摘要:在基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、傳統(tǒng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)、新興開放數(shù)據(jù)的支持下，運用主成分分析得到各港口能級指數(shù)，利用港口—腹地間兩兩時間距離，基于場強模型對遼寧沿海港口的吸引范圍進行了劃分。結(jié)果表明:能級指數(shù)較好地反映了港口的綜合實力;基于互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)的可達性測度具有可靠、及時、靈活的特點;場強模型能較好地刻畫出遼寧沿海港口腹地的空間格局;大連港腹地包括大連市及其東北地區(qū)北部，營口港腹地以沈陽經(jīng)濟區(qū)為主，丹東港腹地主要位于遼寧省和吉林省東部，錦州港腹地包括遼西地區(qū)和赤峰，盤錦港腹地位于營口港和錦州港的腹地之間，葫蘆島港腹地最小;遼寧沿海各港口之間競爭激烈，大連港和營口港、丹東港之間的交叉腹地范圍廣，港口資源亟待整合。

　　關(guān)鍵詞:港口腹地;可達性;場強模型;遼寧沿海港口

　　1引言

　　經(jīng)濟全球化推動了港口規(guī)模擴大和港口功能提升，加快了港口腹地經(jīng)濟整合，通過要素市場的資源優(yōu)化配置促進了區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。同時，航運業(yè)的快速發(fā)展，導(dǎo)致港口競爭日趨激烈，腹地范圍將不斷擴大，并呈現(xiàn)出多樣化的趨勢[1，2]。港口作為一類地理空間，更是一種經(jīng)濟系統(tǒng)[3]。港口扮演著區(qū)域門戶的重要作用[4]，促進了區(qū)域統(tǒng)一大市場的形成。

　　因此，明確港口的腹地范圍、認(rèn)清港口與腹地之間的隸屬關(guān)系，對港口功能定位和區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展具有十分重要的意義。港口腹地范圍劃分研究肇始于海港最優(yōu)區(qū)位研究，主要借鑒了城市腹地范圍研究。德國學(xué)者KautzEA于1934年發(fā)表的《海港區(qū)位論》基于海港與腹地的關(guān)系，以“總體最小費用”為原則，追求海港的最優(yōu)區(qū)位[5];1963年，Taaffe、Morrill、Gould提出海港空間結(jié)構(gòu)演化的六階段模型，認(rèn)為港口和腹地交通網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，腹地的貨流將逐步趨于集中[6];1990年，Slack在此基礎(chǔ)上提出第七階段，即多式聯(lián)運發(fā)展，交通走廊的運量繼續(xù)集聚，而多余節(jié)點則被淘汰[7]。

　　陸玉麒提出雙核結(jié)構(gòu)理論，研究了區(qū)域中心城市與港口門戶城市的組合關(guān)系[8]，為港口腹地劃分提供了一定的理論基礎(chǔ)。由于缺乏城市和區(qū)域空間單位與港口有關(guān)活動的詳細(xì)數(shù)據(jù)[9]，對港口和腹地空間關(guān)系的準(zhǔn)確定量分析比較困難，糧食、能源等專業(yè)性港口的服務(wù)范圍劃分研究多依托于碼頭區(qū)位最優(yōu)選擇研究。其中，片峰等劃分了環(huán)渤海地區(qū)主要鐵礦石中轉(zhuǎn)港的腹地范圍[10];程佳佳等闡述了我國港口原油碼頭的發(fā)展現(xiàn)狀和布局特征，分析得出我國原油碼頭的空間分布“極不均衡”[11]。

　　港口腹地劃分多基于空間相互作用的理論視角，以及港口和港口城市發(fā)揮的綜合性中心職能、港口和腹地之間的距離、中間干擾機會的研究框架。在研究方法上，一般從內(nèi)陸空間的通達性和經(jīng)濟性角度來確定港口腹地的地理范圍[12]。目前的研究方法主要包括區(qū)位商法[13]、隸屬度法[14]、圈層結(jié)構(gòu)法和點軸結(jié)構(gòu)法[15]、O-D流結(jié)合圖論法[16]、煙羽模型[17]、Huff模型[12，18，19]、場強模型[20-22]等。

