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基于改进引力模型的江苏省农产品物流网络构建

2023-02-04 08:40:06

姜金德, 蒋淑华, 王小波,2, 余 慧

(1.南京晓庄学院商学院,江苏南京 211171;

2.南京航空航天大学经济与管理学院,江苏南京 211106)

构建高效便捷的农产品物流网络,有助于提高农产品物流资源的利用效率、加快农业产业发展,对实施乡村振兴战略具有重要意义。江苏既是经济大省,也是农业大省,研究江苏省农产品物流网络构建,有利于合理分配农产品物流资源,优化农业结构,降低区域农产品流通成本,发展优质、特色农业,为区域农业和物流企业发展提供助力。

关于物流网络构建,国内外学者进行了广泛的研究,国外多集中于物流与企业之间的关系。Jr Bowen研究了美国联合包裹(UPS)等知名快递企业,发现其配送网络具有轴辐式结构特征[1];
Cunha等利用启发式算法规划了辐射式网络中的配置中心,证实了该方法降低成本的可行性[2];
Soleimani等用启发式算法优化了航运物流网络的线路,以具体企业为例证明了其能够减少运输和库存持有成本[3]。

国内学者沿着城市空间联系延伸到区域发展,进而扩展到区域物流网络的脉络进行了大量的研究。在城市空间联系方面:周园等基于修正引力模型评价了黄河下游沿岸18个城市空间联系特征,进行了城市联系结构分析和城市组团格局划分[4];
刘建华等运用主成分分析法和修正后的引力模型研究了中原城市群30个城市的创新空间联系,进行了可视化分析[5];
彭英等运用熵权法构建了江苏省13个地级以上城市综合力竞争指数,再利用引力模型和社会网络分析法研究了江苏省城市创新空间关联及其影响因素[6];
杨蕙嘉等构建了修正的引力模型,分析了长三角城市群、广西壮族自治区的空间关联强度和时空格局[7-8]。在区域发展方面:陈晓雪等分别构建了长江经济带11个省(市)、长三角城市群绿色发展水平的评价体系,并对时空演化进行了测度[9-10];
刘晓萌等构建了旅游经济联系强度模型,并对京津冀地区的空间格局演化进行分析[11]。在区域物流网络方面:温馨等基于改进引力模型分析了“一带一路”我国区域18个区域物流的辐射能力[12];
梁晨等在预测的基础上,运用主成分分析法计算了京津冀区域13个城市各物流节点综合评价得分,以区域物流网络总成本最低为目标得出了枢纽节点[13]。关于农产品物流网络方面的研究:曹志强等基于因子分析法与引力模型,分别构建了广西壮族自治区和京津冀的农产品物流网络,并提出了相关完善建议[14-15];
伍景琼等运用因子分析和聚类分析得出了云南省水果产业的轴心城市和辐点城市,根据货运联系强度和物流隶属度构建了云南省水果业轴辐式物流网络[16];
何美玲等在GM(1,1)模型预测的基础上,构建了以南京市、苏州市为轴心的江苏省农产品冷链物流网络[17]。

相关文献研究的区域、方法为笔者所在课题组研究江苏省农产品区域物流网络构建提供了有益的借鉴,特别是新冠疫情的持续影响下,合理的农产品物流网络构建对城市居民生活保供、战胜疫情具有重要意义。在前人研究成果的基础上,构建了适用于特定对象的评价指标体系,改进了引力模型中的引力系数、农产品物流质量和城市距离,得到各市间农产品物流绝对性及相对性引力强度,构建的江苏省农产品物流网络更加精确,有利于提高区域农业及农产品物流的资源配置效率,降低区域农产品流通成本,优化农业结构,加快农业产业发展,为区域农业和物流企业发展提供助力。

2.1 指标体系构建

结合江苏省农业和物流业发展的情况,借鉴文献[15,17]等研究物流网络体系所选取的指标,根据指标数据表征研究对象的科学性、代表性原则,以区域经济发展状况、农产品产出水平和区域物流发展水平作为一级指标,选取地区生产总值、居民人均可支配收入、居民人均生活消费支出、社会消费品零售总额、农业总产值、农产品总产量、农业生产总值、农产品物流相关产业(交通、仓储和邮政业)从业人数、物流相关产业生产总值、邮电业务总量、移动通讯用户数等11个二级指标,构建江苏省区域农产品物流发展评价指标体系见表1,其二级指标2020年数据见表2。各项指标数据来源于2021年度的《江苏省统计年鉴》。

