基于產品空間理論的中國林業產業升級特征分析

孫于嵐，戴永務, ，林偉明

（1. 福建農林大學管理學院，福建 福州 350002；2. 福建高校特色新型智庫集體林業改革發展研究中心，福建 福州 350002；3. 福建農林大學金山學院，福建 福州 350002）

全球化的背景下，中國林業產業要實現升級就是要改變其比較優勢提高在價值鏈中的位置[1]。新中國成立70年以來已成為世界林產品的加工制造中心，但處于價值鏈的中低端而非強國[2-3]。隨著中國經濟增長方式的轉變，中國林業產業面臨中美貿易戰、勞動力價格攀升、資源環境約束等諸多挑戰，需加快轉向高端生產環節躍遷[4]，因此如何發揮有為政府和有效市場的作用促進林業產業轉型升級，就需要探索哪些林產品需要政府因勢利導、哪些林產品是需要淘汰的產品，林業產業升級的有效實現形式是亟需從學理上解決的問題。

以往關于林業產業升級的研究，學者遵循庫茲涅茨法則討論產業升級速度[5]、產業升級影響因素[6-7]、具體省份林業產業升級路徑分析[8]，使用國際貿易數據分析林產品價值鏈升級與比較優勢[9-10]，前者研究對我們把握林業產業升級整體性有了一定認識，但傳統產業升級理論沒有考慮到升級過程中產品之間結構的復雜性，企業當前的生產能力（比較優勢）是既定的，因此產業升級的跳躍能力有限，若跳躍距離太大則很可能需要付出更多的成本甚至失敗。產品空間理論認為相似的產品傾向于同時生產，相似程度不高的產品不太可能一起生產，產品本身包含了一國或地區的生產能力[11]，是比較優勢的體現[12]。近年來，國內外學者從是否遵循比較優勢演化規律來分析產品空間理論的適用性[13-15]，或延伸地理鄰近性層面[16-17]以及進行政策評估[18-20]。產品空間理論將所有原材料產品、工業制成品、化學產品等放置在一張無標度網絡，是復雜網絡無標度網絡理論的應用[21]。林產品是一種橫跨第一、第二和第三產業，包括多種產品種類和經濟價值與社會價值產品的總和[22]，現有的林業產業產品空間結構影響產業升級，因此從產品空間角度研究林業產業的轉型與升級，更能觀察升級過程中的復雜性及其進程。

綜上所述，從產品空間理論來看，已有研究尚未構建某一產業產品空間分析產業升級，也未使用產品空間理論分析中國林業產業升級特征；從林業產業升級來看，學者們使用1992年以后的國際貿易數據從價值鏈升級、比較優勢切入。因此，本文基于產品空間理論，使用1962—2017年林產品出口數據，獲得產品鄰近度與產品復雜度指標，利用聚類熱圖和復雜網絡方法，創建林業產業產品空間，分析中國林業產業升級過程中產品復雜度變化與優勢林產品在產品空間中的演變特征，為林業產業轉型升級政策提供理論依據。

1 研究方法

1.1 構建林業產業產品空間方法

使用聚類熱圖和復雜網絡方法構建產品空間，聚類熱圖是通過聚合大量的數據并使用漸進的顏色來表示數據稠密程度。聚類熱圖用來判斷產業升級過程中的異質性，每個林產品與其它林產品距離（鄰近度）構成一個矩陣，產品之間的距離（鄰近度）表現為熱圖中的一個點。但若只用聚類熱圖無法直觀顯示每一種林產品在產品空間中的位置，因此使用復雜網絡方法構成林業產業產品空間，復雜網絡是近年來無標度網絡的應用，由“點—邊”關系組成，林業產業產品空間是使用各節點表示一種林產品，產品之間的邊表示產品之間的距離。

