全球大宗矿产资源贸易格局演变及其影响因素分析

贾祥英，闫 强，邢万里，苗媛媛

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京 100083；2.中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037；3.中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037)

中国经济发展已经步入工业化中后期，对大宗矿产资源需求逐渐步入峰值，尽管资源需求的增速趋缓，但需求总量依然处于高位。随着生态文明进程的推进，对我国资源利用形式也提出了新的要求。在新常态下，战略性新兴产业、科学技术产业的迅猛发展，对新能源、新材料矿产的需求会持续快速增长，但是近期内矿产资源消费依然是中国经济发展的强大推手。另外，大宗矿产品的价格波动不定，使得矿产资源市场压力增大，且我国矿产资源对外依存度较大，而海外大国掌握着矿产资源贸易的话语权、定价权。国家之间的大宗矿产贸易，会受到经济、资源储量、国际关系、地缘政治等的影响，那么了解大宗矿产在国际贸易中的差别分异、贸易演变规律及影响贸易的显著因素，对我国大宗矿产的贸易安全具有积极意义。

在国际贸易格局的研究中，以往常用经验和计量分析等方法，对矿产品的总体供需形势进行系统分析。如梁靓等[1]采用“对外依存度”测算方法，对2015年中国33个主要矿产品相关贸易数据系统分析，剖析了中国目前矿产资源贸易现状；黄宇等[2]借鉴库仑引力的思想，引入地缘经济合作强度的概念和测度方法，基于中国、美国、日本三国2007～2016年各类贸易数据，探讨国家间地缘经济竞争与合作的规律，在考虑距离因素的基础上，分产品、进口和出口，准确地刻画了国家间经济合作或竞争的强弱程度。然而，这类方法难以动态地反映贸易格局的变化。现阶段，学者们倾向于利用复杂网络模型对矿产资源贸易进行系统分析研究。如程淑佳等[3-4]通过对石油贸易网络中节点、度和权重等指标，得出石油贸易趋于全球化，且在贸易空间结构中存在巨大差异，随后又进行了进一步的研究，表明石油贸易显著的多元化特征不利于中国的石油贸易。前人基于复杂网络模型对矿产资源的研究更多的是围绕单一矿种进行的，如天然气、石油、铁矿石、铜矿石等[5-10]。刘立涛等[11]借助复杂网络理论基础，从资源流动视角，对中国石油资源供应网络和时空格局变化趋势进行定量化研究，揭示了中国石油资源供应安全演化特征及主要影响因素；史超亚[12]基于2002年至2016年大宗矿产品贸易数据，研究了矿产品贸易格局和贸易国家角色地位的演变趋势，并运用面板数据模型及回归验证方法，分析总结了矿产品贸易和贸易国家的凝聚力对经济有明显的促进作用；王永辉[13]通过复杂网络模型，以铁矿石和铜矿石为例对全球大宗矿产品贸易格局及演变规律进行研究得出，全球铁矿石和铜矿石贸易呈现出趋于全球化的发展趋势。

前人的研究成果为揭示矿产资源贸易格局演变规律奠定了良好的基础，但对影响大宗矿产品贸易格局演变因素的探讨较少，到底是哪些因素在影响全球大宗矿产品贸易格局的演变，影响程度如何，是值得探讨的科学问题。为此，本文基于1997～2016年大宗矿产品的(铁、铜、铝、铅、锌、锰)贸易数据，通过构建复杂网络模型，对大宗矿产资源贸易格局特征进行分析，并选取矿产品价格、出口集中度、中国进口占比三个因素，对大宗矿产贸易格局演变的影响进行初探，得出的结论和对策建议可为决策者制定矿产资源贸易政策提供参考。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

1.1.1 复杂网络模型

近年来，运用复杂网络模型对矿产资源贸易的研究已经十分成熟，本文将国家作为节点，贸易关系作为边，通过测算平均度、平均路径长度、模块化、标准化交互指数NMI四个指标对全球大宗矿产资源贸易格局特征进行分析。

1) 平均度——贸易网络规模。国际大宗矿产贸易网络中平均度指与贸易进口国有大宗矿产贸易关系的国家或者地区数量的平均值。在构建的复杂网络中，平均度越大贸易的范围越大，平均度越小贸易的范围越小[2-6]。对于平均度的表达式见式(1)。