　　通過回顧文獻發(fā)現(xiàn)，港口腹地劃分從定性方法為主轉(zhuǎn)向定量方法為主，由概念性的理論模型轉(zhuǎn)向半?yún)��?shù)模型和參數(shù)模型，參數(shù)設(shè)置不斷優(yōu)化，運輸成本多通過測算距離近似表示。腹地劃分模型的模擬程度逐漸提高，但與現(xiàn)實世界還存在一定差距，如腹地的基本研究單元多為省域或市域，基于縣域尺度的研究比較少;研究對象多側(cè)重對某一個或兩個港口腹地范圍的劃分，對港口—腹地型城市地域系統(tǒng)的空間聯(lián)系刻畫不深刻[23];在距離成本測算上，雖然運輸時間成本的影響逐漸受到學(xué)者們的重視，但地形坡度的影響程度尚難以度量，運輸速度難以精確測算，對現(xiàn)實的擬合效果不佳。

　　因此，本文以遼寧沿海港口及其東北地區(qū)腹地為研究對象，建立港口的綜合實力評價指標(biāo)體系，確定港口綜合“質(zhì)量”;借助百度地圖導(dǎo)航服務(wù)，測度各城市到各港口的時間成本;運用場強模型對遼寧沿海港口的陸向腹地范圍進行劃分，以期對我國港口—腹地系統(tǒng)發(fā)展研究、港口布局規(guī)劃提供一定的參考。

　　2研究區(qū)、數(shù)據(jù)獲取與方法選擇

　　2.1研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源

　　遼寧省的沿海岸線資源豐富，大陸岸線長達2178km，島嶼岸線624km，已形成以大連港、營口港為主要港口，錦州港、丹東港為地區(qū)性重要港口，盤錦港、葫蘆島港為一般性港口的分層次發(fā)展格局。2016年，遼寧省完成港口貨物吞吐量10.9億t，集裝箱吞吐量1879.8萬TEU。東北地區(qū)是我國較早形成的結(jié)構(gòu)相對完整的大經(jīng)濟區(qū)，包括東三省和內(nèi)蒙古東四盟[24]，是遼寧沿海港口主要的陸向經(jīng)濟腹地[25]。縣城是聯(lián)系廣大鄉(xiāng)村地區(qū)的紐帶，也是工農(nóng)業(yè)物資的集散地[26]，因此基于縣域尺度的腹地劃分更加精細(xì)。

　　為了便于數(shù)據(jù)采集和處理，本文將遼寧省大興安嶺地區(qū)新林區(qū)、呼中區(qū)和呼瑪縣合并，加格達奇區(qū)、松嶺區(qū)與鄂倫春自治縣合并，呼倫貝爾市扎賚諾爾區(qū)與滿洲里市合并，并將除沈陽市遼中區(qū)、大連市普蘭店區(qū)、遼陽市弓長嶺區(qū)、營口市鲅魚圈區(qū)、盤錦市大洼區(qū)、長春市雙陽區(qū)以外的各地市的市轄區(qū)分別合并，最后確定了220個研究單元。

　　本文的社會經(jīng)濟屬性數(shù)據(jù)來源于2017年的《中國港口統(tǒng)計年鑒》[27]、《黑龍江統(tǒng)計年鑒》[28]、《吉林統(tǒng)計年鑒》[29]、《遼寧統(tǒng)計年鑒》[30]、《內(nèi)蒙古統(tǒng)計年鑒》[31];研究區(qū)行政邊界來源于國家地理信息中心提供的1∶100萬矢量數(shù)據(jù);鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道名錄來源于2016年的《中華人民共和國鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)劃簡冊》[32];研究涉及的13個港區(qū)、220個縣區(qū)、3642個鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道的地理位置通過GoogleEarth查找獲取;交通出行數(shù)據(jù)于2018年8月向百度地圖服務(wù)商批量請求獲得。

　　2.2基于能級指數(shù)的港口綜合實力評價方法

　　城市能級是指城市功能對其他地區(qū)的輻射影響程度。一般而言，能級指數(shù)越大，城市功能對外輻射的范圍也越大。港口是港口城市的重要特殊功能，也是港口城市的有機組成部分。港口能級不僅受到港口自身的資源稟賦和經(jīng)營管理水平的影響，還受到所在城市發(fā)展水平的支持或制約。一般來說，港口能級越大，腹地范圍也就越大。依據(jù)中心地理論，中心地提供的服務(wù)和所具有的功能具有等級性。能級指數(shù)是絕對大小的反映，主要以總量指標(biāo)為主，個別采用均量指標(biāo)輔助[33]。為了全面反映港口的綜合實力，本文構(gòu)建了港口能級的指標(biāo)體系。

