全球产业视角下铂族金属典型产品贸易格局研究

Research on the Trade Pattern of Typical Platinum Group Metal Products from the Perspective of Global Industry

摘要

我国铂族金属资源极其匮乏，对外依存度高，如何保障我国铂族金属资源安全已成为亟待解决的重大理论和现实问题。通过“整体—拆解—聚合”，分别刻画了铂族金属的资源空间分布、矿业金融投资和矿产国际贸易3个图层，并聚合构建出一个铂族金属全球产业视角，在此基础上利用1990—2023年铂族金属4类产品的全球贸易数据，系统分析了全球产业视角下铂族金属典型产品的贸易格局及演化规律。研究发现，全球铂族金属贸易系统容量持续扩张，国家间的贸易联系日益紧密。尽管南非和俄罗斯等资源国在一次资源供应方面具有较强的控制力，但英美等发达国家通过伦敦现货市场和纽约期货市场等全球贵金属市场，在铂族金属贸易中占据主导地位。全球铂族金属贸易网络显示出同配性特征，逆全球化趋势加剧了区域合作组织与全球矿产资源贸易之间的冲突。基于研究结果，针对不同主体提出差异化的管理办法，为保障我国铂族金属产业链供应链安全，提升我国铂族金属资源安全水平提供了理论依据。

Abstract

Platinum group metals (PGMs) have gained prominence as globally strategic critical minerals due to their dual characteristics of industrial utility and investment value. In China, the scarcity of PGMs resources and the country’s significant reliance on external sources pose both theoretical and practical challenges for academia and industry. Traditional analyses of industry chain s often focus on the existing structure of a single chain. In contrast, this research adopts a complex network approach, examining the layers of spatial resource distribution, financial investment in mining, and international mineral trade. By constructing a global industry perspective of PGMs and analyzing global trade data for four representative PGMs products from 1990 to 2023, this study provides a comprehensive analysis of the trade patterns and evolution of these products from an industrial standpoint. The findings reveal that the trade network for PGMs was relatively straightforward in its early stages. Over time, the capacity of the global PGMs trade system has expanded, leading to increasingly interconnected trade links among nations. Resource-rich countries such as South Africa and Russia continue to exert substantial control over the primary supply of resources necessary for mining production. In contrast, developed nations like the United Kingdom and the United States maintain dominance in the PGMs trade through their extensive global holdings of mineral rights and sophisticated financial trading mechanisms. Additionally, the global PGMs trade network demonstrates characteristics of a homologous network, and the trend towards anti-globalization has exacerbated conflicts between regional cooperation organizations and the global mineral resources trade. This research provides a theoretical foundation and practical insights for China to formulate trade policies related to PGMs, establish a stable trade cooperation network, select suitable trade partners, and mitigate risks associated with the industrial supply chain.

Graphical abstract

关键词

铂族金属 / 全球产业链 / 复杂网络科学 / 矿产贸易 / 战略性矿产

Key words

platinum group metals / global industrial chain / complex network science / mineral trade / strategic minerals

铂族金属是全球关注的战略性矿产之一，对保障经济社会发展和国防安全具有重要作用，也是国家高新技术发展不可或缺的关键原材料（王丰翔等，2022；邢正杰等，2023）。铂族金属的全球地质分布极不均衡，主要集中在南非、俄罗斯和津巴布韦等少数国家，而这些资源出产国的铂族金属消费需求相对较低。我国铂族金属需求量最大，但铂族金属矿产资源禀赋不佳，资源量稀缺，对外依存度高达98%，因此铂族金属是我国最为匮乏的战略性矿产之一（张光弟等，2001；王丰翔等，2022；Johnson，2024）。

矿产资源因其固有的禀赋特征，决定了其在全球产业网络中的最初始地位。矿产资源从地下资源采掘出来成为地上资源之后，便经由贸易网络进入人类经济社会的各个领域，整个矿产资源产业构成一个复杂的网络系统（王文宇等，2021；王永中等，2023；邢佳韵等，2023）。传统研究常将贸易网络抽离出全球产业视角单独进行分析，无法充分反映支撑全球产业价值链中各个国家（地区）之间的相互作用，也忽视了产业的整体性（郭世泽，2012；王文宇等，2021）。从资源出口国到资源进口国，国家（地区）之间因资源贸易关系相互依存和联系形成的复杂网络，使得国家（地区）不可能脱离全球其他国家（地区）而独立运转和封闭运行（刘明宇等，2012；王文宇等，2021；Tang et al，2023）。只要没有新替代矿物，国际间的铂族金属贸易就不会停止。当然，铂族金属的贸易全球化也会受到资源禀赋、地缘政治和经济金融等众多因素的影响，但其全球贸易系统的效率和稳定性很大程度依赖于其自身的网络结构（成丽红等，2021；Tang et al，2023）。

关于铂族金属的研究主要涉及资源空间高度集中导致供给脆弱性、矿业金融化放大价格异动以及贸易政策突变引发全球矿业治理格局变化等铂族金属产业中日益尖锐的现实问题。基于铂族金属典型产品贸易格局，本研究先从单维度回答上述问题。为此，首先刻画出“资源空间分布—矿业金融投资—矿产国际贸易”三图层，构建三图层叠合的铂族金属全球产业视角，对铂族金属全球产业的现实图景进行可视化；然后，分析全球产业视角下铂族金属典型产品的贸易网络，进一步深化对铂族金属全球贸易网络中各类主体间关系的理解（成丽红等，2021；王文宇等，2021；赵怡然等，2022）。

