我國銅產(chǎn)業(yè)生命周期增長趨勢與需求預(yù)測

馬騁，方維萱，王京

(1．中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京100037;2．中色地科礦產(chǎn)勘查股份有限公司，北京100012; 3．昆明理工大學(xué)，國土資源工程學(xué)院，云南昆明650093)

我國銅產(chǎn)業(yè)生命周期增長趨勢與需求預(yù)測

馬騁1，方維萱2，王京2

(1．中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京100037;2．中色地科礦產(chǎn)勘查股份有限公司，北京100012; 3．昆明理工大學(xué)，國土資源工程學(xué)院，云南昆明650093)

隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，國內(nèi)銅需求持續(xù)增加，帶動了我國銅產(chǎn)業(yè)的不斷擴張。本文的研究基于產(chǎn)業(yè)生命周期的理論，利用現(xiàn)有發(fā)達國家有色金屬產(chǎn)業(yè)的生命周期特點的實證支持，采用先期發(fā)達工業(yè)化國家成熟且較完整的產(chǎn)業(yè)生命周期的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，結(jié)合我國實際情況，運用生長曲線模型來剖析我國銅產(chǎn)業(yè)生命周期的發(fā)展趨勢，預(yù)測我國銅產(chǎn)業(yè)在2015年前后增長的極限，屆時我國銅需求為800萬t左右，人均需求量為6～7kg。

銅產(chǎn)業(yè)生命周期生長曲線

Ma Cheng，F(xiàn)ang Wei－xuan，Wang Jing．The lifecycle growth trend and demand prediction of the copper industry in China［J］．Geology and Exploration，2012，48(4):0852－0857．

1 引言

產(chǎn)業(yè)生命周期研究是探討一個產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生、成長發(fā)展、飽和與衰退過程。當(dāng)前，比較著名的有Klepper－Granddy理論、G－K理論等(Klepper Steven，1996)。就世界范圍來講該項研究尚屬實證研究范疇，在我國剛進入起步階段。我國屬于發(fā)展中國家，各產(chǎn)業(yè)基本上處于產(chǎn)生、成長發(fā)展階段，無法觀察到較完整的產(chǎn)業(yè)生命周期，而一些發(fā)達的工業(yè)化國家，某些產(chǎn)業(yè)已進入衰退期，因此，研究產(chǎn)業(yè)生命周期，主要采用國際比較歸納法，即利用某一產(chǎn)業(yè)在空間發(fā)展的不均衡性，將后期工業(yè)化國家與先期工業(yè)化國家的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律進行比較分析，以判斷后期工業(yè)化國家的發(fā)展趨勢(馬騁等，2009;馬騁等，2010)。本文的研究是利用現(xiàn)有發(fā)達國家有色金屬產(chǎn)業(yè)的實證支持，采用先期發(fā)達工業(yè)化國家成熟且較完整的產(chǎn)業(yè)生命周期的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，結(jié)合我國實際情況，運用生長曲線模型來剖析我國銅產(chǎn)業(yè)生命周期的發(fā)展趨勢，預(yù)測我國銅產(chǎn)業(yè)增長的極限，對我國銅產(chǎn)業(yè)的合諧發(fā)展具有重要的意義。

2 產(chǎn)業(yè)生命周期理論及其經(jīng)濟計量模型

2．1 產(chǎn)業(yè)生命周期理論

產(chǎn)業(yè)生命周期是每個產(chǎn)業(yè)都要經(jīng)歷的一個由成長走向衰退的演變過程，一般分為初創(chuàng)階段、成長階段、成熟階段和衰退階段四個階段(韓永夫等，1999)。識別產(chǎn)業(yè)生命周期所處階段的主要指標(biāo)有:市場增長率、需求增長潛力、產(chǎn)品品種多少、競爭者多少、市場占有率狀況、進入壁壘、技術(shù)革新和用戶購買行為等。

