摘要：通过对集装箱班轮运输业和国际货运代理业间带环境容纳量时滞共生模型的实证求解，得到了相应互惠共生系统的阈值并对系统稳定性进行了分析，也对寄生和偏利共生关系进行了说明。
关键词：共生系统；互惠共生；航运服务业；环境容纳量；时滞
中图分类号：F552文献标识码：A文章编号：1001-8409（2014）05-0115-06
引言
国际海上货物运输派生于国际贸易、船舶、港机、集装箱等制造业的进步为航运服务业的发展奠定了基础。专业化分工使得国际货运代理、租船经纪、船舶代理等细分行业的发展各具特点（如图1所示）。航运服务业是指所有围绕航运开展而形成的服务产业，从其发展特性看，主要包括船舶运输服务业、港口服务业以及与两者相关的辅助服务业。考虑不同货种对运输技术和航运服务存在不同需求，本文以集装箱班轮运输业和国际货运代理业为例，对二者的发展规模间的数量关系进行定性和定量研究。为避免混淆，采用广义国际货运代理服务概念，包括无船承运、多式联运及相关物流增值服务。
共生理论首现于生物学领域，至今已有一个多世纪。经济学视角下的共生特指经济主体之间在一定共生环境中按某种共生模式形成的关系，包括寄生、偏利共生、非对称互惠共生和对称性互惠共生[1]。产业共生是一个客观的经济现象，其主要内涵是指在分工不断细化的前提下，同类产业的不同价值模块和不同类产业，但具有彼此经济联系的业务模块所出现的融合、互动、协调的发展状态[2]。共生理论在第三方物流、供应链等领域已有应用[3]，但以定性为主。
在为贸易商提供航运服务的过程中，集装箱班轮运输业因提供运力获得运费收入，国际货运代理业因组织货源、提供增值服务赚取差价或佣金，二者之间以分工为基础形成共生关系，产生新的价值增值活动。若环境容纳量不变，其产业规模可不断扩大至稳定水平。
国际航运派生于国际贸易，其环境容纳量并非常数，而是受到国际经济与贸易周期的影响。此外，正如过去的人类活动通过复杂反馈环作用对当前的环境容纳量产生滞后影响[4]，国际航运业5000多年的不断演进也促进了世界经济和全球化的发展，其技术进步等对航运业的极限规模的影响也具有滞后性的特点，例如，集装箱化始于上世纪50年代，然而世界贸易认识到其能够成为全球运输系统的巨大潜力却是25年之后[5]。
Lotka-Volterra模型是Logistic方程的延伸，常用于生物种群动力学的研究，在经济学领域也有一定的应用[6～8]。Hutchinson[9]在Logistic方程中引入了时滞τ之后，涌现了大量带时滞Logistic方程和带时滞Lotka-Volterra模型的研究成果。但是，这些时滞大多用于表示种内或种间滞后的交互作用关系，没有涉及种群对环境约束的反应时间，仅有Yukalov[4]、Dung[10]等人对带环境容纳量时滞的Logistic方程进行了研究，尚未发现对带环境容纳量时滞的服务业共生系统的研究。
3实证分析
3.1相关参数假设及依据
选取营业额数据反映两个细分航运服务业的规模，X0按照DREWRY集装箱市场季报和ALPHALINER港口集装箱吞吐量比例换算得出，Y0按照中国国际货运代理协会海运货代营业额50强及市场份额换算得出。γ1，γ2按照近三年行业平均增长率取值。C1，C2按照业内前十名企业的市场份额占比换算得出。A1以国家统计局2011年货物进出口总额来反映，A2按照两个行业近三年的平均倍数关系取值。
B可用集装箱运价的波动率来反映。本文选用集装箱船舶的市场期租金率来反映集装箱运价的整体水平。很多学者指出：海运运价可认为服从随机游走的假设，如Hale和Vanags[13]、Kavussanos[14]、Kavussanos和Nomikos[15]、李耀鼎[16]等。本文沿用并综合他们的思路，选取1993年1月至2012年12月 的巴拿马型（PANAMAX）、次巴拿马型（SUB-PANAMAX）、灵便型（HANDY）、大支型线（FEEDERMAX）和支线型（FEEDER）这5类典型集装箱船舶期租金率变动来验证其是否服从随机游走过程，样本数据取自CLARKSON数据库的月度数据，验证方法为时间序列的单位根检验，结果见表1。
