杭州内河水运与腹地发展相关性研究

陈前虎，董翊明，周　骏

(1.浙江工业大学 建筑工程学院，浙江 杭州 310014； 2.浙江省城乡规划设计研究院，浙江 杭州 310030)



杭州内河水运与腹地发展相关性研究

陈前虎1，董翊明2，周骏1

(1.浙江工业大学 建筑工程学院，浙江 杭州 310014； 2.浙江省城乡规划设计研究院，浙江 杭州 310030)

摘要：基于杭州内河水运实证数据，利用Eviews、SPSS、GIS软件构建模型，探究内河水运与腹地交通、空间、经济的相关性。结果为：内河水运对城镇交通、城镇空间、腹地经济具有显著的正效应，但反馈的形式迥异，且腹地经济对内河水运的影响有限。结论为：规模经济交易成本与公共品红利的公共选择，决定了内河水运与腹地相关度的差异，也表现为城镇交通与经济的转型成效，更造就了城市基本经济部类与非基本部类的主从关系。提出，宜通过“交通—空间—经济”综合措施，建构现代低碳的内河水运交通体系，优化港城一体的空间组织方式，培育以需定供的非基本经济部类。

关键词：内河水运；腹地；相关性；杭州

近年来，杭州港吞吐量突破1亿吨，跻身全国九大“一等大港”行列，杭州内河水运也在综合辐射、低碳水运、科技支撑、港航管理等方面实现较快的边际效益增长，但却面临港城分离、航道升级、水企转型、设施完善等能力不足，已成为阻碍杭州现代化内河水运体系建构与港城经济空间协调的主要问题。为破解大城市半城镇化与交通拥堵背后的空间组织问题、打造水陆新增长点、推进供给侧改革，有必要选择合适的实证方式，测度内河水运与经济社会空间的相关性，进而为寄托于内河水运提升助推杭州经济社会转型的政策提供科学依据。

欧美内河经济经历了“港城独立雏形期(19世纪初)—港城分离成长期(20世纪初)—港城互融成熟期(21世纪)”的演变，航道建设也经过了“原始航道—助航航道—标准航道—高等级航道—智能航道”5个阶段，至今若干国家在港城一体、智慧水运等方面积累了宝贵经验：荷兰鹿特丹合理布局石化、船舶加工等临港产业，关联集聚金融管理、咨询、旅游等港城服务业，并健全铁路、公路、内河、驳船、管道、机场连接线等港口集疏运网络；德国杜伊斯堡注重港口生活服务设施补充完善，并建设自由港发展开放型腹地经济，开拓工业旅游与游艇码头新市场；美国密西西比河流域则建立了江湖河海相连、干支通畅无阻的内河水道网，有机结合中下游农业生产区与工业走廊[1-3]。

针对内河水运与社会经济空间不相协调的问题，国内已形成学术关注，上海、大连、嘉兴、杭州等地也进行了有益探索：在现代化内河水运体系测度方面，文献集中在评价体系建构、运输量计算、智慧港航平台设计、政策法规完善上[4-5]，但尚未根据港城发展不同阶段筛选要素集；部分港城视角的研究则侧重于对内河水运特征与社会经济结构的描述分析[6-8]，缺少针对内河水运、社会经济与城市空间[9]相关度的交互模型[10-12]研究。

综上，由于城市发展阶段、发展模式与制度文化的差异，国外港城内河水运建设转型的具体手段并不完全适于我国，但其港城规划—建设—管理一体化的思路值得借鉴；对于水网密布地区内河体系完善对城镇化与工业化转型的贡献，国内还未开展细分研究。

为此，本文着眼于杭州内河水运体系，分析内河的港口、航道等与城市经济、空间的关系。包括：(1)选择影响因子，利用GIS、EViews、SPSS等软件建立评价模型；(2)模拟内河水运与城镇交通、空间与经济的相关度；(3)以优化杭州“三江两岸”内河水运交通体系与空间组织为导向，探讨模型结果对于复兴内河水运、推动腹地发展迈向2.0新时代的规划政策意义。

一、内河水运与腹地关系的测度方法

(一)案例背景

截至2014年，杭州市域土地面积1.66万平方公里，市域总人口715.76万，市域国内生产总值达0.92万亿元，市域工业总产值达1.59万亿元，是长三角地区仅次于上海的第二大中心城市。

近年来，杭州利用丰富的航道资源，走出了一条水陆联动、契合杭州旅游城市禀赋的发展之路，内河水运的港口吞吐、航道联动、低碳发展、产业集聚、科技支撑与管理创新六大能力较强。

