港口与城市发展相互影响、相互制约，二者关系复杂、类型多样^{[1, 2]}。港城关系的研究始于美国，历经半个多世纪的研究，已产生丰富的研究成果，主要集中在港城的空间关系演变^[3]、港城经济关系演变^[4]以及港城可持续发展^[5]等方面，相继问世了Anyport模型^[3]、Anyport-type模型^[6]、港口生命周期五阶段论^[7]及港口发展三阶段论^[8]等港城关系发展演变理论。港口与城市间的经济关系及港口对城市经济贡献度、城市经济对港口的作用等相关主题的研究也在不断创新。相关学者分别利用数学模型研究港口货物吞吐量和港口物流等因素对港口所在城市的经济发展及就业等方面产生的积极影响^[9-14]，研究方法包括投入产出法^[12]、回归分析法^[13]和多准则决策法^[14]等；Liu等学者^[15]则从反面论证了港口城市的经济基础和产业结构对港口产生的影响。国外学者对港城关系的研究受港口管理体制的影响偏重对单个港口和具体指标的案例分析，因此难以对不同港口的港城关系及其演变从时空视角进行系统的对比分析。国内对港城关系的研究起步相对较晚，但近年来也相继提出了海港城市成长模型^[16]、港口发展四阶段变形模式^[17]、港口—腹地关系演变四阶段理论^[18]等理论成果，定性研究主要聚焦在港城互动理论、动力机制和内在机理研究上^[19]，定量研究主要通过运用脉冲响应函数和DCI模型^[20]、数据包络法和偏相关分析法^[21]、面板数据模型、格兰杰因果检验和Johansen协整检验^{[22, 23]}、相对集中指数和GIS空间统计分析法^[24]、因子分析法^[25]和协调度模型^{[26, 27]}等方法研究港城关系的动态演变、发展模式及其发展趋势。现有研究侧重在数学模型的创新，但受制于研究范围、指标选取以及港口数据获取等方面的限制，多以典型案例省份和地区为主，缺少全国尺度的实证；且对港城关系演变的驱动机理分析较薄弱^[28]，对我国港口和城市的协调发展指导不够全面。

因此，构建适应新时期港城关系发展的评价指标体系，通过定量模型计算和评价港城关系协调发展程度，分析港城关系演变的驱动机制，提出促进我国沿海港口和城市协调发展的建议，对促进新时期我国沿海港口港城关系持续健康发展具有十分重要的理论意义和现实价值。本研究以我国沿海区域内的20个主要沿海港口^①和港口城市为例，综合运用协同度模型和DCI模型进行脉冲响应分析，分析我国沿海港口与所在城市发展之间的互动关系及其演变，提出了促进我国沿海港口及所在城市协调发展的建议。

借鉴已有研究成果，坚持代表性、系统性和可操作性原则，本文分别选取了12个能够代表港口、城市发展水平的指标（船舶在港时间为负向指标，其余指标为正向指标），构建了我国沿海港口和城市协同度评价指标体系，如表 1所示。

表 1(Tab. 1

表 1 我国沿海港口和城市协同度评价指标体系及熵权 Tab.1 Index System and Entropy Weight of Coordination Degree Between Coastal Ports and Cities

表 1 我国沿海港口和城市协同度评价指标体系及熵权 Tab.1 Index System and Entropy Weight of Coordination Degree Between Coastal Ports and Cities

将港城复合系统看作一个整体，港口和城市则是构建这个整体的两个子系统。设S_i，i ∈ [1,2]分别是港城复合系统下的港口系统和城市系统。在其发展的过程中，每个子系统都是由12个序参量反映，序参量可用a_i = (a_i1, a_i2, ..., a_i12) 表示。本节的计算过程可分为以下3个部分。

（1）序参量对子系统的贡献度

采用线性加权求和的方法计算各个序参量对子系统的总贡献，公式如下：

(1)

式中，u_i(a_i)是序参量对子系统的总贡献；u_i(a_ij)是各序参量在子系统中的贡献度，通过功效函数计算得到；λ_j是各个序参量的熵权，通过熵权法计算得到。

（2）港口和城市两个子系统的协调度

利用耦合度函数测算两个子系统的协调度，公式如下：

(2)

式中，C为协调度；u₁(a₁)、u₂(a₂)分别为港口系统和城市系统的有序度。

（3）港城复合系统协同度

为反映出港口与城市两个子系统的整体功效与协同效应，在公式（2）的基础上建立复合系统的协同度模型，公式如下：

(3)

式中，D为复合系统协同度，取值范围[0, 1]；F为综合协调指数，且F=[u₁(a₁)+u₂(a₂)]/2。

本文借用DCI模型^[20]判断沿海20个港口城市的港城关系类型，公式如下：

(4)