1 研究思路与创新点

1.1 研究思路

在刻画铂族金属的资源空间分布图层、矿业金融投资图层和矿产国际贸易图层之后，将3个图层进行聚合，构建一个铂族金属全球产业视角，再对全球产业视角下铂族金属典型产品贸易格局进行分析，研究思路及框架如图1所示。

研究主要分为数据、构建和解读等3个步骤。其中，数据部分包括对铂族金属的资源空间分布、矿业金融投资和矿产国际贸易等数据进行采集。资源空间分布等地质数据来自自然资源部、中国地质调查局和美国地质调查局（USGS）等，矿业金融投资等数据来源于企业披露信息，矿产国际贸易时间区间选取1990—2023年，并从联合国商品贸易统计数据库（UN Comtrade Database）中获取数据5 671条，剔除重复或冗余数据（如乱码、无贸易记录的国家等无关条目）之后剩余4 946条。

此外，作为一项准自然试验，本研究试验环境使用的操作系统为Window 10，GPU为AMD Radeon Graphics Processor，Python版本号为3.8.8，Jupyter Notebook版本号为6.3.0，Gephi版本号为0.10.1，Cytoscape版本号为3.10.2，VOSviewer版本号为1.6.17。

1.2 研究创新点

以往研究为全球产业视角下铂族金属典型产品的网络构建及其贸易演变规律研究提供了参考方法。因此，本研究在构建出铂族金属全球产业视角之后，对铂族金属典型产品全球贸易网络特征参数进行分析并讨论其随时间的变化规律，以掌握全球视角下铂族金属典型产品贸易格局。本文的边际贡献在于：

（1）丰富铂族金属的全球贸易格局研究，且研究视角更为立体。在国际贸易领域，有研究应用国际贸易数据对贸易网络的特征及演化规律进行分析，还有研究基于加权网络对贸易网络的拓扑性质及其时间推移下的演化过程展开分析（王文宇等，2021）。虽然关于矿产资源全球贸易的研究已相当丰富，但多集中于石油、铁矿以及稀土、钾盐、磷矿、锂矿等大宗或热门矿种领域，基于网络科学方法对铂族金属全球产业视角下的典型产品贸易格局研究相对较少（梁姗姗等，2018；王玲俊，2020；罗婷等，2022；郑明贵等，2022，2024）。此外，对于矿产的全球贸易研究大多数基于矿产资源的贸易网络而展开，研究视角较为平面化。本文通过“整体—拆解—聚合”，首先逐层刻画出资源空间分布、矿业金融投资和矿产国际贸易等图层，然后聚合构建出一个铂族金属全球产业视角，最后考察铂族金属典型产品贸易格局，相比以往研究更为立体。

（2）贸易格局演化揭示更细致。贸易研究常用的复杂网络领域已有很多研究成果，相关的理论和模型构建也比较成熟，这些研究可解释贸易演化的复杂网络拓扑特征。然而，贸易演化网络会随时间而发生变化，当前研究在网络随时间演变的揭示上仍显不足。许多研究运用网络演化过程证实了网络中的幂律分布，如有学者基于科学合作网络和国际航空网络提出了加权演化网络模型（Barrat Barthélemy Vespignani Model，BBV Model），并得到了点权、度和边权的幂函数分布，为后来根据拓扑结构特征参数研究网络格局演变提供了新方法（Barrat，2008；高庆一等，2020；尹潇潇等，2024）。本文在分析全球产业视角下铂族金属典型产品贸易态势、贸易网络整体和局部拓扑特征的基础上，增加对贸易网络主干结构及其组团的分析，对铂族金属典型产品全球贸易格局演化的揭示更细致。

2 构建铂族金属全球产业视角

2.1 矿产资源的全球产业视角

各类资源的产业链供应链交会构成了全球经济体系的基础组成部分，特别是在矿产资源领域，其涵盖了从勘探、开采、加工到最终的产品销售等多个环节，并构成一个复杂的产业网络。对于依赖矿产资源的国家（地区），矿产资源产业网络的有效性直接影响着资源的全球供应稳定性和分配效率，理解并优化矿产资源的产业网络对于确保资源的可持续性至关重要（Jiang et al，2018；安海忠等，2022；沈立等，2022）。当前，随着全球产业网络间各主体的相互依存度不断加深，铂族金属等战略性矿产资源的产业链供应链呈现出更加复杂的网络特征，不再局限于单一维度的链式关系（刘明宇等，2012；钟维琼等，2018）。

矿产资源典型的产业网络结构如图2所示。矿产资源可狭义地划分为地下资源和地上资源，在经由采掘、冶炼、加工、制造和使用等经典的产业链式流程基础上，通过全球贸易等方式，矿产资源从原矿到初级产品，再到各类制品和废弃物的整个流程形成了一个复杂的产业网络结构。作为学术研究，如将铂族金属全球产业网络中的资源空间分布、矿业金融投资和矿产国际贸易等空间交互因素纳入分析范式中，可构建出一个更为立体的全球产业视角，这种视角不仅有助于揭示铂族金属典型产品的全球贸易格局及其演变，还能够更好地理解铂族金属全球产业的动态变化。

