基于聚類(lèi)分析法的海南省港口發(fā)展階段特征和布局發(fā)展研究

房卓，宗昊明，胡怡，徐杏

（1.交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院，北京 100028；2.天津大學(xué)水利工程仿真與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300350）

沿海港口在促進(jìn)海南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展，保障全省能源、原材料物資運(yùn)輸中具有不可替代的作用。為更好地服務(wù)海南自由貿(mào)易港建設(shè)，著力構(gòu)建空間布局合理、供應(yīng)穩(wěn)定高效的高質(zhì)量沿海港口運(yùn)輸保障體系至關(guān)重要。

圍繞海南省沿海港口發(fā)展，已有文獻(xiàn)主要對(duì)海南省港口物流業(yè)發(fā)展、港口競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)、洋浦港等特定港口發(fā)展問(wèn)題開(kāi)展了相關(guān)研究，未見(jiàn)有對(duì)海南全省港口發(fā)展特點(diǎn)及布局發(fā)展方面的探討。翁啟偉等研究提出海南港口物流發(fā)展對(duì)策。王君紅研究了國(guó)內(nèi)外綠色港口發(fā)展現(xiàn)狀和海南綠色港口發(fā)展對(duì)策建議。易麗婧提出促進(jìn)海南省港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展的具體策略。楊躍輝采用模糊綜合評(píng)判-層次分析法對(duì)海南港口物流競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行實(shí)證研究。劉翠翠等運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度分析法提出提升海口港和三亞港物流水平對(duì)策。王康隆基于SWOT 分析法提出提升洋浦港集裝箱港口競(jìng)爭(zhēng)力的建議。

本文以海南省沿海城市中的11個(gè)港口為研究對(duì)象，構(gòu)建海南省港口及腹地經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)的多層次指標(biāo)體系，運(yùn)用聚類(lèi)分析法分析海南省港口的分類(lèi)和層次特點(diǎn)，提出港口發(fā)展階段特征；結(jié)合海南省港口發(fā)展現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，提出港口布局優(yōu)化的方向與建議。

1 港口發(fā)展現(xiàn)狀

截至2021年底，海南省本島（研究范圍下同）沿海建有生產(chǎn)性碼頭設(shè)施的港口達(dá)10 處，共建成千噸級(jí)以上生產(chǎn)性泊位142 個(gè)、其中，萬(wàn)噸級(jí)以上泊位79 個(gè)。在港口空間分布特點(diǎn)方面，海南省現(xiàn)已形成了以海口港、洋浦港為主，三亞港、八所港（位于東方）等為輔，清瀾港（位于文昌）、龍灣港（位于瓊海）、樂(lè)東港、金牌港（位于臨高）等中小港點(diǎn)為輔的“多點(diǎn)”分布空間格局，瓊東地區(qū)尚缺少一處中等規(guī)模港口。已建泊位設(shè)施能力分布見(jiàn)圖1。

圖1 海南省沿海港口碼頭設(shè)施能力柱狀圖

2020年，海南省沿海港口完成貨物吞吐量1.99 億噸，其中，外貿(mào)吞吐量3821 萬(wàn)噸、集裝箱吞吐量299.8萬(wàn)TEU，全省沿海港口的發(fā)展較好的支撐了腹地經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在腹地經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和規(guī)模方面，海南省三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為20：21：59，以一產(chǎn)和三產(chǎn)為主、第二產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小，與全國(guó)三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（7：39：54）差距明顯。總體上，全省現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)規(guī)模對(duì)沿海港口煤油礦鋼等大宗物資運(yùn)輸需求支撐較小，沿海煤油礦鋼等大宗物資吞吐量占全省港口吞吐量比重僅為31%，低于全國(guó)沿海港口平均水平。

