王 文，周 妮，裴彩月,邢 蒙

(集美大學(xué)航海學(xué)院，福建 廈門 361021)

0 引言

“21世紀(jì)海上絲綢之路”的提出，使得海運(yùn)交通經(jīng)濟(jì)帶及其演化規(guī)律和發(fā)展模式成為我國經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易、外交、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和海上安全等眾多領(lǐng)域的重要研究熱點(diǎn)。目前相關(guān)研究已形成了較為系統(tǒng)的理論框架，主要包含增長極理論、生長軸理論、點(diǎn)-軸空間結(jié)構(gòu)理論，以及“交通經(jīng)濟(jì)帶”的概念和基礎(chǔ)理論[1]。

近期國際相關(guān)研究著重在于交通走廊的評價、政策與法律以及對港口的影響等方面，如Wiegmans等[2]對長途洲際陸路聯(lián)運(yùn)和海運(yùn)貨運(yùn)走廊供應(yīng)鏈的性能進(jìn)行了分析、建模和評估；Dong等[3]通過問卷，評估了2個遠(yuǎn)東至歐洲貿(mào)易走廊——中歐海陸快線和新亞歐大陸橋的性能和績效；Brooks等[4]研究了智利沿海航運(yùn)的潛力，提出了北部、南部和組合沿海走廊并評估沿海航運(yùn)的需求；Maria等[5]對歐盟主要交通走廊建設(shè)跨歐洲運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的立法進(jìn)行了研究；Zeng等[6]預(yù)測了卡拉特運(yùn)河通道對樞紐港間轉(zhuǎn)運(yùn)市場份額的影響等。

國內(nèi)近期的研究對象主要集中在長江、黃河等內(nèi)河經(jīng)濟(jì)帶和絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶，如文獻(xiàn)[7-9]研究絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶交通基礎(chǔ)設(shè)施的空間溢出效應(yīng)；李發(fā)瑩等[10]的研究表明交通運(yùn)輸能力對長江經(jīng)濟(jì)帶城市集聚經(jīng)濟(jì)促進(jìn)作用顯著；娜仁圖雅等[11]研究了沿黃河經(jīng)濟(jì)帶區(qū)域物流發(fā)展優(yōu)勢因素；汪德根等[12]研究了長江經(jīng)濟(jì)帶陸路交通可達(dá)性與城鎮(zhèn)化耦合協(xié)調(diào)度空間格局；黃勤[13]討論了內(nèi)河產(chǎn)業(yè)帶的空間結(jié)構(gòu)和集聚擴(kuò)散、區(qū)域協(xié)調(diào)、海陸統(tǒng)籌等多重空間效應(yīng)；魯小丫等[14]對長江經(jīng)濟(jì)帶交通網(wǎng)絡(luò)密度、便捷度和通達(dá)性進(jìn)行了空間化、定量化的分析。

綜上所述，已有的交通經(jīng)濟(jì)帶的研究基本針對陸上交通方式進(jìn)行，明顯缺少海運(yùn)方式的相關(guān)研究。本文研究的海運(yùn)交通經(jīng)濟(jì)帶，是在一段沿海區(qū)域內(nèi)，以沿海若干港口及港口城市構(gòu)成的海運(yùn)通道為主軸，以軸輻射和吸引陸域區(qū)域內(nèi)聯(lián)系密切的城鎮(zhèn)、城鎮(zhèn)群和產(chǎn)業(yè)群為主要依托，構(gòu)成的帶狀區(qū)域經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。為獲得其演化機(jī)制，選取海運(yùn)通道與沿線經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展的規(guī)模參量，建立種群共生理論的Logistic模型，并解決模型中兩個規(guī)模參量之間作用系數(shù)的量化形式，以及系統(tǒng)演化平衡狀態(tài)穩(wěn)定性影響因素。

