（四）空间要素替代原理

既然空间要素的成本差异会影响到企业区位优选，那么，在生产中能不能用某一廉价空间要素替代另一昂贵空间要素，从而降低生产成本，获得更大的经济效益呢？

前面在关于韦伯的工业区位论的介绍中，已经看到这种空间要素替代效应——当生产中某一要素的节约额可以补偿或超过另一要素的追加费用时， 工业区位可以发生移动，并从中获益。现在我们可以对空间要素替代效应的机制作进一步分析。

为了对空间要素替代效应有更深入理解，首先需要对生产领域作些微观分析。

我们可以先从一个具体实例入手进行分析。如果一个设在潜在区位的建筑材料厂，其经理决定每日生产 1000 个单位产品，单位产品销售价格为 16 美元。为了分析方便，假定该厂生产的两项主要投入为劳动力和固定资本， 并把劳动力的单位定为人工时，固定资本提供的效果定为机器时（即，一台标准的机器使用一小时）。从工程师那儿可以得知，要生产 1000 单位产品所必须使用的劳动力和固定资本的各种组合的数据，并依这些数据，作出如图3-10 中的一条凸向原点的曲线——等产量线。等产量线的形态意味着，要维持生产某一定量产品，所需要投入的一种要素减少，则另一要素必须增加； 还意味着，在等产量线上的某些部位，要维持等量的生产，一种要素投入量相对增加一点儿，另一要素的使用却可大量减少。例如图中，在等产量线上的 V 点所示的一种组合点上，水平线段 AB 所表示的少量固定资本的增加，可代替垂直线段 AC 表示的大量劳动力的减少，并且维持住产量不变，从而获得较好的替代效果。

从 V 点开始，沿等产量线向下移动，可以看到，相等数量的固定资本所能替代的劳动力数量越来越少。反之，在等产量线上的 G 点所示的一种组合点上，

少量劳动力的增加，却可代替固定资本的大量减少。从 G 点开始，沿等产量线向上移动，则相等数量的劳动力所能替代的固定资本数量越来越少。那么，对于每日生产 1000 个单位产品的建筑材料厂，哪一种组合最适合

呢？当然是总成本最低的那个方案。于是，应当努力寻求最低成本组合点。举例说，如果每单位劳动力（人工时）的价格是 2.0 美元，每单位固定资本

（机器时）的价格是 2.5 美元，则图中 H 点表示的两种要素组合的总成本为： 5000×2.5+3250×2.0＝19000 美元；同样，V 点和 G 点均为 24000 美元，J 点为 20000 美元。这些点分别代表了各种不同的要素组合方式（表 3-9）。

表 3-9 给定条件下建筑材料厂可能采用的若干代表性组合方式

为了寻求最低成本组合点，需要作供比较的等成本线——表示总成本相同的劳动力和固定资本组合的点的轨迹。不难看出，只要劳动力（人工时） 价格和固定资本（机器时）价格不发生变化，仍分别为 2.0 和 2.5 美元，那

么这些等成本线是一系列斜率相同（均为- 2.5 ）的平行线，它们

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的直线方程为：

2.5x+2y=c (3-19)

式中：x 为机器时数；

y 为人工时数；

c 为各不同的成本总额。

利用方程式（3-19），可知图中 Z、Z′点的组合成本总额均为 24000 美元，连接 Z、Z′点的直线 ZZ′即为 24000 美元的等成本线，它通过 V、G 点。同样，J 点所代表的组合落在 20000 美元的等成本线 XX′上， H 点将落在19000 美元的等成本线上。接着还可以作出许多越来越低的等成本线，直到

18000 美元的等成本线，该线与已知等产量线相切。切点 W 所代表的组合落在等产量线上，表明可以每天生产出 1000 个单位的产品，而且由于它所在的

等成本线比等产量线上其它任何点所代表的组合所在的等成本线都低，因此，它是在给定条件下的最佳要素组合方式①。在这里，其成本总额为 4000

×2.5+4000×2=18000 美元。

细心的读者可能已经注意到，对于这个已知建筑材料厂，即使使用了最佳劳动力和固定资本组合方式，即 W 点所代表的组合方式，其总成本 18000 美元，也超过了按每单位产品 16 美元价格销售 1000 个单位的总收入 16000 美元。这种情况意味着该建筑材料厂可能坐落在赢利空间之外的亏损空间范围内。因此，需要寻求向赢利空间移动的可能性。例如，可否找到一个廉价的劳动力区位，并考虑在哪儿设厂呢？

