基于因子分析和結(jié)構(gòu)方程模型的臨港產(chǎn)業(yè)共生能力測度
——以曹妃甸工業(yè)區(qū)為例

李 南，張立華

（華北理工大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院，河北唐山063210）

目前，世界范圍內(nèi)人口超過130 萬的城市中有65%坐落于沿海地區(qū)。Merk（2011）指出，沿海地區(qū)的核心問題就是如何強化港口能力以繼續(xù)為城市提供增加值，進而增進城市的繁榮和福利[1]。當(dāng)然，港口對所在地域既有正面影響，又有負(fù)面影響。很多港口的周邊布局了資源密集型的重化工業(yè)，從而經(jīng)歷了集中而持續(xù)的資源、環(huán)境和健康壓力[2]。根據(jù)歐洲海港組織（ESPO）發(fā)布的2019 年環(huán)境報告，歐洲港口首要的環(huán)境問題是空氣質(zhì)量和能源消耗[3]。因此，鑒于區(qū)域性高資源依賴、高污染排放、高人口密度等特征，臨港經(jīng)濟區(qū)大都面臨著疏解環(huán)境和社會壓力的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。產(chǎn)業(yè)共生可以將傳統(tǒng)意義上分離存在的各產(chǎn)業(yè)通過集體行動的方式獲取競爭優(yōu)勢，這一效果歸功于因為地理集聚而產(chǎn)生的協(xié)同可能性，使得臨港經(jīng)濟區(qū)成為產(chǎn)業(yè)生態(tài)化的有趣實驗室（Cerceau，2014）[4]。

唐山港曹妃甸港區(qū)的貨物吞吐量一直保持迅猛增長的態(tài)勢，2019 年約為3.5 億噸。曹妃甸工業(yè)區(qū)雖為我國東部沿海的后發(fā)力量，卻正在依托快速壯大的港口規(guī)模，大力發(fā)展臨港產(chǎn)業(yè)。近年來，京津冀協(xié)同發(fā)展作為重大國家戰(zhàn)略而深入推進，曹妃甸則謀求打造京津冀協(xié)同發(fā)展示范區(qū)。作為全新開發(fā)區(qū)域，曹妃甸工業(yè)區(qū)沒有原有束縛，完全可以先行先試，發(fā)揮引領(lǐng)示范作用。特別是圍繞首鋼京唐公司、華潤電力等領(lǐng)導(dǎo)廠商“建鏈”“補鏈”，從資源共享、協(xié)作機制等方面加強頂層設(shè)計，漸進形成高水平的臨港產(chǎn)業(yè)共生系統(tǒng)[5]。

能夠促成臨港產(chǎn)業(yè)共生的驅(qū)動力主要包括：環(huán)境規(guī)制壓力、廢物處理成本的提高、經(jīng)濟競爭、社會關(guān)系等。在現(xiàn)實中，很多產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)建立的速度很快，但卻是脆弱的。因而迫切需要探尋支撐臨港產(chǎn)業(yè)共生形成到持續(xù)演化的內(nèi)在動因，需要評估臨港產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的共生能力。國內(nèi)外現(xiàn)有研究成果仍然缺少完整的理論架構(gòu)及數(shù)學(xué)模型，尤其是針對臨港產(chǎn)業(yè)共生能力的定量研究還處于空白。本文將對臨港產(chǎn)業(yè)共生能力進行專門探索，識別其關(guān)鍵性影響因素，梳理臨港產(chǎn)業(yè)共生因素之間的關(guān)系以及對共生能力的作用程度，為構(gòu)建和優(yōu)化臨港產(chǎn)業(yè)共生系統(tǒng)提供依據(jù)。

