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大量相互关联的上下游产业集聚所带来的人口与经济的集聚效应是后工业化时期特色小镇形成的初始动力。从特色小镇的特点来看，正是基于特色产业的优势，大量企业在特定空间的集聚导致了人口集聚。因此，其理论基石应该是产业集聚和区位。国外对产业集聚和新经济地理学的研究非常系统和深入，如马歇尔的外部经济理论、韦伯的区位理论、克鲁格曼的新经济地理学理论等。这些对特色小镇的研究非常重要。中国学者对产业集聚现象的研究始于20世纪80年代中后期，但系统研究始于20世纪90年代，集中研究主要集中在2000年以后。
我国学者对产业集聚的研究大致可分为两类，即按产业性质划分的子产业和基于地理位置的不同类型的区域产业集聚。围绕某一类产业集聚的特征和形成机制，目前的研究对象多集中在农业、旅游、制造业、体育产业、文化产业、物流业、高新技术产业等领域。例如，张志和、黄海霞等（2013）以武汉光谷为例，分析了战略性新兴产业集群的形成机制是多样的，不是简单的周期性动态变化，而是区域创新体系和产业创新体系变化。许立华、王辉（2014）以山东寿光蔬菜产业集群为例，分析其集聚特征，即以专业化小农户规模化集聚为主，农产品批发规模化以市场为核心，以农产品产业链为纽带，具有显著地域根基的前提，是紧密的外部经济联系。张敏（2011）分析了产业集群效应与区域经济发展的相关性，总结了苏北区域发展战略的经验教训，探讨了苏北特色产业集群发展模式及对策。胡敏杰（2017）以长江经济带11个省市制造业为研究对象，分析了当地区制造业现状和制造业集群集聚情况，提出了长江经济带发展战略以及长江经济带制造业集群。
产业集聚的实证研究主要基于对产业集聚现象的经验与对策。国内对产业集聚的实证研究可以概括为三个方面：
（1）产业集聚与新型城镇化的关系
20世纪90年代以来，产业集聚作为一种典型的经济活动组织形式，已成为我国区域经济发展的主要方式，对城镇化进程有着显著的促进作用。于斌斌、胡汉辉（2013）基于协同演化分析框架构建了产业集群与城镇化多层次相互作用的理论框架和演化模型以此进行案例研究。产业集群与城镇化的互动是一个多层次的微观、中观和宏观层面相互作用的动态演化过程。陈子珍（2017）对区域经济增长问题进行了调查，实证研究了制造业集聚在城镇化中的作用，并且得出产业集聚和城镇化之间呈正向相关的结论，认为不同区域制造业集聚程度和产业差异对城镇化发展过程产生了影响。
（2）产业集聚与产业布局
作为产业空间组织的一种形式，产业集聚的形成和发展直接影响到一定区域的产业布局。向世聪（2006）将产业集聚理论应用于园区经济分析，拓展了集聚经济理论。袁旭东（2008）认为，新的产业布局区位因素挑战了传统的产业布局理论。国内外产业集聚发展的实践已经证明，产业集聚是一种高效的区域空间集聚组织方式，是增强产业竞争优势等的重要手段。产业集聚对区域经济增长有明显推动作用，并能形成规模效应。产业园区作为产业集聚的基础平台和有效载体，能够对产业集聚的发展起到一定的推动作用。并以咸阳市为例，进行了实证研究，提出了咸阳市“1核3区4轴6组7园区”产业布局空间结构。
（3）产业集聚与竞争优势
产业集聚的同时又能产生规模经济效益和范围经济效益。产业集聚显著降低原材料成本、劳动力成本与开发成本，它推动劳动生产率迅速提高，相对于其他企业来说，竞争力有了很大的提高。许康宁（2001）认为，产业集聚与区域分工为构筑新兴产业比较优势奠定了基础。产业集聚，是产业发展的内在规律，集群战略对产业发展具有重要意义。政府的产业政策对产业集聚及竞争优势具有明显影响。经济、地域变化等利好因素推动产业集聚和发展，国际产业竞争力得到增强。陈晨和李桂华（2015）对产业集聚、竞争优势的形成进行了定性分析和定量研究，其目的是建立有实用价值的评价指标体系，构建了产业集群的品牌竞争力的评估模型。