具體操作方面，首先使用R語言軟件的comtradr數據包爬取2001—2017年Uncomtrade中109種林產品的出口數據，與Feenstra貿易數據庫中1962—2000年的出口數據相結合后計算出各產品RCA值，整理林產品的產品鄰近度并取得各年均值，再使用R語言中的heatmap得到聚類熱圖，最后使用Gephi社會網絡分析軟件構建林業產業產品空間，參考劉守英和楊繼東[19]的做法，在軟件中設定0.89為閾值，采用ForceAtlas2算法優化得到林業產業產品空間，導入各產品的RCA值。

1.2 產品鄰近度

產品空間通過計算產品之間的顯示性比較優勢虛擬值的最小條件概率為產品鄰近度，其含義是如果一國能同時出口兩種具有比較優勢的產品，則其產品距離比較短，在全球范圍內，如果能夠同時生產A產品和B產品的國家數量越多，則說明這兩種產品所需要的生產條件相似程度越高，實現成功升級的可能性越大。但數學意義上的條件概率并不是對稱的，而實際兩種產品的距離是對稱的，因此取最小的條件概率值表示兩個產品之間的鄰近度。

式中：xi和xj分別表示i產品與j產品是否同時具有比較優勢，比較優勢使用顯示性比較優勢指數RCAc,i,t表示c國t年i產品的比較優勢大小，其中分子表示c國t年i產品出口額占所有商品出口貿易的大小，分母表示c國t年所有國家i產品出口額占所有出口貿易總額的大小。當c國t年i產品比較優勢RCAc,i,t≥1時，xi取虛擬值1，否則為0，同理，RCAc,j,t≥1，xj為1，否則為0，最后加總計算出兩種產品同時具有比較優勢時的最小概率為鄰近值[11]。

1.3 產品復雜度

產品空間理論認為如果全球能夠生產該產品的國家越少，產品普遍性越低，則產品復雜度越高。但如果僅考慮產品普遍性的問題，則很容易混淆產品普遍性低到底是因為生產能力強還是自然資源的稀缺性導致，為此產品空間理論將產品普遍性與一國生產能力結合在一起構成矩陣，通過反射迭代的方式計算產品復雜度，即如果一種產品生產的國家數量越少（產品普遍性低），且出口這些產品的國家產品多樣化程度高（國家生產能力強），則表示該產品復雜度。

式中：Kp,n表示產品普遍性，Kc,n-1表示國家生產能力，Kp,0表示產品普遍性指數的初始狀態，Mcp是構造的產品矩陣，矩陣Mcp中的每一個元素由RCA的邏輯值Xi產生，通過對矩陣Mcp的行和列加總，得到Kp,0和Kc,0的初始狀態。經過不斷迭代直到Kp,n=Kp,n-2=1時停止迭代，得到Mcp’的特征向量，取向量Q為Mcp’的第二大特征值對應的特征向量，和stedv分別表示特征向量Q的均值和標準差[23]。

1.4 研究對象與數據來源

林業產業是使用森林資源從事各類經營與生產活動總和，參考洪燕真和戴永務[24]的研究，本文構建林業產業產品空間研究對象包括木質林產品、非木質林產品、木工機械、林產化學產品以及相關產業產品如人造板所需粘黏劑化學產品、打印紙所需印刷機等共計109種產品。按照傳統產業結構分類方法為第一產業、第二產業木材加工業、相關與支持產業（表1）。

表1 林業產業的分類與SITC編碼Table 1 Forestry industry classification and SITC coding

本文使用的出口數據來源于Feenstra貿易數據庫（1962—2000）與聯合國貿易統計署數據庫（Uncomtrade, 2001—2017），使用STIC海關編碼第二版中的4位編碼分類（表1），產品鄰近度和產品復雜度數據來自于哈佛大學國際發展研究中心數據庫。

2 林業產業產品空間分析

2.1 林業產業升級復雜性分析

由于林業產業包含多種林產品，帶有多種產業形態特征，如木質林產品中的燃木原材、軟木原材，不僅具有農業的種植特征也具有林業生產周期長的特征，而木材加工業中的人造板、木制品是典型的工業制造品，不僅受林木原料資源稟賦影響也與一國工業制造能力密切相關，非木質林產品中的堅果、果干與生長周期短的農業更為相似。因此，林業產業升級的復雜性與異質性需要通過聚類熱圖方法將其復雜性與異質性表示出來。林產品鄰近度聚類熱圖（圖1）體現了這一復雜性特征，熱圖的模塊化即部分林產品與周圍產品鄰近度相似，部分林產品與周圍產品鄰近度差別大。但聚類熱圖無法直觀展示出具體各類林產品升級難度，因此需要借助復雜網絡“點—邊”的形式構建林業產業產品空間。

