港口对腹地经济贡献弹性的U型曲线及其理论解释

2013-01-18王洪清祁春节

地域研究与开发 2013年2期

王洪清，祁春节，刘欢

(1.华中农业大学经管学院，武汉430070;2.浙江海洋学院管理学院，浙江舟山316004)

0 引言

改革开放以来，我国经济对外开放和交流程度越来越高，特别是随着我国经济近几年的高速发展，内陆省市经济与世界经济联系也越来越密切，大量货物通过沿海港口进出内陆，内陆经济与沿海港口互动性不断增强。我国港口建设现在也进入一个快速发展阶段，如何根据当地经济和腹地经济发展指导港口建设，以及如何利用港口拉动地方经济快速发展是我们迫切需要解决的问题。港口发展与地域经济的关系模型有助于解决上述问题。国内外一些学者建立了具体的港口与当地经济或港口与腹地经济的关系模型。这些模型包括线性模型［1-2］、对数模型［3-4］、三次函数模型［5］、指数模型［6］、灰色相关模型［7］和组织网络模型［8］。可惜这些模型或者缺乏港口对腹地经济影响的深入研究，或者没有对自己所建立的模型本身进行理论分析和解释。学者们对自己所建立的模型都进行了检验，认为符合统计检验标准，但学者们没有试图寻找更接近现实数据的模型，或者说他们没有说明自己所建立的模型是否是最佳和最符合理论意义的模型。西方学者的研究着重于港口经济地理学理论和模式归纳，意在说明港口的发展演变，却缺乏港腹关系的数据分析［9-14］。甘国辉和王健(2005)［15］在 J.J.Wang(1998)［16］和 H.Arjen van Klink等(1998)［17］港口经济地理模型的基础上，对腹地内经济要素进行加权平均，采用一般空间竞争模型分析港腹关系，但模型中假定存在利润，因此只能算是短期和静态分析。总体上，学者们建立的模型多是静态的，不能说明港口与经济发展过去和未来的关系走向;半自然对数和自然对数建立的模型也不好解释现实经济问题。鉴于上述研究的不足，本研究试图以国内一些港口作为主要实证研究对象，寻找更加符合实际和具有理论解释力的关系模型，并以此模型说明它的现实指导意义。

1 计量模型与U型曲线

1.1 研究对象和数据的相关性

本研究以宁波港口作为主线，为了更全面深入分析所涉及的问题，还研究了广州港口、深圳港口和浙江舟山港口等。所收集的数据除本地区的外，还包括港口所辐射到的地区的数据。宁波港口直接服务于宁波地区经济，辐射近至浙江省，远至安徽省和江西省。基于数据的可获得性和代表性，这里选择港口每年吞吐量来代表港口的发展情况，以每年的GDP代表经济增长情况。研究变量的样本区间是1978—2010年，数据主要来自《浙江统计年鉴》［18］、《宁波统计年鉴》、《安徽统计年鉴》［19］和《江西统计年鉴》［20］，还有广东省、深圳和香港等地统计年鉴。为了寻找港口与腹地经济的关系模型，首先必须证明二者之间是相关的。采用软件Eviews 6.0，通过ADF方法对宁波市港口吞吐量(用 nbm表示)、宁波GDP(nbgdp)、浙江GDP(zjgdp)，以及浙江、安徽和江西三省GDP之和(ssgdp)进行单位根检验。在5%显著性水平下t统计量显示在一阶差分下是平稳的。采用E-G两步检验法，通过残差平稳性ADF检验表明残差系列re是稳定序列，宁波港口吞吐量与上述3个变量是(1，0)阶协整，它们之间存在长期均衡关系。根据Granger因果关系检验的定义和方法，分别构造宁波港口吞吐量与宁波GDP、与浙江GDP和浙江、安徽、江西三省GDP之和之间的Granger因果关系。在10%的显著性水平下，宁波市港口发展分别与宁波GDP、浙江GDP和浙江、安徽、江西三省GDP互为Granger原因。总之，通过检验，表明宁波港口吞吐量与宁波市、浙江省和浙江、安徽和江西三省GDP之间都存在相关性，具有进一步讨论的意义，可以建立关系模型。

1.2 港口与腹地经济关系模型及其贡献弹性

1.2.1 港口与腹地经济关系模型的评价与选择。以上分析说明港口与地域经济具有相关性，且随着腹地范围的扩展，这种相关性的特点也会发生变化。下面以宁波港口为例来说明这个问题。宁波港口吞吐量与宁波GDP、与浙江GDP和与浙江、安徽和江西三省GDP之和的曲线图散点图见图1模型(1)～(3)。

