青岛港口物流与腹地经济圈协同度实证研究

(山东科技大学 交通学院，山东 青岛 266590)

一、引言

青岛港作为青岛水上运输与进出口的门户，带动了腹地经济的发展，同时青岛经济的增长也加大了对港口物流的需求，为港口物流的繁荣提供了有力的支持和保障。近年来，针对港口物流与腹地经济发展之间的关系，国内外学者进行了相关理论研究与实证分析。李华等通过构建灰色关联模型分析了宁波市港口物流与其三大产业的关联程度[1]；张宝清等以重庆市为例，运用灰色关联模型对其港口物流与城市经济的内在发展联系进行了实证分析，并进一步采用熵值赋权法、耦合协调度模型等分析了二者的协调性关系[2]；吕青等利用灰色综合关联度模型和多维灰色模型，实证分析了重庆市港口物流与区域经济间的协同发展关系[3]；Bottasso Anna等对13个欧洲国家的主要港口城市的港口吞吐量与城市经济进行计量经济学分析，得出港口对港口所在城市及周边地区经济发展具有重要影响[4]。

目前，在针对青岛港口物流与腹地经济发展的灰色关联度分析的相关文献中，应用最为普遍的传统灰色关联度模型存在一定的缺陷和弊端。因此本文在前人的研究基础上，对传统的灰色关联度模型进行改进，并运用多维灰色GM(1，N)模型进一步对二者的协同性进行分析与研究，重点定量分析了腹地经济对港口物流发展的影响。

二、数据来源与模型建立

(一)指标体系建立

本文在选取相关指标时力求构建一套科学的指标体系，遵循代表性、全面性、数据可得性和强相关性等原则，使指标能充分体现二者发展的协调关系，并根据青岛市的实际情况，选取8个腹地经济指标和1个港口物流指标构成二者相关性与协同性分析的指标体系[5]，如表1所示。

在选取腹地经济指标时，将三大产业指标细化为具体的分行业的主要经济指标，如农林牧渔业、建筑业、工业、金融业等，这样有利于更细致地研究青岛腹地不同行业与港口物流间的协同发展关系。由于港口货物吞吐量是衡量港口生产能力大小、运营能力及发展水平的重要指标，因此本文选取青岛港口货物吞吐量作为衡量和代表港口物流发展水平的指标，数据来源于历年《青岛统计年鉴》中的港口货物吞吐量指标数据，其指的是经水运进出青岛主要港区，包括青岛老港区、黄岛油港区、前湾新港区及董家口港区等，并经过装卸的货物数量，包括邮件及办理托运手续的行李、包裹以及补给运输船舶的燃、物料和淡水，其按货物流向可分为进口、出口吞吐量，按货物交流性质分为外贸货物吞吐量和国内贸易货物吞吐量。

表1 腹地经济与港口物流灰色关联分析指标体系

(二)改进的灰色关联度模型的建立

港口物流与腹地经济发展的不确定性和动态发展性，决定了二者的相互关系是一个复杂的灰色系统。近年来，灰色关联分析法因具有处理少数据、贫信息问题的优势而被广泛应用到国内外港口物流与城市经济研究领域[6]。灰色关联度分析是一种利用灰色关联度顺序描述因子之间关系的强弱、大小和次序的方法，通过灰色关联度来分析和确定系统各因素间的影响程度或各因素对系统主行为的贡献程度[7]。关联度值通常在0—1之间，并且越接近1，关联程度越大。灰色关联度大表明该因素是系统的主要影响因素，关联度小表明系统受该因素的影响较小。

在灰色关联度的计算公式中，分辨系数的值会直接影响关联度系数η，进而影响评价结果的准确性和可靠性。在确定分辨系数的值时，传统的灰色关联度模型采取统一化处理，均取做0.5，显然不适合应用于所有的评价指标体系，缺乏一定的合理性。因此本文在前人已有的研究基础上[8]对公式中的分辨系数进行量化处理，从而在一定程度上改进了传统的灰色关联模型，可以有效地避免指标系统中可能出现的异常值引起最终关联度确定失真的情况。

