北京市產業網絡結構的復雜性特征

侯明　王茂軍

摘 要：了解產業關聯的現實狀況是優化區域產業結構的前提。將城市的產業結構抽象成網絡進行測度，可使參與經濟活動中的各個部門，彼此間交錯復雜的供給需求關系體現得更加具體，也使得產業關聯的表述更具生動性。本文利用2010年北京市42個部門的投入產出數據，基于矩陣中橫縱向所代表的不同內涵，構建出兩類4個不同基礎網絡和1個拓展網，并應用指標從全網整體、單點、點對、亞結構4個層次，深度剖析產業網絡關聯結構復雜性特征。研究發現：①北京市產業網絡的供給結構比需求結構復雜且穩定；②供給網和需求網中控制性產業對差異明顯；③北京市產業關聯網絡具有明顯的核心-邊緣結構以及凝聚分團特征。

關鍵詞：產業關聯；產業網絡；中心度；亞結構；北京市

中圖分類號：F49 文獻標識碼：A

1 引言

在經濟全球化日益加快及生產分工不斷完善的進程中，區域某一產業的發展將在很大程度上受到來自其他產業發展水平或經濟波動的影響，同時，其自身變化也能波及到其他產業的運轉。國民經濟中各個產業部門形成了一個復雜且相互作用的關聯體。產業關聯即指產業間以各種投入品和產出品為連接紐帶的技術經濟聯系，是從“量”的角度靜態考察國民經濟各產業部門之間的技術經濟聯系及聯系方式。

美國經濟學家里昂惕夫初創的投入產出技術[1]可全面揭示生產過程中各部門間相互依存制約的數量關系，重點關注產業間的消費、分配關系，分析產業間聯系的疏密程度與組織形態，有效反映各部門的中間投入和需求。許多學者基于消耗系數、分配系數、影響力系數、感應力系數等指標揭示產業系統結構體系和產業地位差異[2-4]。除繼續增加分析指標外，主成分分析法[5]、假設抽取法[6]、網絡分析法[7]等也逐步應用到產業關聯的測度上。特別是近年來學者們開辟了產業經濟與城市經濟聯系起來的交叉視角，通過日益成熟的網絡研究搭建兩個領域的橋梁，來更直觀地測度產業間的復雜聯系。如劉剛等[8]通過平均路徑長度、簇系數等指標驗證了宏觀經濟部門關聯網絡的小世界性和無標度效應；吳曉波等[9]選取1997到2005年的數據，識別出北京產業網絡的演化及部門角色的變動；呂康娟等[10]對比分析2002、2007兩年網絡的統計特征，發現上海產業結構中產業分離程度小、產業間聚集程度高、金融保險業以及制造業為重要產業等結論；王茂軍等人的研究[11-13]探討了產業關聯網絡的小世界性、無標度性和社團結構等基本特征。但上述文獻多單獨分析網絡整體結構特征，或單一產業節點的角色地位，缺乏二者的有機整合；產業網絡節點數目眾多、關聯相對復雜，存在不同類型的亞結構，以往研究雖也涉及到了網絡亞結構分析，如基于聯系緊密的產業部門社團劃分，但忽略了對節點關聯地位等同性的探討，沒有考慮部門節點間“位置相似”這種抽象分區的存在。本文試圖挖掘2010年北京投入產出數據中蘊含的不同供需意義，構建類型相異的產業網絡，揭示其整體結構特征，以部門節點在關聯系統中的性質地位加以驗證，同時，基于兩種亞結構視角，識別區域產業網絡中穩定性較強的局部關聯。

2 產業網絡模型構建與指標測度

2.1 網絡構建

投入產出模型本身具備構建網絡的框架，它以矩陣形式描述一定時期內，部門間生產活動的投入來源和產出使用去向。根據投入產出數據確定產業間的有效交易鏈接是對產業網絡進行分析的基礎。學者們應用不同的方法構建產業網絡[8-13]。但系數矩陣中不同行列代表了所有產業在不同部門經濟流動的比例狀況，所有行列共用單一閾值構建網絡，存在可能忽略不同部門與其他產業關聯時所存在的特殊性或差異性的不足。