(二)要素概况

1.内河水运交通概况。航道里程长、密度高，2013年杭州市域航道总里程2006公里，占全省航道总里程的20.7%，岸线长度为35894公里，水网密度10km/km2，拥有长三角“两纵六横”高等级航道网的“一纵”。水运方式优、客运增长快，2005—2012年水路客运量从304万人次升至592万人次，年均增幅达10%；水上巴士客运量从8.3万人次飙升至40.9万人次，年均增幅达41%。

2.内河水运港口概况。港口枢纽多、吞吐量大，杭州市域拥有9个港区、938个泊位、4个港口作业区，2014年12月杭州港吞吐量突破1亿吨，2001—2013年内河货物吞吐量从3398万吨增至6544万吨，2013年已占浙江的20.1%。

3.内河水运经济概况。经济辐射强，“十一五”末杭州港口经济增加值达450.82亿元，已带动7.6%的GDP、6.4%的税收与约20万人就业，并疏解了近40万辆车次的交通量，所需的环境污染总投入仅占杭州环境总投入的1.63%。

(三)模型设计

1.内河水运与城镇交通的相关性测度模型设计。为验证内河水运与综合交通运力之间是否具有相关性，以杭州全市货运量为应变量，以港口吞吐量、水路货运量为自变量，通过SPSS软件建立二元回归线性模型如下。

Y=aX1+bX2+c

(1)

式(1)中：Y=杭州全市货运量；X1=杭州港口吞吐量；X2=杭州水路货运量；a,b,c=相关系数。

2.内河水运与城镇空间的相关测度模型设计。(1)航道功能的GIS空间预判分析。为判断内河水运航道的主导功能，运用GIS软件的Buffer(临近度)分析*Buffer分析以点、线、面实体为基础，自动建立其周围一定宽度内的缓冲区多边形图层，然后叠加该图层与目标图层。、KERNEL density estimation(核密度)分析*KERNEL density estimation分析指从样本出发研究数据分布特征，利用函数估计未知密度。模块，建立空间形态预判模型，在分析影响航道功能各因子的基础上确定航道主导功能。(2)港口功能的GIS空间预判分析。为评价港口布局适宜性，利用GIS软件，对物流枢纽、铁路交通(包括货运站场、铁路线)、公路交通(公路货运站场、高速公路网、快速路网、高速公路出入口)、水路交通(包括航道、港口)四大类因子做核密度分析，并叠加各因子权重计算分值。

3.内河水运与腹地经济的相关测度模型设计。(1)内河水运与腹地经济的关联性分析。为模拟杭州港吞吐量和经济之间是否存在关联性，以杭州港吞吐量为应变量，以国内生产总值、工业总产值为自变量，通过Eviews软件，采用多方程联立形式分别进行平稳性检验、协整性检验、格兰杰因果关系检验等相关性分析，在模型每个方程中内生变量对模型全部内生变量的滞后项进行回归，进而预测全部内生变量的动态关系。

据此，假定一个自回归(VAR)模型如下：

T=f(Gi,Ii)

(1)

式(1)中：T=杭州港吞吐量；G=杭州市域国内生产总值；I=杭州市域工业总产值；i=2003年、2004年……2013年，指不同的统计年份。

(2)内河水运与腹地经济的关联度分析。为进一步探究杭州港吞吐量和经济之间的关联度，还可引入脉冲响应函数与方差分解函数，前者主要在扰动项上实行一个标准差的冲击，借助VAR模型动态结构将冲击效应传导给其他内生变量，通过冲击反应函数判断各效应对X与Y冲击的动态反应过程；后者将系统均方误差分解成各变量冲击所做的贡献，并计算每个变量冲击的相对重要性，同时根据时间变化观察重要信息，进而预测改变量的时滞效应。

二、内河水运与腹地相关性的结果分析

(一)内河水运与城镇交通的相关性测度结果

1.因子交互性检验。纳入港口吞吐量和水路货运量两组因子，由SPSS软件计算出二元线性回归的基础模型。但因子逐步分析表明，水路货运量对杭州全市货运量几乎无显著性影响与解释力，因此被排除。

2.基础模型拟合。剔除水路货运量后，建立杭州全市货运量与港口吞吐量的简化基础模型，不仅拟合效果有所上升(显著性伪R2从0.874增至0.884)，港口吞吐量与杭州全市货运量也呈显著的正相关，解释力t高达9.602。