改进的灰色关联度计算的具体步骤如下。

(1)确定指标矩阵、参考序列、比较序列

区域经济矩阵为：

(1)

港口物流矩阵为：

(2)

其中，参考序列Yi=(ym1,ym2,…,ymn)表示第m个港口物流指标第n年的数据，比较序列Xj=(xk1,xk2,…,xkn)表示第k个区域经济指标第n年的数据。

(2)原始数据无量纲化处理

因为港口物流与城市经济指标的量纲和度量方式不同，因此需要对原始指标数据进行标准化处理，将原始矩阵X和Y变换为处理后的差值矩阵，公式如下。

(3)

(3)构造差值矩阵

在(2)的基础上，根据公式

(4)

可构造出相应的差值矩阵。

(4)量化ρ值，改进分辨系数的确定方法

通过量化分辨系数，可以有效避免系统中异常值的存在而引起(3)差值计算过程中出现最大绝对差偏大的现象，从而使得最终关联度的确定更加准确可靠。

由公式(4)记

(5)

为指标绝对差值的平均值。

由于ρ∈[0,1]，以ρ=0.5为界对分辨系数进行量化，ρ的取值分为以下情况。

c. 当ω=0，即Δij中有一列数据全部为0时，此时关联度不受ρ值的影响，因此ρ可以在[0,1]中任意取值。

则改进后的关联系数计算公式为：

(6)

(5)确定关联度

对各列求平均值，得到第k个区域经济指标与第m个港口物流指标之间的关联度公式为：

(7)

(三)多维灰色模型的建立

多维灰色模型GM(1，N)是一种分析模型、因子模型，可以用来分析一个系统的协调运作状态，以及系统内部各作用因素间的动态变化关系和各因素对整个系统行为的影响，进而实现对一个系统内部的协同性分析。基本步骤如下。

(2)构建多维灰色模型

(8)

其中，-a为发展系数，且-a>0时，表明系统有自我发展能力；bi(i=1,2,…,n)为协调发展系数，且bi>0时，表明系统的行为因素和作用因素之间是协调发展的，反之，则表明存在不协调因素。参数a和bi(i=1,2,…,n)可通过最小二乘估计由以下矩阵方程求得：

(9)

其中：

三、实证分析

近年来青岛市实体经济飞速发展，在经济发展上形成了独有的“青岛特色”，本文的研究对象涵盖青岛整个市域范围，在整个青岛市范围内探讨其腹地经济与其港口物流的协同发展关系。

青岛港由青岛老港区、黄岛油港区、前湾新港区和董家口港区等四大港区组成，拥有码头15座，泊位72个，是世界第七大港[10]。近年来，青岛港的迅速发展极大地带动了腹地经济的发展，本文通过二者相关性和协同性的实证分析，为进一步促进二者协调发展提供合理化对策和建议。

(一)基于灰色关联度模型的相关性分析

本文所引用的数据来源于2005—2017年《青岛市统计年鉴》以及各年度青岛市国民经济和社会发展统计公报，具体数据见表2，其中，青岛港口货物吞吐量及腹地经济指标中的主要代表行业指标的变化趋势见图1，从中可以较直观地看出各要素近13年以来的变化趋势。

根据灰色关联度模型的相关定义，本实例中选取港口货物吞吐量作为参考序列，农林牧渔业、建筑业、工业、金融业、运输仓储邮政业、进出口贸易总额、社会消费品零售总额和社会固定资产投资总额作为比较序列，对原始数据进行无量纲化处理，根据改进的灰色关联度模型，借助Matlab软件求出港口货物吞吐量与其他比较序列的灰色关联度，见表3。

为进一步直观的显示二者之间的相关性，图2为拟合的青岛港口物流与腹地经济统计数据的灰色关联度变化曲线图。

通过对灰色关联结果的分析可以看出，青岛市港口物流与腹地经济发展指标有较高的关联性，且不同的经济指标对港口物流的影响程度是不同的，二者关联度集中分布在0.6119—0.9103之间，港口物流与各腹地经济指标的关联度排序为X1>X6>X3>X2>X8>X4>X7>X5，其中与港口物流关联度最大的是农林牧渔业、进出口贸易总额、工业和建筑业，其次是社会固定资产投资总额、金融业和社会消费品零售总额，最后是运输仓储邮政业。