2.2 铂族金属全球产业网络的子图层

（1）铂族金属资源空间分布图层

铂族金属矿产资源在全球范围内分布广泛，但主要集中在特定的地质构造区域，如南非、俄罗斯、津巴布韦和北美等国家（地区），这些地区拥有丰富的铂族金属矿床，既是全球重要的铂族金属资源储量基地，又是全球重要的铂族金属生产基地，影响着全球铂族金属市场（Gunn et al，2009；包顿等，2018；王丰翔等，2022）。对铂族金属的资源地理和资源储量等空间分布特征进行研究，可揭示铂族金属全球产业网络中不同地理区域的空间依赖性程度，识别关键地区和资源集中度。全球铂族金属的矿产资源空间分布概况如表1所示。

刻画的铂族金属资源空间分布图层中，将全球铂族金属矿山以点的形式投影到一个平面内作为后继全球产业视角的底图。需要指出的是，这种将全球铂族金属矿山、产地等以点投影到平面的方法并非严格的地理制图投影，该过程会缺失矿山地理位置坐标、资源储量规模和开采选冶等具体细节，但这种方法以网络科学思维将点投至平面，可展现出铂族金属产业链中不同地理区域的空间分布集中度。基于此，刻画了一个铂族金属的资源空间分布图层，如图3所示。

（2）铂族金属矿业金融投资图层

投资在现代矿业经济中具有重要地位，铂族金属也不例外。对于铂族金属行业的投资趋势是了解铂族金属产业链的关键因素之一，分析过往关于铂族金属的投资数据，识别投资在不同阶段的涨跌幅度、投资额的变化以及投资动态特征具有重要价值（朱清，2015；董延涛等，2021）。受限于数据可获得性，关于全球铂族金属的矿业金融投资概况，本研究将集中关注拥有铂族金属矿山的矿业公司和铂族金属领域的科技巨头，并基于其投资基金和金融合作等披露信息，分析铂族金属全球产业主要参与者的投资策略、投资动机、资金配置、投资组合和投资项目等。全球参与铂族金属矿业金融投资的主要企业概况见表2。

刻画的铂族金属矿业金融投资图层中，虽无法直接体现铂族金属的矿业投资策略、投资动机、资金配置、投资组合和投资项目等详细情况，但通过复杂网络科学思维，可将铂族金属的矿业金融投资信息根据其产业分布进行展现，并以点投影至前述刻画的铂族金属资源空间分布图层之中，由此组合形成铂族金属矿业金融投资图层。图层内的点间连线代表其因产业依赖而形成的矿业金融投资价值流向。基于此，刻画了一个铂族金属的矿业金融投资图层，如图4所示。

（3）铂族金属矿产国际贸易图层

铂族金属在全球范围内存在着广泛的贸易活动，分析其贸易量、贸易伙伴和贸易结构，可揭示铂族金属全球贸易情况和贸易依赖性程度。从铂族金属的出口国和进口国来看，南非、俄罗斯、津巴布韦和北美等国家（地区）是铂族金属的主要产地，也是全球铂族金属供应的重要来源（王丰翔等，2021；Johnson，2024）。关于铂族金属的矿产国际贸易图层，将在后继分析中详细展开。铂族金属的矿产国际贸易概况见表3。

2.3 铂族金属全球产业视角

根据铂族金属全生命周期的流向，将前文3个图层进行聚合，可构建出一个铂族金属全球产业视角。在这个立体的全球产业视角中，其层间节点和层间联系相互依赖，具有空间、投资和贸易3种依赖特性（Schneider et al，2006；Barrat，2008）。另外，基于铂族金属全球产业视角，抽取并整理出的拓扑网络可从点和线的层面进行深入剖析，如投资节点表示资本、技术和人力资源等要素的投资行为，投资节点的度中心性等指标代表在产业网络中的重要性和贡献度，较高的投资依赖性也意味着产业网络对投资要素的供给和流动具有较高的依赖程度（Xi et al，2020；刘林青等，2021；沈曦等，2022）。铂族金属全球产业视角示意图，如图5所示。铂族金属全球产业视角中，其多维结构是由刻画的3个图层聚合构建，象征价值流动的节点和连线，将铂族金属的资源空间分布、矿业金融投资和矿产国际贸易构建成一个互联互通的复杂全球产业。值得注意的是，贸易节点与其他节点之间的连接背后是铂族金属的全球贸易关系和资源流动，使得矿产国际贸易图层在铂族金属全球产业网络中有着最为丰富的层间结构和层间交互信息（刘林青等，2021）。

3 全球产业视角下铂族金属典型产品贸易网络拓扑特征

3.1 铂族金属典型产品的全球贸易态势

国际贸易的研究数据常通过查询HS编码（即海关编码）获取，该编码全称为《商品名称及编码协调制度的国际公约》，是一种系统的、多用途的国际贸易商品分类体系。国际标准HS编码涵盖了《联合国国际贸易标准分类（SITC）》和《海关合作理事会税则商品分类目录（CCCN）》两大分类编码体系，也是目前国际上广泛应用的国际贸易商品分类体系（数据来自UN Comtrade）。通过HS编码查询，铂族金属相关商品主要包括浓缩物、精矿、精粉、冶炼渣、化合物、催化剂和锭等。因铂族金属包含6种元素，HS编码对铂族金属6种元素的相关产品做了单独编码。铂族金属典型产品的HS编码及概况见表4。

我国是全球最大的铂族金属资源进口国，同时也是铂族金属精细商品的全球主要出口国。参照美国地质调查局《矿产品摘要》中的铂族金属商品分类，并结合我国自身产业和贸易情况，本研究对铂族金属贸易格局的分析主要涉及铂、钯、铑以及铱、锇、钌4类典型产品，其中铱和锇的年产量和年贸易量极少，受历年数据的可获得性和准确性限制，本文仅做简略分析。

