曹峰

內容摘要：作為“一帶一路”重要支點的東部沿海地區(qū)優(yōu)良港口眾多，本文以我國30個港口城市為研究對象，運用協(xié)同學理論對港口物流和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展進行實證分析，為港口物流和區(qū)域經(jīng)濟協(xié)同研究提供了不同方法。通過研究得出以下結論：在引入GDP和港口貨物吞吐量后發(fā)現(xiàn)，兩者之間不同程度反映經(jīng)濟發(fā)展狀況，為我國經(jīng)濟轉型升級提供了新的思路;在引入港口建設投資完成額和港口貨物吞吐量后發(fā)現(xiàn)，港口吞吐量是港口建設投資完成額的序參量，區(qū)域外向型經(jīng)濟發(fā)展水平影響港口物流建設水平。

關鍵詞：一帶一路 ? 協(xié)同學理論 ? 區(qū)域經(jīng)濟 ? 港口物流 ? 協(xié)同發(fā)展

港口作為重要的戰(zhàn)略資源可以極大地推動區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展，但是各區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平不一且港口物流的推動作用和地位存在較大差異。本文在協(xié)同學理論的基礎上通過運用哈肯模型研究我國沿海各港口與其腹地城市之間協(xié)同發(fā)展關系，在實證分析的基礎上為我國建設“一帶一路”和推動各港口城市與港口物流協(xié)同發(fā)展提供理論支撐，同時為福建省建設成為一帶一路的重要支點提供理論基礎，并提出發(fā)展建議：第一，充分發(fā)揮福建省的區(qū)位優(yōu)勢，利用沿海諸多優(yōu)良港口大力發(fā)展港口物流業(yè)，形成經(jīng)濟增長新動力;第二，建設港口群，使福建省內福州、泉州、廈門等港口之間形成功能互補、協(xié)調發(fā)展的新型港口群，為福建區(qū)域經(jīng)濟的迅速發(fā)展提供良好的經(jīng)濟基礎等。

研究現(xiàn)狀

在區(qū)域經(jīng)濟與港口物流協(xié)同發(fā)展機制的研究方面，國內外眾多學者運用不同的模型進行分析，探索和解釋影響區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的因素。其中，陳航等（2009）通過建立功能關系矩陣研究港口與區(qū)域經(jīng)濟的協(xié)同關系;梁紅艷等（2012）通過運用向量誤差修正模型研究福建省港口與經(jīng)濟發(fā)展的互動機制;楊留星（2016）等通過建立VAR模型實證分析海港對腹地區(qū)域經(jīng)濟的影響;孟飛榮（2017）等通過建立港口與腹地經(jīng)濟的協(xié)調度評價模型對湛江港、北海港等四個港口及其腹地經(jīng)濟耦合度進行測度;羅永華（2010）建立區(qū)域經(jīng)濟與港口評價指標體系并采用灰色關聯(lián)模型進行實證分析。

作為研究系統(tǒng)演化的自組織模型，哈肯模型的應用領域廣泛，且越來越受到廣大學者的關注。哈肯模型是基于確定序參量來研究系統(tǒng)演化機制的自組織演化模型，是協(xié)同學理論的微觀方法。協(xié)同學理論是1971年由哈肯教授創(chuàng)立的，其中心內涵是許多子系統(tǒng)相互作用、相互聯(lián)系構成一個復雜的復合系統(tǒng)。系統(tǒng)內各個子系統(tǒng)和參量的性質對系統(tǒng)的影響是不同的，對參量進行有目的的改變并使其達到線性失穩(wěn)點，以此研究系統(tǒng)內部不同因素和變量之間相互作用使系統(tǒng)發(fā)生演變的過程。各個子系統(tǒng)之間既存在復雜無序的運動又與其他子系統(tǒng)相互聯(lián)系和相互協(xié)調作用。其中兩個變量分別為快變量和慢變量，慢變量也叫做序參量，在系統(tǒng)中處于支配地位。當前哈肯模型主要廣泛應用于區(qū)域經(jīng)濟研究領域和產(chǎn)業(yè)演進機制研究中。其中，胡淵等（2015）基于自組織理論對能源碳排放與國內生產(chǎn)總值的演進機制進行實證分析;唐建榮等（2017）建立哈肯模型研究物流業(yè)與保險業(yè)協(xié)同發(fā)展關系;同時，唐建榮（2017）等人也將哈肯模型的應用擴展到物流業(yè)與金融業(yè)協(xié)同演化機制的研究當中;除此之外，也有學者如鄭樹旺（2016）等建立關于旅游業(yè)與環(huán)境污染治理的哈肯模型研究旅游業(yè)與環(huán)境污染治理投資之間的協(xié)同關系。

