環(huán)渤海區(qū)域港口效率研究與對比分析

李 冰 李 月

（河北工業(yè)大學經(jīng)濟管理學院，天津 300401）

引 言

隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展以及貿(mào)易跨區(qū)域化的深入，港口作為客貨水路運輸?shù)霓D(zhuǎn)換節(jié)點和海運物流的交匯點，在交通運輸體系與國家經(jīng)濟發(fā)展中扮演著日益重要的角色。在一直變化的內(nèi)外部環(huán)境中，港口發(fā)展會出現(xiàn)磨合適應期，通過對港口效率進行測度，不僅能夠更加具體而客觀的分析港口發(fā)展情況，而且可以通過識別阻礙港口高效發(fā)展的關(guān)鍵因素，為有關(guān)部門制定相關(guān)政策提供依據(jù)。作為五大港口群之一的環(huán)渤海港口群，不僅位于京津冀協(xié)同發(fā)展地區(qū)，也是 “一帶一路”北方港口建設(shè)重點，探究環(huán)渤海地區(qū)港口發(fā)展情況，對港口效率進行測算十分必要。

港口效率理論的研究經(jīng)歷了從單指標到多指標再到綜合評價3個階段的發(fā)展。最早以單一指標對港口效率進行評價，指標的選取多為港口吞吐量 （Wayne，1988）[1]。 隨著研究深入發(fā)現(xiàn)單指標衡量港口效率比較片面，于是逐漸進入到多指標效率評價方法階段 （Tongzon，2001；龐瑞芝和李占平，2005）[2，3]。 在多指標衡量港口效率方法中，不同指標出現(xiàn)的差異性導致無法精確分析港口效率的變動，就對港口效率進行分解，使港口效率的研究進入到綜合評價方法階段 （Cullinane等，2004； 張小蒂和鄧娟，2013）[4，5]。

對港口效率研究主要采用參數(shù)化方法和非參數(shù)化方法。參數(shù)化方法包括線性回歸法和隨機前沿分析法（SFA），非參數(shù)化分析法主要是數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（Data Envelopment Analysis，DEA）。 由于港口系統(tǒng)的復雜性和參數(shù)分析方法的局限性，目前主要采用非參數(shù)研究方法中數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法進行研究。近幾年學者們選擇國內(nèi)主要港口、中韓兩國主要集裝箱港口、 “一帶一路”中的部分港口以及沿海港口為研究對象，運用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法對港口效率進行研究 （匡海波和陳樹文，2007；魯渤和汪壽陽，2017；鄭兵云和楊宏豐，2021；馬賽等，2021； 肖祥鴻和宋炳良，2021）[6-10]，且隨著研究深入，不斷地將考慮外部環(huán)境因素的三階段DEA模型運用到港口效率測算中 （呂靖和張新放，2018； 高倜鵬等，2020； 杜浩等，2021）[11-13]。

已有文獻對港口效率的研究在不斷的豐富，但也有需要完善的地方：（1）多數(shù)文獻僅進行動態(tài)效率或者靜態(tài)效率研究，缺乏動靜態(tài)效率結(jié)合研究；（2）選擇研究樣本時，多數(shù)文獻選取的是“一帶一路”倡議中提到的港口或者貨物吞吐量較大的港口，缺乏對某一區(qū)域港口效率的研究；（3）港口研究數(shù)據(jù)覆蓋年份較少，不夠全面。

基于以上分析，本文以環(huán)渤海地區(qū)的12個港口為樣本，先運用三階段DEA模型，求得剔除環(huán)境因素之后的港口效率值，再用DEA-Malmquist指數(shù)模型測度并分析港口動態(tài)效率。

1 模型方法

DEA是對多項投入和多項產(chǎn)出的決策單元進行效率測算的一種分析方法。Fried最早提出三階段DEA效率測度模型，基本原理如圖1所示。

圖1 三階段DEA模型原理示意圖

式 （6）是指t+1時期相對于t時期的全要素生產(chǎn)率，當M0＞1時，指t+1時期全要素生產(chǎn)率相較于t時期為正增長，當M0＜1時，表示t+1時期全要素生產(chǎn)率相較于t時期為負增長。