图1 宁波、深圳和舟山港口和腹地经济关系散点图Fig.1 The scatter diagram of the relationship between handling capacity and hinterlands economy of Ningbo port，Shengzhen port and Zhoushan port

根据散点图建立不同的回归模型。首先，建立线性回归模型，设gdp=a+b×m，m是宁波港口吞吐量，则针对上述3个不同地域范围建立线性回归方程。其中:T为参数估计值对应的t统计量;R为系数。

宁波经济与宁波港口发展回归模型:

浙江省经济与宁波港口发展回归模型:

浙江、安徽和江西三省经济与宁波港口发展回归模型

针对上述3个不同地域范围建立的非线性回归方程分别是:

分别比较上述两种方程模型(1)和(4)、(2)和(5)、(3)和(6)，一元三次非线性模型(4)，(5)，(6)的显著性T检验和拟合优度R2分别都优于一元线性模型(1)，(2)，(3)，因此采用一元三次非线性模型更接近宁波gdp与m的关系。当然，一元线性模型直观，经济含义易于理解，在进行短期经济行为分析和精度要求不高的情况下也可以使用。只是在要求高精度分析时，选择一元三次非线性模型来说明港口与地域经济关系比较好。另外，用双对数或半对数模型来说明宁波港口［3］，一方面难于理解其经济含义，另一方面模型的显著性t检验和拟合优度均不如一元三次非线性模型。当然，非对数或半对数模型不能用于所有的港口，在对天津港口进行分析时，所采用的就是对数模型［4］。

1.2.2 港口对腹地经济贡献弹性曲线。宁波港口对腹地经济的贡献弹性由港口对宁波经济的贡献弹性、对浙江省经济的贡献弹性(扣除宁波部分)和安徽江西二省经济的贡献弹性三部分组成，即:

港口对浙江、安徽和江西三省经济的贡献弹性与对浙江省经济的贡献弹性差异为:

港口对浙江省经济的贡献弹性与对宁波经济的贡献弹性差异为:

利用前面宁波港口非线性三次函数，分别对港口吞吐量求导，得出港口发展对不同辐射地域的经济贡献弹性。

对式(4)求导，得宁波港口发展对宁波的经济贡献弹性:

对式(5)求导，得宁波港口发展对浙江省的经济贡献弹性:

对式(6)求导，得宁波港口发展对浙江、安徽和江西三省的经济贡献弹性:

由MATLAB软件计算和绘制函数式(7)～(9)，得出图2。

图2 宁波港口对不同范围腹地的经济贡献弹性曲线Fig.2 The curve of the contribution of the Ningbo port to the hinterlands economy of several areas

图2首先表现出港口对宁波经济贡献弹性基本稳定，波动幅度不大;其二表现为港口对不同辐射范围地域的贡献弹性不同。港口发展对地区经济的影响经历由高到低再到不断走高的过程。港口发展对邻近地区浙江省的影响弹性小于覆盖区域更广地区安徽江西二省的影响弹性，而且随着港口规模的不断扩大，贡献弹性差距越来越大。

2 对U型曲线的理论解释

2.1 第一产业、第三产业对港口吞吐量的影响

按目前中国经济发展实际情况，第一产业对港口的影响甚微，可以作dgdp1dm=0处理;第三产业中主要是服务业作为外生变量，如管理水平提高、技术创新变革等提高现有港口的利用效率［21-22］，即推动dmdt增大，也就是在单位时间内吞吐量变化上升更快，等式dgdpdm=(dgdp÷dt)(dm÷dt)中分母dmdt更大，gdp-m曲线拐点向下向右移。随着服务业加速速发展，拐点还将增多。当沿海适合建港的海岸线被用完后，只有靠提高港口利用率来提高吞吐量［23-25］，那时拐点增多的现象更加明显。如深圳，在沿海建港海岸线用完后，通过发展服务业，拐点开始增多(图1模型(4)和(5))［5］，辽宁也存在类似情况［26］。相反，浙江省舟山市适宜开发建港的深水岸段总长279.4 km，目前还剩下约40% 尚未开发。舟山市港口基本是粗放发展，港口服务业发展极其缓慢，其gdp-m曲线近乎一条直线，没有拐点(图1模型(6))。

