“一帶一路”倡議下港口生態位的建模與比較
——以上海港和新加坡港為例

王 慧, 胡志華, 劉嬋娟

(上海海事大學 a.物流研究中心；b.經濟管理學院， 上海 201306)

“一帶一路”貫穿亞歐非大陸，連接活躍的東亞經濟圈和發達的歐洲經濟圈，且中間是發展潛力巨大的腹地國家。上海港和新加坡港作為東亞經濟圈中的兩大重要港口，隨著“一帶一路”倡議的進一步發展，這兩個港口在經濟貿易中的地位將愈加重要，兩港口之間的競爭也會更為激烈。因此，在當前“一帶一路”倡議的背景下，對上海港和新加坡港的競合關系進行比較研究，對于港口更好地應對競爭和實現長遠發展都具有一定的現實指導意義。

有許多學者對“一帶一路”倡議下的港口競合關系進行研究，如:王景敏[1]對“一帶一路”倡議下北部灣港口群競合參與“一帶一路”建設的優勢進行分析。李志偉[2]以“一帶一路”倡議為視角，對京津冀港口群的發展現狀和發展所面臨的機遇進行分析和解讀。鄭麗娟[3]結合“一帶一路”沿線港口城市區域物流一體化發展需求，對“一帶一路”沿線港口的物流競爭力進行聚類分析。對上海港和新加坡港的研究大多集中于港口的業務運營和港口的競爭力評價。周千又[4]采用模糊綜合分析法，以上海港、新加坡港和香港港為例，對這3個港口的集裝箱吞吐量和港城關系等進行比較研究。喻潤等[5]引入熵權TOPSIS(Technique for order Preference by Similarity to an Ideal Solution)分析法對包括上海港和新加坡港在內的亞洲8個港口進行國際競爭力評價。張華春等[6]運用復雜網絡理論的方法，分析東亞港口地位變化情況。

總體來看，已有的文獻大多以理論研究和定性分析為主，且沒有關于運用生態位理論對港口的競合關系進行量化和比較研究的文獻。本文采用生態學中的生態位理論來研究“一帶一路”倡議下港口的競合關系，構建生態位寬度、生態位重疊度和生態位適宜度模型，定量化分析同為東亞經濟圈中的上海港和新加坡港在資源利用方面的情況對上海港和新加坡港進行生態位分析，量化得出兩個港口在不同資源維度的優劣勢，指導港口更好地應對競爭。

1 港口生態位的內涵及評價指標矩陣

1.1 港口生態位的內涵

港口生態位是港口研究與生態學科相結合的一個研究領域，是目前港口研究中新興的一個研究方向,是指在特定區域內，港口與環境相互作用下所產生的價值與功能，是港口在對資源的利用過程中所獲得的持續生存和發展的能力。港口之間存在相離、重疊、重合和包含等4種生態位關系。港口生態位關系見圖1。

港口生態位相離關系指兩個港口在資源利用方面完全區分(見圖1a)；港口生態位重疊關系，當兩個港口對資源的利用產生交集時，會出現生態位重疊(見圖1b)；港口生態位重合關系指兩個港口利用資源的情況完全相同(見圖1c)；港口生態位包含關系是一個港口所占據的資源包含另一個港口所占據的資源而產生的相互關系(見圖1d)。

1.2 港口生態位的評價指標矩陣

港口系統可類比于生態系統，港口可視為有生命的物種。因此，生態學中的生態位寬度、生態位重疊度和生態位適宜度同樣適合分析港口生態位。構建港口生態位的模型，必須以港口生態位的評價指標矩陣為基礎，該矩陣用來描述港口生態位的資源構成要素，是評價港口競爭力的前提。

a) 生態位相離

b) 生態位重疊

c) 生態位重合

d) 生態位包含

考慮“一帶一路”倡議對港口生態位的影響，本文從港口的自然資源、市場資源和經濟資源等3個維度建立港口生態位的評價指標矩陣。“一帶一路”倡議下上海港和新加坡港的港口生態位評價指標矩陣見表1。

1.2.1自然資源

港口自然資源生態位包括對港口的發展潛力和發展規模起到基礎性作用的自然條件，例如港口泊位數目、港口吃水深、碼頭長度、港區面積、陸域面積以及航道長度和機械設備運作效率等。“一帶一路”是橫跨亞洲、歐洲、非洲的貿易通道，必然會對港口的自然資源生態位提出更高要求，主要體現在港口的基礎設施建設和改造方面。從這個層面看，“一帶一路”使得港口自然資源生態位得以擴充。

1.2.2市場資源

港口市場資源生態位既包括港口集裝箱吞吐量、貨物吞吐量、旅客吞吐量，也包括集裝箱航線數以及港口過境班列和月國際航班數。在“一帶一路”倡議下，貿易的互聯互通使得港口貨物吞吐量和旅客吞吐量激增，2015年上海港集裝箱吞吐量增長率為3.5%，2016年掛靠在新加坡港的集裝箱船舶達到138 998艘次，同比增長4.6%。截至2017年底，我國境內已有35個城市開通中歐班列，到達歐洲12個國家和34個城市。[7]由此可見，“一帶一路”極大地擴展了港口市場資源生態位。

