基于耦合模型的福州都市圈区域物流与区域经济协调发展

邓 熠

（福州职业技术学院 商务系，福建 福州 350108）

0 引言

现代物流连接着生产与消费，是延伸产业链、提升价值链、打造供应链的重要支柱，已成为支撑社会经济发展的基础性、先导性、战略性行业。2022年12月发布的《“十四五”现代物流发展规划》明确指出，要推进构建现代物流体系，为区域协调发展和实体经济高质量发展提供有力支撑。

《福州都市圈发展规划》于2021年6月获国家发改委批复同意，都市圈规划范围包括四市一区，即福州、莆田、宁德、南平与平潭综合实验区，2021年经济总量占福建全省的40.53%，在我国区域经济发展格局中具有重要地位。现代物流业作为国民经济的基础性产业，是促进区域经济发展的重要推手，而经济的不断增长又催生了大量的物流需求，两者相辅相成、相互促进。福州都市圈天然的良港条件与海丝战略支点城市的地理区位，更突显现代物流产业的重要性。如何促进物流产业与区域经济的高质量协调发展，对加快福州都市圈现代物流体系的形成以及全面落实强省会、福州都市圈战略具有重要现实意义。

随着现代物流业的发展和区域经济理论的成熟，物流与经济的协调发展关系已成为众多学者研究的重点，许多学者以各省市、经济带、城市群为研究对象，探讨区域物流与区域经济的协调发展问题。

Lan，等[1]使用贝叶斯网络模型检验物流与经济协调发展的关键因素，研究表明两者的可持续发展应注重物流基础设施、物流业发展水平等要素。梁雯，等[2]使用DEA方法测算长江经济带物流与经济发展协同度，发现该区域物流发展相对滞后于经济，各省市协调发展水平存在差异。王俊，等[3]构建京津冀地区物流系统与经济系统多元回归模型，发现交通运输能力的提升能有效促进区域经济发展。宋爱华[4]使用熵值法和复合系统模型对我国经济与物流的协同度进行分析，研究表明二者协调度数值虽高，但实际发展水平较低。崔宏凯，等[5]以长江三大都市圈为研究对象，建立灰色关联模型检验物流产业与区域经济的灰色关联度，结果表明物流业发展与经济增长存在显著关联效应。王承娜[6]使用协调耦合模型对福建省及九地市物流产业与城市发展耦合特征进行分析，发现物流产业与城市发展处于轻度失调到初级协调阶段。郭子雪，等[7]基于低碳视角构建京津冀地区物流与经济的耦合协调模型，结果表明第三产业产值是物流产业与区域经济协调发展的关键因素。周楠，等[8]基于高质量发展视角，利用耦合协调模型、空间自相关分析等方法对长江经济带11个省市的时空耦合关系进行探究，发现该区域物流与经济发展呈波动上升态势且存在空间差异。

综上所述，现有文献对于区域物流与区域经济的协调关系研究已取得了丰富的成果，但多以省域、长江经济带、京津冀等区域为研究对象，鲜有文献从福州都市圈的视角展开研究。本文以福州都市圈为研究对象，采集各城市物流产业与经济发展的基本数据，构建区域物流系统与区域经济系统的耦合协调度模型，对该区域物流产业与经济发展耦合协调关系进行实证分析，以期为福州都市圈物流与经济的高质量协调发展提供理论支撑与决策依据。

1 模型构建

1.1 熵权法

熵权法能够对指标进行客观赋值，根据不同指标间的关联强度，由信息熵计算出指标熵值，再利用熵值修正指标权重，进而增强各指标评价结果的科学性。具体步骤包括：

（1）数据标准化。本文通过离差标准化法对数据进行归一化处理，并参考伍宁杰，等[9]的做法，对离差标准化公式进行调整优化，避免了最小值为0的情况，计算方法如下：

式（1）中，m为年份数，n为系统中评价指标的个数，Xij为第i年第j个指标的原始数据，Yij为经过标准化处理的值。

（2）确定指标权重。通过式（2）求得第j项指标的熵值Ej，并由式（3）计算出第j项指标的权重Wj。

式（2）、式（3）中，pij为第j项指标下第i年的比重，计算公式为,k为各子系统中评价指标的个数。

（3）计算各子系统的综合发展水平。

式（4）中，u(t)为子系统在t时刻的综合发展水平，Wj为第j项指标的权重，Yij为经过标准化处理的指标数值。由于各项指标对子系统贡献度的不同，综合发展水平由子系统各项指标加权求和得出。

1.2 耦合度模型

耦合度是一种度量系统间耦合作用强度的变量，一般用C(t)表示，取值范围为[0，1]。耦合度高表明子系统间呈现正向耦合，反之则呈现负向耦合。本文借鉴相关研究成果[10-11]，构建物流—经济系统耦合度模型，如式（5）所示。