直接消耗系數指在生產經營過程中，某部門的單位總產出直接消耗其它產品部門貨物或服務的價值量，分配系數指各部門提供的貨物和服務在各種用途之間的分配比例。也就是說，直接消耗系數、分配系數分別描述的是各產業部門的中間投入、中間產出結構，體現了產業間的供給推動與需求拉動關系[14]。因此，可以利用上述直接消耗系數矩陣、分配系數矩陣，分別構建產業供給網（Supply Network）、產業需求網（Demand Network）。其中，產業網絡節點間有方向的邊用來描述產業部門間存在的前后關聯關系。基于前后向關聯的視角，可以從橫向、縱向兩個維度解析投入產出模型，橫向、縱向分別體現某一產業部門與其它產業的前向、后向關聯，將方向引入到供給網、需求網，就能夠建立4個基礎網絡模型，即前向供給網（FS）、后向供給網（BS）、前向需求網（FD）、后向需求網（BD）。其中，后向供給網（BS）由直接消耗系數矩陣縱向維度產生，揭示的是某產業總投入中各個后向關聯產業產品所占的比重，能夠從被動視角測度產業關聯，前向需求網由分配系數矩陣橫向維度產生，體現了下游產業對某產業產品服務需求。

利用上述四個基礎網絡模型構建拓展網，全面管窺國民經濟的供需結構。實現途徑是搜尋相關網絡中的共享邊，建立“交”網。其中，供給網（S）由前向供給、后向供給網的交網構建；需求網（D）由前向需求、后向需求網的交網構建。進而，利用供給網、需求網的交集可構建出具有強關聯的供給-需求交互網（DS）。應用供給-需求交互網可以直觀的分析區域循環經濟、產業部門的集聚效應。為簡潔起見，下文主要利用基于被動視角的后向供給網、前向需求網、強關聯供給-需求交互網，深入挖掘北京市產業關聯特征。

3 北京市產業網絡關聯結構

3.1 全網結構特征

本文這一部分選擇從供給和需求的角度窺探全網結構特征，借助中心勢、聚集系數、網絡密度等指標對后向供給網、前向需求網進行討論，挖掘北京產業網絡的整體結構特性，由于兩網均為有向網絡，且全網并非完全鏈接，因此無法計算接近中心勢。測度結果見表4。

表4從三方面反映出北京市產業網絡結構中供給結構的穩定性高于需求結構：

第一，后向供給網（BS）的出度中心勢值高達82.094%，體現出較高的中心化趨勢，說明其產業關聯存在較大的不均衡性，網絡中存在若干結節核心；前向需求網（FD）的中心勢值相對差距不大，中心化趨勢不如BS明顯。

第二，介數中心勢體現了產業網絡中控制資源流動產業節點的多寡，BS中節點的總體控制性顯著高于FD，即供給網中產業對資源、信息等流動以及其他產業節點間關聯的控制程度大于需求網。

第三，BS的出度中心勢與入度中心勢差的絕對值、聚集系數、網絡密度等指標均高于FD，且其平均最短距離較短。產業網絡的后向供給結構要比前向需求結構復雜，即供給結構更能決定北京產業關聯網絡的整體特性。

3.2 產業網絡的節點位置與地位

基于BS和FD，應用中心度指標，揭示產業網絡中的顯著性部門、關聯。為行文方便，對各個產業進行01～42編碼（表5）。

3.2.1產業節點的推拉力及控制力

產業網絡中節點度值可用于體現各產業直接影響其他產業范圍的大小。基于被動的視角，后向供給網（BS）中，節點度的出度值體現其推動力大小，出度越大，其資源或產品投入供給的部門就越多，即有更多的部門依賴于消耗該部門的資源和產品。前向需求網中，入度體現的是拉動力的大小，入度越大的部門，產業拉動力越大。根據公式，分別計算北京市BS的出度分布序列、FD的入度分布序列，并識別出不同強弱的推動型、拉動型產業部門。經計算，BS中若干產業部門的出度值高，印證了前文中心勢的判斷：供給網相對穩定復雜，網絡中少數產業（交通運輸及倉儲業、批發和零售業）顯著處于核心地位，FD的這種特征相對不明顯。

