農業關聯網絡演進研究

[摘要]利用復雜網絡的理論與研究范式，對江蘇省農業關聯情況進行歷時態分析具有豐富的學術意義與實踐價值。文章以江蘇省1997年、2002年、2007年、2012年投入產出表為數據基礎，優化節點之間的聯系規則，構造了江蘇農業關聯網絡模型，系統分析比較了它們的布局演化、農業節點的度值與聚類系數變化以及農業強關聯子網演變情況。根據研究結論，文章提出對策性建議：穩固農業關聯基礎地位，實施農業供給側改革；延伸農業產業鏈，打造全新的農業價值鏈；推進江蘇一、二、三產業融合發展，擴展農業關聯網絡；完善相關制度支撐，扶持農業關聯網絡發展，并指出了后續研究的主要方向。

[關鍵詞]產業關聯；復雜網絡；農業；江蘇省

[DOI]1013939/jcnkizgsc201818006

1引言

江蘇是傳統農業強省，農業發展層次較高，農業現代化水平全國領先。分析江蘇省農業關聯情況，有助于深入了解江蘇農業生產的技術聯系和整體發展水平，為江蘇省產業發展和農業現代化升級決策提供理論依據。傳統的分析農業產業關聯的技術工具是投入產出分析法。這種方法利用投入產出表，建立不同生產部類在中間生產過程中的線性方程體系，通過各種指標分析農業與其他產業之間的技術聯系。但隨著經濟發展水平的提高和國民經濟部類的細化，農業與其他產業之間的關聯關系變得更加復雜，投入產出方法難以清晰展示農業關聯中不同產業之間的中間產品流向，難以描述農業關聯產業群的整體情況，更難以分析農業關聯在整個產業關聯系統中的地位。

文章在已有研究的基礎上，利用江蘇1997年、2002年、2007年、2012年投入產出表構建了四個年份的農業關聯網絡模型，嘗試分析農業關聯網絡的基本結構和演變情況，并對農業關聯產業群的分布與變化進行了分析。文章接下來的結構安排如下：第二部分是文獻述評，對已有研究成果進行相關梳理。第三部分是建模方法與數據來源，重點探討建模方法的改進。第四部分是分析結果，主要探討農業關聯網絡的主要結構和演變情況。第五部分是研究結論與相關對策性建議。

2文獻述評

產業關聯（Industial Relations）是現代產業經濟學的重要組成部分，它從中間產品角度出發，動態反映產業間的投入產出聯系。里昂惕夫（Leontief W，1939）提出的投入產出表（Input-Output Tables）是分析產業關聯的經典工具。[1]隨著研究的不斷深入和圖論、復雜網絡理論的引入，學術界發現投入產出表具有某些復雜網絡的特性，遂開展了復雜網絡理論與產業經濟學的交叉研究。

現有文獻中，最早的是坎貝爾（Campbell，1972）的相關研究。他在圖論范式下，利用1962年的美國投入產出表構建了產業關聯圖模型，并利用網絡分割方法分析了產業關聯中的社團結構。[2]隨后西方學界的相關研究逐步豐富起來，主要圍繞不同國家和地區的產業關聯網絡展開深入分析：索尼斯和赫文斯（Sonis M；Hewings G J D，1998）以印度尼西亞1975年、1980年、1985年三年的投入產出表為基礎，建立了印度尼西亞產業系統的關聯網絡模型，用此分析該國產業系統的內在穩定性，并考察了外貿活動對于產業關聯網絡的影響。[3]布洛赫等人（Blchl F，Theis F J， Vega-Redondo F，et al，2011）利用幾組國家和地區的投入產出表，構建了具有加權連邊的產業關聯網絡模型，并提出用隨機游走中心性（Random Walk Centrality）去分析不同部門在產業關聯系統中的影響力。[4]在農業產業關聯領域，江春澤（1996）指出農業關聯產業群是一種與發展農業相關的社會分工體系和市場體系，也就是為農業服務的一群產業。[5]這一群產業在市場機制的作用下，與農業生產形成穩定的相互依賴、相互促進的、有機的利益整體。賈寶紅等人（1997）詳細論述農業關聯產業的主要內容，并提出了衡量產業關聯方面的主要指標。[6]日置史郎（2000）用1997年《中國投入產出表》對我國當年的農業關聯產業結構及關聯進行了投入產出分析。[7]耿獻輝、周應恒（2011）利用2007年中國投入產出表計算發現，我國農業關聯產業體系在國民經濟中的份額遠遠超過了傳統農業。與發達國家相比，我國農業關聯產業結構中農產品加工制造和農產品運銷服務環節發育程度相對較低。[8]

