黃健柏，王志平，鐘美瑞

(1.中南大學(xué)商學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙，410083；2．中南大學(xué)金屬資源與戰(zhàn)略研究院，湖南長(zhǎng)沙，410083)

一、引言

金屬作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)材料和重要戰(zhàn)略資源，與建筑、交通、通信等人類生活和社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)[1]。近年來(lái)，人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快刺激了金屬資源消費(fèi)的迅速增長(zhǎng)，從 1970年到2017年，全球金屬消費(fèi)增長(zhǎng)了2.6倍，達(dá)到了91.5億噸。隨著全球化的發(fā)展，中國(guó)在全球金屬消費(fèi)市場(chǎng)中的地位越來(lái)越重要，2017年，中國(guó)金屬消費(fèi)量占全球金屬消費(fèi)總量的比重高達(dá)39.5%。金屬資源的大量使用引起了許多問(wèn)題，一方面，采礦和冶煉是污染性過(guò)程，這會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)地環(huán)境污染[2]、地質(zhì)情況改變[3]以及溫室氣體的排放；另一方面，金屬礦石貧化[4]、礦石地理集中度低以及開(kāi)采帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題[5-6]限制了金屬礦石的供給。因此，金屬資源的利用問(wèn)題引起了各國(guó)廣泛的關(guān)注，美國(guó)、歐盟、日本、中國(guó)政府相繼制定保障措施，以確保金屬礦產(chǎn)資源的充足供應(yīng)。

金屬是工業(yè)發(fā)展的必需品，貫穿于一國(guó)工業(yè)化的始終。不同的產(chǎn)業(yè)部門在不同的發(fā)展階段對(duì)金屬的需求不同，且金屬資源的消費(fèi)領(lǐng)域主要集中在少數(shù)幾個(gè)行業(yè)中。事實(shí)上，很多金屬資源同時(shí)應(yīng)用于多個(gè)產(chǎn)業(yè)部門，金屬資源消費(fèi)受到多個(gè)產(chǎn)業(yè)部門的影響。其中，金屬礦采選業(yè)是金屬礦石的生產(chǎn)部門，金屬礦石通過(guò)開(kāi)采部門進(jìn)入整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)；金屬冶煉加工業(yè)和金屬制品業(yè)作為金屬礦石的生產(chǎn)和加工部門，處于工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的中間位置，與國(guó)家的基礎(chǔ)建設(shè)及工業(yè)發(fā)展速度密切相關(guān)；而通用專用設(shè)備制造業(yè)等工業(yè)下游產(chǎn)業(yè)則影響金屬的最終應(yīng)用，其中高端制造產(chǎn)品的構(gòu)件大都是由有色金屬中的輕金屬和稀有金屬制成的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，產(chǎn)業(yè)的不斷多樣化，金屬資源需求的趨勢(shì)將不斷變化。一方面，以 3D打印、新材料制備等為代表的制造技術(shù)智能化將改變金屬資源消費(fèi)的利用方式[7]；另一方面，生物選礦、智能礦山以及金屬資源再生循環(huán)技術(shù)將改變金屬資源的供給方式。

新常態(tài)下，我國(guó)的發(fā)展面臨重大轉(zhuǎn)換，我國(guó)經(jīng)濟(jì)已由高速增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、《中國(guó)制造2025》等強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的實(shí)施以及金屬資源消費(fèi)增長(zhǎng)的不可持續(xù)對(duì)金屬資源開(kāi)采、加工和使用效率提出了訴求，如何降低金屬資源消費(fèi)強(qiáng)度、提高金屬資源使用效率、探索金屬資源需求演變，不僅是資源經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域研究的核心焦點(diǎn)，更是“中國(guó)制造 2025”、戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等重大需求問(wèn)題實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。

二、文獻(xiàn)綜述

金屬消費(fèi)一直受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度關(guān)注，金屬消費(fèi)指標(biāo)衍生于原材料消費(fèi)，目前學(xué)術(shù)界將原材料消費(fèi)分為兩大指標(biāo)：國(guó)內(nèi)材料消費(fèi)和材料足跡。國(guó)內(nèi)材料消費(fèi)是指國(guó)內(nèi)開(kāi)采量加上進(jìn)口材料減去出口材料，被公認(rèn)為資源利用和資源效率的關(guān)鍵指標(biāo)[8]；材料足跡指資源開(kāi)采到最終需求的整個(gè)供應(yīng)鏈中特定產(chǎn)品所需的材料數(shù)量，反映全球價(jià)值鏈在多大程度上影響一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境以及貨物和服務(wù)的資源效率[9]。