(1)

式中，ki为与进口国i有贸易国系的国家和地区数量。

2) 平均路径长度——网络贸易效率。平均路径长度L是指贸易网络中出口国至进口国需要经过的平均边长度，是表示传输效率与性能的度量，在构建的网络中，平均路径越大则贸易国之间的传输效率越低，贸易国之间的伙伴关系相对松散；反之传输效率越高，贸易关系越紧密[9]。平均路径长度计算公式见式(2)。

(2)

式中，d(i,j)为在无向网络中从节点i到节点j之间的最短花费距离。

3) 模块度——贸易紧密度(全球化程度)。模块度Q是衡量整个网络结构强度的方法。模块度越大则社团的结构强度越强，国家间的分化程度越高，小世界现象越明显，贸易全球化程度越低；反之，模块度越小，结构强度越低，国家间所形成的贸易团体分化越不明显，贸易趋向全球化[13]。其计算公式见式(3)。

(3)

4) 标准化交互指数——贸易稳定性。标准化交互指数(NMI)可以用来衡量两个集团划分结果是否相似的指标。NMI的值越小表示两个划分集团的结果越不同，相反，指标越高，相似度就越大[14]。NMI的计算公式见式(4)。

NMI(ya,yb)=

(4)

NMI值的计算方式常用的有两种：①计算的是同一网络中第t年与第1年的划分情况的相似性，可以衡量网络贸易在演化过程中偏离初始状态的程度;②计算的是同一网络中第t年与第t+1年的划分情况的相似性，可以衡量贸易网络在演化过程中的稳定性。本文对NMI的计算方式选择的是后者，NMI的值越小，说明贸易网络稳定性越差，相反则稳定性越强。

1.1.2 Pearson相关系数法

Pearson相关系数法是一种准确度量两个变量之间关系密切程度的统计学方法[15]。引用杨帆等[16]对于Pearson相关系数的表达式，针对贸易网络各指标x和影响因素y(矿产品价格、集中度、中国进口量占比)，相关系数r计算公式见式(5)。

(5)

显著性结果是为了检测Pearson相关系数的可靠性而出现的[17]，本文将显著性与相关系数结合，显著性大于10%时，两个变量之间不存在显著性线性相关；相反，小于10%时，变量之间存在显著性线性相关。

1.2 数据来源

本文大宗矿产品贸易量均来自联合国贸易统计署(UN Comtrade)的官方数据，主要矿产品包括：铁矿石(代码2601)、锰矿石(代码2602)、铜矿石(代码2603)、铝土矿(代码2606)、铅矿石(代码2607)、锌矿石(代码2608)，时间尺度为1997～2016年。矿产品价格的数据来自美国地质调查局(USGS)。

2 全球大宗矿产资源贸易格局演变特征分析

1997～2016年，全球主要大宗矿产资源铁矿、锰矿、铜矿、铝土矿、铅矿和锌矿的贸易网络的平均度总体上呈现先降-后升-再降的趋势，即2003年之前，由于发达国家已经完成工业化，对大宗矿产品资源需求逐渐平缓甚至下滑，全球大宗矿产品的贸易规模呈现缩减趋势，之后伴随着以中国和印度等新兴工业化国家的崛起，对大宗矿产资源需求的快速增长，使得全球大宗矿产品的贸易规模开始逐渐扩大，2008年的全球金融危机爆发后，各国开始了经济刺激政策，一定程度推高了全球大宗矿产品贸易规模，但这种经济政策似乎在2012年之后逐渐失效，除锌矿石外，其他大宗矿产资源贸易规模开始步入不同程度缩减阶段(图1(a))。除铅矿石贸易网络平均路径长度较为起伏，有上升趋势外，其他大宗矿产资源贸易网络的平均路径长度波动不大，且有不同程度的缩减趋势，说明主要大宗矿产品贸易朝着效率提升的方向发展，宽松的国际贸易政策和逐渐发达的交通网络等都是有利因素，但由于铅矿的开发利用，容易产生重金属污染，随着各国环保意识的增加，一定程度上降低了铅矿石的贸易效率(图1(b))。研究期内，全球大宗矿产资源网络模块度呈现波动下降趋势，说明全球大宗矿产资源的贸易尽管总体上呈现全球化的趋势，但是受外部环境的影响较大，因此呈现较为波动的趋势(图1(c))。全球大宗矿产资源贸易NMI(标准化交互指数)值较低，基本在0.1～0.4区间内，且波动较为剧烈，说明全球大宗矿产品贸易网络的稳定性较差。同模块度一样，全球大宗矿产品贸易网络的稳定性受外部环境影响较大(图1(d))。

