港口陆海统筹系统协调发展评价模型与应用

张金刚，马冬梅

(1.山东省交通规划设计院，山东 济南 250031； 2.连云港市徐圩新区管委会，江苏 连云港 222002)

进入新时代以来，中国经济由高速增长向高质量发展转变，以习总书记为核心的党中央形成新时代“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念。在沿海资源开发利用方面，强调“陆海统筹”。多年来陆域资源与海域资源相互共存、共生。随着社会经济的发展与人类的进步，陆域资源与海域资源得到持续开发、利用。在开发利用过程中，两者逐渐呈现出相互矛盾、冲突的态势。因此，基于陆海统筹的视角，研究港口陆域与海域资源之间彼此制约与相互共生的关系已十分迫切。

陆海统筹是海洋经济学家张海峰[1]于2004年在北京大学举行的“郑和下西洋600周年”报告会上首先提出的，他认为在五个统筹的基础上，应加上“陆海统筹”。鲍捷等[2]认为陆海统筹的根本在于陆域系统和海域系统之间多方面的协调，其具体内容主要包括陆域系统和海域系统社会经济、环境生态、资源和文化等各个子系统或要素的协调发展和综合运作。孙吉亭等[3]把陆海统筹看作陆海两大相对独立而又相互依存的子系统彼此作用形成的具有特定构造和功能的整体复合系统。郑贵斌[4]提出应基于海洋蓝色经济理论，科学合理地进行陆海联动的集社会经济、资源环境、产业结构优化为一体的整体集成规划，凸显陆海统筹强力推进经济发展的战略引导。黄健等[5]从我国7个典型港口城市实例发展现状分析着手，研究南通港城联动发展过程中的主要影响因素，并从临港产业辐射、集疏运体系建设、城市智能化管理3个方面分析面临的问题以及相应的对策建议。杜利楠[6]从海洋和陆域两个目标作为分析对象，主要针对海洋和陆域以及延伸链产业为分析基础，从人力、物力、科技三大生产要素解析海洋和陆域两大产业之间存在的关联和差异。

与其他沿海港口相比，潍坊港发展较为滞后且具有一定的封闭性，在陆海统筹推进阶段更具典型性。笔者在文献梳理的基础上，构建了港口陆海统筹评价指标体系，依据协同度模型建立陆海统筹系统协调发展评价模型，并以潍坊港为例，对提出的港口陆海统筹系统协调发展评价模型进行了实证分析，为潍坊港的建设发展提供有针对性的发展建议，并针对出现的不协调问题提出调控策略。

1 港口陆海统筹系统构建及影响因素

1.1 港口陆海统筹的概念界定

陆海统筹是指在区域经济发展和社会发展过程中，全面考虑陆域与海域的自然资源和生态环境要素，综合考察陆海系统的社会功能、经济功能和资源环境功能。在陆海系统生态环境容量和自然资源承载力、社会经济系统的活力和潜动力基础上，以陆域与海域两系统和谐健康发展为根本进行港口城市发展规划、落实计划的编制及实施工作[7]，从而充分施展陆海系统联动及互动作用，进而推进区域社会经济与资源环境的和谐、健康、稳定的可持续发展。

1.2 港口的陆海统筹系统构成

根据系统理论的概念与逻辑，将陆海统筹系统定义为：以港口资源的开发、利用和管理为核心，以城市为载体，以临港产业腹地和内陆后方腹地为依托[8]，以集疏运体系为动脉，涉及所有与港口资源开发利用和控制管理有关的社会活动、经济活动、资源环境和服务体系等活动，与外部环境彼此作用而形成的一个内外部关联、结构多元化的港口陆海系统。

从系统的角度看，陆海统筹系统包括3个子系统，即：陆域子系统、海域子系统和港口子系统。港口子系统作为陆域、海域子系统的关键节点和重要纽带，是研究陆海统筹发展的关系的关键点和突破点[9]。

1.3 陆海统筹影响因素评价

将陆海统筹系统整体划分为陆域、海域及港口3个子系统，各个子系统按照经济发展、服务体系以及资源环境3个方面进行细化，得出港口陆海统筹协调发展的各子系统的影响因素，经总结分析众多影响因素后，采用问卷调查法对影响因素进行评价。评价后应保留的的影响因素有31个，其中陆域子系统包含15个影响因素，海域子系统包含8个影响因素，港口子系统包含8个影响因素。

1.3.1陆域子系统

腹地经济发展水平、腹地工业发展水平、腹地工业园区发展状况、第三产业发展水平、创新能力、固定资产投入、集疏运体系、物流服务水平、基础设施建设、金融服务、税收政策、商务服务、资源现状、资源耗用、环境现状、污染物排放。

