基于灰色关联度分析模型的上海市港口物流与城市经济发展关系研究

2023-07-17冉文学何丹丹

物流科技 2023年15期

冉文学何丹丹

摘要：基于上海市统计年鉴2005—2020年16年间的数据，首先分析了上海市港口物流与经济发展的现状，然后通过主成分分析得到可以表示城市经济发展的指标，进而对上海市城市经济与港口物流进行了灰色关联度分析，以港口货物吞吐量作为评价上海市港口物流发展的主要指标;以上海市区域生产总值、第二产业产值、第三产业产值、进出口总额和固定资产投资总额等五项指标来代表上海市经济发展，最后通过实证分析得到了这五项指标对港口物流影响的大小关系，并据此提出相关的发展建议。

关键词：港口物流;区域经济;灰色关联模型;主成分分析

中图分类号：F259.27 文献标志码：A DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2023.15.025

Abstract： Based on the data of Shanghai statistical yearbook for 16 years from 2005 to 2020， the current situation of port logistics and economic development in Shanghai is analyzed first， then the indicators that can represent the economic development of the city are obtained through principal component analysis， and then a grey correlation analysis is conducted between urban economy and port logistics in Shanghai. Finally， the relationship between these five indicators and port logistics is obtained through empirical analysis， and relevant development suggestions are made accordingly.

Key words： port logistics; regional economy; grey correlation model; principal component analysis

0 引言

由于其功能的特殊性，港口作为一个整体的交通网络中心，在各个国家和地区间起着至关重要的作用。港口既可以作为一个综合性的交通枢纽发挥作用，还可以通过贸易和旅游等产业达到“以港兴市”的效果。港口作为城市的门户对提高城市发展水平及影响力具有越来越重要的作用[1]。根据国际上的经验，目前全球大城市有36个，其中海港城市就有31个。这些港口城市都利用自然条件优越的港口作为其外部的窗口，以相对成熟的港口产业和较成熟的码头工业为主，同时依靠其自身的内陆地区经济，连接着海陆两地，从而达到了长期的发展。

在20世纪50年代，美国特拉华河港务局就开始对港口物流与城市经济的联系进行了深入的探讨，并在此基础上发表了第一篇此领域的文章。在世界经济一体化、国际贸易往来日益频繁的今天，我国的港口物流发展必将给地区的经济发展带来巨大的推动，因此必须引起有关部门的重视。其实也不难理解，如果一个地区的经济发展良好，该地区对货物运输需求就会大大增加，对港口物流的依赖自然也会增加，这对提高港口货物的吞吐量有很大帮助。

目前，国内学者对以上两者的关系已有大量研究，梁岩、程春梅等运用灰色关联度模型来分析辽宁省区域经济发展与港口物流发展的关系，得出结论：区域GDP和第三产业的发展与港口物流的发展关系密切，并利用这种关系提出了关于区域经济发展的若干意见[2]。沈秦伟、郭建科等根据脉冲响应函数、方差分析以及格兰杰因果关系检验得出：大连港口物流与经济增长之间存在着长期稳定的均衡关系;港口物流与经济增长之间存在单向因果关系，港口物流的两个衡量指标港口吞吐量与集装箱吞吐量之间存在双向因果关系[3]。刘宏和高丽君从辽宁省港口物流发展现状，发现辽宁省港口物流的总体需求结构与供给结构的矛盾，并且提出能够改善辽宁省港口物流的总体需求结构与供给结构矛盾问题的有效建议[4]。张蒙通过建立面板向量自回归模型，并利用方差分解分析和格兰杰因果关系检验等方法对港口繁荣与区域经济之间的动态关系进行了实证分析，结果表明：港口物流与区域经济发展之间存在显著的相互促进关系[5]。王军和邓玉探讨了较优的港口腹地协同发展机制，通过构建耦合协调度模型进行耦合协调度测算及机理分析，结果表明：九港口协调度整体呈上升趋势，同一时间截面下，港口协调发展水平差距明显，其发展模式可分为稳步增长型和间歇增长型[6]。李金龙通过建立港口物流产业集群和腹地经济发展指标体系、构建Logit模型对天津港物流产业集群和腹地经济发展主要影响因素进行分析，得出的结论为：物流产业集群水平、高端人才、科学技术、政府投入、城市基础设施、资本这6项因素对腹地经济发展影响显著[7]。

