3 陈其慎 资源-产业“雁行式”演进规律

第37卷第5期2015年5月
2015，37（5）：0871-0882
Resources Science
Vol.37，No.5May ，
2015
收稿日期：2015-03-02；修订日期：2015-03-15
基金项目：国土资源部地质调查项目：“中国战略性矿产安全评价与支持系统建设”（12120114052901），“矿产资源勘查开发格局及对策研究”（12120114093501）。

作者简介：陈其慎，男，山东东平人，副研究员，主要研究方向为资源经济，资源战略，矿产资源规划等。

E-mail ：chenqishen@
文章编号：1007-7588（2015）05-0871-12
资源-产业“雁行式”演进规律
陈其慎1，2，3，于汶加2，3，张艳飞2，3
，谭化川4
（1.中国工程院，北京100088；2.中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037；
3.中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心，北京100037；
4.中国地质大学（北京），北京100083））
摘
要：探寻经济-产业-资源之间内在规律，对把握资源产业发展脉络、明确不同阶段矿产资源战略重点意义
重大。

本文首先总结了一国经济增速及第二产业占比随人均GDP 呈先增长、后达到峰值区的“钟”形变化规律，且二者峰值区均在人均GDP 7500GK 美元左右，其次，通过分析美国和日本产业演进历史，总结了第二产业内部“雁行式”演进序列。

进一步提出了资源-产业“雁行式”演进规律：即在理想状态下，对于典型的走工业化发展道路的国家，其产业部门基本遵循建筑→冶金→家电→机械制造→化工与汽车→电力→计算机、电子→航天军工→其他新兴产业等的“雁行式”演进序列，而支撑上述产业发展的矿产资源消费峰期也具有相应的“雁行式”演进序列，美国和日本产业发展与资源消费历史的相关关系较好地验证了该规律。

中国工业部门相对完善，矿产资源消费领域相对集中，符合资源-产业“雁行式”演进规律，本文基于该规律建立了中国矿产资源消费图谱，确定了主要矿产资源需求峰值到来时间及峰值水平。

关键词：产业演进；矿产资源；需求预测；“雁行式”演进规律
1引言
矿产资源消费规律是预测一个国家或者全球矿产资源中长期需求趋势的重要理论基础，对于制定国家矿产资源战略、规划具有重要意义。

近年来众多学者对于矿产资源的需求规律进行了深入的研究，形成了大宗矿产资源与经济发展的“S ”形规律及经济发展过程中一国能源、铁、铜、铝等资源需求的波次递进规律[1~6]，前者讨论了人均矿产资源需求与人均GDP 的基本关系，后者解释了一个国家不同矿产资源的需求存在演进关系。

此外，矿产资源
需求的强度理论[7，8]
、生命周期理论[9~12]和拐点理论[13]
也分别从不同角度探讨了资源需求变化与经济发展水平的关系，指出不同国家经济发展模式、发展水平下矿产资源需求的种类、规模也都不同。

产业经济学表明：经济发展过程中，产业是不断演进的，尤其是工业化过程，既是以农业为主的产业结构向以工业为主的产业演进的过程，也是工业内部结构演进的过程，不断淘汰衰退产业，加强
传统产业的技术改造，实现主导产业的合理转换，扶持和引导新兴产业[14~16]。

产业演进理论目前已成为产业经济学中产业结构理论的重要内容之一，既包括工业化历程中第一、第二和第三产业之间的演进规律，同时也包括三次产业内部的演进规律，较多学者对于不同国家产业演进的特点及其实证分析也做了详细的研究[17~23]，形成了产业演进的模式、规律和影响因素等一系列理论，其中日本经济学家赤松要1960年提出的产业发展模式的“雁行形态理
论”[24]
对于本文提出相关模式具有较强的借鉴意义。

本文在前人研究的基础上，系统分析美国、日本等典型国家的经济发展、产业发展以及资源消费历史，总结这些国家经济发展过程中产业演进的序列和资源消费序列，并通过挖掘产业演进与资源消费演进的内在关联，提出资源-产业“雁行式”演进规律，进一步揭示经济、产业与资源需求三者之间的内在联系，并以此为理论基础对我国经济发展和资源需求前景进行分析。

