基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的河南省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變遷研究

商 勇 劉曉瑩

（河南財(cái)經(jīng)政法大學(xué) 統(tǒng)計(jì)與大數(shù)據(jù)學(xué)院，河南 鄭州450008）

一、研究背景和意義

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是各產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟(jì)活動過程中形成的經(jīng)濟(jì)技術(shù)聯(lián)系以及比例關(guān)系。改革開放以來，河南省經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展取得了顯著成效，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，建立了較為完善的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系，從而推動經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展。新冠肺炎疫情發(fā)生以來，國內(nèi)外環(huán)境發(fā)生了巨大變化，河南2020年上半年經(jīng)濟(jì)增速首次出現(xiàn)負(fù)增長。當(dāng)前河南省經(jīng)濟(jì)已逐步恢復(fù)正常，展現(xiàn)出良好態(tài)勢，但進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，仍是今后河南發(fā)展的重中之重。

在國外研究中，魁奈的《經(jīng)濟(jì)表》是進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的奠基之作，但學(xué)者普遍認(rèn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的研究始于20世紀(jì)三四十年代。英國著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家費(fèi)希爾在1935年首先提出了三次產(chǎn)業(yè)理論，克拉克在此基礎(chǔ)上提出克拉克定理；庫茲涅茨對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)做了更進(jìn)一步的探究，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)理論的形成。

在國內(nèi)研究中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)問題始終是學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)，相關(guān)文獻(xiàn)浩如煙海，不再一一贅述，只對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行說明。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)技術(shù)起源于物理和社會學(xué)的相關(guān)研究，主要是針對“關(guān)系”數(shù)據(jù)的建模分析，近年來開始在經(jīng)濟(jì)學(xué)研究中得到應(yīng)用①社會學(xué)研究中經(jīng)常稱之為社會網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相比，二者研究對象雖有不同，但很多基本概念和方法一致，區(qū)別在于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大多面對大樣本數(shù)據(jù)，而社會網(wǎng)絡(luò)則更多關(guān)注小樣本。。汪云林等（2008）利用SNA，根據(jù)投入產(chǎn)出表中直接消耗系數(shù)表，分析了各產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)業(yè)間網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)的中心性。李守偉等（2009）結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的特性給出了產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)所具有的復(fù)雜性，包括復(fù)雜要素、復(fù)雜關(guān)聯(lián)以及復(fù)雜動力學(xué)演變。邢李志等（2012）將產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)研究與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論相結(jié)合，以汽車和石油產(chǎn)業(yè)為例對產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展進(jìn)行實(shí)證分析。孟彥菊等（2017）基于2002、2007、2012年云南省42個(gè)部門的投入產(chǎn)出表測度產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)效應(yīng)，探究云南省產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)和趨勢。楊捷（2019）基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論并借鑒社會網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)，探討了河南省伏牛山區(qū)公路交通結(jié)構(gòu)特征及其演化規(guī)律。

綜上所述，可見復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)學(xué)研究中的新方法，尤其是可視化技術(shù)很好促進(jìn)了對相關(guān)問題的直觀認(rèn)識和解讀，應(yīng)用前景廣闊，但是正如其他方法一樣，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身也處于不斷發(fā)展中，需要在實(shí)踐中進(jìn)一步完善。本文擬結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)等相關(guān)理論，利用投入產(chǎn)出表探究河南產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，并結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)技術(shù)多維度探索產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)特征。

二、河南省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變遷與現(xiàn)狀

改革開放40多年來，河南綜合實(shí)力顯著提升，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷邁上新臺階。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1978年全省生產(chǎn)總值僅為162.92億元。2019年達(dá)到54259.20億元，比上年增長7.0%，年均增速超過10%。2020年由于新冠疫情的爆發(fā)，河南省乃至全國經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到嚴(yán)重影響，但繼續(xù)向高質(zhì)量發(fā)展邁進(jìn)的決心和方向不會改變。

改革開放以來河南省三大產(chǎn)業(yè)的變遷經(jīng)歷了從“二一三”“二三一”到“三二一”的演變。2019年，分產(chǎn)業(yè)看，全省第一產(chǎn)業(yè)增加值4635.40億元，同比增長2.3%；第二產(chǎn)業(yè)增加值23605.79億元，同比增長7.5%；第三產(chǎn)業(yè)增加值26018.01億元，同比增長7.4%。全省經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，一方面，推進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)智能化、綠色化、技術(shù)化改造，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展；另一方面，加快培育新興產(chǎn)業(yè)，重點(diǎn)培育智能裝備、智能傳感器等新興產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步向高級化演進(jìn)。