2.2 可視化產業升級難度分析

利用復雜網絡方法構建的林業產業產品空間，節點的4位數字編碼表示不同種類的林產品，與周圍產品的連接數量多少體現了產業升級的難易程度（圖2）。如棕櫚堅果（2232）與4種產品相連，分別是植物纖維（2631）、樹木原料（2924）、竹子材料（2923）和非針葉樹種鋸木（2472）；紙漿（6428）周圍有9種產品，分別是枕木（2481）、再生纖維材料（6517）、紙箱（6421）、木制家具零件（8219）、紙質文具（6422）、紙和紙板（6417）、人造樹脂（8932）、木制品部件（6996）和聚氯乙烯（5834）。因此，如果當前中國已具有比較優勢的林產品分別是堅果與紙漿，堅果周圍未具有優勢的加工用原木、植物纖維等4種產品較容易升級成功；紙漿周圍未具有優勢的枕木、紙箱和零件等9種產品升級成功的可能性更大。

圖2 林業產業產品空間Fig. 2 Forestry industry product space

3 林業產業升級特征分析

3.1 優勢林產品的復雜度分析

產業升級的目標是提高原產品在價值鏈中的位置實現更高利潤，這表現為產品復雜度的大小，復雜度大的產品國際競爭對手少能獲得更高收入，因此高復雜度是產業升級的目標所在。分析結果顯示，所有產品中復雜度最大的是印刷機（7264），復雜度為1.27（表2），在林業產業產品空間周圍分布的是紙板、印刷紙和林化產品（圖2）；產品復雜度最低的是棕櫚堅果（2232），復雜度為-2.30，在林業產業產品空間位于最邊緣位置。

表 2 產品復雜度最大與最小的10種林產品Table 2 Ten forest products with the largest and smallest product complexity

結合產品復雜度與優勢林產品，本文根據選取的邏輯分析起點1962年與終點2017年，將優勢林產品分為4種類型：傳統優勢林產品（1962年和2017年都具有比較優勢）、傳統失勢林產品（1962年具有比較優勢而2017年失去了比較優勢）、新獲得優勢林產品（1962年沒有比較優勢而2017年獲得比較優勢）、潛在優勢林產品（1962年和2017年都沒有具有比較優勢），并比較這四種優勢林產品的產品復雜度大?。ū?）。結果顯示，傳統優勢林產品的產品復雜度最低，均值為-1.02，說明中國一直以來出口的林產品是大眾產品，出口同類產品的國家數量多，競爭大，這對于勞動力成本不斷攀升、政府環境監管力度加大的中國林業產業不利于傳統產品保持優勢。

新發展的林產品復雜度最高，均值為0.31，說明中國過去一直在發展具有個性的林產品，新獲得的優勢產品國際競爭較傳統產品較小，勞動力轉移、國際需求下降對這些產品的影響較小，具備一定的可持續競爭力。失勢林產品與潛在林產品復雜度并不高，均值分別為-0.21與-0.33，說明過去中國林業產業發展過程中已經淘汰一部分落后產品，產業升級朝著正確、高質量的方向發展；另一方面說明中國林業產業一部分未具有優勢的林產品是復雜度相對較低的，未來并不需要實現這些產品的升級，而潛在比較優勢林產品中復雜度較高的產品是未來升級的方向。

表3 不同優勢類型林產品復雜度比較Table 3 Comparison of different advantageous forest product complexity

