Analysis on the evolution of bauxite flow pattern in the world based on the gravity model of resource field

doi:10.3969/j.issn.1004-9479.2023.03.2021065

Abstract

Abstract:

Bauxite, the raw material for aluminum production, is a bulk commodity in international trade. China is the world's largest importer of bauxite. It is of great significance for China to adjust its production capacity structure by analyzing the changes in the bauxite flow pattern and its evolution causes since this century. In this paper, the concept of resource field is introduced, the gravity model of bauxite resource field is constructed, and the cause of its change is revealed. The results are as follows: geographically, the flow of bauxite resources in the world is a process of moving from the southern hemisphere to the northern hemisphere; the potential of resource field determines the change of bauxite resource flow trace; the Strait of Malacca is the most important maritime channel from Guinea to China, accounting for 44% of China's imports of bauxite; the supply capacity of the world's bauxite exporting countries and the strong production demand of the importing countries are the basic driving forces to promote the flow of bauxite resources. However, transportation cost and increase of bauxite prices are the basic obstacles to its flow. This study reveals the flow pattern of bauxite resources in the world in recent years and its evolution causes, which has reference significance for the relevant departments of China to formulate relevant policies scientifically.

Key words: bauxite, resource field, flow, pattern, cause, gravity model

摘要：

铝土矿是国际贸易中的大宗货物，中国是世界最大的进口国之一。探讨21世纪以来世界铝土矿流动格局的变化，分析其演变成因，对于中国调整产能结构具有重要借鉴意义。本文引入资源场概念，构建了铝土矿资源场引力模型，揭示了其变化成因。结果表明：世界铝土矿资源的流动是自南半球起至北半球横跨大洲的海上搬迁过程；资源场的位势决定了铝土矿资源流动迹线的变化；马六甲海峡是几内亚至中国最重要的海上通道，其运量占中国铝土矿进口量的44%；世界铝土矿输出国充足的供给能力和输入国旺盛的生产需求是推动铝土矿资源流动的基本驱动力，运输成本和铝土矿价格是其流动的基本阻力。本研究揭示了近年来世界铝土矿资源的流动格局及其演变成因，对于中国有关部门制定相关政策具有借鉴意义。

关键词: 铝土矿, 资源场, 流动, 格局, 成因, 引力模型

Di WU, Yupeng WANG, Nuo WANG. Analysis on the evolution of bauxite flow pattern in the world based on the gravity model of resource field[J]. World Regional Studies, 2023, 32(3): 52-63.

吴迪, 王宇鹏, 王诺. 基于资源场引力模型的世界铝土矿流动格局演变分析[J]. 世界地理研究, 2023, 32(3): 52-63.

Figures/Tables 9

Tab.1 Model variables, correlations and their meanings

因素	变量	相关关系	含义
供需状况	铝土矿总出口量	+	出口国铝土矿总出口量越高，代表其输出铝土矿的供应能力越高，会促进铝土矿流动
供需状况	铝土矿总进口量	+	进口国铝土矿总进口量越高，代表其本国铝土矿的对外依存度越高，会促进铝土矿流动
价格	铝土矿交易价格	－	价格越高，成本越高，与流动量负相关
距离	两国间海运距离	－	直接影响运输成本。距离越远，运输成本就越高；反之则越低
国家政治安全	出口国安全指数	－	衡量出口国国家政治安全指数，出口国的政治稳定会促进铝土矿流动，数值越小表示国家政治安全指数越高，故为负相关
地理关系	是否相邻	+	相邻国家间会有更直接的经济交流和更为便利的通商口岸，会促进铝土矿流动
贸易政策	是否有自由贸易政策	+	自由贸易政策能降低贸易壁垒，会促进铝土矿流动

