研究期内均未形成耗散结构;相较于创新投入,创新地景是致其耗散水平低的制约因素;黄河流域创新生态系统耗散水平呈现“下游引领、中游跟随、上游追赶”的阶层状分布格局。

关键词:创新生态系统;耗散结构;Brusselator 模型;熵权Topsis 法;黄河流域

中图分类号:F127;TV882.1 文献标志码:A doi:10.3969/ j.issn.1000-1379.2024.07.019

引用格式:吴艳霞,杨帅帅,蒋明月,等.基于Brusselator 模型的黄河流域创新生态系统耗散结构研究[J].人民黄河,2024,46(7):112-118.

生态系统指自然界一定空间内生物与环境构成的统一整体。Moore 将生态系统的概念引入商业领域,他认为单独考虑某企业的发展过于片面,必须从更为广义的层面定义企业角色。在此基础上,Lansiti 和Levien[1] 提出商业生态系统是由供应商、分销商以及公司主体等组成的多维复杂网络。商业生态系统的出现引发了学术界对生态系统外延的广泛思考,Cusumano 等[2] 进一步把生态系统的概念扩展到创新领域。创新生态系统的发展经历了3 种范式:基于新古典经济学和内生增长理论的线性创新范式[3] 、基于开放式创新与研发投入产出模型的系统创新范式[4]和基于自然生态系统的创新生态系统范式[5-7] 。其中,创新生态系统因其深刻的内涵和强大的功能而成为研究热点,学者们最初关注其概念和内涵、结构和功能等[8-9] ,随着研究的深入,研究内容扩展至系统协同水平测度、时空演化及驱动因素识别等[10-11] 方面。

1969 年普利高津提出复杂系统的耗散结构理论,该理论认为非平衡态是系统进化的原动力。目前对创新生态系统耗散结构的研究主要集中在三方面:一是对其内在结构特征的阐述[12-13] ,即根据热力学中耗散结构的特征对创新生态系统耗散结构进行跨学科定性分析;二是对形成耗散结构条件的推导及耗散水平测度[14-15] ;三是通过对经典耗散模型的转译,探索创新生态系统的演变规律[16] 。研究方法上,Brusselator 模型是创新生态系统耗散结构的重要研究工具[17-18] 。

黄河流域经济发展水平长期低于全国平均水平,为了提升创新在黄河流域经济增长中的贡献率,本文从耗散结构理论出发,在创新生态系统运行机理和耗散结构特性等分析的基础上,通过Brusselator 模型推导创新生态系统形成耗散结构的条件,并结合熵权Topsis 法对黄河流域创新生态系统耗散水平进行测度和演化研究。