北极航线经济腹地范围和等级划分研究

李振福　闫倩倩　刘翠莲

摘 要：北极航线具有重要的战略价值和商业价值，从小的范围来说，北极航线的开通将对海运格局产生重大影响，从大的范围来说，北极航线的开通将对世界经济格局产生重大影响。在这个背景下，首先根据过去各种腹地的类型和定义提出了北极航线经济腹地的概念并阐明了北极航线经济腹地划分的意义。然后分析了以往文献对腹地划分问题的研究方法及北极航线腹地划分问题的特殊性，并基于断裂点概念模型和场强模型对北极航线经济腹地范围和等级做出具体划分。最后，根据世界经济格局发展动态分析了腹地的演化趋势，并提出了中国的应对策略。研究成果能够对中国的北极航线战略制定提供科学依据。

关键词：北极航线；经济腹地；范围划分；等级划分；断裂点理论；场强模型；熵值法

中图分类号：F119 文献标识码：A

0 引言

北极航线是指穿过北冰洋，连接大西洋和太平洋的海上航线。现阶段的北极航线主要包括两条，分别是大部分航段位于俄罗斯北部沿海的“东北航线”，以及大部分航段位于加拿大北极群岛水域的“西北航线”。随着全球气候变暖，北极海冰快速减少，北极航线封冻期缩短，北极航线的商业价值逐步得以体现。北极航线的开通并非遥不可及，现阶段东北航线水域夏季无冰期已超过30天，整个北冰洋地区也将在不到30年时间内实现夏季完全无冰[1]。北极航线一旦开通，将直接改变世界海运格局，对国际贸易、世界经济与政治等产生深远影响。

北极航线的研究涉及政治、经济、地理、交通运输等多个领域，是具有前沿性和跨学科性的复杂问题。国外从法律、地缘政治、军事、科研、环保等多个视角进行过相应研究，研究成果数量庞大。中国关于北极航线的研究正处于逐渐开始阶段，张侠等对北极航线的海运经济潜力进行评估，并分析了其对我国经济发展的战略意义[2]。陆俊元在地缘政治格局概念基础上，提出了地缘政治格局的基本分析方法，并以此分析了冷战后北极地区的地缘政治格局的主要特征[3]。何剑锋等对各个国家对北极航线相关海域的科学考察背后的北极策略进行分析，并从科学需求的角度对今后中国北极科学考察中针对北极航线相关海域应开展的科学考察与研究提出了相关建议[4]。贾桂德等深入分析当前北极形势发展的新动向，并对新形势下更好地参与北极事务提出看法和建议[5]。李振福从多个层面对中国参与北极航线问题的利益、障碍、机制等进行了分析，并对中国参与北极航线提出了可行的战略实施方案[6-9]。虽然中国有越来越多的学者投入到北极航线的研究中来，但如今仍处于以定性研究为主的阶段，缺乏定量的数据支持。本文针对北极航线沿岸性的地理空间特点，运用定量的模型对其经济腹地的范围和等级进行了划分，具有重要研究价值。

1 北极航线经济腹地的含义和研究意义

关于腹地理论的探索一直蕴含于经济地理学与城市经济学的学说发展过程之中。腹地，原意仅是港口腹地，最早由高兹（Gotz）在《海港区位论》中提出，指为一个贸易港口提供进出口货物的来源和销售市场的背后内陆地区[10]。后来由弗里德曼的“中心-腹地理论”引申出城市腹地的概念，指位于经济和文化中心城市周围，受中心城市的影响，起到为中心城市提供物资和销售市场以及接受中心城市文化服务的作用的区域[11]。20世纪末，随着信息、互联网技术的发展，一个城市的信息中心性成为决定城市中心等级的关键因素，腹地的概念逐渐演变为一个被智能和信息活动整合的货物服务区，信息腹地理论开始出现[12]。以上可以看出，无论腹地概念怎样发展，它都与中心地的概念相对应，指中心地的影响、服务区域。所以本文认为，北极航线经济腹地是从北极航线出发吸收或辐射能力能够达到并能直接或间接促进其经济发展的区域范围。

