第 1 章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
随着全球经济向经济一体化发展的进程加快，商品、技术、人员等生产要素在各个国家和地区之间的流动越来越频繁，为了更有效地整合区域资源，产业集群的产业发展形式开始逐渐出现。放眼全球，产业集群不仅是发达地区经济增长的重要动力，也能够引导欠发达地区完成跨越式发展，拉近区域经济差距[1]，例如佛罗伦萨的艺术集群，硅谷的高科技产业集群，德国斯图加特汽车产业带，Zara在萨拉戈萨的物流集群等。哈佛大学商学院教授迈克尔·波特认为基于地理位置集中产生的产业集群能够带动区域创新，营造企业健康发展环境等，最终表现出国家和地区的竞争优势。
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
随着全球经济向经济一体化发展的进程加快，商品、技术、人员等生产要素在各个国家和地区之间的流动越来越频繁，为了更有效地整合区域资源，产业集群的产业发展形式开始逐渐出现。放眼全球，产业集群不仅是发达地区经济增长的重要动力，也能够引导欠发达地区完成跨越式发展，拉近区域经济差距[1]，例如佛罗伦萨的艺术集群，硅谷的高科技产业集群，德国斯图加特汽车产业带，Zara在萨拉戈萨的物流集群等。哈佛大学商学院教授迈克尔·波特认为基于地理位置集中产生的产业集群能够带动区域创新，营造企业健康发展环境等，最终表现出国家和地区的竞争优势。
改革开放近四十年来，中国经济发生了翻天覆地的变化，为了大力发展区域特色产业，再加上宏观政策的引导，各地区开始出现产业集群这种组织形式。一些是以当地特色资源为基础，如云贵川地区的纺织品产业集群，一些是由传统产业发展而来，如安徽，江苏的家电生产基地，或者是在新兴产业方面寻求突破，如上海及周边地区的电子信息产业集群。这些产业集群具有高度集中化，专业化的特点，不仅提高了产业本身的竞争力，还吸引了相关投资和高素质人才，这些资金和人才的投入为当地带来了技术和管理经验，最终推动了区域经济的发展。
随着中国全球贸易规模的不断扩大，港口已成为国家参与国际贸易的重要通道，港口物流业的发展也逐步得到各国的重视。国务院《物流业发展中长期规划（2014-2020 年）》中提出，要积极推进枢纽港口的基础设施建设工作，构建专业化的国际物流网络以推动国际物流的进步。作为一个国家综合运输体系不可或缺的动力，港口以港口资源为载体，形成了以港口物流企业为核心，覆盖港口物流产业链的各个环节在内的港口物流产业集群。凭借港口独特的资源禀赋和物流业特点，港口物流产业集群能够促进腹地区域对外贸易，降低生产成本，促进企业创新和整合地区资源，成为港口腹地区域经济发展的新增长点。与此同时，港口腹地区域各产业的繁荣和发展也会为港口带来物流需求，带动港口投资建设，吸引更多劳动力和高素质人才，为港口物流产业集群的长足发展提供保障。
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1.2 国内外研究现状及评述
1.2.1 产业集群及港口物流产业集群
产业集群（Industry Cluster）的概念首次出现是在哈佛大学商学院 Michael E. Porter 教授[2]的《国家竞争优势》一书中，书中运用产业集群理论分析了世界上10 个发达国家的制造业和服务业的竞争优势，提出产业集群是指在某个地理位置区域附近，某种特定产业及其关联产业为了自身的发展而聚集起来产生的一种经济组织。自提出以来，越来越多的发展经验表明，产业集群的发展形式能够在产业发展进步和区域经济繁荣过程中发挥重要作用[3]。
