GDP增速的“S”形演變軌跡
——增速放緩背景下的中國礦產資源需求趨勢

王安建，代　濤，劉固望

中國地質科學院全球礦產資源戰略研究中心， 北京 100037

GDP增速的“S”形演變軌跡
——增速放緩背景下的中國礦產資源需求趨勢

王安建，代濤，劉固望

中國地質科學院全球礦產資源戰略研究中心， 北京 100037

使用美國咨商局提供的GDP數據， 運用統計學方法， 分析了美、英、德、法、意、日、韓和中國臺灣等15個發達國家和地區1900年以來GDP增速變化趨勢， 發現隨著經濟增長， GDP增速呈現出“S”形演變軌跡， 識別出以德日為代表的快速增長型和以英美為代表的緩慢增長型兩類“S”形軌跡。指出工業化中期之后GDP增速的下降緣于第二產業增加值增速放緩和其對GDP貢獻率的快速下降， 是工業化中期之后產業結構調整和升級轉型的結果。強調近年來中國GDP增速減緩的趨勢與快速增長型發達國家相同發展階段GDP增速減緩的“S”形軌跡相一致， 是工業化中期發展階段大宗商品需求增速放緩過程中產業結構調整的必然。指出GDP增速下降背景下中國主要礦產資源需求增速將放緩， 但資源消費的數量仍然會持續增長一段時間， 并保持較高的人均消費水平。

GDP增速； “S”形軌跡； 礦產資源； 需求趨勢

中國經濟兩位數速率的長期快速增長曾使全世界高度矚目。然而， 近年來中國經濟增速的放緩更令經濟學家們高度關注， 特別是2014年和2015年7.4％與6.9％的增率引發了世界范圍內的廣泛討論。中國政府將這一變化稱之為“新常態”或經濟發展的“換檔期”， 國內外學者則見仁見智， 一部分人說中國已經開始步入中等收入國家陷阱， 經濟將萎靡不振（Woo， 2012； 鄭永年， 2015； 王勇， 2016）；也有人認為中國長期保持中高速增長問題不大（林毅夫， 2009， 2015； O'Neill， 2010； 厲以寧， 2015）。中國經濟發展出現什么問題了嗎？未來走勢如何？中國能源與礦產資源需求會大幅度下降嗎？

作為世界第二大經濟體、第一大能源和礦產資源消費國， 中國經濟的發展趨勢對全球經濟發展和能源、礦產資源需求以及市場具有重大影響。分析未來中國經濟走勢、判斷其能源和主要礦產資源需求趨勢， 對于把握國際礦產品市場變化、制定相關礦業產業規劃頗有裨益。

考察發達國家相同發展階段GDP增速的演變軌跡， 追溯導致其增速變化的影響因素以及它們之間的內在聯系， 認識工業化經濟發展階段經濟發展和資源消費的一些基本規律， 有助于理解中國經濟發展增速和節奏的變化， 以及能源與礦產資源需求趨勢。

本文借助于中國地質科學院全球礦產資源戰略研究中心的大數據平臺， 分析了美、英、法等10個發達國家和地區經濟發展增速變化趨勢， 發現其GDP增長速度變化呈現“S”形演變軌跡， 討論了“S”形軌跡的內涵， 指出中國目前GDP增速變化及其演化軌跡與發達國家相同發展階段相似， 中國經濟增速放緩的所謂“新常態”是工業化中期之后特定發展階段經濟結構調整、產業升級轉型的必然結果。根據經濟發展過程中人均GDP與人均礦產資源消費的“S”形規律（王安建和王高尚， 2002， 2008，2010； Wang et al.， 2014）， 提出中國一次能源以及鐵（粗鋼）、錳、銅、鋁、鉛、鋅、鎳、硫、磷和鉀等重要礦產資源需求增速將放緩， 總量將持續增加，需求峰值將在2017—2025年間陸續到達。

