新冠疫情对青岛港海域货船活动及货物贸易的影响

张新淼，孟俊敏，张 晰

(自然资源部第一海洋研究所，山东 青岛 266061)

2020年初，突如其来的新型冠状病毒迅速传播，对人类生活造成巨大冲击，全球经济也因此而受到较大影响。继日本“钻石公主号”邮轮事件，还发生了货船和美国航母感染COVID-19事件[1]。各国开始实行严格的管控措施，对停靠过疫情严重国家的船舶进行隔离检疫。这样做虽然有效阻断了疫情海上传播链，避免境外疫情输入，但也使货船主动或被动地不能按期到港，从而延误货物装卸，影响接下来的航程，增加全球货运成本。海上货物运输因其地理位置和地理条件成为国际货物运输的主要手段[2]，国际贸易总运量的75%以上是通过海上运输完成。新冠肺炎疫情的发生严重扰乱了全球供应链，世界主要经济体进出口贸易急剧萎缩，严重依赖货物贸易的航运业出现“无货可运”情况，导致航运经济迅速下滑。航运数据供应商Alphaliner称，2020年1月20日以来，抵达或途经中国主要港口的船舶停靠已经减少了20%。

到目前为止，许多研究人员关注的是疫情期间全球经济的发展变化，很少有关于世界航运变化的文献。海上运输的发展反映了世界经济和贸易活动的发展[3]，全球经济每增长一个百分点，国际海运量将上升1.6%，从一定意义上说，航运的消长可以反映经济兴衰状况[4]。Avtar等[5]利用高分辨率PlanetScope影像，采用支持向量机(SVM)分类算法监测印度西北海岸渔船覆盖区域的时空变化，发现在封锁高峰时期，港口码头附近和陆上的渔船覆盖区增加，大多数渔船闲置在港内，使得印度GDP下滑了8.9%，企业每天损失80～160亿美元。同时，Doumbia-Henry[6]指出，受新冠疫情影响，加拿大推迟游轮季节的开始日期到2020年7月以后，并禁止任何游轮在北方地区停靠，这表明疫情对世界旅游业的发展也产生了一定影响。Notteboom等[7]通过研究发现，新冠疫情导致全球航运流动性放缓，再加上目的地国家的封锁，主要贸易航线上原定的货物运输进一步推迟，使得海上供应链运营难以维持，商业活动难以继续。波罗的海干散货指数被认为是国际间贸易情况的领先指数及经济晴雨表，Yazr等[8]指出，波罗的海交易所干散货指数从2019年10月开始下降，且在2020年2月达到80%以上的跌幅，并继续保持下降势头，这表明疫情蔓延危及全球贸易。Danisman等[9]还发现，新冠疫情影响了航运业的需求和供给，导致全球贸易额在2020年第一季度下降了3%。在中国，外贸进出口货运量的90%以上是通过海运完成，航运的变化影响着中国内外贸经济的发展。刘宗杨等[10]通过对湖北省航运和区域经济的互动机制进行分析，发现港口货运量对于湖北经济GDP的发展有着最为明显的关联，且湖北航运发展对腹地经济存在明显的拉动作用。赵博[11]报道了秦皇岛和曹妃甸等5座港口码头的日平均煤炭吞吐量,要比上一年同期下降约21.5%，反映出北方港口的煤炭下水量存在大幅下降可能，进而导致煤价下跌。代天伦等[12]发现干散货船运输量的减少会导致整个供应链的放缓。

尽管新冠疫情对航运和经济的影响已有较多文献论述，但进出口货船数量受疫情影响是否持续下降仍是未知，疫情对中国内外贸易的影响程度还需要进一步探究。研究旨在探讨COVID-19对青岛港货船活动及其相应货运贸易的影响。

1 数据和方法

1.1 研究区域描述

青岛港是中国第二大外贸口岸，位于山东半岛胶州湾畔，濒临黄海，拥有集装箱航线超过200条，航线密度稳居中国北方港口第一位。根据青岛海事局的资料，中国青岛港海域的布局，其经度范围从119°59′E到120°35′E，纬度范围从35°23′N到35°51′N，如图1所示。据报道，2020年青岛港货物吞吐量为6.3亿t，位居全球第6。作为中国沿黄河流域和环太平洋西岸的国际贸易口岸和中转枢纽，青岛的进出口贸易和经济发展会受到海上货运形势影响。孙海燕等[13]指出，青岛港吞吐量与青岛市GDP之间存在着较强的相关性。