河南經(jīng)濟(jì)雖取得了快速發(fā)展，但在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型過程中存在投資積極性不高、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化緩慢、勞動生產(chǎn)率相對較低、服務(wù)業(yè)發(fā)展滯后、自主創(chuàng)新能力弱等問題，一定程度上制約了經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量的提高。特別是低端產(chǎn)能過剩和高端產(chǎn)能不足問題日益突出，成為制約河南省未來經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。

三、河南產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與變遷

產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是由0、1元素形成的矩陣，0表示兩個(gè)產(chǎn)業(yè)間不存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，1則表示兩個(gè)產(chǎn)業(yè)間存在關(guān)聯(lián)關(guān)系。結(jié)合河南省2002年、2007年、2012年、2017年的42個(gè)部門的投入產(chǎn)出表，得到消耗系數(shù)矩陣，并利用威弗-托馬斯指數(shù)計(jì)算鄰接矩陣，最終構(gòu)建產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，構(gòu)造河南42個(gè)部門近年來的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)圖（圖1）。對比四個(gè)年份河南省產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)圖，可以得出：批發(fā)和零售產(chǎn)業(yè)、化學(xué)工業(yè)、住宿和餐飲等產(chǎn)業(yè)一直是河南產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的核心產(chǎn)業(yè)，這些關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)之間的關(guān)聯(lián)程度較高，對其他產(chǎn)業(yè)的輻射作用更強(qiáng)，這與河南的地理位置有關(guān)，鄭州作為交通樞紐，其對周邊產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的拉動作用及對資源的掌控能力均有較高提升。隨著時(shí)代的進(jìn)步，一些產(chǎn)業(yè)的資源調(diào)配能力逐漸增強(qiáng)，比如電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、租賃和商務(wù)服務(wù)業(yè)、造紙印刷及文教體育用品三個(gè)產(chǎn)業(yè)在四個(gè)年份中的排名逐漸上升，表明這幾個(gè)產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展對其他產(chǎn)業(yè)的促進(jìn)作用不斷增強(qiáng)；此外，石油和天然氣開采業(yè)、煤炭采選業(yè)兩個(gè)產(chǎn)業(yè)部門的節(jié)點(diǎn)有一定程度的減小，反映了河南在對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的管理程度與效果上有一定關(guān)聯(lián)，這也與綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的客觀要求相符合。

圖1 2002年、2007年、2012年、2017年河南產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)圖

產(chǎn)業(yè)的節(jié)點(diǎn)度是指該產(chǎn)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)連邊的總數(shù)，表示該產(chǎn)業(yè)與多少產(chǎn)業(yè)之間存在資源往來，產(chǎn)業(yè)的節(jié)點(diǎn)度越大，說明該產(chǎn)業(yè)越重要。河南2002年、2007年、2012年、2017年產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中出入度值排名前十的產(chǎn)業(yè)及度值如表1所示。

表1 2002年、2007年、2012年、2017年河南各年出入度值排名前十的產(chǎn)業(yè)及度值

由表1可以看出，四個(gè)年份中排名前十的產(chǎn)業(yè)大致相同，如批發(fā)和零售貿(mào)易業(yè)、交通運(yùn)輸及倉儲業(yè)、化學(xué)工業(yè)、電力熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、住宿和餐飲業(yè)等均有較高的出入度值。說明這些產(chǎn)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)程度較強(qiáng)，在整個(gè)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中居于相對重要的位置。而一些產(chǎn)業(yè)的地位有所提升，如批發(fā)和零售產(chǎn)業(yè)的出度值在2002年、2012年和2017年均居于首位，而在2007年時(shí)被交通運(yùn)輸及倉儲業(yè)代替。在四個(gè)年度的出入度值排名前十的產(chǎn)業(yè)中，租賃和服務(wù)商務(wù)、金融業(yè)在2017年時(shí)出現(xiàn)在前五名，說明這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的地位明顯提升，對其他產(chǎn)業(yè)的輻射作用明顯增強(qiáng)。另外，金屬冶煉和壓延加工業(yè)自2002—2017年，其排名逐漸上升，表明其他產(chǎn)業(yè)對該產(chǎn)業(yè)資源的需求有所增多，該產(chǎn)業(yè)的資源控制能力逐漸增強(qiáng)。