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2研究数据基础及来源
本文分析所使用的数据包括GDP 数据、经济结构数据、产业指数数据、矿产资源消费量和消费结构数据等，其中各国的GDP 和人均GDP 数据采用的是格罗宁根经济发展研究中心（GGDC ）1990年GK （盖凯）美元数据[25]；产业结构数据来自于帕尔格雷夫历史统计和世界银行[26~28]；美国和日本产业指数
的基础数据来自于美国地质调查局（USGS ）[29~31]
、日
本经济产业省（METI ）[32]以及美国国家统计局
（USCENSUS ）[33]和日本国家统计局（Statistics Japan ）[34]
；
矿产资源的消费量和消费结构数据来自于美国地质调查局和日本石油天然气金属集团网站
（JOGMEC ）[35]，国内消费量和消费结构的数据来自《中国统计年鉴》[36]、世界金属统计协会（WBMS ）[37]、中
国有色金属工业协会[38]等。

3GDP 增速与产业演进规律
不同经济发展模式下，各国矿产资源需求具有较大的差异性，主要体现在经济增长速度、产业结构和产业内部结构的差异性对资源需求的影响。

例如英、法等缓慢工业化国家工业化过程中GDP 增速明显低于日本、韩国等快速工业化国家，使得在相同发展阶段，英国、法国人均矿产资源消费量和矿产资源消费强度都明显低于日本、韩国。

再比如，相同发展阶段，拉美国家第二产业增加值占GDP 比重明显低于日本、韩国，造成了南美国家人均矿产资源消费量和消费强度均明显低于日本和
韩国。

即便是第二产业占比相同，第二产业内部各行业占比的差异也会明显影响矿产资源的需求。

如中国台湾和韩国在相同发展阶段，第二产业所占比重相近，但中国台湾IT 、电子等产业高度发达，而韩国家电产业高度发达，铜主要用于电子行业，铝主要用于家电行业，因此中国台湾铜的人均消费量明显高于韩国，而人均铝消费量明显低于韩国。

因此，总结经济增长速度、产业结构和第二产业内部各行业的发展规律，对分析矿产资源需求趋势具有至关重要的作用。

3.1GDP 增速的“钟”形规律
根据发达国家历史经验，一国的GDP 增速随着人均GDP 的不断增长，呈先增长、然后达到峰值，后逐步下降的“钟”形变化轨迹（图1），“钟”形的峰值出现在人均GDP 7500GK 美元左右。

需要指出的是峰值是数据趋势线的高值区域，不一定是数据的最大值（下同）。

缓慢工业化国家和快速工业化国家峰值的高低存在一定差异，缓慢工业化国家峰值在5.0%~7.0%之间，而快速工业化国家峰值在10.0%~12.0%之间，称之为GDP 增速的“钟”形规律。

缓慢工业化国家GDP 增速峰值明显低于快速工业化国家，这是因为缓慢工业化国家工业化过程经历时间较长，GDP 增速相对较低，快速工业化国家工业化过程经历时间相对较短，因此GDP 增速相对较高。

3.2第二产业占GDP 比重的“钟”形规律
发达国家经验表明，伴随人均GDP 的不断增长，第二产业产值占GDP 比例呈“上升—到达峰值—缓慢下降”趋势，整体呈“钟”形变化轨迹，当人均GDP 达到7500GK 美元左右时，第二产业占GDP 的比例达到峰值之后会出现缓慢下降（图2）。

不同的国家，由于发展模式不同，其第二产业占比峰值也存在一定差异，例如日本、韩国等第二产业占比明显高于相同发展阶段的英国、法国等国家。

3.3产业演进序列
世界各国经验表明，伴随经济的不断发展，产业演进具有明显的规律性。

根据美国经济学家罗斯托的主导产业理论，产业演进序列实际上是一国的主导产业的不断转换的过程，基本的演进路线为：农业→轻纺工业→重化工业→现代服务业→信息产业的产业阶段交替[14]，在重化工业为主导的发展阶段中，也有从低度加工型为主导（如钢铁、冶金等）到高度加工型为主导（如精密机械、智能机器、
电子计算机及飞机、高铁制造等）的变化交替[14，15]。

