中国区域经济发展差异及其原因的多尺度分析
管卫华 林振山 顾朝林
内容提要:本文采用经验模态方法对中国1953) 2002年区域经济发展差异进行多尺
度分析, 并对不同尺度的区域经济差异的原因进行探讨。研究表明, 50年来中国区域经
济差异波动主要以60年尺度、17. 5年尺度和趋势为主, 近期区域差异呈扩大趋势。从不
同尺度生产要素投入差异和区域差异的关系看, 要素投入差异会引起区域差异, 区域差异
也会引起要素投入环境差异并引发要素投入差异的变化, 在制定区域政策时应考虑区域
差距波动的短期性和长期性。
关键词:区域经济差异 经验模态分解 加权变异系数*
一、引 言
对区域经济差距变动的研究是二战后发展经济学、区域经济学和增长经济学的重要课题之一, 形成了众多的理论学说和实证研究, 其中有从要素供给角度分析区域差异的经济增长理论, 有反映区域间相互作用的循环累积因果理论, 有体现区域差异变动过程的倒/U 0字形变动趋向理论。20世纪70年代后期, 越来越多的学者开始关注中国区域经济差异问题, 并将这些理论运用到中国区域差异问题的研究中。Riskin (1978) 认为改革开放以前中国省区间的相对差异明显缩小, 而Friedman(1987) 则认为改革开放以前中国的地区差异在扩大。Tsui(1991) 采用人均国民收入指标分析发现, 1952) 1970年间中国区域差异变化不明显, 而1970) 1985年间区域差异却扩大了。L yons (1991) 分析认为1952) 1987年期间中国各地区人均净产值差距扩大, 但1978) 1987年间差距缩小。
在国内, 杨伟民(1992) 采用基尼系数进行分析, 认为20世纪80年代三大地带之间收入水平的总体差异并没有扩大, 反而缩小。杨开忠(1994) 认为省际差异的变化以1978年为转折, 大致呈倒/U 0型变动, 即1978年以前差异扩大, 而1978年以后差异缩小。魏后凯等(1994) 认为, 1978) 1992年间三大地带的经济实力虽都有较大提高, 但中西部的发展程度明显滞后, 中西部同东部的差异在不断扩大。宋德勇(1998) 的研究表明, 1990年前中国区域收入差异下降, 而此后区域差距逐渐扩大。徐建华等(2005) 运用多阶段Theil 系数嵌套分解法和小波分析法, 从空间尺度和时间尺度两个方面研究中国区域差异问题, 认为在大时间尺度水平上, 中国区域经济差异的变化过程基本上服从倒/U 0型曲线规律, 但在小时间尺度水平上则呈现为一条由几个倒U 与U 型曲线首尾相接的/复合倒U 型曲线0。
在对中国区域经济差异变化原因进行探究时, 很多学者从不同角度和不同阶段对这一问题进行研究, 如A guighier(1988) 分析了中国区域发展的战略模式及其演变, 认为改革开放后实施的不平
* 管卫华, 南京大学城市与区域规划系博士后, 邮政编码:210093, 电子信箱:vhguan@1631co m; 林振山, 南京师范大学地理科学学院; 顾朝林, 南京大学城市与区域规划系。本项研究得到国家自然科学重点基金项目(40435013) 、国家自然基金(40371044) 、教育部博士点基金项目([1**********]) 、江苏省博士后基金和南京大学博士后基金资助。作者感谢孙娴博士、高春亮博士对本文给予的帮助和建议。感谢匿名审稿人对本文提出的宝贵意见和建议。作者文责自负。
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衡发展战略拉大了东西部的差距。林毅夫等(2003) 认为, 造成中国大陆各省区市之间的发展水平差距的主要原因在于, 重工业优先发展的赶超战略下形成的生产要素存量配置结构与许多省区市的要素禀赋结构决定的比较优势符合程度不一致。沈坤荣等(2001) 认为外商直接投资在区域间的不平衡分布加剧了地区间的不平衡发展。杨晓光等(2002) 采用丹尼森要素分析法, 认为技术进步和资源优化所呈现的全要素生产率越来越成为地区经济增长的主要力量, 也是上世纪90年代地区经济发展差异形成的主要因素。王小鲁等(2004) 考察我国20世纪80年代和90年代地区经济差距的变动趋势, 分析了资本、劳动力和人力资本等生产要素对地区差距变化的作用。贺灿飞等(2004) 发现改革开放政策、参与全球化程度、市场化程度以及城市化进程等是导致中国区域经济差距时空变化的显著原因。此外, 还有些学者从自然环境、地理位置、宏观经济政策、区域经济政策、经济体制、经济自由化、要素市场的扭曲等方面对中国区域经济差异变化进行了分析(例如Fan, 1995; Wei, 1999; 陆大道等, 1999; 李小建等, 2000; 郭腾云等, 2001; 高志刚, 2002; 刘夏明等, 2004) 。
不同学者所得出的研究结论存在较大分歧。究其原因, 主要是分析方法、统计指标和研究的时空尺度等方面不同。此外对不同尺度区域发展差异原因的研究也鲜有涉及。据此, 本文主要从不同的时间尺度探讨1953) 2002年中国省区间经济发展差异的变化, 并对其原因进行初步分析。