由结果可知，与青岛港口物流关联度最大的农林牧渔业，其关联度高达0.910 3。青岛市农产品行业受益于其海港优势、技术支持等有利条件，近年来，青岛市的农产品出口总额已位居全国城市首位，基本稳定在50亿美元左右，同时也是我国水产品出口第一大市。农产品和水产品出口的迅速发展极大地推动了青岛港口物流的发展，同时，青岛港口物流的快速发展也为青岛农林牧渔业的对外贸易打下坚实的基础。

图1 港口吞吐量与城市代表行业指标变化曲线图

表2 2005—2017年青岛港口物流与腹地经济相关统计数据

表3 2005—2017年青岛港口物流与腹地经济统计数据灰色关联度结果

图2 青岛港口物流与腹地经济统计数据灰色关联度变化

与青岛港口物流关联度较大的其次是进出口贸易总额、工业和建筑业。青岛港本身的区位优势为其发展对外贸易提供了良好的条件，而对外贸易的快速增长又反过来带动了青岛港口物流的发展。同时，青岛的工业经济近年来也快速发展，工业总产值已突破万亿大关，工业原材料、半成品和产成品的进出口贸易不断繁荣发展，工业产业价值链向国际市场不断延伸，因此青岛工业发展与港口物流注定息息相关、相互促进。另外，青岛的建筑业发展态势向好，建筑企业稳抓“一带一路”战略新机遇，实现了建筑业的“走出去”，从而使得相关的建筑材料需求量不断增长，大大增加了对青岛港口物流的需求，进而使得建筑业成为影响港口物流发展的重要因素之一。

社会固定资产投资总额、金融业和社会消费品零售总额与港口物流的关联度偏小，但这些因素的变动同样会影响港口物流的发展。而运输仓储邮政业与港口物流的关联程度最小，说明青岛的运输仓储邮政业的业务辐射范围主要是面向国内，青岛经济可以在这方面进一步提高以促进港口物流的有效发展。

(二)基于多维灰色模型的协同性分析

通过对灰色关联结果的分析可以看出青岛港口物流与腹地经济之间有高度的关联性，为了进一步探讨二者之间的协调程度，本文利用多维灰色模型GM(1，N)来进行二者协同性的分析，研究港口物流发展水平与腹地经济增长的协调关系[11]。

对原始数据进行初始化和累加，利用公式(8)、(9)计算出：a=-6.134，b1=-12.801，b2=72.265，b3=28.641，b4=157.086，b5=-34.803，b6=-68.612，b7=-20.414，b8=-9.875。

由结果可得：-a>0，表明青岛市港口物流与腹地经济组成的系统自身具有一定的发展能力；b2，b3，b4>0，表明青岛市建筑业、工业和金融业这3个要素能够促进青岛港口物流的发展；b1，b5，b6，b7，b8<0，表明以上5个要素与青岛港口物流之间存在一定的不协调性，且不协调程度由强到弱依次为：进出口贸易总额、运输仓储邮政业、社会消费品零售总额、农林牧渔业、社会固定资产投资总额。

进出口贸易总额与港口物流发展的不协调表现主要有：货源腹地较为单一，进出口货源结构有待调整和完善。青岛市是我国农产品进出口规模最大的口岸，因此出口产品普遍是一些利润空间小、科技含量低、附加值低的初级产品，这种货源结构使青岛港在当今激烈的港口竞争中不占优势。

运输仓储邮政业影响港口物流发展的表现为：近年来，青岛的交通运输业实现了快速发展，铁路客货运输实现“双增长”，公路网布局日益完善，航空运输业也正处发展黄金期，而水路运输自身的固有劣势，如运输连续性差、速度慢、准时性差、装卸搬运成本高等，使其在运输市场中不占竞争优势。