客观上说，无论是主导产业还是辅助产业，伴随经济的不断发展，一个国家的产业发展均遵循一定的演进顺序，因为任何一个产业的发展都需要其它产业作为支撑。

例如，美国产业演进的序列是纺织→建筑→黑色冶金→有色冶金→家电以及机械制造→汽车制造及化工→电子和航空航天（本文所指的各产业演进顺序是指各产业生产指数峰值到来的先后顺序）（图3）。

进一步分析日本产业演进序列，可以发现，日本产业演进序列与美国非常相
似，但由于经历的时间相对较短[20，21]
，不同部门之间
的演进存在交叉和重叠现象（图4）。

美国和日本产
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业演进顺序符合库兹涅茨对工业内部结构的研究结果，即工业内部会经历由轻工为主向重化工转移的过程，传统工业在发展到一定程度后，会被较为先进的行业所替代，形成新的结构重点和优势产业，之后又会被新的行业所替代，从而形成一个工
业内部结构不断高级化的过程[14~16，18，19]。

通过上文分析可总结出：走工业化道路国家的一般产业演进序列：建筑→冶金→家电→机械制造→化工与汽车→电力→计算机、电子→航天军工→
其他新兴产业（如新能源、新能源汽车以及智能电子产业等），本文将这种产业演进序列称为产业“雁行式”演进规律（图5）。

需要说明的是，由于不同国家自然条件、资源禀赋、经济社会制度、科技水平等方面存在的差异，其产业演进顺序也存在一定的差异性[15]，可能存在产业缺失或者多个产业重叠、交叉的情况。

4资源-产业“雁行式”演进规律
不同产业的发展都需要消费相应的矿产资源，
数据来源：GGDC [25]。

图1发达国家GDP 增速随人均GDP 变化关系
Figure 1The relationship between GDP growth and GDP capital in the developed countries
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因此，理论上来说，随着产业的不断演进，资源消费也存在相应的演进趋势。

本文根据产业的雁行式演进序列提出了理想状态下资源消费的“雁行式”演进序列，统称为资源-产业“雁行式”演进规律，并以美国、日本等国家为例，进行实证分析。

4.1理想状态下资源-产业“雁行式”演进规律
如前文所述，对于一个典型的走工业化发展道路的国家来说，其产业部门的演进基本遵循建筑→冶金→家电→机械制造→化工与汽车→电力→计算机、电子→航天军工→其他新兴产业“雁行式”演进序列，而支撑这些产业发展的矿产资源的消费峰值到来时间也具有相应的“雁行式”演进序列，即产
业发展的峰期演进次序与相应产业所需要的矿产资源消费峰值的演进顺序相一致（图6），称之为资源-产业“雁行式”演进规律。

例如，铁、锰、钒等终端用途用于建筑产业的矿产资源，其消费峰值会伴随建筑产业生产指数峰值的到来而到来。

4.2资源-产业“雁行式”演进规律的实证分析
为了进一步验证资源-产业“雁行式”演进规律的存在，本文选择经历了相对完整的工业化过程的美国和日本进行实证分析。

本文统计美国铁、铬、锰、铜、铝、铅、锌、钨、钼等矿种的历史消费数据，并
数据来源：美国国家统计局[33]；USGS [29-31]。

图3美国制造业生产指数
Figure 3US manufacturing production index
数据来源：GGDC [25]、帕尔格雷夫[26，27]
、美国国家统计局[33]、
日本国家统计局[34]。

图2发达国家第二产业占GDP 比例与人均GDP 关系
Figure 2The relationship between secondary industry ratio of GDP
and GDP capital in the developed countries
数据来源：日本经济产业省[32]、日本国家统计局[34]。

