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  • CN 62-1112/TF 
  • ISSN 1005-2518 
  • 创刊于1988年
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黄金科学技术, 2022, 30(6): 877-890 doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2022.06.090

采选技术与矿山管理

全球稀有矿产品贸易格局演化及我国供应安全研究

朱文兴,1,2, 胡恒祺3, 徐水太,3,4

1.江西理工大学商学院,江西 南昌 330013

2.江西理工大学有色金属产业发展研究院,江西 赣州 341000

3.江西理工大学经济管理学院,江西 赣州 341000

4.江西理工大学矿业发展研究中心,江西 赣州 341000

Evolution of Global Rare Minerals Trade Pattern and China’s Supply Security Research

ZHU Wenxing,1,2, HU Hengqi3, XU Shuitai,3,4

1.Commercial College, Jiangxi University of Science and Technology, Nanchang 330013, Jiangxi, China

2.Nonferrous Metals Industry Development Research Institute, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, Jiangxi, China

3.Economic Management College, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, Jiangxi, China

4.Research Center of Mining Development, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, Jiangxi, China

通讯作者: 徐水太(1978-),男,江西贵溪人,副教授,从事资源经济与管理研究工作。stxu@jxust.edu.cn

收稿日期: 2022-07-13   修回日期: 2022-09-12  

基金资助: 国家社会科学基金项目“产品空间视角下中国稀有矿产资源产业升级路径及政策选择研究”.  20XGL016
江西省高校人文社会科学研究项目“我国稀有矿产资源产业升级演进路径研究”.  JJ20113
江西理工大学研究生科研创新项目“基于 PMC 指数模型的中国稀土安全政策量化评价”.  XY2022-S046

Received: 2022-07-13   Revised: 2022-09-12  

作者简介 About authors

朱文兴(1975-),男,江西余江人,副教授,从事资源经济与管理研究工作81536597@qq.com , E-mail:81536597@qq.com

摘要

作为战略性新兴产业的关键原材料,稀有矿产资源在现代工业发展中的作用日益凸显。以2002—2020年全球稀有矿产品贸易数据为基础,构建全球稀有矿产品贸易网络,从全球、区域以及国家(地区)3个层面,研究全球稀有矿产品贸易网络格局演化及中国供应安全。研究结果表明:(1)全球稀有矿产品贸易网络逐渐趋于复杂化,规模日益扩大,常年保持小世界特性;(2)美国、德国、法国和英国4个国家常年位于稀有矿产品贸易网络的核心位置,对世界稀有矿产品贸易有着强大的把控能力,在贸易网络中起着重要的桥梁作用;(3)我国在全球稀有矿产品贸易网络中的地位和控制能力逐年上升,贸易伙伴不断增加,在稀有矿产品贸易中的影响力越来越大;(4)全球稀有矿产品贸易网络主要存在4个贸易社团,各社团呈现不断分化重组的演化特征;(5)我国稀有矿产品供应安全有所提高,但仍处于不安全的状态,防止目标性中断对于保障我国稀有矿产品供应安全具有重要意义。

关键词: 稀有矿产品 ; 复杂网络理论 ; 贸易格局 ; 演化特征 ; 社团划分 ; 供应安全

Abstract

As the key raw materials of strategic emerging industries,rare mineral resources play an increasingly prominent role in the development of modern industry.In order to grasp the characteristics and pattern of the global rare mineral trade network,and understand the supply security of rare mineral products in China, this paper adopted the complex network to construct a global rare mineral trade network based on the UN Comtrade and the global rare mineral trade data from 2002 to 2020.This paper studied the overall trade characteristics,node centrality and group evolution of the trade network,and simulated the targeted interruption of the supply security of rare mineral products in China.The results show that:(1)The global rare mineral products trade network is gradually becoming more complex,the scale is expanding,the trade connectivity is gradually strengthened,and the characteristics of the small world are maintained all year round.(2)The United States,Germany,France,and the United Kingdom are located in the core position of the rare mineral trade network all year round,and have a strong control over the world’s rare mineral trade,and play an important bridge role in the trade network.(3)China’s position and control ability in the global rare mineral products trade network have increased year by year,and its trading partners have been increasing,and its influence in the trade of rare mineral products has become increasing.(4)There are mainly 4 trading associations in the global rare mineral products trade network,and each community shows the evolutionary characteristics of continuous differentiation and reorganization.(5)The security of the supply of rare mineral products in China has been improved,but it is still in an unsafe state,and preventing targeted interruptions is of great significance to ensure the security of the supply of rare mineral products in China.According to this,the study believes that the following measures can provide a basis for optimizing the trade pattern of rare mineral products in China and formulating policies for supply security.First,establish long-term and stable trade links with the core countries of the global trade in rare mineral products.Second,implement a diversified trade strategy to enhance resilience to targeted disruption risks.Third,actively participate in the exploration of global rare mineral resources and promote the sustainable development of rare mineral resources in China.

