新型城鎮化進程中沿海地區農產品物流優化

陳臻+曹宇

摘要：通過構建沿海地區港口物流與農業發展的系統動力學模型，以雷州半島地區作實證研究，分析了不同仿真方案下農產品物流優化措施對地區經濟和社會的影響。結果顯示：現階段片面地增加生產要素投入，如基礎設施建設和化肥施用，并不能明顯提高當地的農業和港口物流業產出。加大農業科技研發力度、擴大農業機械使用范圍、鼓勵農產品物流的集裝箱化是更為有效的措施。農產品集裝箱物流為該地區港口業務提供新的發展動力，降低港口供應鏈的綜合運作成本、促進農業現代化的進一步發展，最終實現該地區城鄉協調發展、共同富裕。

關鍵詞：新型城鎮化；農業現代化；港口物流；農產品集裝箱；系統動力學

中圖分類號： F326.6；F291.1文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）06-0553-05

收稿日期：2015-12-09

基金項目：國家星火計劃（編號：2013GA780086）；廣東省自然科學基金（編號：S2013010013609）；廣東省湛江市哲學社會科學規劃（編號：ZJ15QN04）。

作者簡介：陳臻（1981—），男，廣東湛江人，碩士，講師，主要從事港口農產品物流創新發展研究。Tel：（0759）3174651；E-mail：1892936@qq.com。“新型城鎮化”是以城鄉統籌、城鄉一體、產城互動、節約集約、生態宜居、和諧發展為基本特征的城鎮化，其核心是不以犧牲農業和糧食、生態和環境為代價，實現城鄉基礎設施一體化和公共服務均等化。新型城鎮化要求發展農業現代化，即推進農業生產經營的專業化、標準化、規模化、集約化，以創造更多農村非農就業需求、促進產業結構和社會結構不斷優化。美國著名農業經濟學家西奧多·W·舒爾茨認為，發展中國家的經濟增長依賴農業現代化的實現，新生農業生產要素只要是有利的，它的出現與被農民采用的時延都很短[1]。要達到農業現代化，進而實現新型城鎮化，農產品物流的優化是非常重要的途徑。農產品物流作為物流產業的一個分支，與普通工業品物流相比，其理論研究具有多學科交叉特征。大多數農產品易腐爛變質、不利于長途運輸，且農地生產聚集度比工業區低，規模運輸難度大。為了在物流過程中保證農產品的質量，需要交叉應用經濟學、管理學、工程技術科學、農學、生物學、植物學、化學等多學科相關理論進行研究。黃桂紅等以贛南臍橙為研究對象，探討農產品供應鏈運作中多個涉及主體的協作模式[2]。趙道致等構建系統動力學模型，分析了農業現代化與農產品加工業、地區經濟發展的動態機制，指出農產品加工業可以彌補減免農業稅收后的地區財政收入，促進地區經濟可持續發展[3]。羅永華等探討了城鎮化與港口物流發展的關聯機理[4]。湯進華等借鑒荷蘭城鎮化進程中借助鹿特丹港口優勢對農業布局調整的成功經驗，提出了上海市在城鎮化進程中發展農產品物流的可行性建議[5]。汪旭暉等使用SFA方法分析我國不同區域的農產品物流效率[6]。王樂樂以關中城鎮群城鎮化發展程度為研究對象，探析了相關經濟指標與城鎮群物流通道建設的互動關系[7]。城鎮化會消化農村剩余勞動力，促進農業現代化發展。農業現代化在農業布局、經營集約等方面為農產品物流優化創造有利條件。農產品物流發展又會促進地區物流產業發展，促進地區經濟增長。以港口為核心的物流產業是驅動沿海港口城市經濟快速發展的重要戰略資源。因此，研究沿海地區農產品物流時，需要結合港口這一核心優勢來展開。本研究以我國大陸最南端的雷州半島作為實證研究對象，應用系統動力學構建沿海地區的農產品物流模型，旨在為促進新型城鎮化進程中沿海地區農產品物流優化提供依據。

1模型設計

系統動力學把計算機仿真技術與系統科學理論緊密結合在一起，是一種適用于多變量、高階非線性系統的研究方法。它基于過程導向，通過系統內各要素的互動影響關系，研究系統反饋的行為與結構。系統動力學主要以VENSIM軟件為平臺建立模型、描述模型結構、模擬系統行為，并對模擬結果進行分析優化。