Tab.2 Statistical data of world bauxite resource potential center

2000年				2019年
高位势		低位势		高位势		低位势
国家	位势/万t	国家	位势/万t	国家	位势/万t	国家	位势/万t
几内亚	899.40	美国	－537.02	几内亚	6 400.00	中国	－10 066.48
澳大利亚	476.20	爱尔兰	－247.41	澳大利亚	3 914.76	乌克兰	－508.89
巴西	428.98	意大利	－222.83	印度尼西亚	1 443.01	爱尔兰	－473.00
圭亚那	250.70	加拿大	－219.08	巴西	710.53	美国	－499.09
		日本	－206.49	牙买加	303.58	西班牙	－415.92
		西班牙	－200.69			加拿大	－367.99
						德国	－254.97

Fig.1 The change of potential center distribution and flow tracks of bauxite resources in the world

Tab.3 Comparison of world bauxite marine transportation routes and their changes

2000年			2019年
主要航线	航线距离/n mile	运量/万t	主要航线	航线距离/n mile	运量/万t
几内亚—爱尔兰	2 720.41	216.75	几内亚—中国	11 475.54	4 440.00
澳大利亚—意大利	7 103.40	211.50	澳大利亚—中国	2 864.47	3 600.00
几内亚—西班牙	1 990.33	191.35	印度尼西亚—中国	2 137.96	1 440.00
圭亚那—美国	2 207.78	176.49	几内亚—西班牙	1 990.33	390.91
巴西—美国	4 993.09	157.43	几内亚—乌克兰	4 205.51	373.50
几内亚—美国	3 690.87	153.38	几内亚—爱尔兰	2 720.41	327.35
巴西—加拿大	5 171.98	145.75	牙买加—美国	1 279.54	260.85
澳大利亚—日本	3 257.29	92.71	巴西—加拿大	5 171.98	241.73
总计	31 135.15	1 345.36	几内亚—德国	3 318.41	237.37
			总计	35 164.15	11 311.71

Fig.2 Major countries participating in the world bauxite trade and their trade volume

Tab.4 Comparison of changes in trade structure of major bauxite trading countries in the world (%)

输出				输入
国家	2000年占比	2019年占比	变化率	国家	2000年占比	2019年占比	变化率
几内亚	19.79	46.93	+M	中国	1.26	73.81	+M
澳大利亚	0.00	28.71	+M	乌克兰	12.63	3.73	+25.85
印度尼西亚	2.75	11.37	+M	爱尔兰	10.09	3.47	+46.35
巴西	13.01	5.21	+70.55	美国	28.55	3.66	－45.41
牙买加	0.48	2.23	+M	西班牙	8.61	3.05	+50.82
圭亚那	7.90	1.52	－18.31	加拿大	0.01	2.70	+M
印度	3.69	0.69	－20.35	德国	6.78	1.87	+17.54
马来西亚	0.36	0.63	+M	罗马尼亚	4.46	1.13	+8.22
				法国	4.90	0.96	－16.96
				意大利	6.95	0.03	－98.27
				日本	6.55	0.01	－99.99

Tab.5 The data of Chinese bauxite import trade in 2000

出口国	与中国的贸易量/t	出口国总输出量/t	海运距离 /n mile	交易价格/USD	安全指数	是否相邻
澳大利亚	2.75	4 761 976.00	2 864.47	3.00	1.66	0
德国	100.00	40 570.59	10 834.13	1.40	1.52	0
希腊	2 790.00	740 277.00	7 921.22	0.04	1.79	0
印度尼西亚	365 327.00	1 262 419.00	1 654.27	0.02	2.11	0
日本	2 332.01	2 697.45	934.67	0.25	1.41	0
韩国	2.50	86.44	285.26	1.01	1.72	0
荷兰	156.90	31 920.63	10 688.93	0.50	1.62	0
俄罗斯联邦	63.00	15 006.11	1 457.77	0.12	2.90	1
印度	32 686.49	1 287 482.00	4 676.70	0.03	2.53	1
新加坡	0.30	2.30	2 159.83	1.06	1.69	0
泰国	18.00	114.01	2 051.62	1.00	2.49	0
英国	6.00	30 813.80	10 380.83	1.69	1.90	0
美国	2 968.88	64 788.13	5 711.12	0.42	2.32	0