金屬消費(fèi)強(qiáng)度指單位經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的金屬投入量，生產(chǎn)率指標(biāo)是相應(yīng)強(qiáng)度指標(biāo)的倒數(shù)，衡量每單位金屬投入產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出量，為了衡量資源使用的可持續(xù)性并為決策提供支持，國(guó)內(nèi)材料消費(fèi)等經(jīng)濟(jì)性物質(zhì)流量核算指標(biāo)被政府主管部門采納為可持續(xù)性指標(biāo)。例如，歐盟委員會(huì)提出“資源生產(chǎn)率”，即國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值除以國(guó)內(nèi)物質(zhì)消費(fèi)，以此作為歐洲資源效率旗艦倡議的“歐洲戰(zhàn)略2020”主要組成部分之一[10]。歐盟統(tǒng)計(jì)局將資源效率視為歐盟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的主要指標(biāo)之一，經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織和聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署也使用資源效率作為其綠色增長(zhǎng)戰(zhàn)略的指標(biāo)[11-12]。

眾多的學(xué)者對(duì)金屬消費(fèi)和金屬消費(fèi)強(qiáng)度的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行了研究，根據(jù)方法不同主要分為三大類：①因素分解分析法。一些學(xué)者從全球和國(guó)家層面研究包括金屬在內(nèi)的原材料的驅(qū)動(dòng)因素，經(jīng)濟(jì)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度效應(yīng)是影響金屬消費(fèi)的主要驅(qū)動(dòng)因素[11-12]。Hashimoto等分析日本在1995—2002年包括金屬在內(nèi)的資源利用強(qiáng)度變化的影響因素，結(jié)果表明需求結(jié)構(gòu)和資源回收強(qiáng)度顯著降低了資源利用強(qiáng)度[13]。Huang等運(yùn)用指數(shù)分解方法研究 1978—2013年中國(guó)材料保有量變化的驅(qū)動(dòng)因素，主要驅(qū)動(dòng)因素包括人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和技術(shù)水平[14]。Wood等運(yùn)用結(jié)構(gòu)分解方法分析了影響澳大利亞的材料使用的驅(qū)動(dòng)因素，結(jié)果表明，改變材料使用的主要正向驅(qū)動(dòng)因素有出口水平、出口商品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)規(guī)模[15]。②計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型，主要基于IPAT及其擴(kuò)展模型，研究分析人口、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、富裕程度等因素對(duì)資源消費(fèi)的影響。Wiedmann等[16]對(duì)2008年186個(gè)國(guó)家的材料足跡進(jìn)行了測(cè)算，并用多元回歸模型對(duì)其影響因素進(jìn)行了實(shí)證分析。Wang等[17]采用了向量自回歸模型研究了1980年至2010年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、貿(mào)易開(kāi)放和國(guó)內(nèi)人均開(kāi)采量對(duì)原材料生產(chǎn)效率的影響。計(jì)量模型能夠在一定程度上解釋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素對(duì)資源消耗費(fèi)影響，但是不能解釋產(chǎn)業(yè)部門之間的關(guān)聯(lián)性。③基于投入產(chǎn)出的敏感性分析，這種方法主要研究行業(yè)部門之間的關(guān)聯(lián)，目前在碳排放領(lǐng)域研究較多。Tarancón等[18]創(chuàng)造性地將投入產(chǎn)出和敏感性分析相結(jié)合，并應(yīng)用這種方法來(lái)評(píng)估導(dǎo)致西班牙二氧化碳排放量最高產(chǎn)業(yè)形成的生產(chǎn)因素。隨后，Tarancón[19]分析了導(dǎo)致西班牙各部門電力消費(fèi)增長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)誘因和技術(shù)誘因。Tarancón[20]根據(jù)與能源相關(guān)的二氧化碳排放量的投入產(chǎn)出技術(shù)，對(duì)這種方法進(jìn)行了回顧和比較。閆俊娜等[21]在前人研究的基礎(chǔ)上，基于Ghosh模型進(jìn)行敏感性分析，確定中國(guó)六大能源密集型行業(yè)的驅(qū)動(dòng)因素，并將結(jié)果與基于Leontief模型的敏感性分析進(jìn)行比較。Liu等[22]基于列昂內(nèi)夫投入產(chǎn)出模型應(yīng)用敏感性分析研究跨行業(yè)二氧化碳排放的驅(qū)動(dòng)因素。

綜上所述，現(xiàn)有文獻(xiàn)表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動(dòng)是影響金屬消費(fèi)和金屬消費(fèi)強(qiáng)度的重要因素，但是已有研究主要集中在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指標(biāo)對(duì)金屬消費(fèi)的影響，缺乏解析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化及識(shí)別驅(qū)動(dòng)金屬資源強(qiáng)度變化的產(chǎn)業(yè)路徑研究。實(shí)際上，不同行業(yè)和最終需求之間存在直接或間接的關(guān)系，行業(yè)和最終需求的消費(fèi)量變化可能直接或間接地影響其他行業(yè)的產(chǎn)出。中國(guó)是金屬供應(yīng)和消費(fèi)的大國(guó)，因此，中國(guó)迫切需要確定高金屬消費(fèi)強(qiáng)度的行業(yè)(關(guān)鍵行業(yè))，探究哪些行業(yè)技術(shù)系數(shù)和最終需求變動(dòng)對(duì)這些行業(yè)的金屬消費(fèi)強(qiáng)度(直接或間接)產(chǎn)生重大影響，以制定降低金屬消費(fèi)強(qiáng)度和促進(jìn)金屬資源高效利用的政策措施。鑒于因素分解方法和計(jì)量模型無(wú)法確定金屬消費(fèi)強(qiáng)度行業(yè)間的聯(lián)系，本文利用投入-產(chǎn)出模型對(duì)中國(guó)行業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度進(jìn)行敏感性分析。

