喀斯特地区水果产业空间格局及物流网络构建分析

时间：2024-05-22

郭琼琼熊康宁李亮樊祖洪申海婷

摘要以贵州省水果产业为研究对象，利用ArcGIS分析2005—2019年贵州省水果产业空间分布特征;从城市经济发展水平、物流发展水平与水果产业发展状况3个方面选取14个指标构建节点城市物流水平综合评价指标体系，运用主成分分析法确定了贵州省水果产业物流网络的轴心城市与辐点城市;通过引力模型测度了各城市之间的物流引力水平，以此构建出以贵阳物流圈、遵义—铜仁物流圈以及毕节—六盘水物流圈为核心的贵州省水果产业轴辐式物流网络。

关键词水果产业;轴辐式物流网络;主成分分析;引力模型;喀斯特地区;贵州省

中图分类号 F 329.9 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2022）08-0195-07

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.08.054

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Spatial Pattern of Fruit Industry in Karst Area and Its Logistics Network Construction—A Case Study of Guizhou Province

GUO Qiong-qiong， XIONG Kang-ning， LI Liang et al

（School of Karst Science， Guizhou Normal University/ State Engineering Technology Institute for Karst Desertification Control， Guiyang， Guizhou 550001）

Abstract Taking the fruit industry in Guizhou Province as the research object， using ArcGIS to analyze the spatial distribution characteristics of the fruit industry in Guizhou Province from 2005 to 2019， selecting 14 indicators from the three aspects of urban economic development level， logistics development level and fruit industry development status to construct the comprehensive evaluation index system of a node city logistics level， using principal component analysis method to determine the axis city and hub city of the fruit industry logistics network in Guizhou Province; using the gravity model to measure the logistics gravity level between the cities， in order to construct the，with Guiyang logistics hub， Zunyi-Tongren logistics circle and Bijie-Liupanshui logistics circle as the core.

Key words Fruit industry;Hub-and-spoke logistics network;Principal component analysis;Gravity model;Karst area;Guizhou Province

2019年，國家发展改革委发布《关于推动物流高质量发展促进形成强大国内市场的意见》，指出物流高质量发展是经济高质量发展的重要组成部分，并且提出加强农产品物流骨干网络和冷链物流体系建设，说明农产品物流网络体系建设受到了国家的高度重视，而生鲜产品作为农产品中的一部分，其物流网络的构建更不容忽视。贵州省作为中国西南喀斯特地区典型山地省份，肩负着生态环境保护、石漠化治理与社会经济发展三重重任，通过30年不断探索，以种植经果林为主的喀斯特石漠化生态治理措施，不仅克服了传统的农耕活动而导致石漠化发生的弊端 [1]，而且其衍生的水果产业还成为脱贫攻坚重要扶贫产业，是协调喀斯特地区生态经济社会发展的重要途径 [2]。2014年以来，产业结构进一步调整，经果林为主水果扶贫产业逐渐进入盛产期。2019年全省的水果种植面积68.450万hm 2，水果产量441.98万t，与2005年相比分别增长了5.75和4.76倍，年均增长率分别为13.12%和13.32%。由于水果本身的鲜活性、易腐性以及易损性等特点，再加上贵州省水果的供给主体农户的分散性、物流网络辐射率低，导致水果在流通过程中容易腐烂、破损，从而影响流通效率。研究水果产业空间格局以及如何健全高效的水果产业物流网络，对促进该地区水果的快速高效流通，加快水果产业的快速发展等具有重要意义，巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接。