Keywords: rare minerals ; complex network theory ; trade patterns ; evolutionary characteristics ; community division ; security of supply

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本文引用格式

朱文兴, 胡恒祺, 徐水太. 全球稀有矿产品贸易格局演化及我国供应安全研究[J]. 黄金科学技术, 2022, 30(6): 877-890 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2022.06.090

ZHU Wenxing, HU Hengqi, XU Shuitai. Evolution of Global Rare Minerals Trade Pattern and China’s Supply Security Research[J]. Gold Science and Technology, 2022, 30(6): 877-890 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2022.06.090

稀有矿产资源是指地壳中含量低、难以从矿石中提取且在现代化工业中广泛应用的矿产资源(李鹏飞等,2014)。随着战略性新兴产业的蓬勃发展,作为高新技术产业的关键原材料,稀有矿产资源的重要性日益凸显。

据联合国商品贸易统计数据库(UN Comtrade Database)统计,全球稀有矿产品贸易总额已从2002年的819.47亿美元增长至2020年的6 909.30亿美元,年均增长率为11.82%。由于稀有矿产资源用途广泛,因而引起全球范围内的贸易流动。第四次工业革命加速全球新一轮产业竞争,稀有矿产资源国内外供需形势发生显著转变(王安建等,2019)。欧美等国逆全球化趋势,相继出台稀有矿产资源贸易保护政策及相关文件来维护本国的战略地位,稀有矿产资源地位日益提升(Blengini et al.,2017Nedal et al.,2016),成为各国资源博弈的焦点。尽管中国的稀有矿产资源储量丰富,但仍然无法满足经济发展带来的消费量的增长(王文宇等,2021),导致我国矿产资源供应日益紧张,无法充分发挥中国稀有矿产资源禀赋优势(梁姗姗等,2018)。尤其是中美贸易战的爆发,对中国稀有矿产品供应安全带来很大挑战。因此,构建全球稀有矿产品贸易网络,认识和分析贸易网络的贸易格局及其演化特征,把握中国在全球稀有矿产品贸易网络中所处的位置及其影响力,对于保障中国稀有矿产品供应安全,促进稀有矿产资源高质量可持续发展具有重要意义。

现阶段,国内外学者关于稀有矿产品贸易的相关研究,主要集中在对贸易进出口额的描述(徐桂芬等,2015)、供需平衡视角下贸易格局的分析(葛振华等,2009梁靓等,2017)、贸易竞争力以及供需安全的测算(许明等,2019杨丹辉,2018)、贸易关系和贸易互补性以及贸易政策的研究(侯敏,20142019于振英等,2015)等方面,对于贸易时空格局以及演化过程鲜有涉及。仅有少数学者从贸易网络的角度研究稀有矿产品贸易特征,但针对全球稀有矿产品贸易网络整体状态、重要节点演化以及贸易集团划分的研究相对欠缺,将贸易网络与供应安全相结合也十分少见。因此,分析全球稀有矿产品贸易网络的内在联系及各贸易社团的演化特征,了解各贸易国的贸易地位以及我国稀有矿产品供应安全,对我国未来贸易发展及贸易政策的制定具有很好的指导作用。

复杂网络具有小世界属性、无标度分布以及高集聚系数(Garlaschelli et al.,2005Newman et al.,2004Fagiolo et al.,2013)等特征,被广泛应用于贸易网络分析(Xi et al.,2019),在国际贸易领域主要用来研究贸易网络特征和供应安全分析等方面(李期等,2022)。从稀有矿产品贸易网络特征来看,主要通过构建加权网络,对钨制品(李华姣等,2020)、稀土金属(徐水太等,2022)、铁矿石(徐斌,2015)和铅矿石(苗媛媛等,2019)等产品的整体网络演化、核心节点特征以及社团划分展开研究。从供应安全评价角度来看,主要是基于复杂网络模型,从稳健性与脆弱性的角度,利用因子分析法、情景分析以及目标性与随机性中断模拟对石油供应安全(刘立涛等,2017)、木制林产品贸易风险(王芳等,2021)、镍矿产品突发风险(沈曦等,2022)以及天然气贸易结构风险(Chen et al.,1998)进行测度。

纵观国内外文献,有关稀有矿产品贸易网络的研究较少,将稀有矿产品贸易网络与供应安全进行关联的研究更少。鉴于此,本文基于复杂网络理论,利用2002—2020年238个国家(地区)的稀有矿产品双边贸易数据,构建全球稀有矿产品贸易网络,从复杂网络整体特征指标、节点中心性指标和模块度指标3个方面,对贸易网络的演化规律、核心贸易国间的相对地位及贸易社团划分进行研究,并在此基础上对我国稀有矿产品供应安全进行测算,通过构建安全度模型,对我国稀有矿产品贸易网络进行脆弱性分析,考察我国稀有矿产品供应安全,明确贸易结构优化方向,为提高我国稀有矿产品贸易影响力和稳定贸易安全性提供参考建议。

1 研究方法与数据来源

1.1 网络构建

根据复杂网络理论,将全球稀有矿产品贸易关系抽象成一个加权复杂网络,以每年参与全球稀有矿产品贸易的国家(地区)组成网络中的节点集V,并设Vi=vii=1,2,,n为贸易出口国,Vj=vjj=1,2,,n为贸易进口国,用邻接矩阵表示为E=[aij](i,j=1,2,,n),构建全球稀有矿产品贸易有向网络;进一步引入贸易额作为贸易网络边的权重,以便更好地测度两国之间的贸易关系,用W=[wij](i,j=0,1,,n)来表示,贸易有向加权网络能够更好地体现贸易国家(地区)之间的相互影响程度(聂常乐等,2021),以便于从全球、区域和国家(地区)3个层面对稀有矿产品贸易特征与演化进行研究。

