自然资源型产业效应与资源瓶颈化解途径研究——基于投入产出表的分析

向书坚 朱 贺

(中南财经政法大学 统计与数学学院，湖北 武汉 430073)



自然资源型产业效应与资源瓶颈化解途径研究
——基于投入产出表的分析

向书坚 朱 贺

(中南财经政法大学 统计与数学学院，湖北 武汉 430073)

分析自然资源型产业效应进而分析其在我国经济发展中的作用，将有利于我国对自然资源使用的合理调控和经济的可持续发展。以2002～2012年的投入产出表为基础,计算自然资源相关部门的推动力系数和影响力系数并进行改进，发现我国大部分自然资源部门的推动力系数和影响力系数被高估，基于供给角度和需求角度的分析结果存在一定差别；通过消费、资本形成、出口的影响作用也各不相同。模拟不同情形下减少自然资源使用对GDP的影响，发现减少燃气和水作为中间使用、金属冶炼和电力热力产品作为最终使用对GDP的影响最大，不同自然资源利用率提高所需的技术改进力度不同。

自然资源型产业；改进的推动力系数；最终使用影响系数；资源瓶颈；产业效应

一、引言

改革开放以来，我国经济快速增长，已成为世界第二大经济体，产业结构逐步优化，经济增长开始由粗放型向资源节约型和环境友好型转换。但我国经济发展仍面临严重的资源约束，目前部分自然资源枯竭的城市以及以能源或矿产为主要经济支柱的城市经济增长已陷入困境，如鄂尔多斯、黄石等。通过自然资源的消耗能否保持经济的可持续增长？自然资源在我国经济发展中的地位究竟如何变化？直接减少自然资源的使用量会对我国经济发展产生什么样的影响？这些问题都是我们应该正视并深入研究的。经济发展中对自然资源依赖程度仅仅通过自然资源的消耗量是难以完全反映的，但随着我国投入产出表编制逐步成熟与完善，有了更为详细的数据和更合理方法来判断自然资源在我国经济增长中的作用。自然资源作为生产要素，其相关产品要么作为中间产品被其他部门使用，要么作为最终产品被消费、出口或作为资本形成而存在，投入产出表提供了各部门的中间消耗、最终使用的详细数据。投入产出表42部门中涵盖多个与自然资源紧密相关的部门，如煤炭开采和洗选业、石油和天然气开采业、金属矿采选业等行业，本文将以这些行业部门为研究对象。

传统的研究往往通过自然资源消耗量与经济增长之间的关系来判断自然资源在经济发展中的作用，而投入产出表分析则可以通过中间消耗矩阵分析自然资源相关部门的产业关联程度，关联程度越高，其增长的带动作用越大；还可以通过自然资源的最终使用数据分析自然资源的最终流向，真正反映自然资源在经济社会运行中的作用；通过模拟在现有投入产出结构的不同情形中减少自然资源使用量对我国经济的影响将更有利于化解资源瓶颈，建设资源节约型社会。

二、研究综述

自然资源的产业效应很大程度上反映了其在经济发展中的作用，Gunsburg和T.Khachaturov是较早开始研究自然资源与经济发展关系的学者，研究重点主要集中在自然资源对经济发展究竟是“福音”还是“诅咒”上[1] [2]，早期的研究大多认为自然资源将会对经济发展产生正向影响，即使部分自然资源是非再生资源，也可以通过技术的进步弥补不可再生资源的下降造成的自然资源投入减少所带来的影响。后期的研究则多基于经济长期发展的角度，Auty首次提出了资源诅咒的概念，认为自然资源丰富的国家其经济前期发展会过度依赖资源产业而忽略其他产业的发展，造成经济后期增长乏力[3]。

