基于創新驅動的港城經濟演化實證研究

曹宇　王承宏

內容摘要：本文根據系統動力學原理和方法，從港城系統特征、系統模型邊界和系統要素因果關系出發，建立基于創新驅動的港城經濟系統模型，解析系統中各要素的相互作用過程，再以廣東深圳市為該系統的實證研究對象進行模型仿真。結果表明，經濟新常態下只靠固定資產投資并不能明顯促進港城經濟增長，應利用有針對性的研發創新來深入挖掘港口業務的潛力。而且，在經濟放緩的前提下，要加大政府對創新的投入力度，維持企業對創新的信心，并注重對支柱產業如港口物流業的專項扶持，這樣才可以增強港口城市的核心競爭力，優化產業結構，推動區域經濟增長。

關鍵詞：港城經濟 投資驅動 創新驅動 港口物流

引言

近年來，具有明顯經濟增速換檔和增長方式轉換特征的新常態，日漸成為人們的共識。這意味著要與過去高增速時不平衡、不協調和不可持續的粗放模式告別。在新常態增長階段，我國經濟需要優化經濟結構，讓服務業和新興產業成為中國經濟的支柱，而發展模式由投資驅動向創新驅動轉變是實現經濟結構優化的重要途徑。

作為國家對外開放的窗口，港口城市往往是新經濟模式的試水者。要探尋創新驅動經濟的有效發展途徑，首先要研究港口在城市中發揮的作用。近年來中外學術界在相關領域的研究不斷深入。李玉鳴（2000）總結了20世紀90年代以來國際上港口城市的相關研究，從港城關系、港口濱水區復興、港口城市發展和環境保護等方面探討了港城關系的演化特征和發展趨勢。徐質斌（2004）指出，港口是城市發展的基礎和動力，城市是港口發展的支撐和載體，港口與城市具有互補共生關系，港城聯動的核心是發展臨港產業。孫光圻（2005）認為，港口的發展趨勢是第四代港口，其明顯特征是港口與所在城市融為一體，并以港口為核心來規劃和發展整個城市的產業布局和功能定位。Ducruet（2006）進行了全球化進程與港城功能的耦合研究，發現港口城市的演化是漸進但卻非線性的。Grossmann（2008）討論了全球化如何影響港口相關工作崗位的變化，如果港口城市不進行創新改變，會被競爭對手所打敗。侯劍（2010）則通過建立港口經濟可持續發展模型，確定了港口功能的擴展對港口經濟的提升程度。潘婧（2012）以江蘇連云港作為實證研究對象，證明了港口發展依賴于城市經濟、勞動力和岸線資源，同時港口發展帶來的輻射效應為城市經濟與就業提供了動力。潘坤友（2014）在回顧近百年學術界研究的基礎上，指出港口價值鏈、物流資源整合和港口新技術領域是未來港城研究的主要方向。因此，當我們提倡港口的發展模式要由投資驅動轉變為創新驅動時，應把整個港城系統都納入研究范圍。

基于創新驅動的港城經濟系統演化研究思路

創新驅動關鍵是通過決策部門的正確引導，有效實施R&D（研究與開發）活動。對于港口業來說，其需要調整思維，向技術革新、效率提高等方面來“挖”產能。除了單純的港口吞吐數字變化外，還需要通過創新港口的經濟生產性服務業，提高各產業融合度來深入發掘產業價值，增加單位貨量的附加值。港口業的增長帶動區域經濟的增長，這是新常態下港口城市穩定經濟增長的重要途徑。

港城經濟系統是港口和港口所在城市兩個子系統及其內部各個與經濟相關的構成要素相互作用、相互反饋形成的非線性關系總和。本文選用系統動力學模型，構建基于創新驅動的港城經濟系統模型，再通過改變投資和研發資源的投入比例，來研究投資驅動和創新驅動兩種發展模式對系統各要素相互影響過程的演化趨勢，從而做出合理的產業結構優化決策，為港口城市經濟與創新協調發展提供理論參考。

