海上絲綢之路港口的空間分布特征研究

曾 慶 成， 吳 凱， 滕 藤

(大連海事大學 交通運輸管理學院， 遼寧 大連116026)

海上絲綢之路港口的空間分布特征研究

曾 慶 成， 吳 凱， 滕 藤

(大連海事大學 交通運輸管理學院， 遼寧 大連116026)

運用全局空間自相關、標準差橢圓、空間基尼系數、局部空間自相關、熱點分析等空間計量地理方法，分析港口空間分布特征。結果表明：海上絲綢之路港口的空間分布呈現集聚特征，局部地區集聚顯著。該區域主要港口的主體空間分布區域有向外擴張的趨勢，且空間分布中心出現總體向西變化的趨勢。同時該區域港口集裝箱產業的空間分布與整個經濟的空間分布相匹配，并且趨于進一步的均勻匹配。建議以我國沿海、東南亞以及印度洋沿岸地區為主構建海上絲綢之路區域港口發展的核心區，我國應主動參與該區域港口投資建設，推進中國東南沿海與東南亞、南亞港口物流合作。

海上絲綢之路；港口；空間分布

海上絲綢之路建設是我國應對國際政治、經濟與貿易新形勢，推進新一輪開放發展的重要舉措，是打造中國經濟升級版新的重要國家戰略，即“兩帶一路”。高效的海上航線網絡是促進海上互聯互通，推進海上絲綢之路建設的重要基礎。港口作為航線網絡的重要節點，其功能和空間分布直接影響航線網絡的整體效率。分析海上絲綢之路港口的空間分布特征，對于優化海上絲綢之路航線網絡，提出適應海上絲綢之路建設的港口空間布局具有重要意義。

為此，本文采用空間分析法研究海上絲綢之路港口的空間分布特征。空間分析方法利用空間地理信息，研究變量(或特征)的空間分布特性，如集中性、離散性和聚集性等，可以為認識、評價和理解空間位置和空間相互作用提供有效手段[1][2][3]。空間分析法廣泛用于疾病防控、犯罪分布、設施布局[4]、環境生態[5]和社會經濟等領域的研究，如趙璐等對中國經濟格局時空演化趨勢的研究[6]，劉鳳朝等對遼寧省經濟發展的空間結構的研究[7]，徐盈之等對我國區域節能減排效率及空間相關性的研究[8]，以及Elliott等對空間流行病學方法和應用的研究[9]。

現有研究表明，空間分析方法可以使空間結構研究從定性分析向GIS空間分析和數理統計方法相結合的轉變[10]，從現狀時點的靜態表述向要素分布演變的動態研究轉變[11]，從空間格局描述向空間結構優化研究轉變[12]，從而有效反映要素空間分布的特性。本文利用全局空間自相關[13]、標準差橢圓[14]、空間基尼系數[15]、局部空間自相關[13]、熱點分析等方法，基于海上絲綢之路航線主要港口的地理位置坐標、2010～2013年的集裝箱吞吐量、以及各個國家或地區2010～2013年的國內生產總值等數據，分別從整體和局部兩個方面來分析海上絲綢之路港口的空間分布特征。

一、總體演化特征及研究方法

海上絲綢之路是絲綢之路在海上的延伸，是我國對外貿易進出口的重要通道，主要包括遠東、東南亞、印度洋沿岸、中東等地區。本文使用全局空間自相關、標準差橢圓以及空間基尼系數的方法，來分析該區域港口的整體空間分布特征。全局空間自相關可以對研究對象屬性值的相關性特征進行整體平均趨勢描述，標準差橢圓可以從展布范圍、重心、密集性、方向和形狀等多重角度分析港口的整體空間特征，空間基尼系數可以對某行業在地理上的經濟集聚程度及行業與經濟的空間分布匹配程度進行整體性描述。分析結果表明：該區域港口整體空間分布呈現集聚特征，主體空間分布區域有向外擴張的趨勢，且空間分布中心出現總體向西變化的趨勢，同時該區域港口集裝箱的空間分布與整個經濟的空間分布相匹配，并趨于進一步的均勻匹配。

1．全局空間自相關

空間自相關是指研究對象和其空間位置之間存在相關性，全局空間自相關是對屬性值在整個區域的空間特征的描述，這里采用Moran’s I系數來衡量區域內港口的空間相關性的整體趨勢。當Moran’s I系數接近0時，不存在空間自相關，港口空間上呈隨機分布；當數值越接近1(或-1)時，港口在空間上呈集聚(或分散)分布。其計算公式是：

(1)

經計算，海上絲綢之路港口的全局空間自相關系數的結果：2010年到2013年分別為0.2092、0.2191、0.2187、0.2287。可以看出，海上絲綢之路港口的全局空間自相關系數Moran’sI呈上升趨勢，表明該區域港口呈現出地理空間上的集聚趨勢。

2．標準差橢圓

采用加權標準差橢圓方法，從展布范圍、重心(加權平均中心)、密集性、方向和形狀等多重角度，分析海上絲綢之路港口的空間分布整體特征及其時空演化過程。基于港口的空間區位，用該港口集裝箱吞吐量表示權重，計算該區域港口空間分布的標準差橢圓(見圖1)。可以看出，該區域主要港口分布的主體區域范圍是中國東部沿海、日韓、菲律賓、越南以及印度洋地區。