1.3.2海域子系统

海洋经济发展水平、第三产业发展水平、渔业发展水平、海洋公共服务、海洋运输水平、海洋资源现状、环境现状、入海污染现状。

1.3.3港口子系统

对外贸易情况、港口吞吐能力、货物集散能力、口岸服务水平、港口管理和服务水平、港口资源状况、港口环境现状、污染治理情况。

2 陆海统筹评价指标体系

为保证研究内容的科学性与合理性，全面、客观地了解港口陆海统筹的影响因素以及各相关指标的重要性，港口陆海统筹指标体系采用结构方程进行筛选确定。在进行指标体系筛选前，笔者建立了潍坊初设指标的数据库，收集了潍坊2009—2017年期间初设指标的数值。数据主要源自2009—2017年期间潍坊的统计年鉴、中国海洋经济统计公报、相关政府性报告及其它正式发布的政府文件等，数据较为翔实、可靠。

2.1 指标预处理

在筛选之前，我们先对初设的指标体系进行预处理，即剔除掉变动幅度几乎为零的指标。陆海统筹系统的动态发展状况是与这样指标无关的，并且这类指标也不能被结构方程处理。因此删除掉了工业增加值占GDP比重和工业废水达标排放率两个指标，最终保留了43个指标。

2.2 结构方程筛选

2.2.1结构方程模型

由于指标评价体系中部分指标无法直接、精确地用数据表达，诸如港口的经济与科技发展水平等，被称作潜变量[10]。潜变量通常会用一些延伸的指标去描述，例如用港口经济发展水平、港口资源环境等延伸(外生)指标来描述港口的发展水平(潜变量)。这些潜变量通常无法用常规的统计学分析理论来妥善处置，而结构方程数理模型则可以妥善并合理地处理潜变量及对应的指标。

2.2.2变量说明

关于指标具体设定、相关变量的注释说明及符号表示方法描述如下：

a. 陆域子系统。A1：人均GDP；A2：公共财政收入；A3：集疏运体系饱和度；A4：研究与发展占GDP比重；A5：固定资产投资额；A6：服务业占GDP比重；A7：工业用电量；A8：物流与交易平台发展水平；A9：陆地交通运输业收入；A10：税收收入；A11：金融机构年末贷款余额；A12：全社会公路总里程；A13：租赁和商务服务业收入；A14：单位GDP能耗下降率；A15：万元地区生产总值水耗；A16：二氧化硫排放量；A17：空气质量良好的天数；A18：工业固体废弃物综合利用率；A19：土地总面积；A20：工业用地面积；A21：绿化覆盖率。

b. 海域子系统。S1：海洋服务业增加值；S2：海洋旅游收入；S3：海洋渔业产值；S4：海洋服务业增加值；S5：海洋交通运输业收入；S6：海洋科技人员占海洋从业人员比重；S7：海洋科技经费占科技经费比重；S8：确权海域面积；S9：海洋生物保护区面积占海域面积比重；S10：化学需氧量；S11：出海航道吨级。

c. 港口子系统。P1：外贸进出口总额；P2：吞吐能力饱和度；P3：集装箱吞吐量；P4：航运服务水平；P5：装卸搬运和运输代理业发展水平；P6：生产性码头长度；P7：总泊位数；P8：集装箱泊位占泊位总数的比重；P9：入海污染物总量；P10：海洋环境功能区达标率；P11：工业废水达标排放率。

2.2.3模型的参数估计

基于结构方程模型软件AMOS17.0平台，利用极大似然函数法(ML)对模型的未知参数进行估计。模型采用标准化下的参数估计结果。该模型采用验证性因子模型，确定潜变量的结构。估计模型的具体形式如下：

a. 陆域子系统的具体模型参数估计如表1所示。

表1 陆域子系统的具体参数估计

b. 海域子系统的具体模型参数估计如表2所示。

表2 海域子系统的具体参数估计

c. 港口子系统的具体模型参数估计如表3所示。

表3 港口子系统的具体参数估计

2.3.4港口陆海统筹系统协调发展评价指标体系

以权重的绝对值等于0.85为界限，保留权重的绝对值大于0.85的指标。经过结构方程模型筛选，共剩余26个指标。为方便后文的陆海统筹系统协调发展评价模型的建立，对剩余的这26个指标重命名，形成了陆海统筹系统港口陆海统筹系统协调发展评价指标体系，如表4所示。

3 陆海统筹系统协调发展评价模型

3.1 子系统发展度评价模型

对陆域、海域、港口子系统的发展度的评价过程中，由于各子系统中的指标间可能具有较大相关关系，因此选用主成分TOPSIS价值函数法来对其进行评估。

令任一子系统中的指标样本矩阵为X=[xij]n×m，其中共包含了n年、m项指标数据。首先对所有指标进行同向化处理，将负效应指标做相应的反向取值，由此获得同向转换后的样本矩阵Y。