　　在多指標(biāo)綜合評價研究中，主成分分析方法不僅解決了指標(biāo)賦權(quán)和相關(guān)性問題，還實現(xiàn)了指標(biāo)降維以簡化評價的作用[34]。X1—X4反映港口規(guī)模，X5-1—X5-4反映港城經(jīng)濟發(fā)展水平，X5-5反映港城社會服務(wù)水平，X5-6反映港城人口規(guī)模。本研究首先對原始數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化，以實現(xiàn)無量綱化處理。由于標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)通過KMO和Bartlett球形檢驗，通過SPSS19.0中的因子分析工具設(shè)置參數(shù)提取公因子，并通過計算主成分得分得出港口能級指數(shù)，最后采用對數(shù)Logistic模式對所得數(shù)據(jù)進行非負(fù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，計算公式為:Z'i=100/(1+e-zi)(………………………1)式中，Z'i為標(biāo)準(zhǔn)化能級指數(shù);Zi為原始能級指數(shù)。

　　2.3基于互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)的時間距離測算法

　　港口的時間可達性測度反映了各港口腹地交通設(shè)施對其支撐能力的大小。傳統(tǒng)的可達性分析所確定的時間距離主要是借助GIS軟件模擬交通時速建模的方式。實現(xiàn)手段主要有以下兩種:一種是基于矢量數(shù)據(jù)，可通過O-D矩陣確定每個節(jié)點的可達性的網(wǎng)絡(luò)分析，不足的是路網(wǎng)的拓?fù)潢P(guān)系復(fù)雜以致于工作量較大;同時，對地形起伏、交通方式接駁等因素難以處理。另一種是基于柵格數(shù)據(jù)，通過成本加權(quán)距離來實現(xiàn)的空間分析。該方法的缺點是不同類型柵格設(shè)定的通過成本的主觀性較強，并未充分考慮水域、山體、農(nóng)田等運輸阻隔要素的特殊性，因此柵格單元大小的設(shè)定需要仔細(xì)考慮。

　　當(dāng)前時刻表查詢服務(wù)、導(dǎo)航地圖提供的位置和路線檢索已深入大眾生活，很大程度上反映了人們的出行決策，符合大眾出行的行為邏輯，相比傳統(tǒng)的交通建模，利用導(dǎo)航地圖開發(fā)平臺的測度方法更加準(zhǔn)確和可靠[35]。鄉(xiāng)鎮(zhèn)是具有一定生產(chǎn)和生活功能，并以鄉(xiāng)村作為腹地支持的聚落。

　　本文總共選擇3642個鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道作為起始點，既避免了由于220個縣區(qū)或45490個村莊社區(qū)作為起始點所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)量過小或過大問題，也避免了格網(wǎng)點或隨機點造成的與實際人類活動集聚情況不符的缺陷，能在現(xiàn)有統(tǒng)計數(shù)據(jù)支持條件下近似地反映出縣域單元港口運輸需求活動產(chǎn)生的地點。

　　3研究結(jié)果

　　3.1港口能級綜合評價

　　2016年，遼寧省大連港和營口港貨物吞吐量分別達到4.38億t和3.52億t，共占遼寧沿海港口體系貨物吞吐量的72.29%，外貿(mào)吞吐量和集裝箱吞吐量的占有率分別達89.52%和83.37%。遼寧省丹東港和錦州港貨物吞吐量計占22.64%，而盤錦港和葫蘆島港貨物吞吐量僅占5.07%。從港口提供的三類服務(wù)的集中程度來看，貨物吞吐量集中程度最低而外貿(mào)吞吐量和集裝箱吞吐量的集中程度比較高。

　　大連港能級指數(shù)達到86.28居于首位，營口港為61.15居于次席，丹東港以42.07位列第三，錦州港、盤錦港、葫蘆島港分別居于第四位、第五位和第六位。遼寧沿海港口群形成了以大連港和營口港為主要港口、丹東港和錦州港為地區(qū)性重要港口、盤錦港和葫蘆島港為一般港口的港口體系。