2.2 不同地域经济GDP与港口吞吐量m关系差异

港口辐射范围由近及远，经济与港口的关系越来越复杂，对模型选择要求越来越高。由前面的推导得出短期内dgdpdm=dgdp2dm=A×dgdp2dt，即当地经济发展与港口的关系表现为第二产业发展特征。以宁波港口为例，随着港口辐射地域到浙江省、安徽省和江西省，于是，A × dgdp2dt=A宁波× d宁波gdp2dt+A浙江× d浙江gdp2dt+A安徽和江西× d安徽和江西gdp2dt。其中，浙江省的第二产业GDP应该扣除宁波市的第二产业GDP。从这个等式中看出，因为各地产业结构不一样，各地第二产业发展不同步，各地服务业发展也不一样，各自的系数A不同，它们叠加在一起，使GDP与m对应的每个点的经济含义更加丰富和复杂，在图形上表现为非线性增强，拐点增多(图1模型(1)～(3))，分析精度要求越来越高，这就要求对模型的选择越来越需要慎重，毕竟不同模型的解释力和精度是不同的。国内其他港口也具有相同特征，如上述深圳港口与其不同辐射区域经济的关系曲线，其非线性和多拐点特征更为明显［27］。

2.3 港口对腹地经济由近即远的影响

由港口吞吐量演化趋势得知，假如港口只对宁波市开放，受经济总量限制，港口很快进入成熟期，这时港口对宁波经济贡献弹性基本稳定，即A宁波×d宁波gdp2/dt变化不大;随着港口对腹地开发范围不断加大，经济总量也在不断加大，港口发挥作用的余地也越来越大，港口对辐射地域经济贡献弹性也越来越大，即 A浙江×d浙江gdp2(扣除宁波)/dt和 A安徽和江西× d安徽和江西gdp2/dt越来越大。我国制造产业由沿海东部向中西部转移［28］是港口对中部安徽和江西经济的贡献弹性与对浙江省贡献弹性差距越来越大的重要原因。

2.4 脉冲响应函数和方差分解对U型曲线的解释

脉冲响应函数和方差分解从时间点上说明港口对不同范围腹地经济由近即远的影响。根据脉冲响应函数分析，得出了下面3个脉冲响应函数图(图3)。从图3的3个图形得知，尽管港口对不同范围腹地冲击在不同时期有升有降，但总体上宁波港口发展对不同辐射范围地域的经济促进作用是上升的;对离港口距离近的宁波经济作用力在经历一个平稳增长时间后达到200单位，对离港口距离稍远的浙江省的作用力升升降降，对覆盖范围更广更远的浙江、安徽和江西三省的作用力也是升升降降。图3还反映出港口每一次发展对邻近地区经济作用的持续时间更长，随着辐射区域扩大，对远距离腹地的作用力度逐步大于邻近地区。

方差分解图则从另外一方面反映了贡献力度变化。随着覆盖地域增加，地域经济对港口发展的贡献力度也在不断加大，但贡献增长率总趋势是不断下降的(图4)。另外，响应函数曲线、方差贡献率曲线的波动也说明弹性曲线是非平稳的。

3 结论与建议

从以上研究中可以得出以下结论:①根据选择模型的理论依据和评判标准，一元三次非线性方程模型更符合宁波港口与腹地经济关系，宁波港口对腹地经济贡献弹性表现为U型特征。②港口与腹地经济关系的变化主要表现为第二产业的变化。港口发展变化曲线是地域产业周期和港口发展周期相互作用的结果，特别与目前产业由东部沿海向中部转移关系密切。③非线性模型对港口变化的拐点描述精度高，当经济复杂多变、经济周期处于拐点阶段时，我们更希望把握每一个细节，这时可以使用非线性模型。④港口发展对地区经济的影响经历由高到低再到不断走高的过程。港口发展对邻近地区的贡献弹性小于覆盖区域更广地区的贡献弹性，而且随着港口规模的不断扩大，贡献弹性差距越来越大。随着港口规模越来越大，港口对距离较远省市的贡献弹性越来越大，港口对距离较远的省市吸引力越来越大。

在制定港口和地区经济发展的政策时应该把握以下几点:①在制定港口发展规划时要充分考虑到腹地第二产业变化特点;当服务业特别是港口服务业发展较快时，就应该特别重视服务业的变化发展特点，克服规划中只单纯考虑第二产业影响的思路。②港口发展到一定规模的时候，政策上要加大对远离港口地区的吸引力。目前港口之间的竞争越来越激烈，港口规模越大，远离港口地区的经济对港口贡献越来越大，进而对港口当地经济的贡献也越来越大。

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