图1 2020年青岛港海域船舶密度及其港口的位置分布

研究主要关注海域中的货船变化，货船是航运市场上的主要船舶，也是疫情防控期间的主要运营船舶，能较好地反映COVID-19对国际贸易的影响。同时，青岛港尚处于发展阶段，其自我调节能力较弱，因此，疫情产生的影响会持续一段时间，关注货船变化有利于分析港口的航运变化。需要注意，威海港港区也属于青岛港，但其所处位置与其它港区较远，文中不考虑在内。

1.2 AIS数据

船舶自动识别系统(AIS)是一种实时获取船舶轨迹信息的助航系统。许多研究者利用历史AIS数据研究船舶航行过程中的规律和特征：Dahlbom等[14]对瑞典南部海岸的交通模式进行统计分析，并根据船舶交通规律进行航线规划；Wu等[15]从宏观角度研究了德克萨斯州东南航道的水路运输特征，确定了船舶碰撞频繁发生的热点区域。

基于AIS数据，可提取水上移动通信业务标识码(MMSI)、实时船舶经纬度位置、对地航速、船型、吃水深度、航行状态、目的港等静态和动态信息。在研究中，原始的AIS数据可以从博懋信(北京)科技有限公司提供的AIS数据库中获得(http://www.boloomo.com/)。2019年1月至2020年6月，共收集到在青岛港海域航行的1 212艘船舶的5 692 347条记录，表1展示了部分AIS数据字段。

表1 AIS数据字段

需要注意的是，虽然大部分船舶记录准确，但受地理环境干扰，船员对AIS设备操作失误，受AIS设备之间的信息传输故障等主客观因素影响，收集的数据中有8.96%的AIS记录出现错误和异常。按表2中整理的清洗方案对AIS数据进行清理。

表2 数据清洗方案

1.3 货物吞吐量与货船吃水深度

关于贸易与港口物流之间的关系研究，其结论大多为国际贸易对港口物流有正向的影响，港口物流业的发展对国际贸易有一定的反馈和促进作用[16-18]。周维良[19]发现，在决定港口吞吐量的因素中，短期内对外贸易作用较明显，长期内国内贸易作用明显。

将基于AIS记录的货船吃水深度总和与青岛港国际股份有限公司(QGGJ，2021)提供的货物吞吐量数据进行比较。从图2可看出，两者变化趋势基本一致。因此，通过青岛港附近海域内的货船吃水深度可估计青岛港货物吞吐量的变化，从而推测COVID-19对青岛港货物贸易的影响。

图2 货船总吃水深度和吞吐量的季度变化

1.4 船舶信息1.4.1 船舶航行状态

AIS记录中包含9种航行状态(分别对应数字0～8)，收集到的青岛港海域货船记录中，78.44%的货船处于动力航行状态，17.33%的货船处于停航状态(其中包括2.72%的锚泊船只和14.61%的系泊船只)。船舶处在系泊状态时大都正在进行货物装卸，因疫情而短期停航的船舶也会上传系泊状态信息。由于某些原因(如吃水深浅)，只能在锚地卸货的船舶则处于锚泊状态。

1.4.2 船舶国籍

MMSI号是识别船舶的唯一9位数字码，被编入到船上所有AIS系统和VHF电子设备中，并为与船只联系提供一个国际标准号码。MMSI码的前三位数字简称为MID(Maritime Identification Digits)，代表国籍；后六位数字为船只的唯一标志。无线电通信部(ITU-R，2021)发布的海事识别码表中记录了294个MID号及其分配的国家。

为简单起见，将MID的第一位数字作为地区码，根据海事识别码表中的记录可知，来自欧洲、北美、亚洲(除东南亚)、大洋洲和东南亚、非洲、南美的船舶地区码分别对应数字2～7。因此，通过地区码就可以将研究区域内的船舶按照其来源地进行分类。

1.4.3 船舶航行时间

货船停航时间是反映船舶载货量的重要参数。一般情况下，停航时间可由AIS数据中的时间戳来确定，每艘货船的停航时间算式为

(1)

式中：ts为货船停航时间，h;tj为该船在研究区内的最后停航时刻;ti为研究区内每艘船停航的初始时刻。

需注意，计算出的时间戳之差需除以86 400才能转换成标准时间差。

1.5 研究方法

通过研究货船数量、集聚度和活动范围以及航行时间的变化来分析COVID-19对货船活动的影响。首先，通过对比2019年和2020年同期的在航货船数量以及2020年货船数量的同比变化率，来反映疫情爆发后货船在数量上的变化情况。同时，将2020年1—4月货船数量的环比变化趋势与各国疫情爆发的关键时间点建立联系，研究疫情爆发与货船数量减少之间的关系。最后，通过货船分布热力图来展现货船在聚集密度和活动范围上的同比、环比变化情况。

