基于投入产出相关的中国产业结构演化特征分析_产业结构理论论文

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       1 引言

       改革开放以来，中国经济的快速增长，产业结构从低级向高级的演化过程中，伴随着各产业部门投入产出关联的变化。从产业投入产出关联视角，考察我国产业结构的特征和演化规律，对于主导产业的选择和促使产业结构转型和升级的相关政策的制定具有十分重要的现实意义。

       学者们主要通过构建产业结构合理化指标、高级化指标和协调度等产业结构度量指标，度量中国产业结构的演化特征[1-2]或通过产业部门增长的结构分解，考察产业结构的变化及其各产业部门增长的因素[3-4]。这种基于单个产业部门指标的分析，忽视了各产业部门之间投入产出结构的相应变化及其相互影响。深入了解产业结构，需要从各产业部门投入产出结构变化的视角来考察产业结构演化的特点及趋势。研究各产业部门投入产出网络关系演化特征的变化，有利于把握中国产业结构演化特征及其机理的认识，为我国当前促进产业结构的相关政策的制定提供理论依据。本文首先基于1995年和2010年产业结构生成树，比较这两年投入产出结构变化的特征；然后将主体调整模型引入投入产出表分析中，基于中国1995—2010年的投入产出基本流量表，分析中国产业结构动态演化中各产业部门的投入产出关联特点及趋势。

       2 中国产业结构演化的静态比较分析

       以投入产出表中各部门作为顶点，各产业部门相互投入关系用顶点之间的有向连接表示，部门间中间投入数值为连线的权重，这就组成了各产业部门投入产出的有向图。矩阵A来表示投入产出表，矩阵A中的元素

为i部门向j部门的投入。传统的投入产出定性分析首先将投入产出矩阵转化为0～1矩阵，过滤掉不重要的信息，用布尔拓扑方法分析投入产出结构[5]。产业有向连通图G由各产业部门的集合(V)、有向枝(E)组成，每个有向枝有两个结(u，v)∈E，w(u，v)为部门u到部门v的投入，w(v，u)为部门v到部门u的投入，产业连通图记为：E=(V，E)。产业连通图非循环子集M

E，其有向枝的权重和为：

。

       产业结构基础树是产业连通图的最大权重生成树，其有向枝是由满足

条件的子集(T

E)组成。产业结构基础树能反映出各投入产出部门最大关联的结构关系，树根到树叶的路径为相关产业部门的最大投入关联路径，树根为产业体系的基础部门，为经济发展的最终需求，其发展能带动其他中间需求部门的发展。针对中国1995年和2010年的投入产出基本流量表，采用最小生成树的Prim算法，找到产业结构基础树(见图1和图2)，图中1代表农、林、牧、渔业，2代表采矿业，3表示食品、饮料制造及烟草制造业，4为纺织、服装及皮革产品，5为其他制造业，6为电力、热力及水的生产和工营业，7为炼焦、燃气及石油加工业，8为化学工业，9为非金属矿物制品业，10为金属产品制造业，11为机械设备制造业，12为建筑业，13为运输仓储邮政、信息传输、计算机服务和软件业，14为批发零售贸易、住宿和餐饮业，15为房地产业、租赁和商务服务业，16为金融业，17为其他服务业。

      

       图1 1995年中国产业结构基础树

       图1中树根为部门1，它有三个最大的投入部门，部门3、部门8、部门17。从树根到树叶最长的路径包括7个部门，部门8、部门2、部门11、部门14、部门13、部门7，这些部门直接或间接供给到部门1。从树叶到树根，经过6个部门有4条路径；经过5个部门有1条路径；经过3个部门有2条路径。部门1和部门8为关键生产部门，相对于部门3和部门17而言，部门8的中间需求对产业系统影响更重要。

       图2中树根仍为部门1，其最大的投入部门仍为部门3、部门8，说明中国产业基础自1995年以来没有发生较大变化。从树根到树叶最长的路径有三条，经过7个部门，较短的路径有五条，经过六个部门，分别为部门8、部门7、部门2、部门11；说明部门11的中间需求对产业体系的拉动作用最强。2010年的树结构较1995年的树结构更为复杂，可以看出中国产业链延长，产业结构有所改善，机械设备制造业的发展中国产业结构演化中起着极其重要的作用；两图的树根均为部门1，且化学工业和采矿业在产业结构中仍处于较为重要地位，反映出中国产业结构的关键生产部门仍没有发生变化。