針對已有文獻需要注意到存在以下幾方面的問題：第一，已有研究均針對單一國家或地區，缺乏針對具體產業關聯網絡的研究，如農業關聯網絡研究，更缺乏歷時態的農業關聯網絡的對比研究；第二，已有研究大都以直接消耗系數矩陣為模型建?；A，難以有效反映產業關聯的總體特征，文章研究中將有所改進，利用完全消耗系數矩陣構成的產業關聯網絡模型；第三，已有研究在鄰接矩陣的構造上有值得改進的地方，文章嘗試提出一個最大限度保留產業間重點關系的閾值設定方法；第四，已有研究大都集中在計算產業關聯網絡的某些拓撲特征，說明了其所屬的復雜網絡性質，但并沒有揭示這些特征的產業經濟學含義，更缺乏相應的對策性建議。

3模型方法與數據來源

31農業關聯網絡建模的基本方法

農業關聯網絡建模方法主要有三個步驟：

首先，定義網絡中的節點（Vertex）。由于農業關聯網絡建模的數據基礎是投入產出表，因此選取投入產出表中的生產部類作為節點。文章利用江蘇歷年的投入產出表，除了1997年以外，都是42部門的投入產出表，故在農業關聯網絡中就定義有42個節點。1997年江蘇投入產出表只有40個部類，也是按照表1的規則依次進行節點編號。

其次，確定鄰接矩陣（Adjacency Matrix）。鄰接矩陣是網絡中節點之間連接規則的數學表達，是反映不同節點之間的相鄰關系。觀察價值型投入產出表，可以發現中間投入部分是一個N×N矩陣（如表2的Xij），反映N個產業之間的中間投入與中間使用關系。利用這個N×N矩陣可以得到N個產業之間的直接消耗系數矩陣和完全消耗系數矩陣，這兩個矩陣反映了不同產業之間在中間生產過程中的投入產出關系，可以作為鄰接矩陣（當然要對此矩陣進行一定的設置改造，具體原因在下文）。在實際建模中，文章選擇完全消耗系數矩陣作為鄰接矩陣的基礎。主要原因是：完全消耗系數矩陣是直接消耗系數矩陣與全部間接消耗系數矩陣的組合，完全消耗系數矩陣揭示了投入產出表內各部門之間的直接和間接的聯系，它較好地反映產業部門在中間生產過程中相互依存的技術經濟關系。研究產業關聯網絡的重要意義不僅在于研究各個生產部類在直接生產中的聯系，更要研究各個生產部類在中間生產消耗之外的間接消耗，完全消耗系數則是這種直接消耗和間接消耗的全面反映。

最后，確定閾值（Threshold）。通過實際觀察可以發現，完全消耗系數矩陣是個N×N矩陣，并且絕大多數元素值不為0。因此，直接利用完全消耗系數矩陣作為農業關聯網絡模型的鄰接矩陣的話，構建出來的網絡將會是一個具有N個節點的全局耦合網絡，全局耦合網絡（Globally Coupled Network）指的是，一個含有N個節點的網絡，其任意兩個節點之間都有連接。這樣的網絡的拓撲性質為常數定值，其平均路徑長度為1，聚類系數為1。農業與其他產業間的重點聯系被“淹沒”在冗余的連接之中，不具有學術分析的價值和意義。因此，需要對完全消耗系數矩陣進行一定的“閾值化”處理，剔除掉節點之間的不顯著關系，保留重點聯系，這樣構建出來的產業關聯網絡才具有實際分析意義。文章在參考已有相關文獻基礎上，提出以下改進的閾值設定方法。

已有的方法大都是利用消耗矩陣中元素期望值、Pearson相關系數等作為閾值。這些方法具有一定的合理性，但不適于文章的數據研究。主要原因是，文章所使用的完全消耗系數矩陣數據總體分布呈現極度的右偏和尖峰分布的局面，經計算，四個年份的完全消耗系數矩陣元素值分布呈現極度的右偏（偏度>5）和尖峰分布（峰度>28）的局面。具體數據在這里不贅列。完全消耗系數中的極端值降低了期望值和Pearson相關系數的信度。這種閾值設定方法不能剔除冗余信息，不能簡明扼要地反映農業與其他產業關聯之間的重點聯系。