2 港口聚類(lèi)分析

2.1 聚類(lèi)分析方法

本文根據(jù)研究對(duì)象的數(shù)據(jù)特征，采用系統(tǒng)聚類(lèi)分析法。基本思路為：①按照指定的距離計(jì)算公式計(jì)算出每個(gè)類(lèi)別之間的距離，將距離最近的兩類(lèi)合并為一類(lèi)；②重新計(jì)算各個(gè)類(lèi)別之間的距離，再將距離最近的類(lèi)別合并成一類(lèi)；③重復(fù)進(jìn)行直到所有的類(lèi)別歸為一類(lèi)。具體過(guò)程如下：

第一，將港口分別記為X1，X2，X3，…X11，每個(gè)港口定義為一類(lèi)，表示為G1，G2，…G11；

第二，設(shè)樣本數(shù)為n，變量數(shù)為m，則Xij 表示第i個(gè)樣本的第j個(gè)指標(biāo)變量，用矩陣X表示樣本矩陣，則有：

第三，利用最短距離聚類(lèi)結(jié)合歐氏平方距離法進(jìn)行聚類(lèi)分析，計(jì)算港口間的最小“歐氏距離”，得到距離矩陣D,具體模型如下：

第四，選擇D中最小非零元素，即非對(duì)角線最小元素d，將這兩個(gè)港口樣品歸并成為一類(lèi)，記為Gr，即Gr= {X，X}。計(jì)算Gr 與其他樣本距離。

第五，重復(fù)計(jì)算以上過(guò)程，直到所有樣本合并為一類(lèi)。

2.2 指標(biāo)選取和數(shù)據(jù)處理

選取海南省本島11 個(gè)沿海城市/地區(qū)為研究對(duì)象（鑒于三亞的旅游功能定位明確，本研究中未含三亞市）。建立11 個(gè)沿海城市港口發(fā)展基礎(chǔ)、腹地經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、腹地經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿θ箢?lèi)指標(biāo)體系和10 項(xiàng)具體指標(biāo)。指標(biāo)體系見(jiàn)表1。

表1 海南省沿海城市/地區(qū)的聚類(lèi)指標(biāo)體系

根據(jù)2016年-2020年海南省統(tǒng)計(jì)年鑒、沿海港口普查數(shù)據(jù)，可得到11 個(gè)沿海城市/地區(qū)的各項(xiàng)聚類(lèi)指標(biāo)值。將每一項(xiàng)指標(biāo)值除以該項(xiàng)指標(biāo)的最大值進(jìn)行無(wú)量綱化處理，處理后的指標(biāo)取值范圍在[-1,0]或[0,1]，詳見(jiàn)表2。

表2 無(wú)量綱化處理后的海南省沿海城市/地區(qū)聚類(lèi)指標(biāo)值

2.3 計(jì)算結(jié)果分析

基于以上計(jì)算方法，得到11 個(gè)沿海城市/地區(qū)三大指標(biāo)體系的聚類(lèi)分析結(jié)果譜系圖，見(jiàn)圖2。圖中，縱軸為11 個(gè)沿海城市名稱及序號(hào)；橫軸為各類(lèi)別之間的相對(duì)距離，從左向右反映了聚類(lèi)過(guò)程。距離為0 時(shí)，每個(gè)港口各成一類(lèi)；隨著距離變大，特征差異性較小的港口類(lèi)逐漸合并，直到全部樣本歸為一類(lèi)。按以上分類(lèi)規(guī)則，海南省沿海11 個(gè)沿海港口城市劃分為兩大類(lèi)較為合理，此時(shí)兩類(lèi)之間的距離為25。

圖2 海南省沿海港口聚類(lèi)分析結(jié)果譜系圖

第一類(lèi)：洋浦港、海口港。洋浦港及海口港位于海南島北部-西北部，該區(qū)域建港條件、港口發(fā)展基礎(chǔ)條件較好；海南省本島產(chǎn)業(yè)布局主要集中于西北地區(qū)，區(qū)域的腹地工業(yè)產(chǎn)業(yè)支撐條件優(yōu)勢(shì)突出，綜合競(jìng)爭(zhēng)力最強(qiáng)。