1.2 贸易网络测度指标

贸易网络测度指标主要包括整体特征指标和节点中心性指标两大类(陆长玮,2022)。其中,整体特征指标用于测度贸易网络的整体演化,节点中心性指标用于衡量各节点在贸易网络中所处的地位以及发挥的作用。此外,本文采用社区发现法(宋周莺等,2017)探测贸易网络内部的社团结构特点,采用模块度指数Q将所有贸易国家(地区)划分为若干联系紧密的贸易社团,以便于研究全球稀有矿产品贸易特点及中国与各区域间的贸易联系。各测度指标及说明如表1所示。

表1   贸易网络测度指标及说明

Table1  Trade network measurement indicators and explanation

指标分类指标名称计算公式含义
整体特征指标网络密度ρ=MN*(N-1)衡量贸易网络中各经济体间联系的紧密程度。其中,M代表实际存在的连边数,N代表稀有矿产品贸易国家(地区)总数
平均度κ=1Ni=1Nki贸易网络中各个节点度的平均值,衡量网络的规模大小。其中,ki表示与经济体i有贸易关系的经济体数量
平均路径长度L=dij12N(N-1)贸易网络中任意2个经济体之间的距离的平均值,衡量国家(地区)贸易的传输效率和性能,反映网络的有效程度。其中,dij表示经济体i到经济体j的最短路径
平均聚类系数M=i=1NEi12ki(ki-1)/N贸易网络中某个国家(地区)的贸易伙伴之间存在贸易关系的平均概率,衡量稀有矿产品贸易的集团化程度。其中,Ei为经济体i与相邻节点两两连接的实际连边数
节点中心度指标度中心度DCi=i=jNaijN-1反映该节点在贸易网络中的影响范围,分为入度中心度和出度中心度。其中,aij为贸易网络邻接矩阵的数值
接近中心度CCi=1/(N-1)j=1,jiNdij衡量某国家(地区)在贸易网络中不受其他国家(地区)影响或控制的能力,值越大表示越容易接近其他节点
中介中心度BCi=abiNgabigab(N-1)(N-2)衡量某国家(地区)在贸易网络中的通道控制能力和中介能力,值越大表示对贸易产品的周转能力和控制能力越高。其中,gab为经济体a与经济体b间最短贸易路径总数;gabi为经济体a与经济体b间经过经济体i的最短贸易路径总数
点强度Di=j=1Nωij表示某国家(地区)的贸易总额,在有向网络中分为入强度和出强度,分别表示该国家(地区)出口或进口贸易总额。其中,ωij为加权贸易网络邻接矩阵数值
社团划分指标模块度Q=12mijωij-kikj2mσ(vi,vj)衡量网络分化程度,值越大表示社团划分效果越好。其中,m为最多可能存在的关系数;vivj表示经济体ij所在的贸易集团

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1.3 中国稀有矿产品供应安全分析

多元化是应对供应中断风险的重要途径(Hedenus et al.,2010),赫芬达尔—赫希曼指数(Herfindahl-Hirschman Index,HHI)是测量多元化水平的最常见指数,当前进口国家(地区)安全度指数及稳定性模型大多是基于HHI指数构建的(刘立涛等,2017)。安全度指数是衡量贸易网络稳健性和脆弱性的指标,通过对贸易网络进行目标性中断和随机性中断,研究网络的稳定性。刘立涛等(2017)基于HHI指数,通过加入石油进口来源国政治风险以及国家(地区)测地距离构建中国石油资源供应安全评价模型,研究中国石油贸易网络的稳健性和脆弱性;王芳等(2021)运用HHI指数构建中国木制林产品供应模型以及需求模型,分析中国木制林产品的供需安全。Ji et al.(2014)基于HHI指数,构建安全度模型,发现全球石油贸易网络呈现出“稳健但脆弱”的特点,即出口贸易中断的影响会蔓延到整个网络。Gupta(2008)通过修正的HHI指数,研究了石油进口国家(地区)供应网络的脆弱性。基于此,本文构建稀有矿产品供应安全模型,对中国稀有矿产品贸易网络进行目标性中断,观察安全度的变化特征,研究贸易网络的脆弱性,对中国稀有矿产品供应安全进行分析。

借鉴王芳等(2021)刘立涛等(2017)李鹏飞等(2015)Ji et al.(2014)的研究,结合稀有矿产品进口国经济发展水平以及矿业监管政策因素,设定中国稀有矿产品供应安全度公式:

Si,t,1=j=1NPj*XjXw*1+Dcj-1*Hi
Si,t,2=j=1NPj*XjXw*1+Dcj-1*Qj
Si,t,3=j=1NPj*XjXw*1+Dcj-1*Hj*Qj
Qj=PPIj-PPIminPPImax-PPImin