利用介數、接近中心度公式測度北京市產業網絡中各部門的控制能力。結果表明：電力/熱力的生產和供應業（23）、建筑業（26）、交通運輸及倉儲業（27）、批發和零售業（30）、金融業（32）、租賃和商務服務業（34）、綜合技術服務業（36）無論在供給網還是需求網中，對資源、信息、技術等流動都有較大的網絡控制力。結合前文中的推拉力測度，發現木材加工及家具制造業（9）、水的生產和供應業（25）、郵政業（28）和居民服務和其他服務業（38）無論在供給網還是需求網中更容易處于產業鏈的終端、網絡邊緣的位置上。區域經濟發展中，應增加該類節點與控制力顯著部門或強推強拉型產業的鏈接，以降低產業發展的波動性和風險性。

根據邊的介數搜尋產業網絡中處于控制地位的重要產業對（表6）。在BS和FD中重要產業對前十名差異性較大，產業供給網、需求網中發揮橋梁效果的鏈接不同。其中，前者是以燃氣生產和供應業—電力/熱力的生產和供應業（24-23）鏈條主導；后者最具控制力的鏈條為交通運輸及倉儲業—石油加工/煉焦及核燃料加工業（27-11）。交通運輸設備制造業—交通運輸及倉儲業（17-27）關聯是供給網、需求網中的共享鏈接，可見，該鏈條是2010年北京產業網絡中最顯著的控制產業對。

3.2.2產業節點關聯風險分析

前文分析表明，2010年北京市產業網絡的供給、需求結構存在明顯差異。由此，會出現這樣一種狀況，即便某產業對其他產業有供給的強關聯，卻未必是那些產業的真正需求。那么，它供給的哪些產業對其真正存在前向需求強關聯呢？只有清楚產業間關聯的實際方向，才能將產業網絡中部門投資失利的風險降到最低。

前文分析表明，建筑業（26）、批發和零售業（30）、租賃和商務服務業（34）、綜合技術服務業（36）既是強推-強拉型產業，控制力也很顯著，一定程度上代表著整個產業網絡的發展特征，可以從中選擇部分產業節點進行發展風險分析。以批發零售業（30）為例進行討論（圖2），BS網絡中除了自身、電力/熱力的生產和供應業（23）之外，其余40個產業均有批發零售業的后向供給關聯，但只有食品制造及煙草加工業等12個產業（6、12、16、17、18、19、26、29、31、32、34、36）對其有強需求拉動，即在FD網絡中僅有12個強關聯。顯然，批發零售業的企業應該優先選擇上述12個產業的企業進行前向一體化聯盟，以降低交易風險。若要提煉出制約產業網絡關聯結構更具體的部分，需要基于強關聯供給-需求交互網（DS）進行討論。

3.3 產業網絡的亞結構

3.3.1 產業網絡的塊結構

在產業網絡中，任何兩個產業若與其它產業供需關系相似，說明它們具有結構對等性[16]。產業角色位置分析旨在將具有相同投入產業關聯地位的產業歸納成若干“塊”，挖掘各部門在關聯系統中扮演的角色、討論部分產業塊與其他產業塊之間的相互關系。測度結果顯示，2010年北京市產業網絡可分為4個產業塊，以DS網平均密度0.076為閾值，確定各塊是1-塊還是0-塊，獲得像矩陣，繪制簡化圖（圖3）。

從整體上看，北京市產業供給-需求交互網中存在明顯的核心-邊緣結構。其中，塊1、塊2、塊4各自內部成員關系凝聚；塊2為產業網絡的核心，并與塊1有緊密聯系，塊4次之；但塊1與塊4間不存在緊密關聯；塊3是一個孤立位置塊。由此即表現出，塊1、塊2、塊4各自內部所存關聯穩定性強；核心位置塊2內部成員與塊1、塊4、塊3間關聯相似性依次降低；塊3內部產業相關交易鏈接穩定性最差。