表1 江苏省区域农产品物流发展评价指标体系

2.2 江苏省各城市的农产品物流发展水平评价

为消除指标原始数据的不一致性,对表2数据进行标准化处理,结果见表3。

对标准化后的指标数据进行效度检验,发现KMO=0.612,大于0.5;
Sig.=0.000,小于0.05,表明适合进行主成分分析,进而可得各成分特征值的方差贡献率与累积贡献率,见表4。

其中:第1个主成分特征值方差贡献率为7.050,解释原有11个变量总方差的64.089%;
第2个主成分特征值方差贡献率为3.171,解释原有11个变量总方差的28.826%,累计贡献率为92.916%。可见,选取这2个主成分进行分析,可基本代表江苏省13个城市的农产品物流发展水平,求得11个评价指标的主成分载荷值Ui,见表5。

表2 江苏省区域农产品物流发展评价二级指标2020年数据

表3 江苏省区域农产品物流发展评价标准化后的数据

表4 解释的总方差

表5 主成分载荷值

根据表5可得各主成分得分和总得分函数:

F1=0.167ZX1+0.091ZX2+0.089ZX3+0.185ZX4+0.068ZX5+0.003ZX6+0.075ZX7+0.066ZX8+0.187ZX9+0.174ZX10+0.191ZX11。

(1)

F2=0.013ZX1-0.109ZX2-0.111ZX3+0.062ZX4+0.252ZX5+0.201ZX6+0.254ZX7+0.232ZX8+0.070ZX9+0.037ZX10+0.075ZX11。

(2)

这2个主成分分别从经济物流水平、农产品产出水平2个方面对各市农产品物流发展水平进行评价,按照表4中的方差贡献率作为2个主成分的权数,得各市农产品物流发展水平综合评价,如公式(3):

(3)

将表3的数据代入公式(1)~公式(3),可得各主成分得分及综合得分,按综合得分进行排序如表6所示。

3.1 轴心-辐点城市的确定原则

根据表6各市综合得分的排名,可以将综合得分值大于1的徐州市、苏州市作为一级节点城市;
将综合得分值介于0~1的南京市、盐城市、南通市3个城市作为二级节点城市,则综合得分大于0的城市共5个,由于苏州市、南通市接壤,且经纬度大致相同,若都定为轴心城市将不利于提高农产品资源配置效率,故取排名较高的苏州市为轴心城市,则共取4个轴心城市(苏州市、徐州市、南京市、盐城市);
南通市和其余8个三级节点城市共9个城市作为辐点城市,4座轴心城市分别分布在江苏省的南北西东4个方位,可有效发挥区域带动作用,促进区域农产品物流的发展。

表6 各城市的农产品物流发展水平得分及排名

根据确定的轴心、辐点城市可以发现,江苏省农产品物流发展水平的地域性与经济发展水平并不完全一致。苏南地区的无锡市、常州市经济发展状况较好,但农业发展水平不高,所以农产品物流得分排名靠后;
苏北地区的徐州市、盐城市为传统的农业大市,物流规模、农产品产出水平均较高,故农产品物流发展水平得分排名位于全省前列。作为经济发展最好的苏州市,其农产品物流发展水平得分排名位于全省第2,一部分归功于经济发展好,物流基础设施设备完善、人口众多、需求量大,另一部分也归功于当地的农业现代化程度高、农产品商品化程度高。

3.2 江苏省各城市间农产品物流引力强度分析

3.2.1 改进的引力模型 轴心、辐点城市确定后,应考虑物流活动的空间联系来确定轴心城市的辐射范围,基于传统的引力模型(公式4)进行改进。

(4)

式中:Iij指2个城市i、j间的引力;
G为引力系数;
Mi、Mj指2个城市i、j的“物流质量”;
dij指2个城市i、j间的理论最短运输距离;
r为引力衰减系数,取值为2。

由于城市的发展水平不同,所产生的相互吸引力具有不对称性,对引力模型进行改进:

3.2.1.1 对引力系数的改进 由于城市间产生的绝对性引力和相对性引力存在差异,本研究借鉴文献[4]的成果对G进行改进:

(5)

式中:Gi引力系数表示城市i、j间空间联系的方向。

3.2.1.2 对农产品物流质量的改进 城市间相互吸引、相互依存引力的产生,不单单是财政收入、人口等传统指标,而是能够合理代表各城市综合实力的多方面指标,本研究将各城市农产品物流发展水平综合得分作为“物流质量”。

3.2.1.3 对城市距离d的改进 尽管农产品物流以公路运输为主,由于公里等级的差异以及不同运输方式的差异,单一的公路里程不足以代表距离对城市间引力的影响,本研究根据江苏省公路里程示意图获取最短公路运距,把公路运距、运费以及运输时间作为农产品物流“经济距离”的构成要素,其计算公式为:

(6)

最终,本研究改进的区域农产品物流引力模型为:

(7)

式中:Iij代表城市i对城市j的绝对性引力;
Iji代表城市j对城市i的相对性引力。

3.2.2 隶属度模型 根据隶属度模型,能够确定辐点城市对轴心城市的隶属程度,进而确定隶属关系。

(8)

式中:Pij为2个城市i、j间的农产品物流隶属度,表示城市i隶属于城市j的概率。

3.2.3 模型的应用 在将表6中各城市的综合得分作为“物流质量”时,由于数值较小且存在部分负值,影响“物流质量”含义的表达,因此在不影响研究结论的前提下,将各城市的综合得分增加3个单位,13个城市的“物流质量”都为正值,如表7所示。

表7 江苏省各城市农产品“物流质量”

将表7中各城市的“物流质量”代入公式(5),可得江苏省各城市间的联系方向(表8)。

将表8、表9数据代入公式(7),得江苏省各城市之间农产品物流绝对性及相对性引力如表10所示。

将表(10)数据带入公式(8)可得到轴心城市对辐点城市农产品绝对性和相对性物流隶属度如表11、表12所示。

根据引力强度和隶属度,在确定的4个轴心城市中,由于苏州市所处毗邻上海市的区位,与周围其他城市的空间联系紧密,且辐射3个城市,而徐州市、南京市、盐城市均辐射2个城市,因此,苏州市更适合作为一级轴心城市;

徐州市、南京市、盐城市均作为二级轴心城市,由此确定江苏省农产品物流网络4个物流圈和干线通道:苏州市-南京市-徐州市-盐城市,以及根据表13确定各轴心城市的支线通道,得江苏省农产品物流网络构建示意图(图1)。

表8 江苏省各城市间的联系方向

表9 江苏省各城市间农产品物流“经济距离”

4.1 苏州市农产品物流圈

苏州市位居江苏省区域经济排行榜首位,目前拥有11 898家规模以上工业企业,涉及35个工业大类,吸引了大量外来人员,为苏州市农产品物流市场提供了强大的需求。而作为京沪线上的重要节点,交通基础设施完善,区位条件优越,物流集成化程度高,苏州市作为江苏省区域农产品物流发展的一级轴心城市,毗邻全国第一大城市上海市,并与南京市、盐城市、徐州市3个轴心城市构成区域农产品物流干线通道网络,能够对江苏省各区域农产品物流联动协同发展起到引领作用。且苏州市、无锡市、常州市、南通市借助公路、铁路、水路交通的优势,有助于增强苏北地区农产品在苏南地区的流通效率,极大地满足了苏南地区区域经济快速发展对农产品的需求。

4.2 南京市农产品物流圈

南京市地区生产总值位居全省第2,社会物流总额占全省12.1%,位居全省第1。作为江苏省的省会、长三角唯一的特大型城市,长江经济带、南京都市圈等重大战略的交汇地,南京市也是我国重要的综合性交通枢纽。南京市农产品物流圈地处苏中地区,随着宁镇扬一体化政策的不断推进,带动了该区域经济高质量发展,优化了基础设施及公共资源配置,有利于加大对苏北、苏南城市供求的承接力度,应继续完善交通基础设施,借助区位优势,扩大农产品的物流规模,逐步增强南京市农产品物流圈跨省向安徽省辐射,带动周边长三角城市区域协调发展。