基于創新驅動的港城經濟系統模型構建

（一）基于創新驅動的港城經濟系統因果關系分析

系統動力學模型的基本結構是建立在系統因果關系上的反饋結構。基于創新驅動的港城經濟系統演化模型因果關系如圖1所示。其中，對創新效果的衡量主要依靠該城市的R&D投入來表示。

圖1中的主要因果反饋環有：

反映經濟發展與港口能力、物流產業之間因果反饋機理的反饋環：經濟總量→進出口總額/國內貿易額→港口吞吐量需求→港口吞吐量→物流業產值，這是正因果反饋環。這表示港口所在城市經濟的發展增加了貿易總額，提升了港口吞吐量。港口業務的進一步發展要求港口城市提供相關的物流服務，包括貨物裝卸、倉儲轉運、船代貨代、第三方物流等。

反映固定資產投資對港口能力促進作用的反饋環：經濟總量→固定資產投資→物流業產值之間，這是正因果反饋環。港口城市進行固定資產投資、加快基礎設施建設，會對物流業的發展產生正面影響。經濟總量→固定資產投資→港口吞吐能力→港口吞吐短缺之間形成負因果反饋環，表示經濟發展將會帶動固定資產投資、進行港口基礎設施建設，從而提高港口吞吐能力、減少港口吞吐短缺量。

反映創新投入對港口能力和城市經濟促進作用的反饋環：經濟總量→R&D投入→科技人員能力→各產業產值之間形成正反饋環。這表示經濟發展將會促使政府和企業加大研究開發資金投入、招募高科技人才，以創新提高各產業的核心競爭力，從而促進經濟的再次發展。經濟總量→R&D投入→科技人員能力→港口效率→港口吞吐量之間形成正因果反饋環。這表示相關高科技人才的成果可以提高港口效率，從而提升港口吞吐能力和港口吞吐量、減少港口吞吐短缺量。

（二）基于創新驅動的港城經濟系統演化模型流構建

根據上文所建立的因果關系圖和各反饋機制的分析，建立基于創新驅動的港城經濟系統演化模型流，如圖2所示。

在圖2中，在計算各種具體變量的演化趨勢時，本文作了如下設定：固定資產和基礎設施投資周期短、見效快，在系統中均設定為時間滯后1年，即調用DELAY1函數。創新投入方面，企業主導的R&D活動偏重應用研究，針對實際技術問題進行革新，見效也快，在系統中設定為時滯1年。政府通過各科研機構主導的R&D活動偏重基礎與應用研究結合，針對性和經濟效果較慢，在系統中設定為時滯3年。除此以外，科研人員和物流從業人員收入與該港口城市的平均薪酬水平及城市吸引力相關。收入越高，高技能人才的素質越高—這表明科研人員的創新成效越快越好、物流從業人員的工作效率越高。endprint

基于創新驅動的港城經濟系統演化實證模擬

（一）研究對象概況及模型有效性檢驗

本文選取廣東深圳市作為實證研究對象。深圳港是華南沿海重要的交通樞紐港，也是《自然》雜志評選出的“中國科研實力十強城市”之一。以港口為基礎的物流產業和以高新技術為基礎的IT產業屬于深圳的支柱產業。模型中部分參數來自《深圳統計年鑒》和近年來港口相關經濟活動的統計表，部分參數根據對深圳的實際調研取得。整個模型使用Vensim軟件完成結構和量綱的一致性檢驗；選取2009-2013年數據進行歷史性檢驗，模擬所得結果與港城經濟共軛系統實際數據的擬合誤差除個別數據外均小于10%。這證明了模型具有良好的行為復制能力，能較好地模擬深圳港城經濟系統演化的實際。

