港口陸海統籌系統協調發展評價模型與應用

張金剛，馬冬梅

(1.山東省交通規劃設計院，山東 濟南 250031； 2.連云港市徐圩新區管委會，江蘇 連云港 222002)

進入新時代以來，中國經濟由高速增長向高質量發展轉變，以習總書記為核心的黨中央形成新時代“創新、協調、綠色、開放、共享”五大發展理念。在沿海資源開發利用方面，強調“陸海統籌”。多年來陸域資源與海域資源相互共存、共生。隨著社會經濟的發展與人類的進步，陸域資源與海域資源得到持續開發、利用。在開發利用過程中，兩者逐漸呈現出相互矛盾、沖突的態勢。因此，基于陸海統籌的視角，研究港口陸域與海域資源之間彼此制約與相互共生的關系已十分迫切。

陸海統籌是海洋經濟學家張海峰[1]于2004年在北京大學舉行的“鄭和下西洋600周年”報告會上首先提出的，他認為在五個統籌的基礎上，應加上“陸海統籌”。鮑捷等[2]認為陸海統籌的根本在于陸域系統和海域系統之間多方面的協調，其具體內容主要包括陸域系統和海域系統社會經濟、環境生態、資源和文化等各個子系統或要素的協調發展和綜合運作。孫吉亭等[3]把陸海統籌看作陸海兩大相對獨立而又相互依存的子系統彼此作用形成的具有特定構造和功能的整體復合系統。鄭貴斌[4]提出應基于海洋藍色經濟理論，科學合理地進行陸海聯動的集社會經濟、資源環境、產業結構優化為一體的整體集成規劃，凸顯陸海統籌強力推進經濟發展的戰略引導。黃健等[5]從我國7個典型港口城市實例發展現狀分析著手，研究南通港城聯動發展過程中的主要影響因素，并從臨港產業輻射、集疏運體系建設、城市智能化管理3個方面分析面臨的問題以及相應的對策建議。杜利楠[6]從海洋和陸域兩個目標作為分析對象，主要針對海洋和陸域以及延伸鏈產業為分析基礎，從人力、物力、科技三大生產要素解析海洋和陸域兩大產業之間存在的關聯和差異。

與其他沿海港口相比，濰坊港發展較為滯后且具有一定的封閉性，在陸海統籌推進階段更具典型性。筆者在文獻梳理的基礎上，構建了港口陸海統籌評價指標體系，依據協同度模型建立陸海統籌系統協調發展評價模型，并以濰坊港為例，對提出的港口陸海統籌系統協調發展評價模型進行了實證分析，為濰坊港的建設發展提供有針對性的發展建議，并針對出現的不協調問題提出調控策略。

1 港口陸海統籌系統構建及影響因素

1.1 港口陸海統籌的概念界定

陸海統籌是指在區域經濟發展和社會發展過程中，全面考慮陸域與海域的自然資源和生態環境要素，綜合考察陸海系統的社會功能、經濟功能和資源環境功能。在陸海系統生態環境容量和自然資源承載力、社會經濟系統的活力和潛動力基礎上，以陸域與海域兩系統和諧健康發展為根本進行港口城市發展規劃、落實計劃的編制及實施工作[7]，從而充分施展陸海系統聯動及互動作用，進而推進區域社會經濟與資源環境的和諧、健康、穩定的可持續發展。

1.2 港口的陸海統籌系統構成

根據系統理論的概念與邏輯，將陸海統籌系統定義為：以港口資源的開發、利用和管理為核心，以城市為載體，以臨港產業腹地和內陸后方腹地為依托[8]，以集疏運體系為動脈，涉及所有與港口資源開發利用和控制管理有關的社會活動、經濟活動、資源環境和服務體系等活動，與外部環境彼此作用而形成的一個內外部關聯、結構多元化的港口陸海系統。