第二類(lèi)：八所港、臨高港、陵水港、萬(wàn)寧港、文昌港、儋州港、瓊海港、樂(lè)東港、昌江港。該類(lèi)港口建設(shè)起步時(shí)間較晚，港口吞吐量及外貿(mào)進(jìn)出口貿(mào)易額低，在港口發(fā)展基礎(chǔ)和腹地支撐方面，相比于第一類(lèi)港口存在明顯差距。

綜上，目前海南省除海口港、洋浦港以外，其他沿海港口在發(fā)展基礎(chǔ)和腹地支撐方面，具有同類(lèi)性質(zhì)的港口較多，且發(fā)展重點(diǎn)和層次不突出，與主要港口發(fā)展差距較大。

3 港口發(fā)展和布局優(yōu)化建議

未來(lái)在海南自由貿(mào)易港、西部陸海新通道等國(guó)家戰(zhàn)略支撐下，我國(guó)西南地區(qū)港口城市具備實(shí)施更加開(kāi)放和高水平的對(duì)外開(kāi)放政策優(yōu)勢(shì)，總體發(fā)展環(huán)境向好、發(fā)展?jié)摿^大。根據(jù)海南省港口發(fā)展階段特征，圍繞優(yōu)化布局、促進(jìn)發(fā)展，更好地服務(wù)多向、開(kāi)放的海南自貿(mào)港國(guó)家戰(zhàn)略實(shí)施，提出以下發(fā)展建議：

（1）夯實(shí)發(fā)展基礎(chǔ)，保障發(fā)展空間。必要的港口基礎(chǔ)設(shè)施、為港口和后方工業(yè)區(qū)發(fā)展預(yù)留空間是發(fā)展好自貿(mào)港的重要基礎(chǔ)，保障海南省港口發(fā)展空間、加強(qiáng)深水化專業(yè)化碼頭設(shè)施建設(shè)仍是十分必要的。另外，當(dāng)前海南省主要港口存量可供規(guī)模化開(kāi)發(fā)的港口資源較為有限，有必要推進(jìn)以洋浦港、海口港為中心的區(qū)域港口資源整合，保障主要港口、重點(diǎn)貨類(lèi)港口發(fā)展戰(zhàn)略空間，形成以主要港口為核心，構(gòu)建面向國(guó)內(nèi)國(guó)外的樞紐海港集群。

（2）突出發(fā)展重點(diǎn)，完善空間布局。目前海南省港口布局形態(tài)尚未完善，存在中小港點(diǎn)居多、重點(diǎn)不突出、瓊東地區(qū)缺少一處有影響力的中等規(guī)模港口等問(wèn)題。仍應(yīng)結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，在主要港口樞紐節(jié)點(diǎn)布局基礎(chǔ)上打造區(qū)域中心港口，完善區(qū)域港口空間格局；強(qiáng)化港口在區(qū)域經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的引領(lǐng)和輻射作用，打造服務(wù)多向開(kāi)放、內(nèi)外連通的海南沿海港口空間新格局。

（3）拓展港口功能，提升樞紐能力。海南省現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)規(guī)模對(duì)沿海港口大宗物資的運(yùn)輸需求支撐較小。未來(lái)可依托自貿(mào)港的保稅加工政策，拓展保稅加工、中轉(zhuǎn)配送、航運(yùn)服務(wù)等增值物流服務(wù)功能，推進(jìn)港口功能向高質(zhì)量方向發(fā)展轉(zhuǎn)型，更好地吸引產(chǎn)業(yè)物流等要素資源在港口后方的集聚發(fā)展。重點(diǎn)是充分發(fā)揮洋浦港區(qū)域國(guó)際集裝箱樞紐港的龍頭作用，提升洋浦港集裝箱、油品等優(yōu)勢(shì)貨類(lèi)的國(guó)際中轉(zhuǎn)和國(guó)際貿(mào)易等服務(wù)能力，提升國(guó)際樞紐地位和國(guó)際影響力。