三、研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

(一) 部門聯(lián)動(dòng)的綜合分析框架

經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是部門間關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)部門都是通過(guò)生產(chǎn)和消費(fèi)活動(dòng)與其他部門聯(lián)系起來(lái)的節(jié)點(diǎn)。通過(guò)從部門間關(guān)聯(lián)的角度來(lái)看整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，可以了解特定部門的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)引起的金屬消費(fèi)變化，為部門方法提供更全面的前景。

投入產(chǎn)出(IO)分析是探索經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中各部門相互依存的有效工具，許多研究者已經(jīng)接受了 IO分析來(lái)檢驗(yàn)環(huán)境效應(yīng)，包括經(jīng)濟(jì)活動(dòng)引起的金屬消費(fèi)變化?；?IO分析，我們結(jié)合以下兩個(gè)典型的方法來(lái)研究部門金屬消費(fèi)的聯(lián)系(如圖1)：

(二) 產(chǎn)業(yè)部門的前后關(guān)聯(lián)分析

測(cè)算部門金屬消費(fèi)的前后關(guān)聯(lián)需要先計(jì)算部門金屬消費(fèi)強(qiáng)度矩陣，具體的計(jì)算公式如式(1)所示：

其中MI為部門金屬消費(fèi)強(qiáng)度，然后，通過(guò)部門金屬?gòu)?qiáng)度矩陣分別測(cè)算前向系數(shù)和后向系數(shù)，其中，前向系數(shù)如式(2)所示：

后向系數(shù)：

式中，di,j為考慮了金屬消費(fèi)的列昂惕夫矩陣系數(shù)；n為經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中部門的數(shù)量；Fj代表著部門j的向后聯(lián)系系數(shù)；Ei代表著部門i的向前聯(lián)系系數(shù)。在這里，F(xiàn)j＞1表明j部門的最終需求的單位變化可能導(dǎo)致金屬資源消費(fèi)總量高于平均水平；Ei＞ 1表明i部門金屬資源消費(fèi)總量的單位變化可能導(dǎo)致產(chǎn)量增長(zhǎng)高于平均水平；Fj＞ 1且Ei＞ 1的扇形區(qū)域被視為關(guān)鍵部門。在一個(gè)經(jīng)濟(jì)體的結(jié)構(gòu)中，關(guān)鍵部門之間的關(guān)聯(lián)性高于平均水平，因此這些部門的相對(duì)較小的變化可能對(duì)金屬消費(fèi)產(chǎn)生重大影響。

(三) 產(chǎn)業(yè)部門敏感性分析

本文采用基于投入產(chǎn)出技術(shù)的敏感性分析來(lái)確定技術(shù)系數(shù)、最終需求系數(shù)和純技術(shù)系數(shù)對(duì)跨部門金屬資源消費(fèi)強(qiáng)度的影響。部門產(chǎn)出表示如式(4)：

式中，n為經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中部門的數(shù)量；m為最終需求部門的數(shù)量；Xi,j是指產(chǎn)品部門生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中直接消費(fèi)的第i部門的貨物或服務(wù)量，yi,p是指第p個(gè)最終需求部門消費(fèi)的由i部門提供的貨物量或服務(wù)量。

技術(shù)系數(shù)可以定義為中間矩陣的每個(gè)元素與相應(yīng)活動(dòng)分支(列)的輸出之間的比率，具體如式(5)：

最終需求gp定義為各個(gè)最終需求組成部門的總和，具體的公式如式(6)：

因此，最終的需求系數(shù)可以表示如式(7)：

圖1 投入產(chǎn)出部門聯(lián)動(dòng)視角下的關(guān)鍵行業(yè)部門影響分析框架

我們可以通過(guò)活動(dòng)定義金屬資源消費(fèi)量的矢量M(n×1)，此外還可以定義單位產(chǎn)出金屬資源消費(fèi)系數(shù)，如式(8)：

結(jié)合公式(4)(5)(6)(7)和(8)，可得產(chǎn)業(yè)部門i的金屬資源消費(fèi)水平如式(9)：

上面的等式可以對(duì)所有的行業(yè)用矩陣形式重寫。如果M是按部門消費(fèi)的(n×1)向量，那么C是單位產(chǎn)出金屬消費(fèi)強(qiáng)度的(n×n)對(duì)角矩陣，A是技術(shù)系數(shù)的n×n)矩陣，x是(n×1)的總產(chǎn)出向量，H是(n×m)最終需求系數(shù)矩陣和g(m×1)需求總量向量。具體的矩陣表達(dá)形式如式(10)：

