中美貿易戰下鈦供應鏈全球貿易網絡格局動態演變研究

張永禮，朱靖源

(河北地質大學管理學院，河北 石家莊 050031)

鈦具有重量輕、強度高、環境污染較小、耐熱性和耐腐蝕性好等特性，被稱為“萬能金屬”和“戰略金屬”，是一種稀有的戰略資源，廣泛應用于國防、航空航天等諸多領域[1]。如我國國產大型客機C919的鈦合金用量占比達9%～10%[2]；鈦產業下游產品鈦白粉也常用于顏料、化工等國民經濟產業[3]。隨著航空航天、高端制造及化工等行業的快速發展和中國“2030年碳達峰，2060年碳中和”目標的提出，鈦作為一種戰略金屬和輕污染材料，其優先級和重要性越來越高[4-5]，因此鈦供應鏈是否受到影響將關系到國家實力與安全。此外，自2018年美國正式執行貿易制裁措施以來，長期的貿易摩擦令中國供應鏈乃至全球多種供應鏈受到沖擊[6-8]，嚴重影響了中國全球供應鏈地位[9-10]。因此，中美貿易戰下中國鈦供應鏈有何風險，貿易戰前后中國、美國和世界的鈦供應鏈貿易網絡有何特征等都是重要的命題。

有關供應鏈風險的研究，早期研究主要集中在供應鏈風險成因的探析方面，學者們先后提出了道德風險[11-12]、信息傳遞風險[13-14]、市場不確定性風險[15-16]等成因學說。隨著全球貿易化的發展，供應鏈研究逐漸從局部區域供應鏈風險轉移至全球供應鏈網絡風險[17-19]，如聞少博等[20]通過分析銅資源供應網絡，得出某個國家的供應波動會導致銅供應鏈網絡受到影響，進而令其他國家產生供應鏈風險；柴廷熠[21]通過解釋結構模型對全球供應鏈風險影響因素進行層級劃分，從而得到信息共享、利益分配等5個直接影響因子和產品質量、宗教信仰、環境影響等5個深層影響因子。

供應鏈網絡風險取決于其最薄弱環節的脆弱性。以往供應鏈風險研究中所使用的研究方法如供應鏈運營參考模型(supply chain operations references，SCOR)、貝葉斯、解釋結構模型(interpretative structural modeling method，ISM)等[22-26]往往只關注某個產品的供應風險成因的分析，而忽略了從供應鏈網絡整體視角分析研究風險成因，因此，近年來不斷有學者將復雜網絡理論引入供應鏈風險研究[27-28]，從網絡整體視角評估某個產品供應鏈網絡各個環節強弱程度和演化趨勢，進而預測與防范供應鏈風險的發生，如楊康等[29]將復雜網絡理論中病毒傳播的易染狀態模型引入供應鏈風險傳播機制的研究，使用小世界網絡數據以仿真模擬的方式對供應鏈網絡風險傳播模型進行分析；龔禎[30]則基于復雜網絡理論，將復雜網絡節點重要性理論與統計分析相結合，進而構建出電商供應鏈風險預測模型。

2018年中美貿易戰爆發以來，國際貿易出現“逆全球化”浪潮，全球供應鏈風險急劇升高。 作為事關國防與經濟安全的戰略金屬，鈦供應鏈安全越來越受到政府與學術界的重視，但目前以鈦全球產業鏈安全為主題的相關研究較少。基于全球供應鏈視角，以中美貿易戰為背景，本文收集2015—2020年鈦供應鏈全球貿易數據，將鈦供應鏈分為上游、中游、下游三個環節，分別選取鈦礦、海綿鈦、鈦白粉和鈦制品為代表性產品，運用復雜網絡理論構建鈦供應鏈上游、中游、下游三個環節的全球貿易網絡，在此基礎上，研究了不同環節貿易網絡整體網絡特征與中美兩國節點特征、貿易戰前后網絡與節點特征變化趨勢，從而揭示了中美貿易戰對整體貿易網絡和中美兩國的影響，以及鈦產業鏈薄弱環節，提出了中國鈦產業鏈風險應對策略。

