集装箱港口腹地的边界线，只要存在，就可以作为未来港口发展和基础设施规划的参考点。在早期划定中国港口腹地的努力中，要么考虑的港口数量有限，要么仅根据港口总吞吐量划定腹地。因此，这些研究都没有让我们清楚地了解共享腹地的特征。为了解决这些缺点，本文使用隶属度方法和Huff模型，尽可能地描绘了中国20个主要外贸集装箱港口的腹地。结果表明，中国腹地存在着激烈的港口竞争，不同类型港口的腹地特征在范围和空间连续性上存在差异。我们的研究对中央和地方政府以及港口当局具有重要的政策意义。简而言之，加强省际港口合作应成为未来政策制定者的首要任务。由于货物装卸规模不经济的冲击不可避免，国际枢纽港应重点发展强大的、以港口为中心的海上集群和国际航运中心。区域枢纽港要更好协调与国际枢纽港和支线港的关系。最后，后一种港口需要谨慎规划其发展，以避免不受约束和浪费的扩张。
1. Introduction
随着全球化的发展，海上运输在国际贸易中的作用越来越重要(Haralambides, 2017)。根据联合国贸发会议(2017年)的数据，超过80%的国际贸易是由船舶运输的。因此，港口已成为重要的对外贸易枢纽，对各自的沿海和内陆城市产生了重大影响(积极和消极的影响)(Haralambides, 2020)。随着铁路、公路、内河水运网络的不断完善，港口与内陆城市的经济联系日益紧密。鉴于此，鉴于港口对国民经济的重大影响，合理规划的港口发展日益显得重要。
与此同时，陆地基础设施的发展扩大了港口腹地，导致港口之间争夺共同(共享)腹地的竞争加剧。这种现象的一个很好的例子是欧洲，现在整个欧洲大陆构成了所有欧洲港口的腹地，包括北部(北海)和南部(地中海)。
与扩大腹地同时发展的是对港口服务的需求，由于港口竞争，特别是在"捕获"转运集装箱方面，这种需求现在已变得随机，因此更难以预测。在集装箱化出现之前，腹地往往被明确界定，并相对集中在港口周围，具有连续的空间分布然而，集装箱化和多式联运导致了从圈养腹地到共享或竞争腹地的范式转变(Hayut, 1981;Muller, 1999;Ferrari et al.， 2011;Haralambides, 2019)。因此，港口腹地的规模不断扩大，呈现出不连续(即碎片化或非相邻)的空间扩张。考虑到腹地的动态性和复杂性，明确腹地覆盖范围(即构成港口腹地的区域)和货物分布2是合理调整港口定位和确定其未来发展方向所必需的。的确，在预算减少和其他国家投资优先事项的时代，国家港口发展需要更好地协调，港口之间的竞争与合作也需要更好地协调。以需求为导向的港口投资，可以避免资源的浪费，使资源合理化。在这些作者看来，港口腹地的定义及其产生的生产-运输-分配需求是指导新港口投资的最佳指标(有关决定港口投资和发展的更多参数，感兴趣的读者可以参考Haralambides(2017)和Haralambides(2019))。
中国的集装箱港口发展迅速。2017年，全球十大集装箱港口中有7个属于中国(中国港口学报，2018)。中国沿海地区也发展了一批港口，在共享的腹地上相互竞争。此外，我们可以很容易地观察到环渤海经济圈、长三角和珠三角港口之间的高度相似性。
为了提高竞争力，沿海港口进行了大量投资，尽管它们之间缺乏规划和协调。其结果是重复和重叠的能力。2008年的金融危机暴露了这些问题，引起了地方政府和中央政府的重视。后者此后强调了"指导"对"科学"配置港口资源的重要性;指导港口建设;完善港口布局规划;促进港口协调发展(中华人民共和国交通运输部，2014)。
为了提高竞争力，沿海港口进行了大量投资，尽管它们之间缺乏规划和协调。其结果是重复和重叠的能力。2008年的金融危机暴露了这些问题，引起了地方政府和中央政府的重视。后者此后强调了"指导"对"科学"配置港口资源的重要性;指导港口建设;完善港口布局规划;促进港口协调发展(中华人民共和国交通运输部，2014)。