1 變量設(shè)定與基本模型選擇

1.1 研究變量

臨港產(chǎn)業(yè)共生系統(tǒng)是由具有橫向經(jīng)濟合作及縱向價值分工的廠商、特定的港口環(huán)境以及研究機構(gòu)、中介服務(wù)、投資金融等支撐體系共同組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在廠商內(nèi)部功能模塊共生的基礎(chǔ)上，臨港產(chǎn)業(yè)共生單元基于發(fā)展戰(zhàn)略的一致性而形成共生關(guān)系，臨港產(chǎn)業(yè)的價值創(chuàng)造與提升取決于網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點間的共生優(yōu)化。地理集中對于臨港產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)構(gòu)造是一項基礎(chǔ)優(yōu)勢，這使得共生單元之間在物流銜接、資源循環(huán)利用、知識共享、技術(shù)合作等方面擁有便利，在共生過程中提高各方效率，產(chǎn)生相互受益與自我強化的效果。為了表征和評價臨港產(chǎn)業(yè)共生能力，選取的16 項指標(biāo)如表1 所示。

表1 臨港產(chǎn)業(yè)共生能力構(gòu)成因素指標(biāo)體系

1.2 基本模型

本文通過研究確定影響臨港產(chǎn)業(yè)共生能力的因素，尋找變量間內(nèi)在的結(jié)構(gòu)關(guān)系，建立和驗證臨港產(chǎn)業(yè)共生能力測度模型。雖然臨港產(chǎn)業(yè)的共生特性是客觀存在的，但由于人們認(rèn)知水平或事物本身的抽象性而無法直接觀測，選用結(jié)構(gòu)方程模型可以通過一些可觀測變量對這些潛變量的特征和相互關(guān)系做出描述[6]。在利用結(jié)構(gòu)方程模型之前，首先要對選擇的顯變量進行歸類，在此采用因子分析法。

1.2.1 因子分析法

因子分析是把一些復(fù)雜變量歸結(jié)為少數(shù)綜合因子的一種統(tǒng)計分析方法。這樣，要研究的問題就可以轉(zhuǎn)化為用少數(shù)幾個公因子和特殊因子的線性組合來表示原來的觀測變量，即：

用矩陣可以表示為：X=AF+B上式中，xi（i=1，2，…，p）為原始變量；fj（j=1，2，…，k）稱為公共因子稱為變量共同度，它是反映所有主因子對原始變量的方差（Var（xi））的貢獻度，衡量fj對xi的影響程度，變量共同度越大，說明原始變量對主因子的依賴程度越大，反之越小表示主因子對原始變量x1，x2，…，xp的方差貢獻率，如果越大，說明主因子fj對原始變量x1，x2，…，xp的方差貢獻越大，反之越小。如果把都算出來，按照從小到大進行排序，就可以找到影響較大的主因子。

1.2.2 結(jié)構(gòu)方程模型

結(jié)構(gòu)方程模型一般由測量方程和結(jié)構(gòu)方程兩部分組成。測量模型描述隱變量和顯變量之間的關(guān)系，模型形式為：

（a）式和（b）式稱為測量模型，表示隱變量與顯變量之間的關(guān)系，方程（a）將內(nèi)生隱變量η 連接到顯變量y；方程（b）將外生隱變量ξ 連接到顯變量x；矩陣Λy和Λx分別反映y對η 和x對ξ 關(guān)系強弱程度的系數(shù)矩陣；ε 和δ 分別是y和x的測量誤差。

結(jié)構(gòu)模型主要表示隱變量之間的關(guān)系，模型形式為：

其中，η 是內(nèi)源潛在變量；ξ 是外源潛在變量；β 是內(nèi)源潛在變量間的通徑系數(shù)矩陣；Γ 是外源潛在變量對相應(yīng)內(nèi)源潛在變量的通徑系數(shù)矩陣；ζ 代表殘差。上述模型有以下假定：E（ζ）=0，E（σ）=0，E（ε）=0，E（ξ）= 0，E（η）= 0；ε 與ζ 相互獨立，σ 與ξ 相互獨立，ε 與η 相互獨立，ζ、σ 及ε 相互獨立。