1 海運(yùn)通道與其經(jīng)濟(jì)帶的共生關(guān)系

共生是生態(tài)學(xué)理論，指不同種屬按某種物質(zhì)聯(lián)系生活在一起，后來其意義指兩個共生單元為提高各自對環(huán)境的適應(yīng)，在功能上合作，形成互為依存、優(yōu)勢互補(bǔ)、聯(lián)系密切、共同發(fā)展的關(guān)系[15]。運(yùn)輸通道與其經(jīng)濟(jì)帶顯然具有類似的關(guān)系，經(jīng)濟(jì)帶內(nèi)各類產(chǎn)業(yè)的生存和發(fā)展需要運(yùn)輸通道提供客貨運(yùn)輸?shù)姆?wù)，運(yùn)輸通道的存在和發(fā)展也需要相關(guān)產(chǎn)業(yè)客貨流的支撐，因此它們是相互依存、需求互補(bǔ)的。產(chǎn)業(yè)為實(shí)現(xiàn)利潤增長，就會擴(kuò)大規(guī)?；蛲顿Y，從而產(chǎn)生更多運(yùn)輸需求，運(yùn)輸通道的經(jīng)濟(jì)效益便會增加，使用效率也會提高，這會促進(jìn)資本對運(yùn)輸通道的投資，從而擴(kuò)大運(yùn)輸通道的能力和規(guī)模，并提升技術(shù)水平，下降單位運(yùn)輸成本，這樣貿(mào)易機(jī)會就會增加，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)獲利，也擴(kuò)大運(yùn)輸通道和經(jīng)濟(jì)帶的影響范圍，因此它們之間也是良性循環(huán)，相互促進(jìn)的。

本文選擇海運(yùn)通道運(yùn)輸量和經(jīng)濟(jì)帶陸向縱深為規(guī)模變量，定量研究海運(yùn)通道與經(jīng)濟(jì)帶的相互作用和發(fā)展關(guān)系。海運(yùn)交通經(jīng)濟(jì)帶分布如圖1所示。其中：H1與S2或H2與S4之間的距離即為陸向縱深，是經(jīng)濟(jì)帶向內(nèi)陸延伸的寬度；H為樞紐港，也是海運(yùn)通道的干線要素；h為衛(wèi)星港。

建立海運(yùn)通道與其經(jīng)濟(jì)帶的Logistic共生方程：

(1)

其中：Le為海運(yùn)交通經(jīng)濟(jì)帶的陸向縱深；Qs為海運(yùn)通道的運(yùn)輸量；ae、as分別為Le和Qs的自然增長率；Ke、Ks分別為環(huán)境資源所能承受的單獨(dú)的Le和Qs的最大值；σe、σs分別為Qs對Le和Le對Qs的影響系數(shù)，根據(jù)共生方程的意義，σe表示單位數(shù)量Qs可以增加Le的數(shù)量，σs表示單位數(shù)量Le可以增加Qs的數(shù)量；t表示時間。根據(jù)交通經(jīng)濟(jì)帶定義，沒有海運(yùn)通道，海運(yùn)交通經(jīng)濟(jì)帶也不能存在，因此Le的增長方程中aeLe項的系數(shù)是-1。σe和σs的表達(dá)形式就是需要解決的問題。

2 海運(yùn)通道與其經(jīng)濟(jì)帶規(guī)模變量相互作用系數(shù)

一般來說，貨物運(yùn)輸以海運(yùn)為主是因為運(yùn)輸成本較陸運(yùn)方式低，而且滿足運(yùn)輸時間的要求，否則便會以陸運(yùn)為主。隨著陸上運(yùn)輸起訖點(diǎn)與港口距離的增加，如果陸運(yùn)能力增加或變化不大，海運(yùn)通道的優(yōu)勢將逐漸降低，直至不再有競爭力，這是海運(yùn)交通經(jīng)濟(jì)帶邊界和范圍形成的基本原理。當(dāng)Le增加，經(jīng)濟(jì)帶的地理面積增大，會有更多的產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)體進(jìn)入海運(yùn)通道的經(jīng)濟(jì)范圍，Qs會增加，由于一定通道能力范圍內(nèi)港口和航運(yùn)公司的固定成本比例較高，海運(yùn)方式具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)，單位運(yùn)輸成本會降低，陸運(yùn)成本一般視為無規(guī)模經(jīng)濟(jì)，如果沒有變化，走海運(yùn)的總成本就有下降空間，Le就會增加。