此外，铂族金属的中间商品还有含铂族金属元素的催化剂（HS编码：381512），如载铂催化剂；含铂族金属元素的无机或有机化合物（HS编码：284390），如氯化钯、氯化铂、奥沙利铂、卡铂、奈达铂和顺铂，以及燃料电池用氧化铱、双二氯化钯、贵金属汞齐等其他铂族元素化合物。其中，含铂族金属元素的无机或有机化合物的贸易额整体呈现逐年增长的趋势，1990年时贸易额较低，之后持续呈增长趋势，反映出含铂族金属元素的化合物在当前全球产业中的不可或缺性；含铂族金属元素的催化剂尽管贸易额增长幅度较小，但稳定增长的趋势同样显示其在当前全球产业中的重要地位。关于含铂族金属元素的催化剂、含铂族金属元素的无机或有机化合物等中间商品的历年贸易额见图6。

根据以上铂族金属相关商品HS编码，从海关统计数据查询平台、联合国商品贸易统计数据库和世界铂金投资协会等渠道，获取1990—2023年全球所有国家（地区）对中国开展铂族金属资源的进口、出口贸易数据。在铂族金属贸易网络中，边的指向就是铂族金属的贸易流向，铂族金属的贸易流出对应出口，流入对应进口。借鉴以往研究，首先，构建无权网络，用邻接矩阵表示铂族金属全球贸易网络，其中A_{ij}(t)=\mathrm{1}表示在第t年i国向j国出口铂族金属，若A_{ij}(t)=\mathrm{0}则表示两国之间未产生铂族金属贸易；然后，构建加权网络，以前述提到的联合国商品贸易数据库中铂族金属全球贸易量为权重，用加权邻接矩阵表示铂族金属全球贸易网络，若i国和j国在第t年未产生铂族金属贸易，则W_{ij}(t)=\mathrm{0}；若产生铂族金属贸易，则W_{ij}(t)=T，其中T为贸易量。本研究分别以参与铂族金属全球贸易的国家和贸易流动方向作为网络节点和有向边，构建了从1990年开始，间隔周期为5年的全球铂族金属贸易有向时序网络。

铂族金属典型产品贸易态势发展（1990—2023年）如图7所示。由图7可知，1990—2023年，全球铂族金属贸易网络呈现出显著扩展和复杂化的趋势。早期的贸易网络较为简单，但随着时间的推移，更多国家逐步融入全球铂族金属贸易网络，表明国际贸易格局更加多样化和网络化，铂族金属的全球化贸易态势日趋成熟。

3.2 贸易网络的整体拓扑特征

（1）在度分布方面

节点的度是指网络中与该节点相连接的其他节点的个数，对于有向网络来说，每个节点的度均包含出度和入度。在全球铂族金属贸易网络中，节点度表示2个国家的铂族金属贸易伙伴关系，若一个国家与其他国家的贸易伙伴关系越多，则该国家的度越大（计启迪等，2021；尹潇潇等，2024）。用N(t)代表第t年全球参与铂族金属贸易的国家数量，国家i在第t年的出度和入度分别对应从第i国出口铂族金属和第i国进口铂族金属的贸易伙伴数量。本研究以总出入度为例，其节点度、网络平均度分别定义为

K_i(t)={\sum }_{j=\mathrm{1}}^{N(t)}{A}_{ij}(t)（1）

〈K〉=\frac{\mathrm{1}}{N}{\sum }_{i=\mathrm{1}}^N{K}_i（2）

铂族金属典型产品贸易网络的平均加权度反映了整个网络的平均贸易关系数量情况，如表5所示。1990—2023年，平均加权度急剧增加反映了当时经济全球化推进的背景下，越来越多的国家参与到全球铂族金属贸易体系中，使得整个贸易系统容量不断增大，而国家间的铂族金属贸易联系也趋于紧密，相互依赖性逐步加强。其中，2000—2005年的平均加权度上升幅度较小，说明这段时间贸易关系基本平稳，全球铂族金属供需和贸易环境较为稳定；网络直径基本保持不变，说明全球铂族金属贸易网络的广度相对稳定，图密度逐渐提高表明贸易网络整体结构更加复杂和高效。

另外，无权网络中的节点度越大，说明该节点越重要。在加权网络中，不仅要考虑节点度，还要考虑该节点的连边权重，即通过该节点的贸易量，否则可能会忽略一些度很小但贸易量大的节点。在全球铂族金属贸易网络中，节点的强度代表国家间铂族金属贸易伙伴的关系强度，可用N(t)代表第t年全球进行铂族金属贸易的国家数量，那么第i国在第t年的出强度和入强度分别对应第i国的铂族金属出口量和铂族金属进口量。本研究以总强度为例，其定义如下：

S_i^{\mathrm{o}\mathrm{u}\mathrm{t}}(t)={\sum }_{j=\mathrm{1}}^{N(t)}{W}_{ij}(t)（3）

铂族金属贸易有向网络的整体拓扑特征（1990—2023年）如图8所示。由图8可知，铂族金属典型产品全球贸易有向网络的平均度整体呈现稳步增长趋势。具体而言，1990—2023年，铂族金属典型产品的全球贸易网络平均度在平稳上升后趋于稳定，变化平缓，但此期间平均加权度先发生急剧增加后在2020年直转急下，说明全球对于铂族金属的需求在2020年之前不断增长，但此时网络直径保持相对稳定，说明尽管贸易范围扩大，但网络的广度未显著变化，表明网络的结构较为稳定和紧密。这在一定程度上反映了铂族金属的地质矿产属性，由于资源高度集中，因矿山老化和资源枯竭以及本国对于铂族金属相关产品的需求大幅增长，部分重要的铂族金属生产国已无法向国际市场供应更多的铂族金属矿产资源，导致即使是资源出口国，在建立更多铂族金属贸易关系的强度上也较为乏力。

