曹妃甸港口发展与城市经济耦合协调研究

陈泽华，赵艳霞

（华北理工大学，河北 唐山 063299）

0 引言

曹妃甸区地处河北省唐山市南部沿海，渤海湾中心地带，这里冬无严寒、夏无酷暑，水深岸陡，不冻不淤，全年均可营运。2021年河北省“十四五”建设规划指出曹妃甸港区应利用港口优势，构建沿海临港产业带，重点发展高端装备制造业和优势服务业。河北省对于曹妃甸区发展具有重大政策倾斜，然而曹妃甸港城在实际发展中，却存在港口发展与城市经济发展不协调的问题，具体表现为港城产业发展不协调、港城综合贸易有待提升和港城生态建设不完善等问题。因此，研究曹妃甸港口和曹妃甸城市经济发展现实情况，分析二者耦合协调度，解决港城发展不协调、不充分的问题，对于曹妃甸高质量发展尤为重要。

1 文献综述

海洋所蕴含的丰富资源是社会发展的重要依托。联合国曾在2001年指出“21世纪是海洋世纪”，海洋经济的发展对于城市进步具有不可磨灭的作用。港口作为地区间联系沟通的桥梁，其发展程度高低也代表了城市的基本状况。DEN等[1]以阿姆斯特丹港和根特港为例研究了港口与城市发展的耦合机制。ZHAO等[2]用二次分配程序和逐步回归模型研究港口与城市的关系。Choi等[3]研究了港口与城市空间的动态关系，并得出相关对策建议，以供其他港口城市参考，但是国外研究港城关系大多局限于绿色可持续建设的角度，案例选取仅限于发展完善的港城系统，评价指标体系建设有待进一步完善。

我国作为陆海兼备的发展中大国，党的十八大首次提出了“海洋强国”战略。其内在要求是发展海洋经济，构建科技创新体系，实现海洋产业兴旺，实现生态养海系统；十九大更是提出了加快建设海洋强国的战略要求，对海洋经济的重视程度远超从前。由此而言，港口城市的发展建设是我国发展的重中之重。我国学者陈振春等[4]提出了深圳港口高质量发展必须结合第五代港口特征即加强港城互动的模式实现。谢辉[5]认为港口与城市良性互动有利于港城共建，港口对于城市经济的推动具有乘数效应，指出曹妃甸港口发展将推动区域整体经济发展。樊祜广[6]运用logistics模型分析了重庆市港城互动关系，指出重庆市经济发展受港口吞吐量影响，而港口行业发展依赖于重庆市第三产业发展。程曼曼[7]等通过海洋战略背景，认为环渤海地区发展具有先天优势。周锦霞、谷月、姜莫愁等[8-10]运用耦合协调度模型评价辽宁、上海和环渤海地区港城互动现状，为构建良好的港城互动关系提出了对策建议。

综上所述，国内外学者普遍认为，港口与城市之间互相影响，协调共生。港城关系研究较为具体，但对我国新兴港城关系的研究较少。曹妃甸港作为我国北方最大的“天然钻石级深水良港”，也将逐步建设成为河北省内重要港口城市。研究曹妃甸港城关系，对保障国家能源运输、促进产业发展、推动临港产业聚集有着重要的支撑作用。因此，在综合以往学者研究的基础上，以曹妃甸港口经济和城市发展作为研究对象，根据港口发展与城市经济具体问题，提出曹妃甸港口与城市高质量发展对策建议，可丰富港城关系研究指标体系，为全国其他港城发展提供借鉴意义。

2 曹妃甸港城发展矛盾

曹妃甸港城关系存在发展不协调、不充分的问题，具体表现为港城产业发展能力有待提高、港城综合贸易亟须加强、技术创新程度较低和生态港城建设不完善。

在港城产业发展上，曹妃甸港区经过十几年发展，其吞吐能力已经超越了世界其他港口十几年甚至上百年的发展进程，2020年唐山港以7.2亿吨吞吐量位居世界港口前二位，其中曹妃甸港区吞吐量占据60%以上，曹妃甸港的建成带动了钢铁等传统行业发展，但是产业聚集度不高，港口优势未转变为产业聚集优势。而且曹妃甸地区高端制造业企业较少，海洋装备开发和制造企业仍处于空白阶段，港口对于装备制造行业的资源优势并未完全发挥。另外港口服务业明显不足，整体产业联动能力不强，行业龙头企业不多、高端增值服务不足，整个港区服务范围仅局限于船代、货代等低端传统服务，而航运金融、船舶经济、法律咨询等高端服务业尚未起步运营，服务贸易、供应链管理、保税交易等港口服务业发展严重滞后，城市发展与港口发展进程严重不匹配。