Tab.6 The data of Chinese bauxite import trade in 2019

出口国	与中国的贸易量/t	出口国总输出量/t	海运距离/n mile	交易价格/USD	安全指数	是否相邻	是否有自由贸易协定
澳大利亚	36 036 150.00	39 147 621.27	2 864.47	0.04	1.42	0	1
巴西	1 872 423.00	7 105 238.31	11 591.31	0.07	2.27	0	0
所罗门群岛	1 187 753.80	1 646 214.50	3 160.15	0.05	1.95	0	0
加纳	281 715.00	888 758.06	10 449.51	0.06	1.80	0	0
几内亚	44 403 080.00	64 000 000.00	11 475.54	0.07	2.13	0	0
圭亚那	131.26	2 066 647.79	10 454.97	0.30	2.08	0	0
印度尼西亚	14 436 133.00	14 436 133.00	1 654.27	0.05	1.79	0	1
牙买加	411 276.99	3 035 760.00	9 319.65	0.06	2.04	0	0
马来西亚	752 954.41	861 554.23	1 867.01	0.04	1.53	0	1
黑山	447 677.80	536 602.41	8 254.91	0.08	1.94	0	0
塞拉利昂	49 813.81	59 400.00	11 102.60	0.06	1.82	0	0
印度	327 731.81	942 111.25	4 676.70	0.04	2.61	1	0
越南	138 790.60	605 475.55	1 190.82	0.05	1.88	1	1
西班牙	348.45	5 994.69	8 825.22	1.50	1.70	0	0
土耳其	318 743.46	1 388 359.18	7 628.99	0.07	3.02	0	0

Tab.7 Calculation results of gravity model parameters

解释变量	2000—2004年		2005—2010年		2011—2019年
解释变量	非标准系数	$t$ 值	非标准系数	$t$ 值	非标准系数	$t$ 值
$α 0$	2.464	0.229	－6.644	－1.395	－5.754	－0.747
$l n I i t$ （+）	0.134	0.169	0.676	2.628^**	0.605	1.433^*
$l n E j t$ （+）	0.565	4.853^***	0.812	7.918^***	0.808	11.874^***
$l n D i j$ （－）	－0.774	－2.116^**	－0.718	－2.625^**	－0.708	－2.617^*
$l n P i j t$ （－）	－1.307	－4.988^***	－0.839	－2.722^***	－1.135	－6.248^***
$l n S j t$ （－）	0.590	0.288	－1.338	－1.009	－0.455	－0.572
$d B o r d e r$ （+）	－1.381	－1.233	0.489	0.600	0.013	0.026
$d F T A$ （+）	—	—	0.851	1.316	－0.132	－0.249
$R 2$	0.711		0.814		0.832
调整 $R 2$	0.671		0.790		0.823
$F$ 值	17.670		34.389		88.398

Tab.7 Calculation results of gravity model parameters

解释变量	2000—2004年		2005—2010年		2011—2019年
解释变量	非标准系数	$t$ 值	非标准系数	$t$ 值	非标准系数	$t$ 值
$α 0$	2.464	0.229	－6.644	－1.395	－5.754	－0.747
$l n I i t$ （+）	0.134	0.169	0.676	2.628^**	0.605	1.433^*
$l n E j t$ （+）	0.565	4.853^***	0.812	7.918^***	0.808	11.874^***
$l n D i j$ （－）	－0.774	－2.116^**	－0.718	－2.625^**	－0.708	－2.617^*
$l n P i j t$ （－）	－1.307	－4.988^***	－0.839	－2.722^***	－1.135	－6.248^***
$l n S j t$ （－）	0.590	0.288	－1.338	－1.009	－0.455	－0.572
$d B o r d e r$ （+）	－1.381	－1.233	0.489	0.600	0.013	0.026
$d F T A$ （+）	—	—	0.851	1.316	－0.132	－0.249
$R 2$	0.711		0.814		0.832
调整 $R 2$	0.671		0.790		0.823
$F$ 值	17.670		34.389		88.398

