基于创新驱动的港城经济演化实证研究

曹宇　王承宏

内容摘要：本文根据系统动力学原理和方法，从港城系统特征、系统模型边界和系统要素因果关系出发，建立基于创新驱动的港城经济系统模型，解析系统中各要素的相互作用过程，再以广东深圳市为该系统的实证研究对象进行模型仿真。结果表明，经济新常态下只靠固定资产投资并不能明显促进港城经济增长，应利用有针对性的研发创新来深入挖掘港口业务的潜力。而且，在经济放缓的前提下，要加大政府对创新的投入力度，维持企业对创新的信心，并注重对支柱产业如港口物流业的专项扶持，这样才可以增强港口城市的核心竞争力，优化产业结构，推动区域经济增长。

关键词：港城经济 投资驱动 创新驱动 港口物流

引言

近年来，具有明显经济增速换档和增长方式转换特征的新常态，日渐成为人们的共识。这意味着要与过去高增速时不平衡、不协调和不可持续的粗放模式告别。在新常态增长阶段，我国经济需要优化经济结构，让服务业和新兴产业成为中国经济的支柱，而发展模式由投资驱动向创新驱动转变是实现经济结构优化的重要途径。

作为国家对外开放的窗口，港口城市往往是新经济模式的试水者。要探寻创新驱动经济的有效发展途径，首先要研究港口在城市中发挥的作用。近年来中外学术界在相关领域的研究不断深入。李玉鸣（2000）总结了20世纪90年代以来国际上港口城市的相关研究，从港城关系、港口滨水区复兴、港口城市发展和环境保护等方面探讨了港城关系的演化特征和发展趋势。徐质斌（2004）指出，港口是城市发展的基础和动力，城市是港口发展的支撑和载体，港口与城市具有互补共生关系，港城联动的核心是发展临港产业。孙光圻（2005）认为，港口的发展趋势是第四代港口，其明显特征是港口与所在城市融为一体，并以港口为核心来规划和发展整个城市的产业布局和功能定位。Ducruet（2006）进行了全球化进程与港城功能的耦合研究，发现港口城市的演化是渐进但却非线性的。Grossmann（2008）讨论了全球化如何影响港口相关工作岗位的变化，如果港口城市不进行创新改变，会被竞争对手所打败。侯剑（2010）则通过建立港口经济可持续发展模型，确定了港口功能的扩展对港口经济的提升程度。潘婧（2012）以江苏连云港作为实证研究对象，证明了港口发展依赖于城市经济、劳动力和岸线资源，同时港口发展带来的辐射效应为城市经济与就业提供了动力。潘坤友（2014）在回顾近百年学术界研究的基础上，指出港口价值链、物流资源整合和港口新技术领域是未来港城研究的主要方向。因此，当我们提倡港口的发展模式要由投资驱动转变为创新驱动时，应把整个港城系统都纳入研究范围。

基于创新驱动的港城经济系统演化研究思路

创新驱动关键是通过决策部门的正确引导，有效实施R&D（研究与开发）活动。对于港口业来说，其需要调整思维，向技术革新、效率提高等方面来“挖”产能。除了单纯的港口吞吐数字变化外，还需要通过创新港口的经济生产性服务业，提高各产业融合度来深入发掘产业价值，增加单位货量的附加值。港口业的增长带动区域经济的增长，这是新常态下港口城市稳定经济增长的重要途径。

港城经济系统是港口和港口所在城市两个子系统及其内部各个与经济相关的构成要素相互作用、相互反馈形成的非线性关系总和。本文选用系统动力学模型，构建基于创新驱动的港城经济系统模型，再通过改变投资和研发资源的投入比例，来研究投资驱动和创新驱动两种发展模式对系统各要素相互影响过程的演化趋势，从而做出合理的产业结构优化决策，为港口城市经济与创新协调发展提供理论参考。

基于创新驱动的港城经济系统模型构建

（一）基于创新驱动的港城经济系统因果关系分析

系统动力学模型的基本结构是建立在系统因果关系上的反馈结构。基于创新驱动的港城经济系统演化模型因果关系如图1所示。其中，对创新效果的衡量主要依靠该城市的R&D投入来表示。