航线与腹地之间是相互依赖、相互支持、相互促进的关系，腹地的经济发展依赖于航线，同时航线兴旺又得益于腹地经济的发展。北极航线经济腹地的研究意义具体体现为：其一，明确航线经济潜力。与港口腹地划分意义类似，北极航线经济腹地划分最直接的价值就是明确航线的经济潜力。腹地范围的大小、腹地内经济状况、腹地内外贸运输状况等都将决定航线开通后的经济价值，这是航线腹地划分最简单最直观的意义。其二，为各国的北极航线利用规划提供依据。北极航线每年的通航期有限，即使实现全线通航，每年也只有3至4个月的通航期，而世界贸易往来频繁，据估计，2018年世界可投入运营的商船数将超过10万艘，全球商船的载重吨位也将达到21亿吨①，北极航线如果没有预先做出合理计划，将很有可能像传统航线一样面临拥堵的问题。因此，提前做好经济腹地划分，做好运输量预测，对于制定开放期规划和运输计划等具有重大现实意义。其三，为处理北极事务过程中的话语权界定提供依据。因北极航线是联系亚、欧、北美三大洲的最短大圆航线，各国之间对于北极航线的各种权益一直存在争端。航线与经济腹地之间存在巨大经济关系，而且腹地等级越高，经济联系越密切，所以腹地地区非常有理由参与到北极航线问题的决策中去，所以北极航线经济腹地的范围和等级划分对于解决国际争端过程中的话语权界定具有参考意义。

2 北极航线经济腹地的范围和等级划分

2.1 划分方法

腹地划分的方法分为定性和定量两类，定性方法包括圈层结构法、点轴结构法等，定量方法包括区位熵法、引力模型法、牛顿模型法、烟羽模型法等。王小准等在GIF软件支持下，利用Huff模型对城市经济区的腹地进行了划分[13]；李振福等提出了利用烟羽模型对港口腹地进行划分的方法[14]；蒋海兵等采用主成分分析法评价城市综合规模，并通过场强模型、成本加权栅格法、空间叠加等技术对城市腹地进行了划分[15]；赵渺希等利用网络连接度对中心城市的腹地范围进行划分[16]。然而航线经济腹地与传统的港口腹地存在差异，首先它不是由一个中心点而是由一条线向外辐射，其次因为还未正式开通，船舶通过能力和运输量受到多大程度限制还不得而知，源强的量化计算存在难度，所以在方法的选择应用上也应与传统的港口腹地划分方法有所不同。本文采用改进的断裂点模型对北极航线的腹地范围做出确定，然后通过场强模型对航线经济腹地做出具体的等级划分。其中权重的确定采用熵值法，以避免专家打分带有主观因素的弊端。

2.2 范围划分

断裂点理论是关于城市与区域相互作用的一种理论。由康维斯（P.D.Converse）于1949年对赖利（W.J. Reilly）的“零售引力规律”加以发展而得。该理论认为，一个城市对周围地区的吸引力，与它的规模成正比，与距它的距离的平方成反比。故两个城市影响区域的分界点（即断裂点）公式如下：

da=■ （1）

式中da为从断裂点到A城的距离，dab为A、B两城市间的距离，pa为较大城市A的人口，pb为较小城市B的人口。

而在北极航线经济腹地划分的问题中，马六甲海峡、苏伊士运河、好望角、巴拿马运河等组成的传统航线与北极航线的关系就相当于两个城市之间的关系（图1），两者之间的腹地界限划分可以应用断裂点理论进行分割。

其中，p的取值存在特殊性，因为地球是一个球体而不是一个简单平面，假设pa、pb表示两条航线的可通过量且可通过量相等，那么理论上断裂点应在两者之间，但实际上因为北极航线的平均纬度在北纬75度，传统航线的平均纬度在北纬15度，越靠近0纬度周长越大，海运距离越长，航次成本越高，所以北极航线经济腹地应越过两者中点，也就是说单纯依据两条航线的通过量，不能准确划分腹地范围。本文以航线可通过量q与所在纬度圆周c的比值表示p，则断裂点模型为：

da=■ （2）

供大于求可视为可通过量相等，则da=■=0.658dab。所以以国土面积半数以上超过北纬35.51度为划分标准，北极航线经济腹地为：中国、韩国、日本、朝鲜、蒙古、哈萨克斯坦、土耳其、土库曼斯特、加拿大、美国、阿富汗、塔吉克斯坦、乌兹别克斯坦、吉尔吉斯斯坦、亚美尼亚、阿塞拜疆、格鲁吉亚、芬兰、瑞典、挪威、冰岛、丹麦、爱沙尼亚、拉脱维亚、立陶宛、白俄罗斯、俄罗斯、乌克兰、摩尔多瓦、波兰、捷克、斯洛伐克、匈牙利、德国、奥地利、瑞士、列支敦士登、英国、爱尔兰、荷兰、比利时、卢森堡、法国、摩纳哥、罗马尼亚、保加利亚、塞尔维亚、马其顿、阿尔巴尼亚、希腊、斯洛文尼亚、克罗地亚、波斯尼亚和黑塞哥维那、意大利、梵蒂冈、圣马力诺、马耳他、西班牙、葡萄牙、安道尔，共60个国家。