根據長軸與短軸的值以及旋轉角來看，港口主要分布區域是一條東西走向的相對狹長的橢圓。從變化趨勢看(見圖2～圖4)，區域內港口的加權平均中心先由南至北，再由東到西移動，說明港口以集裝箱吞吐量為標度的地理空間布局中心總體上有向西轉移的趨勢。從短軸、長軸變化趨勢圖看，橢圓區域在短軸方向、長軸方向及主體空間區域都有擴張的趨勢，同時2012～2013年的旋轉角增大，這表明相對于西北部的港口，東南部港口對該區域港口發展的拉動作用增強。

圖1 標準差橢圓區域

圖2 加權平均中心的變化趨勢

圖3 旋轉角變化趨勢

3．空間基尼系數

空間基尼系數表示某行業在地理上的經濟集聚程度，其計算公式為：

(2)

圖4 標準差橢圓長、短半軸變化趨勢

其中，Gi為行業的空間基尼系數，Xj為j地區生產總值占全國總生產總值的比重，Sij為j地區i行業生產總值占全國該行業生產總值的比重。空間基尼系數的值介于0和1之間，其值越大，表示該行業在地理上的經濟集聚程度越高。

本文對海上絲綢之路整體區域按照國家或地區行政區域自然劃分為24個子區域，那么Xj為j地區國內生產總值占全區國內生產總值總和的比重，Sij為j地區港口集裝箱吞吐量占全區港口集裝箱吞吐量總和的比重。海上絲綢之路港口集裝箱的空間基尼系數計算結果：2010年到2013年分別為0.2224、0.0704、0.0630、0.0582。由數值變化趨勢可以看出，海上絲綢之路港口集裝箱業的整體布局集聚程度不高，除2010年高外，其余3年的空間基尼系數都處于較低水平，而且呈下降趨勢。這說明區域內港口集裝箱業的空間分布與經濟的空間分布相匹配，且集聚程度逐漸下降，趨于進一步的均勻匹配。

二、局部演化特征及研究方法

采用局部空間自相關和熱點分析兩種方法，分析港口的局部空間分布特征。局域空間自相關分析可以幫助我們更加準確地把握空間要素的異質性特性，即集聚空間要素之間關聯性的具體地理分布特征；熱點分析可以空間可視化空間要素在地理上的分布，使我們清晰地觀察到空間熱點地區，即空間要素大量聚集、密度較大的區域。分析結果表明：該區域港口在局部地區集裝箱量上出現高值集聚現象，并且局部地區港口是集裝箱產出的頻發熱點。

1．局部空間自相關

全局空間自相關假定空間同質, 即只存在一種要素充滿整個區域的趨勢。但是，區域要素的空間異質性更常見，因此需要局域統計方法衡量每個空間要素屬性在局部的相關性質。這里利用局域MoranI系數(即LISA)，對于某個空間單元i，Ii可表示為：

(3)

正值Ii表示要素具有包含同樣高或同樣低的屬性值的鄰近要素，且該要素是聚類的一部分。負值Ii表示要素具有包含不同值的鄰近要素，且該要素是異常值。這里采用ArcGIS進行計算，同時如果要素的z得分是一個較高的正值，則表示周圍的要素擁有相似值(高值或低值)，輸出要素類中的聚類/異常值類型字段會將具有統計顯著性(0.05 的顯著水平)的高值聚類表示為 HH，將具有統計顯著性(0.05 的顯著水平)的低值聚類表示為 LL；如果要素的z得分是一個較低的負值(如小于 -1.96)，則表示有一個具有統計顯著性(0.05的顯著水平)的空間異常值。

計算結果如圖5～8所示。可以看出，2010～2013年，天津港、青島港、寧波港、上海港、香港港、新加坡港都屬于高值聚類類型；2010年的鹽田港、2011～2012年的丹戎帕拉帕斯港、2013年的大連港也屬于高值聚類類型。除此之外，其他港口則無明顯的聚類/異常現象。因此，海上絲綢之路港口在局部范圍內的空間上具有強烈的集聚特點，尤其是我國沿海地區的港口更明顯。

圖5 2010年港口分布的局部聚類/異常現象

圖6 2011年港口分布的局部聚類/異常現象

圖7 2012年港口分布的局部聚類/異常現象

圖8 2013年港口分布的局部聚類/異常現象

2．熱點分析

熱點分析用于進行事件發生地區的預測或獲取關注地區，即得到高值或低值要素在空間上發生聚類的位置。在對要素進行空間分析時，常需要確定要素點高發聚集區，用于分析其發生的原因。要素點發生次數多的地理區域被稱為“熱點”區域。這里于是引入Getis-OrdGi統計，對數據集中的每一個要素進行計算。

計算公式如下：

(4)