在产业集群的形成与发展研究方面，西班牙学者 Vidal[4]对巴塞罗那汽车产业集群的六个生命周期做出了详细的分析，并指出集群产生的外部性、战略方针，区域领导人以及集群的组织机构是集群得以成功发展的重要原因。Wong 等[5]探究了新加坡的两种创新驱动的产业集群的发展过程，案例分析结果表明通过公共政策加快知识型产业集群发展是可行的。Montalvo 等[6]研究了知识在产业集群的竞争力中所起的作用，研究的结果表明，在高科技集群发展的早期阶段，私人和公共政策的结合可以促进跨国公司和中小型企业之间的互动，从而创造知识转移机制以提高集群的生产力。Oprime[7]认为一体化和合作对于集群的发展十分重要，可以更好地整合当地资源，并针对巴西的珠宝业集群的工业企业缺乏整合和合作的问题提出了相关建议。王松梅[8]结合国内外文献，总结出了影响产业集群发展的七大因素，分别是市场体系的完善，社会资本的支撑，政府的引导和扶持，地方文化和制度环境，企业间的专业化分工，技术和人才支持以及集群品牌的建立。万泽洲[9]着重研究了政府对产业集群发展的影响，指出地方政府合理的政策引导对促进产业集群的良性发展不可或缺，并从多个方面对政府功能定位提出建议。李斌等[10]以区域物流产业集群作为研究对象，阐述了集群形成的三种动因，包括自发形成、外生力量形成以及二者共同作用形成，然后从不同角度对集群发展的动力机制进行了描述。
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第 2 章 港口物流产业集群与腹地经济联动关系分析
2.1 产业集群与经济联动关系研究基础
“联动”一词的基本解释为若干个有关联性的系统，当其中一个系统的要素发生运动或改变时，其他的系统也随之运动或改变，这种现象即系统之间发生了联合行动，简称为联动，这样相互联系的系统之间存在着联动关系。联动关系的研究早期在金融市场、股票价格中应用较多，比如研究人民币汇率变动与股价的关系，房地产市场与金融市场的互动等等。随着跨学科研究的发展，联动理论也逐渐被引入到应用经济学科中来，部分学者开始研究产业之间的联动关系或者是国家政策与经济发展之间的互动，而本文所谓的产业集群与经济联动，就是一种发生在产业系统与区域经济系统间联合运动的现象。换言之，在整个社会大系统中，会存在由于区域经济发展水平的变动引起该地区的产业发展进程随之加快或减缓，或者是产业发展的繁荣与否影响了经济发展水平速度的情况。
根据学者们的已有研究，归纳了以下几种研究产业与经济联动关系的主要方法：
1）灰色关联分析法：灰色关联分析法的产生是为了改进传统回归分析法只能处理因素少的，线性的变量序列的缺陷。其基本原理是探寻几组序列所构成的曲线几何线条之间的相似程度来判断它们之间的关联程度，线条越相似则两者之间关系越显著，反之则关联度越低[44]。具体计算步骤为首先选取参考数列和比较数列，参考数列为代表研究对象行为特征的指标，比较数列为反映影响研究对象行为特征的指标，然后对各数列进行无量纲化处理，再计算各参考数列与比较数列之间的关联系数，最后排序得出关联程度。灰色关联分析法对样本容量的要求不是很高，易于理解，计算简便，被广泛应用于联动关系研究中。
2）协整分析法：为了避免谬误且没有意义“伪回归”，科学地解决非平稳时间序列的建模问题，“协整”概念被提出。协整分析方法能有效甄别伪回归与真实回归，可以有效排除短期波动干扰，揭示变量之间潜在的长期均衡关系。如果两个或多个非平稳的变量序列，线性组合后的序列呈平稳性，则称这些变量序列间存在协整关系。进行协整检验前，应进行平稳性检验，确保变量序列满足同阶单整的前提条件。通过协整分析，可以判断变量之间是否存在协整关系，即可探究变量之间是否存在长期稳定均衡关系。协整分析方法经过 30 年的发展与完善，
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1.2 国内外研究现状及评述
1.2.1 产业集群及港口物流产业集群
产业集群（Industry Cluster）的概念首次出现是在哈佛大学商学院 Michael E. Porter 教授[2]的《国家竞争优势》一书中，书中运用产业集群理论分析了世界上10 个发达国家的制造业和服务业的竞争优势，提出产业集群是指在某个地理位置区域附近，某种特定产业及其关联产业为了自身的发展而聚集起来产生的一种经济组织。自提出以来，越来越多的发展经验表明，产业集群的发展形式能够在产业发展进步和区域经济繁荣过程中发挥重要作用[3]。