從系統的角度看，陸海統籌系統包括3個子系統，即：陸域子系統、海域子系統和港口子系統。港口子系統作為陸域、海域子系統的關鍵節點和重要紐帶，是研究陸海統籌發展的關系的關鍵點和突破點[9]。

1.3 陸海統籌影響因素評價

將陸海統籌系統整體劃分為陸域、海域及港口3個子系統，各個子系統按照經濟發展、服務體系以及資源環境3個方面進行細化，得出港口陸海統籌協調發展的各子系統的影響因素，經總結分析眾多影響因素后，采用問卷調查法對影響因素進行評價。評價后應保留的的影響因素有31個，其中陸域子系統包含15個影響因素，海域子系統包含8個影響因素，港口子系統包含8個影響因素。

1.3.1陸域子系統

腹地經濟發展水平、腹地工業發展水平、腹地工業園區發展狀況、第三產業發展水平、創新能力、固定資產投入、集疏運體系、物流服務水平、基礎設施建設、金融服務、稅收政策、商務服務、資源現狀、資源耗用、環境現狀、污染物排放。

1.3.2海域子系統

海洋經濟發展水平、第三產業發展水平、漁業發展水平、海洋公共服務、海洋運輸水平、海洋資源現狀、環境現狀、入海污染現狀。

1.3.3港口子系統

對外貿易情況、港口吞吐能力、貨物集散能力、口岸服務水平、港口管理和服務水平、港口資源狀況、港口環境現狀、污染治理情況。

2 陸海統籌評價指標體系

為保證研究內容的科學性與合理性，全面、客觀地了解港口陸海統籌的影響因素以及各相關指標的重要性，港口陸海統籌指標體系采用結構方程進行篩選確定。在進行指標體系篩選前，筆者建立了濰坊初設指標的數據庫，收集了濰坊2009—2017年期間初設指標的數值。數據主要源自2009—2017年期間濰坊的統計年鑒、中國海洋經濟統計公報、相關政府性報告及其它正式發布的政府文件等，數據較為翔實、可靠。

2.1 指標預處理

在篩選之前，我們先對初設的指標體系進行預處理，即剔除掉變動幅度幾乎為零的指標。陸海統籌系統的動態發展狀況是與這樣指標無關的，并且這類指標也不能被結構方程處理。因此刪除掉了工業增加值占GDP比重和工業廢水達標排放率兩個指標，最終保留了43個指標。

2.2 結構方程篩選

2.2.1結構方程模型

由于指標評價體系中部分指標無法直接、精確地用數據表達，諸如港口的經濟與科技發展水平等，被稱作潛變量[10]。潛變量通常會用一些延伸的指標去描述，例如用港口經濟發展水平、港口資源環境等延伸(外生)指標來描述港口的發展水平(潛變量)。這些潛變量通常無法用常規的統計學分析理論來妥善處置，而結構方程數理模型則可以妥善并合理地處理潛變量及對應的指標。

2.2.2變量說明

關于指標具體設定、相關變量的注釋說明及符號表示方法描述如下：

a. 陸域子系統。A1：人均GDP；A2：公共財政收入；A3：集疏運體系飽和度；A4：研究與發展占GDP比重；A5：固定資產投資額；A6：服務業占GDP比重；A7：工業用電量；A8：物流與交易平臺發展水平；A9：陸地交通運輸業收入；A10：稅收收入；A11：金融機構年末貸款余額；A12：全社會公路總里程；A13：租賃和商務服務業收入；A14：單位GDP能耗下降率；A15：萬元地區生產總值水耗；A16：二氧化硫排放量；A17：空氣質量良好的天數；A18：工業固體廢棄物綜合利用率；A19：土地總面積；A20：工業用地面積；A21：綠化覆蓋率。