因此，文章嘗試采用綜合關聯度系數均值（Coefficient Mean of Comprehensive Correlation）作為構造鄰接矩陣的閾值。利用投入產出表中的里昂惕夫逆矩陣（Leontief Inverse Matrix），可計算出某個產業影響力系數和感應度系數的平均值——綜合關聯度系數?？梢杂嬎闼挟a業的綜合關聯度系數，并計算它們的均值，將它作為鄰接矩陣的閾值，對完全消耗矩陣進行處理。綜合關聯度系數均值的計算公式如下：

TH=∑ni=1Ri+Si2n，i=1，2，…，n

上式中，Ri和Si分別代表i產業的綜合關聯度系數。采用綜合關聯度系數均值作為閾值處理方法的最大優點是不受極端值的影響，完全按照產業對國民經濟拉動和支撐作用的均值作為標準。低于產業系統拉動和支撐作用均值的產業關聯就可以被剔除掉，高于產業系統拉動和支撐作用產業關聯就可以保留，使得鄰接矩陣最大限度地保留完全消耗系數矩陣中的重點關系，有效剔除冗余信息，簡明扼要地刻畫農業關聯網絡中的主要聯系。據此，利用投入產出表的中間投入與產出矩陣Xij可以得到直接消耗系數矩陣Aij，利用直接消耗系數矩陣可以構造出完全消耗系數矩陣Bij，以Bij和綜合關聯度系數均值TH為基礎，構造江蘇農業關聯網絡的鄰接矩陣Cij的公式如下所示：

if bij≥TH，cij=bijbij

需要指出的是，上式最后一行表示在模型中不包括自環。這在一定程度上簡化了問題分析難度，利用揭示農業與其他產業之間的重點關系。

32數據來源

按照已有政策，我國投入產出表的編制是逢2、7年份編制基本表，逢0、5年份編制延長表?，F能獲取到的最近的江蘇投入產出基本表是2012年基本表，而非編制年的投入產出表調整問題一直是較難以解決的問題。因此，在綜合考慮數據的獲得性、科學性和權威性等方面因素的基礎上，本研究選擇是網絡上公開獲取的江蘇省1997年、2002年、2007年、2012年投入產出表。

4分析結果與解釋

41基本布局情況

利用上述方法和數據，構造出江蘇1997年、2002年、2007年、2012年的農業關聯網絡：G1997、G2002、G2007、G2012。使用Pajek復雜網絡分析軟件對江蘇省歷年的農業關聯網絡進行計算，采用學術界通用的鐮田—河合布局（Kawada-Kawai）進行布局展示，江蘇省歷年農業關聯網絡布局情況如下所示：

從上圖可以發現，除了2002年農業（對應的是節點1）基本位于較為中心的位置以外，其他三年農業基本位于整個產業系統的邊緣位置，而化學產品制造業（對應的是節點12）和金屬冶煉和壓延加工制造業（對應的節點是14）一直居于產業系統的中心位置。說明隨著江蘇省工業化和經濟現代化的進程不斷加快，重工業逐漸發揮重要的作用，農業在江蘇地區經濟中的比重下降，江蘇國民經濟中的地位和作用有所降低，但這是地區產業結構調整和優化的必然進程。另外，由于江蘇經濟比較發達，與其他內陸省份相比有著明顯的比較優勢，江蘇省第二產業和第三產業可以從區域外獲得成本較低的農產品作為中間投入，這種外向型經濟變化難以在地區投入產出表中體現出來。這雙重原因可能造成了農業關聯網絡中農業地位的降低。

42度值和聚類系數變化情況

節點度（Degree）和節點聚類系數（Clustering Coefficient）是考察某一節點在網絡中節點地位的重要指標。節點度是指網絡中節點與節點連接邊數。一般而言，節點度越大，其在網絡中的地位就越重要。節點聚類系數表示的是與某一個節點連接的其他節點之間的連接程度。聚類系數越高，說明這個節點連通性越好。