1 發達國家GDP增速演化的“S”軌跡

使用The Conference Board（2015）提供的全球主要國家GDP數據（PPP， 蓋凱美元）為基礎數據， 選擇美、英、法、德、日、韓和中國臺灣等15個發達國家和地區作為樣本， 通過這些國家和地區1900年以來GDP增速散點分布， 運用回歸分析方法， 探討了GDP增速變化趨勢。

趨勢分析結果表明， 隨著工業化經濟的快速發展， 主要發達國家和地區的GDP增速均顯現出早期由慢到快、中期逐漸到達峰值、之后呈緩慢下降直至平穩的“S”形變化軌跡（圖1）。根據GDP增速峰值的高低， 可將“S”形軌跡分為兩類： （1）快速增長型， 以德國和日本為代表， 隨著經濟的發展GDP增速由緩慢到快速增長， 在人均GDP6 500～7 000美元（蓋凱， 下同）左右時到達峰值， 峰值期GDP增速介于5％～10％， 之后緩慢下降并穩定在3％～6％之間（圖1A）； （2）緩慢增長型， 以美國和英國為代表，隨著經濟發展GDP增速增長緩慢， 在人均GDP 10 000～12 000美元時增速到達峰值， 峰值期GDP增速介于2％～5％， 之后平穩下降， 并穩定在1％～3％之間（圖1B）。

應該指出， 由于100多年來， 人類社會經歷了兩次世界大戰的浩劫， 加之全球經濟大蕭條、兩次石油危機、多次經濟危機和金融危機以及無數次局部戰爭和重大事件， 對各個國家乃至于全球經濟增速變化造成了極大的影響。盡管各國經濟增速呈現大起大落， 特別是美國和英國GDP增速數據點高度發散， 但是， 大量數據經三次回歸擬合后曲線形態和變化趨勢顯現了很好的一致性。GDP增速的“S”形演變軌跡反映了GDP增速的變化趨勢， 其增速變化及其發生轉折的關鍵點為我們深入分析“S”形曲線的內涵提供了新的路徑。

2 “S”形演變軌跡的內涵

GDP增速的“S”形軌跡是經濟增長多要素綜合影響的結果。分析表明， 工業化過程中， 第二產業增加值增速減緩和第二產業比重（第二產業增加值占GDP的比重）的下降是導致GDP增速減緩的重要影響因素。圖2A和2B分別展示了GDP快速增長型國家和緩慢增長型國家工業增加值增速的變化趨勢。兩類國家第二產業增加值增速的峰值點或拐點也恰好處于人均GDP 7 000美元和人均GDP 10 000美元， 這與GDP增速“S”形軌跡峰值點， 即增速逆轉的關鍵點完全吻合， 暗示伴隨著第二產業增加值增速到達峰值后的下降， 可能導致了GDP增速的減緩。事實上， 在人均GDP 7 000美元和人均10 000美元時， 上述兩類國家第二產業增加值占其國家GDP的比例大多數在40％～50％之間， 進一步說明第二產業增加值增速的下降可能是導致GDP增速發生變化的重要原因之一。

圖1　GDP增速變化的“S”形軌跡Fig. 1 S-curve on the GDP growth rate

圖2　第二產業增加值增速變化趨勢Fig. 2 Trend on the growth rate of the second industrial added value各個國家的第二產業增加值數據等于GDP（PPP）乘以第二產業比重（米切爾， 2002a， b， c）The data of the second industrial added value=GDP （PPP） multiplied by the percentage of the secondary industry （Mitchell， 2002a， b， c）