3.2 優勢林產品在產品空間中的變化分析

從優勢產品擴散趨勢來看（圖3），林業產業升級路徑呈先擴散后收斂的發展方式。在1962年與1978年的產品空間中，黃色的優勢林產品（代表第一產業的林產品）處在產品空間外圍，隨后1985年才開始出現向空間內轉移的趨勢（如2633），2007年空間外圍的黃色林產品優勢消失，黃色優勢林產品位于產品空間相對中心位置（如2923、2924、2929）。紅色的優勢林產品（代表第二產業中的木材加工業）在1962年時數量較少，主要分布在產品空間外圍位置（如6354、6513），部分位于中間區域（如6343、6424），直到2002年開始，紅色的優勢林產品才開始在空間中間區域出現（如6351、6422）。藍色的優勢林產品（代表第二產業中的相關支持產業）數量在1962年至1985年間有所變化，1992年以后藍色優勢產品的數量才開始增加，而空間的區域變化直到2012年才出現向內部區域收斂的趨勢（如7251）。

對于優勢林產品在不同節點時期的變化，本文結合相關林業政策的制定時間與宏觀背景，將優勢林產品在產品空間中的變化分為3個階段。

第一階段是20世紀60—90年代，具有優勢的林產品主要集中在產品空間的外側且多為第一產業的資源密集型產品，與印刷機、打字機等高產品復雜度、高附加值的距離較遠。當時中國林業政策的重心是木材生產，林業建設的首要任務是生產木材。1985年以前中國具有優勢的林產品數量變化起伏較小但變化較為平穩。從自由化角度，1985年中國逐漸放開南方木材自由市場交易；從外貿政策角度，1986年中國林業部加入聯合國糧農組織亞洲太平洋區域林業委員會，林業產業加快對外開放；從木材進口角度，在1980—1989年間，主要林產品進口總額為166.81億美元，同期林產品出口總額僅為65.32億美元，貿易逆差達101.49億美元，林產品出口整體處于逆差狀態。

圖3 1962—2017年具有比較優勢的產品在林業產業產品空間中的位置Fig. 3 Position of advantageous forest product in the product space from 1962 to 2017

第二階段是20世紀90年代至2006年，這個階段木材加工業開始發展，第一產業保持優勢。中國自1992 年后到正式加入世界貿易組織之前，林產品的主要優勢還是集中在黃色的原材料林產品，在2001年中國加入世界貿易組織后，2002年在木材加工產品上的優勢開始顯露，此時中國具有比較優勢的產品已經從林業產業產品空間左端移到中心以及右端位置，但在空間密集區域的優勢并不明顯。對比1997年與2002年的林業產業產品空間，正是因為1997年時中國的木材加工業已經具備一定優勢，才使得2002年在它周圍的林產品具有優勢。從國際環境來看，中國正是抓住了此次全球化的浪潮，進一步加快了融入全球化的步伐，這一階段也是全球化爆炸式增長的階段，全球化平均增速達到2.2%[25]，西方國家將本國過剩的生產能力轉移到市場需求旺盛的新興國家，中國林業產業遵循比較優勢發展勞動力密集的木材加工業。當2004年中國出現“劉易斯拐點”[26]，勞動力優勢有所減弱后，2007年相較2004年優勢林產品有所減少，尤其是黃色林產品（第一產業的林產品）優勢消失，但空間中心關鍵位置的優勢仍然存在。這可能是由于勞動力要素變化并未對林業產業產品空間中關鍵位置的優勢造成威脅。從政府干預角度，這可能是國家出臺多項林業產業經濟扶持政策等產業政策實施取得了一定成效[27]，如2003年6月中共中央與國務院出臺《關于加快林業發展的決定》、2007年8月國家林業局出臺《林業產業政策要點》等。