图1中的主要因果反馈环有：

反映经济发展与港口能力、物流产业之间因果反馈机理的反馈环：经济总量→进出口总额/国内贸易额→港口吞吐量需求→港口吞吐量→物流业产值，这是正因果反馈环。这表示港口所在城市经济的发展增加了贸易总额，提升了港口吞吐量。港口业务的进一步发展要求港口城市提供相关的物流服务，包括货物装卸、仓储转运、船代货代、第三方物流等。

反映固定资产投资对港口能力促进作用的反馈环：经济总量→固定资产投资→物流业产值之间，这是正因果反馈环。港口城市进行固定资产投资、加快基础设施建设，会对物流业的发展产生正面影响。经济总量→固定资产投资→港口吞吐能力→港口吞吐短缺之间形成负因果反馈环，表示经济发展将会带动固定资产投资、进行港口基础设施建设，从而提高港口吞吐能力、减少港口吞吐短缺量。

反映创新投入对港口能力和城市经济促进作用的反馈环：经济总量→R&D投入→科技人员能力→各产业产值之间形成正反馈环。这表示经济发展将会促使政府和企业加大研究开发资金投入、招募高科技人才，以创新提高各产业的核心竞争力，从而促进经济的再次发展。经济总量→R&D投入→科技人员能力→港口效率→港口吞吐量之间形成正因果反馈环。这表示相关高科技人才的成果可以提高港口效率，从而提升港口吞吐能力和港口吞吐量、减少港口吞吐短缺量。

（二）基于创新驱动的港城经济系统演化模型流构建

根据上文所建立的因果关系图和各反馈机制的分析，建立基于创新驱动的港城经济系统演化模型流，如图2所示。

在图2中，在计算各种具体变量的演化趋势时，本文作了如下设定：固定资产和基础设施投资周期短、见效快，在系统中均设定为时间滞后1年，即调用DELAY1函数。创新投入方面，企业主导的R&D活动偏重应用研究，针对实际技术问题进行革新，見效也快，在系统中设定为时滞1年。政府通过各科研机构主导的R&D活动偏重基础与应用研究结合，针对性和经济效果较慢，在系统中设定为时滞3年。除此以外，科研人员和物流从业人员收入与该港口城市的平均薪酬水平及城市吸引力相关。收入越高，高技能人才的素质越高—这表明科研人员的创新成效越快越好、物流从业人员的工作效率越高。endprint

基于创新驱动的港城经济系统演化实证模拟

（一）研究对象概况及模型有效性检验

本文选取广东深圳市作为实证研究对象。深圳港是华南沿海重要的交通枢纽港，也是《自然》杂志评选出的“中国科研实力十强城市”之一。以港口为基础的物流产业和以高新技术为基础的IT产业属于深圳的支柱产业。模型中部分参数来自《深圳统计年鉴》和近年来港口相关经济活动的统计表，部分参数根据对深圳的实际调研取得。整个模型使用Vensim软件完成结构和量纲的一致性检验；选取2009-2013年数据进行历史性检验，模拟所得结果与港城经济共轭系统实际数据的拟合误差除个别数据外均小于10%。这证明了模型具有良好的行为复制能力，能较好地模拟深圳港城经济系统演化的实际。

（二）仿真实验

本模型通过调控模型中各参数变化，模拟港城未来的经济社会状态演化趋势以实现经济效益和社会效益最大化。由于考虑模型历史模拟的数据时间长度和未来长时间的不确定性，因此把模型仿真的终点定为2017年，时间步长为1年。通过2009-2013年的历史数据来仿真模拟2014-2017年的数据变化情况，可以把握未来一段时间总体经济和各产业的发展趋势，2014-2017年深圳的模拟数据如表1所示。由于深圳市非传统农业城市，第一产业产值所占比例极低，表1中只列出了第二产业与第三产业的产值变化。