2.3 等级划分

场强模型即引入物理学中场强的概念，以场强E表示北极航线与腹地经济联系的大小。这种联系的影响因素主要包括距离、GDP、进出口额等。不过除此之外，国家的港口条件、技术水平、航运实力等作为潜力指标与北极航线直接相关，决定了北极航线开通后的利用发展情况，所以也应被考虑在内，以体现腹地等级的动态性。

所以其基本公式为：Ei=■=■

其中，Fi代表第i个国家所受的经济作用力，di代表第i个国家距离北极航线最近一点的距离，？姿i代表第j个指标的权重值，Ai代表第i国家的年进出口总额，Bi代表第i个国家GDP情况，Ci代表第i个国家的潜力指标。

权重的确定采用熵值法，熵值法是一种客观赋值的方法，排除了主观因素的影响，具有更高的准确度和精确度。它通过计算指标的信息熵，根据指标的相对变化程度对系统整体的影响来决定指标的权重，相对变化程度大的指标具有较大的权重。计算步骤包括：

（1）计算第j项指标下第i个国家占该指标的比重。

（2）计算第j项指标的熵值。ej=-k*■pijli（pij），k=■，m为样本个数。

（3） 计算第j项指标的差异系数。对于第j项指标，指标值Xij的差异越大，对方案评价的作用越大，熵值就越小，gj=1-ej，即gj越大指标越重要。

（4）求权数。wj=■

各国的GDP值和年进出口总额来自世界银行官网2013年统计数据。潜在指标取值通过考虑港口条件、海岸线长度、技术水平、航运实力四个因素后的德尔菲法获得。距离北极航线任一点最近距离通过“谷歌地球”获得。然后，根据熵值法确定的GDP 和进出口贸易额、潜在指标的权重值分别为0.36905、0.2543、0.3762，将相应数据处理并计算得到各个国家场强值如表1所示。最后，分别以 100和500 为划分界限把腹地分为一级腹地、二级腹地、三级腹地三个类型，划分结果如表2所示。

3 北极航线经济腹地演化

3.1 影响北极航线经济腹地演化的因素

（1） 北极航线的可利用程度。可利用程度是指北极航线的通航预期和被利用的程度，它受航线的自然条件和北冰洋海冰的融化进度的影响。本文是在北极航线有足够大的可利用程度的假设上进行的，如果可利用程度降低，则经济腹地将北移缩小。

（2） 国家的经济策略。北极航线主要对外贸经济发达的国家有影响作用，对外开放程度越高，对北极航线的利用率越高，北极航线对其影响作用越大，而对于像朝鲜这种对外经济贸易封锁的国家，北极航线是否开通对其影响不大。

（3） 国际法规和决策。北极问题目前还处于饱受争议阶段，各个国家对于北极问题利益划分方法存在冲突，比如俄罗斯加拿大等沿岸大国认为他们有权独占北极航线的开发权和控制权，而非北极国家们认为北极主权归属于全人类，世界各国应共同开发利用，未来如何解决这些争议，最终结果如何，将直接对北极航线经济腹地产生影响。

3.2 北极航线经济腹地的演化

第一，北极八国的腹地结构演化。虽然现在北极八国中只有俄罗斯、加拿大、美国三个国家处于一级腹地位置，但随着北极航线开通，北极八国经济腹地地位将会加深。一方面，虽然存在争议，但是目前西北航线和东北航线分别处于加拿大和俄罗斯的相对控制之下，芬兰、冰岛和瑞典等国也在积极倡导沿海线权益，如果这种控制权得到国际社会认可，这些国家将会获得丰厚的“过路费”收益。另一方面，北极将会带来新的旅游机会，北极特有的极光现象、冰川雪景、人文景观和珍奇的动植物吸引着越来越多的人前往北极，特别是物质精神文明日益丰富的今天，人们愿意花费金钱来满足自己的冒险精神和猎奇心理。随着北极航线的开通，到北极及北极附近国家旅游将会变得愈加便利，北极旅游将会成为北极国家的又一经济增长点。