有色金屬產(chǎn)業(yè)發(fā)展軌跡取決于一個國家的工業(yè)化進程(方維萱，2008)。一個國家不同經(jīng)濟社會發(fā)展進程中對礦產(chǎn)品的消費需求是不一樣的，總體說來，在經(jīng)濟社會發(fā)展的過程中，其礦產(chǎn)品的需求或消費總要經(jīng)歷平緩、較快上升、平穩(wěn)上升、緩慢下降四個階段(李凱等，2005)。在經(jīng)濟社會發(fā)展的最初階段，對礦產(chǎn)品的需求很低，礦產(chǎn)品的消費強度也很低，為產(chǎn)業(yè)的初創(chuàng)階段;在經(jīng)濟社會工業(yè)化初期，對原材料與能源的需求急劇增加，刺激礦產(chǎn)品的消費強度相應(yīng)較快增長，為產(chǎn)業(yè)的成長階段;當(dāng)工業(yè)化階段基本完成后，市場飽和，社會礦產(chǎn)品(特別是基本金屬)積累增加，礦產(chǎn)品使用強度處于平穩(wěn)狀態(tài)，為產(chǎn)業(yè)的成熟階段;當(dāng)社會進入后工業(yè)化階段或高科技發(fā)展階段，礦產(chǎn)品積累進一步增加、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值由于高科技與第三產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展而大幅上升，但原材料與能源消耗卻相對增長緩慢，并導(dǎo)致礦產(chǎn)品使用強度逐年下降，為產(chǎn)業(yè)的衰退階段。這種平緩、較快上升、平穩(wěn)上升、緩慢下降四個階段過程，構(gòu)成了一種產(chǎn)業(yè)完整的生命周期。產(chǎn)業(yè)這種規(guī)律性的發(fā)展過程，對制定企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略有非常重要的影響，所以必須充分認(rèn)識，在進行市場信息調(diào)查的基礎(chǔ)上，及時地掌握產(chǎn)業(yè)所處市場的不同階段，以便采取相應(yīng)的對策(Porter，M．E．，1997;劉粵湘，2006)。

2．2 產(chǎn)業(yè)生命周期曲線的經(jīng)濟計量模型

根據(jù)上述的理論，產(chǎn)業(yè)生命周期各階段的發(fā)展變化一般符合“平緩、較快上升、平穩(wěn)上升、緩慢下降”的特點，呈S型曲線規(guī)律(蔣志，1986;司永年，1987;秦德先，2004)，這條曲線稱為生長曲線(圖1)。

圖1 產(chǎn)業(yè)生命周期曲線Fig．1 Curve of industry life cycle

產(chǎn)業(yè)生命周期曲線的經(jīng)濟計量模為:

式中:a、b為參數(shù)，參數(shù)a決定曲線陡峭程度，a值越大，曲線越陡，參數(shù)b決定曲線的位置;e為自然對數(shù)的底數(shù)，Y為預(yù)測值，k為峰值，t為時間，f(x)為自變量的多項式。

一般常采用的成長曲線，即產(chǎn)業(yè)生命周期曲線為f(x)多屬一次多項式，而二次項系數(shù)為負(fù)值時，即:

將(3)式代入(1)式則得:

若自變量x為時間序列t，即x=t，則(4)式也可以改寫為:

設(shè)ε為誤差，當(dāng)Y=(1－ε)k時，即認(rèn)為其達到峰值。則:

各變量之間的關(guān)系如表1所列。這條曲線有峰值k0，并且在［0，k/(1+b)］曲線與縱軸的交點F1處有一個拐點(即轉(zhuǎn)折點)，它是產(chǎn)業(yè)的投入期與成長期的分界點;在［ln(b)/a，k/2］與曲線的交點F2處，產(chǎn)生另一個拐點，為產(chǎn)業(yè)的成長期與成熟期的臨界值;函數(shù)值Y=k/2使這條成長曲線為一條以［ln (b)/a，k/2］為中心的對稱曲線，由曲線的F2點到峰值k0，這一段為產(chǎn)業(yè)的成熟期;峰值k0以下則為產(chǎn)業(yè)的衰退期。

表1 變量之間關(guān)系表Table1 Relationship between variables

3 銅產(chǎn)業(yè)生命周期的發(fā)展趨勢及預(yù)測

3．1 有色金屬產(chǎn)業(yè)生命周期成長的實證支持

在經(jīng)濟、社會和科技領(lǐng)域，通過觀察和研究，有許多決定產(chǎn)業(yè)成長的變量因素如國內(nèi)生產(chǎn)總值及其增長率、人均國內(nèi)生產(chǎn)總值、人均資源消耗量、礦產(chǎn)品的消費強度等，都符合S型生長曲線規(guī)律(馬建民，2003;王高尚，2002)。