　　3.2港口—腹地時間可達性

　　遼寧省丹東港、盤錦港和營口港的平均到達時間均小于11h，大連港和葫蘆島港的平均可達時間均大于11.5h，錦州港的可達性居中。需要注意的是，近些年港口對貨源的爭奪十分激烈，為降低貨主的運輸成本，港區(qū)選址通常更加靠近競爭性港區(qū)。如遼寧省太平灣港區(qū)分別離仙人島港區(qū)和鲅魚圈港區(qū)僅0.15h和0.3h，比大連灣港區(qū)分別縮短了0.85h和1.15h，比大窯灣港區(qū)分別縮短了0.75h和1.06h。

　　可見，大連港和營口港之間的競爭將會更加激烈。值得注意的是，遼寧省長興島港區(qū)的平均到達時間達12.3h，可見長興島港區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施尚未完善;太平灣港區(qū)加劇了大連各港區(qū)之間的內(nèi)部競爭，容易造成港口資源浪費[39]。類似地，遼寧省盤錦市主要位于遼河三角洲，盤錦港區(qū)緊鄰營口市西市區(qū)，盤錦港區(qū)的平均到達時間僅比鲅魚圈港區(qū)縮短0.02h;錦州港區(qū)則緊靠葫蘆島港區(qū)，時間成本優(yōu)勢僅為0.26h。

　　3.3基于場強模型的港口腹地劃分

　　遼寧省沿海的6個港口對220個縣域單元的平均總能級為48.66，平均總時間為2432.37，平均總場強為456.37。以每個港口的能級、時間距離、場強與6個港口總的平均值相比較，分別得出3個優(yōu)勢度指數(shù)。各港口之間在時間成本上的差距并不突出，營口港的總場強雖然要高于大連港，但營口港的時間成本優(yōu)勢并不突出，大連港的能級優(yōu)勢非常明顯，受到距離衰減規(guī)律的影響，大連港對營口港仍具有綜合場強優(yōu)勢。

　　雖然丹東港和盤錦港具有時間成本優(yōu)勢，但受到港口吞吐能力和港口城市支撐強度的限制，沒有取得場強優(yōu)勢地位。雖然錦州港對盤錦港具有能級優(yōu)勢，但錦州港的時間優(yōu)勢不如盤錦港明顯，兩港場強優(yōu)勢程度相當(dāng)。葫蘆島港不但能級低，而且耗時長，在各港口中最缺乏競爭力。

　　3.4港口腹地綜合劃分

　　基于改進場強模型的遼寧沿海港口腹地劃分結(jié)果，沒有考慮到行政邊界效應(yīng)、港口腹地交疊相錯的實際情況。因此，將各地級市下轄的區(qū)縣認(rèn)定為港口的直接腹地;將港口在縣區(qū)場強的算數(shù)平均值與其1個標(biāo)準(zhǔn)差之和作為劃入港口直接腹地的準(zhǔn)入條件;將港口在縣區(qū)場強的算數(shù)平均值與其1個標(biāo)準(zhǔn)差之差作為劃入港口腹地的準(zhǔn)入條件;各縣域單元隸屬的港口不超過2個。由于沒有港口在彰武縣和弓長嶺區(qū)的場強滿足以上條件，故將彰武縣和弓長嶺區(qū)劃定為場強前兩位港口的交叉腹地。

　　3.5港口競爭結(jié)構(gòu)

　　市場份額的多少與港口在競爭中所處的地位密切相關(guān)。遼寧省大連港由于在相當(dāng)長的一段時期內(nèi)是東北地區(qū)最主要的出海門戶，通過鎖定用戶占據(jù)了主要市場份額，通過特殊的壟斷地位限制了競爭。根據(jù)蘭切斯特競爭策略[41]，通過港口在腹地占有的市場份額劃分為四種競爭者類型，低于26.1%稱之為“不穩(wěn)定的競爭者”，介于26.1%和41.7%之間的稱為“競爭者”，在41.7%和73.9%之間的稱為“領(lǐng)導(dǎo)者”，高于73.9%稱為“壟斷者”。