3.模型求解。根据模型计算出港口吞吐量与杭州全市货运量的线性回归函数关系(图1)，统计显示，每产生一个单位(万吨)的港口吞吐量，就会增加3.23个单位(万吨)的杭州全市货运量，进一步佐证了港口发展对综合交通运力提升的推动作用。

图1　内河水运与城镇交通相关性模型

(二)内河水运与城镇空间的相关性测度结果

1.航道功能的GIS空间预判结果。(1)BUFFER分析与KERNEL密度分析。借助GIS空间预判模块，对中心体系、城市综合体等因子进行BUFFER分析与赋值，结果表明，杭州市域内河航道周边中心与综合体高密度区集中在主城下城区、拱墅区等地，低密度区集中在淳安县、建德市等地，与腹地经济发展水平相关。对景点密度、工业园区密度等因子进行KERNEL分析，分析显示，杭州市域内河航道周边工业区块高密度区集中在主城萧山区、滨江区、富阳区等地，低密度区集中在淳安县等地；景点高密度区集中在主城西湖区、拱墅区等地，低密度区集中在淳安县等地。(2)预判结果。综合BUFFER分析与KERNEL密度分析，根据主导功能可将杭州市域内河航道分为货运物流航道、客运旅游航道、综合联系航道三类，其中货运物流航道包括钱塘江下沙段、京杭运河北段、杭甬运河、兰江等，客运旅游航道包括钱塘江中上游、余杭塘河等，综合联系航道包括富春江、新安江等(图2)。

2.港口功能的GIS空间预判结果。(1)BUFFER分析与KERNEL密度分析。借助GIS空间预判模块，对港口码头、航道等因子进行BUFFER分析，缓冲叠加表明，杭州市域内河港口码头高密度区集中在杭申线钱江、仁和码头、钱塘江下沙段空港、杭甬运河、新安江千岛湖码头等，低密度区集中在富春江、分水江等。对物流园区、铁路及其枢纽、公路及其枢纽等因子进行KERNEL分析，结果显示，杭州市域内河港口周边物流园区高密度区集中在萧山南物流园区、杭州空港物流园区、城北物流园区等，低密度区集中在建德更楼物流园区等；铁路及其枢纽高密度区集中在杭申线、京杭运河、钱塘江—萧余线等，低密度区集中在分水江、浦阳江等；公路及其枢纽高密度区集中在余杭塘河、京杭运河等，低密度区集中在分水江、新安江等。(2)预判结果。根据BUFFER分析与KERNEL密度分析结果，对杭州市域内河港口布局的适宜性按1-9分赋值，其中港口适宜性得分最高的地区集中在钱塘江、杭甬运河、浦阳江交汇的萧山南物流园区周边与京杭运河上的城北物流区周边，其次是规划运河二通道上的临平物流园区周边、京杭运河上的仁和物流中心周边，以及富春江上的富阳、桐庐、建德物流园区周边(图3)。

图2　航道主导功能预判结果

图3　港口选址预判结果

(三)内河水运与腹地经济的相关性测度结果

1.关联性结果。(1)平稳性检验。对杭州市域不同年份的杭州港吞吐量、国内生产总值、工业总产值进行单位根检验(表1)，若ADF检验值的绝对值大于临界值的绝对值，序列为平稳序列。结果表明，三大变量均为平稳序列，其中工业总产值的稳定性最佳，因此接受原假设并可进行协整性检验。(2)协整性检验。协整性检验显示(表2)，在1%与5%的显著性水平下，杭州市域不同年份的国内生产总值与杭州港吞吐量均存在多个协整性方程，工业总产值与杭州港吞吐量均存在唯一的协整性方程，即杭州港吞吐量、国内生产总值、工业总产值之间都存在长期稳定的关系。(3)格兰杰因果关系检验。模拟揭示(表3)，在10%的显著性水平下，杭州港吞吐量是杭州市域国内生产总值的格兰杰原因；在1%的显著性水平下，杭州港吞吐量是杭州市域工业总产值的格兰杰原因。

表1　GDP、GIOV、TTL变量平稳性检验结果

表2　GDP与TTL各项指标的协整检验结果

表3　GDP、GIOV、TTL格兰杰因果关系检验结果

2.关联度结果。(1)脉冲响应分析。图4是杭州市域国内生产总值、工业总产值与杭州港吞吐量之间的脉冲响应，统计表明，杭州腹地经济增长对港口发展未呈现显著的正相关，港口发展则对腹地经济增长具有长久平稳的正向拉动效应，特别是杭州港吞吐量与工业总产值之间的相关度较高。(2)方差分解分析。分差分解则显示了更直观的现象(图5)，杭州港吞吐量增长对杭州市域国内生产总值增长的方差贡献率约为20%，杭州港吞吐量增长对杭州市域工业总产值增长的方差贡献率则高达50%。较大的方差差异说明，尽管存在对杭州市域国内生产总值增长贡献率更高的变量，但杭州港吞吐量增长对杭州市域国内生产总值增长的贡献不容忽视。