第二，腹地内其他国家的腹地结构演变。这些国家在地理位置上虽然没有与北极航线直接相邻，但通过北极航线，亚、欧、北美间的路程会大幅缩短，特别是沿海国家很有可能发展成为重要的物流集散地，所以北极航线的开通对这些国家也有重要影响。例如中国，作为欧洲最大贸易伙伴、北美第二大贸易伙伴、世界第二大贸易国，再加上不断加深对外开放政策，北极航线对其意义不言而喻。对韩国来说，北极航线使得釜山到欧洲的距离从原来的20100公里缩短到12700公里，航行时间从24天缩减为14天，成本大幅降低。釜山港作为韩国最大港口，世界第五大集装箱港口，北极航线一旦投入使用，釜山港地位将愈加重要。对日本而言，北极航线将使其地缘地位迅速提高。当从北极航线进入太平洋后，必须通过日本海或者日本外海才能到达中国或东南亚地区，日本海域将成为堪比如今的马六甲海峡的第二条海上生命线。对欧洲地区国家而言，海运一直是其高度依赖的产业。欧洲近代繁荣的一个重要基础就是不断拓展的海运贸易，欧洲国家在今天的世界航运业中仍然占有举足轻重的地位。北极航线开通意味着从西欧到美国西海岸可能不再需要经过有通行吨位限制的巴拿马运河，亚洲各国生产的各种工业品也可以不经苏伊士运河到达西欧各国，所以北极航线有利于这些国家经济贸易繁荣。但影响是具有相对性的，像地中海附近传统航线沿岸国家，北极航线的开通将使其地理优势一定程度降低，大量货物“改道”运输，所以其腹地地位可能会降低。对北非、中东等传统能源出口国来说，随着北极航线的开通，北极及北部地区能源运输将愈加便利，这些国家将很有可能失去赖以生存的经济支柱，经济状况充满了威胁和挑战。

4 结语

中国作为北极航线的重要经济腹地，北极航线的开通将对中国产生重大影响。北极航线与中国的“一带一路”相结合，构成了海陆联动的交通运输网络，促进我国东西部均衡发展；北极航线使中国与欧洲北美洲等地区联系更加便捷，上海以北港口到欧洲西部、北海、波罗的海等港口比传统航线短25%～55%，降低了海上运输成本，响应了国家“走出去”的发展战略，也将推动国际产能合作；北极航线将可能使拥有丰富能源资源储藏量的北极地区成为我国海外资源采购的主要目的地，更好地解决我国能源不足问题。

总之，北极航线对于中国是一次机遇，中国在制定经济发展计划时应充分考虑北极航线开通的影响，及时采取合适的经济策略。其一，加强港口规划和布局。北极航线的很有可能造成经济中心一定程度的北移，促进中国东北地区和东部沿海的发展，中国北方的部分相关港口有可能成为新的国际航运中心。所以，提前做好港口通过能力的前瞻性规划具有重要意义。其二，做好冰区船舶制造设计和冰区航行的技术准备。北极航线航行条件复杂，即使在破冰船等航海技术已经十分发达的今天，北极航行依然是十分困难和危险的。据统计，仅1995到2004年间北极海域发生的船舶事故就高达293起，所以中国要加强在复杂海况下的航行技术和救援技术，研发设计适用于北极航线的船舶，做好应对冰困、走锚、海雾等一切危险情况的预警机制，全力保证冰区航行的顺利和安全。其三，推进能源战略合作。北极资源开发保护工作不是一个国家所能承担的，中国应通过北极理事会正式观察员的身份深入参与北极合作，适时制订全面系统的北极政策，既解决我国能源问题，又可以提升我国国际地位，增加我国在北极问题的话语权。

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Abstract： The Arctic route has important strategic value and commercial value. When it is opened， the shipping pattern and the world economic pattern will be influenced. Under this background， firstly， put forward the concept of the Arctic routes economic hinterland and clarify the research significance. Then， we divide its range and grade based on the concept of breaking point model and field intensity model. Finally， we analyze the evolution trend of the hinterland according to the dynamic world economic pattern and put forward the coping strategies of China. Research results will provide a scientific basis for the formulation of Chinese strategy to the Arctic route.

Key words： Arctic route； economic hinterland； range partition； grade dividing； breaking-point theory； field intensity model； entropy method