“一带一路”背景下区域经济与港口协同

曹峰

内容摘要：作为“一带一路”重要支点的东部沿海地区优良港口众多，本文以我国30个港口城市为研究对象，运用协同学理论对港口物流和区域经济发展进行实证分析，为港口物流和区域经济协同研究提供了不同方法。通过研究得出以下结论：在引入GDP和港口货物吞吐量后发现，两者之间不同程度反映经济发展状况，为我国经济转型升级提供了新的思路;在引入港口建设投资完成额和港口货物吞吐量后发现，港口吞吐量是港口建设投资完成额的序参量，区域外向型经济发展水平影响港口物流建设水平。

关键词：一带一路   协同学理论   区域经济   港口物流   协同发展

港口作为重要的战略资源可以极大地推动区域经济的发展，但是各区域经济发展水平不一且港口物流的推动作用和地位存在较大差异。本文在协同学理论的基础上通过运用哈肯模型研究我国沿海各港口与其腹地城市之间协同发展关系，在实证分析的基础上为我国建设“一带一路”和推动各港口城市与港口物流协同发展提供理论支撑，同时为福建省建设成为一带一路的重要支点提供理论基础，并提出发展建议：第一，充分发挥福建省的区位优势，利用沿海诸多优良港口大力发展港口物流业，形成经济增长新动力;第二，建设港口群，使福建省内福州、泉州、厦门等港口之间形成功能互补、协调发展的新型港口群，为福建区域经济的迅速发展提供良好的经济基础等。

研究现状

在区域经济与港口物流协同发展机制的研究方面，国内外众多学者运用不同的模型进行分析，探索和解释影响区域经济发展的因素。其中，陈航等（2009）通过建立功能关系矩阵研究港口与区域经济的协同关系;梁红艳等（2012）通过运用向量误差修正模型研究福建省港口与经济发展的互动机制;杨留星（2016）等通过建立VAR模型实证分析海港对腹地区域经济的影响;孟飞荣（2017）等通过建立港口与腹地经济的协调度评价模型对湛江港、北海港等四个港口及其腹地经济耦合度进行测度;罗永华（2010）建立区域经济与港口评价指标体系并采用灰色关联模型进行实证分析。

作为研究系统演化的自组织模型，哈肯模型的应用领域广泛，且越来越受到广大学者的关注。哈肯模型是基于确定序参量来研究系统演化机制的自组织演化模型，是协同学理论的微观方法。协同学理论是1971年由哈肯教授创立的，其中心内涵是许多子系统相互作用、相互联系构成一个复杂的复合系统。系统内各个子系统和参量的性质对系统的影响是不同的，对参量进行有目的的改变并使其达到线性失稳点，以此研究系统内部不同因素和变量之间相互作用使系统发生演变的过程。各个子系统之间既存在复杂无序的运动又与其他子系统相互联系和相互协调作用。其中两个变量分别为快变量和慢变量，慢变量也叫做序参量，在系统中处于支配地位。当前哈肯模型主要广泛应用于区域经济研究领域和产业演进机制研究中。其中，胡渊等（2015）基于自组织理论对能源碳排放与国内生产总值的演进机制进行实证分析;唐建荣等（2017）建立哈肯模型研究物流业与保险业协同发展关系;同时，唐建荣（2017）等人也将哈肯模型的应用扩展到物流业与金融业协同演化机制的研究当中;除此之外，也有学者如郑树旺（2016）等建立关于旅游业与环境污染治理的哈肯模型研究旅游业与环境污染治理投资之间的协同关系。

协同机制分析

区域经济-港口物流系统是由区域經济和港口物流两个子系统构成的开放的、非线性的演化系统。该系统内部存在众多控制参量并且两个子系统之间随着时间的推移呈现出彼此协调有序的结构。在本文中，作者尝试选取相关指标建立区域经济与港口物流之间的哈肯模型进行实证分析，研究区域经济与港口物流两大子系统之间的演变机制。在临港地区的研究中，根据自组织理论可以将区域经济与港口物流看成开放的统一系统。以下主要分别从港口与城市功能定位和自组织理论特征等方面阐述建立区域经济与港口物流协同机制的合理性。

通常来讲，按照港口功能的演变将港口划分为四个发展阶段：上世纪五十年代之前的港口被看作运输中心，承担着单一的运输和转运功能;上世纪五十年代到八十年代的港口被看作运输与配送中心，港口功能得到部分扩展;上世纪八十到九十年代的港口被看作物流中心，除了运输、配送等功能，港口还承担着仓储、流通加工等作用。同时最新的第四代港口除了上述功能外还承担着资源配置和临港产业集群等功能。因此从港口功能的角度来看，港口物流在承担流通功能的同时对区域经济、人口、社会产生巨大的影响。由于地理空间上的联系，港口的发展与城市成长模式密切相关。通过前、后向关联效应，港口可以催生大批产业集群，带动区域经济的迅速发展。