通过文献的梳理发现，大部分学者都是运用格兰杰因果关系检验、方差分析，以及脉冲响应函数等检验方法来分析港口物流对区域经济的影响，也可以用哈肯模型、面板向量自回归模型、耦合协调度模型、Logit模型，以及灰色关联度模型来分析区域经济与港口物流之间的關系，但是关于上海市港口物流与经济发展的研究暂时还没有。

本文将采用灰色关联度模型对上海市经济发展与港口物流的相互关系进行相应的实证研究，通过分析得到的数据，可以对上海市的经济发展以及未来前景提出建议，上海市的实例研究对其他同类型的港口城市有一定的借鉴意义。

1 上海市港口物流与城市经济发展现状

1.1 上海市港口物流发展情况

上海地处长江三角洲的中心地带，东部和日本九州群岛隔海相望，南部毗邻浙江杭州。上海市作为长江的入海口，洋山港为上海市的外贸发展做出了巨大的贡献。上海市是全国经济发展最好的地区，它有着坚实的交通网络和健全的商业系统;人才储备充足、交通网络发育完善等诸多方面对上海港的物流发展起到了积极地推动作用。最近几年，上海港港口物流的功能发展越来越完善，从原有的单一的集装箱运输功能逐渐转变为综合服务功能，可以为需求者提供一些综合性服务，如仓储、加工、包装、运输和一些增值服务[2]。

“一带一路”战略的提出为上海的洋山港提供了广阔的发展空间，伴随着“一带一路”战略和近年来的全球一体化进程，中国与周边各国的经贸合作日益密切。上海要实现国家战略目标、建设“全球城市”的根本支撑在于港口服务，在于上海港能够提供多大范围、多强功能的服务，在于上海国际航运中心在全球地位的一直提升[8]。

作为一个可以直观反映港口的物流能力的指数——港口物流吞吐量，从图1可以看出：港口货物吞吐量总体呈上升趋势，尽管在某些年份偶尔会出现一些下降。在2008年至2009年度，由于受经济危机的冲击，上海港的货运能力有所下滑，而上海港的货运能力则在金融危机之后迅速恢复。这说明上海市在新的经济环境下，港口物流始终保持着与国民经济发展同步的良好势头。

1.2 上海市经济发展情况

上海是国际经济、金融、贸易、航运、科技创新中心，其经济发展遥遥领先于全国其他城市。2005—2021年，上海GDP逐年增长，2021年上海以43 214.85亿元位居全国第一。

从图2可以看出，上海市GDP的发展与上海市的发展水平是一致的。上海市GDP增长具有很大的波动性，特别是2008—2009年，在金融危机的冲击下，曾经降至7%。上海市GDP的高速增长主要得益于上海世博会的召开，上海市的服务业在2010—2010年间得到了迅猛的发展，随着上海世博会对上海的拉动作用减弱，导致了2012—2015年GDP的小幅恢复。上海在2016年加大刺激上海的制造业、刺激上海市的经济力度，导致了上海市GDP的增幅大约12%。2021年，上海GDP同比增速为8.1%，与全国GDP同比增速持平，货物出口额也处于深圳之下。

港口城市总体上处于较高的发展水平，这是由于港口物流的发展使得港口城市的生产要素不断向港口聚集，从而成为港口城市的重要经济增长点。而城市经济的发展也为港口的发展带来了资源、资本、政策等方面的支撑，进而推动了港口的发展。从历史发展的角度来看，港口的物流业和城市的发展有着密切的联系。

2 港口物流与GDP发展的指标体系及灰色关联分析

在指标的选取时，通过相关文献的梳理发现，张佳鴻和宁亮亮研究河北省区域经济与港口物流的关系时，选取了GDP与港口货物吞吐量两项指标来研究[9]。唐德才、李萌萌等人以靖江为对象做同样的研究时，在选取了以上两个指标之外，还选取了第一产业产值、第二产业产值、第三产业产值三项数据来完善区域经济的指标体系[10]。张思颖在以武汉为例做该项研究时，在选取了以上五项指标的基础上，还增设进出口总额和固定资产投资额两项指标进一步完善了区域经济指标体系，更为全面[11]。梁岩、程春梅等研究辽宁省区域物流与港口物流的关系时，选取了GDP、三大产业各产值、进出口总额和固定资产投资额六项指标来研究。

考虑到指标获取的便利性以及论文进行的可行度，本文综合上述文献中学者们对指标选取依据，最终确定衡量港口物流能力的指标为港口货物吞吐量，同时在城市经济的指选取上结合主成分分析方法选出最合适的指标来表示，最终确立为城市生产总值GDP、三大产业各产值、固定资产投资总额、居民消费价格指数、外贸进出口总额七项指标为待选指标。具体指标数据如表1所示。