2 實證方法

2.1 調(diào)查問卷的效度與信度檢驗

可以通過信度和效度來檢驗調(diào)查問卷的可靠性，效度檢驗一般采用巴特利特球形檢驗，根據(jù)調(diào)查問卷得到的數(shù)據(jù)，利用SPSS 軟件計算該統(tǒng)計量值為243.540，對應(yīng)的P值接近于0，小于0.01，也就是有99%的概率可以確定原始變量適合做因子分析，調(diào)查問卷效度較高。

信度檢驗采用Cronbach’s α 系數(shù)衡量信度值（參考標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)變量個數(shù)小于6 時，Cronbach’s α 值大于0.6；當(dāng)變量個數(shù)大于等于6 時，系數(shù)值大于0.7，問卷具有很好的信度）。本文利用SPSS 計算的Cronbach’s α 系數(shù)為0.862，高于0.7，說明調(diào)查問卷的信度比較高。

2.2 計算累積貢獻率

采用主成分分析法，用最大四次方差法進行旋轉(zhuǎn)，經(jīng)旋轉(zhuǎn)后獲得6 個主因子，累積貢獻率為84.5%，說明這6 個因子可以解釋84.5%的原始信息，從而這6 個主因子能夠很好地解釋臨港產(chǎn)業(yè)共生能力，結(jié)果見表2。

表2 方差累積貢獻率

2.3 確定主因子

由于初始因子模型的載荷矩陣結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對問題難以做出詳細(xì)解釋，所以引入最大方差旋轉(zhuǎn)法。旋轉(zhuǎn)后各因子的載荷矩陣出現(xiàn)分化，有利于解釋因子的含義[7]。旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣詳見表3。

由表3 可以看出，因子1 在需求預(yù)測一致性、平均采購提前期適度性、交貨準(zhǔn)確率等方面具有較高的載荷，所以可以稱因子1 為商流共生能力因子；因子2 在物料流程協(xié)調(diào)配合、共享物流設(shè)備能力、物資準(zhǔn)時交貨率、物資平均貨差率上具有較高的載荷，可以稱為物流共生能力因子；因子3 在流動資金周轉(zhuǎn)率、現(xiàn)金周轉(zhuǎn)周期上具有較高的載荷，稱為資金共生能力因子；因子4 在共生單元間信息流通的準(zhǔn)確率、信息共享價值、信息互補程度上具有較高的載荷，因子4 稱為信息共生能力因子；因子5在知識共享程度、技術(shù)合作參與程度上具有較高的載荷，因子5 稱為知識共生能力因子；因子6 在物質(zhì)和能量的梯級循環(huán)、副產(chǎn)品及廢物再利用率兩個方面具有較高的載荷，因子6 稱為資源共生因子。

表3 旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣

3 唐山市曹妃甸工業(yè)區(qū)的算例

3.1 數(shù)據(jù)來源

本文下面以唐山曹妃甸工業(yè)區(qū)為研究范圍，根據(jù)前述的臨港產(chǎn)業(yè)共生能力影響因素，開發(fā)設(shè)計調(diào)查問卷，運用李克特五點量表，被調(diào)查者根據(jù)自身實際情況打分，分值越高表明同意的程度越高。數(shù)值1 為完全不同意、數(shù)值3 為不確定、數(shù)值5 為完全同意，介于兩者之間的用數(shù)值2 和數(shù)值4 來表示。以唐山港曹妃甸港區(qū)為核心、成立于2005 年的曹妃甸工業(yè)區(qū)是國家首批循環(huán)經(jīng)濟示范園區(qū)之一，目前已經(jīng)建立了以港口物流、鋼鐵、化工、裝備制造等產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)，電力、海水淡化、建材、環(huán)保等關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)循環(huán)配套，現(xiàn)代服務(wù)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系。本次共發(fā)放和回收了138 份調(diào)查問卷，有效答卷為130 份，有效回收率94.2%，符合調(diào)查要求。問卷發(fā)放對象是曹妃甸工業(yè)區(qū)內(nèi)的71 家企業(yè)，涉及再生資源產(chǎn)業(yè)園區(qū)、新興產(chǎn)業(yè)園區(qū)等各主力園區(qū)，以制造業(yè)企業(yè)為主，也包括物流倉儲、商貿(mào)、公用事業(yè)等各類臨港企業(yè)。