協(xié)同機制分析

區(qū)域經(jīng)濟-港口物流系統(tǒng)是由區(qū)域經(jīng)濟和港口物流兩個子系統(tǒng)構成的開放的、非線性的演化系統(tǒng)。該系統(tǒng)內部存在眾多控制參量并且兩個子系統(tǒng)之間隨著時間的推移呈現(xiàn)出彼此協(xié)調有序的結構。在本文中，作者嘗試選取相關指標建立區(qū)域經(jīng)濟與港口物流之間的哈肯模型進行實證分析，研究區(qū)域經(jīng)濟與港口物流兩大子系統(tǒng)之間的演變機制。在臨港地區(qū)的研究中，根據(jù)自組織理論可以將區(qū)域經(jīng)濟與港口物流看成開放的統(tǒng)一系統(tǒng)。以下主要分別從港口與城市功能定位和自組織理論特征等方面闡述建立區(qū)域經(jīng)濟與港口物流協(xié)同機制的合理性。

通常來講，按照港口功能的演變將港口劃分為四個發(fā)展階段：上世紀五十年代之前的港口被看作運輸中心，承擔著單一的運輸和轉運功能;上世紀五十年代到八十年代的港口被看作運輸與配送中心，港口功能得到部分擴展;上世紀八十到九十年代的港口被看作物流中心，除了運輸、配送等功能，港口還承擔著倉儲、流通加工等作用。同時最新的第四代港口除了上述功能外還承擔著資源配置和臨港產(chǎn)業(yè)集群等功能。因此從港口功能的角度來看，港口物流在承擔流通功能的同時對區(qū)域經(jīng)濟、人口、社會產(chǎn)生巨大的影響。由于地理空間上的聯(lián)系，港口的發(fā)展與城市成長模式密切相關。通過前、后向關聯(lián)效應，港口可以催生大批產(chǎn)業(yè)集群，帶動區(qū)域經(jīng)濟的迅速發(fā)展。

從區(qū)域經(jīng)濟的角度來看，直接經(jīng)濟腹地的總量和發(fā)展程度對港口貨物吞吐量及港口基礎設施建設產(chǎn)生直接影響。區(qū)域城市經(jīng)濟的落后會導致港口腹地范圍的縮小、港口基礎設施的不完善以及缺乏充足的貨源資源支撐，嚴重影響港口物流的輻射范圍。因此，從區(qū)域經(jīng)濟的角度來看，港口物流的迅速發(fā)展得益于區(qū)域經(jīng)濟的壯大和區(qū)域對外貿易的繁榮。

