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经济学论文1
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2022-08-08
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2.1.2消费者效用与市场均衡设消费者效用函数为: 其中,为对消费者对产业i产品的消费量,且有 2.2空间关联网络产业空间集聚指产业部门在空间中分布的高度集中
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中国产业空间网络分析报告
1. 引言
我国地大物博,产业门类齐全,具有庞大的国内市场,依托着庞大的国内市场和门类齐
全的产业体系,我国在全供应链中占据着重要的地位。2020 年以来国际形势发生了新的变
化,由于新冠疫情影响,全球经贸大幅度下滑,许多产业受到了不同程度的冲击,使得我国
乃至全世界的供应链安全面临着巨大的不确定因素。在产业链上,任何一个节点所受到的冲
击都可能通过各种经济关联关系对其他产业链造成影响,并且进而形成全局性的经济波动,
造成对宏观经济的风险冲击,所以,研究中国的产业空间集聚和分布,产业风险传染等问题
显得尤为重要。
要实现对宏观经济风险的早期预警,需要找到微观数据与宏观经济风险之间的内在逻辑。
由于某个区域的产业受多方面因素的影响而且这些影响相互关联,计量经济学的方法已经不
能描述产业网络体系的特征;而且直观的宏观经济数据忽略了中间投入产出结构,无法描述
产业冲击的传染过程。因此,我们使用复杂网络方法构建基于产业关联和空间关联的产业空
间关联网络来解构宏观经济风险的微观关联基础。
2000 年后国内外学者使用网络理论以消费者、企业、政府、产业作为节点来研究产业
空间集聚问题。相比于传统的计量方式,网络分析打破了各个区域的各个产业的孤立性,能
更加系统地考虑区域间联系。张许杰和刘刚(2008)实证了英国产业结构地网络性质,认
为英国产业结构网络是一个小世界网络。这一期间出现了真正意义上的以产业空间为节点的
构建产业空间网络的研究。吕康娟和付旻杰(2010)使用中国区域间投入产出表全面地分
析了中国区域间产业空间网络的结构特征,但对模型构建部分描述不够详尽。后来,国内学
者开始通过区域间投入产出表建模来分析产业空间网络结构,韩斌(2011)根据四川和重
庆两地的区域投入产出表构建了成渝区域间产业空间网络并进行了两地的产业关联分析。相
似地,王浩宇(2017)据北京、天津、河北三地的区域投入产出表构建了京津冀区域间产
业空间网络(MRIO)并进行了产业关联和空间分布分析。此外,一些学者创建了全球范围
的区域间投入产出表 GMRIO, Tukker and Dietzenbacher (2013)对 GMRIO 的发展进行了详
细介绍,并对主要 GMRIO 数据库的特点进行了总结比较。区域间投入产出表的应用在能源
方面、环境方面等十分广泛: Steen-Olsen et al.(2014)分析了 MRIO 表中的 CO2 乘数对
CO2 总量的敏感性。Wu et al.(2017)等分析了中部、东北部和西部省份省级贸易和 PM2.5
排放问题。Zhang et al.(2017)等从全球、双边和国家三种不同的贸易模式对碳排放污染避
风港假说进行全面分析。Duarte (2019)等研究了 15 年来世界贸易中碳的变化轨迹和决
定因素。Zhang et al.(2016)等研究了 2002-2007 年中国国内贸易中体现能源转移的时间
和空间变化。Hubacek and Feng(2016)等研究了国际贸易中土地需求与全球土地利用分配
问题。 Sanfélix(2016)等研究了锂离子电池组的使用寿命周期对环境和经济的影响。