在一個沒有實現(xiàn)工業(yè)化的社會里，人均資源消耗是很低的，因為大多數(shù)生產(chǎn)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。隨著工業(yè)化水平的提高，不可再生資源的消耗(人均資源消費量)急劇上升，然后變?yōu)樵诤芨叩南M水平上趨于穩(wěn)定。隨著人均收入水平的增長，人均資源消費量也相應(yīng)上升。起初，急劇上升，然后平穩(wěn)地上升，最后進入較高的平穩(wěn)時期，表示人均資源消費達到飽和水平，進一步增加的收入，主要花費在服務(wù)上，資源消耗支出較少。圖2表示人均資源(鋼鐵)消費量與人均國內(nèi)生產(chǎn)總值之間的關(guān)系。

圖21968 年世界鋼鐵消費量和人均國民生產(chǎn)總值(資料來源:USGS，2001)Fig．2 World steel consumption in 1968 and per capita GDP(from USGS，2001)

表2列出了美國鋼鐵產(chǎn)業(yè)周期中各個階段的指標(biāo)，可以看出，鋼產(chǎn)量及人均鋼產(chǎn)量隨著產(chǎn)業(yè)生命周期階段的不斷發(fā)展，均呈現(xiàn)上升，到達一定極限后又開始下降的規(guī)律。第二產(chǎn)業(yè)在國民生產(chǎn)總值的比重也呈現(xiàn)了上升－極值－下降的規(guī)律性。同時，隨著農(nóng)業(yè)從業(yè)人口比重的不斷下降，城鎮(zhèn)人口比重不斷上升，非農(nóng)產(chǎn)業(yè)比重不斷上升，美國的經(jīng)濟發(fā)展階段不斷升級，這點從人均國民生產(chǎn)總值不斷上升可以看出。

英、法、美、日這四個國家鋼鐵工業(yè)發(fā)展較早，都經(jīng)歷了鋼鐵工業(yè)的峰值點，目前都屬于衰退階段，因此其鋼鐵產(chǎn)業(yè)的生命周期較為完整，具有典型性，從產(chǎn)量散點圖可以看出呈現(xiàn)出較為明顯的S型(李凱，2005)，有色金屬產(chǎn)業(yè)同鋼鐵產(chǎn)業(yè)都屬于原材料工業(yè)，而銅產(chǎn)業(yè)是有色金屬產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，我們認(rèn)為我國銅產(chǎn)業(yè)周期的發(fā)展曲線也將符合S型。

3．2 我國銅產(chǎn)業(yè)生命周期特征的比較歸納法

我國近50年銅產(chǎn)量、消費量以GDP變化曲線圖(圖3)可以觀察出，1952～1978年間，我國GDP逐年緩慢增長，處于經(jīng)濟社會發(fā)展的初級階段，對銅的需求有限。年產(chǎn)量從1953年0．29萬噸攀升到1970年29．89萬噸，雖然銅產(chǎn)量和消費量增長較快，但基數(shù)小，增長的絕對值不大，為我國銅產(chǎn)業(yè)的初創(chuàng)階段(馮建中，1999;方維萱等，2007)。自1978年改革開放以來，圖中可以觀察到，銅產(chǎn)量及消費量不斷增加，增長速度不斷加速，曲線越來越陡，增長趨勢明顯，由此我們可以判斷我國銅產(chǎn)業(yè)處于生命周期中的成長階段。而隨著工業(yè)化、城市化進程的加快，對銅的需求量將會不斷增加，如果銅的產(chǎn)量不能滿足需求，將嚴(yán)重制約我國經(jīng)濟發(fā)展。

圖3 我國銅產(chǎn)量、消費量及國內(nèi)生產(chǎn)總值變化趨勢圖(資料來源:中國有色金屬工業(yè)年鑒，中國國家統(tǒng)計局)Fig．3 China copper production and consumption and G DP change t re n d(fromCh inaNonferrous Met als In dus tryYe ar-book，National Bureau of Statistics)，2009