References 28

1	朱永光, 徐德义, 成金华, 等. 国际铁矿石贸易空间互动过程及中国进口策略分析. 资源科学, 2017, 39(4): 664-677.
	ZHU Y, XU D, CHENG J, et al. Spatial interaction process of international iron ore trade and analysis of China's import strategy. Resources Science, 2017, 39(4): 664-677.
2	郝丽莎, 赵媛. 世界石油资源空间分布格局演化分析. 自然资源学报, 2010, 25(11): 1897-1906.
	HAO L, ZHAO Y. Evolution analysis of spatial distribution pattern of world petroleum resources. Journal of Natural Resources, 2010, 25 (11): 1897-1906.
3	赵霞, 封志明, 杨艳昭. 1961年至2007年全球粮食生产的时空演变特征与地域格局. 资源科学, 2010, 32(5): 907-916.
	ZHAO X, FENG Z, YANG Y. Spatiotemporal evolution characteristics and regional pattern of global food production from 1961 to 2007. Resources Science, 2010, 32(5): 907-916.
4	田泽普,王越,潘继平,等. 全球LNG市场贸易发展现状及趋势.中外能源, 2015, 20(6): 9-16.
	TIAN Z, WANG Y, PAN J, et al. Development status and trend of global LNG market trade. Sino-Global Energy, 2015, 20(6): 9-16.
5	刘中凡. 世界铝土矿资源综述. 轻金属, 2001(5): 7-8.
	LIU Z. A review of bauxite resources in the world. Light Metals, 2001(5): 7-8.
6	陈伟强,石磊,常皛宇,等.1991年—2007年中国铝物质流分析(Ⅰ):全生命周期进出口核算及其政策启示. 资源科学, 2009,31(11): 1887-1897.
	CHEN W, SHI L, CHANG F, et al. Analysis of aluminum material flow in China from 1991 to 2007(I):Life cycle import and export accounting and policy implications. Resources Science,2009,31(11): 1887-1897.
7	许国栋, 敖宏, 佘元冠. 可持续发展背景下世界铝工业发展现状、趋势及我国的对策. 中国有色金属学报, 2012, 22(7): 2040-2051.
	XU G, AO H, SHE Y. Status quo, trend and China's countermeasures of aluminum industry in the context of sustainable development. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2012, 22(7): 2040-2051.
8	周园园, 王京, 唐萍芝. 全球铝土矿及氧化铝贸易状况分析. 中国矿业, 2016, 25(S1): 5-8.
	ZHOU Y, WANG J, TANG P. Analysis of global bauxite and alumina trade. China Mining Magazine, 2016, 25(S1): 5-8.
9	张結. 1992—2003年世界铝矿回顾与展望. 世界有色金属, 2005(4): 11-16.
	ZHANG J. Review and prospect of world aluminum ore from 1992 to 2003. World Nonferrous Metals, 2005(4): 11-16.
10	江光宇, 张照志, 王贤伟,等. 中国铝土矿可供性分析. 地球学报, 2017, 38(1): 85-93.
	JIANG G, ZHANG Z, WANG X, et al. Analysis of bauxite availability in China. Acta Geographica Sinica, 2017, 38(1): 85-93.
11	程新, 沈镭, 高天明. 中南半岛五国矿产资源开发现状及中国的投资取向. 资源科学, 2011, 33(10): 1847-1854.
	CHENG X, SHEN L, GAO T. Mineral resources development status of five countries in Indochina Peninsula and China's investment orientation. Resources Science, 2011, 33(10): 1847-1854.
12	黄河.几内亚铝土矿资源及投资建议浅析.世界有色金属,2017(10): 22-25.
	HUANG H. Analysis of bauxite resources and investment suggestions in Guinea. World Nonferrous Metals, 2017(10): 22-25.
13	谷树忠. 资源势——资源空间利用的测度. 国土与自然资源研究, 1993(1): 1-4.
	GU S. Resource potential: Measurement of spatial utilization of resources. Territory & Natural Resources Study, 1993(1): 1-4.
14	王艳廷, 高素英, 金浩,等. 基于空间坐标的知识辐射场理论研究. 河北工业大学学报, 2009, 38(2): 51-55.
	WANG Y, GAO S, JIN H, et al. Theoretical research on knowledge radiation field based on spatial coordinates. Journal of Hebei University of Technology, 2009, 38(2): 51-55.