根據具體劃分結果分析，可發現基于“塊”的北京產業網絡亞結構特征如下（圖4）：

塊1：包括8個具有相似的鏈接結構的產業節點。最顯著特征是其內部產業節點普遍與塊2中部門有較為密切的推拉關聯，這種緊密程度超過了塊1內部產業節點間推拉關聯，二者關聯密度和塊1密度分別為0.239、0.089。其中，租賃和商務服務業（34）對塊2中6個部門（29、30、31、32、33、42號）有推動作用、4個部門（19、31、32、42號）有拉動作用。

塊2：產業構成主體是第三產業，其鏈接結構的相似性突出表現在三方面：第一，內部產業間鏈接關系相似且相對緊密；第二，成員與塊1內產業節點有相似且較強的推拉雙重關系，其中，公共管理和社會組織（42）對塊1中5個部門（1、27、34、39、41號）有推動、6個部門（10、23、27、34、39、41號）有拉動；第三，塊2對塊4也有相對顯著的拉動作用。

塊3：包括13個產業節點，其中產業主體是資源、能源產業，其鏈接結構的相似性表現在塊內產業節點間以及成員與其他塊間都沒有密切關聯。

塊4：包含的產業主體是機械制造業，內部產業間鏈接的緊密程度要超過其所受塊2的拉動作用，兩種交易密度分別為0.144和0.091。塊2的綜合技術服務業（36）拉動了塊4中的5個部門（15、16、20、18、26）發展。

3.3.2產業網絡的社團結構

在投入產出關聯網絡中，一些產業之間聯系較緊密，與其他部門的聯系較為稀疏，根據這種親疏狀況，可把網絡中的產業劃分成若干個“社團”。基于這種分析視角，結合前文各指標，能清夠晰看到哪些部門之間關聯緊密，哪些產業為團中核心或是介于兩團之間起橋梁作用的。經測度2010年北京市產業網絡供給-需求交互網包括6個社團（圖5）。其中，水的生產和供應業（25）、郵政業（28）與其他產業沒有供給或需求的強關聯，游離在鏈接網絡之外。表7是6個相對完備獨立、內部密度高的社團特征明細，將其分別命名為A、B、C、D、E、F。

通過與全網進行對比，在各團的相關指標中，除了A團，其它團的平均密度、聚集系數、平均距離都體現出了網絡中存在集聚小團體的特征，團間聯系相對稀疏。B、D、E三團相對顯著，全網中關聯量最多的租賃和商務服務業（34）、批發和零售業（30）、住宿和餐飲業（31）及綜合技術服務業（36）分屬這3個社團。A團是由相對邊緣的產業所構成的一條關聯鏈，即便研究與試驗發展業（35）的關聯量全網第五，但它并不是團中的核心產業，其主要功能是溝通聯系其它社團的產業。可以說，供給-需求交互網中的強推強拉產業都成為溝通社團間鏈接的樞紐，如租賃和商務服務業（34），不僅是E團中的重要關聯產業，又同批發零售業一起帶動其它社團聯合發展。因此，蘊含這種亞結構的產業網絡中，社團中某一產業的變動可能引起其他成員的變動，一個社團的變動也可通過樞紐產業波及到其他社團。因此，針對某一產業實施策略時，要考慮與其最緊密相鄰的其他產業，甚至需要全面考慮其所屬的社團，才能保證交易的穩定進行，力求獲得效益最佳的經濟增長。

4 結論與討論

本文從復雜網絡的視角，基于2010年投入產出數據構建不同類型的網絡，以體現北京市的供給結構、需求以及強關聯結構，再應用相關網絡指標從整體、單點、點對、亞結構4個層次深度剖析北京市產業關聯結構的復雜性特征，并有針對性地討論了個別部門的關聯，有以下初步結論：

（1）整體層次上，北京市產業網絡的供給結構較需求結構復雜且穩定。通過對兩個基礎網絡的測度，可發現供給結構中存在若干結節核心部門，關聯強度突出，而需求結構中的中心化趨勢不夠明顯；供給網中產業的控制性普遍強于需求網，全網關聯結構的整體特性更多由供給結構決定。

（2）單點層次上，2010年建筑業（26）、批發和零售業（30）、租賃和商務服務業（34）和綜合技術服務業4個部門的交易穩定性突出，它們在其他部門中具有廣泛的直接影響范圍，即對其他產業較強的控制性和推動拉動能力；相對的，木材加工及家具制造業（9）、郵政業（28）、居民服務和其他服務業（38）等產業處于關聯結構的邊緣。

