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种群模型在港口竞争中的应用
夏琼
河海大学交通海洋学院，江苏南京（210098）
摘 要：随着我国经济的发展，港口的作用越来越得到重视，一个城市的总体经济往往可以
通过港口来推动，港口间的竞争也越来越得到重视。近年来利用组织生态学研究企业竞争外
部理论成为一个非常有代表性的企业竞争力的研究方向。本文给出了一种利用生物种群模
型，分析港口间竞争形势的方法。通过对比港口企业与种群间的相似性，对种群竞争模型赋
予了港口竞争方面的新的意义，进行了合理的假设和定义，利用种群间竞争的数学模型，模
拟港口间的竞争，使港口间的竞争形势通过种群竞争而得到表现，从而对港口间竞争形势的
未来发展方向从生态学的角度提出了一个新的预测方法。
关键词：种群模型；港口；竞争
中图分类号：查阅《中国图书馆分类法》
1. 引言
港口间的竞争研究在一定程度上关系到我国的国计民生，更关系到港口本身的生存和发
展，哪个港口成为国际大港，其所在的城市就可能成为国际航运中心和经济、贸易、金融、
信息、物流中心，所以港口之间的竞争愈演愈烈。如果不及时调整战略，增强港口的竞争力，
就很难在残酷的市场竞争中生存下去。增强港口的竞争力是目前我们各港口企业的当务之
急，因此，如何准确地评价港口的竞争力，已经成为一个摆在我们面前具有现实意义的重要
问题。
2. 研究现状
近年来利用组织生态学研究企业竞争外部理论成为一个非常有代表性的企业竞争力的
研究方向。马歇尔曾经强凋经济学更接近生态学而非力学，所以可借用生态学上的模型解释
经济生活中的企业竞争现象 。近年来，生态学在各种不同的领域里受到格外重视与广泛应
用，一些学者也把生态学的基本理论和方法引入到企业竞争理论研究中，如 Graedel 和
Allenby 等揭示了生态学中的生物组织与产业中企业组织的相似性，重点从企业与环境的协
调发展中描述产业生态学的学科性质及研究内容等 ；对于企业的进入退出行为，Hannan 和
Carroll 用种群的生态密度描述产业集中度的变化规律，并对企业应在何时进入或退出一个
产业给予决策支持；达夫特利用种群生态学的概念论述了有关组织间的冲突与协作 ；
HannanHannan 和 Lyda S Bigelow 等分别研究了欧洲和美国的汽车种群的演化过程，他们都
证明地理环境对种群的合法化和竞争有不同的影响，其研究成果可以很好地解释行业种群演
化的地区不平衡和产业分布的不均衡等问题。此外，伊辉勇等利用种群竞争关系的模型，模
拟产品种群竞争的过程，并对各种情况下的核心竞争力进行了识别和总结[1]。
3. 港口与种群间的相似性
港口与种群之间，有许多相似的方面。
第一、种群是在一定的范围内，分布的自然的或者是人为的同种个体群[2]。港口也是依
托一定的经济腹地，形成的一个有机整体。
第二、生物种群与港口一样都需要一定的自然条件；生物种群必须在适合自己生存和
发展自然环境下才能生存和繁衍，而港口的建立必需要一定的自然条件，比如：水深条件，
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气象条件，地理位置。
第三、自然界中种群是在一定地理范围内分布，有各自相对稳定的生存空间，而港口所
为之服务的区域，也是有一个大体的范围，这与种群有着很强的相似性。
第四、一般种群都是与与自己活动区域有重合部分的其他同种生物群体，共同争夺自然
资源，而港口则是与自己相邻的港口，争夺经济腹地，种群间的竞争与港口间的竞争在这一
点上具有极强的相似性。
综上，种群与港口在很多方面具有极大的相似性。都是对一定地理范围内的特定资源进
行争夺，以得到自身更好的发展。我们可以将港口看成是一个种群，她在一定的地理范围内
活动，并且与与之相邻的港口为了争取该范围内的货物而发生竞争。
4. 种群模型在港口竞争中的应用
种群竞争中，著名的 logistic 种群增长模型：
(1 )dn NrN
dt K
= −
其中，r= R
K
，R 为种群内自然增长量，K 为环境容纳量，N 为种群的数量，r 为种群
内自然增长率。该模型反映了在没有其他种群竞争的情况下，仅仅受种群生活的自然环境中
的资源所限制的条件下，种群增长的规律。在本文中，我们假设港口吞吐量的增长也符合
logistic 模型。
Logistic 模型是在只考虑单一种群本身自然增长的条件下得出的，考虑在周期环境中两
种群竞争(合作)，此时每一种群的生长由于另一种群的存在而减少(增加)，这时上述 logistic
模型可改写为：
1 1 2 2
1 1
1 2
2 1 1 2
2 2
1 2
(1 )
(1 )
m m
m m
dN N c Nr N
dt K K
dN c N Nr N
dt K K
⎧ = − −⎪⎪⎨⎪ = − −⎪⎩
这个微分方程组，就可以作为两个种群间的竞争模型。其中上式中的c1,c2对于两种生物
竞争的结果至关重要， 它包含利用资源的效率， 竞争者的体力， 避免其它物种抑制性的
影响能力筹诸多因素。比如在第一种生物生产的环境空间k中， 除含有第一种生物N1外，还
含有第二种生物N2，两种生物同时利用环境空间K。第一种生物N1占据的空间K被竞争者第
二种生物N2占据了一部分。因此我们必须搞清楚在空间中每存在一个第二种生物的个体，对
于第一种生物所产生的效应，应将第二种的个体数折算成第一种生物的当量N1 =c2N2其中c2
是第二种生物对于第一种生物的影响程度，我们称之为竞争系数特别若两种生物占有独立的
小环境,那么c1=c2=0，这时两种生物并没有不可调和的利害关系；若两种生物占有同样的小
环境， 那么c1=c2=1，这时两种生物的生存斗争就更加激烈。前面已经给出的几个数据k1 ，
k2，c1，c2，对于下列几个系数具有特殊的意义。
1／k1， 1／k2：可视为种内竞争强度的指标。
c1／k1 可视为第一种对于第二种生物的种间竞争指标。