下面采用結(jié)構(gòu)方程模型，對曹妃甸工業(yè)區(qū)的臨港產(chǎn)業(yè)共生能力進行測度。依據(jù)產(chǎn)業(yè)共生理論、文獻回顧以及上述因子分析的結(jié)果，本文建立包含商流共生性、物流共生性、資金共生性、信息共生性、知識共生性、資源共生性、臨港產(chǎn)業(yè)共生性7 個潛變量的結(jié)構(gòu)方程模型，利用Amos17.0 軟件對曹妃甸工業(yè)區(qū)的調(diào)查數(shù)據(jù)進行計算，得到的結(jié)構(gòu)方程模型路徑圖如圖1 所示。

圖1 臨港產(chǎn)業(yè)共生能力的結(jié)構(gòu)方程模型路徑圖

通過上述模型研究臨港產(chǎn)業(yè)共生能力問題，在其給出的數(shù)據(jù)中集中使用了曹妃甸工業(yè)區(qū)130 份調(diào)查問卷，調(diào)查了16 個變量：X1-X16，上述16 個變量可以實際觀測到，為顯變量，用矩形框表示；此分析包含7 個隱變量（分別是商流共生性、物流共生性、資金共生性、信息共生性、知識共生性、資源共生性、臨港產(chǎn)業(yè)共生性），用橢圓形來表示；以圓形表示殘差。根據(jù)這些假設(shè)的結(jié)構(gòu)關(guān)系，利用顯變量數(shù)據(jù)，建立結(jié)構(gòu)方程模型。箭頭連接的兩個變量表示假定存在因果關(guān)系，箭頭由原因（外生）變量指向結(jié)果（內(nèi)生）變量。

3.2 結(jié)構(gòu)方程模型檢驗

在對結(jié)構(gòu)方程模型進行檢驗時，各個顯變量之間的模型相關(guān)系數(shù)矩陣在理論上應(yīng)該等于樣本相關(guān)系數(shù)矩陣，于是我們構(gòu)建統(tǒng)計量來進行擬合程度的檢驗。按照國際慣例，模型的擬合好壞主要通過以下指標(biāo)來衡量，擬合優(yōu)度指標(biāo)GFI（越接近1 越好）；比較擬合指數(shù)CFI（越接近1 越好）；正規(guī)指數(shù)NI（越接近1 越好）；非正規(guī)指數(shù)NNI（越接近1 越好）；均方根殘差RMR（值越小越好，小于0.08 方程擬合優(yōu)度比較高）。

表4 模型擬合優(yōu)度指數(shù)

表4 列出了臨港產(chǎn)業(yè)共生能力測度模型的各擬合優(yōu)度指數(shù)，效果均較好，由此可以接受上述結(jié)構(gòu)方程模型，并且驗證了臨港產(chǎn)業(yè)共生能力各項指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系。