      

       图2 2010年中国产业结构基础树

       3 中国产业结构的动态演化特征

       投入产出表反映出当期各部门之间的网络关系，各部门间关联的变化决定于整个部门投入产出网络的结构。产业结构的演化微观上表现为各部门之间投入产出关联的变化，宏观表现为各部门网络结构的动态演化。网络结构变化可分解为速率函数和目标函数两部分，关联的变化时间由速率函数决定，关联变化内容由目标函数决定[6-7]。

       3.1 产业结构演化速率函数

      

       3.2 产业结构演化目标函数

       i部门的目标函数分解为诸多影响因素的加权，即：

      

       其中

为影响投入产出网络的各类因素，i部门受到j部门的影响，在网络演化中起到重要的作用，

为各类型影响因素的权重，体现各类型影响因素的相对重要性。依据网络x中各节点的相互作用关系，将网络演化的目标函数分解为密度效应(density effect)、互换效应(reciprocity effect)、传递效应(transitivity effect)、活动效应(activity effect)和普及效应(popularity effect)、平衡效应(balance effect)(见图3)。

      

       图3 网络演化目标函数分解示意图

       密度效应，也称为部门外向度效应，为

，描述i部门对其他部门的单项关联影响。互换效应，为

，反映部门间的相互作用即双向关联结构，考察i部门影响j部门，且j部门反过来影响i部门的情况。传递效应为

，为与i部门相关传递数量，部门j和部门h相联系，且双方均与i部门相联系，体现产业技术结构的变化使得各产业中间产品的增长。活动效应为

，定义为与i部门相联系的部门外向度之和，等于通过j部门到达h部门的数目，考察各产业部门间的关联的深度和广度，体现上游产业部门通过中间部门对下游产业部门影响的广度。普及效应为

，是与i部门相联系的其他部门输入度之和，体现了产业波及源对产业结构演化的影响程度。平衡效应为i部门的外部联系与j部门的外部联系的相似性，此处j部门与i部门相联系：

      

       3.3 数据来源及描述性统计分析

       本文以我国编制的1995年、1997年、2000年、2002年、2005年、2007年、2010年的投入产出基本流量表为投入产出网络观测时点，分别设定为

(m=1，2，…，7)，研究农业；采掘业；食品制造业；纺织、缝纫及皮革产品制造业；其他制造业；电力及煤气及石油加工业；化学工业；建筑材料及其他非金属矿物制品业；金属产品制造业；机械设备制造业；建筑业；运输邮电业；商业饮食业；公用事业及居民服务业；金融保险业；其他服务业17个产业部门的网络结构。各部门生产的中间产品投入量转化为其在总投入中所占比例

，设定滤波F=0.1，将基础投入产出矩阵转换为

。

       令h与k分别为m与m+1期邻近矩阵中的元素

(m)和

(m+1)的值，#W表示集合W中元素的数量，m与m+1时间段内邻近矩阵对应元素的变化量可表示为：

      

      

全面地描述了m与m+1时间内(区间)投入产出表中各部门之间的投入产出动态变化情况。1995—2010年间，我国投入产出表有7个观测时点6个时间段，各时段内投入产出占比变化情况见表1。由表1可知，该期间内我国投入产出结构在2000—2002年间变化最大，在2007—2010年变化最小；前五期产业部门投入产出占比变化较为频繁，而在第六期变化相对稳定，即2007—2010年间，产业部门投入产出占比从10％以下调整到10％以上的只有一个部门，投入产出占比从10％以上降至10％以下的部门有三个，该时间这三个部门间的直接关联性下降。

      

       3.4 参数估计方法及估计结果

       常速率主体调整网络演化模型的条件估计方法，即通过矩估计方法估计相关参数以拟合网络各向量的观察值和期望值。使用SIENA软件，选择条件矩估计方法，产业网络演化模型中速率函数和目标函数的相关参数估计结果见表2。