文献梳理发现，当前国内外有关生鲜产品物流网络的研究主要包括物流网络的枢纽选址 [3]与优化 [4-5]、逆向物流 [6]与评价 [7]、演化机理与驱动力 [8]、模型构建 [9-11]和算法应用 [12]等，以及生鲜农产品冷链流通过程中的建议对策 [13]、影响因素 [14]、网络布局 [15]等;其中，有关生鲜产品物流网络构建方面的研究较为丰富，主成分分析法 [16]和实证分析法 [17-18]、MILP模型和HOS方法 [19]、因子分析和聚类分析、拉格朗日原理 [20]、引力模型 [21-22]、统计分析和区位基尼系数 [23]等方法在研究中心得到了广泛应用。如林玉英等 [24]采用遗传-禁忌算法求解木材物流网络的模型;谢京辞等 [25]采用主成分分析法确定物流网络节点，并在此基础上构建轴辐式海陆物流一体化网络系统;谢聪等 [26]基于空间联系视角，采用引力模型构建福建省各县域间物流空间联系网络等。但以往研究大多数仅从单一的方面考虑进行物流网络的构建研究，忽视将产业发展状况与物流网络构建结合在一起研究;同时，水果物流方面的研究主要围绕江西 [15] 、云南 [16]和新疆 [27]等传统水果产业大省（自治区），缺乏对贵州省水果产业物流网络构建方面的研究，且当前贵州省产业结构调整，水果产业发展迅速，急需针对水果产业发展特征构建物流网络。鉴于此，笔者结合贵州省水果产业的空间分布状况，运用主成分分析法、聚类分析法以及引力模型，构建贵州省水果产业轴辐式物流网络，旨在缩短水果流通中的物流环节，减少流通成本，推动贵州省物流产业发展的同时，提高水果的流通效率。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

该研究有关水果产业数据来自国家统计局网站以及《贵州统计年鉴》，物流网络节点数据来自《贵州统计年鉴》、9个市州统计年鉴以及贵州省统计局网站;并从全国铁路货运里程和中国公路信息网，得到贵州轴心城市与辐点城市之间的距离数据。对于个别年份缺失数据，采用线性回归的方法计算得到。

1.2 研究方法

1.2.1 物流网络指标体系构建。

物流网络节点的选择与经济、社会、交通等多种因素有关。总结前人的研究成果 [28-29]，且考虑到轴心城市需要较为发达的经济基础以及齐全的基础设施和足够的物流需求量 [30]，且综合考虑科学性、综合性、地域性、可实现性，该研究从城市经济发展水平、物流发展水平和水果产业发展状况3个维度，建立贵州省水果物流网络节点重要度评价指标体系（表1）。

1.2.2 主成分分析法。

主成分分析是把多个指标简化为少数几个综合指标的一种统计分析方法。

主成分的相关计算公式如下：

rij= nk=1（xki-i）（xki-j）

nk=1（xki-i） 2 nk=1（xki-j） 2（1）

|μI-R|=0（2）

贡献率：μi Pk=1μk（i=1，2，…，P）（3）

累计贡献率： ik=1μk Pk=1μk（i=1，2，…，P）（4）

式中，rij为原始指标xi和xj标准化后的相关系数，值域为[-1，1]，绝对值越大表示相关性越强;xki和xkj表示不同行列的原始指标;i和j为对应指标的平均值。公式（2）为计算特征值的公式，其中R为原始指标标准化后的相关系数矩阵，μ为特征值，I为单位矩阵。公式（3）为主成分贡献率计算公式。公式（4）为主成分的累计方差贡献率计算公式。

1.2.3 物流引力模型。

轴心城市对辐点城市的物流过程中，会在一定范围内产生物流辐射力。引力模型、断裂点模型以及场强模型等是用来分析经济影响范围的模型 [31-32]，综合多方面考虑，该研究选取引力模型来对轴心节点城市的辐射范围进行分析 [27]，公式如下：

Iij=GMiMjDij -r（5）

式中，Iij表示城市i与j之间的引力;G为引力系数，实际应用中常取值为1;Mi、Mj为对应城市的物流质量;Dij表示i与j之间的距离;r为引力衰减系数，通常取值为2。根据表1的评价指标体系所计算出来的城市节点物流水平综合得分能够反映节点城市的物流质量，用城市物流水平得分来代表Mi、Mj，Dij选取两城市之间公路里程和铁路里程最短距离。

