贸易引力模型的理论与实证分析

贸易引力模型的理论与实证分析

一、引力模型mijk年度国际贸易流量是第三方直接投资流量的两倍，而直接投资出口的数量最近几乎是年度贸易水平。此外,自20世纪80年代中期以来,实际出口增长速度平均来说比世界实际GDP增长快得多。可以这么说,出口是经济增长的引擎(Kruger,2006)。如何对两国或地区之间的双边贸易进行量化,贸易引力模型可以很好地解决这个问题。这正像物理学中万有引力定理所描述的那样,两个星体之间的引力与它们的质量成正比,与它们之间距离的平方成反比,引力模型因此而得名。贸易引力模型是指两个国家之间的单项贸易流量与它们各自的经济规模成正比,与它们之间的距离成反比(Anderson,1979)。引力模型(1)为引力模型的一般形式,它从国家的收入、距离和一些特质因素(如是否有共同边界,共同语言,共同的币种等)角度解释了双边贸易流量:Mijk表示k商品从i国家出口到j国家,Yik和Yjk表示两个国家在k商品上的花费,d代表距离;A和a是系数,U是一个修正变量。把所有的商品k加总,我们可以得到如下方程(Bergstrand,1989):其中,Mijk为某一时期i国从j国的进口额;Yi为进口国的GDP;Yj是出口国的GDP;Dij为两国之间的距离;Uij为其它促进或阻碍两国之间贸易流动的因素。为了便于回归,将方程(2)转化为对数线性形式,得到:ln表示自然对数,ln(A0)=a0,Uijt=ln(Uijt)。Fij表示一些反映异质性的因素虚拟变量。如果存在异质性,值为1,不存在,值为0。相关系数a1到a3是反映的收入和距离对双边贸易流量的影响。接下来,本文将从不同的国际贸易理论模型来解释引力模型,从完全分工和消费者具有相同消费偏好的角度(Anderson,1979;Bergstrand,1985;Dearforff,1998)到垄断性竞争下产品差异化模型角度(Helpman,1987;Krugman,1985)再到要素比例不同及产品差异化的混合模型(Bergstrand,1989;Evenett和Keller,2002),再到不完全分工和考虑贸易成本的模型(Haveman和Hummels,2004)。二、贸易引力模型贸易引力模型自20世纪60年代初提出后,许多学者对该模型进行了深入的研究,这使得贸易引力模型在原始形式基础上不断得到丰富和发展。这些研究主要集中在对贸易引力模型的解释变量进行扩展和对模型进行实证检验两个方面。在60年代和70年代,对该模型的大量研究集中于对模型进行扩展,这些扩展使贸易引力模型的形式逐渐趋于成熟;而80年代以后对该模型的研究逐渐趋向于实证检验。对于贸易引力模型的扩展,经济学家主要通过引入新的解释变量来对原始模型进行修正。这些新的变量分为两类:一类是影响贸易额的内生变量,如人口、人均GDP等;另一类是诸如优惠贸易协定、一体化组织等的虚拟变量。当然,在贸易引力模型发展的历史过程中,此模型也曾遭到一些批评和质疑,主要体现在两个方面:第一是,该模型被一度认为缺乏理论基础。事实上,早期的贸易引力模型确实缺乏必要的理论基础,经济理论对该模型的支持还不是很全面、完善,但是在古典和新古典贸易理论始终无法对双边贸易进行实证研究的情况下,贸易引力模型无疑具有重要的应用价值。同时众多学者认为,引入更多的解释变量固然会使贸易引力模型能够更好地解释实际贸易,但是也由于缺乏坚实的理论基础,引入解释变量越多就会偏离贸易引力模型越远。但随着时间的推移,Anderson(1979),Helpman和Krugman(1985)。Bergstrand(1989)以及Deardorf(1995)等人的不断发展下,引力模型的理论根基已日渐稳固,并由此催生了大量的研究文献。第二个批评针对的是模型的构造方法,集中表现为对横截面数据分析法(包括单一时点和跨时点平均数据)的质疑,认为这种分析方法是有偏的,不符合实际中存在的情况,忽视了很多重要的影响因素,然而随着面板数据分析技术的成熟,被忽视的国家和时间特定效应问题在很大程度上得到了解决(Egger,2000,2002),同时也衍生了许多新的统计方法,使贸易引力模型的估计更加有效。(一)支出模型推导的贸易引力模型分工理论是贸易理论的核心。这个理论假设:(a)一国只专业化生产一种产品;(b)消费者对同一产品具有相同偏好;(c)不存在贸易成本,如运费,关税,以及边境效益等等。基于这样的假设,(Anderson,1979)运用Cobb-Douglas支出系统的重组,构造了一个“纯粹支出系统模型”并推导出了贸易引力模型的最简化形式:其中,Mij为i国从j国的进口额,Yi和Yj分别为i国和j国的GDP,Yw为世界GDP。