“一帶一路”下農產品物流中心選址研究
——以大西安地區為例

楊衛麗,宋宏春

(西北工業大學 力學與土木建筑學院, 陜西 西安 710100)

2009年,國務院批準的《關中—天水經濟區發展規劃》要求加快西咸一體化進程,建設大西安,增強西安對亞歐大陸橋和“一帶一路”的輻射帶動力。2014年,國務院發布的《物流業發展中長期規劃(2014—2020年)》提出要推動區域物流協調發展,積極推動國際物流發展,大力發展綠色物流,加強鮮活農產品冷鏈物流設施建設,形成重點品種農產品物流集散中心,提升批發市場等重要節點的冷鏈設施水平,完善冷鏈物流網絡。2015年,《推動共建絲綢之路經濟帶和21世紀海上絲綢之路的愿景與行動》提出將陜西打造成為“內陸型改革開放新高地”,形成面向中亞、南亞、西亞國家的通道、商貿物流樞紐。

新常態下,“一帶一路”使跨境電商成為外貿發展新動能,農產品跨境流通的渠道愈發暢通。農產品的產量的增長與農業產業的快速發展對大宗農產品物流和鮮活農產品冷鏈物流的需求不斷增長,物流量的增加一方面帶來了市場機遇,另一方面給物流基礎設施建設帶來了建設機遇[1]。另外,電子商務、網絡購物等新興業態的快速繁榮,也對農產品物流中心的建設提出了更高的要求[2]。

農產品物流中心是集冷鏈儲存、交易流通、加工包裝、結算、配送、信息處理等功能于一體的大型農產品集散地。建設農產品物流中心,首先面臨的問題即選址問題。合理的選址不僅利于優化城市空間結構,節約物流成本,而且能夠最大限度地提升農產品與外界的交換頻率,保障農產品供需平衡。農產品物流中心的建設不僅能夠適應日益增加的農產品流通的需要、繁榮農產品市場經濟,還能助推解決“三農問題”。

目前,國內外物流中心選址研究主要分為定性研究、定量研究兩種,其中定量研究的選址模型又可分為連續模型、離散模型兩種[3]。連續模型認為物流中心的選址地點可以是平面區域上的任意點,代表方法有重心法[4]、交叉中值法等[5];離散模型則是從幾個可行點中選出一個或幾個最優解,其代表模型有Kuehn-Hamburger模型、Baumol-Wolfe[6]模型等,采用的方法有P-中值法、蟻群算法、遺傳算法[7-8]等。現有的關于物流中心選址研究大多是在已知需求點及備選點的情況下,基于運費最少原則求解最佳區位,不適用于需求點及備選點未知情況下的中宏觀角度選址研究,仍有完善的空間。研究因此著重結合核密度估計、GIS空間分析等理論和方法,提出了一種農產品物流中心用地適宜性評價體系與方法,用于大西安地區農產品物流中心的選址分析。研究成果能夠指導大西安地區農產品物流中心的建設,研究方法能夠豐富農產品物流中心的選址理論體系,為其他地區相關實踐提供參考。

1 數據來源

研究中使用的大西安DEM數據來源于中國科學院計算機網絡信息中心地理空間數據云平臺(http://www.gscloud.cn)。各區縣農產品產量數據來源于調研收集、各區縣年度統計公報(年鑒)、《陜西區域統計年鑒2015》等。

2 研究區現狀分析

大西安地區范圍包括西安市整個行政轄區,渭南市富平縣城關街道,咸陽市的秦都區、渭城區、涇陽縣、三原縣、共18個區(縣)225個鄉鎮(截至2015年6月)[9]。

研究統計了大西安地區近6年部分主要農產品產量(圖1)。近6年,大西安地區糧食產量呈現出逐年下降的趨勢,但奶類、禽蛋、肉類、水果、蔬菜的產量穩中有升。2014年奶類、禽蛋、肉類、水果、蔬菜產量分別達到139.46萬噸、19.53萬噸、30.84萬噸、15.21萬噸、64.47萬噸。研究還統計了近6年西安市鮮活農產品的產量(圖2)。數據顯示,近6年,西安市水產品產量基本在保持1.3萬噸至1.4萬噸之間,水果和蔬菜產量有較大幅度上升——分別從2009年的78.96萬噸和242.41萬噸增長至99.66萬噸和316.28萬噸。