2 结果与分析

2.1 贵州省水果产业时空分布特征

2.1.1 贵州省水果产业增长特征。

对2005—2019年贵州省水果产量进行线性拟合分析，如图2可知，贵州省2005—2019年水果产量随时间变化的回归方程如式（6）所示。

Y=2.64X 2-18.48X+136.27 R 2=0.975 6（6）

式中，Y表示水果产量;X表示时间;R 2表示拟合优度，R 2值越接近1，说明拟合方程的参考价值越大。由图1可以看出，拟合优度为0.975 6，说明该拟合方程能够较好地解释贵州省水果产量的变化特征，2005—2019年贵州省水果产量进行多项式拟合曲线效果明显。根据图1水果产量变化情况，可将贵州省水果产业的发展划分为3个阶段。2005—2011年为缓慢增长期，这一阶段，2008年南方经历雪灾，2010年西南地区发生严重干旱，农作物受灾面积434.86万hm 2 [33]，这些自然灾害的发生，对水果的生长和产量造成了一定的影响，因此在这一阶段过程中，水果产量处于缓慢增长期;2012—2016为加速期，由于2012年发布的《国务院关于进一步促进贵州经济社会又好又快发展的若干意见》中强调要在贵州南部建设精品水果生产基地，在该政策的促进下，贵州省政府大力发展水果产业，因此，这一阶段水果产量呈现出一个加速增长趋势;2017—2019年，在全省农村产业革命的推动下，水果产量又达到一个快速增长期。

从表2可以看出，2005—2019年，水果的种植面积也在逐年增加，年均增速为13.13%，其中最低增长率为2006年的0.2%，最高增长率在2018年达到42.6%，水果种植面积整体呈现扩张趋势。从表中可以看出，2017年以后，水果种植面积增长率大幅增加。从2017年开始，贵州省开始深入推进农村产业革命，大力发展12个重点特色优势产业，其中包括水果产业，并且强调要加快建成南方重要的水果产区，水果产业呈现良好发展态势，种植面积有了较大幅度的增长。

2.1.2 贵州省水果产业的空间分布特征。

以贵州省9个市州为分析单元，揭示市域尺度水果产业发展状况，选取2005、2009、2014和2019年的水果产量和水果种植面积，利用ArcGIS软件将其划分为4个层级（图2、图3），分析得出水果产业的空间分布演变特征。

由图2可知，2005年贵州省水果的主产区为黔东南州，优势产区为遵义市和黔南州，总体上呈现“一主两副”的格局;2009年，水果产量主产区仍为黔东南州，贵阳市从2005年水果产量较少地區转变为水果产量优势产区，总体上从2005年的“一主二副”转变为“一主三副”格局;2014年水果产量的主产区为黔南州和黔东南州，铜仁市水果产量上升为优势产区;2019年水果主产区为黔南州，优势产区为遵义市、铜仁市和黔东南州，2005、2009、2014和2019年贵州省水果产量最少的地区均为六盘水市。

整体来看，贵州省水果产量较大的地区主要集中在遵义市、铜仁市、黔东南州以及黔南州，水果产量较少的地区主要集中分布在西部的六盘水市、毕节市、黔西南州以及安顺市，呈现出“以贵阳市为中心+东高西低”的空间分布格局。其中，2014与2019年呈现出的“东高西低”的特征较2005和2009年明显。

由图3可以看出，2005和2009年贵州省水果种植面积空间分布格局一致，种植面积最大的地区均为黔东南州，遵义市、毕节市、贵阳市和黔南州次之，铜仁市、安顺市以及黔西南州水果种植面积相对较少，六盘水市水果种植面积最少;2014年水果种植面积最多的市区从2009年的黔东南州转到黔南州，六盘水市的水果种植面积仍为最少;2019年水果种植面积最多的仍为黔南州，优势产区逐渐向北偏移，分别为毕节市、遵义市、铜仁市以及中部的贵阳市，六盘水市由原来的种植面积最少地区转变为种植面积第三梯队，而黔西南州和安顺市的水果种植面积相较于其他市州来说，相对较少，处于第四梯队。

