第二章 1
22空間經濟理論
產業集聚的研究基於空間經濟學理論。空間經濟學是一門交叉學科，是國際經濟學、產業經濟學、發展經濟學以及經濟地理學多學科的融合。
221德國的古典區位幾何學
德國經濟學家運用地租學說和比較成本學說，創立了古典區位理論。
1馮·杜能（Von Thunen）的農業區位論：
18世紀末至19世紀初，德國仍然是一個封建割據的農業國，英法等國卻已走上工業化道路。英國工業化前後，農產品價格上漲，一些目光敏銳的德國農場主通過與英國的農產品貿易而獲利，於是盡量多買土地，擴大生產規模，德國農業開始向大型化和商品化過渡。為了研究德國農業經營模式和產業化問題，馮·杜能潛心經營農莊十載，收集了極為詳細的資料，於1826年撰寫了巨著《孤立國同農業和國民經濟的關係》（簡稱《孤立國》）。馮·杜能設想了一個孤立於世界之外，被四周荒地所包圍的孤立國，其中心是一個大城市，這個城市是孤立國製造品的唯一供給者，而城市的食品則完全由四周的土地（一個農業大平原）供給；孤立國內各地自然條件和運輸條件相同，農業生產的單位產品利潤V=P-（C+T），其中P為農產品價格，C為成本，T為運費。馮·杜能以利潤最大化為目標函數，得出這樣的結論：為了利潤最大化目標，農場生產的品種選擇與經營方式的首要決定因素是距離，即生產地與市場的距離。農場種植什麼作物獲利最大，主要不是由自然條件決定的，而與特定農場（或地塊）與中心城市（農產品消費市場）的遠近密切相關；農業經營規模，也與距離密切相關，增加投入必須使價格與邊際成本之差能償付追加的成本與運費。當生產成本一定時，離中心城市越近，追加的運費越低；邊際產量需償付得越少，生產規模擴大的可能性就越大。
馮·杜能研究的是農業區位問題，他的理論離不開對土地利用和地租的研究克魯格曼在《發展、地理學與經濟理論》一書中總結歸納了經濟地理學的五大傳統，他將馮·杜能的思想列為第五個傳統“地租和土地利用”。其餘四大傳統是：德國幾何學、社會物理學、積累因果關係、當地外部經濟。。馮·杜能認為地租與距離是負相關的，可以想象從中心城市向外圍平麵延伸，隨著可耕地與市場的距離的不斷增大，可耕地的地租是不斷下降的，這樣便可形成一個個以城市為中心的同心圓環，半徑距離小的環上土地昂貴，宜種植運輸成本大或單位麵積產值高的作物，而半徑距離大的環上則種植土地密集型或運輸成本小的作物。於是他設計了孤立國六層農作物圈層結構馮·杜能設計的孤立國六層作物圈層結構為：第一圈層為自由農作圈，主要生產鮮菜、牛奶；第二圈層為林業圈，主要生產木材；第三圈層為輪作物圈，主要生產穀物；第四圈層為穀草農作圈，主要生產穀物、畜產品，以穀物為重點；第五圈層為三圃農作圈，主要生產穀物、牧產品，以畜牧為重點；第六圈層是荒野。 ，這就是著名的圈層布局論。當時，德國經濟學家們對農業生產和農產品貿易發展的基本觀點是：農業經營方式應該全麵地從粗放經營轉向集約經營，集約化程度越高越好；農業布局方麵則應根據自然要素稟賦的不同，各地應種植最適合本地生長的作物。而馮·杜能的理論使人耳目一新：農業經營方式上，並不是集約化程度越高越好，離中心城市越近，集約化程度越高，離中心城市越遠，經營越粗放；農業布局上，並不是哪個地方適合種什麼就種什麼，與距離有關的地租、運費是重要的決定因素。
2勞恩哈特（WLaunhardt）和韋伯（AWeber）的工業區位理論：