式中:Si,t,1Si,t,2Si,t,3t年进口国i的稀有矿产品供应安全度指数。其中,Si,t,1在考虑政治风险因素和距离因素的基础上加入了矿业监管政策因素;Si,t,2在考虑政策风险因素和距离因素的基础上加入了人类社会发展水平指标;Si,t,3综合考虑了矿业监管政策因素和人类社会发展水平指标。Ni国家(地区)稀有矿产品进口来源国的集合;Pj为稀有矿产品出口国j的政治评分等级,其取值范围在0~100之间,Pj越大说明经济体j的政治风险越小;Xj为经济体j向经济体i出口的稀有矿产品总额;Xw为经济体it年的稀有矿产品进口总额;Xj/Xw为经济体j对经济体i的供应能力,其值越大说明经济体j的供应能力越强;Dcj为稀有矿产出口国j到进口国i之间的欧式距离,其值越小说明供应安全度越高;Hj为经济体j的人类发展指数,取值范围为0~1,是衡量经济体j的社会发展水平的参数,Hj越大在其范围内进行的包括矿产开采的各类经济活动也就越稳定,由其供应的矿产稳定度也更高,供应安全度就越高;PPIj为经济体j的矿业政策潜力指数,经济体矿业监管政策的透明度和稳定度越高,该国家(地区)的供应安全度就越高;Qj是标准化的矿业政策潜力指数,分布在0~1之间,其值越大,矿业潜力指数越大。

1.4 数据来源

本文用来描述国际稀有矿产品贸易关系的数据来源于联合国商品贸易统计数据库(UN Comtrade Database),采用李鹏飞等(2014)对稀有矿产品的划分标准,将稀有矿产品划分为稀有轻金属、稀有高熔点金属、稀散金属、稀土金属、稀有贵金属和稀有非金属六大类共22种稀有矿产资源(表2)。利用海关数据库及联合国商品贸易统计数据库查询22类稀有矿产资源所包含产品的HS编码,对所有产品的前6位码进行整理,最终得到能够从整体上代表稀有矿产资源的117种产品的117个HS编码(表3),为避免重复计算,本文以各个国家(地区)的出口贸易额为准;2002—2020年各经济体的政治评级指数来源于世界银行WGI数据库;地理距离来源于CEPII数据库;人类发展指数HDI来自联合国开发计划署;矿业政策潜力指数PPI来源于加拿大菲莎研究所(Fraser Institute),其中美国、澳大利亚、加拿大和阿根廷的PPI指数为其国内各地区的PPI指数均值,对于没有PPI指数的经济体,以其所在洲的PPI均值代替,由于该指数是从2006年开始统计,2002—2005年的PPI指数以2006年的代替。由于联合国商品贸易统计数据库中中国香港、中国澳门和中国台湾地区的数据是分开统计的,因此本文细分为中国、中国香港、中国澳门和中国台湾进行分析。

表2   稀有矿产资源分类

Table 2  Classification of rare mineral resources

类别名称
稀有轻金属锂、铍、铷、铯
稀有高熔点金属钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、铼
稀散金属镓、铟、铊、锗、硒、碲
稀土金属镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇
稀有贵金属铂、铱、锇、钌、钯、铑
稀有非金属石墨

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表3   稀有矿产品HS编码表

Table 3  Rare mineral product HS code table

类别稀有矿产品HS编码
稀有轻金属262091、282520、282739、283691、811212、811213、811219、850780、284190、284290、284169、841620、850650、850680、854330
稀有高熔点金属261100、261310、261390、261400、261510、261590、261900、262099 282300、282530、282560、282570、282690、282749、283699、283990、284170、284180、284990、320611、320619、720270、720280、720291、720292、720293、320649、740710、810110、810194、810195、810196、382430、810197、810199、810210、810291、810294、810295、810296、810297、810299、810320、810330、810390、810820、810830、810890、810920、810930、810990、811240、811292、811299、850780、853221、853921、853922
稀散金属262060、280450、280490、281119、284800、811230、811251、811252、811259
稀土金属280530、284610、284690、360690、720299、901320、902620
稀有贵金属284390、381512、711011、711019、711021、711029、711031、711039、711041、711049、711100、711292、711319711510
稀有非金属250410、380110、380120、380190、382499、681510、250490、690310、290490、730441、730449、730451、730459、854590

注:限于篇幅,不注明HS编码的详细介绍

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2 结果及分析

2.1 全球稀有矿产品贸易额与贸易关系变化

将2002—2020年全球稀有矿产品贸易额进行计算,得出贸易总额变化趋势(图1)。

图1

图1   2002—2020年全球稀有矿产品贸易总额、参与经济体与贸易关系数演变

Fig.1   Evolution of global rare minerals trade total,participating economies and trade relations from 2002 to 2020


图1可以看出,全球稀有矿产品贸易总额整体呈上升趋势,已由2002年的819.474亿美元增长至2020年的6 909.302亿美元。以2013年为界限,2002—2013年全球稀有矿产品总体贸易额呈快速增长趋势,年均增速为42.16%;2013—2020年全球稀有矿产品贸易额的波动性增强,年均增长幅度也下降为1.87%。从参与经济体个数来看,2002—2020年参与稀有矿产品贸易的国家(地区)数在232~239之间,几乎涵盖了世界所有国家(地区)。从双边贸易关系数来看,以2013年为界划分为2个阶段:第一阶段为2002—2013年,全球稀有矿产品贸易关系数呈快速增长趋势,由2002年的5 612对增长至2013年的9 139对,年均增长率为4.45%;第二阶段为2014—2020年,该阶段双边贸易关系数呈现波动趋势。这主要是由于:第一,随着科学技术水平的提高,稀有矿产资源勘查与开发的技术越来越先进,交通运输方式越来越多样化,国家(地区)间的交流与合作不再受地理因素限制,稀有矿产品贸易规模日益增大,贸易格局多元化趋势加快,促使贸易总额与贸易关系数呈逐年递增趋势;第二,中美贸易摩擦升级,世界贸易保护主义兴起,各经济大国相继出台了稀有矿产品贸易保护政策来维护本国的战略地位,大国之间的资源博弈愈演愈烈,导致全球稀有矿产品贸易总额与贸易关系数呈现波动趋势。