整体来看，贵州省水果种植面积分布呈现“以贵阳为中心+东北高西南低”的空间分布格局，与贵州省水果产量的空间分布格局相吻合。其中，2019年水果种植面积优势产区主要集中在北部，特征较为明显。

由图2a、2b、3a、3b可知，2005和2009年贵州省水果产量“东高西低”的空间分布特征比水果种植面积的空间分布特征更加明显。由图2c、2d、3c、3d可知，2014和2019年贵州省的水果产量仍延续“东高西低”的空间分布格局，而水果种植面积的格局则发生了微小的变化，种植面积较多的市州逐渐北移。从贵州省水果产量空间格局来看，2005、2009、2014、2019年产量较少的地区均为六盘水市，这与水果种植面积分布中最少的地区基本相吻合。2005、2009、2014年，除毕节市、贵阳市和黔东南州外，其他市州水果产量和水果种植面积基本处于同一梯队，呈现出“低种植面积低产量”与“高种植面积高产量”的特征。2019年，从贵州省水果产量和水果种植面积空间分布图来看，出现了一定的偏差。主要表现在，六盘水市水果产量最少但是种植面积却处于第三梯队，而安顺市与黔西南州水果种植面积相对较少，但是水果产量却处于第三梯队。

由贵州省各市州的水果产量与种植面积变化特征可以发现，二者分布较为吻合，即呈现出“低种植面积低产量”与“高种植面积高产量”的特征;同时，空间上呈现出“东南高西北低”的空间格局，主要有两方面的原因：①相较于西部地区，贵州省东部地区的气候条件较好，土壤肥沃、石漠化程度较轻，降水丰沛，为水果的生长以及规模化种植提供了有利的条件。其中，黔东南州与黔南州的区域气候明显，降水更为丰沛，生态环境良好，因地制宜，更适宜水果生长。②自从贵州开展农村产业革命以来，在好政策的支持下，各地区将山上的精品水果“请”下山，种在了曾经低产的玉米地甚至是荒山上，因地制宜，选择发展地方特色树种，推广绿色发展技术，并且在南部地区建设精品水果生产基地。

2.2 贵州省水果产业轴辐式物流网络及其构建

2.2.1 确定轴心节点城市。

构建物流网络的一个核心部分是如何对轴心节点城市的进行选择。根据表1，对搜集到的数据进行标准化处理，再利用SPSS 22.0做主成分分析，选取其中累计方差贡献率大于85%的因子作为主因子，累积方差大于85%，说明选出的公因子保留了原始数据的大部分信息，可以代表原始数据进行分析。根据计算结果选出3个主因子，同时求出主因子载荷矩阵（表3），再利用最大方差法对载荷矩阵进行正交旋转，即可得到各评价指标对主因子的贡献率（表4），并且利用旋转后方差贡献率作为各主因子权重来计算各物流节点城市综合总得分（表5）。

由表3可知，第一类公共因子X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X10和X11在上载荷较大。其中，X1、X3和X4是反映城市经济发展水平的指标，X5、X6、X7、X10和X11是反映物流发展水平的指标。因此，第一类公因子是反映城市经济发展水平与物流水平的公共因子。第二类公共因子在X2、X8、X9和X12上载荷较大，同样是反映城市经济发展和物流水平的公众因子。第三类主因子在X13和X14上载荷较大，而X13和X14是反映水果产业规模的指标，因此，第三类公共因子是反映水果产业发展状况的公共因子。