通过研究货船吞吐量以及主要贸易伙伴之间贸易往来的变化来分析COVID-19对货物贸易的影响。首先，利用船舶吃水深度反映货船吞吐量，以研究疫情对青岛港国内外贸易量的变化。同时，通过计算出的货船停泊时长分析船舶载货量的变化。其次，将货船按照其来源地分类并绘制出船舶流向图，从中看出青岛港与各港之间的航线数量，以便分析青岛港与外贸伙伴之间的贸易往来频次变化情况。其中，计算了2020年研究海域内来自各大洲的货船数量同比变化量，用于分析疫情对青岛港及各国贸易量的影响。

2 结果分析

COVID-19的大爆发已经造成了全球性影响。Depellegrin等[20]声称，疫情封锁期间船舶活动减少了69%。Hayakawa[21]和Bing等[22]研究人员还发现，COVID-19对国际贸易产生了显著的负面影响。如前所述，现有研究主要集中在疫情对全球经济的影响分析，而对船舶交通的影响研究较少。因此，本节主要讨论COVID-19对青岛港海域货船活动的影响，对收集到的AIS数据进行分析来估计青岛港国际货物交易量的变化。

2.1 COVID-19对青岛港海域货船活动的影响

2.1.1 货船数量的总体变化

如图3所示，2019年青岛港海域的货船数量在度过春节淡季(1—2月)后逐渐增加，五月份受中美贸易摩擦的影响略有减少。2020年货船数量的变化有所不同，1月由于国内疫情严重，进出口贸易受阻，导致青岛港海域的在航货船数量同比减少31.7%。随着中国疫情的好转，航运网络逐渐恢复，2月、3月货船数量出现同比环比的双增加。而在2020年的二季度，国外疫情的蔓延表现出失控局面，各国经济都遭到不同程度的打击，青岛港海域的货船数量开始波动下降，同比出现负增长，且减少率的波动增加，货船数量的平均减少率在50%左右，港口航运受到巨大冲击。

图3 青岛港海域的在航货船数量及其变化率统计

根据全球疫情大事记可以确定COVID-19在各国爆发的关键时间点，而这些时间与青岛港的货船数量减少存在着滞后相关性。如图4所示，每当疫情在某些国家大爆发时，货船数量便会在接下来的一段时间内随之下降。当国内疫情爆发后，各国严防曾在中国港口停靠的船舶，并纷纷关停到中国的航线。当疫情开始在美国、意大利等国家大规模爆发时，各国对相关口岸采取了更严格的防控措施。因疫情防控导致了境内外交通运输联系不同程度被阻断，商品运输成本提高、交货日期延长，国际贸易面临较大压力。

图4 2020年青岛港在航货船数量与国内外疫情爆发关系

值得注意的是，青岛港货船数量在2020年第一季度总体呈现波动上升趋势的原因有两方面：一方面中国疫情好转后，各地开始有序推进复工复产，港口货物运输逐渐恢复；另一方面，在中国疫情得到基本控制时，其他受疫情严重影响的境外国家(如欧洲各国)在短时间内难以恢复正常的工业生产，它们迫切需要“中国制造”，从而加大了对中国商品的进口。

2.1.2 货船聚集密度和活动范围变化

船舶密度分布直接反映了某一海域船舶的空间分布，从而表明了海域内船舶交通的繁忙和拥挤程度。如图5所示，2020年第二季度货船密集度逐渐减小，航迹明显收缩。大部分货船聚集在各港口附近，在航的船舶数量较少，船舶活动范围也随之缩减。这也表明疫情使得青岛港进出口货物运输受阻，国际贸易渐趋低迷。

图5 2020年3—6月青岛港海域内货船分布热力

通过比较图6发现，2020年2月、3月青岛各港内的货船聚集区密度均高于2019年同期，原因主要有两方面：一是新冠肺炎疫情严重扰乱了全球供应链，导致船舶需求下降，大量船舶闲置在港口附近；二是前面提到的，在2月、3月国外加大对“中国制造”货物的进口，这不仅使进出港货船分布变得更密集，还使研究海域内的航线数量增加，船舶航迹也明显扩展，航行活跃度大大提升。