此外，港口物流與區(qū)域經(jīng)濟協(xié)同機制作為相對獨立的生態(tài)系統(tǒng)存在以下自組織特征：第一，開放性。區(qū)域經(jīng)濟與港口物流的發(fā)展均離不開與外界的信息、資金和技術設備等的交流，隨著資金、技術等資源輸入?yún)^(qū)域經(jīng)濟與港口物流生態(tài)系統(tǒng)，該系統(tǒng)也在向外界輸出資金、信息等，這些開放性因素促使區(qū)域經(jīng)濟與港口物流協(xié)同發(fā)展。第二，非平衡性。在區(qū)域經(jīng)濟與港口物流協(xié)同機制是由區(qū)域經(jīng)濟與港口物流兩大主題構成，兩者之間的地區(qū)生產(chǎn)總值、港口貨物吞吐量、發(fā)展速度等方面都存在非平衡性質。區(qū)域經(jīng)濟與港口物流發(fā)展之間并非是同步或者同時進行的，此外，相比較而言區(qū)域經(jīng)濟子系統(tǒng)與港口物流子系統(tǒng)之間的關系并非平衡的。第三，非線性。區(qū)域經(jīng)濟與港口物流兩大子系統(tǒng)對協(xié)同機制的影響并非簡單疊加。在內外各種因素的干擾下，協(xié)同機制的變化趨勢更加復雜，系統(tǒng)變化由最初的線性狀態(tài)趨向非平衡的非線性狀態(tài)。第四，適應性。區(qū)域經(jīng)濟與港口物流系統(tǒng)協(xié)同機制對外界因素存在很強的適應性，例如在“一帶一路”的影響下，港口與腹地經(jīng)濟呈現(xiàn)一定程度的發(fā)展趨勢。

模型與實證分析

（一）模型建立

哈肯引入統(tǒng)計力學對自組織問題進行深入研究，建立完善的協(xié)同學自組織理論。哈肯模型通過衡量系統(tǒng)的有序度，對序參量進行有效識別進而對系統(tǒng)的階段演化進行評估。

哈肯模型的兩個中心概念是序參量概念和伺服原理。假定γ1很小，只要m1和m2是小量，那么m1的變化很慢且由公式（2）可知，m2由m12 驅動。但是因為m1變化很慢，可以認為m2的變化很慢，如果γ2為正值且遠大于γ1，與γ2m2相比可以忽略m2。這其中m1為序參量，m2由m1支配，此為伺服原理。通過絕熱近似法可以用γ1表示γ2。區(qū)域經(jīng)濟與港口物流協(xié)同發(fā)展系統(tǒng)中，假設m1表示子系統(tǒng)I的狀態(tài)變量，m2表示子系統(tǒng)Ⅱ的狀態(tài)變量，m1為該系統(tǒng)中的內在驅動力，變量m1控制著變量m2。這兩個子系統(tǒng)的運動方程可以表示為：

下文將哈肯模型引入?yún)^(qū)域經(jīng)濟與港口物流協(xié)同發(fā)展系統(tǒng)的研究和分析中，構造運動方程并找出區(qū)域經(jīng)濟與港口物流協(xié)同系統(tǒng)的序參量。這一過程共分為兩個階段：第一階段，引入GDP和港口貨物吞吐量作為兩個參量進行研究;第二階段，引入港口建設投資完成額和港口貨物吞吐量作為兩個參量進行研究。

（二）第一階段變量引入

為了具體分析區(qū)域經(jīng)濟與港口物流發(fā)展的協(xié)同關系，本文選取30個港口城市2015-2016年港口貨物吞吐量（TTL）和地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）作為研究樣本進行實證分析。

其中，由于港口貨物吞吐量的變化能夠在一定程度上反映港口基礎設施、機械設備、服務水平、管理效率、技術進步等港口發(fā)展的內在因素變化，本文選取30個港口城市的港口貨物吞吐量（TTL）作為港口發(fā)展的主要衡量指標。同時本文選取地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）作為衡量區(qū)域經(jīng)濟增長的主要指標。樣本數(shù)據(jù)來源于相關各省市2016、2017年統(tǒng)計年鑒和2015、2016年統(tǒng)計公報等。

確定序參量。在第一階段引入GDP和港口貨物吞吐量兩個參量進行分析時，首先假設港口貨物吞吐量（TTL）為序參量，根據(jù)公式（3）和公式（4）并運用Eviews軟件分析選取的30個港口城市數(shù)據(jù)可以得到運動方程如下：