生物学和生态学理论研究表明，种群间相互作用太强，系统通常是不稳定的。Holling[20]在Lotka-Voterra捕食模型中将摄食率与猎物密度间的关系定义为“功能反应”。Wright[11]进一步在两种群互惠共生模型中引入“处理时间”的概念，认为其限制了种群规模的无限扩大并使互惠共生效应达到饱和。企业行为或产业活动类比生物个体或种群有很多相似之处，也存在诸多不同。航运服务业的活动来源于并服务于国际经济和贸易活动，系统的演进受到以货物进出口总额为代表的环境容纳量的制约，行业规模不可能无限扩大。通过数值计算得到集装箱班轮运输业和国际货运代理业互惠共生系统的阈值，可以得出以下符合行业实际的结论：①集装箱班轮运输业直接服务于货物进出口活动，运力供求关系直接影响运价和营业额，而国际货运代理业作为辅助服务业，其活动虽依托于集装箱运量，但服务内容往往从传统运输中介延伸至各类物流增值服务，因而，在系统达到阈值后，前者的振幅大于后者；②国际货运代理业因其活动的辅助特性，受环境容纳量时滞的影响滞后于集装箱班轮运输业；③由于集装箱班轮运输市场的寡头垄断特性，国际货运代理业对来自集装箱班轮运输业交互作用的影响更加敏感，其共生系数一旦达到阈值，系统会出现增幅振荡、无法收敛的不稳定现象。
进一步考察环境容纳量时滞τ不同取值的影响，通过数值计算发现，当α12，α21∈（0，4.5）时，τ的取值对系统几乎没有影响（见图6）；当α12，α21∈[4.5，∞）时，τ的取值对Y没有明显影响，但是对X有较大影响，且τ越大，X的振幅越大（见图7）。 集装箱班轮运输服务需求派生于国际贸易，而贸易商对国际货运代理服务的需求又派生于集装箱班轮运输服务下的专业化分工。因而，国际货运代理业的活动对自身环境容纳量的滞后影响很小，其较强的业内竞争水平促使整体规模趋于稳定。相比之下，集装箱班轮运输业的活动则会由于重大技术变革等原因对自身环境容纳量产生显著的滞后影响。前文阐述了环境容纳量制约下，共生系数达到阈值会使系统出现不稳定，尤其是集装箱班轮运输业规模的波动较大。这里可以进一步看到，由于集装箱班轮运输业的行业集中度较高，随着时间的累积效应，其振幅随时滞的增加而不断扩大。
3.2.2两个行业寄生关系
在航运服务活动中，集装箱班轮运输业与国际货运代理业之间的交互作用若使一方受益，另一方受损，即α12
0（见图8）或α12>0，α21
数值计算表明，寄生关系下两个行业的规模最终都趋于稳定；X作为寄生行业从寄主行业Y获益时，其规模在初期有个快速上升过程，并且均衡值大于初值，反之，两者的规模均快速下降并趋于稳定；无论是单个行业的规模还是两个行业的总规模，其均衡值都要小于互惠共生关系。
航运服务业发展最近十余年里，一些大型集装箱班轮运输企业的母公司开始设立国际货运代理企业以追求整体利益的最大化。在初期，母公司会要求集装箱班轮运输企业通过实施运价优惠等“利他损己”策略来扶持新设国际货运代理企业的发展，使下属企业间呈现寄生关系。但是，由于国际货运代理市场是近似完全竞争市场，业内其他国际货运代理企业掌握的货源会流向其他提供公平竞争环境的集装箱班轮运输企业，所以，这种寄生关系是不可持续的。从两个行业发展特点来看，不存在类似个别企业间的寄生关系。此外，集装箱班轮运输市场的寡头垄断特性也导致不会存在集装箱班轮运输业寄生于国际货运代理业的情况。
3.2.3两个行业偏利共生关系
在航运服务活动中，集装箱班轮运输业与国际货运代理业之间的交互作用若使一方受益，另一方中性（无利也无害），即α12=0，α21>0（见图10）或α12>0，α21=0（见图11），则表现为偏利共生关系。
数值计算的结果与3.2.2相似。同样，行业实践中确实存在个别同一集团下的国际货运代理企业（受益）和集装箱班轮运输企业（中性）间的偏利共生关系，即在前者成长起来后，出于提供公平竞争环境的需要，后者不再实施运价优惠等“损己”扶持策略，转而采取同等条件下舱位优先等“利他”扶持策略。企业偏利共生是一种比较特殊的共生关系，是从寄生向互惠共生转换的中间类型[21]。但是，与寄生关系相似，两个行业间的偏利共生关系会使得无论是单个行业的规模还是两个行业的总规模均小于互惠共生关系，因而也是不可持续的。
4结论
本文建立了带环境容纳量时滞的航运服务业共生模型，通过对集装箱班轮运输业和国际货运代理业间共生关系的实证求解，认为航运服务企业间可能存在的寄生和偏利共生关系在航运服务细分行业间是不可持续的，航运服务细分行业间的互惠共生关系是促进系统发展和演进的动力。在航运服务业互惠共生系统中，共生系数一旦达到特定的阈值，系统变为不稳定；并且由于行业集中度的不同，各细分行业受环境容纳量时滞的影响存在显著差异。
参考文献：
[1]袁纯清.共生理论――兼论小型经济[M].北京：经济科学出版社，1998.