国内学者罗浩通过扩展索罗模型证明固定的资源禀赋将使经济增长最终停滞，并提出了产业转移和技术进步两种解决资源瓶颈的途径[4]。邵帅和杨莉莉通过实证分析发现，丰富的自然资源更有利于资源型城市的经济发展，但资源丰富的地区更容易走向资源依赖的经济发展道路，不利于后期的发展[5]。毛健和潘鸿将经济—环境看作一个封闭的大系统，分析了自然资源与经济发展的密切关系，通过分析自然资源开发利用效率的影响因素，提出了我国经济可持续发展的对策建议[6]。傅春等测算了自然资源的全要素生产率，通过内生经济增长模型和面板数据模型分析了中部地区自然资源要素对经济增长的贡献度，发现中部地区间结构差异明显[7]。赵新宇和范欣通过实证分析发现自然资源对我国经济增长的作用在不同省份之间存在差异，大部分省份还未出现资源诅咒现象[8]。宋瑛和陈纪平通过区分经济区域和行政区域发现，经济区位对各省技术进步和经济效应影响显著，而自然资源通过影响地方政府对经济干预力度来影响经济增长效率的“资源福祉”只在行政区域内有效[9]。梁云和郑亚琴通过省际部门的面板数据分析，将自然资源与经济增长的关系划分为三个阶段，验证了自然资源使用与经济增长的“倒U型”关系[10]。汪凌志通过构建计量模型，考察贸易开放、城市化与自然资本消耗之间的关系，认为我国并不存在“倒U型”的自然资本库茨涅茨曲线[11]。刘耀彬等基于金融发展的门限效应分析了自然资源与经济增长关系，结果发现金融发展水平对经济增长存在显著的门限效应，在门限值附近，自然资源对经济增长的影响程度存在较大差异[12]。张慧芳和朱雅玲从有效供给不足、结构失衡、供需错配、资源约束等角度探讨了中国经济减速下行的根源[13]。何雄浪认为对自然资源丰富的国家而言，自然资源对经济增长的影响究竟是正向还是负向取决于该国制度质量的高低，丰富的自然资源与高质量的制度相搭配并不会出现“资源诅咒”，合理开发和利用自然资源已经成为我国经济转型中必须正视的现实问题[14]。

综上所述，国内外较少有文献对自然资源产业效应进行分析，对自然资源与经济发展关系的研究重点在“资源诅咒”方面，且大多以理论分析为主，在实证分析时也往往选择GDP增速与各种自然资源存量和消耗量为研究指标来分析自然资源在经济发展中的作用，这种分析能在一定程度上反映自然资源对经济增长的作用，但却受到太多其他因素的影响。投入产出表则提供了详细的中间使用和最终使用数据，其数据虽然存在一定滞后性，但更为详细全面。本文将从投入产出表42部门中选取与自然资源相关部门的指标来分析我国自然资源的产业关联效应，探讨我国自然资源相关部门通过消费、投资、出口等最终使用途径对经济发展的作用，模拟不同情形下减少自然资源使用量对我国经济的影响，探索资源瓶颈化解途径，为政府部门对相关自然资源调控政策的制定提供参考依据。

三、理论分析与方法设计

(一)理论分析

自然资源作为生产要素必然会在经济发展中起着重要作用，大量的宏观经济模型都论证了自然资源在经济发展中的作用，如加入土地资源的拉姆齐—卡斯—库普曼斯模型、加入自然资源的柯布道格拉斯生产函数等。人们对衣食住行各方面最终产品的需求，将产生对生产要素的引致需求，而自然资源是一种生产原料，属于引致需求范畴，自然资源需求必定与自然资源的供给密切相关。自然资源作为资源性产品有两种消费，即生产消费与生活消费，生产消费主要被各产业部门消耗，自然资源作为中间产品发挥作用，自然资源被生产消费时会对各产业部门产生产业效应，这种产业效应主要表现为推动力与影响力。生活消费的自然资源作为最终产品被使用，通过最终使用影响经济增长。在投入产出表中，通过分析自然资源最终产品的需求、自然资源产品的引致需求以及自然资源供给三方面来探索自然资源型产业效应和影响效应将更全面地反映自然资源在经济发展中的作用。

由于自然资源是经济增长过程中不可缺少的要素，但自然资源存量是有限的，减少自然资源的使用量，必然影响我国经济的发展与居民的日常生活，不同自然资源在我国经济发展的中的作用也不同，科技的进步可以提高对自然资源的利用率，利用率的提高可以缓解资源使用量减少对经济的不利影响，因此模拟不同条件下减少自然资源使用量对我国经济的影响是寻找化解资源瓶颈途径的关键。本文将从三个方面通过相关指标的计算研究主要自然资源的产业效应以评价其在经济发展中的作用，通过模拟不同条件下自然资源节约对我国经济的影响以探寻资源瓶颈化解途径。