从区域经济的角度来看，直接经济腹地的总量和发展程度对港口货物吞吐量及港口基础设施建设产生直接影响。区域城市经济的落后会导致港口腹地范围的缩小、港口基础设施的不完善以及缺乏充足的货源资源支撑，严重影响港口物流的辐射范围。因此，从区域经济的角度来看，港口物流的迅速发展得益于区域经济的壮大和区域对外贸易的繁荣。

此外，港口物流与区域经济协同机制作为相对独立的生态系统存在以下自组织特征：第一，开放性。区域经济与港口物流的发展均离不开与外界的信息、资金和技术设备等的交流，随着资金、技术等资源输入区域经济与港口物流生态系统，该系统也在向外界输出资金、信息等，这些开放性因素促使区域经济与港口物流协同发展。第二，非平衡性。在区域经济与港口物流协同机制是由区域经济与港口物流两大主题构成，两者之间的地区生产总值、港口货物吞吐量、发展速度等方面都存在非平衡性质。区域经济与港口物流发展之间并非是同步或者同时进行的，此外，相比较而言区域经济子系统与港口物流子系统之间的关系并非平衡的。第三，非线性。区域经济与港口物流两大子系统对协同机制的影响并非简单叠加。在内外各种因素的干扰下，协同机制的变化趋势更加复杂，系统变化由最初的线性状态趋向非平衡的非线性状态。第四，适应性。区域经济与港口物流系统协同机制对外界因素存在很强的适应性，例如在“一带一路”的影响下，港口与腹地经济呈现一定程度的发展趋势。

模型与实证分析

（一）模型建立

哈肯引入统计力学对自组织问题进行深入研究，建立完善的协同学自组织理论。哈肯模型通过衡量系统的有序度，对序参量进行有效识别进而对系统的阶段演化进行评估。

哈肯模型的两个中心概念是序参量概念和伺服原理。假定γ1很小，只要m1和m2是小量，那么m1的变化很慢且由公式（2）可知，m2由m12 驱动。但是因为m1变化很慢，可以认为m2的变化很慢，如果γ2为正值且远大于γ1，与γ2m2相比可以忽略m2。这其中m1为序参量，m2由m1支配，此为伺服原理。通过绝热近似法可以用γ1表示γ2。区域经济与港口物流协同发展系统中，假设m1表示子系统I的状态变量，m2表示子系统Ⅱ的状态变量，m1为该系统中的内在驱动力，变量m1控制着变量m2。这两个子系统的运动方程可以表示为：

下文将哈肯模型引入区域经济与港口物流协同发展系统的研究和分析中，构造运动方程并找出区域经济与港口物流协同系统的序参量。这一过程共分为两个阶段：第一阶段，引入GDP和港口货物吞吐量作为两个参量进行研究;第二阶段，引入港口建设投资完成额和港口货物吞吐量作为两个参量进行研究。

（二）第一阶段变量引入

为了具体分析区域经济与港口物流发展的协同关系，本文选取30个港口城市2015-2016年港口货物吞吐量（TTL）和地区生产总值（GDP）作为研究样本进行实证分析。

其中，由于港口货物吞吐量的变化能够在一定程度上反映港口基础设施、机械设备、服务水平、管理效率、技术进步等港口发展的内在因素变化，本文选取30个港口城市的港口货物吞吐量（TTL）作为港口发展的主要衡量指标。同时本文选取地区生产总值（GDP）作为衡量区域经济增长的主要指标。样本数据来源于相关各省市2016、2017年统计年鉴和2015、2016年统计公报等。

确定序参量。在第一阶段引入GDP和港口货物吞吐量两个参量进行分析时，首先假设港口货物吞吐量（TTL）为序参量，根据公式（3）和公式（4）并运用Eviews软件分析选取的30个港口城市数据可以得到运动方程如下：

（8）

（9）

其中运动方程（8）的调整拟合优度为0.99，方程的F统计量为2047.347。运动方程（9）的调整拟合优度为0.999，方程的F统计量较大且其P值通过了0.05显著性水平检验。两个运动方程根据white检验模型不存在异方差性。所以两个运动方程是有效的，由此可以得出γ1=-0.016，γ2=-0.088，a=0.000000000205，b=-0.000257，根据绝热近似假设条件：|γ2|>|γ1|且γ2>0，此时该变量称为快变量即衰减迅速。但是在以港口货物吞吐量为序参量的假设中，γ2<0，说明原假设不成立，港口货物吞吐量不能作为序参量。因此继续研究假设GDP作为序参量，重新计算得到运动方程如下：