中心性主要用來度量社會網(wǎng)絡(luò)的中心化程度，一般包括度數(shù)中心性和接近中心性?；诤幽鲜?2個(gè)部門的投入產(chǎn)出表，我們得到四個(gè)年份的度數(shù)中心度、接近中心度值①考慮到不同年份中部門的劃分依據(jù)不同，因此篩選出四個(gè)年份中均有的37個(gè)部門來分析。。首先將每個(gè)年度的37個(gè)部門的中間中心度和接近中心度，按數(shù)值大小進(jìn)行排名。為了更直觀地對四個(gè)年度產(chǎn)業(yè)部門的變化進(jìn)行比較，本文使用中間中心度值與接近中心度值的變化圖加以示意。

由圖2可知，2002年、2007年、2012年和2017年河南度數(shù)中心度值排名前五的產(chǎn)業(yè)中，批發(fā)和零售產(chǎn)業(yè)、化學(xué)產(chǎn)品、非金屬礦物制品均在前三個(gè)年份中排名前五，即其在河南的產(chǎn)業(yè)鏈中一直居關(guān)鍵地位。租賃和商務(wù)服務(wù)業(yè)、居民服務(wù)、修理和其他服務(wù)業(yè)、教育業(yè)、交通運(yùn)輸制造業(yè)等部門的排名提升明顯，表明該產(chǎn)業(yè)正逐漸成為全省的核心產(chǎn)業(yè)。

圖2 2002年、2007年、2012年、2017年河南省節(jié)點(diǎn)度排名變化

接近中心度（圖3）前五名中，批發(fā)和零售業(yè)在四年的接近中心度值都達(dá)到了0.64以上，其中在三個(gè)年度中居于首位，表明批發(fā)和零售業(yè)對其他產(chǎn)業(yè)有很強(qiáng)的促進(jìn)作用，具有基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的屬性。同時(shí)需要注意的是，在2017年河南排名前五的產(chǎn)業(yè)中出現(xiàn)了前三年度并未出現(xiàn)的租賃和商務(wù)服務(wù)業(yè)，表明該產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，快速成為全省的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)，擁有了較強(qiáng)的資源配置能力。通過比較發(fā)現(xiàn)，接近中心度值與度數(shù)中心度值存在正向相關(guān)性，即度數(shù)中心度值越大的產(chǎn)業(yè)，其接近中心度值一般也較高。

圖3 2002年、2007年、2012年和2017年河南省接近中心度排名

整體看，河南四個(gè)年度的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度不大，子群間關(guān)聯(lián)程度較弱，且各子群間的關(guān)聯(lián)程度差異較大。全省的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有較大的聚類系數(shù)和較小的平均路徑長度，即具有小世界特征，尤其是2017年小世界特征更加顯著。河南地處中原，一些核心產(chǎn)業(yè)，如批發(fā)與零售業(yè)、交通運(yùn)輸倉儲業(yè)、住宿和餐飲業(yè)等與交通流動或居民日常生活息息相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，也得到了較快發(fā)展。同時(shí)，由于深入貫徹綠色發(fā)展理念，污染較大的產(chǎn)業(yè)如石油和天然氣開采業(yè)、煤炭采選業(yè)等逐漸成為邊緣產(chǎn)業(yè)。凝聚子群分析結(jié)果表明各產(chǎn)業(yè)發(fā)展不均衡，且產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)子群密度整體較低，2017年產(chǎn)業(yè)間的關(guān)聯(lián)比之前趨于復(fù)雜和穩(wěn)定。

當(dāng)產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)具有小世界特征①小世界理論也稱六度空間理論，是哈佛Stanley Milgram教授在1967年提出的，指的是世界上所有互不相識的人只需要很少中間人就能建立起聯(lián)系。對于產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)理論，當(dāng)滿足小世界理論時(shí)，則表示該產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)有較高的聚集性，且大部分節(jié)點(diǎn)間的距離較短，可以利用該理論衡量是否可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析。時(shí)，則表示該產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)有較高的聚集性，且大部分節(jié)點(diǎn)間的距離較短。產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)越符合小世界特征時(shí)，則聚類系數(shù)會越大，網(wǎng)絡(luò)直徑和平均路徑長度越小。本文對四個(gè)年份的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行小世界理論分析，結(jié)果如表2所示。