c2／k2 可视为第二对于第一种生物的种间竞争指标。
下面比较几个系数之间的关系，看其在生物学中的意义。
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I、当1／k1<c2／k2,而1／k2>c1／k1时,这时表明，当第一种生物的种内竞争强度小，种间竞争
强度大，而第二种生物的种内竞争强度大， 种间竞争强度小，则竞争的结局是第一种生物
取胜。
Ⅱ、当1／k2<c1／k1 ，而1／k1 > c2／k2时,这时表明，当第二种生物种内竞争强度小， 种间
竞争强度大；而第一种生物的种内竞争强度大，种间竞争强度小，则竞争的结局是第二种生
物取胜。
Ⅲ、当1／k1>c2 ／k2，而1／k2>c1／k1 时，这时表明，当两种生物都是种内竞争强度大于种
间竞争强度时，则会出现稳定的共存。
Ⅳ、当1／kl<c2 ／k2，而1／k2<c1／k1 时,这表明，当两种生物都是种内竞争强度小于种间
竞争强度，则出现不稳定的共存。
为了判断两种生物竞争的结局，对于哪种生物在竞争中或取胜，或失败，或共存等种种
情况通过比较系数之间的关系来判定竞争的结局，这对于研究生态学提供了方便，无疑是有
益的。
本文就是借助于上述种群竞争模型，对于港口间的竞争进行一系列的研究。对未来港
口间竞争格局的发展变化，进行科学的预测。
下面本文就对种群竞争模型在港口中的简单应用进行阐述，解释一下种群竞争模型在
港口中应用的符号和意义。
（1） 假设港口A和港口B的经济腹地是完全重合的，双方在同一时刻，港口货物
吞吐量分别为N1（t）和N2(t)；
（2） 假设港口AB的吞吐量在不考虑外界条件的影响下的增长率为r1和r2；
（3） 假设该共同腹地所能提供的货物，转化成港口吞吐量总量为K；即
K=K1+K2，k1是港口A在满负荷运行时的最大吞吐量，k2是港口B在满负荷
运行时的最大吞吐量；
（4） 假设港口间竞争系数c1，c2,c1=△N1/△N2,c2=△N2/△N1,其中△N1为港口A
的吞吐量较上一年的变化量，△N2为港口B的吞吐量较上一年的变化量。
因为两个不同的港口间提供的服务是一样的，所有的吞吐量都是以吨或者
TEU为单位，腹地中需要港口运输的所有货物，无论是通过港口A还是港
口B运输，产生的吞吐量都是一样的。
根据上述假设和定义，港口间的竞争通过种群竞争模型可表达为：
2
2
1 1 1
1 1
1 2
1
1
2 2 2
2 2
1 2
(1 )
(1 )
m m
m m
N N
dN N Nr N
dt K K
N N
dN N Nr N
dt K K
∆⎧⎪ ∆⎪ = − −⎪⎨ ∆⎪⎪ ∆= − −⎪⎩
此时，港口间的竞争可通过以下几种情况来表达：
I、当1／k1<△N2／△N1k2,而1／k2>△N1／△N2k1时,这时表明，港口A在竞争中占有优势，
将会取胜；
Ⅱ、当1／k2<△N1／△N2k1 ，而1／k1 > △N2／△N1k2时,这时表明，港口B在竞争中占有优
势，将会取胜；
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Ⅲ、当1／k1>△N2／△N1k2，而1／k2>△N1／△N2k1 时，这时表明，港口A和港口B会出现
稳定的共存。
Ⅳ、当1／kl<△N2 ／△N1k2，而1／k2<△N1／△N2k1 时,这表明，当两个港口都是内部竞争
强度小于外部竞争强度，则出现不稳定的共存。
通过上述四种情况的分析，基本上可以判断竞争的两个港口企业竞争的结局。
5. 结论
本文将生物种群竞争模型应用于理想状况下两个港口之间的竞争，提出了一些新的想法
和假设，但在实际应用中，往往要面对更加复杂的情况，也不会只是两个港口之间的竞争，
还有许多外在的影响因素，这些都需要进行进一步的研究。
参考文献
[1]伊辉勇,刘伟.基于产品种群竞争模型的企业竞争力的识别［J］.管理科学,（3）:16-22
[2] 史刚荣.种群—— 一个值得重视的生物层次[J].生物学教学,2001,26(10):29-30.
[3]胡广平.两种群竞争模型的定性分析[J].高等数学研究,:102-106
Research on the competitive of ports based on the Model of
Product Population Competition
Xia Qiong
Department of transportation. Hohai University, Nanjing（210098）
Abstract
With the development of economic, the effects of port is more important than ever, it can improve a
city’s economy, and we began to pay more attention to the competition between ports. In this paper we
introduce a new method to analyses competitive of ports based on the model of product population
competition. Through the similar parts of product and port, define a new meaning to the model of
product, to analyses the competition situation of ports in the future.
Keywords: model of product population competition; port; competition.
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