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新冠肺炎疫情影响下区域产业网络风险传导效应研究.docx
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新冠肺炎疫情影响下区域产业网络风险传导效应研究.docx
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新冠肺炎疫情已成为新中国成立以来发生的传播速度最快、感染范围最广、防控难度
最大的一次重大突发公共卫生事件。截至 2020 年 3 月 14 日,新冠肺炎疫情已波及全国 31
个省自治区、直辖市以及 126 个国家,确诊人数累计达 144 833 人,死亡人数达 5 424 人
[1]
。
新冠肺炎疫情对经济的冲击可归结为供给和需求两个方面
[2]
:1) 供给主要受劳动力不
足和生产原料短缺两个因素的影响。为防控疫情,2020 年 1 月 23 日湖北采取“封城”措
施,同时其他省市也实施了一定程度上的封闭管理和隔离措施。由此造成企业复工复产迟
缓,有效劳动力不足。同时由于生产原料不足和交通运输受限,上游产业的产能受限,传
导至下游产业,进一步加剧生产原料的短缺;2) 需求方面的冲击主要体现在以线下消费为
主的旅游、住宿、餐饮、商业零售、电影娱乐、客运交通等行业,短期内这些行业的消费
将会呈现断崖式下滑。另一方面由于对疫情发展态势的忧虑,消费者对诸如房产、汽车等
一些大额非必须开支需求也会出现下滑和停滞。终端产业的需求下滑,会带来整个产业链
盈利下降,存货增加,并由下游产业传导至上游产业,产业链中议价能力弱、流动资金不
足的企业会陷入破产倒闭的局面,进而引发整个产业链系统性流动性不足,大批企业破产
倒闭的连锁反应。
新冠肺炎疫情尽管只对我国一部分产业形成短期冲击,但由于各产业门类间交织耦合
的供需关系,形成复杂的网络结构,局部的冲击容易扩散蔓延至整个经济体系,导致系统
性危机的发生。如果只是将疫情对经济的影响视为各类产业受到直接冲击的简单加权,忽
视由于产业间关联网络结构而造成的风险溢出和放大效应,则无法准确判断疫情对经济的
真正影响。
复杂经济网络是用复杂网络的方式将现实的经济系统抽象为由节点和连边构成的网络
结构,用于研究经济系统的结构演化、稳健性和脆弱性、竞争与合作、组织集群行为、风
险演化、技术创新扩散等问题
[3-7]
。风险传染效应是复杂经济网络研究的热点问题,早期的
研究起源于 2008 年的全球金融危机,众多学者开始关注金融网络耦合结构引发的风险扩散
效应以及系统性风险问题
[8-10]
。研究者们基于真实数据和虚拟网络构建了多种类型的经济网
络,并对诸如供应链风险、流动性风险、信贷风险、经营风险、信用风险、贸易摩擦等众
多具体的风险传导问题开展了研究
[11-18]
。
危机情景下的复杂经济网络风险传导问题集中在对焦点事件的研究上,其中较为突出
的是 2008 年金融危机对全球金融及经济网络的影响、2010 年的欧债危机
[19-22]
,2011 年的
日本“3.11”大地震
[23-25]
。2003 年 SARS 危机后,国内外学者对疫情造成的经济影响开展了
一系列研究,但多数研究主要通过经济统计数据的回溯和企业信心与消费者意愿的调查,
对 SARS 带来的直接经济损失和间接经济损失进行评估,且主要以单个产业或个别区域的
经济影响为主,缺乏多产业和多区域系统视角的研究。
为此,本文将复杂经济网络引入突发公共卫生事件经济影响领域,通过构建我国区域
间的产业关联网络,从供给侧和需求端入手,揭示新冠疫情冲击下产业网络风险传导机

理,挖掘容易引发系统性危机的高敏感产业。为疫情防控攻艰阶段,如何精准施策,将疫
情对经济系统的不利影响控制在合理范围内提供依据。
1. 产业网络级联失效模型