（2）在度相关性方面

度相关性是指网络中节点的连接倾向性，特别是在节点度方面的倾向性，描述了网络中连接多的这类高度节点倾向于与其他高度节点连接（即正相关性），还是倾向于与低度节点连接（即负相关性）（郭世泽，2012；尹潇潇等，2024）。为网络中每个节点计算其度K_i，对于网络中的每条边(i,j)，记录节点i的度K_i和节点j的度K_j，其度相关性定义如下：

R=\frac{{\sum }_{ij}(K_i-\overline{K})(K_i-\overline{K})}{{\sum }_i(K_i{-\overline{K})}^{\mathrm{2}}}（4）

式中：\overline{K}为网络中节点度的平均值。另外，对于网络中的每个节点，定义K_{\mathrm{A}\mathrm{V}}为其所有邻居节点度的平均值，对于每个节点i，找出其所有邻居节点j，计算这些邻居的度K_j的平均值，即：

K_{\mathrm{A}\mathrm{V}i}=\frac{\mathrm{1}}{\left|N(i)\right|}{\sum }_{j\in N(i)}{K}_j（5）

式中：N(i)为节点i的邻居节点集合；\left|N(i)\right|为这些邻居的数量。计算得出1990—2023年间的8个度相关性数值，分别为R_{\mathrm{1990}}=-\mathrm{0.5916}，R_{\mathrm{1995}}=-\mathrm{0.4353}，R_{\mathrm{2000}}=-\mathrm{0.4195}，R_{\mathrm{2005}}=-\mathrm{0.3147}，R_{\mathrm{2010}}=-\mathrm{0.4146}，R_{\mathrm{2015}}=-\mathrm{0.3306}，R_{\mathrm{2020}}=-\mathrm{0.3743}，R_{\mathrm{2023}}=-\mathrm{0.5021}。这表明在铂族金属的贸易网络中，高度节点倾向于与低度节点相连接，即网络呈现出负度相关性。这种模式在某些社交或生物网络中较为常见，表明网络中可能存在层次化或功能分化等结构。

节点度的选择性关联为节点度相关性，在铂族金属典型产品的全球贸易网络中，平均邻居度代表了贸易网络中一个给定节点的贸易伙伴多少，通过测量其随节点度的变化趋势可以得到节点的度相关性特征。当相关度高的节点倾向于与相关度高的节点相连接时，网络为同配网络（Tang et al，2023；尹潇潇等，2024）。反之，当相关度高的节点倾向于与相关度低的节点相连接时，则网络为异配网络。铂族金属典型产品的全球贸易网络中节点平均邻居度大多为0~2，这意味着部分贸易节点是孤立或没有出度，或出度很小。然而，从1995年开始，节点不断增多且平均邻居度开始有更多变化趋势，平均邻居度整体上随时间的推移而增大，说明全球铂族金属贸易网络为同配网络，贸易伙伴较多的国家倾向于与贸易伙伴较多的国家建立铂族金属贸易。这可能是由于地理相近、资源相似或经济合作等因素，部分地区的国家倾向于与该地区的中心枢纽国家开展铂族金属贸易，进而形成以该地区资源控制强的国家为中心的区域合作组织，如南非和俄罗斯曾尝试建立类似于石油的“欧佩克型铂族金属贸易组织”（Hao et al，2019；Georgitzikis et al，2023）。

另外，在2010年之后，铂族金属典型产品贸易网络中的平均邻居度的分布区域稳定，同时也有新的节点加入，但平均邻居度基本为0或1，这可能是由于部分资源控制较弱的国家因条件限制而缺乏贸易比较优势，在贸易过程中只能选择有利于自身的合作对象。铂族金属典型产品贸易网络的度相关性及平均邻居度（1990—2023年）如图9所示。由图9可以看出，1995—2023年，铂族金属典型产品贸易网络的平均邻居度呈现不同的波动趋势，尤其是在2005年之后，网络中节点间合作关系变得更加复杂，部分年份出现显著的下降和波动，反映了国际贸易合作的动态性及全球铂族金属资源贸易网络中的不均衡分布。

3.3 贸易网络的局部拓扑特征

（1）在中心性方面

一般而言，贸易网络的中间中心度代表了网络节点的媒介能力，该节点可占据在其两节点联络上的重要位置，也说明该节点对资源流动的控制程度（李华姣等，2020；刘林青等，2021）。在全球铂族金属典型产品贸易网络中，若一国节点占据在许多他国节点对的最短路径上，则该节点具有较高中间中心度，即经由该国的铂族金属贸易关系较多，代表该国在与他国进行铂族金属贸易的过程中能够起到媒介作用。铂族金属典型产品全球贸易中心性从高到低排名前5位的节点国家（地区）见表6。