1.1因果圖構建

農產品物流發展是一項復雜的系統工程，影響因素多樣，如政策、區位、腹地（經濟）、人才、技術等。在沿海地區農產品物流的系統建模中，應該把港口物流與農業發展的互動關系置于沿海區域社會大系統內。雷州半島位于廣東省、廣西壯族自治區、海南省三省交界處，地處亞熱帶，該地區物產豐富、農業發達。特色農產品包括北運菜和水產品，農業總產值長期占據區域GDP的1/3左右。雷州半島擁有四通八達的公路網與鐵路網，分布著以湛江港為首的現代港口群。該地區農產品的物流業務除了公路、鐵路運輸外，還包括以港口為節點的海洋運輸。通過模型的運行模擬，可分析該地區農產品集裝箱物流現狀的合理性，提出有效的改革措施，為當地經濟的優化發展提供參考。

要建立雷州半島社會大系統模型，首先要確定系統內各因果反饋環的結構。系統動力學的因果反饋環可以直觀表達各要素之間的定性關系，說明系統內各變量的因果關系及其變化。通過系統中各反饋回路的動態關系，描述并解釋現實社會中的現象。因此，因果反饋環設計是系統動力學的研究關鍵。雷州半島社會大系統因果圖如圖1所示。

區域經濟水平+區域商貿流通+港口物流需求+港口吞吐能力-區域經濟發展是一個極性為負的反饋環。以港口城市GDP為指標的區域經濟水平提高之后，會帶動該地區對內和對外商貿流通發展，刺激港口物流產業發展。但由于現有的港口物流設施能力不足，無法滿足所有的貨運需求，將制約區域經濟水平進一步發展。區域經濟水平+固定資產投資+港口吞吐能力+港口吞吐量+物流產值+區域經濟水平是一個極性為正的反饋環，為了滿足地區經濟發展帶來的貨運需求，應通過固定資產投資來升級完善港口城市的基礎設施、物流機械、產業管理水平，充分滿足日益增長的物流需求，促進區域經濟水平進一步提高。區域經濟水平+固定資產/農業科技/農業資源投資+農業產值+農產品物流運輸需求+物流產值+區域經濟是一個極性為正的反饋環，可反映地區經濟與農業發展的互動影響機制。農業是該地區的支柱產業，經濟發展成果再分配過程中需要偏重對農業相關資源的投資，如農村基礎設施、農業科技、農業機械等，從而提高農業產值，增加農產品物流需求，農業產值和物流業產值的提高會刺激區域經濟增長。區域經濟水平+人口吸引力+城市承載力限制-區域經濟水平是一個極性為負的反饋環，可反映整個港口城市經濟與人口資源的互動影響機制。區域經濟發展會增加就業機會，提升人口就業率，但過多勞動力涌入又會對城市承載力提出更高要求，制約地區經濟的發展。

1.2流圖構建

除了使用因果圖來反映各要素變量的定性關系外，系統動力學模型還使用特定的流圖符號來描述各要素的定量關系。定量研究中，需要圍繞重點研究對象建立包含更多影響因素的系統結構。本研究重點探討沿海地區農產品物流優化措施。因此，在建立模型流圖時，需要考慮港口新型物流方式對農產品物流的促進作用，進而實現農業現代化、新型城鎮化。根據雷州半島地區的實際情況和世界港口物流的發展趨勢，本模型考慮了農產品集裝箱化對農業現代化的促進作用。集裝箱運輸是現代港口物流的核心業務，在工業發達地區，產業聚集形成的大量工業產品可使用港口集裝箱物流服務實現高效流通。相對于工業品，農產品受到傳統分散產銷模式的束縛——運輸批量小、適箱率低，更多使用散裝和小包裝形式來加工儲運，效率低、損耗大。

雷州半島地區工業欠發達，由于其經濟腹地的工業品貨源不足，農產品貨源又不適箱，導致集裝箱業務量少、業務規模難以擴大、港口運營成本較高。新型城鎮化進程中，農業現代化導致越來越多農產品以集裝箱形式進入港口物流體系，為其提供新的貨源，使為工業品流通服務的港口集裝箱傳統物流得到新的發展動力。充足的貨流會降低港口供應鏈的綜合運作成本，促進農業現代化發展。