2 指標選取與數(shù)據(jù)來源

本文選取了環(huán)渤海地區(qū)的大連港、營口港、錦州港、秦皇島港、黃驊港、唐山港、天津港、煙臺港、威海港、青島港和日照港12個港口作為研究對象。環(huán)渤海地區(qū)吞吐量主要由這12個港口貢獻，選取的研究對象基本涵蓋了環(huán)渤海地區(qū)規(guī)模以上的所有港口，能較全面反映環(huán)渤海地區(qū)港口水平。本文選取的投入指標為碼頭長度和港口泊位數(shù)量，產(chǎn)出指標為港口貨物吞吐量和集裝箱吞吐量，環(huán)境變量主要是腹地進出口貿(mào)易額、貨物周轉(zhuǎn)量、腹地居民消費水平和年末常駐人口。

數(shù)據(jù)來源于 《中國港口年鑒》、《城市統(tǒng)計年鑒》、各地區(qū)歷年的社會發(fā)展統(tǒng)計公報及統(tǒng)計局網(wǎng)站等。

3 實證分析

3.1 傳統(tǒng)DEA效率評價結(jié)果

運用DEAP2.1軟件對2016～2020年我國環(huán)渤海地區(qū)12個港口效率進行測算分析。由表1可知，2016～2020年環(huán)渤海地區(qū)港口綜合效率均值為0.683，港口平均純技術(shù)效率值為0.770，港口平均規(guī)模效率值為0.874。近5年來環(huán)渤海地區(qū)港口年均綜合效率值變化為下降趨勢，年均純技術(shù)效率總體也為下降趨勢，年均規(guī)模效率呈現(xiàn)先增后減的波動趨勢。

表1 第一階段各港口歷年效率值

（1）各港口效率差異明顯

環(huán)渤海地區(qū)港口之間效率差距也越來越大。如青島港每年的綜合技術(shù)效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率均能達到1，此外日照港和黃驊港的效率值在5年間也都能夠達到1或者接近效率值1；而威海港在每年的港口效率值排名中均較后，且效率值隨時間發(fā)展越來越低，2016年綜合效率值為0.509，到2020年時已經(jīng)下降到0.132。部分港口由開始效率有效到效率相對有效甚至是低效率，環(huán)渤海區(qū)域港口效率值低于0.6的港口數(shù)目越來越多，在2016年港口綜合效率值低于0.6的只有4個港口，分別是大連港、秦皇島港、煙臺港和威海港，而到2019年時，港口綜合效率值低于0.6的港口數(shù)目增加到7個，在2020年數(shù)目為6個，與2016年相比較，新增綜合效率低于0.6的港口分別是丹東港和營口港。

（2）規(guī)模報酬分析

在2016～2020年間，環(huán)渤海地區(qū)多數(shù)港口規(guī)模報酬呈遞增狀態(tài)，大多數(shù)港口能夠增加對港口各方面的投入擴大運營規(guī)模，以此達到更高的投入產(chǎn)出比。大連港、營口港、唐山港和天津港雖然港口規(guī)模效率值較高，但港口規(guī)模報酬遞減，且與其他港口相比吞吐量較大，說明了港口規(guī)模和投資出現(xiàn)冗余，產(chǎn)出與港口投入不匹配，需要對港口資源進行優(yōu)化配置。黃驊港、青島港和日照港規(guī)模報酬基本不變，綜合效率值5年來基本都處于有效前沿面上，意味著增加港口投入能帶來同比例的港口產(chǎn)出。大連港、秦皇島港和煙臺港近5年來港口綜合效率較低，而港口規(guī)模效率接近于有效前沿面上，表明了港口綜合效率值主要受到純技術(shù)效率值的影響，部分有可能受到?jīng)]有排除的環(huán)境因素影響和隨機干擾影響。

（3）效率動因分析

2016～2020 年環(huán)渤海地區(qū)大多數(shù)港口的規(guī)模效率高于純技術(shù)效率，分析成因主要為港口是規(guī)模效應顯著的重點領(lǐng)域，環(huán)渤海區(qū)域內(nèi)港口基本設(shè)施通過集中投資建設(shè)，形成規(guī)模效應；港口的純技術(shù)效率主要受到港口所在區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展、先進管理技術(shù)的引進和對外貿(mào)易情況影響，因此環(huán)渤海地區(qū)港口的純技術(shù)效率常低于規(guī)模效率。