15	董瑜, 谢高地. 资源场理论及其在资源流动中的应用. 地理科学, 2001(5): 407-411.
	DONG Y, XIE G. Resource field theory and its application in resource flow. Scientia Geographica Sinica, 2001(5): 407-411.
16	马耀峰, 王冠孝, 张佑印. 中国典型区域入境旅游流空间场效应实证研究——以四川省为例. 资源科学, 2008(11): 1747-1753.
	MA Y, WANG G, ZHANG Y. An empirical study on spatial field effect of inbound tourism flow in typical regions of China: A case study of Sichuan Province. Resources Science, 2008(11): 1747-1753.
17	汪应宏, 郭达志, 张海荣, 等. 我国煤炭资源势的空间分布及其应用. 自然资源学报, 2006(2): 225-230.
	WANG Y, GUO D, ZHANG H, et al. Spatial distribution and application of coal resource potential in China. Journal of Natural Resources, 2006(2): 225-230.
18	赵媛, 郝丽莎. 20世纪末期中国石油资源空间流动格局与流场特征. 地理研究, 2006(5): 753-764.
	ZHAO Y, HAO L. Spatial flow pattern and flow field characteristics of China's petroleum resources in the late 20th century. Geographical Research, 2006(5): 753-764.
19	赵媛, 郝丽莎. 我国石油资源空间流动的形成机制. 地理研究, 2008(5): 1027-1036.
	ZHAO Y, HAO L. Formation mechanism of spatial flow of petroleum resources in China. Geographical Research, 2008(5): 1027-1036.
20	赵冰, 王诺. 21世纪初期世界石油流动的空间格局与流场特征研究. 经济地理, 2010, 30(6): 886-892.
	ZHAO B, WANG N. Study on spatial pattern and flow field characteristics of world oil flow in the early 21st century. Economic Geography, 2010, 30(6): 886-892.
21	张进, 王诺. 基于"场"理论的世界铁矿石资源分布与流动形态. 经济地理, 2017, 37(11):109-116.
	ZHANG J, WANG N. Distribution and flow pattern of world iron ore resources based on "field" theory. Economic Geography, 2017, 37(11): 109-116.
22	TINBERGEN J. Shaping the World Economy: Suggestion for an International Economic Policy. New York: The Twentieth Century Fund, 1962.
23	欧向军,薛丽萍,顾雯娟.江苏省县市经济联系的空间特征.经济地理, 2015,35(8):24-31.
	OU X, XUE L, GU W.Spatial characteristics of economic ties between counties and cities in Jiangsu Province.Economic Geography, 2015,35 (8): 24-31.
24	TADESSE B, WHITE R. Cultural distance as a determinant of bilateral trade flows: Do immigrants counter the effect of cultural differences? Applied Economics Letters, 2010, 17(2): 147-152.
25	段七零, 毛建明. 基于引力模型与0-1规划模型的省域经济区划: 以江苏省为例. 经济地理, 2011, 31(8): 1239-1245.
	DUAN Q, MAO J. Provincial economic regionalization based on Gravity Model and 0-1 Programming Model: A case study of Jiangsu Province. Economic Geography, 2011, 31(8): 1239-1245.
26	高颖, 田维明. 基于引力模型的中国大豆贸易影响因素分析. 农业技术经济, 2008(1):27-33.
	GAO Y, TIAN W. Analysis on the influencing factors of China's soybean trade based on Gravity Model. Journal of Agrotechnical Economics, 2008(1): 27-33.
27	齐梦溪, 鲁晗, 曹诗颂, 等. 基于引力模型的经济空间结构时空演变分析——以河南省为例. 地理研究, 2018, 37(5): 883-897.
	QI M, LU H, CAO S, et al. Spatial temporal evolution analysis of economic spatial structure based on Gravity Model: A case study of Henan Province. Geographical Research, 2018, 37(5): 883-897.
28	欧维义. 场的数学描写方法. 长春: 吉林人民出版社, 1983.
	OU W. Mathematical Description of Fields. Changchun: Jilin People's Publishing House, 1983.