19世紀末，德國已完成了第一次產業革命，並迅速成為第二次產業革命的策源地之一，產業的大發展，使得產業遷徙和工業布局問題引起了學者們的重視。勞恩哈德利用幾何學和微積分，將網絡結點分析方法應用於工廠的布局，於1882年在德國《工程師協會期刊》上發表《確定工商業的合理區位》一文，第一個提出了在資源供給和產品銷售約束下，使運輸成本最小化的廠商的最優定位問題及其嚐試性的解法。他構造了一個區位三角形，尋找使“裏程運費在生產的區位中必須保持平衡”的最小值點，即區位三角形的極點由於數學家們的貢獻，如今最優化問題的解法已經今非昔比了。特別是線性規劃問題，優美的單純形法可以通過計算機程序運算有成千上萬個變量和約束條件的最優化問題。而單純形法的基本思想就是：極大（小）化問題如果有最優解，一定可以在可行域的頂點（即極點）上找到，因此尋求最優解隻需搜索頂點即可。當年勞恩哈德在區位三角形的頂點上求得運輸成本最小化的極值，就是這種思想。 。他的這種尋求最優化的“極點原理”和方法被喬治·皮克（Georg Pick）給出規範更為一般的數學證明。作為一名建築工程師，勞恩哈特把網絡規劃應用於公路、鐵路運輸最優化問題和工廠成本最小化定位問題，而他在1885年發表的《經濟學的數學基礎》一文，奠定了他在經濟分析史上的顯著地位。他因研究運輸對生產和消費的影響而建立了“勞恩哈特漏鬥”，為解決異質雙頭壟斷問題而建立了後來被稱為“勞恩哈特—霍特林”的解法。先於霍特林44年，勞恩哈特便研究了如下問題：即兩個位於街道不同地點的競爭供貨商，在假定對方銷售價格已定的情況下如何使自己盈利最大。他還對位於同一地點的不同商品的銷售商進行了類似的分析，表明他們的環形市場區域是如何由運輸費用決定的。於爾格·尼漢斯認為，在19世紀的最後30年裏，勞恩哈特的工作是德國最重要的、實際上也是唯一有意義的對“邊際革命”的貢獻。在對運輸和區位經濟學分析方麵，這一貢獻直至20世紀30年代都沒有被人超過新帕爾格雷夫經濟學大辭典第三卷：P151—153 。
3韋伯則是中國讀者熟悉的一位工業區位論的創始者。他在集前人研究基礎上於1909年撰寫了《工業區位論》。在這部名著中，韋伯係統地建立了一係列概念、原理和規則，嚴謹地表述了一般區位理論。當看到製造業規模龐大的遷徙，韋伯試圖回答：什麼原因使某個工業從一個區位移至另一個區位呢？決定遷徙的一般經濟規律是什麼？韋伯將影響工業區位的因素分為兩類：區域性因素和集聚因素。工業是如何布局於各個區域的，受區域性因素影響；而在工業區域內，廠商為什麼集中於此地而非彼處，則受集聚因素影響。工業在某個地方集中是集聚力和分散力相互作用直至均衡的結果。集聚力受技術發展、勞動力組織變化、市場化因素及經濟環境因素影響，分散力則可歸結為伴隨工業集聚而帶來的地租增長影響。韋伯設計了集聚函數f（M），精確地表達大工業單元對小工業單元的吸引程度韋伯定義每種商品的生產構成一個“單元”，這些單元能夠並確實參與相互間的競爭，這種競爭最終也影響單元的區位。 ，即用公式R=f（M）/As來表示，其中M為大工業單元的日生產量，R為集聚的擴散半徑，A是工業區位量，s為運輸價格。或者記為f(M)=AsR，即大工業單元對小工業單元的吸引程度，由兩者之間原料轉移的運輸費用和大工業單元的生產能力決定。韋伯在分析廠商定位決策時繼承和擴展了勞恩哈特的研究方法韋伯本人在《工業區位論》中隻字未提勞恩哈特。馬丁·貝克曼（Martin Beckmann）認為，韋伯的這本書“確立了他繼馮·杜能之後在區位理論方麵的領先地位，盡管他的理論模型被勞恩哈特搶先一步發表”。（見《新帕爾格雷夫經濟學大辭典》第四卷P958） 。一個廠商靠一個或多個供貨商提供投入品，也為一個或多個市場提供消費品，涉及的區位不少於三個，於是他將勞恩哈特著名的“區位三角形”概念，化為區位多邊形。韋伯也考慮了生產成本中的勞動費用，它和運輸費用同樣是影響廠商定位的重要因素。至於工廠規模大小，韋伯認為衡量最優規模的標準有兩個，一個是單位產品的成本最低，一個是企業總利潤最大，在考慮區位的情況下，用這兩個標準確定的最優規模是不一致的，可見區位對最優規模決策的重要作用。韋伯用集聚經濟來描述企業外部經濟，並指出集聚能否產生效益，既取決於集聚的企業種類與結構，也取決於集聚的規模。《工業區位論》對以後的區位理論、經濟地理研究和發展產生了深遠的影響。至於區位理論的重要性，奧林曾經大膽預言：“國際貿易上除了國際區位理論外沒有別的什麼了。”韋伯工業區位論1909年：16