图4日本制造业生产指数
Figure 4Japan manufacturing production index
图5产业峰期“雁行式”演进规律模式
Figure 5Industry peak "flying geese"evolving
pattern
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将这些矿产消费历史趋势与第一大消费部门产业
发展历史进行了相关性分析（表1）[22，23]。

在这些矿
产中有30种矿产有历史的消费结构数据，其中有20种矿产40.0%以上的消费量集中在某一部门（表
2）。

统计日本25个矿种中，有22种矿产40.0%以上
的消费量集中在某一部门（表3），这说明这两个国家具备资源-产业“雁行式”演进规律的条件。

研究发现，美国矿产资源消费的历史与产业演进历史有
图6资源-产业“雁行式”演进规律
Figure 6Resources —industry "flying geese"evolving pattern
表1美国主要矿种消费峰期到来时间及与相关产业关系
Table 1The Relationship between minerals consumption peak and its relevant industries in US
12345678910111213141516171819
建筑冶金等行业
建筑业
电子产业
金属和机械制造业初级冶炼相关金属
建筑用非金属矿产
电子产品用矿产
合金不锈钢相关矿产铅锡钢铁锰铜锌水泥黏土石膏石棉天然碱沸石银汞镉锂硒镍铬
蓄电池，军火弹药容器，焊料
建筑，基础设施建设，机械制造钢铁工业，合金
建筑业，电力，工业，交通镀锌，冶金，化工，建材建筑，基础设施建设陶瓷，耐火材料建筑原料纺织，建筑玻璃制品，化工建筑装饰原料
感光，导电材料，电子仪器化学，电气，仪表，军事工业镍镉电池，颜料，涂料和镀料锂电池，陶瓷和玻璃制品，润滑剂玻璃，化学品，冶金，电子不锈钢，有色合金不锈钢，合金钢
1940-1955年
1950-1965年1965-1970年1970-1980年序号相关产业
矿产资源类型
涉及矿种主要用途
达到峰值时间875
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2021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354
化工产业
交通制造业
智能电子、新能源、交通及其它高新技术产业
一般非金属矿产
肥料矿产高端颜料矿产
汽车，飞机制造所需矿产高端仪器所需矿产
钒钴铋钨钼硅碲石盐萤石硼石灰长石重晶石滑石和叶腊石芒硝石墨溴碘钾盐磷硫钛硅灰石锶铝稀土镁铂族铌镓铟铼铯金刚石铪
高强度钢硬质合金合金
合金（钨钢），硬质合金，冶金不锈钢，各种合金钢钢，生铁
钢铁产品，催化剂制作钠和氯气，消冰制作氟石化工，轻工，建材
冶金，化工，环境保护，建筑玻璃制品，陶瓷颜料，化工，造纸陶瓷，油漆，造纸
化工，轻工，纺织，建材，医药铸件，润滑剂阻燃剂，净水剂药物，染料，碘酒钾肥磷肥，黄磷
生产硫酸（用于化肥）颜料，塑料，造纸陶瓷，冶金，涂料电视显像管涂层，信号枪汽车，飞机，军事，包装，建筑
汽车尾气催化剂，石油精炼催化剂，冶金汽车，飞行器用铝合金首饰，贵金属，汽车石油，化工合金，不锈钢集成电路，光电子元件导电玻璃，合金，半导体涡轮发动机，石油催化剂，超合金真空器件，发电管，催化剂计算机芯片，石块切割绝缘材料
1975-1980年
1975-1980年
1990-2000年
1995-2000年
尚未到来
序号相关产业
矿产资源类型
涉及矿种主要用途达到峰值时间
续表1
较好的一致性，符合资源-产业“雁行式”演进规律（图7）。

例如，美国建筑业在1970年前后逐步达到峰值，主要用于建筑部门的铁、锰、钒、铜等资源消费量也相应达到峰值；机械制造产业在1980年前后达到峰值，主要用于该部门的铬、镍、钨、钼等资源消费量也相应达到峰值，类似的还有冶金行业、汽车行业及其消费的滑石、叶腊石和铂族、铅相关矿产等（表2，图7）；由于美国铜主要用于建筑行业，因此美国铜需求达到峰值的时间较早，这与中国和日本主要应用于电力有所不同。