在港城综合贸易上，曹妃甸港正处于由“集疏港”向“贸易港”转化阶段，习近平总书记曾于2010年和2016年两次视察唐山，提出了“三个努力建成”和“三个走在前列”重要指示，提出要把曹妃甸建设成为现代化综合贸易大港。但是曹妃甸港城贸易发展尚未形成规模效益，除却金融、保险、信息服务等港口服务业发展不健全外，港口交易平台建设和现代港口结算中心建设也仍需完善。口岸资质和政策能力释放不足，整车、水果、肉类等口岸资质带动作用仍处于较低规模。港口增值服务少，人流、物流、信息流、资金流集聚作用弱，对于城市发展作用明显不足。

在技术创新和生态建设上，现阶段曹妃甸港口仍处于人力操纵模式，相比于天津港的无人化集装箱操作系统和上海港无人化码头发展存在较大差距。港口装卸、运输、仓储设备处于人员直接操纵的传统模式阶段，自动化程度不高，科技创新与码头发展程度融合不足，物流服务质量有待提高。另外由于曹妃甸港区散货码头居多，占用陆地资源大，作业环节扬尘较为严重，港口运输体系尚未建设完善，多以汽车为主要运输模式，区域的氮氧化物排放水平相对较高；而且城市产业大多为钢铁、煤炭等第二产业，“粗放型”的生产方式产生了较严重的环境污染问题，对曹妃甸地区生态环境建设提出了挑战。

3 指标设计与数据选取

港口发展与城市经济存在相互作用的关系，内部也构成相互影响的特点。在指标选取过程中，应该完整体现港口系统与城市系统之间的作用关系。在指标选取过程中首先应该体现为相关性，即选取指标应体现两系统互相作用机理；其次是基础性，即应体现港口发展与城市经济之间重要内容；最后是时序性，即时间顺序的动态演化。

3.1 指标体系设计

根据以上目标原则，进行进一步的筛选，分别从城市经济水平与潜力、港口发展水平与潜力确定选取指标。

港口系统选取港口货物吞吐量、集装箱货物吞吐量、泊位个数、码头长度、万吨泊位数、货物增长率和集装箱货物增长率7项指标，通过时间序列综合分析港口发展水平。货物吞吐量和集装箱货物吞吐量反映了曹妃甸港口腹地货运量水平，泊位个数、码头长度和万吨泊位数反映了曹妃甸港口的规模实力，货物增长率和集装箱货物增长率反映了港口发展潜力。

城市系统选取地区生产总值、地区生产总值增长率、第三产业增加值、规模以上工业增加值、人均生产总值、固定资产投资额、社会消费品零售总额、进出口总额、财政收入9项指标。地区生产总值和地区生产总值增长率体现了曹妃甸城市经济发展整体情况，第三产业增加值和规模以上工业增加值反映了曹妃甸地区产业发展情况，人均生产总值反映了人民生活水平和生活质量，固定资产投资额反映了城市投资规模，社会消费品零售总额反映了城市消费品市场规模，进出口总额反映了城市贸易规模，政府财政收入指标可在一定程度上反映政府对于城市经济的支撑能力。详细指标选取如表1所示。

表1 曹妃甸港口发展与城市经济研究指标体系

3.2 数据收集与处理

根据研究目的和指标体系选取原则，选取了2012—2020年曹妃甸城市经济和港口发展16项指标，原始资料来源于《唐山市统计年鉴》（2013—2021）。

由于不同指标具有不同的量纲和数量级，为了消除指标之间的差异，通过极值变换法对数据进行无量纲化处理，其公式为：

其中 为历年i指标中的原始数据,xij为数据标准化后处理结果，为历年i指标中的最大值，为历年i指标中的最小值，如选取指标具有正向效应则运用公式（1）进行标准化处理，反之则用公式（2）。其中0用0.0001代替。