表1 港口生態位評價指標矩陣

1.2.3經濟資源

港口經濟資源生態位與港口經濟腹地面積和港口對外投資額、貿易額、貨物進出口總額密切相關，也與港口城市的經濟發展有關，如港口城市國內生產總值(Gross Donestic Product,GDP)、人均GDP和人均可支配收入等。自“一帶一路”倡議提出以來，已得到100多個國家和國際組織的支持和響應，50多個國家與我國簽署合作協議，港口進出口貿易額和對外投資額得以激增，這直接影響到港口城市的經濟發展。可見，“一帶一路”倡議使得港口經濟資源生態位得到擴充。

2 港口生態位模型構建

2.1 港口生態位寬度

2.1.1港口生態位寬度的含義

KREBS[8]提出生態位寬度即是物種利用資源的頻度。為使生態位寬度能夠更好地描述港口對資源的利用情況，本文定義港口生態位寬度為港口利用資源的豐富程度或潛在能力。港口的生態位寬度越大，其競爭力越強。

2.1.2港口生態位寬度模型

2.1.2.1 單一維度港口生態位寬度

生態學中對生態位寬度有不同的建模方式，但LEVINS[9]的Shannon-Wiener指數模型因其計算過程的簡潔性和計算結果的客觀性而被廣泛使用。因此,采用Shannon-Wiener指數模型來測算港口生態位寬度。

(1)

港口生態位評價指標矩陣為

i=1，2,…,s；j=1，2,…,n

(2)

式(2)中:i為港口;j為資源評價指標。因此,xij為第i個港口在第j個資源評價指標上的現實生態位。

2.1.2.2 多維港口生態位寬度

港口的正常運作所利用的資源往往不止一種。多維港口的生態位寬度可看作多個單一維度生態位寬度組成的立方體的體積，即是多個單一維度生態位寬度的乘積。[10]

(3)

式(3)中:Bi為港口i的多維生態位寬度，也稱為港口i的綜合生態位寬度，Bi值越大表明港口占用的資源范圍越大。

2.2 港口生態位重疊度

2.2.1港口生態位重疊度含義

李德志等[11]認為生態位重疊度為兩個或多個物種在適應環境和利用資源的實際幅度或潛在能力方面表現出的共同性。基于此，港口生態位重疊度即是不同港口在資源利用上表現出的共性。港口生態位重疊度越大，港口競爭越激烈，否則反之。

2.2.2港口生態位重疊度模型

2.2.2.1 單一維度港口生態位重疊度

通常用對稱的Pianka公式[12]來測算生態位重疊度為

(4)

式(4)中:Oikj為港口i和港口k在資源j上的生態位重疊度;Pij和Pkj分別為港口i和港口k對資源j的利用比率。

2.2.2.2 多維港口生態位重疊度

與多維港口生態位寬度的建模方式類似，多維港口生態位重疊度也可視為多個單一維度港口生態位重疊度的乘積。

(5)

式(5)中:Oik為港口i和港口k的多維生態位重疊度，也稱綜合生態位重疊度。

2.3 港口生態位適宜度

2.3.1港口生態位適宜度的含義

生態位適宜度是資源評價因子的現實生態位與理想生態位之間的匹配關系，表示資源對物種發展的適宜性程度。構建港口生態位適宜度模型，能夠反映出港口利用資源的現狀和港口的可持續發展能力。

2.3.2港口生態位適宜度模型構建

2.3.2.1 采用熵權法確定評價指標權重

(6)

(7)

式(6)和式(7)中:Wj為港口生態位評價指標的權重;s為待評價港口的數目。

港口生態位數據歸一化處理結果見表2。對表2中的數據，根據式(6)和式(7)得到各評價指標的權重見表3。

2.3.2.2 港口生態位適宜度測算

港口生態位適宜度用來反映港口在各資源維度的現實生態位與理想生態位的接近程度。因此,對于港口生態位適宜度值可測算如下：

(8)

xdj=max(xij)

(9)

式(8)和式(9)中:Ci為港口i的生態位適宜度值;xdj為第j個資源評價指標的最佳生態位;β為模型參數，β的確定過程為

αij=|xij-xdj|

(10)

αmax=max{αij},αmin=min{αij}

(11)

(12)

表2 港口生態位數據歸一化處理結果

(13)

3 實例分析

3.1 數據來源

對“一帶一路”倡議下上海港和新加坡港的生態位進行分析。數據來源于《中國港口年鑒》、中國統計局網站和相關資料等，數據均取自2016年數據。為消除因不同量綱引起的指標評價失真，采用對數函數轉換對數據進行歸一化處理，結果如表2所示。

