郑州航空港区产业生态系统综合评价

吕依琳

(郑州大学 商学院， 郑州 450001)

产业生态系统(Industrial Ecosystems, IES)是经济生态系统的一个子系统，强调经济循环发展的理念。该理论认为，经济系统应形成类似于生态系统的能量循环流动重复利用模式，在一定区域内实现经济、社会与环境的有机协调发展。产业生态系统的概念最早由FROSCH提出，他提倡传统产业系统学习自然生态系统，通过物质流与能量流，使该系统内的产业、企业相互关联、相互依赖，实现经济与生态的双赢[1]。

目前，IES的重要表现形式是由区域产业群落发展起来的EIPs (Eco-industrial Parks，生态工业园)[2]。航空港区可以看作是由于运输方式变革、产业结构演进，一些具有航空指向性的产业在机场附近区域集聚发展而形成的特殊产业园。航空港区产业生态系统作为产业生态系统的一种具体表现形式，与生态工业园相比具有产业性质特殊化、产业发展高端化的特点。郑州航空港区是中原地区经济发展的增长极，把握其产业整体状况对河南省的区域发展具有重要的意义，因此，对郑州航空港区产业生态系统发展水平进行评价是很有必要的。

对工业园区产业生态系统的定量研究多采用模糊数学的方法[3-7]。但使用模糊数学法会导致隶属函数的确定比较困难，且隶属度的确定过程往往存在较大主观性；如果为消除主观性而向多个专家征求隶属关系评价，则同一指标的多个隶属函数之间又很难满足一致性要求。灰色层次分析法不需要对每个评价指标分别确定隶属函数，而是借助专家经验，采用层次分析法确定各个层面所有指标的权重，通过灰数和白化权函数实现指标的量化，在定性分析的基础上实现定量分析。这种方法有效地解决了隶属函数难以确定及主观性过强这两个问题，也在一定程度上简化了评价过程。本文采用灰色层次分析法，在指标层各个指标权重确定阶段及评价阶段采用6个专家的打分结果，结合灰色系统理论中的白化权函数法对郑州航空港区的产业生态系统综合表现进行评价。

1 郑州航空港区产业生态系统评价指标体系

在选取郑州航空港区产业生态系统评价的指标体系时，本文主要遵循3个原则。一是全面性，所选指标要能够全面反映航空港区产业生态系统的整体状况；二是可操作性，在遵循全面性的基础上，评价指标体系应尽量简化，以利于操作；三是特殊性，所选取的评价指标要明显区别于已有的工业园区生态系统评价指标，能够体现航空港区的特点。根据以上3个原则，郑州航空港区产业生态系统评价指标体系由目标层、准则层和指标层组成。

其中，准则层包含4个指标，分别为：①航空运输水平。这类指标体现港区发展的基础条件,突出郑州航空港区区别于普通工业园区的特点。②产业经济状况。这类指标从经济发展水平、产业结构、研发活动等方面综合衡量航空港区产业发展水平。③腹地对港区支持力度。航空港的建设与航空运输业息息相关，而航空运输业与腹地发展唇齿相依，因此，腹地的发展对港区货邮吞吐量有着明显的推动作用，并能够进一步地推动港区产业发展，也就是说港区的发展离不开腹地的支持。④港区与腹地关联度。这类指标突出体现航空港区与腹地的耦合发展关系。当航空港区发展到一定阶段后也会影响腹地，港区与腹地之间相互促进、共同发展。

评价指标的层次结构模型如图1所示。其中，郑州航空港区极化指数V41用来衡量港区极化效应的大小，熵测度指数V42用来衡量港区扩散效应的大小[8]。

图1 郑州航空港区产业生态系统评价层次结构模型

2 灰色层次评价分析

2.1 灰色层次评价法指标体系结构模型

如图1所示，郑州航空港区产业生态系统指标体系分为3个层次，包括：目标层(W)、准则层(Ui,i=1,2,3,4)和指标层(Vij,i=1,2,3,4;j=1,2,…ni，其中，n1=4，n2=8，n3=4，n4=4)。