2.1 主成分分析

2.1.1 确定主成分的数量

通过SPSS分析如表2所示，在以上选取的七个指标中，第一个主成分包含了全部69.85%的信息，第二个主成分包含了全部20.41%的信息，前2个主成分累计贡献率已经达到90%，基本上已经包含了指标的所有信息。因此，选择前两个主成分就可以解释关键的问题。

2.1.2 确定载荷系数矩阵

载荷系数矩阵显示了主成分对于研究项中的作用，同时还显示了各主成分与各研究项目的对应度。从表3可知：各指标对应的共同度值均高于0.4，意味着各个指标和主成分之间有着较强的关联性，并且主成分可以有效地提取出信息。根据分析模型，载荷系数绝对值大于0.4时即说明该项和主成分有对应关系。因此，选择共同度较高的几个指标来衡量区域经济的发展情况，即：GDP、第二产业、第三产业、固定资产投资额以及进出口总额。

2.2 灰色关联的计算与分析

在通过主成分分析方法确定出表示区域经济的五项指标后，本文接下来将采用灰色关联度模型来分析上海市港口物流与区域经济发展之间的关系。经过以上计算，本文将采用港口货物吞吐量X来表示港口物流的发展情况，用上海市区域生产总值GDPX、第二产业产值X、第三产业产值X、固定资产投资总额X、进出口总额X等五项指标来表示区域经济的发展情况。其中X列即灰色关联模型中的母序列，而X—X列都是子序列，具体数据如表4所示。

2.2.1 原始数据的无量纲化处理

确定使用灰色关联分析法之后，第一步就是对原始数据进行无量纲化处理从而得到他们的初值像，之所以要这样处理，是因为这些指标之间的量纲不同，因此可能会有数字大小差别很大的情况出现。要减少数据的绝对数值的差异，重点关注其变化和趋势。本文运用初值化的方法，计算公式如下，最终得到2005—2020年各项数据的初值像数据X如表5所示。

X==X，X，X， i=1，2，3，…，m （1）

2.2.2 数据的绝对差计算

为了方便灰色关联度的计算，第二步是进行数据的绝对差计算，即将无量纲化处理后的数据参考序列与比较序列作差得到Δ，其目的是将数据进一步归一化，便于之后关联系数的计算。得到2005—2020年各项数据的的绝对差值如表6所示，计算公式如下：

Δ=X-X， i=1，2，3，…，m （2）

2.2.3 灰色关联度的确定

通过以上的数据处理，第三步就是进行灰色关联度的确定，根据表6计算出的结果可以看出近16年上海市市域经济的两级差，最大极差用M表示，最小极差用m表示，所得结果如下：

M=maxΔ=4.287 364

m=minΔ=0

根据所获得的最大极差与最小极差计算灰色关联度，公式如下，其中ζ通常取0.5，关联系数用η表示，最终的计算结果如表7所示。

η== （3）

表7中關联系数η是比较数列与参考数列在各个时间的关联程度值，但是因为信息过于分散不便进行整体比较，所以可以将各个时间的关联系数集中为一个值，即求其平均数η，作为比较数列与参考数列间关联程度的数量比较。计算表7的关系数值后，再求16年间各指标关系数值的平均值，计算过程以及结果如下：

η==0.722 676 η==0.979 330 η==0.637 114 η==0.908 809 η==0.791 688

2.3 结论分析

根据灰色关联分析模型可知，若比较序列与参考序列的关联度在0.6以上，则表示两者之间具有比较高的关联性，关联度越接近1，则说明两者的关联度越高。由计算结果可知，本文选取的五个代表区域经济的指标与港口物流的关联度都比较高，具体大小顺序为X>X>X>X>X，即在代表区域经济的指标中，上海市第二产业与港口物流发展的关联度最高，而第三产业与港口物流发展的关联度最低。

上海市2005—2020年区域经济与港口物流关联度最大的是第二产业，为0.979 330。上海作为我国的经济金融中心，相关产业创新能力突出且现代化水平比较高。2020年，上海六大重点工业行业工业总产值实现23 784.22亿元，GDP贡献率约为61%。所以第二产业的发展对港口物流发展有很大地促进作用，需要继续保持相关产业与港口的协同合作。