表2 2002年、2007年、2012年、2017年河南省產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的小世界性

由表2可知，河南省2002年、2007年、2012年和2017年產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)直徑分別為 6、7、7、7，均滿足任一產(chǎn)業(yè)傳遞資源到另一產(chǎn)業(yè)經(jīng)過的中間產(chǎn)業(yè)最多為6個(gè)。從聚類系數(shù)看知，2002年產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的聚類比例為29.6%，2007年為22.8%，2012年為21%，2017年為23.8%，比例較大；且四個(gè)年份的平均最短路徑長度分別為 2.494、2.824、2.969、2.573，相對較小。河南產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)符合小世界特征。

四、結(jié)論及建議

本文通過對河南省2002年、2007年、2012年及2017年的42個(gè)部門投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)的閾值化處理，構(gòu)建鄰接矩陣，分析度數(shù)中心度、接近中心度值等，分析近年來河南省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變遷情況，得到以下結(jié)論：

1.河南省經(jīng)濟(jì)規(guī)模不斷擴(kuò)大，綜合實(shí)力顯著提高。本文計(jì)算產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的指標(biāo)后得出，隨著工業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整和服務(wù)業(yè)的快速發(fā)展，第三產(chǎn)業(yè)的驅(qū)動作用不斷增強(qiáng)，成為推動全省經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的主導(dǎo)力量。

2.河南省產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)不斷加深，產(chǎn)業(yè)間的聯(lián)系更為密切，產(chǎn)業(yè)變遷路徑逐漸清晰。本文從四個(gè)年份河南省產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)圖中得出，鄭州作為交通樞紐，對周邊產(chǎn)業(yè)的拉動作用、對資源的掌控能力有較高提升，批發(fā)和零售產(chǎn)業(yè)、化學(xué)工業(yè)、住宿和餐飲等產(chǎn)業(yè)的輻射作用較強(qiáng)。從產(chǎn)業(yè)節(jié)點(diǎn)度出入度值可看出，批發(fā)和零售貿(mào)易業(yè)、交通運(yùn)輸及倉儲業(yè)等在整個(gè)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中居于重要地位。從接近中心度排名中看出，批發(fā)和零售業(yè)多次身居首位，對其他產(chǎn)業(yè)有很強(qiáng)的推動作用。同時(shí)，隨著深入貫徹綠色發(fā)展理念，污染較大的產(chǎn)業(yè)如石油和天然氣開采業(yè)、煤炭采選業(yè)等將逐漸邊緣化。

3.河南省的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有小世界特征。河南省產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)聚類系數(shù)大，網(wǎng)絡(luò)直徑和平均路徑長度小。從研究中可看出2002年、2007年、2012年、2017年河南省產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)直徑分別為6、7、7、7，均滿足任一產(chǎn)業(yè)傳遞資源到另一產(chǎn)業(yè)最多為6個(gè)中間產(chǎn)業(yè)的情況。

由此提出相應(yīng)建議：

1.堅(jiān)持以市場為導(dǎo)向深化改革，持續(xù)推進(jìn)河南省經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。河南要加快發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，推動經(jīng)濟(jì)體系優(yōu)化升級，積極響應(yīng)“十四五”規(guī)劃號召，從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化方向入手。不僅要夯實(shí)第一產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，發(fā)揮農(nóng)業(yè)優(yōu)勢，更要注重工業(yè)與服務(wù)業(yè)的質(zhì)量，加快河南經(jīng)濟(jì)增長。

2.堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)政策與河南實(shí)際相結(jié)合的理念，經(jīng)濟(jì)增長的周期性波動是市場經(jīng)濟(jì)運(yùn)行超越社會制度的基本規(guī)律。高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，是促進(jìn)河南省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。河南應(yīng)適當(dāng)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，走高技術(shù)、少污染的新型工業(yè)化道路。

3.堅(jiān)持提高供給效率，發(fā)揮比較優(yōu)勢，加強(qiáng)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)融合發(fā)展。河南省“十四五”規(guī)劃中明確提出，堅(jiān)持深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。其中，服務(wù)業(yè)的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革要集中在加強(qiáng)現(xiàn)代物流業(yè)、金融保險(xiǎn)業(yè)、信息服務(wù)業(yè)、文化旅游業(yè)、健康養(yǎng)老業(yè)等主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。河南省要積極培育新興產(chǎn)業(yè)，改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，多管齊下推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展。