受评对象的综合评价值用S表示；由准则层指标Ui所组成的集合用U表示，U={U1,U2,U3，U4};由指标层指标Vij所组成的集合用V表示，V={Vi1,Vi2,…,Vini}。

2.2 灰色层次评价步骤

2.2.1 确定评价指标Ui和Vij的权重

按上述指标体系，利用层次分析法(AHP)确定各指标的权重。采用SAATY等的一致矩阵法，组织q个专家按1～9标度法对指标的相对重要性打分，构造成对比较矩阵，对打分结果求取几何平均值，并进行一致性检验。

2.2.2 组织评价专家打分，求得评价样本矩阵

组织p个专家进行灰色评价，设评价专家的序号为m，m=1,2,…,p。专家根据各指标实测值并结合专业经验，对受评对象的各个指标进行打分。

根据专家评分情况，求得受评对象的评价样本矩阵D:

式中：dijm(i=1,2,3,4;j=1,2,…,ni;m=1,2,…,p)为第m个评价专家对受评对象某指标Vij给出的评分。

2.2.3 确定评价灰类

评价灰类的确定主要包括评价灰类的等级数、灰数及白化权函数的确定，这些要视受评价对象的实际情况而定[9]。本文采用4个评价灰类,灰类序号为e,e=1,2,3,4，分别表示“优”“良”“中”“差”，其对应的灰数和白化权函数如下。

对于第一灰类“优”(e=1)，设定灰数⊗1∈[4，∞)，白化权函数f1的表达式为：

对于第二类灰类“良”(e=2)，设定灰数⊗2∈[0，3，6]，白化权函数f2的表达式为：

对于第三类灰类“中”(e=3)，设定灰数⊗3∈[0，2，4]，白化权函数f3的表达式为：

对于第四类灰类“差”(e=4)，设定灰数⊗4∈[0，1，2]，白化权函数f4的表达式为：

2.2.4 计算灰色评价系数

将受评指标Vij第e(e=1,2,3,4)个评价灰类的灰色评价系数记为xije；将该指标各个评价灰类的灰色评价系数加总，记为xij。则有：

2.2.5 计算灰色评价权向量及权矩阵

若rij中第w个权数最大，即rijw=max(rij1,rij2,rij3,rij4)，则评价指标Vij属于第w个评价灰类。

2.2.6 计算评价结果

对指标层作综合评价，其综合评价结果可以记为Bi，则有：

Bi=Ai·Ri=(bi1,bi2,bi3,bi4)

由指标层的综合评价结果Bi，得到准则层U对于各个评价灰类的灰色评价权矩阵R：

受评对象的综合评价结果S=B·CT，其中B为综合评价结果矩阵，CT为各个灰类按灰类等级形成的向量，在本文中C=(4,3,2,1)。

3 模型应用

根据上文提出的评价方法，按照上述6个步骤，现对郑州航空港区产业生态系统进行综合评价。

3.1 专家打分

取得各个指标的实测值，交由6位评价专家进行评分。评分结果如表1所示。

3.2 确定权重

用层次分析法(AHP)中的指标赋权法确定各层的权重，得到：

准则层权重向量矩阵：A=(0.102 1,0.380 5,0.208 6,0.308 8)。

指标层权重向量矩阵：

A1=(0.093 6,0.255 2,0.225 1,0.426 1)

A2=(0.108 8,0.071 9,0.095 4,0.123 9,0.140 7,

0.123 8,0.147 9,0.187 7)

A3=(0.217 4,0.384 5,0.174 5,0.223 7)

A4=(0.184 3,0.240 1,0.363 6,0.212 0)