b. 海域子系統。S1：海洋服務業增加值；S2：海洋旅游收入；S3：海洋漁業產值；S4：海洋服務業增加值；S5：海洋交通運輸業收入；S6：海洋科技人員占海洋從業人員比重；S7：海洋科技經費占科技經費比重；S8：確權海域面積；S9：海洋生物保護區面積占海域面積比重；S10：化學需氧量；S11：出海航道噸級。

c. 港口子系統。P1：外貿進出口總額；P2：吞吐能力飽和度；P3：集裝箱吞吐量；P4：航運服務水平；P5：裝卸搬運和運輸代理業發展水平；P6：生產性碼頭長度；P7：總泊位數；P8：集裝箱泊位占泊位總數的比重；P9：入海污染物總量；P10：海洋環境功能區達標率；P11：工業廢水達標排放率。

2.2.3模型的參數估計

基于結構方程模型軟件AMOS17.0平臺，利用極大似然函數法(ML)對模型的未知參數進行估計。模型采用標準化下的參數估計結果。該模型采用驗證性因子模型，確定潛變量的結構。估計模型的具體形式如下：

a. 陸域子系統的具體模型參數估計如表1所示。

表1 陸域子系統的具體參數估計

b. 海域子系統的具體模型參數估計如表2所示。

表2 海域子系統的具體參數估計

c. 港口子系統的具體模型參數估計如表3所示。

表3 港口子系統的具體參數估計

2.3.4港口陸海統籌系統協調發展評價指標體系

以權重的絕對值等于0.85為界限，保留權重的絕對值大于0.85的指標。經過結構方程模型篩選，共剩余26個指標。為方便后文的陸海統籌系統協調發展評價模型的建立，對剩余的這26個指標重命名，形成了陸海統籌系統港口陸海統籌系統協調發展評價指標體系，如表4所示。

3 陸海統籌系統協調發展評價模型

3.1 子系統發展度評價模型

對陸域、海域、港口子系統的發展度的評價過程中，由于各子系統中的指標間可能具有較大相關關系，因此選用主成分TOPSIS價值函數法來對其進行評估。

令任一子系統中的指標樣本矩陣為X=[xij]n×m，其中共包含了n年、m項指標數據。首先對所有指標進行同向化處理，將負效應指標做相應的反向取值，由此獲得同向轉換后的樣本矩陣Y。

表4 港口陸海統籌系統協調發展評價指標體系

然后，對Y進行指標數值的標準化處理，從而獲得標準化的樣本矩陣Z=[zij]n×m。數據規范化的處理方法如下：

(1)

繼而得到樣本相關系數矩陣：

(2)

求解特征方程|R-λIm|=0，得m個特征值：λ1≥λ2≥…≥λm≥0。同時得各特征值貢獻率：

(3)

(4)

(5)

(6)

再計算每個點ut到正理想點u+的相對接近度dt，即第t年某子系統發展度：

(7)

3.2 子系統間的協同度與協調發展度評價模型

記陸域、海域和港口3個子系統處于第t年時的發展度依次為d1t、d2t和d3t。當子系統i與j協同性越強，則表明dit與djt的相對離差越小。相對離差的測量可以根據離差系數公式進行求解：

(8)

由于0≤dit≤1，則當Cij(t)→0時，表明子系統i與子系統j協同。Cij(t)→0的充要條件為

(9)

為了使得到的協同度有一定的層次，給出如下的協同度計算公式：

(10)

式中：Cij(t)為子系統i與子系統j在t時刻的協同度；k(k≥2)為調節系數。不難證明，0≤Cij(t)≤1；當Cij(t)取得最大值時表明協同狀態最佳。

子系統間的協同發展度，是相應協同度與發展度兩個方面評價結果的綜合：

(11)

式中：Dij(t)為t時刻時子系統i與j的協同發展度；dij(t)為子系統i與j相應的綜合評價指數，是兩個系數的綜合性水平，取dij(t)=(dit+djt)/2。