由表6可知，1990—2023年，铂族金属贸易中心性从高到低的前5位节点国家（地区）中，中国香港和中国均出现8次，澳大利亚出现6次，奥地利和比利时均出现3次，德国出现2次，加拿大、法国、塞浦路斯、亚美尼亚、缅甸、巴林和玻利维亚等国家均为1次，可见全球铂族金属对中国的进出口贸易中，澳大利亚等传统矿产资源出口国与中国的铂族金属贸易关系很紧密，而中国香港和内地之间的贸易关系最为密切。从现实情况来看，由于铂族金属的全球矿产资源集中度高，且大多数分布在南非和俄罗斯等国家（地区），但这些国家（地区）与我国的贸易中心性却并不靠前，推测铂族金属的全球贸易更多的是通过转口贸易完成，这在一定程度上解释了中国香港对内地的铂族金属贸易关系如此紧密的原因。另外，1990—2023年，虽然有过苏联解体（1991年）、世贸组织成立（1995年）、中国香港回归（1997年）、中国加入WTO（2001年）、伊拉克战争（2003年）、全球金融危机（2008年）、COVID-19全球大流行（2020年）和俄乌战争（2022年）等对全球贸易均产生过重大影响的事件，但总的来说，铂族金属典型产品全球贸易网络的稳定性和效率影响着中国对铂族金属的贸易控制能力。

（2）在集聚系数方面

在全球铂族金属贸易网络中，集聚系数指的是与一个给定国家具有直接贸易关系的2个国家彼此恰好也具有直接贸易关系的概率，这种属性就是网络的集聚属性，代表了连接在一起的节点的各自近邻节点之中有多少是共同的近邻节点，这也反映了节点近邻之间的集团性质，近邻之间关联越紧密，则集聚系数越大，说明国家间的贸易联系越紧密且呈高集聚趋势，反之则国家间的贸易联系越松散（李华姣等，2020；刘林青等，2021；尹潇潇等，2024）。

加权集聚系数不仅考虑网络的集聚性，还考虑相邻节点间的边权重。对加权网络的节点集聚系数定义如下：

C_i^W=\frac{\mathrm{1}}{S_i(K_i-\mathrm{1})}{\sum }_{j,k}\frac{(W_{ij}+W_{ik})}{\mathrm{2}}{A}_{ij}{A}_{jk}{A}_{ki}（6）

式中：S_i为节点i的点强度；K为节点i的度；W_{ij}\mathrm{和}{W}_{ik}分别为与节点i相连的2条边权重；A_{ij}、A_{jk}\mathrm{和}{A}_{ki}为无权网络邻接矩阵中的值。另外，平均加权集聚系数\overline{C_i^W}为所有节点i的加权集聚系数C_i^W的平均值，可表示为

\overline{C_i^W}=\frac{\mathrm{1}}{N}{\sum }_{i=\mathrm{1}}^N{C}_i^W（7）

表7所示为全球铂族金属典型产品贸易网络的平均加权集聚系数。由表7可知，1990—2023年，铂族金属典型产品贸易网络的平均加权集聚系数波动幅度较大：2004年受伊拉克战争的影响，全球贸易关系恶化，集聚系数达到谷底，伊拉克战争结束后全球贸易关系迅速恢复；2006—2008年，集聚系数又有较大幅度的下降，说明金融危机对全球铂族金属贸易关系产生较大影响，但从下降幅度可以看出，金融危机对全球铂族金属贸易的影响强度小于战争等因素。铂族金属典型产品全球贸易网络的平均加权集聚系数及演化如表7所示。可以发现，1990—2023年，铂族金属典型产品全球贸易网络的平均加权集聚系数整体呈现波动上升趋势，尤其是2000年以后显著增加，2004年虽然受国际形势影响有所下降，但此后逐渐恢复，并在2010年后趋于稳定，反映出全球铂族金属贸易网络的合作密集度逐步加强，贸易网络的紧密度和模块化程度在全球经济动荡中逐步增强。

4 全球产业视角下铂族金属典型产品贸易网络主干结构

4.1 贸易网络主干结构

综合考虑聚类系数和平均最短路径，可展示所谓的“小世界”效应。其中，平均聚类系数给出关于一个节点聚类或抱团的总体迹象，平均最短路径长度则反映了网络中任意2个节点之间的距离。这2个指标结合起来，可以揭示网络是否具有小世界特性，即网络中大多数节点之间的连接路径较短，同时邻近节点之间也存在较高的连接概率（Barrat，2008；刘林青等，2021）。如表8所示，选取2023年铂族金属4类典型产品的全球贸易数据，分析其整体贸易网络（4个产品的贸易网络类型均为整体网络）拓扑指标参数，节点以铂的典型产品最多，这也符合现实中的铂族金属全球产销特征，而从网络直径、图密度、平均集聚系数和平均路径长度上可以看出，铂族金属4类典型产品的差异不大，与现实中铂族金属呈现出的寡头矿业特征相符。

对铂族金属典型产品的贸易网络进行可视化，得到铂族金属典型产品的全球贸易结构图，如图10所示。其中，每个节点代表一个国家（地区），节点大小与贸易总量成正比，边代表贸易联系，边的粗细与贸易量成正比。相同颜色的节点表示属于同一个社区或组团，表明这些国家（地区）之间存在较为紧密的贸易关系（国琳等，2016；计启迪等，2021）。进一步分析表8和图10可知，铂［图10（a）］和钯［图10（b）］的贸易网络较为稠密，显示出较高的平均度和平均加权度，这意味着这些金属的贸易涉及更多的国家（地区），且贸易量较大；铑［图10（c）］以及铱、锇和钌［图10（d）］的网络相对稀疏，但仍显示出重要的贸易联系，且核心国家（地区）之间的贸易联系较为强烈。