1.技術(shù)系數(shù)的敏感性分析

金屬消費(fèi)強(qiáng)度的定義為單位附加值金屬的消費(fèi)量，可以表示如式(11)：

十分明顯，技術(shù)系數(shù)ak,l的變化受到列昂剔夫矩陣系數(shù)bi,j的影響，基于誤差傳遞理論的核心Sherman-Morrison公式如式(12)(Δakl的微小變化對(duì)Δbi,j的影響)：

這里，只關(guān)注生產(chǎn)技術(shù)變化對(duì)金屬消費(fèi)強(qiáng)度的影響，其他量假設(shè)不變，金屬消費(fèi)強(qiáng)度變化的表達(dá)式可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣?13)：

金屬?gòu)?qiáng)度的敏感性系數(shù)可以表示為式(14)：

εMi ak,l表示金屬資源消費(fèi)強(qiáng)度隨技術(shù)系數(shù)變化而變化的彈性?？梢钥闯?，這種彈性不僅取決于部門的技術(shù)變化，而且取決于最終的需求結(jié)構(gòu)。為了單獨(dú)研究技術(shù)變化如何影響金屬資源消費(fèi)強(qiáng)度，需要剔除最終需求的影響。定義yj=1，因此，可以得到式(15)：

因此，響應(yīng)純技術(shù)系數(shù)變化的金屬資源消費(fèi)強(qiáng)度的彈性可以得到公式(16)：

2.需求系數(shù)的敏感性分析

假設(shè)部門i是對(duì)金屬消費(fèi)強(qiáng)度貢獻(xiàn)的關(guān)鍵部門，則計(jì)算需求系數(shù)變化對(duì)關(guān)鍵部門金屬消費(fèi)強(qiáng)度的影響，可以表示為MIi對(duì)系數(shù)hk,l的變化的彈性，具體如式(17)：

(四) 數(shù)據(jù)來(lái)源

中國(guó)金屬消費(fèi)指標(biāo)借鑒國(guó)內(nèi)原材料消費(fèi)指標(biāo)(DMC)，即金屬的表觀消費(fèi)量，它指國(guó)內(nèi)開(kāi)采量加金屬進(jìn)口量減去金屬出口量，其廣泛應(yīng)用于物質(zhì)流領(lǐng)域。金屬消費(fèi)指金屬礦石消費(fèi)，其數(shù)據(jù)來(lái)源于維也納經(jīng)濟(jì)大學(xué)的物質(zhì)流數(shù)據(jù)庫(kù)。中國(guó)投入產(chǎn)出表每五年編制一次，最新的投入產(chǎn)出表編制于2012年，考慮到從2002年開(kāi)始，中國(guó)金屬消費(fèi)迅速增長(zhǎng)，本文選取2002、2007和2012年三張投入產(chǎn)出表，并加入了金屬消費(fèi)量，基本的形式如表1所示。為消除不同年份價(jià)格波動(dòng)的影響，我們選取2002年作為基準(zhǔn)年，用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值平減指數(shù)對(duì)2007年和2012年的投入產(chǎn)出表數(shù)據(jù)進(jìn)行平減，GDP平減指數(shù)來(lái)源于國(guó)家統(tǒng)計(jì)局。

根據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)部門劃分標(biāo)準(zhǔn)(GB/T4754-2017)將42部門投入產(chǎn)出表合并為25部門，合并后的具體部門如表2所示。金屬不同于能源，只能通過(guò)開(kāi)采過(guò)程進(jìn)入整個(gè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值鏈，金屬消費(fèi)數(shù)據(jù)的計(jì)算基于開(kāi)采部門價(jià)格相同的假設(shè)，無(wú)論該部門出售的產(chǎn)品是什么，金屬開(kāi)采部門的商品和服務(wù)價(jià)值將始終包含相同數(shù)額的金屬，一般采用金屬開(kāi)采部門分配系數(shù)計(jì)算各部門的金屬消費(fèi)[11-12]。本文考慮到不同部門對(duì)金屬礦石的消費(fèi)存在間接消費(fèi)，因此采用完全分配系數(shù)計(jì)算各部門金屬礦石消費(fèi)，具體的計(jì)算公式如式(18)：

表1 投入產(chǎn)出表

表2 25產(chǎn)業(yè)部門劃分表

式中：H是直接分配系數(shù)矩陣；I是單位矩陣。部門金屬消費(fèi)取決于各部門對(duì)金屬開(kāi)采部門的完全分配系數(shù)。部門金屬消費(fèi)可以表示如式(19)：

