基于復雜網絡的全球鎳貿易網絡結構及演化趨勢

王雅楠，邵鵬

（西安工程大學管理學院，西安710048）

0 引言

當前全球經濟增長快速，金屬鎳在日常生產生活中的需求不斷擴大。鎳作為應用廣泛的金屬之一，在國際貿易中所占份額不斷上漲，資源消耗明顯加速。近年來隨著鎳需求的持續走高，鎳已然成為全球各國開發使用的重要有色金屬之一。此外，由于大量使用化石能源，溫室效益日漸加重，因而清潔能源的開發已然是當務之急[1]。而鎳是能夠滿足循環經濟理念的金屬之一，回收回爐后的鎳金屬仍然可以循環使用，滿足所有國家工業的高度發展需要，達到可持續發展的要求。鎳資源在全球分布非常不平均，供應國高度集中，產業結構不合理，供需關系不合理導致鎳資源貿易往來存在很大的挑戰。

鎳資源國際貿易的研究日益受到廣泛關注，有不少學者從不同角度對鎳資源進行了研究。張亮等（2016）以全球視角為立足點，研究了全球鎳礦資源發展的形勢，并在此基礎上，提出了未來鎳資源的勘探開發重點以及鎳的價格與全球經濟增速之間存在正相關的關系[2]。吳琪等（2020）依托相關數據分析了我國鎳礦資源儲量，開發利用的情況以及國內外供需格局，并針對我國鎳礦資源的不利情況提出了對策和建議[3]。余良暉（2019）評估分析了我國以及全球鎳資源的供需形勢，并對后期鎳資源走向進行了預估[4]。然而，很少有研究對鎳貿易網絡進行定量分析。本文試圖通過運用復雜網絡分析法研究國際鎳貿易網絡的結構以及節點屬性來填補這一知識空白。

本文基于2010-2020年全球鎳貿易數據，運用復雜網絡分析法從網絡結構以及網絡的演化特征兩方面研究鎳貿易網絡，分析國際鎳貿易網絡的演變過程，重點聚焦鎳貿易網絡結構特征以及演化趨勢。本文的研究可以為國際鎳貿易市場提供政策借鑒，具有重要的理論和現實意義。

1 研究設計

1.1 數據來源與處理

本文數據來源于UN Comtrade（聯合國統計司）發布的2010-2020年間全球鎳貿易進出口數據，本文所使用的鎳編碼為75，其中篩選了出口國家、進口國家以及貿易價值這3項數據。

1.2 鎳貿易網絡構建

在本文中，鎳貿易網絡是將鎳貿易中的每個國家抽象為節點，國家之間的貿易關系抽象為邊，鎳貿易額為貿易關系的價值，每一條邊從進口國家流入，出口國家流出。不同的網絡均表現出不同的網絡結構。為了更好分析國際鎳貿易網絡的結構特征，本文分別構建了進口加權鎳貿易網絡和出口加權鎳貿易網絡。本文使用Gephi軟件，分別繪制了2010年、2019年以及2020年全球鎳出口加權貿易網絡圖。為了清晰直觀進行分析，其中2010年以及2019年網絡圖中省略了度范圍在20以內的節點和連邊，2020年網絡圖中省略了度范圍在10以內的節點和連邊，僅對貿易關系較多的國家之間進行展示。網絡中節點代表國家，節點之間的連邊代表國家之間的貿易關系，貿易量作為連邊的權重，節點的連邊越多，則該節點在網絡中更為活躍，節點與節點之間的連邊越粗，則節點間貿易往來的價值量越大。除此以外，網絡中的節點越多，則密度值越大，國與國之間的貿易聯系越密切。

如圖1所示，我們可以看出，許多國家在鎳貿易方面經歷了明顯的轉變。從2010年到2019年，中國在貿易網絡中的地位逐漸增加，活躍度增大，與其他國家貿易關系愈加密切，出口貿易額也在不斷上升；加拿大、俄羅斯、美國以及德國是最活躍的國家，一直處在網絡核心地帶。2020年，可能受全球疫情沖擊，世界經濟衰退，國際貿易風險上升，節點緊縮，貿易關系大幅趨弱。

2 鎳貿易網絡描述性分析

2.1 密度分析

網絡密度表示網絡中各個節點之間連結的緊密程度。在有向網絡中，網絡的密度是實際存在的邊的數量除以網絡中可能存在的最大的邊的數量。在本文中，網絡密度值越大，國與國之間的貿易聯系越密切。在網絡中，如果節點數量為n，實際存在的邊的數量為m，那么網絡密度為m/n（n-1）。

進口加權鎳貿易網絡的節點數、邊數和密度如表1所示，出口加權鎳貿易網絡的節點數、邊數和密度如表2所示。除去2020年疫情影響導致的數據偏差，進口貿易網絡中節點的平均數量約為190個，出口貿易網絡中節點的平均數量約為203個，幾乎世界上所有國家均參與鎳貿易往來，其資源一直被各國所重視。邊的數量代表貿易關系的數量，在2011年之后，2017年之前，進出口網絡的貿易關系均呈現出上升趨勢，2017年之后，直到2020年一直呈現出下降趨勢。