图4　脉冲分析解结果　　图5　方差分解结果

三、内河水运、城镇交通与经济空间的体系性讨论

(一)内河水运交通、腹地空间与经济之间具有复杂的反馈联系

在水网密布、各级中心混合的案例城市中，“港口—腹地”已形成复杂的经济空间系统。本文的定量统计分析亦表明，内河水运对城镇交通、城镇空间、腹地经济具有显著的正效应，但反馈的形式迥异，且腹地经济对内河水运的反馈影响有限。综合模型结果与城市发展背景，可推论如下：

1.内河水运作为城市功能联系的派生需求，可通过内生技术进步与流通效率提升，推动城镇交通向微笑曲线两端的集约、现代、绿色等方向演进。这表现为：港口吞吐量增长，能带动杭州全市货运量乘数倍增长。可能的解释是：内河水运派生于城市内与城市间物质能量交换的需求，也能在提升效率与内生技术进步的导向下，通过完善港口群综合交通网络与腹地集疏运交通网络，反作用于货运等城市功能联系的方式，并向微笑曲线两端综合效益更高的现代化内河水运方式演进。

2.内河水运对城镇空间的公共选择表现为降低港城区位矛盾的交易成本，形成“流要素”向更合适“场空间”集聚的良性循环。这体现在：港口、航道等内河水运要素在持续组合叠加中，能选择出与之相适应的最佳功能与区位。隐含的约束是：内河水运等经济活动在政府与市场的公共选择下，总会寻求交易成本最低的港城组织方式，通过资本、信息、人才等“流要素”向更合适的直接与腹地“场空间”集聚的良性循环，推进水运现有优势区位周边空间优化，同时加快水运现有劣势区位向优势区位的重新选择。

3.得益于规模经济节约的成本与公共品维护溢出的红利，内河水运优化能推进腹地经济提升；但在城市基本经济部类短期固定下，腹地经济较难直接带动内河水运大幅扩容。这表现为：杭州港吞吐量增长对直接腹地国内生产总值、工业总产值增长具有拉动作用，但杭州市域国内生产总值、工业总产值增长对杭州港吞吐量增长的影响有限。背后的逻辑是：港口集聚的规模经济不仅可通过成本节约内生带动港口等直接腹地的吞吐量增长，“三江两岸”等公共品维护衍生的城市品牌红利还能外生改善临港工业、生产性服务业等间接腹地的发展环境。虽然杭州正由基本经济部类推动非基本部类的专门化阶段向非基本部类推动基本部类的综合化阶段演进，但满足杭州外部产品和服务需求的煤炭、石油、钢材等基本经济部类短期内较为固定，经济转型也仅能逐步提高产品流转率而难直接带动内河水运大幅扩容。

(二)内河水运“交通—空间—经济”一体化规划思考

为缓解内河水运与社会经济空间不相协调的问题，宜遵循渐进的规划思路，近期着力优化内河水运的联系方式，藉此推动港城空间与腹地经济的提升。可行的内河水运“交通—空间—经济”一体化规划技术内容有：

1.建构现代低碳的内河水运交通体系，提升高效率开放能力。打造与战略联系、货运物流、生态游憩等主导功能相适应的杭州市域航道网络，建设运河二通道等高等级航道，打通支线航道瓶颈；完善内河水运智慧设施，提高三堡、富春江等船闸智能控制调度率，落实全港区监控、船舶标准化等安全监管设施；优先发展钱塘江渡轮、水上巴士等绿色水运方式；强化油污垃圾处理。

2.优化港城一体的空间组织方式，提升低成本协调能力。将深水岸线等港口资源禀赋评估作为港口选址与建设的法定依据，建立专业化分级的货运、客运、物流、综合等枢纽港体系，推进港口规划与城镇总体规划、控制性详细规划融合，在更大空间内协调港口区与直接间接腹地作业区、产业区布局，制定税费减免、绿色审批、交投公司统包等降低产业集聚空间交易成本的举措，预留与集装箱码头、500吨级泊位匹配的空间、设施与集疏运网络。