图6 2019年和2020年2月、3月青岛港海域内货船分布热力同期对比

2.2 COVID-19对青岛港海域的货物贸易影响2.2.1 货船吞吐量

海上运输是实现世界范围内经济交流和国际贸易的主要手段，货船吞吐量则可以直接反映一个国家和地区的贸易量。由于货船吃水深度与货船吞吐量呈正相关关系，因此，可以用货船吃水深度近似估计其吞吐量的变化情况。图7显示了研究区内货船吃水深度的月度统计值。

图7 青岛港海域内的货船总吃水深度变化

2019年上半年，2月由于春节淡季，大部分工厂停工导致货物交易量减少，因此,货船吃水深度波动下降；2019年5月9日美国政府宣布将把2 000亿美元中国输美商品的关税从10%提高到25%，此时中美贸易摩擦升级，因此5月份货船吃水深度再次波动下降，表现为两国货运贸易量的减少。然而在2020年上半年，1月份受国内疫情影响，大部分国家实施进出口限制，货船吃水深度同比下降，即青岛港国际贸易量减少。但从2月开始，货船吃水深度出现同比、环比双增加，此时是由于国内疫情好转而国外疫情爆发，各国迫切需要进口中国商品以解决国内供需不足问题，因此，青岛港的海运贸易量逐渐增加。但随着疫情表现出失控局面，海外经济停摆，第二季度货船载货量同比减少32.54%，这意味着全球商品贸易萎缩。联合国贸易和发展会议(简称UNCTAD)发布的《2020年全球海运报告》指出：2020年国际海运贸易额下降4.1%，是全球海运贸易量下降的罕见年份，这使原本疲软的海运贸易进一步失去活力。

表3和表4给出了考虑船舶进入港口水域到驶离港口水域的整个运营期间的停航时长，为排除在港口内长时间闲置的船舶，将停航时间超过半个月的记录剔除，剩下的均为开始或准备卸货的船舶。

表3 青岛港海域内船舶停泊时长总和 h

表4 青岛港海域内船舶平均停泊时长 h

新冠疫情爆发后，所有进港船舶需要进行严格的卫生检疫，这也是导致1月、2月货船停航时长高于去年同期的原因。1—2月货船平均停航时间与去年同期相比共延长了5.45 h，平均每周延长0.68 h。然而自3月起，青岛港海域内货船停泊时长缩短，平均停航时间最高同比下降51.58%(2020年6月)。2020年上半年，船舶总停航时间也因货船数量的减少而减少。在增加了检疫时间的情况下，货船停航时间仍然减少，原因之一是船舶卸货时间缩减，即货船载货量减少，原因之二是船舶排队时间缩减，即排队进港的货船数量减少。这也从侧面反映出COVID-19的爆发阻碍各国进出口贸易的正常开展，导致青岛港货物贸易量减少。

2.2.2 中国与主要贸易伙伴的贸易往来发生变化

在新冠疫情以及中美贸易战的影响下，东盟替代美国成为中国第二大贸易伙伴，第一大贸易伙伴仍然是欧盟。如图8所示，青岛港与欧洲和东南亚的航线数量占比较大，而美洲和非洲的航线数量较少。通过航线数量可以推测出中国与外贸伙伴之间的贸易往来以及贸易量的变动情况。

注：左边为条柱标值，右边为折线标值。图8 青岛港海域的船舶流向

由于新冠肺炎疫情在全球流行，各国市场需求减少，集装箱班轮巨头马士基季节性关停了2M联盟运营的亚洲至北欧市场的AE2/Swan航线和亚洲至地中海市场的AE20/Dragon航线。同时，诸多国际航运公司均表示已经减少中印、中美和中非等航线上的船舶数量。如图8所示，2020年从青岛港出发的境内航线数量同比增加15.18%，说明即使在COVID-19的影响下，青岛港作为北方的内贸枢纽港，展示出中国内贸经济的强大韧性、潜力和回旋空间，然而青岛港的对外贸易运输却面临变局。亚洲-非洲、泛太平洋东行区域内的航线数量下降，说明受国外疫情蔓延的影响，北美和非洲各国的采购速度放缓，因此减少了对中国的进出口贸易，导致中国海外市场受挫。疫情爆发后，到达欧洲的航线数量同比增加了22.5%，中欧经贸往来经受住了疫情冲击。比利时泽布鲁日港国际贸易业务主管佩皮恩德弗雷斯表示，尽管受到疫情以及英国“脱欧”的双重影响，2020年上半年港口业务量依然超过2 500万t，实现增长14%以上，这主要得益于欧洲同中国及远东地区的货物贸易往来。同时，2020年从青岛港出发前往南美洲的船舶数量也有所增加，主要是进行防疫物资的转运，这是因为在疫情蔓延之际，中国向拉美等国提供了医疗等物资援助。