式（5）中，C(t)为两个子系统间在t时刻的耦合度，u1(t)、u2(t)为物流子系统与经济子系统在t时刻的综合发展水平。

1.3 耦合协调度模型

耦合度虽然能够判断子系统间的相互耦合作用强度，但却无法反映整体协调水平的高低，可能会出现两个子系统综合发展水平较低但耦合度偏高的情况。因此，还需要引入耦合协调度模型来测算系统间相互作用的整体功效，如式（6）、式（7）所示。

式中，T(t)为总系统综合发展水平，D(t)为耦合协调度，u1(t)、u2(t)为物流子系统与经济子系统的综合发展水平，α、β为两个子系统对总系统的贡献度系数。考虑到物流产业能够促进经济发展，但经济发展是多方面要素共同作用的结果，故此处将物流子系统贡献度系数α设为0.4，将经济子系统贡献度系数β设为0.6。计算出耦合协调度后，参考相关研究[12-13]，将耦合协调度划分为10个等级，见表1。

表1 耦合协调度等级划分标准

2 实证分析

2.1 指标选取与权重计算

本文依据数据的科学性、全面性与可得性原则，基于已有研究成果选取使用率较高的指标，结合福州都市圈发展实际情况，从物流系统与经济系统两个维度构建区域物流与区域经济协调发展评价指标体系。指标原始数据主要来源于福州都市圈中各城市2014-2021年的统计年鉴，部分年鉴中缺失的数据来源于福建省统计年鉴、各市国民经济和社会发展统计公报以及各市邮政行业发展统计公报。由于平潭综合实验区与平潭县实行政区合一的管理体制，福州市统计数据中已包含平潭县，故后续数据分析未单独列出平潭综合实验区，各地区指标数据见表2-表6。

表2 福州市物流子系统与经济子系统原始数据

表3 莆田市物流子系统与经济子系统原始数据

表4 宁德市物流子系统与经济子系统原始数据

表5 南平市物流子系统与经济子系统原始数据

表6 福州都市圈物流子系统与经济子系统原始数据

其中，物流系统包括物流产业增加值、货运量、货物周转量等反映都市圈物流发展规模、物流需求水平的指标；经济系统包括都市圈生产总值、进出口贸易总额、社会消费品零售总额等反映都市圈经济概况、生活消费水平的指标。

各地区各指标的权重系数可通过式（1）—（3）计算得出。以福州都市圈物流产业增加值指标为例，由式（1）求得2014-2021 年标准化指标数值Y1=(0.10,0.11,0.15,0.40,0.44,0.47,0.56,1)，由式（2）求得指标熵值E1=0.89，由式（3）求得指标权重W1=20.14%。重复上述步骤即可求出各区域各指标权重，指标体系与权重系数见表7。

表7 福州都市圈区域物流与区域经济协调发展评价指标体系

2.2 综合发展水平分析

根据表7中的指标权重系数与式（4），计算出福州都市圈及各城市物流子系统与经济子系统的综合发展水平，具体步骤如下：

（1）以2021年福州都市圈数据为例，2021年福州都市圈的标准化指标数据Y2021=(1,1,0.54,0.99,1,1,1,1,1,1,0.72,1,1,1)，福州都市圈14个指标的权重Wd=(0.20,0.14,0.12,0.09,0.14,0.17,0.15,0.15,0.17,0.20,0.08,0.12,0.13,0.15)，将Y2021 与Wd矩阵点乘，得到指标矩阵R=(0.20,0.14,0.06,0.09,0.14,0.17,0.15,0.15,0.17,0.20,0.06,0.12,0.13,0.15)。

（2）将指标矩阵R中物流子系统的7个指标数值求和，计算出2021年福州都市圈物流子系统综合发展水平值u1(2021)=0.95；同理，计算出2021年福州都市圈经济子系统综合发展水平值u2(2021)=0.98。

（3）重复上述步骤，计算得到各区域2014-2021年物流子系统与经济子系统的综合发展水平，其变化趋势如图1所示。

图1 区域物流子系统与经济子系统综合发展水平变化趋势

从图1中可以看出，2014-2021 年，除莆田市外，福州市、宁德市、南平市以及福州都市圈物流子系统与经济子系统的综合发展水平整体呈稳定增长态势，且增长速率较快。这与城市近年的快速发展相吻合，基础设施的完善加速了商品的流通，带动了经济的繁荣，进而促进了物流业发展。莆田市物流子系统综合评分在2020年与2021年出现下降，具体数据体现在物流货运量与货物周转量的下降，其原因在于这两年莆田市疫情爆发次数较多，影响范围较大，作为莆田市支柱产业之一的制鞋业受到严重冲击，生产工厂停工、零售门店歇业、网购物流受限，大量海内外订单被取消，物流需求骤减。