3.2.1 指标权重的赋予

为了防止各项指标人为干扰因素，去除评价者主观因素，采取熵值法确定各指标权重。熵在系统科学里作为信息量的度量[11]，通过各项指标熵值的计算，可以反映各项指标信息量的大小，从而确保各项指标反映原始真实信息，具体步骤如下。

计算指标占评价指标权重。公式如下：

对于统计数据进行标准化后可以计算各指标的信息熵， 为第 个数据的标准化处理，然后计算信息熵。公式如下：

确定各指标权重。Wi为第i项评价指标权重。公式如下：

3.2.2 耦合度与耦合协调度

耦合原本是物理学的概念，指两个或两个以上系统或运动通过各种相互作用而彼此影响的现象，后被引入到综合评价方法中，用以分析两个系统之间的相关性。港口发展系统和城市经济系统之间存在着相互影响，相互作用的关系。当两个系统相互配合、相互协调时，耦合为良性。当相互摩擦、相互掣肘时，耦合为恶性。利用耦合度对两个系统之间的作用状态、程度进行描述与测度，以此反映港口与城市两系统之间的影响作用。数值越大，表明系统之间或系统内部各耦合元素之间发展有序；数值越小，表明系统之间或系统内部各耦合元素的发展越无序，同时表明各元素之间缺乏稳定性。假设港口发展与城市经济耦合系统之间的耦合度为C，

表示港口发展综合评价指数， 表示城市经济综合评价指数。公式如下:

耦合度C能反映两个系统相互作用强弱关系，但是无法确定这种相互作用是否是良性的还是恶性的，故进一步计算耦合协调度D，其公式如下:

其中D为耦合协调度，C为耦合度，T为港口发展与城市经济综合评价指数，α为港口发展水平权重，β为城市经济水平权重。因为港口系统与城市系统互相影响，相互促进、互利共生，所以确定α=β=0.5。

根据耦合协调度D的取值范围有协调类型如下。

D＜0.2，无 序 混 乱 状 态；0.2≤D＜0.4,严重 失 调 衰 退；0.4≤D＜0.5，中 等 失 调 衰 退；0.5≤D＜0.6,轻 度 失 调 衰 退；0.6≤D＜0.7，初级 协 调 发 展；0.7≤D＜0.8，中 级 协 调 发 展；0.8≤D＜0.9，高级协调发展；0.9≤D＜1，优质协调发展。

4 实证结果与分析评价

4.1 实证结果

经标准化处理，运用熵值法处理指标数据，得出曹妃甸区港口发展与城市经济两个系统各指标权重，具体如表2所示。

表 2 曹妃甸港口发展与城市经济指标权重

通过运用耦合模型计算公式（7），得出曹妃甸区港口发展与城市经济两个系统之间的耦合度高，但是耦合协调度较低的情况，耦合度高表明曹妃甸港口发展系统与城市经济系统关联性较高；耦合协调度较低表明两个系统之间的良性耦合程度较低，即曹妃甸港口发展与城市经济两个系统处于拮抗状态，而不是高水平耦合的相互促进状态，结果如表3所示。

表 3 港口系统与城市系统耦合度与耦合协调度

4.2 结果分析与评价

根据表3可以得出港口经济评价指数和城市经济评价指数自2012年呈上升趋势，港口经济发展指数由2012的0.072上升至2020年0.180；城市经济评价指数由2012年的0.081上升到2020年的0.279。其中港口发展系统，随着港口码头岸线等基础设置的不断建设完善，稳中有进，在2019至2020年间由于港口经营秩序的梳理整顿，提升速度明显；而城市经济系统2017到2018年由于“一港双城”战略的部署实施，上升迅速，在2019年至2020年期间中国（河北）自由贸易试验区曹妃甸片区叠加效应从而快速由0.186上升到0.279。具体情况如图1所示。