協同發展度可以作為刻畫子系統i與j協調發展水平的綜合性指標，其能夠科學揭示出系統在特定時間上的全面協調程度與綜合發展水平。

3.3 系統總體協同度與協同發展度評價模型

陸海統籌系統總體協同度公式可以認為是子系統級的相應方法延伸，具體為

(12)

若將子系統間的協同發展度推廣到陸海統籌系統，可得到陸海統籌系統總體協同發展度公式為

(13)

4 濰坊港陸海協調發展評價

4.1 數據的選取與規范化處理

以濰坊港作為案例港口，選取篩選后的2009—2017年26個指標的數據作為樣本，鑒于取得的指標量綱基本都不相同，把不同量級、不同單位的一系列指標數據進行無量綱化，將數據進行規范化處理。

4.2 陸海統籌系統協同度計算與分析

首先應用主成分TOPSIS價值函數法對陸域、海域、港口3個子系統的發展度進行評價，得到各子系統發展度，結果如表5和圖1所示。

表5 子系統發展度

圖1 子系統發展度

由表5和圖1可以看出，濰坊港2009—2017年陸域、海域、港口3個子系統發展水平均趨于良好。其中，同時期相比較，港口子系統發展度大于陸域子系統發展度，陸域子系統發展度大于海域子系統發展度。這表明，自2009年以來，濰坊港港口的發展速度是非常迅速的。

取調節系數k=20，計算港口與陸域、港口與海域間的協同度，結果如表6和圖2所示。

表6 港口與陸域、港口與海域間的協同度

表7 港口與陸域、港口與海域間的協同發展度

表8 陸海統籌系統總體協同度

表9 陸海統籌系統總體協同發展度

圖2 港口與陸域、港口與海域間的協同度

由表6和圖2可見，2009—2012年，港口與陸域、港口與海域間的協同度均發展趨勢迅速，但自2012年以后，港口與陸域之間的協同度則保持相對平穩的發展趨勢，一直保持在0.8附近。需要注意的是，2015年港口與海域之間的協同度突然激增，之后又趨于平穩，這與濰坊港當地2015年實行的發展港口與海洋的政策是吻合的。

計算港口與陸域、海域間的協同發展度，得到結果如表7和圖3所示。

由表7和圖3可見，港口與陸域、港口與海域間的協同發展度總體呈上升趨勢，特別是2010年到2012年上升速度最快。

圖3 港口與陸域、港口與海域間的協同發展度

計算陸海統籌系統總體協同度如表8和圖4所示。

圖4 陸海統籌系統總體協同度

由表8和圖4可見，濰坊港2010年以前陸海統籌系統總體協同度很小，2011年突然上升，2013年上升速度趨于平穩，直到2015年又快速升至0.8附近，然后又趨于平穩。這表明濰坊港陸海統籌系統已經達到協調發展的要求，不過最近兩年發展略顯遲緩，所以濰坊市政府應開始重新審視陸域、海域、港口之間的協調發展，確保在港口發展的同時確保陸域、海域同步協調發展。

計算陸海統籌系統總體協同發展度如表9和圖5所示。

圖5 陸海統籌系統總體協同發展度

由表9和圖5可見，2010年以前，陸海統籌系統協同發展度增速緩慢，之后總體呈近似線性增長趨勢，特別是2010—2012年上升速度最快。

4.3 實證結果分析

針對評價模型的具體實證結果，結合濰坊港真實發展情況，可以發現：

a. 濰坊港陸海統籌系統的協同度自2009年以來呈穩步增長態勢，這也表明濰坊港陸海統籌發展程度和水平越來越高，發展越來越協調。這種結果的出現具有較強的實際背景，主要原因為：2009—2011年，國務院先后批復了《黃河三角洲高效生態經濟區發展規劃》《山東半島藍色經濟區發展規劃》，黃三角地區建設上升為國家戰略[11]，濰坊作為“四港四區一帶”的優先重點開發區域之一，遇到了前所未有的機遇。