表4 港口陆海统筹系统协调发展评价指标体系

然后，对Y进行指标数值的标准化处理，从而获得标准化的样本矩阵Z=[zij]n×m。数据规范化的处理方法如下：

(1)

继而得到样本相关系数矩阵：

(2)

求解特征方程|R-λIm|=0，得m个特征值：λ1≥λ2≥…≥λm≥0。同时得各特征值贡献率：

(3)

(4)

(5)

(6)

再计算每个点ut到正理想点u+的相对接近度dt，即第t年某子系统发展度：

(7)

3.2 子系统间的协同度与协调发展度评价模型

记陆域、海域和港口3个子系统处于第t年时的发展度依次为d1t、d2t和d3t。当子系统i与j协同性越强，则表明dit与djt的相对离差越小。相对离差的测量可以根据离差系数公式进行求解：

(8)

由于0≤dit≤1，则当Cij(t)→0时，表明子系统i与子系统j协同。Cij(t)→0的充要条件为

(9)

为了使得到的协同度有一定的层次，给出如下的协同度计算公式：

(10)

式中：Cij(t)为子系统i与子系统j在t时刻的协同度；k(k≥2)为调节系数。不难证明，0≤Cij(t)≤1；当Cij(t)取得最大值时表明协同状态最佳。

子系统间的协同发展度，是相应协同度与发展度两个方面评价结果的综合：

(11)

式中：Dij(t)为t时刻时子系统i与j的协同发展度；dij(t)为子系统i与j相应的综合评价指数，是两个系数的综合性水平，取dij(t)=(dit+djt)/2。

协同发展度可以作为刻画子系统i与j协调发展水平的综合性指标，其能够科学揭示出系统在特定时间上的全面协调程度与综合发展水平。

3.3 系统总体协同度与协同发展度评价模型

陆海统筹系统总体协同度公式可以认为是子系统级的相应方法延伸，具体为

(12)

若将子系统间的协同发展度推广到陆海统筹系统，可得到陆海统筹系统总体协同发展度公式为

(13)

4 潍坊港陆海协调发展评价

4.1 数据的选取与规范化处理

以潍坊港作为案例港口，选取筛选后的2009—2017年26个指标的数据作为样本，鉴于取得的指标量纲基本都不相同，把不同量级、不同单位的一系列指标数据进行无量纲化，将数据进行规范化处理。

4.2 陆海统筹系统协同度计算与分析

首先应用主成分TOPSIS价值函数法对陆域、海域、港口3个子系统的发展度进行评价，得到各子系统发展度，结果如表5和图1所示。

表5 子系统发展度

图1 子系统发展度

由表5和图1可以看出，潍坊港2009—2017年陆域、海域、港口3个子系统发展水平均趋于良好。其中，同时期相比较，港口子系统发展度大于陆域子系统发展度，陆域子系统发展度大于海域子系统发展度。这表明，自2009年以来，潍坊港港口的发展速度是非常迅速的。

取调节系数k=20，计算港口与陆域、港口与海域间的协同度，结果如表6和图2所示。

表6 港口与陆域、港口与海域间的协同度

表7 港口与陆域、港口与海域间的协同发展度

表8 陆海统筹系统总体协同度

表9 陆海统筹系统总体协同发展度

图2 港口与陆域、港口与海域间的协同度

由表6和图2可见，2009—2012年，港口与陆域、港口与海域间的协同度均发展趋势迅速，但自2012年以后，港口与陆域之间的协同度则保持相对平稳的发展趋势，一直保持在0.8附近。需要注意的是，2015年港口与海域之间的协同度突然激增，之后又趋于平稳，这与潍坊港当地2015年实行的发展港口与海洋的政策是吻合的。

计算港口与陆域、海域间的协同发展度，得到结果如表7和图3所示。

由表7和图3可见，港口与陆域、港口与海域间的协同发展度总体呈上升趋势，特别是2010年到2012年上升速度最快。

图3 港口与陆域、港口与海域间的协同发展度

计算陆海统筹系统总体协同度如表8和图4所示。

图4 陆海统筹系统总体协同度

由表8和图4可见，潍坊港2010年以前陆海统筹系统总体协同度很小，2011年突然上升，2013年上升速度趋于平稳，直到2015年又快速升至0.8附近，然后又趋于平稳。这表明潍坊港陆海统筹系统已经达到协调发展的要求，不过最近两年发展略显迟缓，所以潍坊市政府应开始重新审视陆域、海域、港口之间的协调发展，确保在港口发展的同时确保陆域、海域同步协调发展。