3.培育以需定供的非基本经济部类，提升高产出创新能力。在城市从专业化1.0时代向综合化2.0时代的迈进中，同步加快内河水运非基本经济部类的发展，根据G20、亚运会、金融港湾、黄金水道、科创走廊、跨境电子商务、第五立面等城市内外新兴需求，拓展腹地生产性服务、信息经济、智慧港航等职能，延伸内河水运价值链。

四、内河水运与腹地相关性研究的结论

在杭州等大城市高密度发展下，内河水运就像一面镜子，折射出港城经济社会空间的组织问题。本文基于杭州实证调查，利用Eviews、SPSS、GIS软件建构多种计量模型，探究内河水运与腹地交通、空间、经济的相关性，主要结论为：

内河水运对城镇交通、城镇空间、腹地经济具有显著的正效应，但反馈的形式迥异，且腹地经济对内河水运的反馈影响有限。

隐含的约束是，规模经济交易成本与公共品红利的公共选择，决定了城市基本经济部类与非基本部类的主从关系，也造就了城镇交通与经济的转型成效，更表现为内河水运与腹地相关性差异。

宜遵循渐进的规划思路，通过“交通—空间—经济”综合措施，同步提升内河水运的高效率开放能力、低成本协调能力与高产出创新能力。

针对我国水网密布的大城市，本文使用的模拟方法，能有助于细分考察内河水运与腹地交通、空间、经济的相关性差异，并可发展为评估内河水运和腹地相关指数的一体化规划方法。

参考文献：

[1] 吴喜德,纪龙.欧盟内河水运发展趋势分析[J].生产力研究，2012(10):157-159.

[2] 王爱虎,陈群.欧洲内河水运可持续发展历程解析——多式联运时代[J].华南理工大学学报(社会科学版),2015(2):1-12.

[3] 毛健.中国与美国内河水运发展比较研究[J].武汉理工大学学报(社会科学版),2005(5):713-716.

[4] 张凌,张雷.内河水运通道能力与适应性分析[J].水运工程, 2014(7):137-140.

[5] 张卫,曹淑艳,李庆祥.水运交通节能效益评估[J].生态经济(学术版), 2007(1):198-201.

[6] 邓爱民,田丰, HAASIS H D,等.论我国内河水运协调发展[J].中国工程科学, 2012 (7):34-39.

[7] 刘长俭.内河水运实现新一轮跨越式发展的障碍及对策建议[J].中国水运月刊, 2011(11):48-49.

[8] 杭州市港航管理局.内河航区一体化管理模式[J].水运管理, 2013(1):7-10.

[9] 陈前虎,徐鑫,帅慧敏.杭州城市生产性服务业空间演化研究[J].城市规划, 2008(8):48-52.

[10] 韦亚平.大城市空间系统的组织优化——一种基于交通行为选择的规划技术思路[J].城市规划,2010(5):23-28.

[11] 董翊明,潘聪林,韦亚平. 街区土地利用、交通供给特征与大型超市购物出行模式研究——以杭州城西为例[J]. 浙江大学学报(理学版), 2013(1):93-101.

[12] 董翊明.杭州城西土地利用对居民大型超市出行模式影响研究[D].杭州：浙江大学,2012:8-9.

(责任编辑：薛蓉)

Correlation between waterway and inland in Hangzhou, China

CHEN Qianhu1, DONG Yiming2, ZHOU Jun1

(1.College of Civil Engineering and Architecture, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China;2.Zhejiang Urban & Rural Planning Design Institute, Hangzhou 310030,China)

Abstract:Using the software of Eviews, SPSS and GIS, this study develops a model to examine the correlation of waterway and inland traffic-space-economy, based on a survey of Hangzhou. The results show that, waterway has positively significant effect on inland traffic-space-economy, while the opposite effect fails. The underlying conclusions manifest that, cost of scale economy and bonus of public goods determines the correlation of waterway and inland. These findings suggest that, waterway and inland will be optimized by “traffic-space-economy” measures, which contains establishing modern waterway communication, ameliorating spatial organization and cultivating non-basic economic category.

Keywords:waterway; inland; correlation; Hangzhou

中图分类号：F061.5

文献标志码：A

文章编号：1006-4303(2016)01-0038-07

作者简介：陈前虎(1971—)，男，浙江浦江人，教授，博士，从事区域与城市发展研究；董翊明(1986—)，男，浙江杭州人，规划师，硕士，从事区域与城市发展研究；周骏(1978—)，男，浙江桐庐人，讲师，硕士，从事区域与城市发展研究。

基金项目：浙江省自然科学基金项目(LY15D010004)

收稿日期：2016-01-25