3.3 计算灰色评价系数

对于评价指标V11，其属于第e个评价灰类的灰色评价系数x11e：

e=1，x111=f1(2.5)+f1(3)+f1(2.5)+f1(3)+

f1(3)+f1(2.5)=4.125

e=2，x112=f2(2.5)+f2(3)+f2(2.5)+f2(3)+

f2(3)+f2(2.5)=5.5

e=3，x113=f3(2.5)+f3(3)+f3(2.5)+f3(3)+

f3(3)+f3(2.5)=3.75

e=4，x114=f4(2.5)+f4(3)+f4(2.5)+f4(3)+

f4(3)+f4(2.5)=0

受评指标V11的总灰色评价数x11=4.125+5.5+3.75+0=13.375。同理，可以得到其他指标的灰色评价系数和总灰色评价数。

3.4 计算灰色评价权向量及权矩阵

对于评价指标V11，其属于第e个评价灰类的灰色评价权r11e：

e=1，r111=x111/x11=4.125/13.375=0.308 4

e=2，r112=x112/x11=5.5/13.375=0.411 2

e=3，r113=x113/x11=3.75/13.375=0.280 4

e=4，r114=x114/x11=0/13.375=0

所以，受评指标V11属于各个灰类的灰色评价权向量r11=(0.308 4，0.411 2，0.280 4，0)。

同理，可以得到其他指标的灰色评价权(见表1)。由权向量rij可组成V1j、V2j、V3j、V4j对应的权矩阵R1、R2、R3、R4。

表1 指标评分及灰色评价权表

3.5 计算综合评价结果

对指标层Vij、准则层Ui作综合评价：

B1=A1·R1=(0.307 4,0.409 9,0.282 8,0)
B2=A2·R2=(0.263 8,0.343 2,0.344 9,0.048 2)
B3=A3·R3=(0.283 9,0.356 5,0.338 3,0.021 5)
B4=A4·R4= (0.287 8,0.369 7,0.319 2,0.023 3)

由B1、B2、B3和B4组成R，准则层的综合评价矩阵B=A·R=(0.279 9,0.361 0,0.329 2,0.030 0)。

由综合评价矩阵计算郑州航空港区产业生态系统的综合评价结果：

S=B·CT=

根据最大隶属度原则，对照受评指标的灰色评价权矩阵，可以判断各层指标的灰类等级[10]。各层指标的综合评价结果如表2所示。

表2 郑州航空港区产业生态系统各指标灰色综合评价得分表

3.6 结果分析

(1) 目标层。郑州航空港区产业生态系统的灰色层次评价结果得分为2.890 8，结合最大隶属度原则，其灰色评价权矩阵评价结果为良。这表明郑州航空港区产业生态系统整体发展水平较高，具有极大的发展空间。

(2) 准则层。准则层指标得分排序是：航空运输水平(3.024 8)>港区与腹地的关联度(2.921 9)>腹地对港区的支持力度(2.902 9)>产业经济状况(2.822 8)。航空运输水平评分最高，它是准则层中唯一一个评分突破良的指标，这意味着航空货运、客运已有能力作为航空港区产业发展的突破口。在准则层权重向量中，产业经济状况占比最高，即郑州航空港区产业生态系统发展水平主要体现在产业经济上。但在综合评分中，产业经济状况分值最低，这表明郑州航空港区产业基础相对薄弱。

(3) 指标层。航空运输水平下属指标中，旅客吞吐量、货邮吞吐量得分最高，均为3.056 2，这表明郑州航空港区航空客运、物流发展势态强劲；跑道规模得分次之，为3.028 0，综合评价为良，这说明郑州新郑机场可以实现大型航空器正常运行，能为郑州航空港区打造航线网络、实现货邮及旅客吞吐量的持续增长提供保障；国际航线数量得分为2.943 4，这说明郑州航空港区作为内陆对外开放的门户、“一带一路”倡议的关键节点，已基本具备融入全球产业链的航运条件。

产业经济状况下属指标中，GDP增长率得分最高，为3.149 8，是所有指标中得分最高的一项；港区GDP得分紧随其后，为3.084 5，这说明郑州航空港区产业生态系统建设的经济条件良好。这两项得分较高得益于河南省政府先后出台的80余项支持政策，也得益于航空港区特有的区位交通优势。固定资产投资是拉动经济增长的关键因素，港区固定资产投资指标得分为3.028 0，综合评价为“良”，这说明港区充足的固定资产投资额能够保证港区基础设施的建设、推动产业结构演变。港区第二产业产值占比指标得分为2.943 4，高于第三产业产值占比指标(2.722 0)，这是由于郑州航空港区产业体系目前仍以智能终端的加工出口为主导，产业结构单一，以航空物流业、国际会展为代表的航空枢纽服务业及以航空维修为代表的生产性服务业发展势头不强。港区R&D投入和研发机构数量是产业经济准则层下属指标中得分最低的两项，分别为2.662 4和2.554 9，这说明郑州航空港区产业研发投入力度有待加强。