[1]	Nanchen CHU, Pingyu ZHANG, Xiangli WU, Shuang XU, Xiaonan SHI. COVID-19 diffusion in Russia: Process, pattern and influencing factors [J]. World Regional Studies, 2023, 32(3): 41-51.
[2]	Liangang LI, Xiaohui HU. Analysis on the spatial-temporal pattern and influencing factors of regional economic resilience in China under the COVID-19 pandemic [J]. World Regional Studies, 2023, 32(3): 64-75.
[3]	Haoying HAN, Yu CHEN, Xiaodong ZHANG, Yikang JIANG. Study on spatial allocation evaluation of urban emergency medical facilities: A case study of COVID-19 in Wuhan [J]. World Regional Studies, 2023, 32(1): 162-173.
[4]	Limin WANG, Xiangli WU, Fan LIU, Shaoduo ZHANG. The impact of CEO space experience on location choice of China's top 500 private enterprises' headquarters [J]. World Regional Studies, 2023, 32(1): 67-79.
[5]	Yichuan ZHANG, Meng HU, Hong LI. A review of the progress and hot issues of Gravity Model based on the CiteSpace: A comparative analysis of literature from the economic geography perspective [J]. World Regional Studies, 2023, 32(1): 130-140.
[6]	Xiaobiao LIN, Hengbi ZHENG, Shanggang YIN, Yuqi LU. The spatio-temporal pattern evolution and convergence of global religious diversity after World War Ⅱ [J]. World Regional Studies, 2023, 32(1): 5-18.
[7]	Maolin LIANG, Bangwen PENG, Huasong LUO, Juhua HONG. Measurement of geo-economic relationship between China and neighboring countries and evolution of its spatio-temporal pattern [J]. World Regional Studies, 2023, 32(1): 43-53.
[8]	Menglin WANG, Ying CHEN, Tingting ZHANG. Spatial-temporal evolution and driving factors of intrastate COFDI in the United States: A case study of Texas [J]. World Regional Studies, 2023, 32(1): 54-66.
[9]	Ting WANG, Peixue LIU, Guoping WU, Jianxin ZHANG, Aixin ZHENG, Zhipei ZHU. Spatial pattern evolution of cultural enterprises and the heterogeneity of its influential factors in Nanjing [J]. World Regional Studies, 2022, 31(6): 1310-1320.
[10]	Xuanyu LIU, Guoyu CHENG, Yungang LIU. Measurement and analysis of Sino-Japanese resource trade relations from the perspective of geo-economy [J]. World Regional Studies, 2022, 31(6): 1227-1239.
[11]	Kezule MENG, Jianzhong YAN, San WANG. Spatial pattern evolution and interpretation of leisure facilities in central Chongqing [J]. World Regional Studies, 2022, 31(5): 1057-1069.
[12]	Jiaqi ZHANG, Xiaoke GUAN, Xiaohui WANG. Spatial pattern characteristics and convenience evaluation of tourism resources in Zhengzhou [J]. World Regional Studies, 2022, 31(5): 998-1008.
[13]	Yinghui ZHAO, Baitong MA, Liang ZHU, Xumeng ZHAO, Yanhong QI. Study on spatio-temporal changes of China's land expropriation scale [J]. World Regional Studies, 2022, 31(5): 978-987.
[14]	Xiaoqing ZHANG, Jianxin ZHANG, Peixue LIU, Ruibing WEI, Lu TANG. Tourist flow network structure and its influencing factors in peripheral tourism areas ————An empirical study of Yunnan Province based on online booking data [J]. World Regional Studies, 2022, 31(4): 837-848.
[15]	Lei TAO, Zhouying SONG. Establishment of RCEP FTA and its trade pattern evolution among member countries [J]. World Regional Studies, 2022, 31(4): 800-813.