利用節點度和節點聚類系數這兩個指標對節點1（農業）的網絡地位進行動態考察，具體演變情況如表1所示：

從表1可以看出，除了2002年以外，節點1（農業）的度值（出度加入度）基本上接近網絡平均度，這說明1997年、2007年和2012年節點1（農業）與其他產業的聯系程度保持在產業系統均值水平，其中2007年和2012年略高于均值水平。2002年，節點1（農業）的度值達到網絡平均度值的近2倍，說明當年節點1（農業）在網絡中具有重要的影響力和地位。

出度值表示的是節點的向外流出關系，對應的具體含義就是農業前向關聯關系，意味著農業向其他產業提供大量的中間消耗與產品。1997年，江蘇省農業產業與江蘇省5個產業保持著顯著的前向關聯關系（具體產業見下文），2002年值擴大到16個，隨后逐步下降。到了2012年，江蘇省農業產業與江蘇省6個產業保持著顯著的前向關聯關系。

入度值表示的節點向內流入關系，對應的具體含義就是農業后向關聯關系，意味著其他產業向農業提供大量的中間消耗與產品。1997年，江蘇省農業產業主要消耗2個產業的中間產品，2002年增至3個，隨后一直保持穩定。

聚類系數表示的是與某一個節點連接的其他節點之間的連接程度，對應的具體含義就是農業的環向關聯關系，反映了產業鏈的完整程度?？梢园l現，在2002年江蘇農業關聯中環向關聯系數較大，與農業保持緊密聯系的產業之間有著復雜的技術經濟聯系。而1997年，江蘇農業關聯中環向關聯程度最低，與農業保持緊密聯系的產業之間缺乏技術經濟聯系。但與當年網絡中所有節點的聚類系數均值相比，節點1（農業）的聚類系數值偏低，說明相對于整個產業系統而言，農業產業鏈完整程度有限。

43農業強關聯子網的演變情況

利用復雜網絡分析技術，剔除與節點1（農業）沒有直接聯系的節點后形成了江蘇農業強關聯子網HG1997、HG2002、HG2007、HG2012，這里的“強關聯”指的是產業間影響力和感應度系數超過了產業系統的均值，這也是建模時閾值設定的條件。這個子網演變情況如圖2所示。

通過圖2可以發現，江蘇省農業（節點1）主要向食品和煙草加工業（節點6）、紡織業（節點7）、紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品加工業（節點8）、木材加工及家具制造業（節點9）、住宿和餐飲業（節點31）提供中間產品，與這些產業保持緊密的前向關聯關系；江蘇省農業（節點1）與食品和煙草加工業（節點6）、化學工業（節點12）保持緊密的后向關聯關系，消耗這兩個產業提供的中間產品；一直保持穩定的環向關聯是農業——食品和煙草加工業——化學工業——農業，這四個產業形成了江蘇省產業系統中一條完整產業鏈。

歷時態比較可以發現，2002年江蘇省農業（節點1）與16個產業保持緊密的前向關聯關系，為這些產業提供大量的中間產品；與3個產業保持緊密的后向關聯關系，消耗大量的中間產品。因此，在當年的江蘇國民經濟體系中，農業具有樞紐作用，扮演著重要的角色，起到了帶動產業系統發展的重要作用。隨后，江蘇農業在產業系統和國民經濟中的地位有所下降，基本上保持初級產品提供者的角色，主要向輕工業（如食品和煙草加工業、紡織業、紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品加工業、木材加工及家具制造業）和生活型服務業（住宿與餐飲業）提供中間產品。除了2002年以外，江蘇省農業（節點1）與生產型服務業（如節點35、節點36、節點42）之間的聯系不夠緊密，沒有形成強關聯網絡。具體演變情況可以參見表2。

5結論與對策性建議

51結論

文章在已有研究基礎上，改進建模方法，構造了四個年度的江蘇農業關聯網絡模型，對比分析了農業關聯網絡布局演進、節點度和聚類系數變化以及農業強關聯子網演變情況，主要結論有以下幾個方面。

第一，盡管農業是地區經濟的基礎，農業是地區經濟中最基本的物質生產部門，但除了2002年以外，在江蘇農業關聯網絡中農業基本處于邊緣地位。造成這方面的原因可能是江蘇經濟不斷發展升級以及江蘇外向型經濟水平不斷提高，江蘇省內農業向其他產業提供中間產品的作用越來越有限，其產業中樞地位越發不明顯。