支出模型并未考虑引力模型中的距离等“阻抗引子”变量,这样,上述支出模型并未完成贸易引力模型的全部理论基础工作,因为不考虑阻力因素就不可能构造实质意义上的引力模型。最后,Anderson把支出系统模型扩展到多种贸易品、存在关税和运输成本的情况,并考察了CES(constantelasticityofsubstitution)偏好的情况。推导出贸易引力模型(5):其中,i国出口额为Mij(离岸价),j国进口额为Mijtij(到岸价格计算)。交易费用是看不见的,一般的假设是,这些成本由两个国家的距离dij来估算。更确切地说,1/tij=dija3,其中a3<0。最终的结果是,考虑到贸易成本的发生,双边贸易流量相对无成本时下降了1/tij。(二)产业内贸易模型Feenstra,Markusen和Rose(2001)使用Rauch(1999)的贸易分类方法,证明引力模型能成功地运用到垄断竞争市场中的差异化产品贸易。完全分工是垄断竞争模型和规模报酬递增的必然结果,这是所谓新贸易理论中的核心(Helpman和Krugman,1985)。这种理论是以不完全竞争的市场结构和规模经济的存在为假设前提的,更接近于贸易现实。它认为,贸易不一定是比较优势的结果,可能是规模经济或收益递增的结果,在不完全的竞争市场上,国家之间即使不存在资源禀赋、技术水平的差异或者差异很小,也完全可以因为需求偏好或者规模经济以及产品差异促使各国追求生产的专业化和从事国际贸易。产业内贸易计量指标是用产业内贸易指数(GRUBEL-LLOYD)系数来衡量的。T=1-|X-M|/(X+M),式中:X和M分别表示某一特定产业或某一类商品的出口额和进口额,并且对X-M取绝对值。T的取值范围为0到1。一般认为,该指数越大,则该国该商品的产业内贸易比重越大。Helpman(1987)根据垄断竞争和产业内贸易理论,拓展并推导出了引力模型(6):其中,公式中的[1-∑j∈A(bj,A)2]项被称为国家规模差异指数(SizeDispersionIndex)。该指数证明国家的相对规模会如何影响贸易量。DavidHummels和JamesLevinsohn(1995)在模型(6)的基础上进行了一些微小的调整并用两个国家进行验证,得出了模型(7):其中,Mi+j表示两国的贸易量,Yi+j表示两国的GDP总和。bi和bj分别表示各国在两国总和中的GDP比重。式中的第一项反映了两国收入对两国贸易量的影响,第二项反映了两国GDP在世界GDP中的比重对两国贸易量的影响。(三)引力模型的推导H-O理论(即赫克歇尔—俄林理论)以要素分布为客观基础,强调各个国家和地区不同要素禀赋和不同商品的不同生产函数对贸易产生的决定性作用。同时认为一个国家出口用其相对富足的要素密集生产的那些物品,进口该国相对稀缺的要素密集生产的那些物品。Dearforff(1995)从无摩擦贸易和有摩擦贸易的H-O模型推导了引力模型。针对无摩擦贸易,两国不存在贸易成本,各国消费者在购买商品时不会考虑是国内还是国外生产的,生产者也不会考虑其产品销到国内还是国外。再假设消费者有同质偏好,Dearforff也同样推导出了引力模型(4)。Evenett和Keller(1998)基于H-O模型也同样推导出了引力模型(4)。他们同时指出因为基于资源禀赋差异而专业化生产的产品较少,使得H-O理论在解释引力模型的成功时受到质疑。(四)完全分工模型的推导上面所有的模型推导都是基于分工的假设基础上进行的。Haveman和Hummels(2004)通过计算4-digitSITC下的一种商品,即把进口国所进口的这一商品的总和除以出口国对这一商品的出口数。如果在完全分工的情况下,则数值为1。但是,作者发现27%的样本数值为0。58%的进口商从占总出口商总数10%的出口商那进口商品。这意味着基于完全分工理论的模型推导可能与实际并不是非常的吻合。SimonEvenett和WolfgangKelller(2002)考察了在不完全分工情况下的生产情况。在2*2*2的H-O理论分析框架下,推导出引力模型(8):其中,b定义的是两种货物在生产上所占的份额。假设b是代表资本密集型商品的份额,i国是资本相对充裕的,那么bi>bj,资本密集型商品的出口是从i到j。相对地,对于劳动密集型货物所占份额是(1-bi)和(1-bj),劳动密集型货物的出口是从j到i。