对于构建的铂族金属全球产业视角，贸易网络虽然只是其全球产业视角中的一个图层，但因节点和连边众多，贸易网络图层中蕴含的信息最为丰富，但也导致贸易网络图层内的细节过于琐碎，无法进行精炼分析。网络科学研究中常用TOP-n来代表网络中的主干结构，即保留每个节点联系最紧密的前n个节点及其连边。关于TOP-n的n取值，原则是既要精简数据便于分析，也要尽可能保留更多的网络信息（计启迪等，2021；刘林青等，2021）。在进一步精简数据和最大保留贸易信息之后，本文分别提取n=1，2，3，4，5，10时的网络结构，计算网络结构中的边数和边权之和与整体网络的比重，如表9所示。

在贸易网络的主干结构中，铂族金属全球贸易网络既能够快速传播信息，又能够维持稳定的贸易联系，尤其是尽管数据被大幅简化，但仍保留了大部分关键贸易联系和信息。由此推测，铂族金属典型产品贸易网络确实符合显著的小世界特性，这在高聚类系数和短平均路径长度中也得到了体现。

（1）铂。在整体网络方面，铂的典型产品贸易网络节点数为142，边数为1 072，显示出一个较为复杂的贸易网络。平均度为7.549，表明每个国家（节点）平均与约7.5个其他国家有直接贸易联系。较高的平均加权度（223 828 295.823）进一步说明了这些联系的重要性；在主干网络方面，在不同的TOP-n值下，边数和边权的比重逐步增加，显示出随着n值的增加，网络能够保留更多的整体信息。TOP-10时的边数比例达到45.99%，边权比例达到97.71%［图10（a）］。

（2）钯。在整体网络方面，钯的典型产品贸易网络节点数为105，边数为681，平均度为6.486，平均加权度也较高（233 686 948.107），显示出一个较为集中但仍较广泛的贸易网络；在主干网络方面，TOP-10时的边数比例为53.30%，边权比例为98.89%，说明钯的典型产品贸易主干网络在TOP-10时能够很好地保留整体网络的贸易信息［图10（b）］。

（3）铑。在整体网络方面，铑的典型产品贸易网络节点数为88，边数为409，平均度为4.648，网络相对稀疏，但平均加权度高（262 582 588.055），说明贸易量集中于少数重要节点之间；在主干网络方面，TOP-10时的边数比例为66.26%，边权比例为99.86%，显示出铑的典型产品贸易网络在主干结构中高度集中［图10（c）］。

（4）铱、锇和钌。在整体网络方面，铱、锇和钌的典型产品贸易网络节点数为92，边数为446，平均度为4.848，显示出中等程度的集中度和高加权度（54 932 118.178）；在主干网络方面，TOP-10时保留了61.88%的边数和99.37%的边权，这意味着尽管贸易量较小，但主干网络能够很好地反映整体网络的主要特征［图10（d）］。

4.2 主干结构中的组团

复杂网络科学中常用社区发现算法识别网络中具有较高内部连接密度，但与其他部分连接较少的子群体社区。通过下载Louvain算法程序包，基于模块度最大化，将网络节点分配到最大化模块度的社区中，通过社区发现算法并结合前述提取的贸易主干结构，识别出铂族金属4类典型产品贸易网络中的组团，并对组团结构进行可视化，其中的节点代表国家（地区），相同颜色节点归属于同一组团，节点大小与贸易总数成正比。另外，边代表国家（地区）的贸易联系，颜色与目标节点一致，粗细与贸易量成正比（Newman et al，2004；计启迪等，2021）。铂族金属典型产品全球贸易网络的组团如表10所示。

关于铂族金属典型产品全球贸易网络的组团结构，图中各组团的颜色代表不同社区，通过颜色和节点大小，可直观看到各个国家在铂族金属全球贸易网络中的地位和重要性。铂族金属4类典型产品的贸易网络模块度为0.15~0.32，由4~5个组团构成，各产品的贸易联通形成较明显的组团结构，但具体的组团数量、组团构成以及组团内的国家（地区）之间的贸易关系存在明显差异，如图11所示。

（1）铂的典型产品［图11（a）］组团数量为5。其中，1号组团包含86个节点，包括南非、俄罗斯和中国等主要铂生产和消费国，它们在全球铂贸易中占据重要地位，显示出这些国家在铂的典型产品全球贸易中的核心地位；2号组团包含36个节点，以欧洲和北美国家为主，包括德国、英国和美国，这些国家在工业、汽车制造和高科技产业中对铂的典型产品的需求巨大；其余组团包含较小的贸易国，反映了铂的典型产品在全球范围内分布广泛和需求多样化。

（2）钯的典型产品［图11（b）］组团数量为4。其中，1号组团包含52个节点，以俄罗斯为核心的组团是钯的主要生产国，在这一组团中占据重要位置；2号组团包含27个节点，包括大量的欧洲国家，推测这些国家在汽车催化转换器中的钯需求量巨大，显示出这些国家在钯的需求和贸易中均十分活跃；3号和4号组团主要为北美和亚洲一些重要的贸易国，如美国、日本和韩国，这些国家（地区）在钯的典型产品全球贸易中扮演着重要角色。

（3）铑的典型产品［图11（c）］组团数量为5。其中，2号组团包含58个节点，涵盖了全球大部分的铑贸易国，因铑主要用于汽车催化转换器和化学工业，需求量集中在少数几个主要消费国，显示出铑的贸易高度集中；其余3个组团以亚洲和欧洲的一些重要贸易国家为主。