國內關于農業現代化和農產品集裝箱物流的關聯研究并不多，因為該領域近年來隨著技術進步才逐漸發展起來。朱天明等對農用地集約利用與農產品消費市場可達性關系進行實證研究，結果表明，區域交通網絡的完善和市場體系的發達可以使農產品的銷售市場打破傳統農業區位論描述的空間格局[8]。徐劍華探討了美國糧食大舉進入集裝箱的背景和意義，認為未來農產品集裝箱物流將成為常態[9]。

隨著雷州半島地區近年來農業產值的不斷增長，港口農產品集裝箱物流業務有了長足發展。在模型流圖的構建中，需要確定農產品物流與集裝箱業務發展的關系以及它們在經濟增長中所起的作用。綜上所述，以該地區實際數據為基礎，按照圖1對各要素反饋機制的分析，建立該系統的動力學流圖，如圖2所示。

雷州半島港口物流與農業發展社會系統模型由4個子系統組成，系統模型中涉及的主要方程如下：

1.2.1雷州半島地區經濟與國內外貿易發展子系統的方程港城GDP=農業產值×農業帶動經濟系數+物流業產值×物流業帶動經濟系數+常量；固定資產投資額=城市GDP×資產投資系數+常量；基礎設施投資額=固定資產投資額×基礎設施投入系數；進出口總額=港城GDP×外貿依存度；國內貿易額=港城GDP×外貿依存度。由于本模型主要考察農業與物流業的內在聯系機制，且它們與港城GDP之間存在正相關聯系，本研究列出港城GDP與農業產值和物流業產值的擬合方程。系數由實際數據和調研分析確定。

1.2.2港口物流產業子系統的方程港口吞吐量需求量=進出口總額度×外貿吞吐量生成系數+國內貿易額×內貿吞吐量生成系數+常量；港口吞吐能力=INTEG（港口吞吐能力增量，港口吞吐能力初始量）；港口吞吐能力增量=DELAY1（港口投資額×投資貢獻率，港口建設周期）；港口吞吐量=港口吞吐供給量×港口生產負荷；港口吞吐量缺口=IF THEN ELSE（港口吞吐量需求量>港口吞吐量，港口吞吐量需求量-港口吞吐量，0）；港口GDP阻礙率=港口吞吐量缺口×港口費率/城市GDP；港口就業貢獻率=港口拉動就業人口/社會就業人口；港口投資率=港口就業貢獻率×就業增長促進投資系數+港口GDP阻礙率×經濟發展促進投資系數；港口投資額=基礎設施投資額×港口投資率+港口收入×投入再生產系數；港城貨運周轉量=DELAY1（基礎設施投資額×物流設施改善系數，1）+港口吞吐量×港口業務帶動系數；物流產業產值=INTEG（物流產業增加值，物流產業初始值）；物流產業增加值=港城貨運周轉量×貨運促進系數+集裝箱吞吐量×集裝箱業務提升系數+常量；集裝箱吞吐量=農業產值×農業集裝箱生成系數+港口吞吐量×港口物流拉動系數+常量。

上述方程反映沿海港口城市經濟與港口物流發展的互動關系，包括港口吞吐需求、吞吐能力、吞吐量。港口吞吐量的提高會帶來港城貨運周轉量的增長，在“量”上促進物流業發展。作為目前中高端物流的集裝箱業務，隨著農業物流技術的發展，越來越多的農產品使用集裝箱運輸，集裝箱業務可在“質”上促進物流業的發展，本模型要確定集裝箱發展與農產品流通之間的關系。

1.2.3農業發展子系統的方程農業機械總動力=港城GDP×農業機械總動力+常量；農業科技投入=港城GDP×農業科技投入系數+常量；化肥施用折純量=港城GDP×施用化肥投入系數+常量；農村用電量=基礎設施投資額×農村電力設施建設系數+常量；農業產值=農業機械總動力×機械化帶動產業系數+農業科技投入×科技提升產業系數+化肥施用折純量×化肥投入帶動產業系數+農村用電量×電力支持產業系數+常數。農業現代化的重要指標包括農業機械動力投入、農業科技研發、化肥施用量、農村用電量。農村用電量不僅反映農業現代化程度，還可以反映農村人口生活質量提高幅度。上述方程反映了港口城市經濟與農業生產之間互為促進、共同發展。