在产业集群的形成与发展研究方面，西班牙学者 Vidal[4]对巴塞罗那汽车产业集群的六个生命周期做出了详细的分析，并指出集群产生的外部性、战略方针，区域领导人以及集群的组织机构是集群得以成功发展的重要原因。Wong 等[5]探究了新加坡的两种创新驱动的产业集群的发展过程，案例分析结果表明通过公共政策加快知识型产业集群发展是可行的。Montalvo 等[6]研究了知识在产业集群的竞争力中所起的作用，研究的结果表明，在高科技集群发展的早期阶段，私人和公共政策的结合可以促进跨国公司和中小型企业之间的互动，从而创造知识转移机制以提高集群的生产力。Oprime[7]认为一体化和合作对于集群的发展十分重要，可以更好地整合当地资源，并针对巴西的珠宝业集群的工业企业缺乏整合和合作的问题提出了相关建议。王松梅[8]结合国内外文献，总结出了影响产业集群发展的七大因素，分别是市场体系的完善，社会资本的支撑，政府的引导和扶持，地方文化和制度环境，企业间的专业化分工，技术和人才支持以及集群品牌的建立。万泽洲[9]着重研究了政府对产业集群发展的影响，指出地方政府合理的政策引导对促进产业集群的良性发展不可或缺，并从多个方面对政府功能定位提出建议。李斌等[10]以区域物流产业集群作为研究对象，阐述了集群形成的三种动因，包括自发形成、外生力量形成以及二者共同作用形成，然后从不同角度对集群发展的动力机制进行了描述。
比利时的 Haezendonck 教授率先将产业集群的概念引入对港口产业的分析中，而港口物流作为港口产业发展的基础性产业，也随着港口产业的发展逐渐呈现集群化的发展趋势。近年来，随着港口在经济发展中所起的作用逐渐增大，围绕着港口物流产业集群所进行的研究成果也越来越多。在港口物流产业集群的形成和发展研究方面，Elsner 等[11]为了识别和测量港口物流产业集群，提出了两种基于非官方数据的计算方法，“二次统计”和“初步统计”，并将其用于衡量德国汉堡和不来梅两个港口城市，最后讨论了对发展区域服务业产业集群的一些启示。Roh 等[12]提出了一种结构化分析和设计技术使港口系统的层次变得具体化，研究结果表明，该方法能够很好地识别港口物流产业集群的形成过程并找出集群的主导公司。
第 2 章 港口物流产业集群与腹地经济联动关系分析
2.1 产业集群与经济联动关系研究基础
“联动”一词的基本解释为若干个有关联性的系统，当其中一个系统的要素发生运动或改变时，其他的系统也随之运动或改变，这种现象即系统之间发生了联合行动，简称为联动，这样相互联系的系统之间存在着联动关系。联动关系的研究早期在金融市场、股票价格中应用较多，比如研究人民币汇率变动与股价的关系，房地产市场与金融市场的互动等等。随着跨学科研究的发展，联动理论也逐渐被引入到应用经济学科中来，部分学者开始研究产业之间的联动关系或者是国家政策与经济发展之间的互动，而本文所谓的产业集群与经济联动，就是一种发生在产业系统与区域经济系统间联合运动的现象。换言之，在整个社会大系统中，会存在由于区域经济发展水平的变动引起该地区的产业发展进程随之加快或减缓，或者是产业发展的繁荣与否影响了经济发展水平速度的情况。
根据学者们的已有研究，归纳了以下几种研究产业与经济联动关系的主要方法：
1）灰色关联分析法：灰色关联分析法的产生是为了改进传统回归分析法只能处理因素少的，线性的变量序列的缺陷。其基本原理是探寻几组序列所构成的曲线几何线条之间的相似程度来判断它们之间的关联程度，线条越相似则两者之间关系越显著，反之则关联度越低[44]。具体计算步骤为首先选取参考数列和比较数列，参考数列为代表研究对象行为特征的指标，比较数列为反映影响研究对象行为特征的指标，然后对各数列进行无量纲化处理，再计算各参考数列与比较数列之间的关联系数，最后排序得出关联程度。灰色关联分析法对样本容量的要求不是很高，易于理解，计算简便，被广泛应用于联动关系研究中。