(5)

(6)

式中，DCI表示港口活动的增长情况对城市经济发展的重要程度，D_e为港城发展弹性系数，D_i为港城增量相对集中度指数。T_n为研究期内第n年的港口货物吞吐量，T₁为第一年的货物吞吐量。C表示城市的地区生产总值，C_n和C₁的含义同T_n和T_i。α为港城发展弹性系数的系数，取α=0.6；β为港城增量相对集中度指数的系数，取β=0.4。若DCI＞1，表示该城市属于港口驱动型港口城市；若DCI＜1，表示该城市属于城市驱动型港口城市；若DCI=1，则表明港城关系处于一种平衡状态。

结合现有相关研究成果和行业实践，为了能够清晰地反映港口和城市的协调发展程度，对港城复合系统协同发展阶段作出如下划分（表 2），将协同度[0, 1]划分为4个等级。根据20个沿海主要港口和城市2000—2020年的统计数据，利用公式（1）—（3），测算港口城市的港城复合系统协同度并分析其时空变化及演变特征：

表 2(Tab. 2

表 2 港城复合系统协同发展阶段划分 Tab.2 The Stage Division of Coordinated Development of Port-city Complex System

表 2 港城复合系统协同发展阶段划分 Tab.2 The Stage Division of Coordinated Development of Port-city Complex System

（1）我国大部分沿海港口已经进入极度协调发展阶段。2020年，港城协同度最高的是广州港，协同度达到0.912，处于极度协调发展阶段。宁波舟山港、厦门港、青岛港、上海港、深圳港港城协同度水平紧随其后，都超过了0.90，与广州港港城协同度水平相差很小，都处于极度协调发展阶段的第一方阵。天津港、烟台港、海口港等协同度值也都在0.80以上，处于极度协调发展阶段的第二方阵，其中海口港处于极度协调发展阶段的最后一位，刚从高度协调发展阶段进入极度协调发展阶段时间不久。大连港、营口港、秦皇岛港的协同度值分别为0.788、0.750、0.786，是我国沿海港口中唯一处于高度协调发展阶段的3个港口。

（2）我国沿海港口港城协同度整体呈现上升的水平，但是增速逐渐放缓。在研究期内，2000年，我国沿海港口港城协同度平均水平只有0.26，处于低度协调发展阶段；到2002年，我国沿海港口港城协同度平均水平就达到了0.31，开始进入中度协调发展阶段，从低度协调发展阶段到中度协调发展阶段仅用了2年时间；到2007年，我国沿海港口港城协同度平均水平达到0.53，开始进入高度协调发展阶段，从中度协调发展阶段到高度协调发展阶段用了5年时间；到2016年，我国沿海港口港城协同度平均水平达到0.80，开始进入极度协调发展阶段，从高度协调发展阶段到极度协调发展阶段用了近10年时间。

（3）我国沿海港口港城协同度差距呈现“先扩大—后缩小—再扩大”的发展趋势，港城关系发展面临新一轮的挑战。2000—2005年，我国沿海港口港城协同度差距总体处在0.12—0.17的发展水平；2006—2008年，随着我国沿海港口与所在城市的快速发展，我国沿海港口港城协同度的差距迅速扩大到0.20以上；2009—2018年，随着我国沿海港口与所在城市之间关系的不断协调，我国沿海港口港城协同度差距整体在逐渐缩小，到2018年差距缩小到只有0.08的历史最低水平，我国沿海港口港城关系发展水平整体齐头并进；从2019年开始，随着我国沿海港口港城关系的变化，港城协同度差距又开始进一步拉大。

（4）我国沿海地区港城协同度区域分化特点显著，长三角、东南沿海和珠三角地区发展水平整体优于环渤海和西南沿海地区。环渤海地区是我国沿海港口中港城协同发展水平起点最高的地区，然而经过近20年的发展，两级分化现象十分严重。长三角、东南沿海和珠三角地区港口港城协同度发展总体比较平稳，基本都从低度协调发展阶段起步，然后稳步上升至目前的极度协调发展阶段。西南沿海地区港口港城协同度起步总体较差，而且发展缓慢，在我国沿海港口中最晚进入极度协调发展阶段，港城协同发展的动力需要进一步增强。我国沿海地区港城协同度区域分化的特点与我国环渤海和西南沿海地区经济发展水平相对落后，港口在地方经济发展中重视程度和综合协调利用程度不高等因素密不可分。

利用公式（4）—（6），通过计算20年我国沿海港口港城关系DCI值，将港城关系划分为城市驱动型、港口驱动型、港城互驱型三种类型（表 3），分析在研究期内港城关系类型的变化：