(二)方法设计

(1)

刘起运认为，推动系数的分母是对各部门完全分配系数的等权处理，对单位初始投入做等权处理则不符合实际经济意义，无法对各部门对经济的推动能力进行真实比较，本文借鉴其做法[16]，并在其基础上进一步改进，使用完全供给系数代替完全分配系数。令βi=Ni/∑Ni，其中Ni为i部门的初始投入量(即增加值)，则改进后的推动力系数为：

(2)

其分子为某部门增加一单位投入对各部门产生的推动，而分母则为整个经济体增加一单位投入对各部门产生的推动，这样更能真实反映不同部门对经济的推动能力。

(3)

与改进的推动力系数类似，用各部门最终产品量比重作为权重，并用完全需求系数取代完全消耗系数。令αj=Mj/∑Mj，其中Mj为j部门的最终产品量，则改进后的影响力系数为：

(4)

3．最终使用影响系数。在投入产出表的行方向上，其基本关系为中间使用加上最终使用等于总产出，即Xij+Yi=Xi，将直接消耗系数引入，则最终可得X=(I-A)-1Y。由于作为中间投入的进口产品不能反映国内自然资源相关部门的影响作用，为剔除进口产品的影响，对上述关系进行调整，得到i部门生产中通过K种最终使用对经济发展产生影响的生产量为：

(5)

(6)

式(6)中，Xi为总产出，Ei为出口，Ui为总使用，Ii为进口。则得到各部门产出中通过最终使用影响经济发展的生产量为：

(7)

(8)

三、产业效应实证分析

(一)数据来源与基本分析

因为2002年之前我国的投入产出表对行业部门的划分并未统一，2002年起统一为42部门，为保证数据的可比性，本文选取2002年、2007年、2012年的投入产出表以及2005年和2010年的投入产出延长表为基本数据来源，各投入产出表数据来自中国国家统计局官方网站，其余数据来自于2002～2012年《中国统计年鉴》。首先分析2002～2012年主要自然资源消耗量与GDP的变化规律，为保证数据的可比性，对GDP剔除价格因素影响，使用2002年为基期的GDP进行分析，对我国原煤产量、原油产量、天然气产量、生铁产量、10种有色金属产量、用水总量及GDP进行极值标准化处理为(0，1)区间内的数据。通过对比分析发现，无论是各种自然资源的生产量和消耗量还是我国的国内生产总值都逐年增长，我国各种自然资源的产量或消耗量与GDP增速基本呈现相同的变化趋势，但并不能仅仅通过这一数据就说明我国自然资源在经济发展中的作用，本文基于投入产出的视角从另一个方面进行分析。

(二)基于供给角度的产业效应

以完全分配系数和完全供给系数为基础，从供给角度出发，根据前文所述方法计算主要自然资源部门推动力系数和改进的推动力系数如表1所示。

由表1可知，除个别产业的推动力系数小于1外，大部分产业部门各年推动力系数均大于1。从改进的推动力系数来看，除2002年和2005年燃气的生产和供应业以及2010年水的生产和供应业小于1外，自然资源相关部门改进的推动力系数各年基本大于1。从供给角度整体而言，自然资源相关部门对经济的推动作用要高于所有部门的平均推动力。从纵向看，不同的产业部门推动力系数和改进的推动力系数在2002～2012年间呈现不同的变化趋势，有的逐步上升，有的在一个小区间波动，有的达到峰值后逐步下降，因此对于自然资源对经济推动作用的变化趋势要根据不同的产业部门进行具体的判断。