表2 美國鋼鐵業(yè)生命周期各階段指標(biāo)(資料來源:中國地質(zhì)科學(xué)院全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心，2002)Table2 U．S．Steel industry lifecycle indexes(from Global Mineral Resources Strategic Study Center of Chinese Academy of Geological Sciences，2002)

有色金屬產(chǎn)量及消費量波動是普遍存在的，一個國家的銅產(chǎn)量要受到本國和世界的經(jīng)濟形勢與政治形勢的影響，兩次世界大戰(zhàn)和世界性的經(jīng)濟大蕭條，都對銅產(chǎn)量的波動產(chǎn)生了推動作用、銅生產(chǎn)能力的變化是非連續(xù)的，這也是造成銅產(chǎn)量波動的原因之一，忽略波動性，從長遠的角度看，其產(chǎn)生、發(fā)展、飽和與衰退的過程比較明顯(肖洪生等，1999;王智民，2002;張明燕，2004)。

3．3 中國銅產(chǎn)業(yè)生命曲線模型及需求預(yù)測

礦產(chǎn)資源(礦產(chǎn)品)需求預(yù)測則是對未來某個時期一個國家或地區(qū)或部門其礦產(chǎn)資源(礦產(chǎn)品)可能消費的數(shù)量進行估計、推測和驗證評價(王高尚，2002)。

根據(jù)產(chǎn)業(yè)生命曲線經(jīng)濟計量模型，作者認(rèn)為銅產(chǎn)業(yè)變化模式可以看成是兩種過程的疊加，曲線1為S型增長曲線，曲線2為指數(shù)衰減曲線，當(dāng)t≤t0時，產(chǎn)業(yè)處于產(chǎn)生成長期，當(dāng)t＞t0時，產(chǎn)業(yè)進入衰退期，t0可稱之為衰退點。根據(jù)以上推導(dǎo)用經(jīng)濟函數(shù)模型表示為:

式中:Y為產(chǎn)量;t為時間，B為基礎(chǔ)產(chǎn)量，用于維持社會發(fā)展的最小銅消費量;k為銅產(chǎn)量的峰值，為峰值相應(yīng)的時間，A、β、γ、α為參數(shù)。

我們參考典型工業(yè)國家GDP與銅需求量峰值之間的關(guān)系(表3)，假設(shè)中國銅需求量不同的峰值即k值，在實際的預(yù)測中，為了保證擬合優(yōu)度，銅消費量的樣本值選取了1952～2009區(qū)間相應(yīng)的時間序列t與因變量Y的數(shù)據(jù)資料，實現(xiàn)上述模型的回歸，

對(8)式進行變換得:

對(9)式移項后取自然對數(shù)得:

對(10)式進行整理得:

表3 典型工業(yè)化國家金屬人均消費量峰值參數(shù)(資料來源:中國地質(zhì)科學(xué)院全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心，2002)Table3 Typical industrialized countries per capita metal consumption peak value(from Global Mineral Resources Strategic Study Center of Chinese Academy of Geological Sciences， 2002)

表4 不同方案下的回歸結(jié)果Table4 Regression results by different schemes

根據(jù)不同方案的回歸結(jié)果:

(1)樂觀的預(yù)測

根據(jù)先期工業(yè)發(fā)達國家峰值的規(guī)律，進入成熟期后人均消費量在10～12千克/人，峰值點處各國的人均消費量量均大于10千克，在考慮我國人口基數(shù)比較龐大，農(nóng)村人口占比較重的情況下，達到極限值的人均指標(biāo)應(yīng)比發(fā)達國家的經(jīng)驗數(shù)據(jù)要小，而截至目前，我國人均銅消費量大約在2千克/人的水平，遠遠小于各發(fā)達國家的經(jīng)驗值，這表明，我國銅產(chǎn)業(yè)還有較大的發(fā)展空間，還需要積累相當(dāng)一段長的時間，因此我國要達到歐美發(fā)達國家水平，還需30多年，屆時銅消費量需求會超過1000萬噸。假設(shè)如此，我國能否具備這么大的產(chǎn)能?我國銅工業(yè)結(jié)構(gòu)是否會發(fā)生結(jié)構(gòu)性的調(diào)整，還需要時間來證明，方案3～6是不考慮這些條件，單純根據(jù)發(fā)達國家的達到極限值時經(jīng)驗數(shù)據(jù)來假定k值擬合的，是一種趨于樂觀的估計。