另一方面， 第二產業比重的變化也是影響GDP增速變化的重要因素。工業化過程中， 第二產業占GDP的比重呈現一種倒“U”形軌跡（Kuznets， 1955），即工業化過程早期， 第二產業比重呈快速上升態勢，中期到達極值， 之后呈快速下降的趨勢（圖3A）。有趣的是第二產業比重的最大值或拐點也恰好處于人均GDP7 000美元和10 000美元左右， 這與GDP增速“S”形軌跡關鍵點的位置基本一致， 暗示伴隨著第二產業比重的下降， 即第二產業對GDO貢獻率的下降， GDP增速開始下降， 說明第二產業比重降低可能是直接導致GDP增速減緩的因素。

另一個值得關注的現象是許多發達國家GDP增速的拐點與粗鋼消費強度拐點以及城市化速率的轉折點具有密切耦合關系。研究表明， 大多數發達國家粗鋼消費強度倒“U”形曲線頂點多處于人均GDP 7 000美元區間（圖3B）， 這一點恰好也是許多國家城市化速率達到60％之后、增率放緩的轉折點（圖3C）， 也是GDP增速開始下降的關鍵點。鋼鐵消費強度曲線反映了鋼鐵消費對GDP貢獻度的變化趨勢， 而城市化水平在某種意義上代表了工業化過程基礎設施和社會財富積累的水平， 兩個要素的耦合說明伴隨著基礎設施和社會財富積累水平的持續提升， 鋼鐵消費對GDP的貢獻率開始下降， 拖累第二產業增加值增速下降， 最終致使GDP增速放緩。

顯然， 工業化過程， 特別是工業化中期之后，伴隨著基礎設施建設或社會財富積累水平的持續提升， 由于大宗商品需求逐漸開始向準飽和狀態過渡，國內需求增速放緩， 以能源和礦產資源為原材料的基礎性工業增速放緩， 致使第二產業增加值增速放緩， 也導致第二產業對GDP的貢獻率持續下降。經濟發展到人均GDP 6 500～7 000美元或10 000～12 000美元時， 經濟結構開始發生調整， GDP增速下降是各國家經濟發展的普遍趨勢。

3 GDP增速放緩背景下中國經濟走勢的討論

中國GDP增速遵循了發達國家快速增長型“S”形軌跡， 目前處于增速下降的區域。在經歷了2010年以前（2008—2009年例外）GDP長期持續兩位數（10.5％）增長之后， 中國GDP增速一路下降至2015年的6.9％。2009—2010年， 中國人均GDP大約是6 300～6 800美元（PPP）， 這一時點與快速增長型國家， 如德、法、日、韓等國家GDP增速開始下降時的人均GDP相近。中國第二產業增加值增速下降和其對GDP貢獻率的下降（圖4）， 暗示其經濟增長速度的變化在某種意義上遵循了快速增長型國家的軌跡。從另一個方面看， 盡管中國第三產業比重經歷了短暫的下降之后已經開始反彈， 但其增速難以抵消第二產業增加值增速遞減及其占GDP的比重的減量， 因此， 直接導致中國GDP增速的下滑。

圖3　第二產業比重、鋼鐵消費強度、城市化率與人均GDP關系Fig. 3 Relationship between the percentage of the secondary industry， crude steel consumption intensity，urbanization and GDP per capita粗鋼消費量數據來源于World Steel Association （WSA）（1978—2014）； 第二產業比重數據來源于世界銀行數據庫（WB， 2015）和帕爾格雷夫世界歷史統計（米切爾， 2002a， b， c）； 城市化率數據來源聯合國經濟社會局（DESAUN， 2015）Crude steel consumption is adopted from the World steel Association （WSA） （1978—2014）； The percentage of the secondary industry data came from the World Bank database （WB， 2015） and International Historical Statistics （Mitchell， 2002a， b， c）； Data of urbanization is obtained from the Economic and Social Council in United Nations （DESAUN， 2015）

圖4　中國第二、三產業增加值變化及其與GDP增速的關系Fig. 4 Relationship between the percentage of the secondary， tertiary industry and the GDP growth rate