表1 自然资源相关部门推动力系数及改进的推动力系数

(三)基于需求角度的产业效应

根据前文理论和方法计算影响力系数和改进后的影响力系数，最终得到2002～2012年煤炭开采和洗选等9个自然资源相关部门的影响力系数、改进的影响力系数如表2所示。

表2 自然资源相关部门影响力系数及改进的影响力系数

由表2可知，自然资源相关部门影响力系数2002年有石油加工等3个产业部门大于1，煤炭采选等其他6个部门小于1；2012年则有4个部门的影响力系数大于1。从改进的影响力系数来看，大于1的部门2002年有2个，2012年有3个，改进的影响力系数表明我国自然资源相关部门对其他部门需求的带动力相比于所有部门的平均水平较弱，这说明我国在2002～2012年间虽然自然资源消耗量巨大，但其在整个经济发展中的作用并不是特别强。从纵向看，不同自然资源部门的影响力系数和改进的影响力系数在2002～2012年间呈现不同的变化趋势。这表明从需求角度看，我国部分自然资源部门在我国经济增长中的影响力已经开始下降，部分自然资源相关部门的影响力基本趋于稳定，也有一些自然资源相关部门的影响力逐步增强。因此，并不能绝对肯定或否定自然资源近些年在我国经济增长中的作用。

(四)最终使用影响效应

一个部门生产出来的产品，除作为中间产品被其他部门使用外，其最终使用主要有三种，分别是最终消费、资本形成和出口，消费又可细分为居民消费和政府消费，资本形成可细分为固定资本形成和存货增加。根据上文计算方法，计算主要自然资源部门不同最终使用影响系数并列出具有代表性的部门如图1所示。

由图1可知，我国主要自然资源产业部门中多数部门通过固定资本形成产生的影响系数最高，通过出口的影响系数基本维持在0.2～0.4，通过政府消费和存货增加的影响系数基本维持在0～0.2，其中煤炭开采和洗选业通过存货增加的影响系数在2005年为负数，这主要是2005年我国对煤炭和非金属矿的消费量较大和出口量较多，以致存货增加为负值。从时间轴上看，我国主要自然资源相关部门通过政府消费和存货增加的影响效应在2002～2012年波动很小，基本稳定在一定水平；在通过居民消费的影响系数变化上，除水的生产和供应业出现一定波动外，其余则基本呈逐渐下降趋势；在通过固定资本形成的影响系数上，煤炭开采和洗选业、石油和天然气开采业在2010年达到峰值外，其余各部门基本呈现逐年上升的趋势。在通过出口的影响系数变化上，大多产业部门在2005年或2007年达到峰值，电力热力生产供应业通过出口的影响效应基本保持稳定，水的生产和供应业通过出口的影响系数则起伏不定，不同的自然资源部门通过出口的影响效应呈现不同的变化趋势。

图1 主要自然资源部门不同最终使用影响系数

综合三方面分析来看：从供给角度出发与从需求角度出发所得各自然资源相关部门的产业效应存在一定差别，自然资源各部门均有大于1和小于1的指标。对比影响力系数与改进的影响力系数可知，除煤炭开采业和洗选业以及石油和天然气开采业的影响力系数被低估外，其余自然资源部影响力系数基本都被高估，对比推动力系数和改进的推动力系数可知，除燃气生产和供应业以及水的生产和供应业外，其他自然资源相关部门的推动力系数均被高估。总体而言，不同自然资源存在不同的特点和变化趋势，不同自然资源在我国社会经济发展中作用也不相同，合理利用自然资源，化解资源瓶颈是维持经济可持续发展的必由之路。减少自然资源的使用量必将对经济发展和居民生活产生直接影响，因此，如何在不改变经济发展的情况下减少自然资源的使用量是化解自然资源瓶颈的关键。

四、化解自然资源瓶颈途径的模拟分析

建设资源节约型和环境友好型社会是我国的基本国策，但盲目地减少资源尤其是自然资源的使用量必将给我国经济发展带来重大影响，如何化解自然资源瓶颈至关重要，因此模拟自然资源的减少所带来的影响，探索自然资源瓶颈的化解路径具有前瞻性意义。根据投入产出理论，自然资源的使用有中间使用和最终使用两个方面，本文将模拟自然资源相关部门中间使用减少和最终使用减少情况下我国GDP的变化。