2.2 全球稀有矿产品贸易网络整体性演化

整体特征指标主要包括网络密度、平均度、聚类系数与平均路径长度,是衡量贸易网络整体特征及演化方向的指标。本文收集全球稀有矿产品贸易数据,通过计算绘制网络密度与平均度、聚类系数与平均路径长度变化趋势图(图2),分析贸易网络的演化特征。

图2

图2   2002—2020年全球稀有矿产品贸易网络的整体特征指标演化

Fig.2   Evolution of the overall characteristic indicators of the global rare mineral products trade network from 2002 to 2020


从网络密度和平均度来看,二者的变动趋势呈现一致性,最小值均出现在2002年,网络密度为0.103,平均度为23.983,网络密度最大值出现在2016年,为0.167,平均度最大值出现在2017年,为39.607。网络密度与平均度的变化趋势可划分为2个阶段:第一阶段为2002—2013年,二者均呈现稳定增长趋势,体现了经济体之间的贸易联系愈加紧密,贸易规模逐步扩大;第二阶段为2014—2020年,网络密度与平均度呈波动状态,主要是因为贸易保护主义的兴起导致贸易网络的不稳定性增强。整体来看,二者均呈上升趋势,说明全球稀有矿产品贸易网络传输效率和复杂性程度逐步增强,这与贸易总额及贸易关系数变化具有一致性。

从聚类系数和平均路径长度来看,全球稀有矿产品贸易网络的聚类系数最大值出现在2002年,为0.749;最小值出现在2011年,为0.681。平均路径长度最大值出现在2011年,为1.864;最小值出现在2002年,为1.749。以2013年为界,聚类系数和平均路径长度的变化趋势可划分为2个阶段:第一阶段为2002—2013年,聚类系数呈下降趋势,平均最短路径呈上升趋势,说明稀有矿产品贸易网络的传播效率加快,全球化程度下降;第二阶段为2014—2020年,聚类系数的波动性增大,整体呈上升趋势,平均路径长度缩短。

根据小世界网络的特征,若贸易网络具有较大的聚类系数和较小的平均路径长度,则称该网络为小世界网络(Watts et al.,1998)。通过计算,全球稀有矿产品贸易网络的聚类系数在0.681~0.749之间,平均路径长度介于1.749~1.864之间,可以判断,全球稀有矿产品贸易网络具有典型的小世界特性。

2.3 全球稀有矿产品贸易网络节点中心性演化

(1)中心度指标

中心度指标是量化各经济体在全球稀有矿产品贸易网络中控制力和影响力的指标。主要包括度中心度(入度中心度和出度中心度)、接近中心度和中介中心度。通过计算,列出2002—2020年全球稀有矿产品贸易网络中心度指标排名前10的国家(地区),并按数值大小进行排列,如表4表5所示。

表4   全球稀有矿产品贸易网络中心度指标排名前10的国家(地区)

Table 4  Top 10 countries(regions) in the centrality index of the global trade network of rare minerals

排名2002年2013年2020年
经济体入度经济体出度经济体入度经济体出度经济体入度经济体出度
1美国76德国202美国135德国211美国110中国208
2法国67意大利177英国115法国196德国100德国203
3德国67英国173德国114美国192英国98荷兰198
4英国67美国170中国107中国192阿联酋95美国194
5意大利64法国167法国105荷兰189法国94法国193
6瑞士64中国164瑞士104英国186中国91英国187
7比利时61瑞士151阿联酋101瑞士179比利时91比利时185
8西班牙60荷兰147加拿大100意大利179瑞士88意大利176
9荷兰58西班牙145意大利98加拿大174荷兰87西班牙176
10加拿大57中国香港144比利时94比利时168意大利87印度175

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表5   全球稀有矿产品贸易网络接近中心度、中介中心度排名前10的国家(地区)

Table 5  Top 10 countries with near centrality and intermediary centrality in the global rare mineral trade network

指标名称2002年2013年2020年
经济体指标值经济体指标值经济体指标值
接近中心度德国0.883德国0.907中国0.891
意大利0.806法国0.858德国0.875
英国0.795中国0.845荷兰0.859
美国0.787美国0.845美国0.846
法国0.779荷兰0.836法国0.843
中国0.772英国0.827英国0.826
瑞士0.740瑞士0.808比利时0.820
荷兰0.730意大利0.808意大利0.795
西班牙0.726加拿大0.794西班牙0.795
中国香港0.724比利时0.778印度0.793
中介中心度美国0.026美国0.064美国0.038
德国0.026德国0.036中国0.026
法国0.020英国0.030德国0.025
英国0.018中国0.029英国0.023
意大利0.016法国0.029阿联酋0.018
瑞士0.012瑞士0.025法国0.018
新加坡0.012澳大利亚0.020荷兰0.016
中国0.010加拿大0.020瑞士0.015
比利时0.010意大利0.019比利时0.015
中国香港0.009荷兰0.019加拿大0.014