顯然， 中國GDP增速變化遵循了發達國家GDP增速“S”軌跡的基本演變規律， 所謂GDP增速下降的“新常態”是中國經濟發展至今， 產業結構調整、升級和轉型的必然結果。應該指出， 像目前中國這樣龐大的GDP基數， 要繼續長期保持兩位數的增率， 在人類歷史上既無先例， 數學上也不可思議。增速下降是一種必然。但是， 如果說中國經濟就此萎靡， 即不符合經濟增長的“S”形規律，也與中國經濟社會發展狀態相佐。目前， 中國的城市化率僅57％， 還有6億多農民有著提高自身生活水平的強烈欲望和需求， 大約70多萬個行政村、7萬多個鄉和2 800多個縣進一步的城鎮化將是推動未來中國經濟發展的重要驅動力。毫無疑問， 隨著產業結構的成功轉型升級， 中國的GDP增速會與發達國家一樣， 經歷“S”形曲線前段高速增長之后，下降到中速增長區間， 并將較長期保持在3％～6％的增長水平上。

認識中國GDP增速放緩的原因， 客觀判斷未來發展趨勢， 對于預測中國能源與礦產資源需求具有重要意義。

4 未來中國主要礦產資源需求趨勢分析

當前， 中國許多重要礦產資源消費超過世界總量的40％， 有些甚至超過了50％。因此， 中國主要礦產資源需求變化對全球礦產品市場具有舉足輕重的作用。

中國GDP增速放緩背景下礦產資源需求增速將放緩。根據人均礦產資源消費與人均GDP的相關規律（王安建和王高尚， 2002， 2008； 王安建等， 2010；Wang et al.， 2014）， 本文對未來15年中國一次能源、主要部門能源（劉固望和王安建， 2017）、電力（王娟，2015）， 大宗礦產資源如鐵（粗鋼）（高芯蕊和王安建，2010）、錳（代濤等， 2017）、銅（羊建波等， 2016）、原鋁（Li et al.， 2016）、鉛（周京英和縱凱， 2015a）、鋅（代濤等， 2015； 周京英和縱凱， 2015b）、硫磷鉀（孫小紅和陳春琳， 2014）、鎳（縱凱和周京英， 2014）、銻（周京英和縱凱， 2014）等需求趨勢做出了總結（圖5）。

事實上， 中國主要大宗礦產資源已經進入了消費增速減緩期。近年來， 中國基礎設施建設和城市化水平快速提高， 公路里程從2000年的不足170 萬km增加到2015年的450萬km， 鐵路從不足7萬km增加到12萬km， 高速公路從1.6萬km增加到11萬km， 人均住房從10.3 m2增加到36 m2， 百人擁有汽車從1.2輛增加到15輛， 城市化水平由36.2％增長到約57％。隨著社會財富的快速積累， 粗鋼和水泥消費已經越過峰值， 建筑業對GDP的貢獻處于平穩下降狀態， 大宗及高價值商品， 如住房、汽車等需求增速放緩， 抑制了相關礦產資源需求的快速增長。預計中國主要礦產資源將在2017—2025年間陸續到達消費峰值點或零增長點（圖5）。

圖5　中國主要礦產資源需求趨勢Fig. 5 Demand trend of some mineral resources in China

5 主要認識與結論

（1）經濟發展過程中GDP增速呈現一種“S”形演變軌跡， 即GDP增速由緩慢到快速、減速到達峰值， 之后緩慢下降并趨于穩定的“S”形曲線。該軌跡可區分為： 1）快速增長型， 以德國和日本為代表，隨著經濟的發展GDP增速由慢到快， 在人均GDP 6 500～7 000美元左右時到達峰值， 峰值期GDP增速介于5％～10％之間， 之后緩慢下降并穩定在3％～6％之間； 2）緩慢增長型， 以美國和英國為代表，增速在人均GDP 10 000～12 000美元時到達峰值，峰值期GDP增速介于2％～5％之間， 之后平穩下降，并穩定在1％～3％之間。