（二）仿真實驗

本模型通過調控模型中各參數變化，模擬港城未來的經濟社會狀態演化趨勢以實現經濟效益和社會效益最大化。由于考慮模型歷史模擬的數據時間長度和未來長時間的不確定性，因此把模型仿真的終點定為2017年，時間步長為1年。通過2009-2013年的歷史數據來仿真模擬2014-2017年的數據變化情況，可以把握未來一段時間總體經濟和各產業的發展趨勢，2014-2017年深圳的模擬數據如表1所示。由于深圳市非傳統農業城市，第一產業產值所占比例極低，表1中只列出了第二產業與第三產業的產值變化。

（三）仿真結果分析及對策

通過2014-2017年模型的仿真模擬，從下列三個方面研究創新驅動對港城經濟系統演化趨勢的影響：

創新驅動對港口城市經濟和人口的影響。2014-2017年港口城市GDP增長率會緩慢降低，維持中速增長趨勢，這符合現今我國逐漸進入新常態經濟增長階段的特征。深圳市屬于國內一線城市，對人才的吸引力非常強。但深圳土地面積有限，由于人口承載力因素約束，到2015年深圳人口將達到峰值，之后維持在該水平徘徊。在人口不變的情況下為了保持經濟平穩發展，投資驅動將逐漸轉為創新驅動。未來幾年固定資產投資增速僅為R&D投入的一半左右。這表明深圳市已經度過了靠投資拉動經濟的階段，而轉為靠創新驅動深入發掘經濟潛力。

創新驅動對產業結構的影響。由于深圳市非傳統農業城市，第一產業產值所占比例極低，本文只考慮第二產業與第三產業的結構變化。2014-2017年深圳市第二產業與第三產業的結構比分別為1∶1.40、1∶1.44、1∶1.47、1∶1.49，這證明了第三產業占比在深圳市經濟中不斷攀升。雖然在新常態經濟階段R&D投入與第二產業、第三產業的增長率普遍下降，但橫向對比可發現，2017年企業R&D投入增長4.29%、政府R&D投入增長4.54%、第二產業產值增長3.48%、第三產業產值增長4.92%，創新驅動對第三產業發展的貢獻更大。在R&D投入比例方面，政府所占部分雖然較低，只有約12%，但增速比企業所占部分要略高。用政府投入彌補企業投入，這也是保證創新步伐不被經濟放緩所拖累的選擇之一。

創新驅動對港口及物流產業的影響（在吞吐量提升比率不大的情況下物流業產值提升）。再具體研究港口城市的支柱產業——港口物流業，2014-2017年深圳港口吞吐量年均增長2%左右。這證明深圳港已經度過了成長期，進入成熟期。圍繞港口而開展的物流業務，2014-2017年維持了8%以上的高增長率，而同期固定資產投資增長率只有2%左右，這證明物流業的主要驅動力量來自于創新。通過R&D來深入挖掘物流業的潛力，使相同貨運量前提下的物流產業附加值有顯著提高。所以在下一步的政策制定中，要加大港口物流業科技的研發扶持力度，以維持港口和城市的核心競爭力。

結論

社會經濟系統結構復雜，這種復雜性不僅體現在系統要素本身的結構上，還體現在各要素的聯系上。本文建立了港口城市基于創新驅動的系統動力學經濟模型，希望從趨勢與規模上對該系統內各要素的演化趨勢進行分析和把握。投資驅動和創新驅動兩種模式對港口和城市相關產業的影響變化在不同的社會發展階段不一樣。對發展模式的研究必須對區域經濟、人口、相關產業等方面進行全方位分析。通過模擬仿真發現，港口發展依賴于城市經濟和相關產業的推動。但在新常態經濟發展階段，片面進行港口設施的投資無法明顯提升港口能力，研發創新投入對港城經濟的促進效果更加明顯。通過有針對性的R&D引導來深度挖掘港口和物流行業的潛力，優化第二產業和第三產業的結構，這是港口城市經濟得以保持穩定增長的前提。

參考文獻：

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