表 3(Tab. 3

表 3 港城关系类型划分 Tab.3 Classification of Port-city Relationship

表 3 港城关系类型划分 Tab.3 Classification of Port-city Relationship

（1）研究期内城市驱动型港口城市数量显著增加，港城互驱型和港口驱动型港口城市数量减少。在研究期末，城市驱动型港口城市数量最多（12个），港城互趋型港口城市数量次之（5个），港口驱动型港口城市数量最少（3个）。港口驱动型港口城市主要分布在环渤海和西南沿海地区，多属于近年来港口产业快速发展、港口设备设施条件大幅改善的城市。港城互驱型港口城市主要分布在环渤海、东南沿海和西南沿海地区，多属于近年来港口和城市发展水平比较同步的城市。城市驱动型港口城市大多是我国港口发展基础条件好、优势显著、历史基础较好的港口。

（2）在研究期内，大部分沿海港口都经历了由“港口驱动型—港城互驱型—城市驱动型”的发展阶段。其中，天津港、青岛港、连云港港、温州港、深圳港和广州港经历了以上典型的发展阶段，并长期稳定在城市驱动型发展阶段。烟台港、湛江港、北部湾港和海口港仅在个别年份出现了港城互驱型的发展特点，大部分年份都稳定在港口驱动型的发展阶段。大连港、营口港、秦皇岛港、日照港、上海港、宁波舟山港、厦门港和汕头港刚开始就进入了城市驱动型发展阶段，后又逐渐分化，大连港等又经历了“港口驱动型—港城互驱型—城市驱动型”的发展阶段，营口港经历了“港口驱动型—港城互驱型”的发展阶段后一直停留在港城互驱型的发展阶段，秦皇岛港基本维持在城市驱动型的发展阶段，日照港基本维持在港口驱动型的发展阶段。福州港从港口驱动型向港城互驱型发展之后，一直在港城互驱型和城市驱动型之间徘徊。珠海港一直在港口驱动型和港城互驱型之间徘徊。

（3）在研究期内DCI值的变化主要有呈现下降趋势和呈波动变化两种趋势。①DCI值呈下降趋势：表明在研究期内这些港口城市由于产业的不断转型升级和现代服务产业的发展，城市经济拉动力持续强于港口的拉动力，因此港城关系类型不断趋向于城市驱动型和港城互驱型发展；②DCI值呈波动变化趋势，表明在研究期内这部分港城关系变化的主导权在城市与港口之间不断交错变换，港城关系不受任一系统单方面的作用，港口与城市互相驱动港城关系的变化发展。将DCI=1作为划分港口城市关系的平衡状态，可以分为远离平衡态和趋近平衡态两种类型：①远离平衡态：大连港、秦皇岛港、天津港、青岛港、上海港、连云港港、宁波舟山港、温州港、厦门港、深圳港、广州港、汕头港，这类港口城市的DCI值在不断减小，向城市驱动型和港城互驱型转变；②趋近平衡态：营口港、烟台港、日照港、福州港、珠海港、湛江港、北部湾港、海口港，这类港口城市的DCI值不断减小趋近于1，由港口驱动型或城市驱动型不断向港城互趋型靠近。

结合现有研究成果，为了分析港口城市协同度变化影响因素，本文选取了城市货运量、GDP、工业GDP、固定资产投资、进出口总额、三二产业产值比、社会消费品零售总额和实际利用外资额等指标，利用Eviews 10.0软件进行脉冲响应分析，经过平稳性检验和协整检验，将脉冲响应结果按照DCI＞1（表 4）和DCI＜1（表 5）分为两类。

表 4(Tab. 4

表 4 不同类型港城关系驱动模式比较（DCI＞1） Tab.4 Comparison of Driving Patterns of Port City Relationship(DCI > 1)

表 4 不同类型港城关系驱动模式比较（DCI＞1） Tab.4 Comparison of Driving Patterns of Port City Relationship(DCI > 1)

表 5(Tab. 5

表 5 不同类型港城关系驱动模式比较（DCI＜1） Tab.5 Comparison of Driving Patterns of Port City Relationship (DCI < 1)

表 5 不同类型港城关系驱动模式比较（DCI＜1） Tab.5 Comparison of Driving Patterns of Port City Relationship (DCI < 1)

（1）总体来看，港口驱动型港口城市主要分布在环渤海和西南沿海地区。烟台港、日照港等港口分布在青岛港等国际大港附近，其发展受制于区域内大港口，但借助于有利的区位优势和多式联运条件的改善，与腹地联系不断加强，港口产业得到迅速发展，因此港城关系发展以港口驱动为主。北部湾港是在近年来将北海港、钦州港、防城港三港合一打造的西南沿海港口群，连接西部“陆海新通道”成为西部内陆地区南向出海的桥头堡，通道沿线地区、港口地区基础设施条件逐步完善，因此港口产业发展迅速，以港口驱动为主。其区别在于，环渤海地区的港口的产业结构影响因素为负向冲击，而西南沿海地区港口的产业结构影响因素为正向冲击。