图 1 2012—2020曹妃甸港口发展与城市经济综合评价指数

在耦合度与耦合协调度分析上，自2012年开始，曹妃甸港口发展与城市经济静态耦合度呈现趋平状态，并伴随小幅度提升，耦合协调度呈稳步上升趋势。曹妃甸港口发展系统与城市经济系统静态耦合程度一直处于较高水平以上，只有2015年由于曹妃甸进入还本付息的高发期，各项城市建筑和港口基础设施建设暂时停滞，导致结果呈现下降趋势，但在2016年后恢复稳定，表明曹妃甸港口对于城市经济发展具有明显推动作用。耦合协调度由2012年的0.276上升到2020年的0.474，但是港城关系仍处于中等失调衰退状态。曹妃甸区并未达到“因港而兴”状态，仍需着力调整港城关系，达到港口与城市互利共生。具体情况如图2所示。

图 2 2012—2020年曹妃甸港口发展和城市经济耦合度及耦合协调度

具体来看，由于曹妃甸区自2012年起才正式建区，其发展处于“幼年期”，造成了静态耦合度高，但耦合协调程度不高的现象。但是随着“一港双城”战略的实施。曹妃甸区成为区域经济发展的重要一环，京津冀协同发展和一系列利好政策的落地实施，曹妃甸未来形势将一片向好。

5 曹妃甸港城协调发展建议

目前曹妃甸港区吐吞量规模在我国港口排名较高，曹妃甸地区进出口贸易、第三产业增加值、规模以上工业增加值都处于省际领先状态。依托唐山地区的中国北方工业“摇篮”的位置，曹妃甸区具有产业、资源、位置、港口等重大优势。曹妃甸港口与城市发展需要乘风而起，努力推进港口转型升级发展，打造世界一流综合贸易大港和国家战略能源主枢纽港。曹妃甸城市需进行智慧化转型升级，迎合新机遇，面对新挑战，努力开展第三产业为港口升级转型提供支持，早日达到优质协调发展状态，实现互利共生。

5.1 推进港口升级，提升港城产业带动范围

曹妃甸港口已经成为大型港口原材料中转港，大批货源已经从曹妃甸港源源不断地输向国内外重要港口，但是依托物联网、大数据等平台衍生出的城市物流服务业却后劲不足。虽然曹妃甸港单凭自身吞吐量已经超越了中国国内大多数港口，但其自身对于城市经济发展的带动力却严重不足。有鉴于此，曹妃甸港城协调发展需要：一是要坚定不移推进港口升级，打造港口物流交易综合性平台，推进智慧港口和智慧城市广泛融合发展，加大基础设施投资建设力度，利用产业优势推进港口与城市升级，带动钢铁、煤炭、矿石形成“前港口-后生产基地”的关键布局和现代化港口生产基地，坚持码头升级转型和产业发展同步进行，加快基础设施建设和重点项目投资建设，提高产业支撑水平，积极探索可持续发展格局，打造智慧、绿色、低碳、环保、开放、包容的世界一流综合贸易大港。二是积极招商引资，利用土地、港口岸线等优势资源吸引国内外优秀厂商来曹投资建厂，吸引国内外优秀的临港装备制造业、港口服务业来曹定居，推进港口与城市深度融合协调发展，利用曹妃甸港口优势资源，提升曹妃甸区整体形象和地位，塑造曹妃甸港口城市名片。三是与国内外其他港口建立友好往来关系，曹妃甸周边有天津港、秦皇岛港、大连港等历史著名港口，曹妃甸港应根据自身需求，对周边港口进行广泛深度合作，建立环渤海产业基地，利用合作共享机制，带动港城产业发展，弥补自身建设不足。四是充分利用海洋资源，把向海发展作为战略转型的重要抓手。曹妃甸港口可成为吸引产业的理想场所，打通曹妃甸对外贸易联系，利用其物流功能及优越的地理位置条件吸引大批金融制造业、船舶航运业、港口服务业产业进入，吸引大量企业落户，促进城市转型发展，为城市发展提供活力，打造城市名片，使港口腹地不断扩大，进一步反哺港口发展，促进港口通过能力不断提高，海洋产业带动港城协调发展。