他们还假设一国是在商品同质、规模报酬不变条件下生产(H-O理论),另一国在商品异质,规模报酬递增情况下生产(新贸易理论),推导出引力模型(9):其中,bi定义的是同质商品在i国市场上所占的份额。如果它为0,则引力模型(9)变成引力模型(4)。三、贸易引力模型贸易引力模型的研究经历了独特的发展轨迹,它不是首先从各种贸易理论中推演而来,而是以对现实贸易关系的直观判断为依据建立起来的,因此,贸易引力模型的实证研究在先,理论研究在后。许多学者应用贸易引力模型对国际贸易流量和流向作了实证分析,主要有Tinbergen(1962)、Bergstrand(1985,1989)、McCallum(1995)、Balistreri(2003)、Anderson和Wincoop(2003)等。他们的回归方程大多为对数线性,虽然他们的解释变量不尽相同,但他们的回归结果大都能有力地解释贸易量。(一)贸易引力模型第一阶段从1962—1994年,这一阶段的实证研究主要是不断调整解释变量,使模型能更好地解释两国之间的贸易量。最早将引力模型用于研究国际贸易量的是Tinbergen(1962)和Poyhonen(1963),他们通过实证研究发现,两国之间的贸易量与两国GDP成正比,与两国之间的距离成反比。具体表达式如下:Tij=A(YiYj/Dij),其中Tij是双边贸易总额;Yi是国家i的GDP;Yj是国家j的GDP;Dij是国家i和国家j的距离;A是比例常数。从此,引力模型就成为分析贸易流量和流向的重要工具。接着,Linnemann(1966)将人口作为变量引入模型,这一阶段比较突出的研究是Bergstrand(1989),他在模型中引入了人均收入和汇率及多个虚拟变量,使模型包含更多影响贸易量的因素。此后,贸易引力模型中一般都含有表示两国是否拥有共同边界、是否使用共同语言或货币、是否同属一个贸易区等诸多虚拟变量。这一阶段的另一特点是贸易引力模型被用于行业研究。在实证研究中大部分文献是针对两国(地区)之间贸易总量进行分析,但有部分文献则利用SITC分类进行了行业分析,其中突出的是Bergstrand(1989),他根据SITC(国际贸易标准分类)把贸易量分为9个行业,对1965年、1966年、1975年、1976年OECD(经济合作发展组织)国家的贸易数据进行行业分析,发现不同行业的回归系数差别很大,但单个行业的历年回归系数相对稳定,他同时指出,系数差别可能是因为不同行业资本或劳动要素密集程度不同造成的。(二)经济规模效应第二阶段始于1995年,McCallum(1995)用修正过的引力模型(3)回归了加拿大10省和美国30个州1988个进出口商之间的的贸易量。他发现,在控制经济规模和距离的情况下,加拿大本国各省之间的贸易量是加拿大某一省与美国某一州之间贸易量的22倍。这就是所谓的“边境效应”(bordereffect)问题。Grossman(1998)认为这是一个出人意料的发现。这被Obstfield和Rogoff(2000)称为当今开放经济学六大谜之一。Evans(2003)认为,“边境效应”是指边界对贸易的负面影响,在控制收入、距离、贸易机会等因素后,两个国家之间的贸易量要比一个国家内部两个地区之间的贸易量小得多。大量研究(Helliwell和McCallum,1995;Hellwell,1999;Wei,1996;Anderson和Smith,1999;Head和Ries,2001等)发现,“边境效应”的确存在,只是在不同国家、不同地区之间有所不同,而且呈下降趋势。关于“边境效应”的研究(AndersonandWincoop,2003)认为,McCallum(1995)的研究中因缺少了一个重要解释变量“多边阻力”,从而扩大了“边境效应”。另外,更为重要的是,“边境效应”与国家的经济规模有很大关系。从大国角度测量的结果与从小国角度测量的结果差别很大。如从美国各州的角度测量的“边境效应”仅为1.5倍。在完全分工假设下,他们推导出了引力模型(10):引力模型(10)和(5)的区别在于:(a)引入了多边贸易成本,通常取决于各国家的贸易收入和各个国家的价格水平指数;(b)引入了“多边阻力”因素,指数不是1而是(1-σ)。他们把替代弹性定为5而不是1。Balistreri(2003)则认为,他们的结论是值得怀疑的,一方面他们的假设(各国有相似的偏好,产品替代弹性为5)可能是错的,另一方面他们的模型夸大了运输成本,从而使得一体化的福利效应增加。Evans(2003)认为,很多因素可引起边境效应,如关税、管制、信息成本、交易成本、两国产品的替代等,究竟是哪一因素引起的,贸易量并不能解释。