（三）仿真结果分析及对策

通过2014-2017年模型的仿真模拟，从下列三个方面研究创新驱动对港城经济系统演化趋势的影响：

创新驱动对港口城市经济和人口的影响。2014-2017年港口城市GDP增长率会缓慢降低，维持中速增长趋势，这符合现今我国逐渐进入新常态经济增长阶段的特征。深圳市属于国内一线城市，对人才的吸引力非常强。但深圳土地面积有限，由于人口承载力因素约束，到2015年深圳人口将达到峰值，之后维持在该水平徘徊。在人口不变的情况下为了保持经济平稳发展，投资驱动将逐渐转为创新驱动。未来几年固定资产投资增速仅为R&D投入的一半左右。这表明深圳市已经度过了靠投资拉动经济的阶段，而转为靠创新驱动深入发掘经济潜力。

创新驱动对产业结构的影响。由于深圳市非传统农业城市，第一产业产值所占比例极低，本文只考虑第二产业与第三产业的结构变化。2014-2017年深圳市第二产业与第三产业的结构比分别为1∶1.40、1∶1.44、1∶1.47、1∶1.49，这证明了第三产业占比在深圳市经济中不断攀升。虽然在新常态经济阶段R&D投入与第二产业、第三产业的增长率普遍下降，但横向对比可发现，2017年企业R&D投入增长4.29%、政府R&D投入增长4.54%、第二产业产值增长3.48%、第三产业产值增长4.92%，创新驱动对第三产业发展的贡献更大。在R&D投入比例方面，政府所占部分虽然较低，只有约12%，但增速比企业所占部分要略高。用政府投入弥补企业投入，这也是保证创新步伐不被经济放缓所拖累的选择之一。

创新驱动对港口及物流产业的影响（在吞吐量提升比率不大的情况下物流业产值提升）。再具体研究港口城市的支柱产业——港口物流业，2014-2017年深圳港口吞吐量年均增长2%左右。这证明深圳港已经度过了成长期，进入成熟期。围绕港口而开展的物流业务，2014-2017年维持了8%以上的高增长率，而同期固定资产投资增长率只有2%左右，这证明物流业的主要驱动力量来自于创新。通过R&D来深入挖掘物流业的潜力，使相同货运量前提下的物流产业附加值有显著提高。所以在下一步的政策制定中，要加大港口物流业科技的研发扶持力度，以维持港口和城市的核心竞争力。

结论

社会经济系统结构复杂，这种复杂性不仅体现在系统要素本身的结构上，还体现在各要素的联系上。本文建立了港口城市基于创新驱动的系统动力学经济模型，希望从趋势与规模上对该系统内各要素的演化趋势进行分析和把握。投资驱动和创新驱动两种模式对港口和城市相关产业的影响变化在不同的社会发展阶段不一样。对发展模式的研究必须对区域经济、人口、相关产业等方面进行全方位分析。通过模拟仿真发现，港口发展依赖于城市经济和相关产业的推动。但在新常态经济发展阶段，片面进行港口设施的投资无法明显提升港口能力，研發创新投入对港城经济的促进效果更加明显。通过有针对性的R&D引导来深度挖掘港口和物流行业的潜力，优化第二产业和第三产业的结构，这是港口城市经济得以保持稳定增长的前提。

参考文献：

1.周军民.在新常态下加快转换增长方式[J].开放导报，2014（6）

2.李玉鸣.港口城市国际研究主题的分析[J].经济地理，2000，20（2）

3.徐质斌.关于港城经济一体化的战略理论思考[J].港口经济，2004（6）

4.孙光圻，刘洋.第四代港口对中国港口建设的启示[J].中国港口，2005（6）

5.侯剑.基于系统动力学的港口经济可持续发展[J].系统工程理论与实践，2010，30（1）

6.潘婧，杨山，沈芳艳.基于系统动力学的港城耦合系统模型构建及仿真—以连云港为例[J].系统工程理论与实践，2012，32（11）

7.潘坤友，曹有挥.近百年来西方港口地理学研究回顾与展望[J].人文地理，2014（6）

8.傅明明，吕靖.基于系统动力学的港口-区域经济关系研究[J].大连海事大学学报，2009，35（11）endprint