在第一阶段引入地区生产总值和港口货物吞吐量两个参量进行哈肯模型的实证分析时发现两个参量均不能作为港口物流和区域经济协同系统的序参量，原因可能有如下几个方面：第一，从样本数据中不难看出地区生产总值与港口货物吞吐量之间存在正相关关系，这不满足哈肯模型的條件，即在丧失线性稳定性、序参量的产生和伺服原理的有效性之间存在着一种最重要的内在关系，当改变控制参量时，一个系统会丧失线性稳定性;第二，地区生产总值作为衡量地区经济发展水平的重要指标应当被考虑作为参量进行哈肯模型分析，但是影响地区经济发展水平这一指标的因素众多，在当前我国经济发展形势下，港口货物吞吐量短时间内波动并不会影响地区生产总值的持续增长。因此，综合上述几点原因，本文第一阶段得出以下几个重要结论：第一，通过地区生产总值与港口货物吞吐量之间进行分析可以看出两个参量呈现正相关关系，这符合我国当前经济增长、港口物流迅速发展的现状，两者之间短时间内不会存在类似势函数图像上的极值问题;第二，通过这一阶段的分析可以看出选择参量进行哈肯模型分析时应当尽量选取子系统之间存在直接关系且影响因素较少的变量，以保证分析的准确性和可靠性;第三，可以尝试运用哈肯模型对地区经济发展水平和港口发展水平进行时间序列的分阶段研究，为区域经济转型升级提供有力的理论支撑;第四，通过第一阶段的分析可以得到：地区生产总值与港口货物吞吐量之间无法满足绝热近似假设，港口货物吞吐量一定程度上是地区经济发展水平的侧面表现，因此港口货物吞吐量与地区生产总值在大多数情况下是呈现正相关关系的，即可以将港口货物吞吐量当作港口经济发展水平的表现，同时也是地区经济发展水平的表现。

（三）第二阶段实证分析

港口建设投资完成额一定程度上反映了区域经济对港口物流发展的影响作用且该参量与港口物流发展之间存在着直接关系。这一阶段选取30个港口城市的港口投资建设完成额（TZ）和港口货物吞吐量（TTL）两个变量进行区域经济与港口物流协同发展研究，样本数据来源于相关各省市2016、2017年统计年鉴和2015、2016年统计公报以及2016年、2017年中国港口统计年鉴。

第一，确定序参量。选取港口投资建设完成额与港口货物吞吐量两个参量进行分析，首先假设港口货物吞吐量为系统的序参量，根据公式（3）和公式（4）运用Eviews软件得到运动方程如下：

由上述公式（12）和公式（13）可知，γ1=-0.030，γ2=0.607，a=0.0000000148，b=0.000143，γ2=0.607满足绝热近似假设：|γ2|>|γ1|且γ2>0。此时港口投资建设完成额为快变量，即衰减迅速;而港口货物吞吐量为慢变量，特征为衰减缓慢，表示阻尼较小的序参量。因此在公式（12）和公式（13）构造的运动方程中，港口货物吞吐量为港口建设投资完成额的序参量，因此可以得到运动方程如下：

第二，势函数求解。由上述公式可知港口货物吞吐量为序参量，采用绝热消去法，令TZ=0可得

然后将方程（16）代入方程（14）可以得到系统序参量方程如下：

进一步根据求得的参数可以得到系统演化趋势函数为：

第三，参数分析。在第二阶段的分析中可以看出，港口货物吞吐量是系统的序参量，港口货物吞吐量的增加在一定程度上吸引了港口建设投资额的增加。从另一个角度讲，港口货物吞吐量的增长意味着港口城市外贸经济的蓬勃发展，即港口货物吞吐量可以看做港口城市经济发展的体现，这种外贸经济指标的增长促使港口建设投资的增加，进而完善港口基础设施，提高港口的货物承载力，促使港口货物吞吐量的增长。

结论及建议

通过上述两个阶段的分析可以看出：在第一阶段引入地区生产总值与港口货物吞吐量两个参量进行哈肯模型分析时，不满足绝热近似假设条件。因此第二阶段引入港口投资建设完成额与港口货物吞吐量两个参量进行分析，结果发现港口货物吞吐量是系统的序参量。在第一阶段的分析中，地区生产总值代表地区经济发展水平，而港口货物吞吐量反映地区外贸经济的发展，即两者共同反映了地区经济的发展水平且外贸经济是地区经济的一部分，因此不适合将不同程度反映地区经济的两个指标放在区域经济与港口物流系统中进行分析。因此第二阶段中选取当年港口投资建设完成额与港口货物吞吐量进行分析，结果发现港口货物吞吐量是系统的序参量，即港口货物吞吐量的增长在一定程度上吸引港口建设投资的增加，外贸经济的发展促进港口物流基础设施投资的增加，而港口物流建设投资的增加完善了港口基础设施，提高港口货物承载力，对外贸经济的发展提供了基础保障。

由上述模型建立和分析过程可知，港口货物吞吐量的增长在一定程度上可以吸引港口投资建设完成额的增长，促进港口基础设施的完善。a>0表明在区域经济与港口物流协同发展系统中港口货物吞吐量与港口建设投资额的降低之间还未形成协同效应，港口发展潜力尚未充分挖掘，港口物流对区域经济的带动作用有待进一步提高;b>0表明港口货物吞吐量的增加与港口建设投资完成额的降低之间存在正效应;γ1=-0.030<0说明港口建设投资完成额与港口货物吞吐量之间的正向反馈机制正在逐步形成，应当增加港口固定资产的投资力度，促进港口货物吞吐量的稳定增长。γ2=0.607>0说明港口建设投资完成额在某种程度上有效性偏低，无论是资金还是人力资源的使用上存在资源浪费现象，所以在加大港口建设投资力度的同时应当注意提高资源利用效率，减少资源浪费。

参考文献：

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