2）协整分析法：为了避免谬误且没有意义“伪回归”，科学地解决非平稳时间序列的建模问题，“协整”概念被提出。协整分析方法能有效甄别伪回归与真实回归，可以有效排除短期波动干扰，揭示变量之间潜在的长期均衡关系。如果两个或多个非平稳的变量序列，线性组合后的序列呈平稳性，则称这些变量序列间存在协整关系。进行协整检验前，应进行平稳性检验，确保变量序列满足同阶单整的前提条件。通过协整分析，可以判断变量之间是否存在协整关系，即可探究变量之间是否存在长期稳定均衡关系。协整分析方法经过 30 年的发展与完善，
广泛应用于许多经济领域。
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2.2 港口物流产业集群和腹地经济发展现状
本节选取了国内外几个典型港口城市，通过介绍这些港口的物流产业集群及港口腹地区域的经济发展现状来对港口物流产业集群与腹地经济的联动关系进行分析。#p#分页标题#e#
2.2.1 港口物流产业集群发展现状
港口物流产业集群是指物流企业及其上下游企业在港口周边的地理范围内聚集，形成彼此关联、共生发展的一种物流产业发展形式和经济现象。通过产业集群的发展形式，集群内的企业能够得到相较于集群外的企业更大的竞争优势。纵观国内外先进港口的发展现状，借助于港口的区位优势及良好的经济发展形式，一些港口的物流产业集群已逐渐形成规模并不断发展。
1）鹿特丹港物流产业集群
鹿特丹港位于莱茵河与老马斯河交汇处的入海口，西接北海，港口地理位置如图 2-1 所示。港口具有良好的通达性，是欧洲最重要的货物集散中心及世界区域性物流枢纽。由于其独特的地理优势，大型船舶可由海上直达港口的深水码头靠泊，进行相关的物流活动。由铁路、公路、内陆、近洋航线及管道组成的丰富的多式联运网络使得鹿特丹港成为与欧洲其他国家之间进行货物往来的最佳通道。
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第 3 章 港口物流产业集群与腹地经济联动关系协整分析 ................................... 23
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2.2 港口物流产业集群和腹地经济发展现状
本节选取了国内外几个典型港口城市，通过介绍这些港口的物流产业集群及港口腹地区域的经济发展现状来对港口物流产业集群与腹地经济的联动关系进行分析。#p#分页标题#e#
2.2.1 港口物流产业集群发展现状
港口物流产业集群是指物流企业及其上下游企业在港口周边的地理范围内聚集，形成彼此关联、共生发展的一种物流产业发展形式和经济现象。通过产业集群的发展形式，集群内的企业能够得到相较于集群外的企业更大的竞争优势。纵观国内外先进港口的发展现状，借助于港口的区位优势及良好的经济发展形式，一些港口的物流产业集群已逐渐形成规模并不断发展。
1）鹿特丹港物流产业集群
鹿特丹港位于莱茵河与老马斯河交汇处的入海口，西接北海，港口地理位置如图 2-1 所示。港口具有良好的通达性，是欧洲最重要的货物集散中心及世界区域性物流枢纽。由于其独特的地理优势，大型船舶可由海上直达港口的深水码头靠泊，进行相关的物流活动。由铁路、公路、内陆、近洋航线及管道组成的丰富的多式联运网络使得鹿特丹港成为与欧洲其他国家之间进行货物往来的最佳通道。
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第 3 章 港口物流产业集群与腹地经济联动关系协整分析 ................................... 23
3.2 指标选取及数据处理 ................................ 24
3.3 平稳性检验 ............................ 26
第 4 章 基于系统动力学的港口物流产业集群与腹地经济联动关系动态分析 ... 31
4.1 系统动力学基本原理 ................................... 31
4.2 系统动力学仿真模型建立 ........................... 32
4.2.1 建模目的 ............................ 32