目前，中华人民共和国海关总署(中国海关)拥有最详细的中国对外贸易数据。与以往的研究不同，我们的研究试图利用中国海关数据库提供的信息，对中国港口的腹地进行分类，并在可能的情况下进行描绘。我们的研究沿袭了Zhou和Zhang(2001)对城市与海关的联系以及港口腹地的研究，采用了空间相互作用模型。具体而言，我们使用2017年外贸集装箱海关数据，并以外贸集装箱港口3作为研究输入。本文综合运用隶属度法和Huff模型对腹地与港口之间的联系进行了研究。此外，我们考虑了在货物原产地(而不是在港口)进行的清关的影响。在中国，这是一种新的可能性(模式)，在这里被称为"本地报关-港口验货"。这种"模式"为交易者提供了以前在文献中没有分析过的显著优势。因此，我们在这里的目标是提供一个更准确的中国港口腹地的描绘，这些天来，构成了港口管理的重要信息，指导他们的投资决策和可能的合作/整合计划。此外，我们的研究估计了城市-港口货物流量，这可以吸引更多关于港口腹地决定因素的未来研究。
2. Literature review
Van Cleef(1941)首先提出了港口腹地的定义。后来，Weigend(1958)、Blumenhagen(1981)和Barke(1986)提供了进一步的定义。腹地被广泛认为是为给定港口提供大部分业务的地区(Notteboom和Rodrigue, 2007)。集装箱化和集装箱转运加强了内陆地区周围的动态(但也加强了不确定性)，这些地区已变得越来越复杂，需要新的定义。
Van Cleef(1941)首先提出了港口腹地的定义。后来，Weigend(1958)、Blumenhagen(1981)和Barke(1986)提供了进一步的定义。腹地被广泛认为是为给定港口提供大部分业务的地区(Notteboom和Rodrigue, 2007)。集装箱化和集装箱转运加强了内陆地区周围的动态(但也加强了不确定性)，这些地区已变得越来越复杂，需要新的定义。随着全球供应链的出现，noteboom和Rodrigue(2007)将腹地分为宏观经济腹地、物质腹地和物流腹地。Shi和Li(2016)基于Notteboom和Rodrigue(2007)的分类，研究了中国深圳港口的腹地发展。De Langen(2007)将腹地分为圈地和可争夺地(另见Haralambides, 2019)。自备腹地包括一个占主导地位的港口，而可竞争的腹地则与几个港口相连。Hoare(1986)确定了英国港口之间的重叠和随后的竞争，因为它们各自共享的腹地。Ferrari et al.(2011)指出，圈养腹地已经开始向可竞争腹地转变。Yang et al.(2016)在De Langen(2007)的基础上，采用更详细的分类方法分析了上海门户腹地的时空演变。类似的概念包括对主要腹地区域和竞争边际的定义(Rodrigue, 2017;Santos和Soares, 2019)。
现有的腹地边界研究一般基于离散选择模型和空间相互作用模型。离散选择模型采用随机效用理论来分析消费者行为(Mcfadden, 1974)。Malchow和Kanafani(2001,2004)是最早应用多项逻辑模型研究美国港口托运人选择的人之一。孟和Wang(2010)采用probit模型研究港口腹地。Wang等人(2016)采用离散选择模型来划分具有无分布路线效用的概率港口腹地。
空间相互作用模型(也称为引力模型)是基于牛顿万有引力定律建立的;它们已广泛用于社会经济研究。Ferrari等人(2011)引入了一个重力模型来研究利古里亚港口的腹地。他们通过生产约束模型比较了实际和潜在腹地之间的差异。他们的双约束重力模型的结果表明，地理距离只能部分解释货物的分布。Guerrero(2014)采用双约束重力模型研究法国港口腹地，用卡车行驶时间代替地理距离。他们的研究结果表明，腹地与港口之间的距离影响了大多数类型的货物，但集装箱货物受到的影响最小。Moura等人(2017)提出了一种修正的腹地边界Huff模型。该模型对西班牙港口具有令人满意的拟合优度。