1.2.4區域人口發展子系統的方程總人口=INTEG（人口凈增加量，初始人口）；人口凈增加量=總人口×凈遷入率；凈遷入率=人均GDP×人口吸引系數+人口承載力×承載限制系數；社會就業人口=總人口×就業率。

上述方程反映了城市經濟與人口發展的關系，城市經濟增長會吸引更多勞動力進入該地區，但過多人涌入會制約當地經濟進一步發展。

1.3模型檢驗分析

系統動力學因果圖和流圖可以從定性、定量兩方面來研究雷州半島港口物流與農業發展的內在聯系。該模型建立是否合理，需要通過模型結構和模型行為的適合性檢驗來確定。上述模型建立在雷州半島社會大系統的基礎上，包含了區域經濟、人口、產業等諸多因素，這些因素分屬于不同子系統，子系統各要素的反饋環可以反映它們的互動影響關系。模型行為是否可以反映系統運行的現實狀況，則需要通過模擬值與實際值的對比偏差分析來完成。為了更精確地設置該模型的各參數，最好選擇社會背景變化差異較小的歷史數據來進行比較。2008年世界經濟危機后，國際與國內社會環境均有了非常大的變化，對港口城市的影響尤其顯著。很多一直良好發展的因素，如港口吞吐量、進出口貿易額等都遭遇了忽然萎縮。因此本研究采用世界經濟危機后的2009—2013年統計數據來進行歷史性檢驗，可以保證這一時間段內區域經濟政策的一致性。模型數據來自《湛江市統計年鑒》，仿真步長為1年。根據已建立的模型流圖，對模型進行模擬運行，得到各變量的模擬結果，從中遴選出主要變量，與實際值進行對比，情況如表1所示。

港城GDP、人均GDP、社會就業人口可代表該地區的經濟總水平、人均水平；港口吞吐量、集裝箱吞吐量、物流業產值可衡量該地區港口物流的質量高低；農業總產值和農村用電量可衡量該地區農業發展和農民生產生活水平。由表1所示，雷州半島社會系統中大部分主要變量的歷史偏差小于10%，證明了該模型的模擬值與實際值基本吻合，該模型可以模擬雷州半島社會大系統運行時港口物流與農業發展的變化趨勢，有助于研究兩者的內在關聯機制。

2模型仿真試驗

模型仿真是系統動力學模型用于實際應用的關鍵步驟。通過模擬不同政策的實施，可識別系統存在的潛在問題，為制定切實可行的政策提供建議。本系統模型通過調控模型中各參數變量的浮動范圍，模擬未來一段時期雷州半島的社會狀態，以確定經濟效益和社會效益最大化的可行方案。調控的重點集中于兩方面：一是協調該區域港口物流業與農業的產業聯動，實現區域經濟良性增長；二是協調該區域經濟與社會的互動發展，在保證經濟平穩增長的同時，提高居民生活水平。

2.1仿真方案設計

設計各種不同的模擬方案，需要在模型中確定關鍵的控制變量。本研究以基礎設施投入系數、農業科技投入系數、農業機械投入系數、施用化肥投入系數、農村電力設施建設系數、農產品集裝箱生成系數作為控制變量，設計以下7種模擬方案，其中方案1不改變控制變量。方案2～7對其中一個控制變量的數值增加20%（表2）。

2.2仿真結果分析

根據上述方案分別修改變量系數，考察港城GDP、社會就業人口、人均GDP、港口吞吐量、集裝箱吞吐量、物流業產值、農業產值、農村用電量等8個經濟指標的變化情況，確定控制變量對港城經濟系統的影響。仿真結果如表3所示。

由表3可知，7種方案下各主要變量均有穩定增長，但不同的方案增長幅度不同。

2.2.1港城GDP、人均GDP、社會就業人口對比方案1，方案2、5、6加大基礎設施投入、增加化肥施用量、擴大農村電建規模以增加農村用電量，并不能很好地提升港城總體經濟水平及人均水平。方案3、4、7加大農業科技投入、農機和農產品集裝箱的使用力度，具有明顯的提升效果。說明在現階段，雷州半島的經濟發展只靠生產要素的投入是無法產生明顯效果的。在要素驅動的基礎上，需要注重先進科技的研發、繼續推進農業機械化和集裝箱化。對比各方案，農產品集裝箱化對沿海地區的經濟總體提升效果最顯著。