Portella-Carbo et al.(2016)等研究了国际贸易和供应链全球化对本国国内就业的影响。
基于区域间投入产出表的分析是研究产业空间网络的重要方法,是因为区域间投入产出
表本质上是生产资料由生产端到消费端的转移,能反映任意区域的各个产业到其他区域的各
个产业的投入产出转化关系以及任意区域的各个产业的生产资料的来源部门以及产成品的
流出部门,这体现了产业间“方向”和“量”的联系,可以通过矩阵运算形成对节点众多、联系
复杂的中国产业有机整体的研究。所以,若要进行多区域的产业分析,需先构建中国区域间
投入产出表。早在 1951 年,Isard 提出了一种构建区域间投入产出表的模型,但该模型需
要每个地区每个产业的基本流量数据,还需要区域间的每个产业的流量数据,因此对基础数
据的要求很高。Isard 模型的流入和流出各项一般为一个整体,并没有区分流入和流出的具
体来源和流向。后来学者们又提出使用较少数据的 MRIO 模型(Moses,1955)和 Pool 模
型(Leontief 等,1963)。在区域间投入产出表的研制中,区域间贸易系数的估算始终是一
大难点,需要运用空间联系来估算最可能的区域间贸易分布(张亚雄等,2012),引力模型、
熵模型等相继被引入到贸易分布系数的估算中。1978 年,有研究在 Pool 模型(Leontief and
Alan,1963)、无约束引力模型和最大熵模型(Wilson,1967)的基础之上,加入系统变量,
提出了更为灵活的双约束引力模型,形成了较为固定的引力模型的形式。还有诸多学者对区
域间投入产出表进行了改造和创新。近年来,大数据的获取和分析技术日益成熟,Gao(2020)
等通过上下游企业生产的增值税发票大数据建立了与中国国家统计局的投入产出表一致的
区域投入产出表来跟踪利润转移和避税。
在对中国产业网络问题的研究中,研究文献的对象主要有两种:一是中国的部分或全部
产业,二是中国的部分区域的全部产业或是中国全部区域的部分产业。但其中通过网络理论
进行产业结构地研究少之又少,尚未形成对中国全部空间的全部产业格局的整体研究。在研
究方法上,研究产业结构问题一般使用计量经济学的方法,用几个变量组成的数学公式来描
述经济结构,但产业网络具有天然的系统性,计量经济学难以分析中国整体产业体系的全貌。
在总结研究领域的空白和不足的基础上,本文使用复杂网络理论的进行建模,以各个区域的
各个细分行业为节点,以跨地区的各个行业间的投入产出关系为关联边,将经济实体和联系
抽象化,构建出第一个中国各个区域范围的所有产业的网络,即中国产业空间网络。一个覆
盖全区域全产业部门的产业空间网络是研究宏观产业分布、产业转移现象甚至突发事件冲击
的有用的工具。对产业空间结构进行分析,可以优化产业布局,提升区域经济发展水平,更
好地落实区域经济协同发展战略。
2 模型设定及数据
本模型结合产业经济学和空间经济学的思想,建立了涉及
𝑚
个空间经济单位(区域)
的 n 个产业的区域间投入产出表。该表分为三部分,包括第一区间的中间投入和中间使用部
分、第二区间的最终使用和进口部分、第三区间的最初投入部分。简化的中国区域间投入产
出表第一区间如表 1 所示。结合网络科学理论,可以把各个区间的各个部门和部门间的投入
产出关系简化成复杂网络的节点和连边,区域间投入产出表第一区间共计
𝑚
×n 个节点和(
𝑚
×n)
2
条边。
表 1 区域间投入产出表第一区间
中间使用
区域 1
…
区域
𝑚
产出
投入
部门 1
…
部门 n
…
部门 1
…
部门 n
中间使
用合计
部
门 1
中间投
入
区域 1
…
部
门 n
…
…
部
门 1
…
区域 m
部
门 n
中 间 投 入 合
计
根据投入产出表的供求平衡原则,区域间投入产出表中 m 地区 i 产业的总产出应满足:
𝑋
𝑠
𝑖
=
ℎ
𝑗
=
1