b. 2010—2012年及2014—2015年，陸海統籌系統協同度變化較快，協同度增速較大。出現這種結果，是由于2010年港口經濟與港口配套不協調情況得到了有效改善，并且2012年底開通的集裝箱業務為港口發展提供了新增長極。此外，2014年濰坊港務有限公司成立，實現了交通投資的保值增值，港口經濟顯著提升，因此，2014—2015年濰坊港陸海統籌協同度快速增長。

c. 從協同度趨勢上看，雖整體程上升趨勢，但局部年份有放緩趨勢。原因主要為濰坊市完善的海陸產業鏈條尚未構建，臨海產業的產業鏈條普遍較短，上下游產業不配套，導致海陸產業關聯性差，制約著海陸經濟聯動發展。由于運輸功能單一，且貨物以過境為主，煤通道特征明顯，對當地經濟的拉動作用較弱。

5 結論與建議

5.1 結論

通過構建陸海統籌系統，確立陸海統籌系統協調發展評價指標體系，進而建立陸海統籌系統協調發展評價模型。港口陸海統籌系統協調發展評價指標體系由港口陸海統籌系統的陸域、海域和港口子系統的26個指標構成，其中蘊含了社會經濟發展基本現狀、服務體系水平和資源環境狀況等方面內容。

利用協同度模型建立港口陸海統籌系統協調發展評價模型，分析了港口陸海統籌系統協調發展程度。協同度模型在濰坊港中的應用表明：近年來，濰坊港陸海統籌系統協調發展程度在逐年提高，尤其是黃藍兩大國家戰略的貫徹實施推動了濰坊港陸海統籌系統協調發展。但從實證結果中發現，濰坊港的陸海統籌系統協調發展是不穩定的，主要原因是港口子系統是陸海統籌系統中的薄弱環節。由于近些年濰坊港臨港產業的快速發展對港口資源的需求大幅度增加，而港口的配套政策及體制機制限制了港口創新活力，無法滿足臨港產業快速發展需求。因此，政府應當著重大力發展港口和臨港產業。

5.2 建議

綜合以上分析發現，如今的濰坊陸海統籌系統中海域、港口兩個子系統的發展程度仍處于低水平，陸海統籌系統協調發展較為遲緩，具有很大的上升空間。為了保證濰坊能夠實現陸海統籌協調發展，筆者提出如下建議：

a. 升級“陸海統籌”發展模式。一是要堅持陸海統籌規劃，統一布局。建立港產城協調機制，強化區域合作，創新陸海聯運通道等措施，健全協作協調機制。二是要落實沿海隆起戰略，加快臨港工業集聚。打破城市、產業與港口在管理體制的分割，在一致的目標下，統籌城市、港口及交通、產業發展的定位和各項相關規劃工作。逐步建立起科學、標準、規范、合理的決策和協調管理機制。三是要創新陸海統籌體制機制，提升港口服務效率及水平。打破行政區劃，統籌岸線資源利用和臨港工業布局。

b. 優化港口集疏運通道，減少對城市影響。加快構建港口綜合集疏運體系，一是要盡快建立完善水運、鐵路、公路、管道、皮帶機等多種聯運方式的綜合疏港交通運輸體系。充分發揮各種運輸方式的優勢，形成分工合理的集疏運結構，提升港口集疏運能力，促進臨港產業及港口腹地經濟的發展。二是要大力發展海鐵聯運。濰坊港億噸大港配套設施，濰坊港疏港鐵路建設對推動濰坊港融入“一帶一路”，打造陸海聯運、一體化發展的交通樞紐和物流大通道具有重大戰略意義。三是要打造高效、全面、實時、穩定的集疏運體系信息化平臺。通過整合集成海關、檢驗檢疫、海事、企業、鐵路、公路、水運、航空等物流信息，建立統一的信息平臺，實現資源共享，提高效率，實現互利共贏。