社會就業方面，幾種方案的影響效果相近，但方案2、5、6稍好，說明生產要素投入與科技發展和機械化相比，會創造更多的就業崗位。方案3、4、7屬于后者，需要更多高技能人才的參與。若該地區缺乏相關人才，并不會明顯提高就業情況。基礎設施修建、化肥使用、農村電建需要的人才大多為初級層次勞動力，不需要太多專業技能。總體上，各方案效果影響相差不超過1%。

2.2.2考察港口吞吐量、集裝箱吞吐量和物流業產值幾種方案對于港口吞吐量增長幅度的影響幾乎一樣，說明在現有的產業結構下，港口的總吞吐量發展趨于穩定。即使在某個控制變量上加大投入，貨物生成量不會有太大變化。對于集裝箱吞吐量和物流業產值的增長，幾種方案的影響效果不一。與方案1相比，方案5的效果相近。方案2和6并不能夠很好地提升集裝箱吞吐量和物流業產值。方案3、4、7的作用則更明顯，說明了在幾乎相同的總吞吐量前提下，作為中高端物流的集裝箱業務會隨著控制變量的加大投入而發生變化。片面進行基礎設施和農村用電改造投資對集裝箱物流的促進呈現反效果，證明目前的相關配套設施已經達到了一定水平，需要投入的資源不需要過量。但農業科技、先進機械和農產品集裝箱的使用可以大大地促進集裝箱業務的發展，使之前主要為工業服務的集裝箱物流體系得到更廣泛應用，提高總體物流業產出。

2.3考察農業產值和農村用電量

對于農業產值的變化趨勢，方案1與方案5的效果相近。方案2和6的刺激作用有限。方案3、4、7的效果更好，其理由與前面類似。在現階段產業發展水平下，目前的相關配套設施建設達到了一定層次，不需要投入過量資源。下一階段，農業的發展主要靠相關科技研發、使用先進農用機械和集裝箱物流來刺激提高。對于農村用電量的變化，提高基礎設施投入和農村地區電建規模的效果更好。這證明了農村用電不止用在農業發展上，還會提高農村地區的生活用電指數。農村用電量的提高可以大大改善農民生活，實現新型城鎮化。方案7農產品集裝箱的發展也可以提高農村用電量。這是因為農產品物流效率提高后，農業就業人口有更多空余時間來進行生活用電的花費。

3結論與對策

本研究構建了沿海地區的港口物流與農業發展模型，并以雷州半島地區作為實證進行了農產品物流優化研究。根據模型的仿真結果，結論如下：現階段加大該地區的基礎設施投資力度，對區域經濟及主要產業的提升效果不顯著。經過了2008年以來大規模生產要素投資后，該地區的物流和電力配套設施已逐步完善，不是制約經濟發展的主要瓶頸。要發展當地農業及港口物流相關產業，實現新型城鎮化，需要從農業生產和流通等其他方面著手。現階段加大農業科技研究與開發、提高農業先進機械的使用力度，對農業生產的促進效果明顯。但農業科技和農機使用不是簡單的數值衡量，需要根據當地的實際情況進行投入。農業科技的研發方向應順應當地的農業需求，如主要作物種植和儲存的改良、農產品流通管理體制的完善等。先進農業機械的使用要切合當地的地理條件、操作人員的水平及后期維護的持續性。在此過程中，需要重視相關專業人才的引進和培養。與基礎設施建設相比，農業科技和農機使用需要具有更高技能的勞動力。各方案中，方案7農產品集裝箱化對于各經濟考核指標的提升效果最明顯，說明擁有港口物流條件的農業主產區其集裝箱物流的發展重點應該是農產品。現階段該地區的三產結構比，第一產業還占據重要地位。與農業相關的就業、生產和生活與當地息息相關。做好港口農產品集裝箱在當地的推廣應用，有助于當地經濟社會的總體發展。集裝箱是一項已經在工業領域廣泛使用的物流共性技術，探討集裝箱物流在農業領域的適用性，可以為其他產業共性技術在農業現代化進程中的創新發展所借鑒，這是拉近雷州半島地區工業與農業距離、提高新

型城鎮化效率的有效途徑。

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