圖1 大西安地區近6年部分農產品產量(單位:萬噸)Fig.1 Outputs of some agricultural products of recent 5 years in Da Xi′an(Units: Million tons)

分析圖2可知,2009年至2014年,大西安地區鮮活農產品產量大致呈線性增長趨勢,而糧食產量總體呈線性下降趨勢。結合圖1可合理推測,大西安地區未來鮮活農產品產量大體會逐年增長,糧食產量會持續小幅下降。

圖2 西安市近6年部分鮮活農產品產量(單位:萬噸)Fig.2 Outputs of some fresh agricultural products of recent 5 years in Xi′an(Units: Million tons)

通過分析大西安地區農產品的產量與大西安地區主要農產品交易中心(表1，圖3)的規模、經營及建設狀況,結合相關專家學者的意見,將西安市的西部欣橋農產品物流中心、雨潤農副產品全球采購中心、咸陽市西北農副產品交易中心這3個農產品交易中心劃分為一級農產品交易中心,將其他主要農產品交易中心劃分為二級農產品交易中心。

現階段,西安市域范圍內已經形成了相對完善的農產品物流產業格局,交易中心數量和規模已經能夠滿足西安市全部居民的生活需求。而在咸陽市兩區兩縣、渭南市富平縣城關街道,農產品交易中心數量不足、規模小、服務半徑不合理、冷鏈設施不完善。

表1 大西安地區主要農產品交易中心概況Tab.1 Profiles of main trading centers of agricultural products in Da Xi′an

續表1

名稱 服務情況 交易情況 冷庫建設情況 經營品種 方欣冷藏物流中心 西北地區最大的冷凍副食品物流中心之一。年交易量超過10億元。有大小冷庫5座,冷藏冷凍儲量達到3萬噸。水產、畜禽肉等 胡家廟蔬菜副食品批發市場 日交易量700噸左右。無專門大型冷庫。商戶所需倉儲一般被商鋪取代,所需冷庫基本為商鋪自建的,噸位在3～5噸。蔬菜、糧油、副食等 咸陽西北農副產品交易中心 陜西最大的葉菜批發市場。能夠滿足咸陽200萬市民對農副產品的消費需求。日上市交易蔬菜超過2 000噸,年交易量將達70萬噸以上,年銷售額超過15億元。蔬菜、水產、畜禽肉蛋等 咸陽西咸冷凍物流中心 咸陽最大的肉食水產批發市場。冷凍儲藏能力1萬噸,恒溫儲存能力5 000噸～1萬噸,有速凍間3個。日急凍能力100噸,年制冰1萬噸。肉食、水產等 涇陽縣云陽蔬菜批發市場 日成交蔬菜量1 800噸,年交易額6.8億元。配套500噸級氣調式冷庫。蔬菜等 三原縣惜字恒豐蔬菜批發市場 省級大型農產品批發市場。年交易額達5.6億元,帶動輻射蔬菜種植面積12萬畝。市場占地70畝交易大棚3 800平方米冷庫16間7 500平方米。蔬菜等

(附注:“-”處表示資料缺失)

從整個大西安范圍來看,多數農產品交易中心還未達到農產品物流中心所需的信息化、冷鏈化等標準要求,并且由于大西安地區鮮活農產品產量逐年增長,對農產品交易中心運輸、配送、儲存鮮活農產品的能力提出了更高的要求。因此,在當前“一帶一路”倡儀提出的背景下,大西安地區農產品交易中心需要通過增加冷庫容積,完善冷鏈系統,提升冷鏈信息化水平等措施逐步升級至農產品物流中心水平,并在條件適宜地區新建農產品物流中心。