（8）

（9）

其中運動方程（8）的調整擬合優(yōu)度為0.99，方程的F統(tǒng)計量為2047.347。運動方程（9）的調整擬合優(yōu)度為0.999，方程的F統(tǒng)計量較大且其P值通過了0.05顯著性水平檢驗。兩個運動方程根據(jù)white檢驗模型不存在異方差性。所以兩個運動方程是有效的，由此可以得出γ1=-0.016，γ2=-0.088，a=0.000000000205，b=-0.000257，根據(jù)絕熱近似假設條件：|γ2|>|γ1|且γ2>0，此時該變量稱為快變量即衰減迅速。但是在以港口貨物吞吐量為序參量的假設中，γ2<0，說明原假設不成立，港口貨物吞吐量不能作為序參量。因此繼續(xù)研究假設GDP作為序參量，重新計算得到運動方程如下：

在第一階段引入地區(qū)生產(chǎn)總值和港口貨物吞吐量兩個參量進行哈肯模型的實證分析時發(fā)現(xiàn)兩個參量均不能作為港口物流和區(qū)域經(jīng)濟協(xié)同系統(tǒng)的序參量，原因可能有如下幾個方面：第一，從樣本數(shù)據(jù)中不難看出地區(qū)生產(chǎn)總值與港口貨物吞吐量之間存在正相關關系，這不滿足哈肯模型的條件，即在喪失線性穩(wěn)定性、序參量的產(chǎn)生和伺服原理的有效性之間存在著一種最重要的內在關系，當改變控制參量時，一個系統(tǒng)會喪失線性穩(wěn)定性;第二，地區(qū)生產(chǎn)總值作為衡量地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的重要指標應當被考慮作為參量進行哈肯模型分析，但是影響地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平這一指標的因素眾多，在當前我國經(jīng)濟發(fā)展形勢下，港口貨物吞吐量短時間內波動并不會影響地區(qū)生產(chǎn)總值的持續(xù)增長。因此，綜合上述幾點原因，本文第一階段得出以下幾個重要結論：第一，通過地區(qū)生產(chǎn)總值與港口貨物吞吐量之間進行分析可以看出兩個參量呈現(xiàn)正相關關系，這符合我國當前經(jīng)濟增長、港口物流迅速發(fā)展的現(xiàn)狀，兩者之間短時間內不會存在類似勢函數(shù)圖像上的極值問題;第二，通過這一階段的分析可以看出選擇參量進行哈肯模型分析時應當盡量選取子系統(tǒng)之間存在直接關系且影響因素較少的變量，以保證分析的準確性和可靠性;第三，可以嘗試運用哈肯模型對地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平和港口發(fā)展水平進行時間序列的分階段研究，為區(qū)域經(jīng)濟轉型升級提供有力的理論支撐;第四，通過第一階段的分析可以得到：地區(qū)生產(chǎn)總值與港口貨物吞吐量之間無法滿足絕熱近似假設，港口貨物吞吐量一定程度上是地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的側面表現(xiàn)，因此港口貨物吞吐量與地區(qū)生產(chǎn)總值在大多數(shù)情況下是呈現(xiàn)正相關關系的，即可以將港口貨物吞吐量當作港口經(jīng)濟發(fā)展水平的表現(xiàn)，同時也是地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的表現(xiàn)。

（三）第二階段實證分析

港口建設投資完成額一定程度上反映了區(qū)域經(jīng)濟對港口物流發(fā)展的影響作用且該參量與港口物流發(fā)展之間存在著直接關系。這一階段選取30個港口城市的港口投資建設完成額（TZ）和港口貨物吞吐量（TTL）兩個變量進行區(qū)域經(jīng)濟與港口物流協(xié)同發(fā)展研究，樣本數(shù)據(jù)來源于相關各省市2016、2017年統(tǒng)計年鑒和2015、2016年統(tǒng)計公報以及2016年、2017年中國港口統(tǒng)計年鑒。

第一，確定序參量。選取港口投資建設完成額與港口貨物吞吐量兩個參量進行分析，首先假設港口貨物吞吐量為系統(tǒng)的序參量，根據(jù)公式（3）和公式（4）運用Eviews軟件得到運動方程如下：