日本有类似情况，1970-1975年建筑业发展达到峰值时，铁、锰等建筑业所需矿产消费量也达到了峰值；1980-1990年，家电及机械制造业达到峰值时，铜、铝、锌等资源需求也达到了峰值。

显然，美国和日本的产业演进和资源消费历史很好地验证了资源-产业“雁行式”演进规律。

数据来源：美国矿产资源消费图谱初探[22]，中国矿业发展趋势及竞争力评价研究[23]。

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4.3资源-产业“雁行式”演进规律的理论意义及其局限性
资源-产业“雁行式”演进规律揭示了国家经济发展、产业演进和资源需求的内在联系：在理想状态下，一个国家不同的经济水平，都有与之相对应的产业结构和资源消费形势，因而可以根据一个国家经济发展水平判断这个国家GDP 增速趋势、产业结构趋势和矿产资源消费趋势。

即便是不同国家在相同经济发展水平下产业结构不同，也能根据这个国家的产业状况来分析未来矿产资源的需求趋势，也就是说，有什么样的产业结构就会有什么样的矿产资源消费特点。

国内外常用的矿产资源消费的“S ”形规律，只适用于资源消费与宏观经济密切相关的大宗矿产的预测，例如能源、钢铁、水泥等，而多数矿产与宏观经济的关系并不是十分密切，而是主要受某些产业部门影响，例如锂主要受电池行业影响，镁主要受航空航天产业发展趋势的影响，而资源-产业“雁行式”演进规律揭示了资源
消费与各个产业发展的内在联系，因此几乎适用于所有矿种的预测，即便是煤炭、钢铁等大宗矿产也是与电力和建筑行业密切相关的矿产，也适用于资源-产业“雁行式”演进规律。

资源-产业“雁行式”演进规律是在理想状态下提出的，它要求一国经历相对完整的工业化历程，且矿产资源的消费领域主要集中在一个或少数几个行业中。

事实上，很多矿产资源会同时应用于多个产业部门，矿产资源消费顶点的到来要受到多个产业部门的影响，例如，煤炭既用于冶金行业，也用于电力行业。

同时，由于不同国家资源禀赋和生产模式不同，同一个矿种所主要应用的产业也不同，例如，美国铜的第一消费部门是建筑，而在中国则是电力。

即便是同一个产业，由于所处的时代不同、技术发展水平不同，其所主要消耗的矿产资源也在不断地发生变化，例如早期电池主要是镍镉电池，而现在锂电池在逐步替代传统的镍镉电池。

由于产业结构、产业演进顺序、
不同产业所需要的矿
表2美国主要矿产第一消费领域消费占比
表3日本主要矿产第一消费领域消费占比
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数据来源：USGS [29~31]；美国国家统计局[33]。

图7美国部分产业生产历史及相关矿产消费历史
Figure 7Production history of part industries with related minerals ’consumption history in US
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产资源都在不断发生变化，因此，资源-产业“雁行式”演进规律不是一成不变，其主要作用是提出分析、预测矿产资源消费趋势的一种思路或者方法。

本文总结的资源-产业“雁行式”演进规律反映了经济发展、产业演进和资源消费的基本关系，但也有其局限性和不足。

从时间尺度上来说，随着科学技术水平的不断进步，产业的不断多样化，产业的演进轨迹可能呈现跨越式的发展，资源需求趋势也将随之变化；另一方面即便产业演进的基本轨迹不变，但随着科学技术的发展，应用资源的方式会发生改变，极有可能出现在产业快速发展期由于单位产品消耗资源的大幅减少引发资源需求的下滑，更极端的情况下，如若3D 打印技术能够突破并实现推广，将极大的提高矿产资源的利用率，那么上述规律也就不具备适用性了。