将主成分分析法得出的主成分分值、综合得分以及综合排名进行聚类分析，将其划分为3个等级。第一等级：贵阳（综合得分为10.296），是贵州省的省会，也是经济、文化、政治中心，拥有较为完善的综合交通运输体系和先进的物流基础设施设备，是贵州省的物流中心。第二等级：遵义市和毕节市，是贵州省水果产业发展较好的地区，在贵州省水果物流网络中具有举足轻重的地位。第三等级：黔南州、六盘水、黔东南州、铜仁、黔西南州和安顺6个市州。其中，黔东南州和黔南州是贵州省水果产业的优势产区，铜仁和黔西南经济、物流和水果产业的发展一直呈现出良好的趋势，六盘水是贵州省水果产业发展最薄弱的地区，安顺是贵州省物流综合实力最弱的地区。

根据各物流节点的重要度和贵州省水果产业主要分布情况，选取贵阳、遵义和毕节3个轴心节点城市，其余6 个市州（黔南、六盘水、黔东南、铜仁、黔西南和安顺）作为辐点城市。贵阳和遵义是贵州的核心城市，其中，贵阳的优势主要在于它是贵州省物流、资金流、信息流等的汇集与扩散中心，同时其交通运输网络也相对发达;遵义是贵州省水果产业的优势产区，水果品类丰富、产量大;毕节是西南地区区域性重要综合交通枢纽，同时也是珠三角连接西南地区的重要通道，其水果产业、经济发展和物流发展均处于较高水平。

2.2.2 物流引力计算分析。

根据全国铁路货运里程和中国公路信息网，得到贵州轴心城市与辐点城市之间的距离。将相关的数据代入式（5）中的引力模型计算得出一、二级轴心城市以及辐点城市之间的引力，向右平移3个单位，如表6。

以辐点城市与轴心城市间的物流引力为划分依据，从表6计算结果可知：轴心城市贵阳的辐射区域为黔南州、黔東南州、黔西南州以及安顺市;轴心城市遵义的辐射范围为安顺市;轴心城市毕节的辐射范围为六盘水市。

物流引力的大小及辐射范围取决于城市的综合实力及城市间的相对距离。根据计算结果，将贵州省城市间的物流引力划分为3个等级：强引力（Iij≥3）、较强引力（1≤Iij<3）、一般引力（Iij<1）。从表7可以看出，轴心城市贵阳到辐点城市安顺、黔南、黔东南属于强引力类型，到辐点城市六盘水、铜仁、黔西南属于较强引力类型;轴心城市遵义到辐点城市安顺属于强引力类型，到辐点城市黔东南和铜仁属于较强引力类型，到黔南、六盘水以及黔西南属于一般引力类型;轴心城市毕节到辐点城市黔南、六盘水、黔东南、铜仁、黔西南以及安顺属于一般引力类型。

2.2.3 贵州省水果产业轴辐式物流网络构建。

根据确定的轴心城市、辐点城市的辐射范围和水果产业的空间分布特征，同时结合各城市的地理区位和城市间的交通便利度等因素，构建以贵阳为核心城市的物流圈、遵义—铜仁物流圈和毕节—六盤水物流圈为核心的贵州省水果产业轴辐式物流网络，如图4。

由图4可知，贵州三大物流圈如下：①贵阳为核心城市的物流圈，包括一级轴心城市贵阳及辐点市（州）安顺、黔西南、黔南以及黔东南。该物流圈是贵州省水果产业轴辐式物流网络的核心圈，依托省会贵阳的综合物流实力，经济交通优势，以及黔南和黔东南的水果资源优势，充分发挥贵阳的领导作用，主动扩大贵州省水果的流通范围，增强贵州省水果的影响力。②遵义—铜仁物流圈，包括二级轴心城市遵义，辐点城市铜仁。该物流圈依托遵义的区位优势以及经济优势，发挥辐点城市铜仁的水果资源优势与区位优势，加强交通网络建设，促进与铜仁相邻相近省份湖南湖北以及重庆的贸易往来，提高综合经济实力。③毕节—六盘水物流圈，包括二级轴心城市毕节，辐点城市六盘水。毕节位于贵州西北部，是贵州的金三角之一，与云南和四川相接，六盘水是国家西电东送的主要城市，西南乃至华南地区重要的能源原材料工业基地。该物流圈的发展应结合其区位优势、能源优势以及交通优势，成为连接西部、西北部的重要物流枢纽，从而推动贵州省水果产业的发展，促进贵州省水果产业的均衡发展。