本文第二部分介绍数据来源和研究方法; 第三部分是对中国区域经济发展差异的多尺度分析; 第四部分从生产要素的角度对中国区域差异的机制进行分析; 最后是结论、讨论和政策建议。
二、主要数据和研究方法
(一) 主要数据来源
分省人均G DP 、人均从业人员、人均投资等数据主要来自5新中国五十年统计资料汇编6、5全国各省、自治区、直辖市历史统计资料汇编6、历年5中国统计年鉴6及各省统计年鉴, 或计算所得。2003年各项指标数据主要来自5中经网6和52003年中国统计公报6。由于重庆从四川省划分出来时间不长, 因此将其纳入四川省一并计算, 海南省由于1978年前数据缺少, 因此不单独列出。此外安徽、浙江、河北、湖北、辽宁、西藏等省区若干年份从业人员数据缺失, 本文采用线性插值的方法进行补充。由于数据的统计差异, 1982年前缺乏全社会固定资产投资统计数据, 且1982年前全社会固定资产投资主要以基本建设投资为主, 因而1982年前本文采用基本建设投资进行区域间投资差异比较, 1982年后采用全社会固定资产投资进行区域间投资差异比较。
(二) 研究方法
国内对时间序列问题的分析和预测方法主要集中于时域内, 即直接分析数据随时间变化的结构特征, 或采用自回归移动平均, 以及傅里叶变换、谱分析、小波分析等方法(秦宛顺等, 1996; 董文泉等, 1998; 陈磊、张屹山, 2001; 程小慷、杜文, 2002) 。傅里叶谱分析的优点是可以在频域内获得非常高的分辨率, 但在时域内毫无分辨率可言; 小波分析可以获得更精细的时频局部特征, 却不适合宽波段信号, 它本质上是窗口可调的傅里叶变换, 不是自适应的, 一旦基本的子波母函数确定, 就被应用于整个序列, 同时会产生很多虚假的谐波(Farge, 1992; Long, Lai and Huang, 1993) 。经济系统具有复杂的非线性特征, 需要分析的经济时间序列也多是非线性、非平稳的数据, 各种经典的时间序列分析方法遇到非线性、非平稳的数据就显得力不从心, 或得到的结果没有清晰的物理含义, 因此有必要对经济系统中的非线性、非平稳的数据采用新的方法进行分析和研究, 新的方法不仅能够区分多尺度, 而且可以提取所有可能频率的震荡和无震荡的趋势。
经验模态分解(E mpirical M ode Decomposition, E M D) 是1998年Huang 等提出的, 1999年又做了一些改进(Huang, S hen and L ong, 1999) 。E M D 可以对一个信号同时将不同尺度(频率) 的波动或趋势逐级分解开来, 产生一系列具有不同特征尺度的数据序列称为本征模函数(Intrinsic M ode 118
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Function, IM F) 。IM F 波动分量具有显著的缓变波包的特性, 不同I M F 分量是平稳信号, 具有非线性特征, 其缓变波包特征意味着不同特征尺度波动的波幅随时间变化, 因而也具有时域上的局域化特征。趋势分量则是单调函数或者均值函数, 可以代表其长期变化趋势或平均态。
经验模态分解(EM D) 方法将时间信号X(t) 分解成一系列本征模态函数IM F, 每个IM F 分量具有如下特征:(1) 从全局特性上看, 极值点数必须和过零点数一致或者至多相差一个; (2) 在某一个局部点, 极大值包络和极小值包络在该点的值的算术平均和是零。
对于时间序列f (t ) , 倘若在某点t 0的邻域(t 0-R , t 0+R ) 上只有一个尺度为R 的波动, 这样f (t ) 的局部平均就可以表示为:
I R =Q f (t ) dt t -R 0t +R 0(1)
波动的一个周期内的对时间轴所围的面积为零, 这是相对于时间轴的对称性, 要求I R y 0。
经验模态分解提取I M F 的过程就是一个逐级筛选的过程。实质上是将原始特征序列分解为不同振动周期波动的叠加, 最后得到的每个IM F 分量既可是线性的也可是非线性的。令h 0=f (t ) , E mazx (h 0) 和E min (h 0) 分别是三次样条插值得到的极大值和极小值点的包络, 如果h 0不满足I M F 条件, 令
h 1=h 0-E max (h 0) +E min (h 0) 2(2)
即用h 0减去E max 和E min 的平均值得到h 1。
对于时间序列问题的边界处理方法有很多, 如神经网络分析法(邓拥军等, 2001) 、自回归模型(张郁山等, 2003) 、线性趋零法、对称延伸法、相似延伸法(林振山、邓自旺, 1999) , 本文选取相似延伸法进行边界处理。
当然, 就时间序列的多尺度分解问题, 样本数越多分解的效果越好, 本文采用50年的样本数据, 经以下的分解结果表明该样本数已足够满足本文分析问题的需要。
三、中国区域经济发展差异的多尺度分析
反映区域差异的指标一般有基尼系数、标准差、变差系数、加权变异系数、熵指数和泰勒指数等, 虽然有所差别, 但原理一致。本文选用加权变异系数来反映省区间经济差异, 公式如下:
E i (A i -A ) P i P n
(3) 2A
