产业网络结构对总产出波动的影响研究
——基于中国投入产出数据

相雪梅　赵炳新　殷瑞瑞



产业网络结构对总产出波动的影响研究
——基于中国投入产出数据

相雪梅赵炳新殷瑞瑞

摘要：总产出波动及其影响因素研究是理论界和决策部门长期以来关注的热点问题。近年来，多位学者研究发现，部门冲击能否汇聚形成总产出波动与产业网络结构有关，基于产业网络的分析框架成为研究总产出波动的新范式。以中国投入产出数据为基础，构建中国产业网络模型，采用与大数定律相比较的方法，研究中国产业网络结构对总产出波动的影响。研究发现，中国产业网络的供给结构是不对称的，少数产业作为供应枢纽为大多数产业提供直接或间接投入，这种不对称性延长了部门冲击对总产出波动影响的时间，放大了影响的程度，成为导致总产出波动的重要诱因。与Acemoglu的研究结论相比较，发现中国产业网络结构对总产出波动的影响程度小于美国。

关键词：产业网络； 关联结构； 总产出波动

一、引言

系统阐述了产业关联结构在部门异质性冲击转化为总产出波动中的作用，并提供了一个研究多级关联效应及其影响的分析框架*Acemoglu, D, Carvalho, V, Ozdaglar, A. and Tahbaz-Salehi, A，“The Network Origins of Aggregate Fluctuations”， Econometrica, 2012,80(5):pp.1977-2016.。有学者认为这一框架不仅为总产出波动研究提供了新的视角，而且提供了一个研究总产出波动的新范式*韦倩、程伟平、郝涛:《论艾西莫格鲁的经济波动理论及其价值》，《经济学家》2013年第1期。，可以有效解释经济波动产生和扩散的根源，对于合理制定产业政策，促进经济稳定和发展具有重要的理论和现实意义。

二、结构指标与度量标准

(一)结构指标及其含义

2.总产出波动指标。所谓总产出是指一个国家(地区)在一定时期内生产的货物和服务的价值的总和，反映了国民经济各部门生产经营活动的总成果。因为中间投入仅改变总产出的均值，不改变其方差，因此本文采用实际增加值的变化情况，即var(GDP)来描述总产出波动。

(二)变量关系及度量标准

产业网络结构影响着部门冲击在宏观层面汇聚或放大的程度，从而影响着总产出波动的程度。若部门冲击用Zn=[z1,z2,…,zn]表示，n为部门数，并假定Zn在部门间是独立的，其对数用sn=[ε1,ε2,…,εn]表示，即εi≡log(zi)，那么，本文要研究的是我国产业网络结构对Zn转化为var(GDP)的影响，因此首先要明确三者关系。

Vasco M. Carvalho(2010)*Carvalho,V,M，“Aggregate Fluctuations and the Network Structure of Intersectoral Trade”, Working Paper, 2008.研究发现产业网络的需求结构是对称的，多数产业部门均依赖少数几个供应商；产业网络的供给结构是不对称的，少数产业部门承担了整个经济的大部分直接和间接供应任务。因而相比完全图网络、二叉树网络或环形网络等对称网络而言，产业网络的供给结构是不对称的，来自部门冲击的总产出波动也是通过供应传递的。因此，本文基于加权出度，从总产出波动衰减速率和总产出波动的部门冲击转化比率两个方面量化产业网络结构对总产出波动的影响。

三、数据与计算结果分析

(一)产业网络结构分析

1.需求结构分析。采用OLS回归分析方法对两年份产业的一阶加权入度和二阶加权入度的经验密度分别进行非参数估计，并用高斯核函数对数据进行处理，可绘得两年份一阶、二阶加权入度—经验密度图，发现无论是一阶还是二阶加权入度均近似服从正态分布。说明2002年、2007年中国产业网络一阶需求结构和二阶需求结构都是对称的。