3 结论与讨论

3.1 结论

该研究以喀斯特地区贵州省为例，基于2005—2019年的水果产业与物流发展相关数据，在分析贵州省水果产业发展特征的基础上，依据城市经济发展水平、物流发展水平和水果产业发展状况构建了物流发展水平综合评价指标体系，运用主成分分析法和物流引力模型法，构建了贵州省水果产业的物流网络。得到如下结论：

（1）2005—2019年，整体上看，贵州省水果产量呈逐年增长趋势。分阶段来看，2005—2011年为缓慢增长期;2012—2016年为加速期;2017—2019年为快速增长期。水果的种植面积也在逐年增加，年均增速为13.13%，其中最低增长率为2006年的0.2%，最高增长率在2018年达到42.6%。

（2）2005—2019年，贵州省各市州水果产量主要集中在东部的铜仁市、东南部的黔东南州以及南部的黔南州，较少的地区为西部的六盘水市，呈现出“以贵阳为中心+东南高西北低”的空间分布格局;种植面积变化与水果产量空间分布基本吻合，即呈现出“低种植面积低产量”与“高种植面积高产量”的特征。

（3）确定贵阳为一级轴心城市，遵义、毕节为二级轴心城市，其余6个市州（黔南、六盘水、黔东南、铜仁、黔西南和安顺）作为辐点城市，在此基础上，分别构建以贵阳为核心的物流圈（贵阳及辐点市州安顺、黔西南、黔南、黔东南），遵义—铜仁物流圈以及毕节—六盘水物流圈。

3.2 讨论

贵州省作为中国南方喀斯特片区的中心，是典型的喀斯特生态脆弱区，水土流失所导致的石漠化现象普遍存在，严重制约了该区域的可持续发展，而生态衍生产业的发展，特别是水果产业的发展，已经成为改善生态环境、促进经济发展的重要举措。物流业作为经济发展中的核心产业，其发展对于经济的发展起着重要的作用 [34]。目前贵州省的物流业仍然面临诸多问题，严重制约了水果产业的发展，构建合理的物流网络对于实现贵州省水果的高效流通，提高居民的经济收入，实现乡村振兴具有重要的意义。

当前贵州省物流业发展面临的一个重要问题是如何实现物流业的发展从而提升物流业在经济发展中的地位。因此，在贵州省水果产业物流网络的构建中，相关部门应结合其空间分布情况，对水果产业的布局进行合理引导，加大对水果产业发展的扶持政策，并鼓励发展特色水果产业，将贵州打造成南方重要精品水果基地，推动贵州水果产业高质量发展。如在水果产量相对薄弱的西部六盘水地区，依据该地高海拔、昼夜温差大的自然禀赋，因地制宜，加大红心猕猴桃的种植面积，缓解种植面积及产量分布不均等现象。其次，着手加快贵州省水果产业物流网络的构建进程。完善轴心节点城市的物流基础设施 [35]，确保其可以满足大批量的水果储存和转运服务。再次，鉴于水果在流通过程中要处于低温的环境下进行，应建立水果冷链物流，使得水果从产地到销售的各个环节中都在低温环境中进行，从而保障水果的质量，减少损耗。如在节点城市贵阳、遵义以及毕节，加大冷库的建设数量，完善冷库设备，从而保证水果质量。最后，加快水果物流人才培养。水果现代化物流中另外一个关键的因素是优秀物流人才的培养。因此，对于相关物流人员，要定期开展教育培训，提高现有物流从业人员的素质，培养高素质的水果物流专业人才。如定期对相关物流人员进行培训，与同领域优秀的专家或同行进行沟通交流学习，提升专业素养，更好地服务于贵州物流领域。

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