假定考察人员找到一廉价劳动力区位，其劳动力价格为每人工时 1.0 美元，固定资本价格仍为每机器时 2.5 美元。这样可以作出图 3-11，图中画出了如图 3-10 一样的等产量线。在新的劳动力价格情况下，等成本线形态发生

了变化，其斜率为- 2.5 。直线MN表示M点（使用18000单位人工时

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和零单位机器时）和 N 点（使用零单位人工时和 7200 单位机器时）以及其它总成本为 18000 美元的点的新的等成本线。为了比较，图中用虚线画出了图3-10 中的旧的 18000 美元的等成本线 M′N。分析 MN 和 M′N，可以看到除 N 点外，新等成本线上的每一点所代表的组合都比旧等成本线上对应的点包含着更多的劳动力或固定资本。

由于廉价劳动力区位的低成本，可以作出一系列平行于 MN 的诸如17000、16000 等美元的新等成本线，直到得到一条与等产量线相切的新等成本线和一个新切点 Q。类似地，不难了解，Q 点所代表的组合落在等产量线上， 表明可以每天生产 1000 个单位的产品，而且由于它所在的 13000 美元的新等成

本线比等产量线上其它任何点所代表的组合所在的新等成本线都低，因此，它是在廉价劳动力区位给定条件下的最佳要素组合方式。与 W 点相比， 由于在这一廉价劳动力区位，生产 1000 个单位的产品可以通过降低机械化程度，即投入较多的劳动力，较少的固定资本，也就是说，通过劳动力替代固定资本，使生产的总成本降到 13000 美元，从而使该建筑材料厂处于赢利空

间范围之内，每天可获得利润 3000 美元。

显然，随着劳动力价格的继续降低，相应的等成本线会越来越陡，这样， 我们可以找到在最廉价劳动力区位的最佳劳动力和固定资本组合方式，于是得到了工厂的最优区位。在那里，可以以最低成本总额，生产出一定量的产品，从而获得最大经济效益（利润）。

上面的讨论可以明了影响工业区位优选的空间要素替代原理：由于在某一廉价要素区位，可以通过用这一廉价要素替代别的非廉价要素而构成的最佳要素组合来降低生产成本，从而可使工厂进入有利可图的赢利空间，并可能达到具有最大经济效益的最优工业区位。

最后，我们还可以用史密斯的模式，更明确地了解空间要素替代效应的机制。例如，当某一生产的重要空间要素用另一相对具有遍在意义的生产要素代替时，会产生怎样的替代效应呢？

我们可用图 3-12 来说明这一问题。图中，除了空间要素 A 外，生产的重要空间要素 B 是作为能源的煤炭，其空间成本曲线为 CB，它随着距煤矿的距离增大而向上翘起，在煤矿地 B 处，其单位成本最低，为 10 英镑；另一生产要素 E 是电力，由于高压输电线路的架设，电力成本在一定范围内无空间差异，故可认为其具有遍在意义，所以其成本曲线是一条标示 13 英镑的水平线CE。从图中可以看到，在煤矿附近的 RS 范围内，使用煤炭比使用电力便宜； 超过 RS 范围，则由于使用电力比使用煤炭便宜，故可以用电力代替煤炭来作为生产的能源投入。这一替代效应产生的结果是，原空间成本总额的曲线 C 的形态发生了变化，即在 RS 范围内，由于仍使用煤炭，对应的空间成本总额的曲线仍为 C；在 RS 范围之外，由于用电力代替了煤炭，对应的空间成本总额的曲线为从 R、S 以外开始向下偏离的 C′，这导致赢利空间范围向一侧大为扩展，从 Ma 扩展到 M′a，同时，最优区位亦向这一侧移动，从 O 移动到 O

′，它们都偏离被替代的空间要素 B 的来源地。