（3）點對層次上，供給網和需求網中的重要產業對迥然有異。只有交通運輸設備制造業—交通運輸及倉儲業（17-27）這一關聯在兩種基礎網絡中都起到了顯著典型的橋梁作用。鑒于兩種結構的明顯差異性，經濟活動中也應通過產業點對關聯對部門進行風險性分析。

（4）亞結構層次上，北京產業網絡存在核心邊緣結構以及分團的集聚特征。基于鏈接對象異同而抽象劃分的“塊”，清晰體現了批發和零售業（30）、綜合技術服務業（36）、公共管理和社會組織（42）等第三產業的核心位置，及其所在位置塊涉及關聯的強穩定性，而金屬冶煉及壓延加工業（14）、金屬制品業（15）等機械制造業的邊緣位置則體現了其相關交易的存在風險；基于關聯疏密差異而真實劃分的“團”則具體展示了產業網絡中集聚的小團體，以及溝通這些小團體的樞紐關聯。

通過消耗分配系數構建四種基礎網絡，可使產業關聯結構的供給需求特征體現的更為準確清晰，而由此拓展的交互網可突出經濟活動中部門交往的強關聯，有助于投資者摸清企業關聯的實際走向，通過預測部門發展態勢制定投資計劃，以降低交易風險，鞏固市場。然而，基于投入產出方法分析產業關聯強調的是產業間的產品流量關系，而部門間的實際經濟聯系還受產業規模、生產消費資料、部門特性、財務支出等各種其它因素的影響。同時，本研究只涉及了2010年這一時間片段的靜態網絡特征，并沒有對其網絡偶然性和演變性進行探討，在今后的研究中，將加強注重產業網絡時序演變中所表現的動態結構特性，以求對國民經濟產業間關聯認識的進一步深化。

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Abstract： In the complex system of regional economic， the supply-demand relationship between various departments that involved in economic activities is stagger. Accompanied the rise of complex networks concept， for each department of the economic， abstracting regional industrial structure into a complex network for measuring can make the complex mutual relationships between supply and demand to be more specific； and it can also make the expression of the industry linkage to be more vivid. By using the input-output tables of 42 industrial sectors in Beijing （2010） and basing on different connotations of horizontal and vertical in matrix， this paper builds different types of industrial networks. And applying the related indexes， it analys characteristics of industrial network structure from four levels - entire network， single point， couple point and sub-structure. We find that： ①The supply structure is more complex than demand structure in Beijing industrial network and so the characteristics of the whole network structure are determined by the supply structure； ②Several tertiary industries， individual secondary industries are active， and some nodes is in the edge of associated structure； ③There are obvious differences between the controlling industry pairs in supply and demand network； ④Beijing industrial associated network has evident core-edge structure as well as subgroup characteristics.

Key words： industrial association； industrial network； centrality degree； substructure； Beijing

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[18] 任義科，杜海峰，陳盈暉.農民工社會網絡結構[M].社會科學文獻出版社，2011：9.

Abstract： In the complex system of regional economic， the supply-demand relationship between various departments that involved in economic activities is stagger. Accompanied the rise of complex networks concept， for each department of the economic， abstracting regional industrial structure into a complex network for measuring can make the complex mutual relationships between supply and demand to be more specific； and it can also make the expression of the industry linkage to be more vivid. By using the input-output tables of 42 industrial sectors in Beijing （2010） and basing on different connotations of horizontal and vertical in matrix， this paper builds different types of industrial networks. And applying the related indexes， it analys characteristics of industrial network structure from four levels - entire network， single point， couple point and sub-structure. We find that： ①The supply structure is more complex than demand structure in Beijing industrial network and so the characteristics of the whole network structure are determined by the supply structure； ②Several tertiary industries， individual secondary industries are active， and some nodes is in the edge of associated structure； ③There are obvious differences between the controlling industry pairs in supply and demand network； ④Beijing industrial associated network has evident core-edge structure as well as subgroup characteristics.

Key words： industrial association； industrial network； centrality degree； substructure； Beijing