3 影响大宗矿产资源贸易格局演变因素分析

观察期内，全球大宗矿产品贸易格局演变呈现出不同的变化趋势，是哪些因素起到影响作用，影响了哪些环节，影响的程度如何，是本文想要探讨的核心问题。本文从前人研究得出的影响矿产品贸易因素中，选择资源价格，资源出口集中度和资源进口集中度与前文的复杂网络指标进行相关性分析，对影响大宗矿产资源贸易格局的演变因素进行初探。

3.1 矿产资源价格对贸易格局的影响

将全球大宗矿产资源贸易网络主要指标与矿产资源价格进行Pearson相关性分析得出：矿产资源价格波动对大宗矿产品贸易各方面的影响程度不同。铁矿石和铜矿贸易网络平均度与价格在1%层面上显著，锰矿和铅矿在5%层面上显著，说明资源价格的上涨不同程度地促进了上述四者的规模。铁矿、铜矿及锌矿平均路径长度与价格在5%层面上呈现显著负相关性，说明价格的上涨提高了上述三者的贸易效率。铁矿模块度与价格在1%层面上呈负相关性，锰矿和铅矿在5%层面上呈负相关性，铝土矿在5%层面上呈正相关，说明价格的上涨使得铁矿、锰矿和铅矿贸易朝着全球化的方向发展，而铝土矿则相反。综上，铁矿价格的上涨会使得铁矿贸易规模扩大，效率提升，贸易朝着全球化的方向发展；锰矿和铅矿价格的上涨，会促进贸易规模的扩大，贸易朝着全球化的方向发展；铜矿价格上涨会使得全球贸易规模扩大，效率提升。此外，价格对大宗矿产资源贸易网络的稳定性不存在影响(表1)。

图1 全球主要大宗矿产品贸易复杂网络主要指标特征Fig.1 Characteristics of main indicators of complex network of global major bulk mineral products trade

表1 资源价格与贸易网络各类指标的Pearson相关性

Table 1 Pearson correlation between resource price and trade network indicators

指标参数铁矿锰矿铜矿铝土矿铅矿锌矿平均度相关性系数0.734∗∗0.419∗0.776∗∗0.1330.447∗0.219显著性0.0000.0660.0000.5760.0480.354平均路径长度相关性系数-0.579∗-0.382-0.565∗0.0250.199-0.556∗显著性0.0070.0960.0090.9160.4000.011模块度相关性系数-0.779∗∗-0.536∗-0.1010.443∗-0.509∗0.167显著性0.0000.0150.6710.0500.0220.482NMI相关性系数0.041-0.2270.142-0.1870.003-0.095显著性0.8690.3500.5610.4430.9920.697

注：**相关性在1%层面上显著；*相关性在5%层面上显著

3.2 资源出口集中度对矿产品贸易的影响

用排名前八的国家出口总量占全球的比例来衡量出口集中度，观察期内铜矿、铅矿和锌矿进口集中度总体上呈现下降的趋势，铁矿、锰矿和铝土矿保持较高的集中度，且有一定的上升趋势(图2)。

通过出口集中度与网络指标的Pearson相关性分析得出：出口集中度的变化对铁矿、锰矿和铝土矿，无论是平均度、平均路径长度、模块度和NMI层面上均影响较小，说明集中度较高的大宗矿产资源，其集中度的变化不会对贸易规模、贸易效率、全球化程度及贸易稳定性产生明显的影响。而铜矿的出口集中度与平均度在1%层面上负相关，与平均路径长度1%层面正相关，说明出口集中度的增加会抑制全球铜矿石的贸易规模，降低全球铜矿石的贸易效率，同时呈现这一趋势的还有锌矿，相反铜矿石的出口集中度降低，会有利于全球铜矿石贸易规模的扩大和贸易效率的提高。铅矿出口集中度的增加会抑制铅矿的贸易规模，但会对其贸易的全球化程度产生负面影响，即出口集中度的增加一定程度上使得铅矿贸易朝着区域化的方向发展。大宗矿产贸易网络的稳定程度不受资源出口集中度的影响。