對于具有顯著統計學意義的正的z得分，z得分越高，高值(熱點)的聚類就越緊密。對于具有顯著統計學意義的負z得分，z得分越低，低值(冷點)的聚類就越緊密。海上絲綢之路港口的熱點計算結果如圖9～12所示。可以看出，區域內港口熱點主要分布在我國沿海地區、韓國的三個港口以及東南亞的巴生港、雅加達港、新加坡港、勿拉灣港。2010～2013年熱點區域基本不變，說明這些港口的熱度出現并非偶然，而是具有地理、經濟發展的內在必然性。從確信度看，我國沿海地區的港口成為高發熱點的確信度比較高，這與我國經濟狀快速發展密切聯系。

圖9 2010年港口分布的空間熱點

圖10 2011年港口分布的空間熱點

圖11 2012年港口分布的空間熱點

圖12 2013年港口分布的空間熱點

三、結論及建議

本文基于空間分析方法，分析海上絲綢之路港口空間分布的整體特征和局部特征。結果表明，海上絲綢之路區域內港口空間分布總體上呈現出“西低東高”的集聚特征，局部地區港口集聚性顯著且局部地區港口是集裝箱產出的頻發熱點，尤其是中國沿海區域，說明了區域港口間經濟發展的不平衡性較為明顯。同時，港口主體空間分布區域有向外擴張的趨勢，且空間分布中心出現總體向西變化的趨勢，說明區域內集裝箱運輸的擴散趨勢以及西部港口增長迅速；港口主體空間分布區域的標準差橢圓旋轉角在2012～2013年突然增大的變化趨勢，表明相對于該區域西北部的港口，東南部港口對該區域港口發展的拉動作用增強。另外，從空間基尼系數看，空間差異性維持在較低水平且呈下降趨勢，說明了港口的規模與區域經濟發展相匹配且趨于進一步地協調。

從完善海上絲綢之路航線網絡角度，我國沿海、東南亞以及印度洋地區是海上絲綢之路港口發展核心區，我國應積極參與這些區域的港口物流合作。在推進核心區港口發展的同時，促進區域內中小港口的建設，有助于縮小區域內港口發展空間差異，推動海上絲綢之路的互聯互通。港口物流合作是實現海上絲綢之路互聯互通的重要基礎，而我國港口對外投資是港口物流合作的有效路徑。

目前我國港口的運營水平、資金實力為參與海上絲綢之路港口建設提供了必要條件；同時近年來我國沿海港口競爭激烈，港口建設投資迅速增加，港口吞吐能力嚴重過剩等現象為我國港口參與海上絲綢之路的其他港口建設提供了充分條件。同時，靠近空間分布中心的港口發展對提升整個區域港口發展作用更大，通過推進我國東南沿海以及越南港口的發展，有助于提高區域內港口整體效率，因此我國東南沿海以及越南港口仍應在海上絲綢之路建設中發揮主要作用；同時，根據港口主體空間分布區域總體向外擴張而空間分布中心向西變化的趨勢情況，通過對該區域西部港口基礎設施的投資建設，有利于平衡該區域東西部港口發展的整體空間差異，協調區域東西部經濟發展的不平衡性，因此我國港口對該區域西部港口的投資建設將在海上絲綢之路建設中發揮不可或缺的重要作用。

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Spatial Distribution Features of Ports in Maritime Silk Road

ZENG Qingcheng, WU Kai, TENG Teng

( Transportation Management College， Dalian Maritime University， Dalian 116026, China )

The paper builds the GIS platform of Marine Silk Road’s network, and makes an analysis of spatial distribution characteristics, using global spatial autocorrelation, spatial distribution center, standard deviation ellipse, spatial Gini coefficient, local spatial autocorrelation, hot spot analysis and the spatial econometric methods of geography. The results show that the spatial distribution features of Marine Silk Road’s ports present agglomerate and regional agglomeration is significant. The main body of the region’s main port spatial distribution area has a tendency to expand outward, and the spatial distribution center assumes the overall tendency of westward changes; meanwhile, the spatial distribution of regional port’s container industry and the economy as a whole space are matching points, and it tends to be further evenly matched. Advice is given priority to China’s coastal, Southeast Asia and the Indian Ocean region to build port development core of Maritime Silk Road’s area. China should participate the construction of port construction of Maritime Silk Road, and promote the cooperation of port logistics between southeast coast of China with southeast and south Asia.

Maritime Silk Road; port; spatial distribution

2015-03-19;

2015-07-16

國家自然科學基金項目：“集裝箱碼頭同貝同步裝卸的智能調度優化與干擾管理方法研究”(71370137)；遼寧省高校杰出青年學者成長計劃：“集裝箱碼頭集卡預約模型與方法研究”(LJQ2013057)

曾慶成 (1978-)，男，山東沂南人，教授，博士生導師，主要從事港口與航運管理研究，E-mail:qzeng@dlmu.edu.cn；吳凱(1989-)，男，安徽蚌埠人，大連海事大學交通運輸管理學院碩士研究生，研究方向為港口與航運管理；滕藤(1992-)，女，遼寧大連人，大連海事大學交通運輸管理學院碩士研究生，研究方向為港口與航運管理。

F119.9

A

1008-407X(2016)01-0025-06