3 農產品物流中心選址分析

3.1 選址原則

3.1.1 動態性原則 選址時不應將自然條件和社會人文條件的影響絕對化,而是應充分調研現狀,剖析區域的優勢與劣勢,結合區域遠期發展規劃,動態分析未來發展趨勢。

3.1.2 交通便利性原則 農產品冷鏈物流對交通運輸的時效性要求較高。在“一帶一路”背景下,交通便利性是需要考慮的一個重要因素。不僅要考慮現有交通條件,也要兼顧交通網絡的遠期規劃。

3.1.3 統籌性原則 農產品物流中心選址與地區生產力布局、基礎設施條件、農業發展水平及特色等密切相關。因此在選址時,必須統籌兼顧,宏微觀綜合考慮。

3.2 選址評價因子選取

綜合分析大西安地區的自然環境條件和社會人文條件,依據工業區位論以及農產品物流中心選址的一般性原則,從中宏觀角度選取影響大西安地區農產品物流中心選址的4個必要的一級評價因子:坡度、交通網絡、現有交易中心服務半徑、至行政中心距離。其中交通網絡下還有5個二級評價因子:縣鄉道、省道、國道、高速公路出入口、鐵路站點。

3.2.1 坡度 參考《城市用地豎向規劃規范》CJJ83-2016中,“城市主要建設用地適宜規劃坡度”關于工業用地與倉儲用地的實施標準,規定農產品物流中心建設地坡度應在0.2%～10%之間。

3.2.2 交通網絡 “一帶一路”的提出為大西安地區農產品“走出去”提供了機遇和條件,對交通網絡的完善也提出了相應的要求。同時,農產品易腐爛、不易儲藏的特點決定了其對高效率流通有特殊的需求。高效率的農產品流通以發達的交通網絡為基礎。交通條件的好壞可以用道路網密度的大小來衡量。區域的道路網密度越大,交通條件越好,農產品流通能力越強、流通效率越高,從而有利于農產品流通成本降低。

3.2.3 現有交易中心服務半徑 新建農產品物流中心需建設在現有交易中心服務半徑以外的位置。為避免新建物流中心與現有交易中心服務半徑產生疊加重合,造成基礎設施等公共資源配置的浪費,需要首先識別現有交易中心的服務半徑。

農產品物流中心(交易中心)的服務半徑可分為一般服務半徑與邊際服務半徑,不同級別農產品物流中心的服務半徑不同。農產品物流中心的一般服務半徑是指其以維持本區域農產品最佳流通效率,提供本區域內必要的農產品為目的,能夠被大部分經營人員、消費者到達的距離。而農產品物流中心邊際服務半徑是指其所能提供農產品流通服務的最大距離。隨著與物流中心距離的增加,物流中心服務水平會持續下降。本研究所采用的服務半徑是一般服務半徑,研究內一級農產品物流中心的一般服務半徑為30km,二級農產品物流中心的一般服務半徑為15km。

3.2.4 至行政中心距離 從提升人的購物、工作等便捷度,降低農產品物流中心建設與運營成本等角度出發,考慮農產品物流中心的選址不應距離居民聚集地太遠。行政中心所在地一般也是一定區域內的中心居民聚集地。一般而言,行政中心人口密度較大,水電等公共服務設施較為完善,至行政中心的距離越遠,公共服務設施越不完備,越不適宜選建設農產品物流中心。因此,從中宏觀角度上看,物流中心一般建立在鄉鎮(街道)及以上行政中心的所在地。

參考大西安地區一般縣級行政中心與一般鄉鎮(街道)行政中心的建成區大小,以行政中心所在地建成區幾何地理中心為原點,提出在距離縣級行政中心4km范圍內、距離鄉鎮(街道)行政中心2km范圍內,適宜新建農產品物流中心。

3.3 評價方法

3.3.1 層次分析法 采用層次分析法(Analytic hierarchy process,AHP)建立農產品物流中心選址層次分析模型(圖4)并構造判斷矩陣,計算得到各級因子權重(表2～3)。層次分析法是指將一個復雜的多目標決策問題作為一個系統,根據決策問題分析提取影響因子,通過定性指標模糊量化方法計算準則層與方案層各要素權重,并得到多目標解決方案的系統方法[10]。層次分析模型決策層設置為中心城區、城市近郊、城市遠郊3個子項。

