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目前,随着我国经济的飞速发展,人均GDP突破10000元,我国正式进入工业化中期阶段,整个国民经济结构开始由轻工业为主导向重化工业为主导转化。重化工业是典型的规模化产业,产业的扩大和集聚,对成本的降低有极大帮助,但生产规模的快速扩张,同时也带来的各种环境和社会压力。为对重化工业产业的集聚发展提供理论指导,本文以钢铁、炼油、电力等三大重化工业产业为代表,引入环保、土地、能源、资源等外部约束条件,对重化工业产业的集聚规模经济变化进行分析,并在实证分析的基础上,总结提出一般规律,为目前我国各地重化工业、区域经济发展策略提供评价体系。本文以上述三大产业的可行性研究报告数据为基础,对各阶段的明细投资进行分析,将企业成本分为固定成本和可变动成本,建立数学模型,进一步求出成本函数,以经典规模经济学理论中的规模经济点为平均成本等于边际成本点的关系为理论根据,建立数学模型,求出企业的最低经济规模。再根据企业公用设施的最大承载能力,求出企业最大经济规模。在得出单一企业下的产业经济规模规律后,再根据产业集聚后的资源共享,剔除各企业间相同的基础设施投资后,得到新的数据代入成本函数,得出集聚下的最低和最大规模经济。为研究外部条件对产业的影响,引入以环保为代表的约束条件函数,研究在外部约束下的重化工业集聚经济规模变化,并将环保约束条件函数放大到其他约束条件。通过实证分析证明,在没有外部约束条件下,随着产业集聚程度增加,参与集聚的产业将得到优于单一下的规模经济报酬,而在外部约束条件作用之下,产业规模经济效益的增加,必须在约束条件允许的范围之内,一旦超过约束条件,产业集聚将面临外部规模不经济,最终降低了产业的规模经济效益。从实证分析归纳总结出产业集聚规律曲线,根据曲线特点,提出产业集聚成长、成熟、衰退、饱和、迁移五大阶段,解释目前珠三角等地过度发展带来的产业迁移现象。并对地区重化工业集聚提出了适度发展和高密度产业集聚区产业迁移的建议。