3.2 環(huán)境變量對港口效率的影響

運用Frontier4.1軟件構(gòu)建SFA模型。以松弛變量為被解釋變量，環(huán)境變量為解釋變量，模型回歸結(jié)果見表2。

表2 SFA回歸結(jié)果

表中可以看出單邊偏誤似然檢驗值均顯著有效，說明環(huán)境變量和松弛變量符合運用SFA模型的要求。且進出口貿(mào)易額、貨物周轉(zhuǎn)量、居民消費水平等環(huán)境變量均在1%～5%的顯著水平下通過檢驗，表明選取環(huán)境變量對港口效率影響顯著，需要對環(huán)境影響因素進行剔除，SFA回歸的值較接近于1，說明在混合誤差項中，管理無效率對松弛變量的影響占比在74.4%～94.3%之間，而其他因素對于港口效率的影響則較小。

（1）進出口貿(mào)易額和年末常住人口

通過SFA模型進行回歸，進出口貿(mào)易額系數(shù)為負，表明增加這個變量值會使松弛變量值減少，即降低了各個輸入變量的浪費，得出進出口貿(mào)易額對于2個投入指標的松弛變量為有利因素。年末常住人口系數(shù)為正，從t值可以看出顯著效果相對于其他變量較小，說明選取的這4個環(huán)境變量中，年末常住人口對港口效率影響最小。

（2）貨物周轉(zhuǎn)量和居民消費水平

貨物周轉(zhuǎn)量和居民消費水平系數(shù)為正，這兩個環(huán)境變量對于投入變量的松弛變量為不利因素。貨物周轉(zhuǎn)量反映的是港口的交通環(huán)境，改善港口交通環(huán)境和提高居民消費水平，會增加港口投入變量的松弛變量。即較高貨物周轉(zhuǎn)量和居民消費水平對于港口發(fā)展是促進效果，但在這種情況下進行估計時容易夸大港口發(fā)展?jié)摿Γ藭r對港口過多的投入會造成港口基礎(chǔ)資源的浪費，降低港口效率。

3.3 同質(zhì)環(huán)境下港口效率分析

環(huán)境變量對港口投入松弛變量具有顯著影響，為了測得的港口效率值更接近于實際情況，對影響港口效率值的客觀環(huán)境因素和隨機因素進行分離，使各港口處于同質(zhì)環(huán)境中并進行第三階段港口效率測度。環(huán)渤海地區(qū)各港口最終效率測度結(jié)果見表3。

表3 第三階段各港口歷年效率值

環(huán)渤海地區(qū)港口之間綜合效率差別較大，其中丹東港、錦州港和威海港綜合效率值基本不足0.40，在環(huán)渤海地區(qū)港口中處于墊底位置，究其原因主要是這3個港口的規(guī)模效率值過低，說明這3個港口在發(fā)展過程中，港口規(guī)模與其產(chǎn)出極不匹配，急需對其規(guī)模進行優(yōu)化。青島港和唐山港5年來效率值很高，發(fā)展較其它港口更高效，尤其是青島港歷年港口效率值均在有效前沿面上。分析其原因主要是青島港和唐山港本來的規(guī)模比較大，對港口的管理比較科學以及對港口投入結(jié)構(gòu)更加合理。除去營口港與大連港在2020年受新冠肺炎疫情影響較大，效率值突降之外，天津港、營口港、大連港和日照港效率值基本位于0.78～0.90之間，港口規(guī)模與管理均較好，總體來說是近5年來發(fā)展比較穩(wěn)健的港口。