通过船舶地区码来划分青岛港海域内的货船所属地，从图9可以看到，2020年初，当中国疫情爆发并逐渐严重时，青岛港海域内各地的船舶数量除南美洲和非洲之外均同比减少，这也表明疫情之下青岛港与发达国家的贸易交流受到冲击，而与发展中国家和“一带一路”沿线国家之间的货物贸易并未受到严重影响。2月24日是一个时间转折点，在这一天中国疫情顶峰已经过去，随着国内疫情防控形势好转，港口通行能力逐步恢复，短期内各地区到达青岛港的货船数量开始增加。但全球危机才刚刚开始，疫情对中国的主要风险开始从内部转向外部，随着美国、意大利等国确诊数据先后快速超越中国，青岛港海域内境外货船数量开始波动下降。由此说明中国企业复工复产进程和进出口贸易全面恢复依赖于全球价值链正常运转，其他国家新冠肺炎疫情的蔓延扩散，正阻碍中国进出口贸易恢复正常。此后的一段时间，境外船舶数量都保持同比负增长趋势，来自非洲各地的货船增幅也逐渐缩小，国际贸易持续低迷。然而在3月份和5月份期间，部分境外货船数量出现增加趋势，这是因为在疫情蔓延较严重地方，口罩等防疫物资以及生活用品十分匮乏，各地从中国的进口大幅增长。

注：图中虚线为零刻度线。图9 2020年青岛港海域国内外货船数量的同比变化量

注：数据来源于中国海关统计数据库。图10 中国对外出口贸易额统计

中国已成为多国在疫情期间进口产品的主要来源，在各国因疫情导致其进出口贸易萎缩的情况下，它们对中国商品的进口仍有所增加。如图10所示，中国对外贸易额在2020年呈增加趋势，对美国的出口贸易额增加最多。据市场研究机构埃信华迈公司的美国海关数据汇编，2020年前10个月的贸易数据显示，美国从中国大量进口消费电子产品以及口罩等应对疫情的个人防护装备。彼得森国际经济研究所高级研究员玛丽·洛夫莉表示，中国实现经济快速复苏，并成为美国在疫情期间进口产品的主要来源[23]。自2020年第二季度以来，英国从中国进口的商品数量超过了从任何其他国家进口的商品数量，并且一直呈上升趋势。截至2021年第一季度，中国已超越德国,成为英国最大的进口来源国[24]。

3 结 论

COVID-19的爆发给世界经济和国际贸易带来了巨大影响,因此，评估COVID-19对航运活动和国际贸易的影响至关重要。通过AIS数据对比发现，疫情期间在航货船数量波动下降，且与国外疫情爆发时间存在滞后相关性。此外，在2020年2—3月，货船数量及其聚集密度出现同比增加趋势，这是因为受疫情影响的其他各国在短时间内无法恢复正常的工业生产，从而加大了对中国商品的进口，在一定程度上拉动了青岛港的外贸增长。船舶吞吐量比较结果显示，在疫情期间，整体船舶货运量较低。同时，COVID-19爆发后港口对停航船舶增加了严格的检疫程序，但2020年第二季度的货船平均停航时间却同比缩减，从侧面说明了船舶数量和货运量的减少，反映出青岛港国际货物贸易量的下降。

文中进一步研究了COVID-19对青岛港与其贸易国之间货物往来的影响，研究结果表明，在疫情期间，青岛港与欧盟、东盟以及“一带一路”沿线国家之间的进出口贸易呈增长态势，而与北美、非洲各国之间的贸易量则大幅下降。然而，当各国因防疫和生活物资匮乏时，便会加大对中国商品的进口，中国已成为多国在疫情期间进口产品的主要来源。总体看，COVID-19对中国内贸的影响主要集中在国内疫情较严重的2020年1—2月，而在3—6月新冠疫情开始在世界各国蔓延，短时间内拉动了中国外贸经济的发展，但由于疫情蔓延表现出失控局面，导致了全球贸易量下降，中国内外贸也均遭受到冲击。