(2)較為合理的預(yù)測

根據(jù)現(xiàn)有我國工業(yè)化進程的步伐，我國處于工業(yè)化中期，第二產(chǎn)業(yè)占國民生產(chǎn)總值比重還很大。按照我國提出的目標(biāo)，第二產(chǎn)業(yè)占國民生產(chǎn)總值比重將從2002年的51．9%增長到2010年的54．9%，而大部分有色金屬消費的增長率和第二產(chǎn)業(yè)增長率是同步的，所以，我國的銅消費量還將繼續(xù)增長，將進一步的帶動銅產(chǎn)量。如果把實現(xiàn)工業(yè)化作為達到極限值的條件的話，我國銅消費將在2030年左右達到峰值。如果以此為標(biāo)準(zhǔn)，那么方案1～2比較接近。即我國銅產(chǎn)業(yè)產(chǎn)量達到峰值還需要20多年的時間，屆時銅需求量峰值為800萬噸左右，人均消費量6～7kg。

4 討論和結(jié)論

本文的研究采用定性的比較歸納法與定量的生長曲線法，生長曲線模型的優(yōu)點在于數(shù)學(xué)方法簡單明了、數(shù)據(jù)容易獲得，結(jié)果直觀表達，但這種基于回歸分析的方法更適合于中短期的預(yù)測，難以反映最終的消費變化，另外，對于有色金屬需求量的預(yù)測，除了上述可量化的因素之外，還存有許多重要的因素難以量化，對其分析判斷尤為重要。

本文對擬合后的結(jié)果進行了不同角度的預(yù)測，得出以下結(jié)論:由于中國人口基數(shù)大，農(nóng)業(yè)人口比重高，在銅產(chǎn)業(yè)發(fā)展到極限時也無法達到工業(yè)發(fā)達國家的人均水平;根據(jù)本文的研究認(rèn)為1978年改革開放前我國銅產(chǎn)業(yè)處于初創(chuàng)階段，目前我國處于工業(yè)化中期階段，隨著我國工業(yè)化城鎮(zhèn)化進程的不斷推進，中國的銅消費需求與產(chǎn)量還有較大的增長空間，于2015年前后進入成熟發(fā)展階段，之后，我國從工業(yè)社會邁進信息社會的轉(zhuǎn)變后，隨之將迎來我國銅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的極限期，屆時我國銅需求為800萬噸左右，人均需求量為6～7 kg。

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The Lifecycle Growth Trend and Demand Prediction of the Copper Industry in China

MA Cheng1，F(xiàn)ANG Wei－xuan2，WANG Jing2
(1．China Geological Survey Development Research Center，Beijing100037; 2．Sinotech Minerals Exploration Co．，Ltd．，Beijing100012; 3．Department of Land Resources Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming，Yunnan650093)

With China＇s rapid economic development，the domestic copper demand continues to increase，which drives the continuous expansion of China＇s copper industry．Based on the theory of industrial life cycles and existing empirical support of industry life cycles of non－ferrous metals in developed countries，considering the actual situations in our country，this paper uses the growth curve model to analyze the trend of life cycles of the copper industry．The result shows that copper consumption and production have large growth space，and will enter a limitation stage in 2015．The copper demand will be around 8 million tons and per capita requirement will be 6 to 7 kg by that time．

copper industry，life cycle，growth curve

book=7,ebook=217

P619．14

A

0495－5331(2012)04－0852－6

2011－04－14;

2012－02－06;［責(zé)任編輯］郝情情。

國家科技部科技支撐計劃項目“東川－易門銅礦山深部及外圍勘查技術(shù)及示范”(2006BAB01B09)和國家科技部2011年科研院所技術(shù)開發(fā)研究專項資金項目“鐵氧化物銅金型礦床元素賦存狀態(tài)及巖相構(gòu)造學(xué)填圖技術(shù)研發(fā)”(2011EG115022)資助。

馬騁(1983年—)，男，2011年畢業(yè)于昆明理工大學(xué)，獲博士學(xué)位，從事礦產(chǎn)資源經(jīng)濟研究。E－mail:32210591@qq．com。