1 數據與方法

1.1 數據來源

本文所用貿易數據來源于國際貿易中心的Trade Map數據庫，收集了2015—2020年各含鈦產品貿易量及貿易額數據，包含50～100個國家(地區)之間含鈦產品的進出口貿易關系，并以貿易量進口數據建立各含鈦產品貿易網絡。

為便于分析，本文將數據進行以下處理。首先，將中國的數據分為四部分：中國(不包含港澳臺地區)、中國香港、中國臺灣和中國澳門，并使用Trade Map中進口國家(地區)報告數據來形成雙邊關系數據，進而建立雙邊貿易網絡。其次，為精簡數據，本文將數據根據不同的最高貿易量制定標準，對低于標準量的國家(地區)數據進行剔除，如鈦白粉的貿易量是上千萬噸則篩選標準是1 000 t以上，其余三種產品為100 t以上。另外，在研究平均路徑長度、聚類系數和網絡密度時，對計算所得的六年數據取平均值以研究2015—2020年鈦貿易網絡整體特征；而在研究中介中心度、接近中心度及核心-邊緣結構時將6年的數據整理為中美貿易戰發生的前3年和后3年并進行計算，從而對比貿易戰對中美鈦產業的影響。最后，由于6位以上HS碼及對應商品由各國自定，故本文僅以6位的國際HS通用碼查詢Trade Map數據庫中的貿易數據，并將其與實際供應鏈產品對應(表1)。

表1 含鈦產品類別與HS編碼Table 1 Titanium-containing product categories and HS codes

金屬資源的生產加工往往分為采礦、冶煉礦石、中間產物加工、最終產物再加工和廢料回收重復利用等階段。鈦資源的主要貿易產品有鈦礦、氧化鈦、鈦制品、鈦白粉、鈦鐵、鈦廢料和海綿鈦。由于氧化鈦及鈦鐵在供應鏈中重要性較弱，并且鈦廢料缺乏中國貿易數據，因此，本文基于供應鏈選取了其中四種貿易量大、具有代表性和重要意義的產品作為研究對象，以鈦礦、海綿鈦、鈦白粉和鈦制品構建供應鏈(圖1)，其中，圓角矩形代表供應鏈環節；直角矩形代表含鈦產品，含虛線的表示未研究的含鈦產品，最后依據6位HS代碼分類處理2015—2020年雙邊貿易量數據，進而構建四種產品各年貿易網絡。

圖1 鈦供應鏈結構圖Fig.1 Structure diagram of titanium supply chain

1.2 復雜網絡模型

1.2.1 網絡特征指標

復雜網絡是一種節點數量龐大、邊權重往往不同和具有方向性等特點的網絡結構，主要指標包括平均路徑長度、聚類系數、網絡密度、中介中心度和接近中心度，其含義及計算公式見表2。

表2 復雜網絡指標含義及計算公式Table 2 Meaning and calculation formula of complex network indicators

1.2.2 核心-邊緣分析

核心-邊緣結構是一種中心關聯程度強、 外圍疏散的特殊結構，往往由偏離度得出。偏離度是指該節點遠離于其他節點的程度。

偏離度定義見式(1)。

ε(i)=maxd(i→j)

(1)

式中，d(i→j)為節點i到節點j的最短路徑。該指標表示的是節點i到其他節點的最長最短路徑。網絡中偏離度最小的節點集合為中心節點，偏離度最大的節點集合稱為邊緣節點。

本文通過計算國家的核心度，把各國劃分為核心國家與邊緣國家，其中，核心國家又可分為網絡級國家與節點級國家。核心國家間聯系密切，是貿易發生的集中地，居于主動地位；而邊緣國家依賴于核心國家，國家間聯系程度弱，居于被動地位。