从一阶的计算数据看，2002年一阶加权入度的均值为0.38，标准差为0.15，2007年则分别为0.34和0.19，2002年77%的产业部门集中在一个标准差范围内，2007年这一数据则为67%。这说明，虽然有些产业部门对上游部门的需求依赖较大，如2002年的17号屠宰及肉类加工业、36号石油及核燃料加工业、13号谷物磨制业、78号电子元器件制造业及81号仪器仪表制造业，2007年的15号屠宰及肉类加工业、12号饲料加工业、57号炼铁业、13号植物油加工业及27号麻纺织、丝绢纺织及精加工业，但大多数产业部门对上游产业的依赖比较均衡，即产业在需求方面是同质的，与Vasco M. Carvalho(2010)研究结论*Carvalho,V,M，“Aggregate Fluctuations and the Network Structure of Intersectoral Trade”, Working Paper, 2008.一致。

2.供给结构分析。采用同样的方法对两年份产业的一阶加权出度和二阶加权出度的经验密度分别进行非参数估计，并绘制图1，描述产业网络的供给结构。

图1　加权出度—经验密度图

与加权入度不同，一阶及二阶加权出度的经验分布均呈现显著偏态，并出现右侧重尾。此类重尾偏态分布意味着，少数部门作为“供应商”给多数部门提供中间投入，这符合幂律分布的特征。不管是一阶还是二阶加权出度，其值在均值以上的部门都是不可忽视的，尤其是占比20%的尾部产业(供应枢纽)。汇总可知，2002年排名前五位一阶供应枢纽有101号计算机服务和软件业、1号农业、85号废品废料业、77号其他电子计算机设备制造业、36号石油及核燃料加工业；前五位二阶供应枢纽有101号、8号石油和天然气开采业、85号、1号、56号钢压延加工业；2007年前五位一阶供应枢纽有1号农业、85号电子元器件制造业、84号电子计算机制造业、92号电力、热力的生产和供应业、3号畜牧业；前五位二阶供应枢纽有85号、1号、92号、7号石油和天然气开采业、39号基础化学原料制造业。根据Acemoglu等对美国的实例研究，2002年美国前五位一阶大型供应产业有公司和企业管理业、批发贸易业、房地产业、电力生产、传输和配送业与钢铁及合金制造业，前五位二阶大型供应产业有公司和企业管理业、批发贸易业、房地产业、广告及相关服务业与货币当局和储蓄信贷中介。比较可知，我国供应枢纽以第二产业为主，美国则以第三产业为主，无论是中国还是美国，电力的生产和供应业在国民经济中都扮演着至关重要的供应角色。

分行业统计20%尾部产业数量及占比可知，承担整个经济大部分供应任务的产业主要集中在农林牧渔业、采掘业及制造业，废品废料业作为循环经济的重要一环也发挥着重要的供应作用。2007年相比2002年，大型供应产业的行业分布发生了变化，农林牧渔业、采掘业、电力燃气及水生产和供应业的供应地位进一步提高，与“十五”计划加强农业基础地位及基础设施建设相吻合。

为进一步刻画出度的重尾特征，在对数坐标下用Nadaraya-Watson核估计求一阶、二阶出度的反累积分布函数(图2)。结果显示，不管是一阶还是二阶加权出度，其分布的尾部都近似线性关系，意味着其分布近似为帕累托分布，说明仅少数产业承担整个经济的大部分直接或间接供应任务，产业网络的供给结构是不对称的，同样与Vasco M. Carvalho(2010)研究结论*Carvalho,V,M，“Aggregate Fluctuations and the Network Structure of Intersectoral Trade”, Working Paper, 2008.一致。

图2　加权出度-反累积分布函数图

表及的OLS估计值*为一阶加权出度形状参数，为二阶加权出度的形状参数，n为部门数。括号内数字分别为标准误和用于估计形状参数的部门数。

(二)结构对总产出波动的影响

我国产业网络的供给结构是不对称的，主要体现为存在作为大型直接或间接供应商的枢纽产业，因而基于出度刻画产业网络结构在部门冲击转化为总产出波动中的影响。

表2　‖vn‖2的估计

四、结论与启示

本文利用我国最新两期投入产出数据(2002，2007)研究了产业网络结构对总产出波动的影响，实证结果发现，我国产业网络存在结构不对称等特点，主要表现为少数产业部门作为供应枢纽为大多数产业提供直接或间接投入，这是部门冲击形成总产出波动的主要诱因。主要结论有：