[2]胡晓鹏.产业共生：理论界定及其内在机理[J].中国工业经济，2008，（9）：118-128.
[3]王笃鹏，王虹，周晶.共生理论视角下物流金融服务价值分析[J].软科学，2010，24（10）：15-17.
[4]Yukalov V I，Yukalova E P，Sornette D.Punctuated Evolution Due to Delayed Carrying Capacity [J].Physica D，2009（238）：1752-1767.
[5]Stopford M.Maritime Economics （Third Edition） [M].London：Routledge，2009.
[6]Hwang S T，Lee S J，Oh H S.A Dynamic Competition Analysis of Stock Markets [J].Journal of Emerging Market Finance，2005（4）：1-25.
[7]Nasritdinov G，Dalimov R.Limit Cycle，Trophic Function and the Dynamics of Intersectoral Interaction [J].Current Research Journal of Economic Theory，2010，2（2）：32-40.
[8]卞曰瑭，何建敏，庄亚明.基于Lotka-Volterra模型的生产性服务业发展机理研究[J].软科学，2011，25（1）：32-36.
[9]Hutchinson G E.Circular Causal Systems in Ecology [J].Annals of the New York Academy of Sciences，1948（50）：221-246.
[10]Dung N T.The Existence of a Positive Solution for a Generalized Delay Logistic Equation with Multifractional Noise [J].Statistics and Probability Letters，2013（83）：1240-1246. [11]Wright D H.A Simple，Stable Model of Mutualism Incorporating Handling Time [J].The American Naturalist，1989，134（4）：664-667.
[12]孙明，郑士源，王学锋.航运服务业共生模型的两个关键问题研究[J].兰州学刊，2013（9）：119-123.
[13]Hale C，Vanags A.The Market for Second-hand Ships：Some Results on Efficiency Using Co-integration [J].Maritime Policy and Management，1992，18（1）：31-140.
[14]Kawssanos M G.The Dynamics of Time-varying Volatilities in Different Size Second-hand Ship Prices of the Dry-cargo Sector [J].Applied Economics，1997，29（4）：433-443.
[15]Kawssanos M G，Nomikos N K.The Forward Pricing Function of the Freight Futures Market [J].The Journal of Futures Markets，1999，19（3）：353-376.
[16]李耀鼎.不确定条件下的船舶投资决策研究[D].上海：上海海事大学，2007.
[17]Campbell J Y，Lo A W，MacKinlay A C.The Econometrics of Financial Markets [M].Princeton：Princeton University Press，1997.
[18]Zhang Z B.Mutualism or Cooperation Among Competitors Promotes Coexistence and Competitive Ability [J].Ecological Modelling，2003（164）：271-282.
[19]Yukalov V I，Yukalova E P，Sornette D.Modeling Symbiosis by Interactions Through Species Carrying Capacity [J].Physica D，2012（241）：1270-1289.
[20]Holling C S.Some Characteristics of Simple Types of Predation and Parasitism [J].The Canadian Entomologist，1959（91）：385-398.
[21]程大涛.基于共生理论的企业集群组织研究[D].杭州：浙江大学，2003.