2 鈦貿易現狀

為研究鈦供應鏈各產品貿易現狀及發展趨勢，本文統計了2015—2020年鈦供應鏈各產品的貿易額及貿易量數據，從而按照時間順序制出各產品趨勢圖(圖2和圖3)。

圖2 2015—2020年各含鈦產品貿易額Fig.2 Trade volume of titanium-containing products from 2015 to 2020

圖3 2015—2020年含鈦產品貿易量Fig.3 Trade quantity of titanium-containing products from 2015 to 2020

由圖2可知，2015—2020年間，鈦白粉和鈦制品這類下游產品的貿易額變化幅度較大，在2018年或2019年前后發生明顯的上升與下滑，其中，鈦白粉變化最為明顯，鈦礦和海綿鈦變化程度較小，其原因一方面是供應鏈風險往往由上游向下游傳遞，且會隨著傳遞逐漸加深，從而導致下游產品貿易額在轉折點后發生明顯下滑，另一方面由于下游產品相較于上中游產品受眾廣、參與貿易的國家多，導致下游產品貿易額在受到經濟形勢等因素的影響后出現較大波動。

就變化趨勢而言，各產品貿易額轉折點也有所不同，鈦白粉貿易額轉折點位于2018年，鈦制品和海綿鈦貿易額轉折點位于2019年，而鈦礦則基本不變。由此可以看出，中美貿易戰對于鈦白粉貿易額的影響較大，對其他產品貿易額影響小。

由圖3可知，鈦白粉和鈦礦的貿易量占了四種產品貿易量之和的90%左右，其中，鈦礦的貿易量是鈦白粉的兩倍，可見鈦資源的國際貿易大部分針對鈦礦和鈦白粉。從增減趨勢來看，鈦礦和鈦制品的貿易量均先上升后下降，不同的是，鈦礦貿易量轉折點是2017年，而鈦制品貿易量在2019年后開始下跌；2015—2017年鈦白粉貿易量不斷上升，2018年受貿易戰影響下降，2020年后隨著貿易戰形勢逐漸緩和而上升；海綿鈦貿易量在2016年下滑后不斷上升，直到2020年受新冠肺炎疫情影響大幅下降，相較于其他產品而言，鈦白粉貿易量更易被世界政治與經濟形勢變化影響。

2015—2020年各鈦供應鏈產品貿易量和貿易額發展態勢存在差異的主要因素之一是鈦同時具有金屬屬性和商品屬性，大量資本投入鈦貿易市場，導致價格大幅波動及供需不平衡。因此，本文認為貿易量比貿易額更能準確、真實地反映各國在鈦國際貿易市場上的供需關系、地位和價值等特點。

為刻畫鈦礦產資源在國際貿易網絡中的流動方向，本文根據貿易量大小得出2015—2020年各產品主要進出口國家(表3)。

由表3可知，2015—2020年間，全球鈦礦石貿易的主要出口國是印度、南非、肯尼亞、莫桑比克和塞內加爾，這5個國家的鈦礦石出口量之和占全球鈦礦石貿易量的50%以上。同時，2015—2019年鈦礦石進口國前四名非常固定，依次是中國、美國、德國和日本，第五名變化較大。

表3 2015—2020年含鈦產品主要進出口國家Table 3 Major import and export countries of titanium-containing products from 2015 to 2020

中國常年居于鈦精礦進口量的第一位，但出口量少，然而中國本身鈦礦資源蘊藏量居世界第二位，占有全球四分之一的鈦礦，而造成這種差異的原因，一方面是中國鈦礦具有貧礦多富礦少的特點，所以鈦精礦的選冶煉技術難度大，另一方面是國家對環境問題越來越重視，以及對于礦山的審批越來越嚴格。

鈦白粉是全球鈦供應鏈中貿易量排名第二位的產品。中國、美國、比利時、德國和澳大利亞是2015—2020年鈦白粉的主要出口國，結合鈦礦的進出口數據可以發現這些國家主要可分為兩類，一類是美國和德國等工業化程度較高、發展迅速和具備生產技術的國家，另一類則是本身既具備鈦礦資源又掌握生產技術的國家。