计算陆海统筹系统总体协同发展度如表9和图5所示。

图5 陆海统筹系统总体协同发展度

由表9和图5可见，2010年以前，陆海统筹系统协同发展度增速缓慢，之后总体呈近似线性增长趋势，特别是2010—2012年上升速度最快。

4.3 实证结果分析

针对评价模型的具体实证结果，结合潍坊港真实发展情况，可以发现：

a. 潍坊港陆海统筹系统的协同度自2009年以来呈稳步增长态势，这也表明潍坊港陆海统筹发展程度和水平越来越高，发展越来越协调。这种结果的出现具有较强的实际背景，主要原因为：2009—2011年，国务院先后批复了《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》《山东半岛蓝色经济区发展规划》，黄三角地区建设上升为国家战略[11]，潍坊作为“四港四区一带”的优先重点开发区域之一，遇到了前所未有的机遇。

b. 2010—2012年及2014—2015年，陆海统筹系统协同度变化较快，协同度增速较大。出现这种结果，是由于2010年港口经济与港口配套不协调情况得到了有效改善，并且2012年底开通的集装箱业务为港口发展提供了新增长极。此外，2014年潍坊港务有限公司成立，实现了交通投资的保值增值，港口经济显著提升，因此，2014—2015年潍坊港陆海统筹协同度快速增长。

c. 从协同度趋势上看，虽整体程上升趋势，但局部年份有放缓趋势。原因主要为潍坊市完善的海陆产业链条尚未构建，临海产业的产业链条普遍较短，上下游产业不配套，导致海陆产业关联性差，制约着海陆经济联动发展。由于运输功能单一，且货物以过境为主，煤通道特征明显，对当地经济的拉动作用较弱。

5 结论与建议

5.1 结论

通过构建陆海统筹系统，确立陆海统筹系统协调发展评价指标体系，进而建立陆海统筹系统协调发展评价模型。港口陆海统筹系统协调发展评价指标体系由港口陆海统筹系统的陆域、海域和港口子系统的26个指标构成，其中蕴含了社会经济发展基本现状、服务体系水平和资源环境状况等方面内容。

利用协同度模型建立港口陆海统筹系统协调发展评价模型，分析了港口陆海统筹系统协调发展程度。协同度模型在潍坊港中的应用表明：近年来，潍坊港陆海统筹系统协调发展程度在逐年提高，尤其是黄蓝两大国家战略的贯彻实施推动了潍坊港陆海统筹系统协调发展。但从实证结果中发现，潍坊港的陆海统筹系统协调发展是不稳定的，主要原因是港口子系统是陆海统筹系统中的薄弱环节。由于近些年潍坊港临港产业的快速发展对港口资源的需求大幅度增加，而港口的配套政策及体制机制限制了港口创新活力，无法满足临港产业快速发展需求。因此，政府应当着重大力发展港口和临港产业。

5.2 建议

综合以上分析发现，如今的潍坊陆海统筹系统中海域、港口两个子系统的发展程度仍处于低水平，陆海统筹系统协调发展较为迟缓，具有很大的上升空间。为了保证潍坊能够实现陆海统筹协调发展，笔者提出如下建议：

a. 升级“陆海统筹”发展模式。一是要坚持陆海统筹规划，统一布局。建立港产城协调机制，强化区域合作，创新陆海联运通道等措施，健全协作协调机制。二是要落实沿海隆起战略，加快临港工业集聚。打破城市、产业与港口在管理体制的分割，在一致的目标下，统筹城市、港口及交通、产业发展的定位和各项相关规划工作。逐步建立起科学、标准、规范、合理的决策和协调管理机制。三是要创新陆海统筹体制机制，提升港口服务效率及水平。打破行政区划，统筹岸线资源利用和临港工业布局。

b. 优化港口集疏运通道，减少对城市影响。加快构建港口综合集疏运体系，一是要尽快建立完善水运、铁路、公路、管道、皮带机等多种联运方式的综合疏港交通运输体系。充分发挥各种运输方式的优势，形成分工合理的集疏运结构，提升港口集疏运能力，促进临港产业及港口腹地经济的发展。二是要大力发展海铁联运。潍坊港亿吨大港配套设施，潍坊港疏港铁路建设对推动潍坊港融入“一带一路”，打造陆海联运、一体化发展的交通枢纽和物流大通道具有重大战略意义。三是要打造高效、全面、实时、稳定的集疏运体系信息化平台。通过整合集成海关、检验检疫、海事、企业、铁路、公路、水运、航空等物流信息，建立统一的信息平台，实现资源共享，提高效率，实现互利共赢。