式中：M表示金屬總消費(fèi)量(指國(guó)內(nèi)金屬消費(fèi)量)；Dm,i表示金屬開(kāi)采行業(yè)完全分配系數(shù)。

四、結(jié)果分析

(一) 金屬消費(fèi)的關(guān)鍵行業(yè)部門

圖2展示了2012年25部門金屬消費(fèi)的前后向聯(lián)系。根據(jù)前后向系數(shù)可以將所有的部門分為兩大類，絕大部分產(chǎn)業(yè)部門擁有相對(duì)松散的前后向聯(lián)系，關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)部門的前后向聯(lián)系緊密，坐落在圖的右上角，主要包括的部門有金屬采礦業(yè)(4)、金屬冶煉及壓延加工業(yè)(14)、金屬制品業(yè)(15)、通用專用設(shè)備制造業(yè)(16)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)(18)和儀器儀表及文化辦公用機(jī)械制造業(yè)(20)。其中金屬開(kāi)采業(yè)和金屬冶煉及壓延加工業(yè)的前向后向系數(shù)較高，是與上游和下游產(chǎn)業(yè)緊密相連的關(guān)鍵部門，金屬開(kāi)采業(yè)的前向系數(shù)和后向系數(shù)為2.57和4.72，金屬冶煉及壓延加工的前向系數(shù)和后向系數(shù)為2.1和5.0，后向系數(shù)高于前向系數(shù)說(shuō)明這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)部門跟金屬上游產(chǎn)業(yè)關(guān)系更加密切。而金屬制品業(yè)前向系數(shù)和后向系數(shù)為2.33和2.44，儀器儀表及文化辦公用機(jī)械制造業(yè)的前向系數(shù)和后向系數(shù)為3.41和3.0，產(chǎn)業(yè)部門跟金屬上下游產(chǎn)業(yè)都非常密切。

圖2 2012年金屬消費(fèi)的前后向聯(lián)系

(二) 關(guān)鍵行業(yè)部門金屬消費(fèi)特征

根據(jù)研究方法中關(guān)于行業(yè)金屬消費(fèi)的計(jì)算以及金屬消費(fèi)強(qiáng)度的定義，我們得到了2002年、2007年以及 2012年關(guān)鍵行業(yè)部門金屬消費(fèi)及消費(fèi)強(qiáng)度的變化趨勢(shì)，如圖3所示，2002年、2007年以及2012年六大行業(yè)消費(fèi)總量占比分別高達(dá)65%、60%以及62%，由此可見(jiàn)，這六大關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)部門對(duì)于我國(guó)金屬需求變化有顯著影響。從總的趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，雖然金屬消費(fèi)的總量在迅速增長(zhǎng)，但各行業(yè)消費(fèi)占比變化并不顯著，說(shuō)明產(chǎn)業(yè)消費(fèi)結(jié)構(gòu)并沒(méi)有發(fā)生顯著變化。以 2012年為例，首先是金屬冶煉及延壓加工業(yè)是金屬消費(fèi)最高的行業(yè)，其消費(fèi)占比高達(dá) 20.8%；其次是金屬礦采選業(yè)和金屬制品業(yè)，其消費(fèi)占比分別為12.8%和9.7%；儀器儀表及文化辦公用機(jī)械制造業(yè)消費(fèi)量最少，占比僅為3.9%。

從金屬消費(fèi)強(qiáng)度來(lái)看，六大關(guān)鍵行業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度在2002—2012年迅速增長(zhǎng)，首先是儀器儀表及文化辦公用機(jī)械制造業(yè)，盡管其消費(fèi)占比較小，但是其消費(fèi)強(qiáng)度變化顯著，其強(qiáng)度值從2002年的3.23噸/萬(wàn)元上升到2012年的34.5噸/萬(wàn)元，2012年該行業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度為所有部門之首；其次是金屬礦采選業(yè)，其強(qiáng)度值從2002年的7.1噸/萬(wàn)元增長(zhǎng)到2012年的28.6噸/萬(wàn)元。最后是，金屬消費(fèi)總量占比最高的金屬冶煉及壓延加工業(yè)，其消費(fèi)強(qiáng)度從2002年的2.1噸/萬(wàn)元增長(zhǎng)到2012年的11.4噸/萬(wàn)元。金屬消費(fèi)強(qiáng)度的快速增長(zhǎng)主要?dú)w咎于2002年后，我國(guó)制造業(yè)蓬勃發(fā)展，工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的進(jìn)一步加快以及中國(guó)加入WTO后金屬礦石進(jìn)口數(shù)量大幅增長(zhǎng)，金屬消費(fèi)的增長(zhǎng)速度超過(guò)了GDP的增長(zhǎng)速度，因此中國(guó)金屬消費(fèi)強(qiáng)度顯著增加。而中國(guó)“十二五規(guī)劃”和“十三五規(guī)劃”中明確提出要提高15%的資源使用效率，為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，迫切需要降低關(guān)鍵行業(yè)的金屬消費(fèi)強(qiáng)度，提高金屬資源的利用效率。