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经统计,2002年全国共有82个国家(地区)出口稀有矿产品,234个国家(地区)进口稀有矿产品,至2020年,全球共有133个国家(地区)出口稀有矿产品,241个国家(地区)进口稀有矿产品。出口国家(地区)由2002年的82个增长至2020年的133个,说明贸易网络的规模扩大,全球化趋势增强。与进口国家(地区)相比,出口国家(地区)的数量明显较少,说明并非每个国家(地区)在出口稀有矿产品上都具有比较优势,这与每个国家(地区)的要素资源禀赋和稀有矿产品开发水平有密切关系。一方面,随着科学技术的进步和生产水平的提高,出口稀有矿产品的国家(地区)数量也会逐步加大;另一方面,由于稀有矿产资源分布不均,各个国家(地区)的资源禀赋各异,因此相对于需求侧,供给侧的国家(地区)数量会更少。

表4为全球稀有矿产品贸易网络中节点度排名前10国家(地区)的出度和入度。限于篇幅,本文截取了2002年、2013年和2020年的数据。由表4可知,美国、法国、德国、英国、瑞士、意大利和比利时始终位于稀有矿产品贸易网络入度前列,稀有矿产品需求较大。德国、意大利、英国、美国、法国、中国和荷兰始终位于稀有矿产品贸易网络出度前列,这些国家(地区)稀有矿产资源禀赋优越,技术水平较为发达,是该领域出口活跃的国家(地区)。其中,中国在全球稀有矿产品贸易网络入度排名中由2002年的第18位上升至2020年的第6位,出度始终位于前列,2020年稀有矿产品出度位于世界第一,表明中国在贸易网络中的影响力逐渐增强,多元化程度逐渐加深。

从各国的中心度指标(表5)可以看出,德国、英国、美国、法国、中国和荷兰这6个经济体的接近中心度与中介中心度始终位于前列,说明这些国家在全球稀有矿产品贸易网络中位于核心位置,不易受到其他贸易国家(地区)的影响,是贸易网络中重要的桥梁,更容易与其他国家(地区)建立贸易联系。与表4进行对比可以发现,接近中心度与中介中心度排名前10的经济体中,有90%的经济体与度中心度一样,说明全球稀有矿产品贸易网络是一种“点对点”的贸易方式(王芳等,2021)。其中,美国的中介中心度始终位于第一,说明美国在稀有矿产品贸易网络中牢牢把握控制地位,具有很强的贸易周转能力和资源把控能力,是贸易网络中重要的枢纽。中国的接近中心度由2002年的第6上升至2020年的第1,中介中心度由2002年的第8上升至2020年的第2,接近中心度与中介中心度均大幅提高,说明中国已经占据了全球稀有矿产品贸易网络的中心位置,对稀有矿产品的控制能力和周转能力均有很大的提升,贸易地位日益增强。

(2)点强度指标

点强度是量化各经济体在贸易网络中资源占用情况的指标,主要包括入强度和出强度。表6列出了全球稀有矿产品贸易网络中入强度和出强度排名前10的经济体。从入强度来看,美国、英国、瑞士、德国、中国和中国香港这6个经济体始终位于入强度排名前列,即在稀有矿产品贸易进口额较大,说明这些国家(地区)对稀有矿产品的需求量较大;从出强度来看,美国、德国、瑞士、中国、中国香港和加拿大这6个经济体始终位于出强度前列,即在稀有矿产品贸易出口额较大,说明这些国家(地区)稀有矿产品资源丰富,科学技术相对来说较为先进。其中,我国稀有矿产品的出口量和进口量日益升高,说明我国对于战略性矿产资源越来越重视。

表6   全球稀有矿产品贸易网络点强度指标排名前10的国家(地区)

Table 6  Top 10 countries in the global rare minerals trade network point strength indicator

指标名称2002年2013年2020年
经济体指标值经济体指标值经济体指标值
入强度美国144.884瑞士1 184.136美国1002.757
英国71.283中国香港1 137.669英国973.741
瑞士65.273中国1 062.802瑞士872.734
德国51.265阿联酋625.180中国香港447.566
中国香港46.026美国473.453德国379.666
日本39.430印度431.698中国378.570
法国34.561英国314.524印度245.361
韩国26.102德国211.959新加坡221.706
中国24.681新加坡184.052阿联酋176.489
意大利22.888泰国159.393日本166.880
出强度美国120.287瑞士1 456.692瑞士844.011
德国77.613英国953.997中国香港582.878
英国59.876中国香港891.749美国535.92
日本57.688美国600.091英国452.671
意大利56.976中国448.334中国451.221
瑞士47.603阿联酋306.049德国393.194
中国香港43.030德国284.101阿联酋360.785
中国41.297苏丹238.192俄罗斯284.06
澳大利亚36.583加拿大209.316日本231.583
加拿大30.565新加坡196.601加拿大201.543

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2.4 全球稀有矿产品贸易组团划分

为进一步明确世界稀有矿产品贸易的区域分布,本文基于2002年、2008年、2014年和2020年4个时间截面的稀有矿产品贸易关系数据,通过模块度(表7)对参与全球稀有矿产品贸易的国家(地区)进行社团划分,探讨全球稀有矿产品贸易网络组团的分布格局及演化特征(图3)。全球稀有矿产品贸易国家(地区)可划分为4个主要的贸易社团,各个社团呈现不断分化重组的演化特征。

表7   全球稀有矿产品贸易网络模块度及社区数

Table 7  Number of modules and communities of the global rare mineral trade network