(一)中间使用减少且中间使用与最终使用比例不变

假设自然资源首先减少作为中间产品的使用量，若消耗系数和分配系数不发生变化，则自然资源部门减少的中间使用量将按原来的直接分配系数所占比例在各个部门减少。若i部门减少中间产品量为Si，则j部门对i部门的中间消耗量减少Sij=rij/∑rij(对j求和)。当某自然资源部门提供给某一部门的中间产品减少时，该部门的中间投入并非仅仅减少这种自然资源，其仍由消耗系数决定所需各部门投入的中间产品，即使其他部门并不减少中间产品的投入，j部门最终所能得到的总产出为：

(9)

假设不改变最初投入与中间投入的比例，则自然资源使用减少后的GDP为：

(10)

(二)最终使用减少且中间使用与最终使用比例改变

(11)

(12)

(三)自然资源利用率提高且改变消耗系数

(13)

此时，因资源利用率提高，最初投入与中间投入比例发生变化，则最终生产总值为：

(14)

(四)模拟结果及分析

根据上述分析，本文模拟自然资源部门中间使用或最终使用减少100亿元时，以下各种情形下我国GDP的变化，以2012年投入产出表为依据，得到模拟结果如表3。

情形1：中间使用减少100亿元，中间使用与最终使用比例不变。

情形2：最终使用减少100亿元，中间使用与最终使用比例改变。

情形3：中间使用减少100亿元，提高自然资源利用效率而改变直接消耗系数，η=0.999，即利用效率提高0.1%。

情形4、情形5和情形6与情形3类似，η分别为0.99、0.9、0.8，即利用效率分别提高1.01%、11.1%、25%。

表3 自然资源使用量减少对GDP变化影响的模拟 (单位：百亿元)

注：“+”表示因自然资源利用率的提高，在原有基础上减少中间产品消耗量已经不会造成GDP的减少。

由表3的模拟结果可知，在情形1下，金属冶炼业减少100亿元中间使用时对GDP的影响最小，而水的生产和供应业减少100亿元中间使用时对我国GDP影响最大，其次是燃气的生产和供应业，这说明水和燃气作为中间产品在各部门的生产中至关重要。在情形2下，各自然资源部门减少最终使用时，对GDP的影响相同。结合情形1和情形2的模拟结果可知，水、燃气等在作为中间产品时，其在生产中发挥至关重要的作用，其节约可主要从最终使用上实现，而对于金属冶炼、电力等作为中间产品重要性相对较低的资源，其节约可主要从中间使用上实现，而尽量不减少最终使用，以免对居民生活产生较大影响。

由情形3～情形6的模拟结果可知，减少某自然资源部门100亿的中间产品时，通过降低各部门对该自然资源部门的直接消耗系数，即提高各部门对该自然资源的使用效率，可以缓解中间产品减少对GDP的影响或者使GDP不发生减少，但各部门对不同自然资源部门使用效率所需的提高程度不同。各部门对金属冶炼和压延部门的使用率需提高0.1%，对煤炭采选、石油和天然气开采、金属矿采选、石油炼焦产品和核燃料加工、电力热力的生产供应6个部门的使用效率需提高1.01%，对燃气的生产和供应业的使用效率需提高11.1%，对水的生产和供应业的使用率需提高25%，才能保证在这些自然资源相关部门减少100亿中间产品供应时我国的GDP不因此而减少。可见，通过不断提高自然资源利用效率，即使减少自然资源作为中间产品的供应量，也可以缓解甚至抵消其对GDP的负面影响。因此，要化解自然资源瓶颈就必须针对各种自然资源采取不同的节约模式、不同的技术改进力度。

五、结论及建议

(一)结论

由上文的计算及分析可知，我国主要自然资源相关部门改进的影响力系数和改进的推动力系数在不同部门不同时期呈现不同的变化趋势，最终使用影响系数在不同使用途径不同时期也呈现不同的变化趋势，不同自然资源瓶颈化解的途径也不相同。综合前文分析结果，可得到以下结论：

1.仅仅从自然资源生产量或消耗量与经济增长量的变化并不能全面反映自然资源在我国经济发展中的作用，可以结合投入产出表对我国自然资源在经济发展中的作用进行全面分析。在投入产出分析中，基于需求角度和基于供给角度的相关指标存在较大差别，仅从一个角度并不能全面分析自然资源产业效应及其在经济发展中的作用，需结合两个角度进行综合分析。