1.1 区域产业关联网络的构建
各产业门类之间具有错综复杂的关联关系,其中供需关系是最核心的。为了刻画全国
不同省市各产业门类之间的供需关系,基于我国 31 个省(自治区、直辖市),42 个产业门类
间的投入−产出表,建立区域产业关联网络。
投入产出核算是国民经济核算体系的重要组成部分,它以投入−产出表的形式反映了
国民经济各部门的经济流量投入来源和使用去向。由于投入−产出表属于经济普查数据,
国家统计局每 5 年开展一次全国范围的经济普查,目前最新的省域间投入−产出表数据为
2018 年 4 月出版的 2012 年中国 31 省区市区域间投入产出表
[26]
。
产业网络 G=(V,E)可表示为一个加权有向网络,节点 V
i
∈V 表示不同省市中各产业门
类,节点间的连边 e
ij
∈E 则表示产业门类间的关联关系。构建的产业关联网络节点数为 1
302,连边数为 1 104 261。
研究疫情对供给侧和需求端的冲击所引发的风险传染效应,这里考虑产业网络中的两
种流:生产资料的流动和资金的流动,分别用邻接矩阵 W 和 R 表示。w
ij
∈W 表示 i 产业所
生产产品用于 j 产业的生产产值;r
ij
∈R 表示 j 产业向 i 产业销售产品的收入金额。
1.2 供应中断情景下的网络级联失效模型
一个产业的正常生产经营依赖于其上游产业产品的供给,若上游产业无法正常生产而
导致供给下降或中断,由于供应链的粘性和高转换成本,轻则使该产业产能下降,重则导
致产业停产。这一过程,可用网络级联失效模型来刻画。首先当节点 i 受到冲击,导致产
品下一个周期的供应量下降,用 βtiβit 表示冲击强度,即 wtij=wt−1ijβtiwijt=wijt−1βit。由此
导致 i 的指出邻居节点 j 可用于生产的供给量下降,用 γtjγjt 表示 j 节点 t 时期可用生产资
料与上一期生产资料供给量的比值,即:
γtj=∑jwtij∑jwt−1ijγjt=∑jwijt∑jwijt−1
假设每个节点对生产资料的供给量存在一个产能的阈值 P
c
,当生产资料的供给量下降
到阈值以下,该节点失效,即该产业完全停工中断,其对外产品供给也降为 0,由此得
到:
{γtj⩾Pc 有效 βtj=γtjγtj<Pc 无效 βtj=0{γjt⩾Pc 有效 βjt=γjtγjt<Pc 无效 βjt=0
由于生产资料供给量的下降,进一步引起 j 节点产能下降,对外生产供给量由此下降
为:

wt+1jk=wtjkβtjwjkt+1=wjktβjt
1.3 需求下降情景下的网络级联失效模型
当一个产业受到冲击导致需求下降时,相应会减少生产资料的购买,由此影响上游产
业的收入,而收入的下降则会带来进一步需求紧缩,导致更多产业收入的下降。可以用与
供应中断情景下类似的网络级联失效模型来刻画。
当节点 i 受到冲击,导致该产业需求量下降,即 rtij=rt−1ijβtirijt=rijt−1βit,而其指出的
邻居节点 j 的收入减少,θtjθjt 表示 j 节点当期收入与上一期收入的比例。邻居节点 j 收入
的减少会产生两类效应:1) 当收入低于企业盈利阈值 r
c
时,企业入不敷出,现金流发生断
裂由此导致企业破产倒闭;2) 企业因盈利下降缩减生产规模,可表示为:
{θtj>rc 有效 βtj=θtjθtj<rc 无效 βtj=0{θjt>rc 有效 βjt=θjtθjt<rc 无效 βjt=0
j 节点生产规模的下降,由此带来 j 节点需求下降,导致上游产业收入的下滑,即:
rt+1jk=rtjkβtjrjkt+1=rjktβjt
2. 疫情影响下产业网络风险传导效应的仿真
2.1 仿真情景设置
本文主要考虑以下 4 种疫情影响情景:
1)湖北省产业供给中断情景:湖北省作为这次新冠肺炎疫情的重灾区,区域大部份产