年份模块度社区数
20020.2955
20080.3485
20140.3264
20200.2594

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图3

图3   2002—2020年全球稀有矿产品贸易网络组团空间格局演化

注:底图来源于自然资源部标准地图服务系统(无修改)[审图号:GS(2016)1663号];2020年受新冠疫情影响,亚洲和美洲地区之间的竞合关系发生了改变,它们之间贸易关系也发生了变化,因此美洲地区国家和亚洲地区国家划归为同一个社团

Fig.3   Evolution of the spatial pattern of the global rare mineral trade network group from 2002 to 2020


(1)欧非社团。主要包括欧洲与非洲大部分国家(地区),呈现以“德国—法国双核心向德国、法国、瑞士、英国多核心”演化趋势。2002—2014年,欧非社团一直位于四大社团之首,呈现以德国和法国为双核心的贸易格局,之后随着英国和瑞士的加入,欧非社团逐渐演变为德国、法国、瑞士和英国多核心贸易格局,社团内贸易节点数量逐渐减少,由2002年的94个节点减少至2014年的77个节点,受新冠疫情的影响,各经济体出口贸易受到严重打击,至2020年社团内贸易节点减少至51个,贸易规模显著降低。

(2)北美社团。主要包括北美洲国家,南美洲及大洋洲部分国家,由于英国和瑞士脱离北美社团加入欧非社团,在此期间社团内部贸易格局呈现由“美国、英国、瑞士、加拿大多核心向以美国为绝对核心,加拿大为次核心”的格局转化。2002年,北美社团为全球第二社团,呈现美国、英国、瑞士和加拿大多核心社团,随着英国和瑞士相继加入欧非社团,美国的贸易地位和控制力不断提高,综合国力不断增强,北美社团逐步演变成以美国为绝对核心,加拿大为次核心的贸易格局。

(3)东亚、东南亚社团。主要包括中国、日本和韩国等国家(地区)。呈现以中国和日本为主要核心,韩国、泰国及菲律宾为次核心的贸易格局。社团规模不断扩大,由2002年的20个增长至2014年的36个,在此期间社团内部一直呈现中国—日本双核心贸易格局,中国贸易地位略高于日本,贸易规模还在不断扩大。2020年,受新冠疫情的影响,北美社团与东亚及东南亚社团合并,北美国家的加入打破了中国—日本双核心的贸易格局,社团内贸易关系趋于复杂化。

(4)亚欧社团。主要包括亚洲与欧洲部分国家(地区),呈现印度—阿联酋双核心贸易格局,一直维持至2020年。贸易社团规模不断扩大,由2002年的33个增长至2014年的46个,社团内呈现“分散—重组—分散”特征,至2020年,受新冠疫情的影响及北美社团内部分国家(地区)并入,社团规模急速增加,增长至85个。

综上所述,全球稀有矿产品贸易社团划分及格局演变主要呈现3个特征。第一,2002—2014年贸易社团的划分主要以经济体所处地理位置划分,地理位置相近的国家(地区)贸易依赖关系更强,往往同属于一个社团;2014—2020年,地理位置因素相对减弱,各经济合作组织对社团划分产生影响;第二,各社团内部拥有显著领导地位的均为资源禀赋强,科学技术水平高的国家(地区);第三,随着全球稀有矿产品贸易网络的不断复杂化,双边贸易波动增强,各国之间的贸易往来难以清晰界定。

2.5 我国稀有矿产品供应安全趋势及其情景模拟

我国是稀有矿产品重要的贸易进口国,在全球稀有矿产品贸易网络中的参与度非常高。受中美贸易战及新冠疫情的影响,我国稀有矿产品供应安全波动性增强,供应安全受到威胁。综合上述社团划分结果,进一步对我国稀有矿产品供应安全及贸易稳定性进行研究,进而寻求我国稀有矿产品贸易格局演化的方向。

(1)供应安全及其趋势。据式(1)~式(3)得到我国稀有矿产品供应安全度(图4),我国稀有矿产品供应安全趋势呈稳定到波动的发展趋势。2001年,中国加入世界贸易组织,与多国建立贸易联系,我国稀有矿产品供应安全平稳上升;2008年受全球金融危机影响,我国稀有矿产品供应安全出现大幅降低,之后呈现波动状态;2017年,贸易保护主义兴起,世界各经济大国先后出台稀有矿产品战略储备制度来维护本国的战略地位,中美贸易战等因素导致我国稀有矿产品供应安全呈下降趋势;2019年底,受新冠疫情的影响,全球经济低迷,多国作出禁止性强制规定导致运输中断,我国稀有矿产品供应安全大幅降低。由此可见,贸易格局的变化将会导致我国稀有矿产品供应安全发生改变,评估不同情形下稀有矿产品供应安全的变化情况,才能更加科学地制定应对策略。

图4

图4   2002—2020年我国稀有矿产品供应安全度演变

Fig.4   Evolution of supply safety of rare mineral products in China from 2002 to 2020


相比人类发展指数,矿业潜力政策对于保障我国稀有矿产品供应安全更加重要。从计算结果来看,Si,t,2>Si,t,1,说明相比稀有矿产品进口来源国的社会发展水平,其矿业监管政策对于保障我国稀有矿产品供应安全的影响更大。由此可见,为提高稀有矿产品供应安全水平,我国不仅要拓展进口来源国的多样性、推动自由贸易协议签订,反对贸易保护主义,还需要制定适合我国发展的矿业监管政策,综合运用经济、政治和技术等方式不断降低外部供应风险,立足国内稀有矿产品供给,避免过度依赖国外市场。