表1進口加權鎳貿易網絡的節點數、邊數和密度

圖1全球鎳出口加權貿易

表2出口加權鎳貿易網絡的節點數、邊數和密度

2.2 聚類系數分析

聚類系數表示網絡中各個節點之間的聚集程度。在有向網絡中，網絡的聚類系數是與某節點相連的其他節點的邊的數量。在本文中，網絡聚類系數值越大，網絡的集團化趨勢越強。在網絡中，如果與某節點相連的其他節點的邊的數量為k，與該節點相連的節點數量為n，那么網絡聚類系數為2k/（n（n-1））。

進出口加權鎳貿易網絡的聚類系數列于表3。2011年-2017年期間，進出口網絡的聚集程度均存在上升，2017年出現小幅下降，2018年聚集程度稍有回升，隨后受到疫情影響，進出口鎳貿易網絡的聚集程度驟降。

表3進出口加權鎳貿易網絡的聚類系數

2.3 演化趨勢分析

圖2為進出口網絡中密度和聚類系數的演化趨勢分布。由圖2中可以看出，國際鎳貿易關系的網絡密度值較為穩定，波動幅度不大，隨著時間的推移整體呈現出緩慢上升的趨勢，這意味著網絡中節點之間的連接越來越緊密，國際鎳貿易網絡的緊密程度在逐漸上升，各國之間的貿易往來也呈現出上升的趨勢。與密度相比，聚類系數波動較大，尤其是出口網絡中，聚類系數的波動程度更為明顯。其中，2012年之后，2015年之前，聚類系數隨著時間的推移呈上升趨勢，這意味著網絡中的節點更加聚集，更容易形成集團現象。同時我們發現，聚類系數在2016年到2017年開始下降，與此同時，2016年由于金融市場遭受到的沖擊，全球市場震蕩。2017年到2019年聚類系數緩慢上升，可能是受到全球促進外貿回穩向好政策效果的影響。2020年，新冠肺炎疫情的全球蔓延，國際市場需求大幅度下降，貿易網絡密度也不斷回落。這一發現表明，貿易網絡集聚程度的下降可能是國際市場不平穩的標志。

基于鎳貿易網絡的結構參數對全球鎳總體貿易格局進行分析。在貿易網絡凝聚力方面，存在2015年前的密度不斷上升周期和2016年到2019年期間的波動上升周期。聚類系數波動較大，出口網絡中波動情況尤為明顯。其演化趨勢總體分為4個階段：2010年到2016年期間進口網絡中聚類系數呈現緩慢上升的趨勢，2017年出現急速下降，2017年到2019年期間屬于緩慢回穩，2020年出現驟降。2017年的急速下降可能與菲律賓對鎳礦環保限制以及印度尼西亞政府對鎳礦出口配額限制等國家政策原因有關。2020年受到疫情沖擊，全球經濟萎縮，國際貿易市場動蕩。在貿易額方面，全球鎳貿易價值存在受全球經濟限制的特點，并且存在少數國家掌握極大貿易額的現象。從鎳貿易國家成員演化趨勢中可以看到，發達經濟體較多的出現在鎳進出口貿易價值多的成員國中，而資源稟賦較弱的國家易受資源豐富的國家影響。另外，國家政策也會一定程度影響到進出口貿易價值。

圖2 密度和聚類系數的變化趨勢

3 結語

本文通過分析2010年-2020年全球鎳貿易網絡的結構模型，從鎳貿易網絡關系中的節點數、連邊數、密度以及聚類系數等方面分析了網絡的結構和節點特征。通過分析得出以下結論：

通過對2010年-2020年國際鎳貿易網絡凝聚力的演化規律進行分析，發現2010年-2019年國際鎳貿易網絡的緊密程度較穩定，各國之間貿易往來波動不大，隨著時間的推移整體呈現出緩慢上升的趨勢。這說明國際鎳貿易網絡的緊密度在逐漸上升，各國之間的鎳貿易往來趨于緊密且呈上升趨勢。2020年疫情的全球蔓延，導致國際貿易市場需求大面積降低，貿易網絡密度也出現下降。

通過對2010年-2020年國際鎳貿易網絡聚類系數的分析，發現網絡中的節點聚集程度在2012年-2015年期間呈上升趨勢，在2016年-2017年期間出現下降，與此同時，2016年由于全球經濟遭受到的沖擊，全球市場震蕩。2017年-2019年期間聚類系數緩慢上升，可能是受到全球促進外貿回穩向好政策效果的影響。這一發現表明，貿易網絡集聚程度的變化可能是全球經濟不平穩的標志。

本文僅對全球鎳貿易網絡進行了描述性的演化趨勢分析，并沒有利用到各節點在鎳貿易網絡中的動態變化趨勢數據；在未來的研究分析中，將進一步對全球鎳貿易網絡數據進行探索分析，深入探討鎳貿易網絡演化的發展動態。