圖3 關(guān)鍵部門金屬消費(fèi)量占比及消費(fèi)強(qiáng)度變化

(三) 關(guān)鍵行業(yè)部門金屬消費(fèi)強(qiáng)度對(duì)技術(shù)系數(shù)的敏感性分析

基于投入-產(chǎn)出模型的敏感性分析，計(jì)算25個(gè)行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)系數(shù)變化對(duì)各高金屬消費(fèi)行業(yè)金屬消費(fèi)的影響程度。本文使用彈性作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，并認(rèn)為彈性值超過(guò)0.1%的生產(chǎn)技術(shù)系數(shù)為關(guān)鍵系數(shù)，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行分析。表3顯示了基于Leontief投入產(chǎn)出模型的關(guān)鍵行業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度的敏感性分析結(jié)果。以金屬冶煉及壓延加工業(yè)的第一行為例，表明金屬冶煉及壓延加工業(yè)自供給中間產(chǎn)品消費(fèi)每降低 1%，行業(yè)本身的金屬消費(fèi)強(qiáng)度下降0.59%。

1.關(guān)鍵行業(yè)部門最敏感的生產(chǎn)技術(shù)系數(shù)

上游產(chǎn)業(yè)金屬礦采選業(yè)是金屬礦石的供給部門，其與金屬冶煉及壓延加工的生產(chǎn)供應(yīng)技術(shù)系數(shù)敏感性最顯著，彈性值為2.17，這表明金屬采礦業(yè)主要通過(guò)改變金屬冶煉及壓延加工業(yè)的供給來(lái)影響中國(guó)金屬的消費(fèi)，金屬冶煉及壓延加工業(yè)效率提升與技術(shù)進(jìn)步能顯著降低金屬礦采選業(yè)的金屬消費(fèi)強(qiáng)度。中下游產(chǎn)業(yè)金屬冶煉及壓延加工業(yè)、通用專用設(shè)備制造業(yè)和電氣機(jī)械及器材制造業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度變化與自身行業(yè)的技術(shù)水平息息相關(guān)，其金屬消費(fèi)強(qiáng)度變化最敏感的系數(shù)均為其消費(fèi)自供給中間投入的技術(shù)系數(shù)，彈性值分別為0.59、0.30、0.20，這表明這些產(chǎn)業(yè)主要通過(guò)本身生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步來(lái)降低本行業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度，從而影響中國(guó)金屬消費(fèi)。此外，金屬制品業(yè)的產(chǎn)品是建筑業(yè)生產(chǎn)的原材料，導(dǎo)致金屬制品業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度變化最敏感的因素是其與建筑業(yè)之間的生產(chǎn)供應(yīng)系數(shù)，彈性值為0.17，這表明金屬制品業(yè)通過(guò)影響建筑業(yè)的發(fā)展來(lái)影響中國(guó)金屬消費(fèi)，可以從提高建筑業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平來(lái)降低金屬制品業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度。儀器儀表及辦公文化機(jī)械制造業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度與公共服務(wù)部門密切相關(guān)，

受消費(fèi)中間投入產(chǎn)品的變化影響，其彈性值為0.19，這表明儀器儀表及辦公文化機(jī)械制造業(yè)更多的是通過(guò)公共服務(wù)部門來(lái)影響中國(guó)金屬消費(fèi)。

表3 2012年關(guān)鍵部門金屬消費(fèi)強(qiáng)度的敏感性分析結(jié)果

2.生產(chǎn)技術(shù)變化的直接影響和間接影響

敏感性分析能夠量化影響關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度的直接生產(chǎn)和間接生產(chǎn)聯(lián)系。研究結(jié)果表明，上游金屬礦采選業(yè)不僅受到直接生產(chǎn)關(guān)系的技術(shù)系數(shù)變化的影響，而且也受到間接生產(chǎn)技術(shù)系數(shù)變化的影響，且某些行業(yè)對(duì)上游行業(yè)產(chǎn)生的間接影響大于其他行業(yè)的直接影響，如金屬冶煉壓延加工業(yè)自供給中間投入技術(shù)系數(shù)變化對(duì)金屬礦采選業(yè)的間接影響彈性值為(1.27)大于金屬礦采選業(yè)自身技術(shù)變化的直接影響彈性值為(0.17)。中下游行業(yè)主要受到行業(yè)間的直接影響，間接影響不顯著，如金屬制品業(yè)主要敏感的生產(chǎn)技術(shù)系數(shù)是消費(fèi)自供給中間投入的技術(shù)系數(shù)和通用專用設(shè)備制造業(yè)消費(fèi)金屬制品業(yè)中間投入的技術(shù)系數(shù)，其彈性值分別為0.16和0.12。