(2)供应安全情景模拟。在Si,t,3的基础上对我国稀有矿产品贸易网络进行目标性中断模拟(图5),研究贸易网络的脆弱性。由图5可以看出,随着供应中断经济体个数的增加,供应安全度的下降速度逐渐减缓,相比2002年和2013年,2020年我国稀有矿产品供应度的下降速度明显减缓。通过计算,2002年我国稀有矿产品最大的进口经济体依次是中国香港、日本、美国、德国和韩国,这5个经济体完全中断将会导致中国稀有矿产品供应安全度下降约78.42%;2013年我国稀有矿产品最大的进口经济体依次是中国香港、瑞士、澳大利亚、美国和日本,这5个经济体完全中断将会导致我国稀有矿产品供应安全度下降约72.56%;2020年我国稀有矿产品最大的进口经济体依次是中国香港、韩国、美国、瑞士和德国,这5个经济体完全中断将会导致我国稀有矿产品供应安全度下降约67.10%。说明随着我国贸易地位的提高和贸易关系的增加,我国稀有矿产品贸易安全度得到了提升,多元化贸易的优势得以凸显。但是,就我国稀有矿产品供应安全度值来说,中国仍处于不安全的状态,美国与日本常年占据我国稀有矿产品进口来源国前列,对我国稀有矿产品供应安全有较大影响,因此减小对国外市场的依赖,实行多元化贸易格局对保护我国稀有矿产品供应安全具有重要意义。

图5

图5   我国稀有矿产品目标性中断模拟

Fig.5   Simulation of targeted disruption of rare mineral products in China


3 结论与建议

3.1 结论

基于复杂网络理论,以2002—2020年全球稀有矿产品贸易数据为基础,构建全球稀有矿产品贸易网络。利用复杂网络相关理论和指标,对全球稀有矿产品贸易网络的整体特征、节点情况以及贸易社团进行分析,进一步研究中国在全球稀有矿产品贸易网络中的地位变化以及我国稀有矿产品的供应安全,得到以下结论:

(1)全球稀有矿产品贸易规模不断扩大,贸易关系逐渐趋于复杂化,贸易网络的连通性不断增强,表现出明显的小世界特性。

(2)稀有矿产品贸易格局主要由贸易进口国所控制,贸易进口国拥有更大的话语权。美国、德国、英国和法国等核心国家占据了全球稀有矿产品贸易网络的领导位置,贸易网络中心度排名前20位的国家(地区)与70%以上的国家(地区)存在贸易关系,所产生的贸易额占总贸易额的75%,对网络稳定性有重要影响。

(3)2002—2020年全球稀有矿产品贸易社团始终处于不断分化重组的动态演化过程,每个社团都由其社团内的核心国家所支配。除北美社团,其余社团中均存在2个及以上的核心国家,呈现多核心贸易格局。早期贸易社团主要是按照地理位置进行划分的,随着经济的不断发展,全球稀有矿产品贸易已经突破了地理位置限制,各经济合作组织已成为影响贸易社团划分的重要原因。

(4)我国稀有矿产品供应安全得到了提高,但仍处于不安全的状态。我国稀有矿产品供应安全深受自由贸易协定、社会发展水平、矿业监管政策及贸易战等因素的影响,目前尚未能很好地抵御对于目标性中断所带来的风险,美国和日本等发达国家仍然是中国重要的贸易合作伙伴。

3.2 建议

受全球新冠疫情及贸易保护主义兴起的影响,中国稀有矿产品进出口贸易及供应安全均受到一定冲击。面对日益激烈的全球稀有矿产资源竞争博弈,需要制定适应未来发展的贸易政策及创新合作来维持我国的战略性地位,维护我国稀有矿产品贸易安全。

(1)与全球稀有矿产品贸易核心国家建立长期稳定的贸易联系。全球稀有矿产品贸易网络的控制权仍掌握在少数核心国家(美国、德国、法国和英国)手中,我国应与贸易核心国家建立并加强矿产品贸易合作,以消除稀有矿产品贸易与合作障碍,尽量减少贸易纠纷与摩擦,避免因目标性中断对我国稀有矿产品供应安全造成影响。

(2)实行多元化贸易战略,增强抵御目标性中断风险的能力。提高我国稀有矿产品供应安全,需要做到统筹国内国外两大市场。一方面需要考虑在原有的进口国家中进一步进口新的矿产品,开拓新的矿产品进口来源国,避免国家间贸易摩擦带来的威胁;另一方面,需要加强国内稀有矿产资源开发水平,提高资源利用率,加强顶层设计,为稀有矿产品战略储备和可持续利用提供有利支撑,适当加大勘查和开采力度,做到勘查开发增储与节约利用并重,减少对国外市场的依赖。

(3)积极参与全球稀有矿产资源勘探,促进我国稀有矿产资源可持续发展。我国因前期过度开采,导致稀有矿产资源消耗巨大,造成很多因开采方式不当所引起的环境污染。为此,我国应充分利用“一带一路”贸易优势,实施“走出来”战略,与沿线稀有矿产资源丰富的国家积极合作,建立国外稀有矿产资源供应基地,缓解我国资源开采过渡压力,有关部门应制定科学有效的措施与政策,通过参股和控股等方式入股境外稀有矿产企业,实现全方位的稀有矿产资源供给。

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