𝑙
𝑛
=
1
𝐴
𝑠𝑡
𝑖𝑗
+
𝐹
𝑠
𝑖
=
ℎ
𝑗
=
1
𝑙
𝑛
=
1
𝑎
𝑠𝑡
𝑖𝑗
𝑋
𝑠
𝑖
+
𝐹
𝑠
𝑖
#
(
1
)
𝐴
𝑠𝑡
𝑖
表示从区域 s 到区域 t 的贸易流(s,t = 1,2,…,
𝑚
; i, j = 1,2,…,n),
𝑎
𝑠𝑡
𝑖𝑗
为直接系数矩阵的元素,
𝑋
𝑠
𝑖
表示 s 地区 t 产业的总产出或总需求,
𝐹
𝑠
𝑖
表示最终需求。写成矩阵形式为:
𝑋
=
𝐴𝑋
+
𝐹
=
(
𝐼
―
𝐴
)
―
1
𝐹
=
𝐵𝐹 #
(
2
)
2.1 产业关联网络的构建
用
I
W
表示产业之间基于中间品价值投入的产业关联矩阵(基本流量表的中间品投入产
出部分),其矩阵元素
I
ij i ij
p x
w
=
,表示产业
i
的产出中作为中间品而投入产业
j
的价值。由
I
W
得到的产业关联网络用
I
W
表示。该网络是一个有权有向的复杂网络;其节点表示产业,
节点权重为产业总产值;有向边表示两个产业的中间品价值投入关系。从微观经济来看,产
业之间的中间品投入关系反映了产业之间的技术关联关系,联系投入和产出的关键就在于微
观生产函数。
设经济体内有 n 个产业。产业产出符合 Cobb-Douglas 生产函数。产业
i
的总产出为:
1
a
V
=
=
Õ
l
ji
i
n
a
i i i i ji
j
y z x
(2)
其中,
i
z
表示 Hicks 中性的生产率冲击(对劳动和资本的冲击相同);
i
l
为产业
i
的劳
动力投入;
ji
x
为产业
i
使用产业
j
所生产中间品的投入(资本投入)。在均衡时,产业的总
产出等于其总投入,因此
i
y
既代表了总产出,也代表了总投入。
生产技术将生产要素(劳动和资本)投入转化为产出,其中
i
a
为劳动在生产技术中的
份额,
ji
a
为中间品投入在生产技术中的份额,有
0
ji
a
³
,且
0
ii
a
>
,一般有
ji ij
a a
¹
。
进一步假设规模报酬不变,即劳动和资本投入对生产的影响是齐次线性的,那么有
1
1,
n
i ji
j
a i
a
=
+ = "
å
。
i
V
为一般化参数,用于简化模型,有
1
ji
i
n
a
i i ji
j
a
a
V a
-
-
=
=
Õ
。代入生产函数(3),可得:
( )
( )
( )
1
ji ji
i i
n
a a
i i i i ji ji
j
y z a x
a a
a
-
-
=
=
Õ
l
(3)
2.1.1 企业利润
企业利润为其产出与要素成本之间的差异:
1
n
i i i i j ji
j
p y w p x
p
=
= - -
å
l
(4)
其中
w
为给定的工资水平。企业决策在于选择合适的要素投入来实现利润最大化,其
一阶条件分别为:
i i
i ji j
ji ji
y
p a p
x x
p
¶
= -
¶
和
i i
i i
i i
y
p w
p
a
¶
= -
¶l l
。由一阶条件等于 0,可得:
ji i i
ji
j
a p y
x
p
=
(5)
i i i
i
p y
w
a
=l
(6)
将(5)和(6)代入(3),然后两边取对数,可得:
1
ln ln
n
j
i
ji i
j
p
p
a
w w
e
=
æ ö
æ ö
= -
ç ÷
ç ÷
è ø
è ø
å
(7)
其中
( )
ln
i i
z
e
=
表示生产冲击。
由(5)可得:
i ij
ij
j j
p x
a
p y
=
(8)
式(8)的左边为产业
i
向产业
j
的中间品投入在产业
j
的生产技术中所占份额
ij
a
,右边为
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正版胡一星
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