3.生產(chǎn)技術(shù)變化的結(jié)構(gòu)相關(guān)性和技術(shù)相關(guān)性

根據(jù)公式(14)可以將生產(chǎn)系數(shù)變化對(duì)金屬消費(fèi)強(qiáng)度的影響分解成技術(shù)相關(guān)性和結(jié)構(gòu)相關(guān)性兩部分。其中，技術(shù)相關(guān)性完全由生產(chǎn)技術(shù)系數(shù)決定，而結(jié)構(gòu)相關(guān)性由最終需求決定。剔除最終需求的影響，我們得到純技術(shù)系數(shù)對(duì)金屬資源消費(fèi)強(qiáng)度的影響，用來(lái)度量。研究結(jié)果表明，通常情況下技術(shù)系數(shù)彈性值大于純技術(shù)系數(shù)彈性值，這表明結(jié)構(gòu)相關(guān)性對(duì)技術(shù)系數(shù)的敏感性具有促進(jìn)作用，因此，最終需求結(jié)構(gòu)的調(diào)整和行業(yè)技術(shù)水平的提高對(duì)于行業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度有顯著作用。對(duì)金屬冶煉及壓延加工業(yè)、通用專用設(shè)備制造業(yè)和電氣機(jī)械及器材制造業(yè)而言，其對(duì)自供給中間投入系數(shù)最為敏感，不存在結(jié)構(gòu)相關(guān)性的影響，即。因此，這些行業(yè)應(yīng)更注重行業(yè)自身生產(chǎn)效率的提升和金屬資源使用率的提高，即同樣產(chǎn)出條件下減少中間投入。金屬礦采選業(yè)、金屬冶煉及壓延加工以及儀器儀表及辦公文化機(jī)械制造業(yè)更容易受到其他行業(yè)的影響，因此這些行業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度的變化受到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化的影響，當(dāng)最終需求產(chǎn)品向低金屬含量高技術(shù)產(chǎn)品轉(zhuǎn)變時(shí)，行業(yè)的金屬消費(fèi)強(qiáng)度將顯著降低。

(四) 關(guān)鍵行業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度對(duì)最終需求系數(shù)的敏感性分析

最終需求系數(shù)的彈性值較高，因此選取最終需求系數(shù)超過(guò) 1%的彈性值作為關(guān)鍵彈性值，結(jié)果如表3所示。

1.關(guān)鍵行業(yè)部門最敏感的需求系數(shù)

關(guān)鍵行業(yè)最終需求系數(shù)變化與固定資本形成總額密切相關(guān)，其中金屬礦采選業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè)以及金屬制品業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度主要受建筑業(yè)固定資本形成總額的間接影響，建筑業(yè)固定資本形成系數(shù)每減少 1%，則這些行業(yè)的金屬消費(fèi)強(qiáng)度將分別下降18.94%、15.9%及10.97%，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2012年建筑業(yè)固定資本形成總額占固定資本形成總額的比例為93.00%，隨著工業(yè)化的發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，高額的投資規(guī)模加劇了金屬資源的需求，刺激了金屬礦采選業(yè)等金屬中上游產(chǎn)業(yè)產(chǎn)量的急劇增加，金屬消費(fèi)強(qiáng)度不斷增大。通用專用設(shè)備制造業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)及儀器儀表及辦公文化機(jī)械制造業(yè)這三個(gè)行業(yè)最終需求的敏感因素是自身行業(yè)固定資本形成總額的需求變動(dòng)，當(dāng)固定資本形成系數(shù)每減少 1%時(shí)，這些行業(yè)的金屬消費(fèi)強(qiáng)度將分別降低 24.26%、9.49%以及23.13%，這主要?dú)w咎于這三個(gè)金屬下游產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品中金屬含量高，行業(yè)投資規(guī)模的變動(dòng)直接影響行業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度。

2.家庭消費(fèi)、政府消費(fèi)以及進(jìn)出口變動(dòng)對(duì)關(guān)鍵行業(yè)金屬?gòu)?qiáng)度的影響

家庭消費(fèi)需求變動(dòng)對(duì)金屬消費(fèi)強(qiáng)度的影響主要集中在金屬制品業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)和通用專用設(shè)備制造業(yè)，且直接影響這三個(gè)行業(yè)的金屬消費(fèi)強(qiáng)度，其彈性值分別為2.93、5.71和1.72，其中電氣機(jī)械及器材制造業(yè)的彈性值最大，這表明家庭對(duì)于空調(diào)、冰箱等電器產(chǎn)品需求的變化將對(duì)電氣機(jī)械及器材制造業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度產(chǎn)生顯著影響。政府消費(fèi)對(duì)于關(guān)鍵行業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度的影響主要通過(guò)影響儀器儀表及辦公文化機(jī)械制造業(yè)來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)政府對(duì)該行業(yè)產(chǎn)品需求下降1%時(shí)，該行業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度將下降 3.9%。政府辦公儀器采購(gòu)需求變化是該行業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度變化的主要原因。此外，金屬制品業(yè)的凈出口系數(shù)直接影響自身行業(yè)的金屬消費(fèi)強(qiáng)度，其彈性值為1.35。據(jù)中國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，2012年工業(yè)制成品占中國(guó)出口商品結(jié)構(gòu)的比重為 94.78%，機(jī)械和運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)(占中國(guó)出口商品結(jié) 構(gòu))的份額在 2012年達(dá)到 49.53%，高金屬含量的出口產(chǎn)品變化影響金屬制品業(yè)的金屬消費(fèi)強(qiáng)度。目前，中國(guó)的金屬出口主要集中在初級(jí)產(chǎn)品上，附加值較低。因此，有必要促進(jìn)金屬制品加工技術(shù)的改進(jìn)，增加高科技金屬制品的出口。