图2 主要大宗矿产资源出口量集中度占全球比例Fig.2 The concentration of export volume of major bulk mineral resources accounts for the global proportion

表2 资源出口集中度与贸易网络各类指标的Pearson相关性

注：**相关性在1%层面上显著；*相关性在5%层面上显著

3.3 进口集中度对矿产品贸易格局的影响

1997～2016年，除锌矿外，中国主要大宗矿产品进口量占全球比重总体呈现上升趋势。1997～2009年进口量占比增速迅猛，但受金融危机的影响，2010年进口量占比增速趋缓，部分矿产品进口占比出现波动，锌矿占比呈现断崖式下降，但中国铁矿、锰矿、铜矿和铝土矿占全球比重已经攀升至50%以上。本文以中国进口量占比来衡量大宗矿产资源进口集中度，同时，也可以在一定程度上探讨中国大宗矿产品进口量的增加对贸易格局产生的影响(图3)。

通过出口集中度与网络指标的Pearson相关性分析得出：全球铁矿、锰矿和铜矿贸易的平均度与进口集中度在1%层面上正相关，铝土矿在5%层面上正相关，说明进口集中度的增加使得上述四种矿产品的贸易规模得以扩大。铁矿贸易的平均路径长度与进口集中度在1%层面上负相关，铜矿在5%层面上呈现负相关，而铅矿石在5%层面上正相关，说明进口集中度增加会使得铁矿和铜矿贸易效率提升，而使得铅矿贸易效率降低。铁矿、铜矿和铅矿模块度与进口集中度在1%层面上负相关，即进口集中度的增加推动了上述三种矿产品的贸易朝着全球化的方向发展。除锰矿石外，进口集中度对全球贸易网络稳定性没有影响(表3)。

4 结 论

1) 铁矿价格的上涨会促进铁矿贸易规模扩大，效率提升，贸易全球化程度提升；锰矿和铅矿价格的上涨，会促进贸易规模的扩大，提升贸易的全球化程度，但并没有对贸易效率产生明显的影响；铜矿价格上涨会促进铜矿贸易规模扩大和效率提升。但价格的提升会使得铝土矿贸易全球化程度降低，朝着区域化的方向发展。

图3 中国主要大宗矿产资源进口量占全球比例Fig.3 The proportion of China’s import of major mineral resources in the world(资料来源：UN Comtrade)

表3 资源进口集中度与贸易网络各类指标的Pearson相关性

Table 3 Pearson correlation between resource import concentration and trade network indicators

指标参数铁矿锰矿铜矿铝土矿铅矿锌矿平均度相关性系数0.741∗∗0.614∗∗0.865∗∗0.446∗0.1280.216显著性0.0000.0040.0000.0490.5900.360平均路径长度相关性系数-0.652∗∗-0.297-0.555∗-0.0460.450∗-0.318显著性0.0020.2030.0110.8480.0470.172模块度相关性系数-0.750∗∗-0.923∗∗-0.010.064-0.813∗∗0.027显著性0.0000.0000.9670.7890.0000.909NMI相关性系数0.032-0.458∗0.0380.128-0.097-0.186显著性0.8970.0480.8760.6030.6930.447

注：**相关性在1%层面上显著；*相关性在5%层面上显著

2) 出口集中度的增加，会抑制全球铜矿和锌矿的贸易规模，降低贸易效率。同时，出口集中度的增加会抑制铅矿的贸易规模，使得铅矿贸易朝着区域化的方向发展。中国进口量占全球比例的增加会一定程度上降低铅矿的贸易效率，但会促进铜矿石贸易全球化程度的提升。

3) 大宗矿产品价格的上涨，并没有对大宗矿产品贸易产生明显的负面影响。因此，维持合理的价格区间，有利于全球大宗矿产资源贸易的可持续发展。不同大宗矿产资源贸易格局演变的影响因素不尽相同，因此，难以一概而论采用某一方式对全球大宗矿产资源贸易进行治理，决策者在制定中国矿产资源贸易政策的过程中，需要“因矿施政”。