表10 江苏省各市间农产品物流绝对性及相对性引力强度

表11 江苏省区域轴心城市农产品物流绝对性引力强度Iij及物流隶属度Pij

表12 江苏省区域轴心城市农产品物流相对性引力强度Iji及物流隶属度Pji

表13 轴心城市及辐射范围

4.3 盐城市农产品物流圈

盐城市农作物总播种面积占全省的18.58%,农产品总产量占全省的19.33%,其中粮食种植面积比上年增加70万hm2,粮食产量和农作物总播种面积均列全省第一。目前,盐城市拥有3 139家规模以上工业企业,包括1 761家农副食品企业,拥有的省级和国字号的农产品龙头企业数量居全省前列。作为江苏省农业大市、海岸中心城市之一,盐城市与泰州市、淮安市形成江苏省东部农产品物流枢纽圈,农产品物产丰富,加之盐城港作为苏北地区实施沿海开发战略的重要依托,应充分利用圈内各城市的地理优势和农业优势,建设陆、水、空等多式联运协调发展的现代交通网络,并利用陆路、水运以及沿海优势,打造沿海区域性综合交通枢纽,加强大宗农产品的输入输出。

4.4 徐州市农产品物流圈

2020年徐州市农产品生产总量位居全省第二,农业总产值居江苏省首位,农产品物流相关产业从业人数居省内第一。作为国家重要的商品粮基地、苏北地区农产品生产基地和供应腹地、淮海经济区中心城市,徐州市与宿迁市、连云港市形成农产品物流圈,应充分利用该物流圈中各城市的地理优势及发展条件,以淮海国际陆港为核心,推进周边港口、货运、联运中心联合发展,与连云港市形成新货运模式发展,打造成拥有多式联运体系的淮海国际中转枢纽港,利用港口优势向其他城市输送区域特色农产品。

区域农产品物流网络的构建,对农业产业发展、满足城乡人民生活需求、促进乡村振兴战略的实施具有重要意义。本研究基于轴辐理论,采用主成分分析法,得出江苏省各城市农产品物流发展水平综合得分和排名,确定轴心、辐点城市;
运用改进引力模型计算的各城市之间的农产品物流引力,根据隶属度模型确定各轴心城市的辐射范围,构建了4个物流圈以及干线通道和支线通道,分析了各物流圈的产出、需求、作用和发展方向。基于构建的江苏省农产品区域物流网络,提出相关建议:

5.1 从区域经济及物流发展水平来看

区域经济及物流发展水平:苏南>苏中>苏北。因此,苏北城市要发挥港口优势,加快发展冷链运输,增加RFID等技术的投入,提高农产品源产地的物流信息化和标准化,大力发展农村电商产业,进一步提高苏北区域经济、物流业发展水平,增加农民收入;
苏南城市要充分利用现有的资源优势、领先的物流建设实力,全面支持省域内、特别是苏北实施科技振兴乡村的战略,加大高新物流技术研发、高水平建设农村农业领域重点实验室等举措来推动农产品物流现代化进程;
苏中地区位于江苏省中部地带,衔接苏南、苏北,应充分利用区位优势,结合自身特点引进苏南的高新技术,加快现代物流设施建设,促进农产品在省内及周边城市的流通能力。

5.2 从农产品产出水平来看

农产品产出水平:苏南<苏中<苏北。苏南区域寸土寸金且占地面积较小、农业种植面积小,满足不了地方对农产品的强大需求,但湖泊较多,因此苏南各城市应大力发展蓝色农业及信息农业,丰富农产品供应的品种和数量;
苏中城市应进一步对苏南、苏北城市间资源分化不均等问题进行协调,通过对周边地区的辐射推动设施农业、高标准农田等绿色农业的建设,大力发展特色农产品产业,补足对农产品多元化的需求;
苏北城市要发挥农业人口多、种植面积大等特点,注重农业产业振兴和人才振兴,优化区域农业布局,强化土地流转能力,调整农产品品种结构,重点培育种植大户,实行合作社或企业化管理,利用好国家农业政策,吸引外来企业投资,如考虑引进农旅投资公司带动乡村发展,促进村企合作,实现现代粮食生产产业化、规模化,进而凝聚本土人才、吸引外来人才的加入,促进农产品产业现代化转型升级,进一步提高农民收益,促进农产品外向型发展。

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