上海市固定资产投资总额与港口物流的关联度为0.908 809，上海固定资产投资额规模在全国排名靠前，2017—2019年，上海市固定资产投资额同比增速与全国固定资产投资同比增速相对相近。2020年，上海市固定资产投资额实现了比较大的幅度增长，达到10.3%的增速，远高于全国固定资产投资同比增速（2.7%）和一线城市固定资产投资同比增速（7.7%）。2021年，上海市固定资产投资额达到9 553.31亿元，并且保持了比较高的同比增速，远高于全国和一线城市平均值。分区来看，上海市浦东新区的固定资产投资额远远超过其他各区，洋山港也成为全球单体规模最大全自动码头。所以，近些年来，上海市政府对港口的投资也进一步促进了上海市港口物流的发展。

上海市进出口总额和区域生产总值与港口物流的关联度分别为0.791 688和0.722 676。查阅相关资料可知，在上海港，进出口货物占全国货物运输总量的四分之一以上。通过该港口，上海的对外贸易占了将近99%，港口主要处理的货物有：煤炭、金属矿石、石油和石油产品、钢、机械和工具等，因此上海市进出口总额与港口物流的发展高度关联。上海市区域生产总值与港口物流的关联度也较高，可见上海市港口物流的发展比较大的程度上影响上海市经济发展的走向。

上海市第三产业与港口物流的关联度为0.637 114，第三产业之所以与港口物流有联系，是因为第三产业中的交通运输、仓储、贸易都会直接影响到港口物流的需求与发展[12]。近年来，上海市更加重视生产性服务业的发展，2016—2021年，上海市第三产业增加值的占比从70.5%提高到了73.3%;第二产业增加值由2016年的29.1%下降至2021年的26.5%。综合来看，第三产业的贡献仍在不断提升的过程中。

3 上海市区域经济及港口物流发展的建议

3.1 重视固定资产投资，继续加大固定资产的投资力度

由实证与结论可知，对上海市港口物流影响较大的是固定资产投资总额。上海市的固定资产投入也将直接关系到其自身的发展。近年来上海市的经济发展状况得到了明显的提升，加之国家加大了政策扶持和实施，使得上海市各个产业对外资的吸引力越来越大。尤其是在“一带一路”、长江经济区等国家发展的重大战略部署下，上海市的港口产业发展面临着巨大的发展机会。因此在今后的发展中，上海市可以适当加强在港口业方面的投资。

3.2 优化调整第二三产业，充分发挥第三产业物流效应

第二产业是促进国国民经济快速发展的核心，由上面分析结可知，上海市第二产业对港口物流的影响最大，所以重视与港口相关的工业和建筑业的发展是非常必要的。但是經过分析，上海市第三产业与港口物流的发展联系却是关联性最低的，这也反映出一个问题，即上海市的第三产业的发挥并没有很大程度带动港口物流的发展，如何发挥第三产业的物流效应是非常值得思考的一个问题。

3.3 加强外贸，促进地区经济发展

通过上面分析，加强外贸投资，重视贸易往来对货物吞吐量也同样具有促进作用，因此，上海市必须制定相应的对外投资战略，建立连续性的政策制度，以确保其可持续发展。同样的，从GDP来看，经济持续健康发展对港口物流的发展也是必不可少的。

参考文献：

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[2] 梁岩，程春梅，谢文钰. 辽宁省区域经济与港口物流的灰色关联分析[J]. 辽宁工业大学学报，2021，23（2）：26-29.

[3] 沈秦伟，韩增林，郭建科. 港口物流与城市经济增长的关系研究——以大连为例[J]. 地理与地理信息科学，2013，29（1）：69-73.

[4] 刘宏，高丽君. 新时期辽宁省港口物流发展现状及对策[J]. 商业经济研究，2016，35（13）：119-120.

[5] 张蒙. 港口繁荣与区域经济发展的关系研究——基于面板向量自回归模型的实证分析[J]. 调研世界，2021（9）：58-64.

[6] 王军，邓玉. 港口物流与直接腹地经济耦合协调性研究——以天津、营口等九海港型国家级物流枢纽为例[J]. 工业技术经济，2020，39（11）：62-68.

[7] 李金龙. 天津港物流产业集群与腹地经济关系研究[D]. 天津：天津理工大学，2020.

[8] 孙瀚冰，刘长俭. 上海市港航发展战略方向[J]. 港口科技，2018（9）：48-52.

[9] 张佳鸿，宁亮亮. 港口物流与区域经济灰色关联度——以河北省为例[J]. 物流科技，2012，35（7）：6-10.