5.2 “引爆”自贸片区活力，促进港城贸易规模

曹妃甸拥有港口、区位、资源、产业等优势和京津冀协同发展先行先试区、跨境电商综试区、综合保税区等政策叠加红利，随着2019年中国（河北）自由贸易试验区曹妃甸片区的获批成立，曹妃甸再一次得到了快速发展的机遇。另外曹妃甸港口吞吐量连年增长，且增速较快，亟需把港口吞吐量优势转化为产业优势和开放动能，应着重谋划曹妃甸港口在煤炭、铁矿石、钢铁、石油、天然气等供应链中的核心地位，打造大宗商品贸易基地、交割中心和结算中心，提升曹妃甸港口影响力，更应考虑高端港航业、高附加值金融保险业、高标准的船舶仲裁和服务业的建设，应着力构建临港装备制造、石化冶炼、物流贸易等基地，坚持以开放促进港口发展，振兴产业提升城市活力。一是借鉴成熟的自贸区发展模式，成立专门应对小组，为综合保税区内和腹地企业提供更加便捷的国际货物流通运输服务；也应将曹妃甸自贸片区优惠政策下放到曹妃甸全港区，使得招商引资、企业注册、人才引进、技术交流等方面得到重大提升，探索利用自贸区、跨境电商服务区、综合保税区政策叠加优势，进一步创新曹妃甸城市治理机制，优化营商环境，实现“一站式”服务审批，进一步改善营商环境，打造现代化新型滨海城市。二是建立国际、国内合作体系，曹妃甸应利用区位优势，辐射我国北方大部分地区和产业，在港口升级过程中提升可运输货种种类，打通内陆关键节点，融入环渤海体系建设。三是坚持对外开放，曹妃甸扎实推进“一带一路”建设，加快建设开放、包容、普惠的现代化经济体系；利用自贸区优势和天然深水大港战略优势，不断促进港城综合贸易规模，扎实推进“世界一流综合贸易大港”建设步伐。

5.3 利用科技创新、打造绿色生态港城

在未来的发展中曹妃甸必将成为新兴港口城市，承接曹妃甸港口发展需求，补充唐山市城市发展职能需要，应将曹妃甸港城建成宜居、宜业、宜产的现代化综合性功能区。因此曹妃甸港城协调发展应该着力建成绿色生态港城，一是建设绿色港口管理机制，树立绿色港口发展理念，对港口重点设备开展节能改造，建立港口绿色信息化系统，深度进行港城协调发展，改善集疏运体系。二是建设低碳环保的集疏运体系，进一步完善港口集疏运升级，利用大数据、云计算等技术，合理构建集疏运结构和集疏运组织形式，提高货物流通速度。三是生态城市与绿色港口协调联动，在城市建设中需满足港口产业体系所需要的电力、天然气等需求，并且需要成立专门部门处理港口产生的粉尘等污染物。港口管理部门需与城市相关管理部门协调联动，使用清洁能源代替污染能源，利用科技创新不断优化能源产业结构。四是可利用当地“产学研”组织创新式发展，京津冀地区拥有良好的科技创新条件，北京地区拥有503个市级以上独立科研机构，京津冀地区知识密集度是全国水平的6.06倍，应着重利用京津冀协同发展优势，建立产学研合作基地，深度促进产学研融合，政府需对当地产学研组织进行培育扶持，运用科技创新提升曹妃甸港口与城市高质量发展。

6 结论

曹妃甸港口与城市拥有区位、资源、产业以及各项利好政策扶持，虽然现阶段港口发展与城市经济耦合协调程度仍处于中等失调衰退进程，但是未来发展仍然不可限量。通过耦合度和耦合协调度分析得出，曹妃甸城市需在今后大力招商引资建设临港装备制造业，发展综合贸易产业、发挥政策叠加优势，为曹妃甸港口可持续发展提供动力。另外曹妃甸港口需加快绿色港口、智慧港口建设进程，充分带动周边港口产业的升级发展，并且大力发展集装箱产业和提升港口基础设施建设。促进港口与城市协调发展，早日建成世界一流综合贸易大港和现代化港口城市。