1.除了受总供给、总需求或技术、劳动力等宏观层面冲击的影响外，部门冲击成为总产出波动的另一诱因。国民经济中存在一些供应枢纽部门，供应枢纽部门的共同供应商又可能是供应枢纽，在产业网络上表现为存在一阶出度及二阶出度较大的节点，对这些供应枢纽部门的异质冲击会通过供应传播到下游产业甚至整个经济体，从而形成总产出波动，这就是部门冲击形成总产出波动的传导机理。产业网络供给结构的不对称程度越大，部门冲击对总产出波动的影响也越大。因而，可制定相应产业政策避免供应枢纽部门的消极冲击，防止经济衰退，维护经济稳定；同时可制造或利用来自这些部门的积极冲击，促进经济发展。

2.2007年相比2002年，中国宏观经济中来源于部门冲击的总产出波动减小，经济稳定性提高。由于产业网络结构不对称程度的降低，部门冲击在国民经济中的传播减弱，导致诸如GDP等总量经济指标变化的减小，这意味着由于产业网络结构的影响，部门冲击诱因的经济稳定性提高了。同时伴随着大型供应枢纽产业行业分布的变化，农林牧渔业、采掘业、电力燃气及水生产和供应业的供应商地位进一步提高，废品废料业供应地位的稳固性充分体现了循环经济的价值，这反映了我国基础产业在国民经济中地位的提升及循环经济在经济发展中的重要性。

3.与美国产业网络结构相比较，存在以下差异：(1)中国产业网络结构不对称程度略低，中国大型供应枢纽产业在国民经济中的地位不如美国显著；(2)中国大型供应枢纽产业主要集中在第二产业，美国则主要分布在第三产业。这些差异说明了在部门冲击诱因层面的经济稳定性方面，中国较美国大，但在产业结构高级化水平方面，中国比美国低。因此，两国要实现产业结构优化，推动经济持续稳定增长，其产业政策必然存在差异。

4.本文的研究也证明了Acemoglu等关于产业关联影响总产出波动这一分析框架的有效性，强调了产业网络结构对经济稳定及经济增长的作用。虽然在数据获取的时效性方面还存在不足，但这一方法对研究经济波动及制定相关政策仍有重要意义。

5.产业间存在普遍的相互关联，经济全球化使得这种关联跨越地域边界，理论上会导致对某一国家供应枢纽部门的冲击通过级联效应传播到其他国家，从而使得国家间经济紧密关联。世界各国的经济波动可能因为产业关联影响其他国家，导致全球经济中各国地位和影响力的差异。中国作为世界第二大经济体，在与其他国家的经济合作及战略博弈中，除贸易、利率、能源等要素外，还应考虑产业网络结构的重要作用，以利于产业政策的制定和全球价值链的形成。

[责任编辑：邵世友]

收稿日期：2015-06-11

基金项目：国家自然科学基金项目“区域间产业关联网络模型构建及相关优化问题研究”(71371108)。

作者简介：相雪梅，山东大学管理学院博士研究生(济南250100)；赵炳新，山东大学管理学院教授，博士生导师(济南250100)；殷瑞瑞，山东大学管理学院博士研究生(济南250100)。

The Effect of Industry Network Structure on Aggregate Fluctuations

XIANG Xue-meiZHAO Bing-xinYIN Rui-rui

(School of Management， Shandong University， Jinan 250100， P.R.China)

Abstract:The study on aggregate fluctuations and its influence factors, which have attracted much attention for a long time, are hot topics in theoretical research and decision-making departments. Many scholars studied the issues from the perspective of industry network structure in recent years, considering aggregate fluctuations is associated with industry network structure, and the analysis framework based on industry network has become a new paradigm. This paper constructs the industry network model of China based on the input-output data, using the method of comparison with the law of large numbers and adopting the weighted degree for the index of industry network structure to study the effect of industry network structure of China on aggregate fluctuations. The study finds that the industry network of China is asymmetric with a small number of industries serving as supply hubs for most industries. This asymmetry prolongs and amplifies the impact of department shocks on aggregate fluctuations, and has become an important incentive for the aggregate fluctuations. However, compared with the research of Acemoglu, the asymmetric degree of the industry network structure of China is smaller than that of the United States, which partly shows that the influence of the industry network structure of the United States on aggregate fluctuations is larger than China.

Keywords:Industry network; Linkage structure; Aggregate fluctuations