5年來，環(huán)渤海地區(qū)港口純技術(shù)效率普遍較高，年均效率發(fā)展呈先增長后下降的趨勢，其中2016～2017年港口效率基本處于上升狀態(tài)，分析原因主要是2015～2016年國家出臺整合港口資源、促進港口高效發(fā)展的相關(guān)政策，環(huán)渤海地區(qū)港口相關(guān)部門積極響應國家政策，加大對港口基礎(chǔ)設(shè)施的投資，對港口相關(guān)資源紛紛進行有效整合，再加上對港口發(fā)展重視程度加大和采取更科學的管理手段，港口行業(yè)得到大力發(fā)展，因此港口綜合效率也得到不斷提高；2017～2019年港口效率則總體處于下降趨勢，其原因可能是港口相關(guān)部門在響應相關(guān)政策時后期忽視港口實際發(fā)展需求，對港口盲目進行投資和擴建，甚至有些港口出現(xiàn)資源閑置情況，港口產(chǎn)出速度追不上規(guī)模擴大速度，則使港口效率總體呈現(xiàn)下降趨勢，而2020年港口效率的下降主要是受席卷全球的新冠肺炎疫情影響。

將環(huán)渤海地區(qū)港口第一階段效率值與第三階段效率值對比分析，剔除4個環(huán)境變量影響和分離隨機因素的影響前后的效率值，決策單元效率有顯著變化。

（1）純技術(shù)效率比較分析

由圖2可知，將環(huán)渤海地區(qū)港口處于同質(zhì)環(huán)境中之后，測得的港口純技術(shù)效率較之前均有所增加，均在0.6以上且大部分港口的純技術(shù)效率值接近1。調(diào)整后除去威海港較低外，大連港、營口港、秦皇島港和天津港在0.8～1之間，錦州港、黃驊港、唐山港、青島港和日照港的純技術(shù)效率基本接近1，處在有效前沿面上。說明環(huán)渤海地區(qū)港口的技術(shù)管理處在較高的水平，在給定投入的情況下能創(chuàng)造出更大的產(chǎn)出，即在環(huán)渤海地區(qū)技術(shù)管理水平不是引起港口效率差異的主要原因。

圖2 5年間港口第一三階段純技術(shù)效率對比圖

（2）規(guī)模效率比較分析

在剔除環(huán)境因素和隨機因素后測得的港口規(guī)模效率中，由圖3可知丹東港、錦州港和威海港的規(guī)模效率較低，唐山港和天津港較之前規(guī)模效率增加，青島港前后均為1，其余港口與之前同一時期規(guī)模效率相比均呈下降趨勢，其中丹東港、錦州港、秦皇島港、黃驊港和威海港均有明顯下降。說明本文選取的環(huán)境變量對環(huán)渤海地區(qū)港口規(guī)模效率有顯著的積極影響。也反映出環(huán)渤海地區(qū)港口在近5年的發(fā)展過程中，在同質(zhì)環(huán)境中除了唐山港和天津港之外，其余港口的規(guī)模與實際產(chǎn)出不相匹配。需要根據(jù)環(huán)渤海地區(qū)各港口實際發(fā)展情況對港口的規(guī)模進行升級優(yōu)化，使其更加貼近港口發(fā)展的實際需求。

圖3 5年間港口第一三階段規(guī)模效率對比圖

（3）綜合效率比較分析

圖4展示的是12個港口近5年來第一、三階段綜合效率值的對比。在剔除環(huán)境影響因素之后，港口綜合效率值變化差異較大。大連港、秦皇島港、唐山港、天津港、煙臺港5個港口較之前上升；丹東港、營口港、錦州港、黃驊港、威海港和日照港6個港口綜合效率值較之前下降，說明港口之前的低效率是由較差的外部環(huán)境引起的。調(diào)整后效率值均大于0.6的有大連港、營口港、黃驊港、天津港、唐山港、青島港和日照港。其中青島港效率值前后均為1，發(fā)展狀態(tài)最佳。

圖4 5年間港口第一、三階段綜合效率對比圖

測度的環(huán)渤海地區(qū)12個港口第三階段效率值顯示，2016～2020年環(huán)渤海地區(qū)港口整體綜合效率和規(guī)模效率較之前降低，純技術(shù)效率增加。與第一階段同時期內(nèi)單個對應港口效率進行對比，環(huán)渤海地區(qū)港口的純技術(shù)效率總體呈現(xiàn)上升趨勢且接近于有效前沿面，但各港口的綜合技術(shù)效率和規(guī)模效率總體呈下降趨勢。分離出客觀環(huán)境變量以及隨機干擾對港口效率影響后的效率結(jié)果，各港口純技術(shù)效率基本接近于有效前沿面，說明環(huán)渤海地區(qū)港口在同質(zhì)環(huán)境中，各港口效率的高低主要取決于港口的規(guī)模效率，可見環(huán)渤海地區(qū)港口投入與規(guī)模結(jié)構(gòu)之間的不平衡，因此應根據(jù)第三階段測度出的港口規(guī)模報酬增減情況優(yōu)化港口規(guī)模結(jié)構(gòu)，從而提高環(huán)渤海地區(qū)港口效率。