此外，由于不同国家经济发展模式的差异，产业缺失是常见的现象，特别是全球化发展的今天，大量国家仅集中发展部分优势产业，通过进口来获得其它工业产品，那么可能会有多种资源完全不需要的情况存在。

5资源-产业“雁行式”演进规律对中
国的启示
目前，我国已建立了相对完整的工业部门，即上述规律中提到的工业部门我国基本都已存在。

在统计的45种矿产中，我国有36种矿产资源消费主要集中在第一消费部门（消费占比超过40%）（表4）。

因此，我国的经济结构和资源消费特点是符合资源-产业“雁行式”演进规律的。

当前我国正处于经济转型阶段，2013年，我国第三产业占比首次超过第二产业，经济增速从原来的高速增长换挡为中高速，2014年经济增速为7.4%，未来经济增速不断放缓而产业结构不断升级和优化，产业逐步由低级向高级演进将是“新常态”，通过资源-产业“雁行式”演进规律可以明确我国未来产业演进的趋势和与之对应的资源需求种类变化，确定我国未来矿产资源战略的重点和方向。

目前，我国的建筑、初级冶炼加工产业已达到峰值，冶炼加工行业整体存在严重的产能过剩、利润率下降等问题，按照产业演进规律，这一类产业未来将逐步处于下行趋势，而与之相关的铁、铝、锌等大宗矿产资源的需求也将步入下行通道。

根据资源-产业“雁行式”演进规律，未来10年，我国汽车、机械、电子等相对高级的制造业还将进一步发展，但增速远低于过去10年，对应的铜、镍、铅等资源需求也将呈缓慢增加逐步到顶的趋势；另一方面，高端制造、军工、航空航天以及其他新能源、智能电子、新能源汽车等行业将进入快速发展期，
与
表4中国主要矿产第一消费领域消费占比
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之对应的锂、铍、铌、钽、铟、锗、镓等资源的需求还将快速上升（图8）。

以资源-产业“雁行式”演进规律为指导，在本专辑主要作者完成的《中国战略性矿产资源研究报告》和本专辑其他文章中，系统预测、分析了54个矿种未来需求趋势，有些进行了定量预测，有些进行了定性分析，并建立了中国矿产资源消费图谱（图
8）1）。

图谱主要显示三个维度的信息，即矿产资源
需求到顶的时间和需求水平及其所属的相关产业。

值得说明的是，由于我国还未完成工业化，未来产业结构的发展和演进还有较大的不确定性，因此在此图谱中其它产业包含未来可能快速发展的核能、新能源、新能源汽车、智能电子、航空航天、高端制造及其他的战略性新兴产业等，这些产业未来发展将取决于我国产业升级和技术进步的步伐，相应的资源需求也随之具有较大的不确定性。

6结论
（1）GDP 增速的“钟”形规律。

根据发达国家历
史经验，一国的GDP 增速随着人均GDP 的不断增长，呈先增长、然后达到峰值区，后逐步下降的“钟”形变化轨迹，“钟”形的峰值区出现在人均GDP 7500GK 美元左右，缓慢工业化国家和快速工业化国家顶点的高低存在一定差异，缓慢工业化国家顶点值在5.0%~7.0%之间，而快速工业化国家顶点值
在10.0%~12.0%之间。

（2）第二产业占GDP 比重的“钟”形规律。

伴随人均GDP 的不断增长，第二产业产值占GDP 比例呈“上升-到达峰值-缓慢下降”趋势，整体呈“钟”形变化轨迹，当人均GDP 达到7500GK 美元左右时，第二产业占GDP 的比例达到峰值，之后会出现缓慢下降。

第二产业发展的“钟”形规律与GDP 增速的“钟”形规律基本一致，顶点到来的时间也基本一致。

（3）产业“雁行式”演进基本序列。

通过总结美国和日本产业演进的序列，本文总结了第二产业内部的“雁行式”演进序列，基本的演进轨迹为：建筑→冶金→家电→机械制造→化工与汽车→电力→图8中国矿产资源消费图谱
Figure 8Mineral resources ’consumption map in China
.中国战略性矿产研究报告.中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心，2014年。

880。