鈦制品的主要來源地是美國、中國、俄羅斯和日本等工業化水平較高、工業體系完善的國家，鈦制品(包括鈦板和鈦棒等)作為航天、軍工和船舶等高科技行業的重要材料，貿易流動大部分發生在快速發展或工業能力較強的國家之間。海綿鈦是鈦合金生產的直接原料，它與鈦制品的結構特點相似，出口國主要為日本、美國和俄羅斯等掌握制取高質量海綿鈦技術的工業發達國家，進口國主要是美國、英國。

3 網絡整體結構特征分析

3.1 復雜網絡指標分析

為了研究鈦資源貿易網絡特征，本文將國家(地區)作為節點，將各國家(地區)間的貿易關系作為邊，將各產品的貿易量作為邊權重，構建2015—2020年鈦供應鏈各產品的貿易網絡，通過出入度(表4)、網絡密度、平均路徑長度和聚類系數(圖4)分析2015—2020年國際鈦供應鏈網絡整體結構特征。

表4 貿易戰前后含鈦產品出入度排名前五位國家(地區)Table 4 The top 5 countries(regions) in terms of access to titanium-containing products before and after the trade war

由表4可知，在含鈦的上游、中游、下游四種產品出入度排名中，中國和美國基本都位于前五位，貿易伙伴豐富。上游鈦礦的進出口貿易國家(地區)和中下游含鈦產品的貿易國家(地區)相差較大。

就鈦供應鏈上游的鈦礦而言，由于各國家(地區)所擁有的礦產資源相對固定，導致其流向也相對固定，烏克蘭、澳大利亞、北非、塞拉利昂和德國為主要出口國(地區)。貿易戰發生前后，中國的入度均為排名第一位，而美國由原來的第二位跌出前五位，可見存在中國鈦礦石進口源最多與貿易戰所引發的緊張形勢一定程度上令美國鈦礦環節貿易伙伴減少的現象。

工業體系的完善程度和工業實力的強弱在很大程度上決定了中下游產品的出入度排名。中國、美國、英國、法國、德國、意大利、日本、比利時、荷蘭等工業實力強勁或體系較為健全的國家占據了中下游含鈦產品出入度前五位。中國在中下游各含鈦產品中出度均為第一位，擁有最多的出口貿易伙伴。

由圖4可知，2015—2020年鈦供應鏈上游的平均路徑長度最大(2.399)，然后是中游(2.108)，最后是下游(1.914和1.874)。鈦供應鏈上游國家(地區)之間距離最大、分布較散，而下游國家(地區)之間路徑較短、分布較為集中；下游的平均聚類系數最高(0.440和0.482)，上游的平均聚類系數最低(0.223)，表明下游在鈦供應鏈貿易網絡中連通性最強，更加全球化。網絡密度由大到小依次是鈦白粉(0.153)、鈦制品(0.141)、海綿鈦(0.124)和鈦礦(0.078)，鈦供應鏈上游國家(地區)貿易關系最為疏離，中游和下游貿易國家(地區)之間的緊密程度不相上下。

圖4 2015—2020年含鈦產品復雜網絡指標平均值Fig.4 Average value of complex network indicators for titanium-containing products from 2015 to 2020

鈦供應鏈各環節產品平均路徑長度在1.816～2.687之間，因此任意兩個鈦供應鏈貿易網絡中的國家(地區)之間最短可以通過兩個左右的國家(地區)相連接；平均聚類系數在0.165～0.493之間。因此，鈦供應鏈貿易網絡具有顯著的小世界特征，即聚類系數較高，但平均最短路徑較小，同時，小世界網絡的平均聚類系數越大，平均路徑長度越短，網絡就越緊湊。