表3 港口生態位評價指標權重

3.2 港口生態位測算

3.2.1港口生態位寬度和重疊度測算

對表2中的數據，根據式(1)～式(5)得到上海港和新加坡港的生態位寬度和生態位重疊度，結果見表4和表5。

表4 上海港和新加坡港生態位寬度

表5 上海港和新加坡港生態位重疊度

3.2.2港口生態位適宜度測算

根據式(8)～式(13)得到上海港和新加坡港的生態位適宜度，結果見表6。

表6 上海港和新加坡港生態位適宜度

3.3 結果分析

由表4可知:新加坡港在自然資源維度的生態位寬度遠超上海港;在市場資源維度的生態位寬度略大于上海港;在經濟資源方面，上海港的生態位寬度大于新加坡港，但綜合生態位寬度小于新加坡港。這與實際情況相符。新加坡港腹地輻射范圍遍布東南亞諸港，水水中轉業務占其全港吞吐量的80%以上，而在長三角區域，一些城市已經著手建立自己的港口，與上海港在自然資源等方面展開競爭，因此新加坡港的自然資源生態位寬度要比上海港大。上海港是我國中東部地區最大的樞紐港，是腹地型港口，而新加坡港是典型的國際中轉港口，主要從事國際轉港運輸業務，與世界上600多個港口建立業務聯系，平均每12 min就有1艘船舶進出[13]，因此新加坡港的市場資源生態位要優于上海港。上海市2016年的GDP增長率達到6.8%，而新加坡僅為2%，2016年我國對外投資1 785.2億美元，增長率高達44.1%，其中我國企業對“一帶一路”沿線國家直接投資145.3億美元[14]，我國經濟的高增長率和高投資率使得上海港的經濟資源生態位寬度超過新加坡港。

由表5可知:上海港和新加坡港在市場資源方面的生態位重疊度最高，達到98.99%，這主要是因為兩個港口都是世界性大港，同處東亞地區，對市場資源的利用趨同。兩個港口在自然資源和經濟資源方面的重疊度也較高，綜合生態位重疊度為79.58%，兩個港口之間存在激烈的競爭。

由表6可知:上海港在自然資源維度的生態位適宜度大于新加坡港，而在經濟資源維度的生態位適宜度小于新加坡港，兩個港口在市場資源維度的生態位適宜度值大致相等，均約等于0.5。這主要是因為上海港在基礎設施建設如港口碼頭和泊位建設以及港區面積等方面均遠遠超過新加坡港，而新加坡港在港口經濟腹地面積、人均GDP以及貨物進出口總額等方面都優于上海港。

4 “一帶一路”倡議下上海港和新加坡港的競合策略

4.1 生態位擴充

由于“一帶一路”是由政府推動的，因此，兩個港口政府的合作和支持是關鍵，這能促進港口生態位的擴充。目前，中國在新加坡的投資總數占所有“一帶一路”國家總投資的1/3，新加坡在中國的投資總數占“一帶一路”全部國家對華總投資的85.2%。[15]未來，兩個港口之間需要進一步加強合作，拓寬港口經濟輻射范圍，營造健康良好的生態位環境，全力提升東亞區域整體競爭力。

4.2 生態位異化

為降低由于同質化帶來的無序競爭，兩個港口需要聚焦于各自的“專業化”發展。

1) 上海港針對其主要的經營貨類，如集裝箱、煤炭、鋼材等，需要加大力度建立專業化的碼頭泊位，在主要的經營業務，如裝卸、倉儲、海鐵聯用等方面，需進一步簡化運作手續，消除管理機構繁多、申報手續交叉等問題。

2) 2016年新加坡港集裝箱吞吐量位居世界港口第二，卻只有丹戎巴葛碼頭一個大型集裝箱專用碼頭，為此，新加坡港應加大集裝箱專用碼頭的建設力度，進一步提升綜合實力。

4.3 生態位分離

生態位分離是相對于生態位重疊而言的，是指兩港具有各自獨特的生態位優勢和區別于對方的核心競爭力。上海港在這方面已經取得一定進展，上海洋山自動化碼頭是全球綜合自動化程度最高的碼頭，未來，上海港需要進一步升級和完善智慧碼頭的運作系統，使港口的自動化運作程度更加成熟。“一帶一路”會為新加坡港帶來更大的貨源市場，由于每天有大量的不同國家的船舶進出港口，如何高效有序地管理這些船舶就顯得十分重要。為此，新加坡港需要提高港口的信息化水平，提升港口整體的運作效能。

5 結束語

本文基于生態位理論對港口競合關系進行量化和比較研究，以“一帶一路”倡議為背景，以上海港和新加坡港為研究對象，構建生態位寬度、生態位重疊度和生態位適宜度模型。結果表明：兩個港口在自然資源和經濟資源方面各有優勢，且在市場資源的生態位重疊度達到98.99%。通過對兩個港口生態位的分析，提出在“一帶一路”倡議下，兩個港口參與競合的策略。總體來看，上海港在經濟資源方面比新加坡港更具競爭力，而新加坡港在自然資源方面具有更大優勢。經過幾十年發展，上海港已超越新加坡港成為世界第一大港。在“一帶一路”倡議下，兩個港口只有對自身的生態位有清晰的認識，明確港口資源的優劣勢所在，才能更好地應對競爭。本文的結論對港口管理者具有一定的參考價值。不同港口群之間的生態位分析和港口生態位的時間序列分析是今后的研究方向。