3.4 港口的動態(tài)效率分析

運用DEA三階段模型對港口率進行測度，得出效率值反映的是港口靜態(tài)效率，為了更全面了解港口效率，本文再運用Malmquist指數(shù)模型測算2016～2020年環(huán)渤海地區(qū)港口動態(tài)效率，結(jié)果如表4所示。

表4 環(huán)渤海地區(qū)港口動態(tài)效率值

由表中數(shù)據(jù)可知，近5年來環(huán)渤海地區(qū)港口全要素生產(chǎn)率指數(shù)絕大部分大于1，說明了大多數(shù)港口的生產(chǎn)力水平呈上升趨勢。為了更好將港口發(fā)展情況進行對比，將壞渤海地區(qū)港口按照地理位置劃分為遼東半島港口群、津冀港口群和山東半島港口群。遼東半島港口群近幾年的全要素生產(chǎn)率分別是1.035、0.966、0.775和0.873，表明港口群總體生產(chǎn)力狀態(tài)呈現(xiàn)下降的趨勢；津冀港口群近幾年的全要素生產(chǎn)率分別是1.085、1.030、0.979和1.064，表明津冀港口群總體生產(chǎn)力水平呈波動上升趨勢，發(fā)展態(tài)勢較好；山東半島港口群近幾年的全要素生產(chǎn)率分別是0.681、1.109、1.023和1.001，基本數(shù)值都大于1，表明港口群發(fā)展力水平連年增強。對比環(huán)渤海內(nèi)三大港口系統(tǒng)發(fā)展情況，山東半島港口群發(fā)展態(tài)勢最好，發(fā)展?jié)摿^大。其次是津冀港口群，且其技術(shù)效率在三大港口群中最高。遼寧半島港口群發(fā)展趨勢相對較弱一些，為了使環(huán)渤海地區(qū)港口群均衡發(fā)展，需要更加重視遼寧半島港口群規(guī)劃情況以及港口資源利用配置情況。

4 結(jié) 論

本文基于2016～2020年環(huán)渤海地區(qū)12個港口的面板數(shù)據(jù)，先運用三階段DEA模型對港口效率進行測度，分別對第一階段效率值和對剔除相應環(huán)境因素和隨機因素之后效率值進行測度和分析；為了更加全面分析港口效率，再運用Malmquist模型對港口效率進行測度分析。

研究結(jié)果表明：（1）第一階段效率分析。環(huán)渤海地區(qū)港口之間效率差異較大，丹東港、錦州港和威海港與青島港和唐山港相比差距懸殊；主要原因是港口規(guī)模效率低下；港口效率發(fā)展總體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢；（2）第三階段效率分析。剔除客觀因素和隨機因素之后效率值，港口的純技術(shù)效率值總體變大，且?guī)缀踅咏行把孛?，綜合效率值和規(guī)模效率值較之前降低。表明港口的投入與規(guī)模之間不匹配，港口規(guī)模有待優(yōu)化；（3）動態(tài)效率分析。環(huán)渤海地區(qū)三大港口群中，山東半島港口群發(fā)展態(tài)勢較好，一直呈上升趨勢，其次是津冀港口群，遼寧半島港口群總體發(fā)展趨勢較差。

根據(jù)本文研究結(jié)果給出以下幾條相應建議：（1）根據(jù)港口實際發(fā)展需求進行港口資源整合和規(guī)模優(yōu)化。避免對港口進行盲目擴建和投資而造成資源閑置現(xiàn)象；（2）積極有效落實國家相應政策。因港施策，針對港口不同發(fā)展情況，運用適宜的方式將相關(guān)政策落到實處；（3）推進智慧化港口建設(shè)，為 “一帶一路”倡議助力。將先進的技術(shù)引渡到港口發(fā)展過程中，如碼頭自動化、動態(tài)信息平臺建設(shè)等。