此外，鈦供應鏈上不同商品的小世界特征也存在差異，如鈦白粉和鈦制品的平均聚類系數遠高于鈦礦和海綿鈦，但平均路徑長度卻低于鈦礦和海綿鈦，鈦供應鏈下游的小世界貿易網絡相較于上游和中游更為集中和緊湊。

3.2 中美貿易地位分析

為了研究貿易戰前后中國及美國在貿易網絡中的地位和價值，本文使用UCINET軟件以貿易網絡中各國進口數據計算貿易戰前后各產品中介中心度及接近中心度(表5和表6)。

表5 貿易戰前后中美各產品中介中心度情況Table 5 Product intermediation values between China and the United States before and after the trade war

表6 貿易戰前后中美各產品接近中心度情況Table 6 Product proximity values between China and the United States before and after the trade war

由表5可知，中國鈦礦產品的中介中心度遠高于供應鏈其他產品，因此中國主要在鈦礦這一產品上體現對網絡中其他國家的調節和控制，而與中國不同的是美國在鈦制品上有最強的調節和控制能力，主要原因是中國的鈦礦資源稟賦遠高于美國，但美國的加工技術強于中國。

中美貿易戰后，中國海綿鈦和鈦制品中介性上升；鈦白粉中介性數值基本不變，但排名下滑；鈦礦中介性下降。美國海綿鈦中介性上升，鈦白粉和鈦礦中介性下降，鈦制品中介性基本不變，其中鈦礦中介性下降幅度最大，由此可見，中美貿易戰對美國和中國均有所影響，體現在使得中美鈦礦和鈦白粉的調節和控制貿易網絡的能力下降，其中對美國鈦礦地位影響最大。

由表6可知，中美海綿鈦環節接近中心度最小，貿易戰前后中美各產品接近中心度數值大小相近且變化幅度較小，可見中國海綿鈦環節反控制能力最差，易受其他國家控制，是中國鈦供應鏈的薄弱環節。中美在國際鈦供應鏈貿易網絡中反控制能力相近，貿易戰對中國在鈦貿易網絡中的反控制能力影響較小。

3.3 核心-邊緣分析

對于一個網絡而言，是否位于核心總是相對而言的，目前關于核心-邊緣結構的分析往往是連續型的，其特點是以核心度來區別核心與邊緣，核心度代表的是每個點與點和中心的距離，其值越高，點越中心化，點與點間的聯系越強。集中度表現了結構矩陣與理想矩陣的相似程度，并且往往被用于劃分核心與邊緣。本文使用UCINET軟件計算核心度和集中度，結果見表7。

表7 中美貿易戰前后含鈦產品核心度和集中度排名前十位的國家(地區)情況Table 7 The top 10 countries(regions) of the core and concentration degree of titanium-containing products before and after the trade war

由表7可知，鈦供應鏈上各產品的集中度在0.842～0.995之間，各產品存在明顯的核心-邊緣結構。鈦礦集中度最高，貿易戰前后都達到了0.995，鈦礦核心層國家(地區)是中國，其他國家(地區)均位于邊緣層。貿易戰前，海綿鈦核心層國家(地區)只有美國，2018年后日本進入了核心層，其他國家(地區)如中國仍為邊緣層。鈦制品的集中度處于第三位，且兩個時間段核心層國家(地區)數量均為7個，包括美國、日本和俄羅斯等工業實力強大、加工技術先進的國家(地區)，中國在核心層中分別處于第七位和第六位。鈦白粉在中美貿易戰前后核心國家(地區)變化較大，核心國家(地區)由4個增加到7個，貿易戰后中國的核心度超過美國。