第三階段為2007—2017年，這一階段紅色優勢林產品（木材加工業）與藍色優勢林產品（相關支持產業）蓬勃發展，尤其在2012年之后藍色優勢林產品向產品空間內部移動，2017年藍色優勢林產品在產品空間中間位置出現，而黃色優勢林產品消失。其主要原因可能是，從宏觀環境來看，2008年金融危機后全球貨幣量化寬松，雖然以制造業、產業轉移為主的“全球化”增速放緩，但以美國為首的發達國家通過金融手段向發展中國家轉移，進入金融資本全球擴張階段，美國的量化寬松政策，歐洲等國家甚至進入了負利率的時代，外資流入產業鏈齊全配套完整的中國制造業[28]。雖然金融危機后林業產業的發展可能原因是資金緊張使得進口機器設備放緩倒逼中國木工機械制造業的技術創新[29]，但也有另一種可能是2008年金融危機美國連續推出三輪量化寬松政策，大規模增發貨幣加速了外商直接投資流入中國，加快了紅色優勢林產品與藍色優勢林產品這些林業產業中資本密集型產品的發展。從林業產業政策來看，這一時期中央與地方政府都出臺了諸多扶持林業經濟發展的文件，如2012年《國家林業局關于加快科技創新促進現代林業發展的意見》、2016年浙江省政府出臺《浙江省林業發展“十三五”規劃》。林業產業作為“知識外溢”十分明顯的產業[30]，林業企業能在進口機器設備的基礎上加以微創新申請專利，中國自古以來便是木材制造大國，古代中國人植樹造林，截木為材，蓋房子、做家具，將衣食住行都寄托在木制品上，中國是為數不多同時具有悠久歷史文化與先進生產力的大國，這一結合也加速了中國林業產業的發展。

4 結論與啟示

4.1 結論

研究表明，傳統優勢林產品復雜度較低，已有優勢的傳統林產品國際競爭激烈，在勞動力成本、環保成本攀升情況難以實現持續發展，產業升級需要優化此類產業結構。新獲得優勢林產品復雜度高，在產品空間中的變化存在一定路徑依賴，先擴散后收斂于產品空間中心位置，政府制定的林業產業政策、全球化的快速發展、金融資本過剩等因素可能促進了優勢林產品在產品空間中的變化。林業產業升級過程中潛在優勢林產品中復雜度較高的產品是政府需要因勢利導的產品，潛在優勢林產品中部分產品復雜度較低，復雜度較高的是林業機械、機械零件與林化產品，處在當前優勢林產品周圍的潛在優勢林產品是紙張、紙板、練習冊等林產品，是林業產業未來升級的方向。

雖然本文使用聚類熱圖、復雜網絡方法創建林業產業產品空間對中國林業產業升級路徑特征進行分析，但僅對升級特征的可能原因作出分析，未作出升級原因的科學研判，后續研究可以針對本文中提到的一些可能因素進一步討論。

4.2 啟示

中國林業產業升級特征分析表明，中國已在林業產業發展上取得一定成就，這其中包括林業產業政策、對外開放、外商投資、宏觀環境變化等諸多影響結果，但政府制定林業產業政策時要充分考慮林產品的不同類型，采取符合比較優勢的差異化策略，若產業政策違反比較優勢，政府就必須為企業提供大量的保護補貼，引起資源錯配效率低下，因此政府制定的林業產業政策需遵循比較優勢實現林業產業升級。

第一，對于傳統比較優勢林產品而言，平均復雜度較低，競爭力弱，中國經濟進入新常態后此類林產品升級，政府一方面可以協助此類企業建立品牌，從培育品牌角度提高產品附加值向“微笑曲線”兩端轉移實現升級，另一方面政府應注重完善產業退出機制，適當引導過剩產能與僵尸企業的退出，提高資源配置效率，優化產業布局結構。

第二，對于新興優勢林產品而言，其周圍的潛在優勢林產品在產業升級過程中不容易出現“艱難一躍”的發展障礙，此類林產品升級，政府應減少對此類產品企業的直接補貼，在培育營商環境上下好功夫，完善基礎設施建設，促進生產要素自由流動。

第三，對于潛在優勢林產品而言，當前不具備優勢但復雜度高的產品是林業機械、機械零件、林化產品，這些林產品是未來升級的方向，也是資本更為密集的產業，政府應加強引導與扶持，如落實和推進企業木工機械購置補貼、入住開發園區、設立孵化器、提供風險共擔的技術創新聯盟等方式引導升級。