       由表2可知，1995—2010年期间，我国产业部门间关联平均变化率大幅下降，产业结构演化的速率在第三时间段(2000—2002年)达到最大值，随后连年下降，说明我国基于产业关联的产业结构趋于稳定，产业结构调整的难度加大。2002年以前我国产业结构调整速率较大，是由于我国逐步加入国际分工，外商直接投资带动了相关产业投入产出结构的变化。2002年以后产业结构演化速率逐年下降，是由于产业技术变化较小，其决定的产业结构逐步趋于稳定。

      

       由模型1和模型2估计结果可知，密度效应和平衡效应不显著，说明部门间的直接关联的变化不明显，部门外向关联的相似性对产业网络演化影响不显著。互换效应、传递效应、活动效应是产业结构演化的主要因素，产业网络演化模型3能较好地反映我国部门间产业演化特征。活动效应与普及效应对我国网络结构演化的影响最为明显，说明我国产业链条延长，部门关联程度加深，产业波及源对相关产业的波及效果明显增强，产业波及效果明显，作为产业波及源的部门的最终需求对产业结构的演化影响显著。传递效应和互换效应相对较小，且与活动效应和普及效应的作用方向相反，说明我国产业双向关联关系及中间部门生产技术较对产业结构演化影响较弱。

      

       表3给出了1997—2000年、2002—2005年、2007—2010年三个时间段内各自产业网络演化模型的参数估计结果。外向度变化率有较大提高，说明产业间关联有所加强。普及效应远大于其他效应对网络结构演化的影响，且其影响程度在不断提高，可知我国前向关联产业对其上游产业链相关产业影响在不断增加。活动效应仅次于普及效应，其对产业结构演化的影响方向与普及效应一致，而其密度效应不显著，可知我国产业结构中产业链条延长是产业结构演化的新特点。互换效应在前两个时间段与普及效应和活动效应对产业结构演化的影响方向一致，而在第三时间段发生了逆转，说明我国不同部门之间的相互影响减弱，且为单向影响关系，下游产业需求决定了上游的供给，说明我国产业结构演化中上游产业的技术创新不足，不能创造下游产业需求。我国产业网络演化中密度效应和平衡效应不显著，反映出我国产业结构演化中，产业单项关联较弱，上游产业部门对下游产业部门的直接影响不明显。传递效应和互换效应较弱，我国产业互动及产业链中间部门多样化较弱，由于上游产业部门技术创新不足，产业相互关联较弱，不能推动下游产业部门需求量的增加。活动效应和普及效应对产业结构影响较大，反映出我国产业结构演化中仍为需求导向，下游产业部门的需求是拉动我国产业结构演化的主要推动力。

       4 主要结论及政策含义

       第一，机械设备制造业的中间需求拉动作用推动了中国产业结构的优化。机械设备制造业对相关产业的影响较深，该部门的技术创新会对上游产业产生较大需求冲击。促进我国产业结构转型升级，应首先突破机械设备制造业的核心技术和关键技术，应优先为该产业的发展提供资金、技术、政策等方面的支持。

       第二，农业、化学工业和采矿业在产业体系中的关键地位仍没有改变。目前我国产业的比较优势仍为廉价的生产要素，高新技术产业在国际分工中处于价值链的组装制造环节，政府促进高新技术产业技术创新的各类政策并没有产生显著效果。产业结构转型升级中不能忽视农业、化学工业和采矿业的重要作用，政府在政策上应致力于现代农业、现代化学工业和现代采矿业的建立，将会通过产业需求对产业链上游产业产生较大拉动效应，促进现代产业体系的建立。

       第三，我国产业结构网络演化的速度大幅下降，产业结构调整难度加大。产业网络演化速度下降是由于国外的技术转移对产业结构投入产出关系的影响显著下降，而国内的技术创新能力较弱。迫切需要对产业波及效果明显的产业进行重点扶持，对该产业的技术创新活动进行扶持，培养该产业技术创新的自生能力。

       第四，下游产业部门的需求是带动我国产业结构演进的主要推动力，反映出我国产业结构的演化仍是以需求为导向，我国政府主导的经济增长模式使得这种演进模式得以强化。要使上下游产业间形成良好的互动的网络结构，需要由政府驱动的增长转变为市场驱动的增长，市场驱动的增长模式，上游产业的技术创新会提高下游产业的市场需求。这就迫切要求培育国内消费市场，减少国内收入差距，扩大国内市场需求。

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