圖4 層次分析模型(自繪)Fig.4 The analytic hierarchy model(Self-drawing)

Tab.2 The weight of sites selections level 1 factors of logistics centers of agricultural products

一級評價因子 權重值 坡度 0.09 交通網絡 0.50 現有交易中心服務半徑 0.17 至行政中心距離 0.24

表3 交通條件評價因子及權重

Tab.3 The weight of sites selections factor of traffic condition

一級評價因子 二級評價因子 權重值 交通網絡縣鄉道0.08 省道0.14國道0.22 高速公路出入口0.40 鐵路站點0.16

3.3.2 核密度估計 核密度估計(Kernel density estimation, KDE)是指使用核密度函數計算平面單位面積內點要素或線要素量值,以將點或線在平面內擬合為光滑錐狀表面的過程。通常,密度分析需要指定一個鄰域以計算各輸出像元周圍的點、線密度,落在鄰域內的點、線有相同的權重。先將鄰域內點、線各自求和,再除以鄰域面積,從而得到每個要素的密度值。核密度估計與普通的密度分析的不同之處在于:核密度估計中,鄰域內要素具有不同的權重,靠近鄰域中心的要素會被賦予較大的權重,反之,權重較小[11]。核密度估計公式[12-13]可以表示為

(1)

式(1)中：F(x)為空間位置x處的核密度值;h為距離衰減閾值;n為與位置x的距離小于或等于h時的要素數量;K函數表示空間權重函數。這一方程的幾何意義為密度值在每個核心要素Xi處最大,并且在遠離Xi的過程中不斷降低,直至與核心Xi的距離達到閾值h時核密度值降為0[14]。

空間權重函數的選擇對核密度估計結果的影響不大。在實際中,閾值h的設置主要與空間分析尺度以及地理現象特點有關。較小的距離衰減閾值可以使密度分布結果顯現出更多的細節、增加密度值之間的對比度,適合于揭示密度分布的局部特征。較大的距離衰減閾值能夠掩蓋部分模型細節,使空間上密度的變化更為緩和,以突出顯示熱點區域。另外,距離衰減閾值與設施點的離散程度呈正相關,對于稀疏型的點設施分布應采用較大的距離衰減閾值,而對于密集型的點設施則應考慮較小一些的距離衰減閾值。

道路網密度即單位面積的道路總長度,傳統上道路密度計算以特定區域面積內的總路長為計算基準,這些特定區域通常由行政邊界來界定并且密度計算將道路網長度均勻分配至區域內單位面積,因而不能很好地反映區域內部之間道路網密度的差異。基于核密度估計的道路網密度分析能突破傳統基于行政邊界計算道路密度的局限。

基于GIS的核密度估計的具體步驟是[15]:

1) 為鄰域定義搜索半徑,統計落在鄰域內的要素數量;

2) 根據密度精度要求,確定輸出柵格大小;

3) 通過核密度函數計算每個要素對鄰域內各個柵格的密度貢獻值;

4) 為每個柵格密度賦值,其值為搜索半徑內各個要素對該柵格的密度貢獻值的累加;

5) 輸出每個柵格的密度值。

搜索半徑值越大,生成的密度柵格越平滑且概化程度越高;值越小,生成的柵格所顯示的信息越詳細。另一方面,增大半徑不會使計算所得的密度值發生很大變化。選擇更大的搜索半徑,會得到更加概化的輸出柵格[16]。

3.4 各因子評價分析

研究在獲取了大西安地區的坡度、交通網絡、行政中心、現有交易中心等空間數據與屬性數據之后,分別對各個選址影響因子進行基于GIS的空間分析,得到各個因子專題分析圖(圖5～8)。

3.4.1 坡度提取 研究由大西安地區DEM提取了0.2%～10%范圍內坡度(圖5)。

圖5 大西安地區0.2%～10%范圍內坡度圖(自繪)Fig.5 Gradient between 0.2%～10% in Da Xi′an

3.4.2 交通網絡核密度估計 研究分別對大西安地區高速公路出入口、國道、省道、鐵路站點、縣鄉道5個因子進行核密度估計,并按各因子權重加權疊加,得到大西安地區交通網絡核密度估計圖(圖6)。