中国早期对腹地边界划分的研究多采用定性分析。相反，现有的研究方法有层法和枢轴韧带法(Wang et al.， 2005)，隶属度法(Zhou and Zhang, 2001)，重力模型(Zhuang and Yu, 2014;Xu and Xu, 2018)。
然而，一些问题仍然存在。首先，大多数研究集中在只有一个或两个港口的情况下的边界划分(Jiang和Zhang, 2013;庄和宇，2014)。虽然这些研究确定了一个港口的集水区，但它们并没有提供港口-腹地关系的全貌。其次，大多数研究都分析了港口与腹地之间的港口总吞吐量(Zhou and Zhang, 2001;Jiang and Zhang, 2013;Wang等人，2017)。然而，一种商品的腹地与另一种商品的腹地是不同的。因此，关于特定商品的腹地边界划分可能导致更准确的结。第三，现有研究的结果往往过于简化;也就是说，他们只分配一个腹地区域给一个特定的港口(Jiang和Zhang, 2013;Xu and Xu, 2018)。然而，正如上文所讨论的，腹地是重叠的，而早期的研究并没有充分解决共享腹地的复杂性。因此，更准确地定义"共享腹地"是很重要的，理想情况下，这是涉及特定商品而不是总港口吞吐量的腹地。
3. Study area, research design, data sources and methodology
3.1. Study area
中国外贸集装箱港口腹地除涉及国家始发目的地外，还涉及与周边国家的陆路运输(公路、铁路、内河水路)。就我们研究的目的而言，中国海运贸易和港口的前沿地区，包括那些通过海上服务于中国与外国贸易的国际港口
尽管"一带一路"倡议加强了陆路的作用，但其总体影响明显小于海运，后者承载了该国大部分的国际集装箱贸易。2017年，水路集装箱贸易占集装箱贸易总量的95%，而铁路和公路运输仅占4.91%
目前，中国有40个大小海港可以处理集装箱运输。这些港口与100多个国家的600多个港口相连。具体而言，由东南亚、北美、中南美洲、中东、欧洲、日韩、澳新、非洲等八条航线组成的网络，将中国与世界主要经济贸易区连接起来。
集装箱贸易的格局是由货物的空间分布决定的。地级行政单位按其对外贸易集装箱吞吐量分为五类。考虑集装箱吞吐量的空间分布，根据城市与海岸的距离(0公里以内、0 ~ 350公里、350 ~ 1000公里、1000公里以上)将城市划分为4个层次。如图1所示。距离海岸350公里以内的层(第1层和第2层)是集装箱贸易的主要生产区，占总量的94.09%。此外，第一层和第二层的城市主要使用海港进行对外贸易，因此被认为属于港口的腹地。本研究的重点是位于离海岸350公里以内的133个城市与主要集装箱港口之间的关系(图2)。
我们的研究选择了19个超过50万标准箱(20(英尺)等效单位)的港口:大连、天津、青岛、烟台、威海、连云港、上海、宁波-舟山、福州、厦门、广州、深圳、珠海、中山、汕头、南京、苏州、佛山和江门。此外，我们还包括北部湾港，这是中国西南重要的沿海港口。各端口位置如图2所示。这20个港口的集装箱吞吐量占总量的94.43%，反映了中国外贸集装箱港口的总体格局。
3.2. Research design and methodology
虽然中国海关数据库记录了对外贸易的各种信息，但没有包括港口数据。因此，中国海关和《中国港口年鉴》(获取港口数据的地方)的数据不匹配。因此，采用以下四步设计来克服这个问题。