腹地对港区的支持力度下属指标中，腹地GDP得分最高，为3.030 0，这表明河南省经济发展势态良好。河南省公路里程和铁路里程评价结果均为“良”，得分分别为2.932 4和3.000 0，这说明河南省作为现代化交通枢纽，其复杂完善的综合交通体系能够有效推动航空物流业与高端制造业、商贸业联动发展。腹地人均GDP得分仅为2.760 4。由于航运需求与腹地人均GDP有明显的正向关系，腹地人均GDP得分低意味着郑州航空港航空运输，尤其是航空客运有极大的发展空间。

港区与腹地关联度下属指标中，港区极化指数与港区熵测度指数评价均为“良”，这表明郑州航空港区和腹地经济良性耦合发展态势良好。这是因为郑州航空港区作为中原经济增长极，其便利交通和优惠政策对产业有较强吸引力，且产业集聚的同时创造了大量就业岗位，进出口贸易提高了河南省经济开放程度。港区主导产业与郑州市经济关联度指标评价结果为“良”，这说明郑州航空港区与郑州市产业存在着积极的动态优化机制，二者互为动力、互相促进。港区主导产业与河南省经济关联度指标综合评价为“中”，在其所属准则层下所有指标中得分最低，这表明郑州航空港区的辐射范围仍需扩大。这一方面是由于多数航空指向性产业考虑到运输成本，在选址上更倾向于选择离港区更近的区域，另一方面是由于河南省产业结构不合理、现代服务业发展不完善、高端产业基础薄弱，对郑州航空港区的推动力较弱，航空港区对河南省经济发展的拉动力也不足。

4 结论与建议

航空港区作为特殊的工业园，其产业生态系统是一个复杂的系统，对港区产业生态系统的综合评价有助于把握航空港区产业发展方向，以实现郑州航空港区的良性发展。本文通过选取代表性评价指标，综合利用层次分析法与灰色评价法，对郑州航空港区产业生态系统进行评价。研究发现，郑州航空港区产业生态系统综合评价结果为“良”；航空运输水平、港区与腹地的关联度、腹地对港区的支持力度这3个准则层指标的综合评价结果为“良”；与其他指标相比，产业经济对郑州航空港区产业生态系统建设的影响最大，同时也最需要进一步发展。根据以上结论，本文提出如下建议：

第一，优化产业结构。积极发展临空导向型产业，在保证电子信息、生物医药等高端制造业良好发展的同时，着力发展航空物流业、现代服务业，做好配套服务，协调发展三大产业。

第二，加强技术创新。郑州航空港经济综合实验区是以发展现代制造业、高新技术产业和现代服务业为特征的新型经济形态，进行自主创新活动、掌握核心技术、提高产业技术水平是郑州航空港区产业保持核心竞争力的关键。要重视技术创新在产业生态系统中的作用，全方位鼓励技术创新，以创新带动产业链升级。可从两方面入手：一是建立起适合创新的制度环境，通过健全知识产权保护体系、提供针对性的财政税收政策，鼓励市场各主体积极主动创新；二是加强专业人才的培养和引进，通过港区企业与高校、科研院所的合作，以产学研协同创新模式促进港区产业发展。

第三，协同区域发展。积极发挥港区对腹地经济的拉动作用，建立区域协调互动发展机制。一方面，完善综合交通体系，实现港区与其他物流系统的对接，依托机场将港区建设成为一体化运输中转站，保证港区的货运职能；另一方面，在以郑州、许昌、新乡、开封组成的航空港一级辐射圈地区，重点发展现代农业、电子制造、金融贸易等产业，在河南省其他地市重点发展精密仪器制造、机器人制造、自动化设备等相关产业，引导周边区域发展与港区相关联的配套产业。