圖6 大西安地區交通條件核密度估計圖(自繪)Fig.6 Kernel Density Estimation of transportation in Da Xi′an

3.4.3 現有交易中心服務半徑分析 研究參照大西安地區一級農產品交易中心(物流中心)一般服務半徑30km、二級農產品物流中心一般服務半徑15km,對現有交易中心服務半徑進行緩沖區分析(圖7(a))并掩膜取反,得到現有交易中心服務半徑未覆蓋區范圍(圖7(b))。

圖7 大西安地區現有主要交易中心服務半徑分析圖(自繪)Fig.7 Service radius of major trading centers in Da Xi′an

3.4.4 至行政中心距離分析 至行政中心距離分析即行政中心的緩沖區分析,研究參照距離縣級行政中心4km、距離鄉鎮(街道)行政中心2km的范圍內適宜建設農產品物流中心的標準,對縣區級、鄉鎮(街道)級行政中心分別進行緩沖區分析并疊加(圖8)。

圖8 大西安地區行政中心緩沖區分析圖(自繪)Fig.8 Buffer areas of administration centers in Da Xi′an

4 農產品物流中心用地適宜性評價

研究將大西安地區“0.2%～10%范圍內坡度圖”、“交通網絡總體核密度估計圖”、“現有交易中心服務半徑未覆蓋區圖”、“大西安地區行政中心緩沖區分析圖”4個柵格圖按一級評價因子權重疊加并重分類,得到大西安地區農產品物流中心用地適宜性評價圖(圖9)。

圖9 大西安地區農產品物流中心用地適宜性評價圖(自繪)Fig.9 Suitability evaluation of land use of agricultural products logistics centers in Da Xi′an

分析得到了5個具備建設農產品物流中心條件的地區:渭南市富平縣城關街道西部,西安市閻良區振興街道南部、鳳凰路街道北部,臨潼區秦陵街道西部,藍田縣華胥鎮東北部。即,在影響農產品物流中心選址的4個主要因素方面,上述5個地區具備有建設農產品物流中心的條件;而在具體建設實施上,大西安地區各級政府部門可以根據各區縣的規劃要求和農產品流通的實際需要,確定農產品物流中心的建設方案。

5 結 語

大西安地區是“一帶一路”沿線我國重要的發展結點。大西安應當以“一帶一路”倡議為契機,發展農業產業,提升農產品物流水平,這對于解決大西安地區“三農問題”,提高大西安在“一帶一路”沿線的戰略地位具有重要的促進作用。

“一帶一路”倡議的實施使大西安地區農產品物流中心的服務觸點延伸至“一帶一路”沿線國家和地區。作為大西安地區最具代表性的農產品交易中心,西安市的西部欣橋農產品物流中心、雨潤農副產品全球采購中心,咸陽市西北農副產品交易中心等,應當抓住機遇,著力建設成為輻射整個大西安乃至“一帶一路”沿線的農產品一級物流中心。對于現有的其他條件有所欠缺的農產品交易中心,以及一部分規劃的農產品物流中心,應當使其建設成為農產品二級物流中心,發揮好對農產品一級物流中心的支撐和補充作用。

研究提出了影響大西安地區農產品物流中心選址的因子體系,通過采用核密度估計等分析方法,從中宏觀角度對大西安地區農產品物流中心建設進行了用地適宜性評價,并得到了5個具備建設農產品物流中心條件的地區。農產品物流中心應當依托西安國際港務區(綜合保稅區、鐵路物流集散中心、公路港)三大核心平臺,打造“絲綢之路經濟帶”上重要的農產品集散地;依托西咸新區空港新城完善的航空貨運物流網絡,打造農產品航空物流樞紐,與“一帶一路”沿線國家和城市對接,使大西安地區農產品加快“走出去”步伐,形成品牌效應。

下一步的研究將主要針對大西安地區農產品物流中心服務半徑不合理的情況進行選址優化研究;圍繞“互聯網+”和“一帶一路”兩大主題從如何建設農產品物流中心的角度進行研究。