3.3 總體效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化估計

分析圖1 中得到的數(shù)據(jù)并進行標(biāo)準(zhǔn)化，變量“臨港產(chǎn)業(yè)共生性”對“商流共生性”“物流共生性”“資金共生性”“信息共生性”“知識共生性”“資源共生性”的解釋比重分別為：20.9%、13.4%、10.3%、17.6%、14.4%、23.4%，說明模型對各個變量的相互影響做出了很好的解釋。表5 表示結(jié)構(gòu)方程模型中潛變量之間的路徑系數(shù)，能看出在這6 組路徑系數(shù)中，資源共生性與臨港產(chǎn)業(yè)共生性的相關(guān)系數(shù)最高，為0.824，說明資源共生性對臨港產(chǎn)業(yè)共生性的影響最大；商流共生性與臨港產(chǎn)業(yè)共生性的路徑系數(shù)為0.735，說明商流共生性與臨港產(chǎn)業(yè)共生性之間相關(guān)性也很高。后面則依次是信息共生性、知識共生性、物流共生性和資金共生性。另外，從表5 的最后一列P值可以看出，顯著性概率P值檢驗（參考標(biāo)準(zhǔn)：＜0.05）表明，商流共生性等都對臨港產(chǎn)業(yè)共生能力具有顯著影響。

表5 模型潛變量之間的路徑系數(shù)

4 結(jié)論與啟示

本文歸納了臨港產(chǎn)業(yè)共生能力的影響因素，借助因子分析方法確定了6 個主因子，進而建立了臨港產(chǎn)業(yè)共生能力的結(jié)構(gòu)方程模型，并以唐山市曹妃甸工業(yè)區(qū)為實例進行了實證分析。觀察模型系數(shù)和擬合優(yōu)度指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)模型可以較好地解釋某區(qū)域臨港產(chǎn)業(yè)共生的可行性及可實現(xiàn)程度，可以全面測度臨港產(chǎn)業(yè)共生能力。

具體結(jié)論包括：第一，在選定的6 個潛變量中，對臨港產(chǎn)業(yè)共生性影響最大的是資源共生性。隨后依次是商流共生性、信息共生性、知識共生性、物流共生性和資金共生性。第二，在反應(yīng)商流共生性的3 個可測變量中，路徑系數(shù)最大的是需求預(yù)測一致性，其次為平均采購提前期；對物流共生性影響最大的觀測變量是物料流程協(xié)調(diào)配合；在資金共生性方面，流動資金周轉(zhuǎn)率和資金周轉(zhuǎn)周期對其影響都較大；在信息共生性方面，這三個變量的影響相差不大；在知識共生性方面，知識共享程度和技術(shù)合作參與度對其影響很大；在資源共生性方面，對其影響最大的是物質(zhì)和能量的梯級循環(huán)。

基于以上兩點實證結(jié)論，主要得到相對應(yīng)的如下政策含義：第一，臨港產(chǎn)業(yè)共生以企業(yè)間要素共享、資源循環(huán)利用為基礎(chǔ)性內(nèi)涵，首先是對資源節(jié)約型和環(huán)境友好型經(jīng)濟發(fā)展模式的新探索。資源共生是臨港產(chǎn)業(yè)共生的最基礎(chǔ)性的特征，要避免因為缺乏有效信息而使工業(yè)廢棄物難以進入新生產(chǎn)系統(tǒng)，盡量實現(xiàn)資源的最大限度利用。要開發(fā)臨港產(chǎn)業(yè)共生的區(qū)域性公共信息平臺，在平臺中展示資源流程和對接信息。加強撮合對接的規(guī)?；芾?，以成功撮合的對接案例作為標(biāo)桿示范，搭建涵蓋臨港經(jīng)濟區(qū)各產(chǎn)業(yè)的共生網(wǎng)絡(luò)。第二，臨港產(chǎn)業(yè)共生系統(tǒng)是從分立無序的狀態(tài)經(jīng)過自組織達到的一種新的有序架構(gòu)，各共生單元之間的關(guān)系演化可以分為磨合共生、嚙合共生和耦合共生三個步驟。在實施過程中，政府要加強頂層安排，建立完善必要的公用物流設(shè)施；企業(yè)要以互利共贏為原則，形成資金、知識和技術(shù)方面的協(xié)同聯(lián)動；全社會要積極營造產(chǎn)業(yè)共生文化，取得各界的理解和支持。