五、結(jié)論與政策建議

為了從跨部門視角了解中國(guó)金屬消費(fèi)強(qiáng)度變動(dòng)的影響路徑，本文首先從產(chǎn)業(yè)部門的金屬前后向聯(lián)系確定金屬消費(fèi)的關(guān)鍵行業(yè)。然后，基于 25個(gè)行業(yè)的Leontief投入產(chǎn)出模型，對(duì)關(guān)鍵行業(yè)的金屬消費(fèi)強(qiáng)度進(jìn)行敏感性分析，以探討行業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度的跨行業(yè)和最終需求的聯(lián)系，從而為制定金屬資源的有效利用政策提供參考。本研究得到以下幾點(diǎn)重要結(jié)論：

①影響金屬消費(fèi)的關(guān)鍵部門分別是金屬礦采選業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè)、金屬制品業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、通用專用設(shè)備制造業(yè)以及儀器儀表及辦公文化機(jī)械制造業(yè)，前后向聯(lián)系系數(shù)表明金屬礦采選業(yè)和金屬冶煉及壓延加工業(yè)跟其他產(chǎn)業(yè)聯(lián)系更加緊密，金屬冶煉及延壓加工業(yè)是金屬消費(fèi)最高的行業(yè)，儀器儀表及辦公文化機(jī)械制造業(yè)是金屬消費(fèi)強(qiáng)度最高的部門。

②上游金屬礦采選業(yè)不僅受到直接生產(chǎn)關(guān)系的技術(shù)系數(shù)變化的影響，而且也受到間接生產(chǎn)技術(shù)系數(shù)變化的影響，中下游行業(yè)主要受到行業(yè)間的直接影響，如金屬制品業(yè)主要敏感的生產(chǎn)技術(shù)系數(shù)是消費(fèi)自供給中間投入的技術(shù)系數(shù)。金屬冶煉及壓延加工業(yè)、通用專用設(shè)備制造業(yè)和電氣機(jī)械及器材制造業(yè)不存在結(jié)構(gòu)相關(guān)性的影響，金屬礦采選業(yè)等行業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度的變化更受到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化的影響，當(dāng)最終需求產(chǎn)品向高技術(shù)產(chǎn)品轉(zhuǎn)變時(shí)，行業(yè)的金屬消費(fèi)強(qiáng)度將顯著降低。

③固定資本形成總額不僅通過(guò)建筑業(yè)間接影響金屬礦采選業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè)以及金屬制品業(yè)的消費(fèi)強(qiáng)度，而且直接影響通用專用設(shè)備制造業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)及儀器儀表及辦公文化機(jī)械制造業(yè)的金屬消費(fèi)強(qiáng)度。家庭消費(fèi)、政府消費(fèi)以及進(jìn)出口等需求因素直接作用于關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)影響該部門的金屬消費(fèi)強(qiáng)度，如家庭消費(fèi)對(duì)電氣機(jī)械及器材制造業(yè)需求系數(shù)彈性值顯著，政府消費(fèi)對(duì)儀器儀表及辦公文化機(jī)械制造業(yè)需求彈性值顯著，凈出口對(duì)金屬制品業(yè)需求系數(shù)彈性值顯著。

基于上述研究結(jié)果，本文得到如下政策啟示：

①降低金屬資源消費(fèi)強(qiáng)度，提高資源使用效率的有效途徑是建立綜合性的產(chǎn)業(yè)政策，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)部門間高效的協(xié)同聯(lián)動(dòng)機(jī)制，而不僅僅局限在獨(dú)立的幾個(gè)產(chǎn)業(yè)部門。如金屬礦采選業(yè)的資源效率提升不僅依賴于本行業(yè)生產(chǎn)效率的改善和技術(shù)水平的上升，金屬下游產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步也會(huì)顯著降低金屬礦采選業(yè)的金屬消費(fèi)強(qiáng)度。

②降低產(chǎn)業(yè)金屬資源消費(fèi)強(qiáng)度的根本路徑是技術(shù)水平的不斷改善，生物選礦、智能礦山以及金屬資源再生循環(huán)技術(shù)將改變金屬資源的供給方式，以 3D打印、新材料制備等為代表的制造技術(shù)智能化將改變金屬資源消費(fèi)的利用方式，從而顯著提高資源的利用模式和效率。

③抑制建筑業(yè)以及金屬下游產(chǎn)業(yè)盲目投資，減少產(chǎn)業(yè)無(wú)效的需求是降低產(chǎn)業(yè)金屬消費(fèi)強(qiáng)度的重要路徑。考慮到建筑物和土木工程的使用壽命，通過(guò)合理的維護(hù)和處理，延長(zhǎng)現(xiàn)有建筑物的使用壽命，有利于減少資源的消耗。

④產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整，資源密集型產(chǎn)業(yè)向技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，擴(kuò)大有效供給，增加產(chǎn)品的技術(shù)附加值是金屬產(chǎn)業(yè)調(diào)整的重要方向。