中国省域与全球经济耦合的多区域投入产出数据库构建与应用

《Scientific Data》：A multi-regional input-output database linking Chinese subnational regions and global economies

本研究针对当前多区域投入产出（MRIO）表在国际与省域层面割裂的问题，开发了首个覆盖中国30个省域与66个经济体的子国家-国际耦合（SIC）MRIO数据库（2017年基准）。通过融合宏观海关数据、微观企业物流信息与大语言模型（LLM）技术，构建了包含30部门的耦合模型，精准捕捉了全球价值链（GVC）中"双循环"结构的省际-国际经济流动与隐含碳排放关联。该数据库为评估区域产业韧性、供应链重构及碳中和政策提供了高精度量化工具，相关成果发表于《Scientific Data》。

　　

在全球经济格局从超全球化向区域化、数字化转型的背景下，国际货物贸易与资本流动呈现碎片化趋势，而供应链与价值链的韧性重构成为各国战略焦点。这种转变催生了同时涵盖国家内部（子国家）与国际层面经济流动的"双循环"结构，尤其在中国省域经济深度参与全球分工的现实中尤为显著。然而，现有国际MRIO数据库（如GTAP、OECD、EXIOBASE）与子国家MRIO表（如CEADs、Li等研究）分别独立构建，缺乏耦合关联，导致无法精准量化省域经济体在全球价值链中的角色分工、碳排放责任及产业联动效应。

为破解这一难题，西安交通大学等团队在《Scientific Data》发表了题为"A multi-regional input-output database linking Chinese subnational regions and global economies"的研究，构建了2017年基准的子国家-国际耦合（Subnational and International Coupling, SIC）MRIO数据库。该数据库覆盖中国30个省域、66个经济体及30个经济部门，首次实现了国际与省域投入产出表的系统性耦合。

研究团队创新性地采用宏观-微观数据融合框架：宏观层面整合中国海关总署的74万条商品贸易数据、中国商务年鉴的服务贸易数据（STIE）及OECD国际投入产出表（ICIO）；微观层面通过阿里云全球贸易物流平台（Alayun Platform）和ImportYeti平台获取155万条企业级进出口物流记录，并运用GPT-4 API与微调后的Llama 3模型对企业主营业务进行智能行业分类，构建跨国部门间贸易比例矩阵。针对部分省份数据缺失问题，采用区域相邻或GDP相近原则进行数据填补（详见表4）。最终通过广义RAS（GRAS）算法进行表平衡处理，使中间矩阵（2820×2820）、最终需求向量（2820×282）与增加值向量（2820×1）满足投入产出恒等式约束。

关键技术方法概述

研究通过多维数据整合与人工智能技术突破传统MRIO编制瓶颈：首先基于海关HS编码与行业对照表将商品贸易映射至30个经济部门；其次利用LLM对企业级物流数据智能分类，生成省域-国家间部门级贸易流；最后结合OECD ICIO框架与省域投入产出表（EST_MRIO），通过GRAS算法优化矩阵平衡，实现宏观总量与微观结构的一致性校验。

数据库结构验证

SIC-MRIO在国际贸易总量还原度上显著优于现有数据库：与中国海关统计相比，进口误差仅2.53%（EXIOBASE为17.82%），出口误差5.09%（OECD为11.12%）。在中间使用与最终需求结构方面，与CEADs、EXIOBASE等数据库保持一致性，但更精准刻画了天津、吉林等省域的特异性经济结构（图4）。

微观数据精度保障

通过GPT-4提取的企业信息经人工复核准确率达98%，但语义精确度仅90%（存在"工业制造"等模糊描述），此类术语被排除在分类体系外。企业级数据与海关记录的交叉验证进一步保障了贸易流量的可靠性（补充信息6）。

双循环结构量化创新

如图1c所示，SIC-MRIO通过灰色区块清晰呈现省际（红色区块）与国际（绿色区块）经济流的耦合关系，突破传统MRIO仅能单独刻画国内或国际贸易的局限。其中省域出口中间矩阵（SIC-MRIO_ZExport）与进口矩阵（SIC-MRIO_ZImport）的构建，首次实现省域部门对国际部门中间品贸易的精细化映射。

研究结论与意义

该研究开创性地将人工智能技术系统引入投入产出表编制领域，通过LLM解决传统方法依赖强假设（如省域与国家贸易结构同质化）的缺陷。SIC-MRIO数据库不仅为评估中美贸易摩擦、疫情冲击等事件对省域价值链的影响提供基准工具，更可支持中国"双碳"目标下省域碳排放责任核算、区域产业政策优化等应用场景。数据库已公开于figshare平台（https://doi.org/10.6084/m9.figshare.28973396.v3），包含完整源码与处理流程，为经济环境系统建模研究提供新一代基础设施。