2.通过计算改进后的影响力系数和推动力系数发现，除煤炭开采业和洗选业以及石油和天然气开采业外，其他自然资源相关部门影响力系数均被高估，除燃气生产和供应业以及水的生产和供应业外，其他自然资源相关部门的推动力系数均被高估。改进的影响力系数和推动力系数并不能改变同一年某一部门该指标在各部门中大小关系，但可以更真实的反映某一部门的作用与所有部门平均水平的大小关系。整体而言，在2002～2012年间，我国主要自然资源相关部门产业关联性逐年增强，其在经济发展中的作用逐步增强。

3.我国主要自然资源通过固定资本形成的影响系数最高且呈逐年上升趋势，通过居民消费的影响系数逐年降低，通过政府消费和存货增加的影响系数基本稳定，而通过出口的影响系数则呈现多元化状态；不同的自然资源通过不同使用途径影响不同，应针对不同的自然资源采取不同的调控政策。

4.燃气和水资源作为中间消耗在我国经济发展中发挥至关重要的作用，减少其中间使用将对我国GDP产生较大影响。金属冶炼和电力热力供应部门产品作为最终使用则至关重要，不应轻易减少其最终使用，以免对经济发展造成较大影响。不同的自然资源在作为中间使用和最终使用时对经济发展的影响不同，因此在减少自然资源使用时应针对不同的特点采取有针对性的节约方案。

5.不同的自然资源相关部门所需的技术提高程度并不相同，通过提高技术水平来减少各产业部门对自然资源的直接消耗，将在很大程度上缓解甚至抵消作为中间投入的自然资源减少带来的不利影响，以更少的自然资源投入获得更多的产出。

(二)建议

根据前文的分析结论，本文从自然资源作用评价与自然资源管理方面提出如下建议：

1.在评价自然资源在我国经济发展中的作用时以投入产出表为辅助，从需求角度和供给角度综合评价，可对原始投入产出分析法进行适当改进，以期更为准确地反映自然资源在我国经济发展中的作用。虽然目前我国自然资源使用存在很多问题，但并不能否认自然资源在我国经济发展中的重要作用，对于自然资源相关产业的管理调控应当适度，根据不同自然资源的特性、存量及其在经济发展中的作用综合制定调控方案，避免因“一刀切”而对经济发展产生大的负面影响。

2.合理调控自然资源相关部门的生产量，避免因自然资源通过资本形成对经济影响的不断提高而造成的产能过剩和存货增加，严格控制不可再生资源尤其是稀有自然资源的出口量，降低我国自然资源出口产生的负面效应，保证我国自然资源的可持续利用和经济的可持续发展。

3.在建设资源节约型社会过程中，根据不同自然资源在投入产出结构中地位制定合理的节约方案，如对于水资源和燃气资源，在利用效率没有提高的情况下，尽量不减少其作为中间投入的使用量，可以在最终使用上予以节约，以免对我国GDP总量增长造成较大影响；对于金属冶炼、电力等自然资源相关部门，可主要减少其作为中间投入的使用量，而尽量不减少其最终使用量以保证居民的正常生活。根据我国产业结构的变化及自然资源作为中间使用和最终使用的地位变化及时调整资源节约方案，以避免自然资源使用量减少对我国经济的不利影响。

4.加快技术改进，提高各产业部门对自然资源的利用效率，降低各产业部门对自然资源的直接消耗，针对不同自然资源的瓶颈加大不同资源利用技术的改进力度，如各产业部门对水资源的利用效率提高则需较大的技术改进力度，因此政府应加大对该方面研究的扶持力度。通过产业升级以更少的自然资源消耗获得更高的产出，逐步实现由粗放型、资源依赖型向资源节约型和环境友好型社会的转变。

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(责任编辑：陈敦贤)

2016-08-26

国家社会科学基金重点项目“政府部门资产负债核算研究”(15ATJ003)；中南财经政法大学研究生创新教育计划博士研究生重点项目“自然资源资产负债问题研究”(2015BZ1301)

向书坚(1963— )，男，湖南洞口人，中南财经政法大学统计与数学学院教授，博士生导师； 朱 贺(1990— )，男，河南周口人，中南财经政法大学统计与数学学院博士生。

F222

1003-5230(2016)06-0003-09