2.1 海運(yùn)通道貨運(yùn)量對經(jīng)濟(jì)帶陸向縱深的作用系數(shù)

假設(shè)有海港H1、H2,P1、P2為經(jīng)濟(jì)帶內(nèi)陸邊界上的點(diǎn)，P1至P2的運(yùn)輸成本須滿足式(2)，且時間滿足供應(yīng)鏈要求，才會選擇海運(yùn)通道，因海運(yùn)貨物相對時間不敏感，這里暫不考慮時間。

(2)

設(shè)海運(yùn)成本采用平均總成本+利潤定價[16]，若Cs為海運(yùn)總成本，r為單位運(yùn)量利潤，則c=Cs/Qs+r，代入式(2)，并將式(2)取等號，則有

(3)

于是Le對Qs的變化率σe為

(4)

2.2 經(jīng)濟(jì)帶陸向縱深對海運(yùn)通道貨運(yùn)量的作用系數(shù)

經(jīng)濟(jì)帶陸向縱深的增加使得海運(yùn)通道的運(yùn)輸策略適合更遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)貿(mào)易，Qs必然會增加，但產(chǎn)業(yè)分布的疏密程度或者說運(yùn)輸需求的分布一般空間不是均勻的。本文以目前應(yīng)用于港口腹地研究中的煙羽模型[17]為基礎(chǔ)，研究σs的形式。煙羽模型原用于計算、預(yù)測和描述污染源下風(fēng)處空間污染物濃度，本文用它來描述以海運(yùn)通道及其港口為中心的運(yùn)輸需求“濃度”的空間分布，以確定Qs隨Le增加的增加量。

作為這類問題一般性的初步研究，這里采用2個1/4圓和一個直角梯形圍成的區(qū)域表示海運(yùn)交通經(jīng)濟(jì)帶的大致范圍，如圖2所示。

2個1/4圓的運(yùn)輸需求量分別由兩個端點(diǎn)港H1和H2的需求濃度煙羽模型表示，梯形區(qū)域的運(yùn)輸需求量由海運(yùn)通道L產(chǎn)生的需求濃度煙羽模型表示。β1隨Le變化而變化，因此H1周圍一定區(qū)域內(nèi)的運(yùn)輸量Q1為區(qū)域面積SH1上β1的積分，可將它轉(zhuǎn)化為陸域縱深Le上的積分，H1端1/4圓區(qū)域內(nèi)的運(yùn)輸量見式(5)。H2端同理。

(5)

L上可能分布有若干其他港口，為具有一般理論性，以L上各港的加權(quán)平均狀態(tài)產(chǎn)生的需求濃度代表梯形區(qū)域內(nèi)的運(yùn)輸需求分布，由海岸線以同樣的濃度變化向內(nèi)陸擴(kuò)散，其運(yùn)輸量QT為區(qū)域面積ST上βT的積分，同樣可轉(zhuǎn)化為Le上的積分，即：

令αiθiμiRi=fi，L中各港參數(shù)的加權(quán)平均量的積為F，則σs為

(6)

可以看出,Qs的增加幅度隨著Le的增加而減小，經(jīng)濟(jì)帶范圍擴(kuò)張對海運(yùn)通道運(yùn)輸量的增長作用同樣是減緩的。港口的綜合能力、海運(yùn)通道長度和經(jīng)濟(jì)帶縱深差異都對σs有正向作用。

3 海運(yùn)通道與其經(jīng)濟(jì)帶系統(tǒng)演化平衡點(diǎn)穩(wěn)定性因素分析

將式(4)、式(6)代入式(1)，得到以海運(yùn)通道運(yùn)輸量和經(jīng)濟(jì)帶陸向縱深為規(guī)模變量的共生演化方程形式為：

(7)

可見，海運(yùn)通道與其經(jīng)濟(jì)帶的相互作用系數(shù)σe、σs是隨規(guī)模變量變動的，不像一般Logistic演化方程那樣是常系數(shù)，說明其相互作用力跟規(guī)模變量值的大小有關(guān)，在海運(yùn)交通經(jīng)濟(jì)帶的系統(tǒng)演化過程中不恒定，且都隨規(guī)模變量自身值的增加而減小，表明其他因素不變的情況下，海運(yùn)交通經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展初期兩個子系統(tǒng)相互推動的作用較大，發(fā)展成熟，具有較大規(guī)模后，兩個子系統(tǒng)相互推動作用就不明顯了，此時投資建設(shè)的效果不如初期。