业基本处于停工状态,且在疫情彻底结束前,无法正常复工复产。因此,在初始冲击阶段
假设湖北省所有产业的投入降为 0,即 β
0
=0。
2)其他各省市产业供给受限与湖北省产业供给中断叠加情景:由于本次疫情发生于春
节前夕,国家和地方政府层面为加强防控,都采取了延长春节假期的措施。同时各地区为
防止输入性感染,都出台了不同程度的外地返城人员隔离举措,由此带来企业劳动力下
降,产能受限的问题。针对这一情景,模拟全国各省市产业在产能下降 70%,即 β
0
=0.3,
并与湖北产业供给中断相叠加的情景下,全国停产产业比例随疫情持续时间的变化情况。
3)湖北省产业需求下滑情景:受疫情影响,湖北除少数与疫情防控和居民生活保障相
关的产业外,其他产业需求也急剧下滑。为此在初始冲击阶段,假设湖北省除了农林牧渔
业、食品、卫生和社会服务工作、公共管理和社会保障等产业外,其他产业需求下降
70%,设置 β
0
=0.3。
4)其他各省市产业需求下滑与湖北省需求下滑叠加的情景:因疫情影响全国线下服务
产业需求断崖式下滑,模拟产业的需求下降 70%,并与湖北省需求下滑叠加的情景下,全
国现金流紧张产业比例随疫情持续时间的变化情况。

为衡量疫情冲击下产业网络系统性风险的变化情况,对于供给中断所带来的冲击,用
整个产业网络中产能低于阈值而停工产业的比例来衡量风险传导效应。比例越高风险传导
效应越强,系统性风险水平也越高;对于需求下滑带来的冲击,则采用整个产业网络中收
益低于阈值而陷入流动性危机,现金流紧张的产业比例来衡量系统性风险水平。
2.2 供给中断的风险传导效应的仿真
2.2.1 湖北产业供给中断的影响
首先对于湖北产业供给中断的情景,分别设产能阈值 P
c
为 0.5、0.7、0.9,模拟期
T=150,表示疫情持续的时间的长短。图 1 表示不同的产能阈值水平下,全国停工产业的
比例随疫情持续时间的变化趋势。
图 1 湖北省供给中断情景下停工产业比例
下载: 全尺寸图片 幻灯片
可以看出当 P
c
=0.5 时,随着时间推移,湖北省产业供给中断带来的冲击始终局限于湖
北省内产业,产能不足的风险并未扩散外溢至其他省市。但 P
c
上升至 0.7 时,供应中断风

险在 118 时点开始扩散至其他省市,值得注意的是风险的扩散速度非常快,呈现陡然上升
趋势,并迅速蔓延至全国所有产业。而当 P
c
=0.9 时,供给中断风险的扩散显现了类似的突
变趋势,但突变发生的临界时点则提前至 25,说明阻止系统性风险发生的窗口期随着产能
阈值的提高而收窄。
由此可见,产业的产能阈值和疫情持续时间极大地影响了供给中断风险的扩散。当产
业产能阈值较高,即产能对于生产资料敏感性强,轻微的供给下降便会影响企业正常生
产。这种情况下,湖北地区产业供给不足会在短时间内迅速扩散到全国其他省市的绝大部
份产业。同时,疫情的持续时间也存在临界点,当疫情持续时间较短时,仅湖北地区产业
受到影响,而当疫情持续时间超过临界点时,会发生连锁反应,风险则会迅速蔓延至其他
省市,导致更多的产业陷入停滞。在 P
c
=0.7 的情况下,根据各省市首次有产业被迫停工的
时间,得到停产风险由湖北外溢至其他省市的路径,具体如图 2 所示。
图 2 湖北产业供给中断风险溢出路径
下载: 全尺寸图片 幻灯片
随着疫情持续时间的加长,湖北省供给中断的风险,首先会扩散至西藏、海南、陕
西,这与西藏和海南两省产业对湖北省依赖度最强有关。而陕西省与湖北省同样在汽车产
业上具有优势,汽车产业供应链敏感性高,受疫情冲击大,因此率先受到波及。用湖北对
各省市投入与各省市所需总投入的百分比来表示各省市对湖北省供给的依赖度,以风险溢
出路径步长来表示风险溢出的先后,步长越短该省市受影响越早。图 3 给出各省市对湖北
供给依赖度与风险溢出路径步长的关系。
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