2.3 耦合协调度分析

将福州都市圈及各城市物流产业与区域经济的综合发展水平值代入式（5）—式（7），计算得出物流子系统与经济子系统间的耦合协调度，具体步骤如下：

（1）以2021年福州都市圈数据为例，将该年物流子系统与经济子系统的综合发展水平值0.95 与0.98代入式（5），计算得出2021 年福州都市圈的耦合度

（2）根据式（6），结合物流子系统贡献度系数α=0.4，经济子系统贡献度系数β=0.6，计算得出2021 年福州都市圈总系统综合发展水平T(t)=0.4×0.95+0.6×0.98=0.96。

（3）根据式（7），计算得出2021年福州都市圈物流子系统与经济子系统间的耦合协调度。

（4）重复上述步骤，计算得到各区域2014-2021年物流子系统与经济子系统的耦合协调度，并参考表1中的评判标准划分等级，结果见表8。

表8 福州都市圈区域物流子系统与经济子系统发展耦合协调度

从全局来看，2014-2021年间，福州都市圈物流子系统与经济子系统之间的耦合协调度从0.24增长至0.69，由中度失调演变至初级协调，呈平稳上升趋势，这一方面得益于近年来国家与福建各级政府接连出台的物流利好政策，另一方面电商规模的迅猛增长为物流产业与经济发展提供了新的机遇。但目前两个子系统距离优质协调仍有较大差距，未来在《福州都市圈发展规划》等政策支持下，可通过完善基础设施建设、加强区域间产业联动等措施，提升福州都市圈整体耦合协调性，实现区域经济与区域物流的协同高质量发展。

分地区来看，2014-2021年间，福州市、莆田市、宁德市与南平市物流子系统与经济子系统间的耦合协调度均呈波动上升态势，从最初的中度失调演化至初级协调。其中，福州市作为都市圈中心城市，GDP所占比重超过50%，物流相关产业总值也远高于其他城市，经济体量与物流规模的优势使其耦合协调度在都市圈各城市中位列第一；宁德市与南平市处于第二梯队，耦合协调度均为0.67，城市主要产业包括新能源、金属、林产、食品加工等，物流需求较大，与经济增长相辅相成，如宁德时代新能源动力电池以全球第一的销量远销海外，催生大量国际物流；莆田市位于第三梯队，与其他城市相比，莆田市的耦合协调度增长速率在2020年与2021年明显放缓，结合莆田市物流子系统与经济子系统的综合发展水平得分，可以看出这两年莆田市物流产业滞后于经济发展，对经济的支撑能力相对不足。

3 结论与建议

3.1 研究结论

本文通过构建福州都市圈物流—经济系统耦合协调模型，对福州都市圈内4 个主要城市2014-2021年物流系统与经济系统的综合发展水平、耦合协调度进行测算与分析，得出如下结论：

从整体上看，福州都市圈内各城市在2014-2021年物流产业与经济发展的耦合协调度呈平稳上升趋势，从中度失调演变至初级协调，协调发展趋势逐步加强。

从具体城市看，福州市作为都市圈中心城市，协调发展程度处于领先位置，但距离优质协调仍有较大改善空间；宁德市与南平市处于初级协调阶段，持续推进的产业转型升级使其保持着良好的发展态势；莆田市受疫情与产业链的影响，近两年物流系统综合发展水平骤降，耦合协调度增速较过去明显放缓。

3.2 对策与建议

（1）加强区域间合作交流，促进都市圈整体协调发展。目前都市圈内各城市发展水平差距较大，应强化中心城市核心带动能力，同时加强城市间紧密连接，推动区域间要素合理流动与资源优势互补，提升福州都市圈整体耦合协调水平。

（2）结合区域内各城市发展差异，探索制定特色化发展规划。作为都市圈中心城市的福州应借助自身经济优势与产业优势，推进传统制造业转型升级，同时辐射带动周边地区发展；莆田、宁德、南平作为都市圈中小城市，应积极融入大都市圈新发展格局，构建良好的营商环境，夯实自身优势特色产业，实现产业集群从数量规模到质量效益的转化。

（3）加快现代物流业发展，推动物流产业转型升级。一方面，物流基础设施是都市圈一体化生产发展的基本条件，应持续完善都市圈内的物流通道，打造区域物流互联互通新格局；另一方面，科技创新驱动着现代物流产业的转型升级，应加快推动云计算、大数据、物联网等新一代信息技术在物流领域的创新与应用，积极培育与发展智慧物流产业，促进福州都市圈物流与经济高质量协调发展。