（2）GDP增速“S”形軌跡的轉折點， 即峰值點或增速開始下降的關鍵點與工業增加值增速下降及其對GDP貢獻率下降的點相吻合， 并與粗鋼消費強度頂點（峰值點）、基礎設施建設和社會財富積累水平以及城市化率發生顯著變化的轉折點相一致。工業化中期之后GDP增速的下降緣于第二產業增加值增速的下降和其對GDP貢獻率的快速下降，是工業化中期之后經濟結構調整的結果。

（3）近年來中國GDP增速減緩的趨勢與快速增長型發達國家相同發展階段GDP增速減緩的“S”形軌跡相一致， 所謂中國經濟增速放緩的“新常態”是工業化中期發展階段， 基礎設施和城市化水平大幅度提高， 大宗礦產品需求增速減緩背景下經濟結構調整、產業升級轉型的必然結果。

（4）根據人均礦產資源消費與人均GDP的關系，本文總結了未來15年重要礦產資源需求趨勢。強調盡管GDP增速下降背景下中國主要礦產資源需求增速將放緩， 但資源消費總量在未來5～8年時間內仍然會持續緩慢增長， 并保持較高的人均消費水平。

Acknowledgements:

This study was supported by International S&T Copperation Program of China （No. 2014DFG22170）.

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“S”-curve Model of GDP Growth Rates: China’s Demand Trend for Mineral Resources in the Background of Slowdown GDP Growth Rates

WANG An-jian， DAI Tao， LIU Gu-wang
Research Center for the Strategy of Global Mineral Resources， Chinese Academy of Geological Sciences， Beijing 100037

Based on the GDP data provided by the Conference Board， the authors used statistical methods to analyze GDP growth trend of 15 developed countries or regions such as the United States， the United Kingdom，Germany， France， Italy， Japan， South Korea and China’s Taiwan since 1900. The authors have found that， with the growth of economy， GDP growth rates is showing an “S”-curve model. Two types of “S”-curve， i.e.， fast growth and slow growth， are also identified. Germany and Japan are representatives of fast growth type whose GDP growth rates grew rapidly with the development of the economy and whose GDP per capita reached the peak of 6 500～7 000 $ （PPP， 1 990 GK$， the same below）. Their GDP growth rates were between 5％～10％ during the peak period， and then showed a slow decline and were stable between 3％～6％. The United States and the United Kingdom are representatives of slow growth type whose GDP growth rates grew slowly at the early stage， and whose GDP per capita reached the peak of 10 000～12 000 $. Their GDP growth rates were between 2％～5％ during the peak period， and then showed a steady slow down and were stable between 1％～3％. It is pointed out that the decline in GDP growth since the middle stage of the industrialization is due to the growth slowdown of the added value of the secondary industry and the rapid decline of its contribution to the GDP， and it is the result of industrial restructuring and upgrading. The authors emphasize that the slowdown trend of China's GDP growth in recent years is consistent with the “S”-curve of the developed countries at the same stage of development， and is the result of industrial restructuring in the background of demand slowdown of commodity at the middle stage of industrialization. It is pointed out that the growth rate of China’s major mineral resources will decline in thebackground of slowdown GDP growth rates， but the quantity of resources consumption will continue to increase for 5～8 years and maintain a high level of consumption per capita.

GDP growth rate； S-curve； mineral resources； demand trend

F113.4； F113.3

A

10.3975/cagsb.2016.05.05

本文由國家國際科技合作專項項目“礦產資源需求預測和可供性分析技術研究”（編號： 2014DFG22170）資助。

2016-08-22； 改回日期： 2016-08-31。責任編輯： 閆立娟。

王安建， 男， 1953年生。教授， 博士生導師。長期從事區域成礦學和資源經濟學研究。通訊地址： 100037， 北京市西城區百萬莊大街26號。E-mail： ajwang@cags.ac.cn。