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滿足絕熱近似假設：|γ2|>|γ1|且γ2>0。此時港口投資建設完成額為快變量，即衰減迅速;而港口貨物吞吐量為慢變量，特征為衰減緩慢，表示阻尼較小的序參量。因此在公式（12）和公式（13）構造的運動方程中，港口貨物吞吐量為港口建設投資完成額的序參量，因此可以得到運動方程如下：

第二，勢函數(shù)求解。由上述公式可知港口貨物吞吐量為序參量，采用絕熱消去法，令TZ=0可得

然后將方程（16）代入方程（14）可以得到系統(tǒng)序參量方程如下：

進一步根據(jù)求得的參數(shù)可以得到系統(tǒng)演化趨勢函數(shù)為：

第三，參數(shù)分析。在第二階段的分析中可以看出，港口貨物吞吐量是系統(tǒng)的序參量，港口貨物吞吐量的增加在一定程度上吸引了港口建設投資額的增加。從另一個角度講，港口貨物吞吐量的增長意味著港口城市外貿經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，即港口貨物吞吐量可以看做港口城市經(jīng)濟發(fā)展的體現(xiàn)，這種外貿經(jīng)濟指標的增長促使港口建設投資的增加，進而完善港口基礎設施，提高港口的貨物承載力，促使港口貨物吞吐量的增長。

結論及建議

通過上述兩個階段的分析可以看出：在第一階段引入地區(qū)生產(chǎn)總值與港口貨物吞吐量兩個參量進行哈肯模型分析時，不滿足絕熱近似假設條件。因此第二階段引入港口投資建設完成額與港口貨物吞吐量兩個參量進行分析，結果發(fā)現(xiàn)港口貨物吞吐量是系統(tǒng)的序參量。在第一階段的分析中，地區(qū)生產(chǎn)總值代表地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平，而港口貨物吞吐量反映地區(qū)外貿經(jīng)濟的發(fā)展，即兩者共同反映了地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展水平且外貿經(jīng)濟是地區(qū)經(jīng)濟的一部分，因此不適合將不同程度反映地區(qū)經(jīng)濟的兩個指標放在區(qū)域經(jīng)濟與港口物流系統(tǒng)中進行分析。因此第二階段中選取當年港口投資建設完成額與港口貨物吞吐量進行分析，結果發(fā)現(xiàn)港口貨物吞吐量是系統(tǒng)的序參量，即港口貨物吞吐量的增長在一定程度上吸引港口建設投資的增加，外貿經(jīng)濟的發(fā)展促進港口物流基礎設施投資的增加，而港口物流建設投資的增加完善了港口基礎設施，提高港口貨物承載力，對外貿經(jīng)濟的發(fā)展提供了基礎保障。

由上述模型建立和分析過程可知，港口貨物吞吐量的增長在一定程度上可以吸引港口投資建設完成額的增長，促進港口基礎設施的完善。a>0表明在區(qū)域經(jīng)濟與港口物流協(xié)同發(fā)展系統(tǒng)中港口貨物吞吐量與港口建設投資額的降低之間還未形成協(xié)同效應，港口發(fā)展?jié)摿ι形闯浞滞诰?，港口物流對區(qū)域經(jīng)濟的帶動作用有待進一步提高;b>0表明港口貨物吞吐量的增加與港口建設投資完成額的降低之間存在正效應;γ1=-0.030<0說明港口建設投資完成額與港口貨物吞吐量之間的正向反饋機制正在逐步形成，應當增加港口固定資產(chǎn)的投資力度，促進港口貨物吞吐量的穩(wěn)定增長。γ2=0.607>0說明港口建設投資完成額在某種程度上有效性偏低，無論是資金還是人力資源的使用上存在資源浪費現(xiàn)象，所以在加大港口建設投資力度的同時應當注意提高資源利用效率，減少資源浪費。

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