（2）城市驱动型港口城市的港城关系变化多是受城市经济方面的因素所影响，但每个港口所受影响因素却不同。大连港、连云港港、福州港、深圳港、广州港的发展与产业及产业结构、城市货运量等因素相关，这些港口城市具有较好的产业基础，与腹地间的联系密切，城市货运量为港口发展提供了充足的货源。秦皇岛港、青岛港、上海港、厦门港、珠海港的发展与GDP、固定资产投资等因素相关，这些城市依托强大的固定资产投资，带动了城市经济的快速发展。天津港、宁波舟山港等的发展与进出口总额、实际利用外资额等因素相关，这些枢纽港口城市都是我国对外贸易发展水平较高的地区，强大的进出口和利用外资能力带动了城市经济的高速增长。温州港、珠海港的驱动因素比较复杂，并且都呈现正负波动性，驱动机制不太稳定，城市发展还没有找到明显的驱动力。

（3）在研究期末处于港城互驱型的港口城市主要有5个。其中，福州港一直在城市驱动型、港城互驱型和港口驱动型中切换变化，珠海港一直在港口驱动型和港城互驱型中切换变化，港口驱动因素更加强烈，影响港城关系发展的机制多样。湛江港在研究前期一直稳定地属于港口驱动型，在2008年DCI值降到1.07，属于港城互驱型，随后DCI值上升在2009年达到峰值，其后持续降低，在2019年再次属于港城互驱型。这与2019—2020年港口货物吞吐量骤减和城市GDP增速降低有关。营口港在2001年、2019— 2020年不属于港口驱动型，珠海港在2007—2009年和2016 —2020年处于港城互驱型，在其余所有年份都稳定地属于港口驱动型，原因与湛江港类似。

本文以我国环渤海、长三角、东南沿海、珠三角、西南沿海区域内的20个沿海主要港口和港口城市为研究对象，计算和分析了我国沿海港口与港口所在城市之间的互动关系及其演变，通过分析得出：①我国沿海港口港城协同度总体呈上升趋势，大部分沿海港口已进入极度协调发展阶段，但发展趋势逐渐放缓，区域分化特征显著，港城协同度差距呈现再扩大的发展趋势，港城关系发展面临新一轮的挑战；②我国沿海港口港城关系可分为港口驱动型、城市驱动型和港城互驱型三种类型，在研究期间，大多数沿海港口都经历了“港口驱动型—港城互驱型—城市驱动型”的发展阶段，城市驱动型港口城市数量显著增加，港口驱动型和港城互驱型港口城市数量减少。

为促进我国沿海港口及所在城市的协调发展，带动港口及所在城市的高质量发展，建议：①沿海港口城市要加大对港城关系的正面宣传，引导社会公众客观准确认识港城关系协同发展的重要性，打造和谐的港城关系形象；同时，要密切跟踪、准确研判港城关系所处发展阶段，因地（时）制宜出台促进港城关系协调发展的政策措施，使港城关系始终处于螺旋式上升的发展轨道；②沿海港口城市要大力发展有地方特色和发展优势的产业，加快推进制造业转型升级，加大对国内外知名制造企业的招商引资力度，在土地、岸线、税收等方面给予相应的优惠政策，要根据港口及城市所处不同发展阶段，优化临港产业布局，提升临港产业规模和对城市经济发展的支撑水平；③沿海港口要主动适应城市经济、产业和运输结构调整的需要，从“运的了”向“运的好”转变，从单纯的提供装卸运输服务向提供一站式配套服务转变，有序拓展港口服务功能，不断优化港口装卸仓储主业，增强中转配送、流通加工等增值服务，延伸港口物流产业链，积极发展港航信息、商贸、金融保险等现代服务业，更好地服务港口所在城市高质量发展；④因地制宜有序推进区域港口资源整合，合理分工，实现1+1≧2的效果，避免出现因港口资源整合过程中的利益分配不均，而导致港口所在城市对港口发展的支持力度降低，要充分发挥港口资源整合带来的红利，提升港口岸线、土地、航道、锚地等资源利用效率和发挥港口间协同发展优势，不断提升港口整体经济效益以及对城市经济贡献的水平。

注释：

① 2021年，中共中央国务院印发了《国家综合立体交通网规划纲要》，公布了全国主要港口名录，其中沿海主要港口27个，新增了唐山港和洋浦港。但是，考虑到南通港、苏州港、镇江港、南京港位于长江内河，唐山港和洋浦港规模和货类结构不具有代表性，因此不纳入本研究范围。