社会消费品零售总额与港口物流发展的不协调表现为：社会消费品的零售主要面向的消费群体是国内消费者，其主要是城乡居民和社会直接用于生活消费的商品，如服装、食品、医药、文娱产品等。而水路运输，特别是海运，更适于承担各种外贸货物的进出口运输，其运输对象大多是一些大宗、散装货物，如钢材建材、工业制品和非易腐农产品等。因此，对于社会消费品的运输，通常不采用水运而是其他更为便捷的运输方式。

农林牧渔业影响港口物流发展的原因有：粮油作物、果蔬、水产品、奶制品等易腐的生鲜产品，通常依靠公路、铁路和航空运输，从而间接抑制了水路运输，造成了农林牧渔业与港口物流发展的不协调。

政府对于青岛港建设的金融财政支持政策还有待进一步完善，政府对青岛港口的固定资产投资比例较小，不能为青岛港的发展提供充足的资金保障，影响港口发展所需的基础配套设施建设，从而影响到港口物流的发展。

四、发展建议

通过对青岛港口13年发展的系统研究，可以看到港口物流与腹地经济联系十分密切，二者相辅相成、相互依存。港口以现代物流为桥梁加强与腹地的联系，促进综合运输的发展，推动城市经济的繁荣[12]，城市经济增长也带动了港口物流的发展。根据实证分析结果，要进一步促进青岛港口物流和青岛经济的协调发展可以从以下几方面入手。

1.整合区位优势，优化产业结构

从灰色关联度分析的结果可以看出，青岛市的主要代表行业与港口物流发展的关联程度存在明显差异，充分说明青岛市的各大产业不能很好地协同拉动港口物流发展，因此优化产业结构是促进港城发展的工作之重[13]。为此，必须继续巩固第一、二产业的主导地位，确保第一、二产业稳步发展，其中与港口物流发展密切相关的工业、建筑业等要继续加大投资力度，进一步拓展海外市场以带动青岛的进出口贸易发展。促进城市外向型经济的繁荣，从而带动港口物流的快速发展。此外，还要进一步扩展和延伸产业链，促进上中下游企业的协同发展，形成新的经济增长点[14]。加快发展第三产业，加速发展高新技术产业，促进产业结构和产品结构的转型升级，为加快港口物流发展提供有力保障。

2.加大港口建设投资力度，提高港口信息化水平

实证分析的结果表明，青岛作为沿海城市，充分利用其区位优势实现了青岛进出口贸易的繁荣发展，因此要想促进青岛市经济与港口物流协调发展，需要继续加大港口建设的投资力度，提高港口物流的信息化水平和物流服务承载能力，进一步推进青岛港的转型升级，实现港口由“单一装卸港”向“复合增值港”转型。港口除了发挥综合运输物流枢纽节点的基础功能外，更应该带动临港产业共同发展，成为城市经济的增长引擎和有力支柱。

3.着力解决港城发展的不协调问题

基于多维灰色模型对港城发展的协同性分析，从与港口物流发展不协调的进出口贸易总额、运输仓储邮政业、社会消费品零售总额、农林牧渔业、社会固定资产投资总额这五个方面，提出促进港城协调发展的相关建议。

青岛港的出口货源85%来自山东省[15]，只有小部分来自省外，货源腹地较单一，因此要大范围扩展青岛的经济腹地，大力发展港口多式联运，打开通往中原及西北腹地的运输通道，并大力推动集装箱运输内陆网络体系的投资建设，为青岛港扩大腹地货源。同时优化进出口货源结构，提高出口产品的科技含量，着力改变青岛港以初级产品出口为主的贸易局面。一方面，可以对低附加值的农副产品等开展深加工，发展农产品进出口加工工业；另一方面，加快形成如上海、深圳等周边强大的临港工业带，大力建设临港工业区。

相关部门还需加大对港口固定投资的比重，建立和完善金融财政支持政策，为港口物流的发展提供资金保障，同时鼓励大型物流企业发展供应链金融，从而为其他企业提供金融类增值服务，保证港城发展在资金环节上的畅通[16]。重点加大对港口物流基础设施建设以及信息化建设的投资力度，形成以青岛港为核心的集多式联运、仓储配送及报税贸易等为一体的港口物流体系，实现青岛港口经济的可持续发展。