进一步研究发现,两国价格差异并不是边境效应产生的主要原因,低弹性的物品边境效应相对较小,使用共同的语言倾向于减少边境效应。四、引力模型分析国内定量讨论贸易量的文献较少,大量文献定性地指出,要扩大双边贸易量则需减少边境措施。近几年,一些学者也开始基于引力模型关注影响贸易量的因素。金哲松(2000)在其《国际贸易结构与流向》一书中用最简化的引力模型分析一国与世界其它国家发展水平和增长率差异、世界市场竞争程度、地理邻近程度、政治关系及“距离”不同对一国贸易流向和贸易流量的影响。中国的出口流向及其规模与对方国家的经济规模和收入水平正相关,与地理上的距离负相关。谷克鉴(2001)认为,国际经济学界根据研究需要曾多次扩展贸易引力模型,而中国又是一个经济转型、经济开放和经济高速发展的国家,因此,在构造中国贸易引力模型时,一定要考虑过渡经济对中国贸易流量和流向的影响。根据上述原则,中国贸易引力模型的构造应增设一个外向型贸易转移推动变量。陈雯(2002)运用贸易份额法和引力模型对此进行研究,考察东盟自由贸易区建设在扩大东盟区内贸易的作用。结果表明,东盟自由贸易区建设在一定程度上促进了区内贸易的发展。刘青峰、姜书竹(2002)采用贸易引力模型从实证角度分析、验证了决定中国2000年双边贸易状况的主要因素是贸易双方的经济规模(GDP总量)、国民收入水平(人均GDP)、空间距离和制度安排等。姜书竹、张旭昆(2003)运用贸易引力模型是影响东盟各国双边贸易量的因素进行定量的估计和考察,并以此为根据佑计中国与东盟的贸易潜力。骆许蓓(2003)重点讨论了引力模型中的距离因素。他认为传统的“直线距离”并不能很好地反映引力模型中的“排斥力”问题,从而引入了实际距离(区分海运距离和陆运距离)和“调整距离”,并通过实证研究比较了各种距离概念在引力模型中作为“排斥力”衡量标准的优劣程度。另外,他还对引力模型的自变量进行了改进,增加了运输便利指数、沿海省份和日本直接投资三个自变量,实证分析了1988—1998年中国各省向日本出口的数据后,发现引入交通便利指数的“调整距离”在大多数情况下为最优,而“直线距离”则最次。这一讨论使人们对影响贸易量的距离这一因素有了更深刻的认识。程惠芳、阮翔(2004)选取了对中国进行直接投资的32个国家(地区)为样本,把这些样本国的经济规模、人均国民收入与中国的地理距离等变量纳入引力模型,并通过引力模型求出样本国家与中国国际直接投资的引力系数,并用引力系数就中国对外直接投资的区位选择进行分析。盛斌和廖明中(2004)运用引力模型检验了新兴市场经济体的出口贸易量决定因素,从总量和部门两个层次就中国对40个主要贸易伙伴的出口潜力进行了估算,结果显示,中国的出口在总体上表现为“贸易过度”,但对俄罗斯、日本等七国表现为“贸易不足”。此外,出口潜力的结构因素分析表明,与对美国(参照国)的出口相比,中国对其它经济体的出口相对不足,其首要影响因素是贸易伙伴的经济规模总量,地理和区域贸易安排因素是相对次要的因素。林玲、王炎(2004)用贸易引力模型对中国双边贸易进行实证检验,指出,GDP、空间距离和国土面积是影响中国双边贸易流量的主要变量。潘向东、廖进中(2005)采用CES函数,推导了包含制度安排变量的引力模型,然后采用中国、美国、日本、韩国和巴西高技术产品出口的面板数据检验了该引力模型。检验结果显示,就制度安排总体而言,美国和日本的高技术产品出口对进口国制度安排的敏感性要高于中国、韩国和巴西,五个国家对进口国非正式约束制度安排的敏感性均较强。史朝兴,顾海英(2006)基于不完全竞争、规模经济和H-O贸易理论,建立了一个分析框架,从同质产品行业和差异化产品行业两个角度,分别推导了行业贸易引力方程。结果表明,在行业贸易引力方程中,要用行业GDP来表示行业出口供给能力,而不是用国家整体GDP来表示,一国某一行业的出口量一定程度上取决于行业GDP,而不是一国的GDP。彭国华(2007)应用双边贸易引力模型,构造了由地理因素决定的中国各省区贸易开放度的工具变量,有效地克服了国际贸易的内生性问题。研究表明,国际贸易对中国地区劳动生产率有显著的促进作用,而且主要是通过全要素生产率和人力资本而不是物质资本来对劳动生产率起作用的。同时还发现,国际贸易对人力资本不同构成部分具有不同的影响作用。五、引力模型分析框架的确立自1962年以来,特别是从1979年至今贸易引力模型的理论和实证研究都得到了很大发展。在实证研究方面,引力模型在国家间贸易总量、行业贸易量及国家内部区域之间的贸易量研