總體而言，世界鈦供應鏈貿易網絡各產品依據自身特點都具有層次性，均可分為網絡級、節點級和邊緣級三個層次。鈦制品和海綿鈦由于技術壁壘較高，因此產品貿易網絡的第一層次是指掌握了高端鈦生產能力的國家(地區)，這些國家(地區)在世界高端鈦產品的流通中居于主導地位。第二層國家(地區)高端鈦自產能力不足，主要依賴于第一層國家(地區)的進口。第三層國家(地區)核心度為0，對高端鈦幾乎沒有需求。中國不僅鈦精礦需求巨大，同時蘊藏著豐富的鈦礦資源用于出口，因此集中度遠遠高于其他國家(地區)，是唯一的核心國家。因此，鈦礦第一層次是中國，第二層次是莫桑比克、印度等鈦礦出口國(地區)，第三層次是美國等鈦礦進口國(地區)，第三層次國家(地區)由于出口少，鈦礦石依賴進口導致與其他國家(地區)關聯程度小，進而核心度低。鈦白粉由于制造難度低，用途相比于其他產品更廣泛，容易受到中美貿易戰所帶來的影響，故網絡級核心國家(地區)變化較大，貿易戰后比利時、印度和德國進入了核心層。

4 結論與對策

本文在研究鈦國際貿易發展現狀與進出口結構的基礎上，利用國際貿易進出口數據構建了2015—2020年鈦礦、海綿鈦、鈦白粉和鈦制品四種含鈦產品的國際貿易網絡，利用聚類系數、平均路徑長度等指標和核心-邊緣分析法分析各產品貿易網絡，得出以下結論，并提出對策。

首先，從四種產品的網絡直徑和網絡密度等指標可知，各產品貿易網絡結構存在著較大差異，下游鈦白粉、鈦制品和中游海綿鈦的貿易網絡緊密程度和貿易交流程度明顯大于上游鈦礦，并且都存在顯著的小世界特征，鈦供應鏈下游的小世界貿易網絡相較于上游和中游更為集中和緊湊。同時，全球鈦供應鏈貿易的進出口結構根據產品特性具有明顯的特點，例如鈦精礦作為礦產資源，其進口國(地區)往往是鈦礦蘊藏量不足的國家(地區)，而出口國(地區)都具有較高的鈦礦資源稟賦，海綿鈦、鈦制品這類產品主要由工業實力強、工業體系健全的國家(地區)流向工業能力較弱的國家(地區)，鈦白粉由于對技術要求較低，主要由中國這類制造業發達、人力資源豐富的國家出口。

其次，通過對中介中心性和接近中心性的分析可以發現，中美在國際鈦貿易網絡中的價值相近；中美貿易戰對中國在全球鈦貿易網絡中的價值和地位影響較小，但中國鈦供應鏈對外依存度大，其中，高端航空級海綿鈦、鈦材精密加工設備和鈦精礦等都高度依賴于國外進口，而一旦外國對中國鈦進口進行限制，就有可能令中國鈦供應鏈像芯片供應鏈一樣遭受危機，因此，我國應加強與同一集團內的國家(地區)合作和建立更為完善、豐富的多邊貿易關系，并加大對鈦產業新科技的扶持，我國鈦供應鏈企業也應抓住“一帶一路”的機遇，進行海外投資等活動發展自身。

最后，全球鈦貿易網絡存在著明顯的核心-邊緣結構，對四種產品歸納可分為三種層次:第一層次為網絡級鈦中心國家(地區)，其特點是依據自身資源稟賦、較強的工業能力等優勢對全球鈦網絡配置資源;第二層次為節點級鈦貿易國家(地區)，僅參與了鈦國際貿易，控制能力差;第三層次為邊緣國家(地區)，這些國家(地區)基本未參與國際鈦貿易網絡。中國在鈦白粉、鈦礦和鈦制品的貿易網絡中位于核心層，其中,鈦白粉和鈦礦核心度處于第一位，鈦制品處于核心與邊緣的交界處。這主要是因為中國鈦礦蘊藏量豐富并且大量進口鈦精礦，而鈦制品加工體系不完善、工業能力較弱。中國海綿鈦核心度在所有產品中最差，遠低于美國等工業強國。結合接近中心度可知，中國高端海綿鈦的生產能力較弱，在國際貿易網絡中易受國際形勢等因素的影響。