（4）铱、锇和钌的典型产品［图11（d）］组团数量为5。其中，1号组团包含40个节点，以南非为中心，为铱、锇和钌的主要生产和消费国家，显示出铱、锇和钌金属的贸易网络具有高度集中性；2号和3号组团分别以美国和德国为中心，包含56个节点，包括几乎全球大部分铱、锇和钌消费国家，剩余组团内所包含的国家较少。

总的来说，通过以上铂族金属典型产品在全球贸易网络中组团结构的数据和图表来看，铂族金属典型产品的贸易网络均显示出明显社区结构，虽然贸易网络拓扑结构中的这些组团社区与地理和经济因素密切相关，但部分特定的铂族金属元素在不同组团中表现出显著的集中性和模块性。基于全球产业视角对铂族金属典型产品进行分析，不仅揭示了各国在全球铂族金属贸易中的角色和地位，也对铂族金属的全球产业链供应链提供了一种可视化展现方法。

5 研究结论与启示

5.1 研究结论

（1）网络扩张与依赖加深。通过对铂族金属典型产品贸易网络的度分布演化规律进行分析可知，1990—2023年，铂族金属典型产品贸易网络整体的度相关性和平均邻居度持续上升，表明在全球化迅速推进的初期，经济全球化的理念促使越来越多的国家加入全球铂族金属贸易体系，整个铂族金属的贸易系统容量不断增大，而国家间的铂族金属贸易联系也趋于紧密，相互依赖性逐步加强。

（2）转口枢纽控制力强。通过对铂族金属典型产品贸易网络的中心性演化规律进行分析可知，中国香港、澳大利亚、德国和俄罗斯等国家（地区）长期保持高介数或高接近中心性，对我国铂族金属贸易控制能力较强，其中中国香港凭借成熟的转口贸易体系占据重要地位。尽管国际重大事件对全球贸易造成扰动，但可能是转口贸易模式的存在，使得铂族金属全球贸易网络整体效率对我国铂族金属进口通道和贸易控制能力产生直接影响。

（3）同配性与抱团风险。铂族金属典型产品贸易网络的度相关性的分析结果表明，全球铂族金属贸易网络呈显著同配特征，贸易伙伴多的国家倾向于与同样高连通国家开展贸易，易形成“富俱乐部现象”。贸易全球化和区域组织合作逐步加强，部分铂族金属矿产资源生产国因条件限制而缺乏贸易比较优势，只能与条件相似的国家互连，可能导致全球铂族金属供应体系的结构脆弱性。

（4）外部冲击放大效应。铂族金属典型产品贸易网络的集聚系数演化规律的分析结果表明，铂族金属典型产品贸易网络的平均加权集聚系数时序波动显著，当国际形势突变导致全球贸易格局恶化时，铂族金属全球贸易网络的集聚系数骤降，说明铂族金属资源安全风险可通过贸易网络迅速放大并引发链式中断。

5.2 启示与建议

基于研究结论，针对不同主体提出差异化的管理办法。同时，为提升我国铂族金属资源安全水平，保障我国铂族金属产业链供应链安全，以中国视角提出如下建议：

（1）在资源供需两端。对于南非、俄罗斯和津巴布韦等主要的资源生产国，应优先解决电力短缺和基础设施老化等问题，为全球市场提供更稳定的铂族金属资源供给；对于中国等铂族金属对外依存度高的国家除了更加重视加强与资源生产端的合作之外，还应通过强化国家战略储备等规划，保障国家铂族金属资源安全。

（2）在产业相关环节。对于中国香港等转口贸易枢纽，需防范国际制裁和资金冻结风险；对于金融机构，可尝试创新开展铂族金属等战略性矿产供应保险以应对政策突变或绿色合规压力；对于资源加工和循环回收等企业面对的价格波动和资金难题，除了借鉴国际成功方案开展风险对冲，还应加强与铂族金属二次资源富集行业的企业建立长期合作框架，实现铂族金属资源循环的产业高质量发展。

总体而言，全球铂族金属需求保持刚性增长，主要资源国受储量衰减、矿山老化和本土深加工需求扩张的影响，可贸易盈余持续收窄。我国依赖转口渠道仍难以完全缓解上游供给收缩带来的外部冲击，资源短缺风险存在沿产业网络向我国传导的现实可能。

本研究通过构建“资源空间分布—矿业金融投资—矿产国际贸易”三图层叠合的复杂网络模型，系统揭示了1990—2023年铂族金属贸易格局的演化特征，但仍存在若干局限：其一，指标体系尚未充分纳入场外交易、期货市场和地缘政治等非线性因素，可能低估了金融化和政策冲击的网络效应；其二，图层间耦合机制以静态叠合为主，未能刻画多时间尺度下的动态反馈过程；其三，缺乏替代技术和资源回收路径的情景模拟，限制了对长期战略的前瞻支撑。为此，未来研究可进一步推动多图层数据融合，构建动态系统图模型，深入解析空间、资本与贸易之间的跨层依赖与交互机制；引入时空网络动力学方法，揭示产业网络结构与功能的演化规律；开展多情景模拟和稳健性检验，识别风险传导路径，为关键节点治理与产业链韧性提升提供理论支持和分析工具。

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基金资助

国家自然科学基金项目“钒酸铋@MOF光阳极的构建及其甘油选择性氧化性能的研究”(22008059)

教育部人文社会科学研究规划基金项目“农民合作社内部交易关系的构成与异变机理研究”(20YJA790030)