第二，江蘇農業關聯整體水平（度值）與產業平均關聯水平（網絡平均度）比較接近，說明江蘇農業對其他產業的拉動與支撐作用較為有限。但2002年是一個特例，在當年江蘇農業扮演了重要的產業樞紐作用。江蘇農業關聯網絡的節點1（農業）聚類系數遠低于網絡中節點的平均水平，說明農業產業鏈還不夠完整。

第三，江蘇農業強關聯網絡演變進程中，與農業一直保持緊密前向聯系的是輕工業（如食品和煙草加工業、紡織業、紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品加工業、木材加工及家具制造業）和生活型服務業（住宿與餐飲業），與農業一直保持緊密后向聯系的是與食品和煙草加工業（節點6）、化學工業（節點12）。

52對策性建議

根據上述研究結論，文章提出以下對策性建議。

一是穩固農業關聯基礎地位，實施農業供給側改革。文章研究表明，江蘇農業一直處在地區產業系統中的初產品供給地位，農業關聯主要對象是輕工業和生活型服務業，農業為這些產業提供了大量的中間產品。在今后江蘇農業發展進程中，應進一步保證農業基礎地位，結合江蘇省實際情況實施農業供給側改革。首先保證江蘇農產品的供給數量：推進糧食規模化產業基地建設，突出糧食主產區、重點區建設，探索建立糧食生產功能區和重要農產品生產保護區；其次提高江蘇農產品供給質量：構建優勢區域布局和專業生產格局，深入推行糧食穩產提質行動計劃，推進糧食高產增效創建和綠色增產模式攻關，優化農產品結構；最后加快實施“互聯網+現代農業”行動，推進現代信息技術應用于農業生產、經營、管理和服務，在互聯網技術支撐下積極發展農業個性化服務，打造創意農業、農業眾籌等新型業態。

二是延伸農業產業鏈，打造全新的農業價值鏈。文章研究發現，江蘇農業關聯水平基本上與產業平均關聯水平接近，環向關聯程度有限（聚類系數較低），產業鏈不夠完整，尚未形成清晰的價值鏈。因此，江蘇省應積極發展農業生產性服務業，延伸農業產業鏈，實現農業由生產環節向產前產后全流程覆蓋。與此同時，要積極打造全新的農產品增值鏈，引導農產品加工業向主產區、優勢產區和關鍵物流節點集中。支持農產品深加工、加工集中區和特色加工業發展，推動農產品加工業集聚集群、集約發展。

三是推進江蘇一、二、三產業融合發展，擴展農業關聯網絡。通過考察江蘇農業網絡演變過程可以發現，江蘇農業與傳統的生活型服務業保持著緊密聯系，而與現代生活型服務業（如教育業、旅游業）和生產型服務產業（如科研技術服務業、體育文化娛樂業）聯系較為松散。因此，應當大力擴展農業關聯網絡，開發農業與現代生活型服務業與生產型服務業的關聯程度，實現農業的生產、生活和生態功能綜合開發，推進江蘇農業與旅游、教育、科研技術、文化創意產業深度融合，實現農業從生產向生態生活、從物質向精神文化功能拓展。

四是完善相關制度支撐，扶持農業關聯網絡發展。農業關聯網絡的發展與政府支持和社會進步有著密切的關系。對農業農村實施高度財政保障計劃，加大涉農資金整合力度，優化財政資金投入結構和方式，吸引更多社會資金投入農業農村。健全農業補貼制度，完善與金融、保險、社會資本的合作機制，支持政策向規模經營主體傾斜。統籌推進農村改革試驗區各項試點。按照國家統一部署，深化農村集體產權制度改革，進一步釋放農業農村生產力。

囿于種種原因，文章研究的最新數據只能到2012年。在后續研究中，需要及時跟蹤2017年江蘇投入產出表的編制發布情況，利用最新數據對江蘇農業關聯網絡進行對比分析；同時進行影響因素分析，通過計量經濟學方法甄別分析影響江蘇農業關聯網絡演變的外部因素。

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[作者簡介]李茂（1981—），男，安徽銅陵人，博士，副研究員，研究方向：網絡經濟學、產業經濟學。