4.2.2 系统边界确定 ................................. 32
第 5 章 总结与展望 ............................. 65
5.1 研究总结 ................................. 65
5.2 研究展望 ...................................... 66
第 4 章 基于系统动力学的港口物流产业集群与腹地经济联动关系动态分析
4.1 系统动力学基
原理 系统动力学是一种以现实社会的行为模式为基准，利用计算机辅助技术来对社会系统的动态行为进行仿真模拟的科学研究方法[51]。作为系统学科和管理学科的分支，系统动力学以系统科学方法论，控制与信息反馈论，组织及决策论等理论作为学科基础，来完成对现实系统的模拟分析。
系统动力学在建模过程中注重定性与定量分析结合，强调系统要素的反馈机制与发展动态，且系统容量大，通过多年的研究和应用，人们发现对于处理长期性的、缺乏精确数据的非线性、高阶反馈系统问题[52]，系统动力学方法具有一定的优势。模型中的因果关系图和流图可以直观的呈现社会系统的复杂关系，弥补缺乏数据的缺陷，因此，用系统动力学来动态分析港口物流产业集群与腹地经济的联动关系是十分可行的。
通过建立港口物流产业集群与腹地经济联动关系的系统动力学模型，呈现二者之间的联系，研究港口腹地经济发展对港口物流产业集群的影响，分析港口物流产业集群对区域经济提升的作用，最终确定二者的联动关系。运用软件的仿真模拟功能，模拟并分析港口物流产业集群及港口腹地经济的发展趋势。最后通过实施政策模拟，得出促进二者协调发展的政策建议，为相关决策者处理现实问题提供参考。
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第 5 章 总结与展望
5.1 研究总结
本文对港口物流产业集群与腹地经济联动关系进行了深入研究，运用产业集群与经济联动关系理论分析了港口物流产业集群与腹地经济的相互作用，选取港口物流产业集群规模和区域 GDP 两个变量来代表港口物流产业集群和腹地经济发展水平，对两个变量做了协整分析，然后建立了港口物流产业集群与腹地经济联动关系系统动力学模型，最后对模型进行仿真分析和政策模拟。本文得到的主要研究结论如下：
1）港口物流产业集群与腹地经济具有相互作用关系。在阐述了产业集群与经济联系关系理论与研究方法，分析了国内外的港口物流和腹地经济发展经验的基础上，总结出了港口物流产业集群与腹地经济的相互作用关系。在不同的发展阶段，经济通过带动物流需求，提供有形和无形的资本支持等方式来引导港口物流产业集群化发展；同时，港口物流产业集群能够吸引投资，创造就业机会以及提高企业的生产效率，最终反过来促进腹地区域的经济增长。
2）港口物流产业集群与腹地经济之间存在着长期稳定的均衡关系。采用平稳性检验，协整检验和格兰杰因果检验方法对港口物流产业集群和腹地经济联动关系做协整分析，以青岛为例的计算结果显示青岛港口物流产业集群对经济发展的促进作用比经济对港口物流产业集群化发展的带动作用更加显著。
3）基于系统动力学理论构建了港口物流产业集群与腹地经济联动关系模型。选取青岛港作为典型港口，进行模型仿真及政策模拟，得出如下结论：（1）青岛市经济发展水平将保持稳定上升趋势，预计 2021 年末 GDP 将达到 1.52 万亿元；青岛港物流需求与供给也会呈现同步增长，预计 2021 年末港口物流需求将达到2600 万 TEU；（2）截止到目前港口物流短缺现象暂时有所缓解，但随着需求的上涨，青岛港将再次面临供给能力不足的压力；（3）提高科技创新能力和港口物流业专业化分工能够有效促进经济的发展；（4）适当加大港口投资占比能够推动GDP 增长，但增长效果并不会随着投资比例的增大而成比例增加；（5）政府政策引导港口物流产业集群健康发展会促进 GDP 的进一步增长，从远期来看效果作用显著。针对仿真结果提出了政策建议：（1）加大港口科技创新力度，（2）拓宽港口投资渠道，（3）改善港口就业环境，（4）注重发挥政府职能。
参考文献（略）