　　遼寧省大連港在大多數(shù)縣域單元具有一定的競爭力，但與其他港口有較多的腹地重疊;各個港口的競爭優(yōu)勢地位并不明顯，在某一腹地單元中處于壟斷者或領(lǐng)導(dǎo)者地位的港口比較少;除大連港外，其他港口均主要扮演不穩(wěn)定的競爭者角色;在48個腹地單元，所有港口均為不穩(wěn)定的競爭者。

　　4結(jié)論與討論

　　4.1結(jié)論

　　港口對腹地的影響強度和輻射范圍受到港口轉(zhuǎn)運能力和貨運交通成本的制約，本研究為港口腹地范圍的識別提供了一條較可靠的方法路徑。港口能級指數(shù)能反映港口對腹地運輸需求的海陸轉(zhuǎn)運能力。根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)航服務(wù)能反映出實際的陸路交通可達性條件，在改進的港口場強模型識別出腹地范圍的基礎(chǔ)上，充分考慮到港口城市邊界效應(yīng)的實際情況，通過設(shè)定合理簡單的腹地空間范圍識別標(biāo)準(zhǔn)，能較好地識別出遼寧沿海6個港口的直接腹地和交叉腹地。

　　實證研究表明，遼寧沿海港口場強的空間分布形態(tài)與核心港區(qū)的區(qū)位和交通網(wǎng)絡(luò)的布局具有高度的耦合關(guān)系。遼寧沿海各港口的腹地范圍存在較顯著的差異，大連港腹地范圍最大，營口港次之。與腹地所屬港口場強輻射總量和所受港口場強輻射總量不同，腹地所屬港口場強比重具有從沿海港區(qū)向內(nèi)陸地區(qū)先降后升的規(guī)律性。港口的直接腹地除了依托港口城市之外，大連港的直接腹地還包括東北地區(qū)的北部內(nèi)陸地區(qū)，營口港的直接腹地主要位于沈陽經(jīng)濟區(qū)，丹東港的直接腹地包括本溪市和通化市，錦州港的直接腹地包括朝陽市和赤峰市。

　　大連港與營口港和丹東港之間具有大量的交叉腹地單元，遼寧沿海港口腹地范圍體現(xiàn)出復(fù)雜的空間關(guān)系。東北地區(qū)中部是大連港和營口港的交叉腹地，而東北地區(qū)東部為大連港和丹東港的交叉腹地。港口區(qū)域化是提升港口集群競爭力的重要手段。遼寧沿海港口群存在過度競爭趨勢，需要統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)籌發(fā)展，適時整合港口資源，提升港口群競爭力。遼寧省大連港和營口港之間、大連港和丹東港之間、營口港和盤錦港之間、錦州港和葫蘆島港之間更需要注重協(xié)作，減少行政區(qū)經(jīng)濟下的港口資源消耗，也可以為行政區(qū)劃改革減輕阻力。

　　4.2討論

　　本研究尚存在一些不足之處需要彌補，如遼寧沿海港口腹地不是封閉的空間而是開放的區(qū)域，如何考慮到區(qū)外港口和區(qū)外腹地的影響有待研究;港口腹地包括陸向腹地和海向腹地，基于港口能級和陸路可達性的港口場強模型有待改進;港口與腹地之間存在多種形式的關(guān)系，如何充分挖掘出“關(guān)系足跡”背后隱藏的現(xiàn)實關(guān)系，值得未來繼續(xù)加深研究;港口與腹地之間的關(guān)系具有“流量、流向、網(wǎng)絡(luò)”等多維屬性，大數(shù)據(jù)挖掘、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析和可視化等技術(shù)方法有待突破。

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　　相關(guān)刊物推薦：《港口裝卸》(雙月刊)1979年創(chuàng)刊，創(chuàng)辦35年來，始終堅持提高與普及相結(jié)合，海河港口、大中小港口兼顧，面向生產(chǎn)實際的辦刊方針，致力于港口的技術(shù)進步，促進貨物裝卸的現(xiàn)代化,為經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)，刊物質(zhì)量不斷提高，社會影響日益擴大，得到上級領(lǐng)導(dǎo)、專家學(xué)者及廣大讀者的好評。自1989年以來，《港口裝卸》雜志連續(xù)被評為中華人民共和國交通部優(yōu)秀科技期刊和湖北省優(yōu)秀科技期刊。