由于平衡點(diǎn)穩(wěn)定性由x、y的正負(fù)決定，若x,y?0，則平衡點(diǎn)穩(wěn)定。將x、y分別通分，因分母都是正數(shù)，只需考察分子。x、y通分分子ρx、ρy分別為

8πaeLCsKeLe-as(λ+1)FLc1KsQs-as(f1+f2)πc1KsLeQs。

分析ρx、ρy的正負(fù)項，L、Cs、λ、F、f這幾個因素只存在于ρx的負(fù)項中，λ和F這兩個因素只存在于ρy的負(fù)項中，說明它們對平衡點(diǎn)穩(wěn)定性具有純負(fù)面作用，即在系統(tǒng)自然發(fā)展的狀態(tài)下，海運(yùn)通道長度、海運(yùn)總成本、經(jīng)濟(jì)帶陸向縱深差異、海運(yùn)通道總體及兩端港口的綜合能力這幾個因素越大，系統(tǒng)平衡點(diǎn)不穩(wěn)定的可能性越大，有擾動因素時越容易發(fā)生相變，演化為新有序態(tài)，使海運(yùn)通道與其經(jīng)濟(jì)帶的相互作用以新的系數(shù)函數(shù)關(guān)系進(jìn)行演化，即兩個規(guī)模參量的相對增長率發(fā)生變化，且不易回到平衡點(diǎn)的關(guān)系狀態(tài)。因此在這些因素值相對較大時，海運(yùn)運(yùn)量與經(jīng)濟(jì)帶陸向縱深的關(guān)系在平衡點(diǎn)附近實(shí)現(xiàn)躍遷發(fā)展的可能性更大。

4 結(jié)論

海運(yùn)通道與其沿海經(jīng)濟(jì)帶具有共生關(guān)系，共同構(gòu)成海運(yùn)交通經(jīng)濟(jì)帶，可用Logistic模型研究其演化過程，其中經(jīng)濟(jì)帶的獨(dú)立自然增長系數(shù)為負(fù)。當(dāng)規(guī)模變量為海運(yùn)通道運(yùn)輸量與其經(jīng)濟(jì)帶陸向縱深時，它們的相互作用系數(shù)可由煙羽模型表達(dá)需求濃度，用成本比較的方法得到。研究發(fā)現(xiàn)：這兩個規(guī)模變量都是彼此的增函數(shù)，但相互作用都隨其規(guī)模增長而逐漸減緩。提高港口集疏運(yùn)的能力和通暢性有助于擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)帶范圍，航運(yùn)公司的利潤水平的增加會使經(jīng)濟(jì)帶內(nèi)陸縱深減少，較長的海運(yùn)通道、較高的海運(yùn)總成本以及較低的陸運(yùn)成本會使海運(yùn)量的影響系數(shù)較大。較強(qiáng)的港口綜合能力、較長的海運(yùn)通道以及較大的經(jīng)濟(jì)帶縱深差異會使經(jīng)濟(jì)帶縱深的影響系數(shù)較大。由近似線性法分析海運(yùn)通道與其經(jīng)濟(jì)帶演化平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性，非零平衡點(diǎn)存在，對其穩(wěn)定性具有純負(fù)面作用的因素是海運(yùn)通道長度、海運(yùn)總成本、經(jīng)濟(jì)帶陸向縱深差異、海運(yùn)通道港口的綜合能力。由此知道，由于新“海絲”線路較長，如果劃分為若干區(qū)段，則較容易保持沿線各段經(jīng)濟(jì)帶的穩(wěn)定的影響力，同時為了使其經(jīng)濟(jì)帶空間形態(tài)較均勻較規(guī)則，所選區(qū)段端點(diǎn)港應(yīng)實(shí)力相當(dāng)，并盡量降低航運(yùn)公司成本；而港口綜合能力的顯著提升有利于海運(yùn)交通經(jīng)濟(jì)帶演化的躍遷。