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步骤1:我们使用隶属度法计算i市与海关管辖j的隶属度(Rij)。Zhou和Zhang(2001)首次使用该方法。利用贸易量比7，他们可以衡量港口城市与其腹地之间的联系。在我们的研究中，外贸集装箱吞吐量的比率是用来衡量一个城市的隶属于海关管辖的程度。计算如下:
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步骤2:随后引入Huff模型，计算城市i的集装箱吞吐量通过海关管辖权j分配给港口m的概率(Pijm)。如果海关j只涉及一个港口，则Pijm = 1;如果j涉及多个港口，则Pijm通过港口与货物起源地/目的地之间的距离获得。腹地的大小与港口对腹地内贸易商的吸引力成正比，与到港口的距离成反比(斥力)。模型可表示为:
Huff模型是一个用于预测城市或地区内消费者选择特定商店或服务的概率的模型。在港口和腹地连通性的背景下，Huff模型可以用来计算某个城市通过特定港口进行集装箱运输的概率。这个模型基于以下几个关键概念：
- 吸引力（S_j）：这通常与港口的规模、设施、服务水平和吞吐能力有关。港口的吸引力越大，越能吸引更多的集装箱吞吐量。
- 距离阻力（T_ij）：这指的是货物从城市i到港口m的距离，包括运输时间和成本。通常，距离越远，阻力越大，选择该港口进行运输的概率越低。
- 参数（μ, λ）：这些参数反映了规模和距离对概率的影响程度。在不同的应用中，这些参数可以根据经验数据进行调整。
- 步骤3:计算城市i与港口m的隶属度Lim。Lim的计算公式为:
- 步骤4:通过城港成员划分得到腹地类型和覆盖区域。港口与腹地之间的经济联系已经具有多向性和主要连接方向。也就是说，一个城市可能由多个港口提供服务，其中一个或几个港口是主要的联系港口。在城市港口成员Lim中，腹地分为以下三种类型(分类标准定义于Zhou和Zhang, 2001)。
我们的研究设计如图3所示。以城市1为例，其集装箱吞吐量必须在海关管辖区域1或2中进行申报(城市1在海关1管辖范围内)。海关1对港口1有管辖权，海关2对港口2和3有管辖权。首先，计算城市1与海关管辖区域1和2的隶属度。接下来，计算城市1的集装箱吞吐量的概率，城市1在海关单位1申报并分配给港口1、2和3，城市2在海关单位2申报并分配给港口2和3。第三步，对结果进行求和，分别得到城市1与港口1、港口2、港口3的隶属度。最后对腹地类型进行了界定
为了更好地理解研究设计，可能有必要对中国的海关申报制度进行简要概述。中国有42个海关辖区，由中华人民共和国海关总署直接管理。根据《中国海关法》规定，一般情况下，进口货物在进境口岸管辖海关申报，出口货物在装货口岸管辖海关申报。这种"模式"被描述为"在港报关"。然而，为了加快通关流程，中国海关推出了另一种申报模式，允许企业在当地海关管辖区申报货物。在这里，入境和装货口岸的海关管辖区只负责货物的检验和放行。这种模式被定义为"本地报关-港口结帐"。因此，虽然港口2和3不在海关1管辖范围内，但在海关1申报的货物可以分配到港口1、2和3(图3)。
虚线箭头表示货物在当地海关单位申报的过程。进(出)港的货物，可以由其他海关管辖。
3.3. Data sources
本研究使用的港口数据来源于《2018年中国港口年鉴》和各港口官方网站。地级市集装箱吞吐量数据来自国家海关信息中心提供的2017年统计数据。2017年中国海关外贸集装箱数据共包含298315项信息。每一项都记录了集装箱的国内统计单位(每个单位对应一个单独的位置代码)、国外、海关管辖、运输方式和整箱数量。
从中国海关数据库中提取的数据包括通过42个海关管辖区申报的600多个区域统计单位的集装箱货运量。区域统计单位为地级行政单位(不包括海南、香港、澳门、台湾)的汇总。然后提取与133个地级市行政单位有关的数据，这些单位位于距离海岸350公里的范围内，以及相应的海关区域。