(3) 式中V ag 为地区间人均国内生产总值的加权变异系数, P i 为i 地区的人口数, n 为全国人口总数, A i 为第i 区人均GD P, A 为全国人均GD P 。系数越小, 表明各地区间人均GD P 的相对差距越小; 反之则越大。对1953) 2002年中国 表1
分省人均GD P 加权变异系数进行EM D
分解如图1, 准周期和方差贡献如表1。
从图1和表1可以看出, 50年来中
国分省人均G DP 加权变异系数的波动
主要以60年尺度、1715年尺度以及趋势
为主。下面将分省人均GD P 加权变异
系数的主要尺度与趋势叠加, 以此分析
1191953) 2002年中国分省人均GD P 加权变异系数EM D 处理后各I M F 贡献及周期IM F1准周期(年) 解释方差(%) 41115167IMF29126167IMF317152217IMF460*3211趋势世纪22185V ag =注:按谷-谷划分周期, *按谷-峰划分周期。
管卫华等:中国区域经济发展差异及其原因的多尺度分析
图1 1953) 2002年中国分省人均GD P 加权变异系数EMD 分解
不同尺度下中国区域经济发展差异的变化特点。
从中国区域发展不平衡的趋势(图1) 来看区域间经济发展差距在扩大; 从全国分省人均G DP 加权变异系数的IM F4与趋势叠加(图3) 的60年尺度上看, 20世纪60年代到90年代区域间经济发展水平的差距呈缩小的趋势, 而90年代以后却在逐渐扩大; 从全国分省人均GD P 加权变异系数I M F3与趋势叠加(图2) 来看, 在20年左右尺度上, 区域间经济发展水平的差距自1984年以后逐渐扩大, 但差距不显著; 如从更小的尺度上看, 区域间经济发展水平的差距有一定的波动性。以上分析表明, 从中长尺度和趋势来看, 中国改革开放以来尤其是20世纪90年代以来区域间差距在扩大,
这应引起各级政府部门的关注。
图2 1953) 2002年全国分省人均GD P 加权变异系数IM F 3与趋势叠加
图3 1953) 2002年全国分省人均G DP 加权变异系数的IMF 4与趋势叠加
四、中国区域差异的机制分析
根据对经济增长的作用形式, 经济增长因素可划分直接因素和间接因素。直接因素包括资本、劳动的投入和资本、劳动的投入产出效率; 间接因素包括技术进步、自然资源和自然条件、社会经济制度和经济政策等, 间接因素通过影响资金、劳动的投入量和投入产出效率, 从而最终影响经济增长(王一鸣, 1998) 。陈秀山等(2004) 分阶段研究了不同时期影响中国区域差距的投入要素的量和质、要素配置效率、要素使用效率和空间格局变动, 认为在不同时期这四种因素的重要性各不相同, 120
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而各个阶段的分析都显示出, 要素投入在地区经济发展中是一个非常重要的因素, 要保证区域间协调发展必须从源头) ) ) 投入来进行调整。本文从生产要素角度选取劳动力、资本要素投入水平进行区域经济差异的多尺度分析, 并探讨这些要素在不同尺度下与区域经济发展水平差异的关系。
(一) 主要要素的区域差异的多尺度分析
本文分别选取加权变异系数对人均从业人员和人均投资的区域差异进行分析, 公式如下:
E (L -i
i L ) P i P n
(4)
22V l =L E i (I i - I ) P i P n
I (5) V i = (4) 式中V l 为地区间人均从业 表21953) 2002年中国分省人均从业人员、投资加权人员的加权变异系数, P i 为i 地区
的人口数, n 为全国人口总数, L i
为第i 区人均从业人员, L 为全国
人均从业人员数。(5) 式中V i 为地
区间人均固定资产投资的加权变异
系数, P i 为i 地区的人口数, n 为全
国人口总数, I i 为第i 区人均固定
资产投资额, I 为全国人均固定资
产投资额。其中各要素系数越小,
表明各地区间的相对差距越小; 反
之则越大。IMF1IMF2IMF3IMF4IMF5趋势世纪2917变异系数E M D 处理后各IM F 贡献及周期从业人员准周期(年) [1**********]8解释方差(%) [1**********]815准周期(年) [1**********]8*世纪投资解释方差(%) [**************]
45916 注:按谷-谷划分周期, *按谷-峰划分周期。
采用E M D 方法对1953) 2002年中国区域间从业人员、投资加权变异系数进行多尺度分解, 如图4、5和表2。
图4 1953) 2002年中国分省人均从业人员加权变异系数EMD 分解
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管卫华等:中国区域经济发展差异及其原因的多尺度分析
图5 1953) 2002年中国分省人均投资区域差异加权变异系数E MD 分解
通过对50年来中国区域间人均从业人员、人均投资加权变异系数进行E M D 分解可以看出, 中国人均从业人员的省区间差异主要以513年、815年和世纪尺度为主, 中国人均投资差异主要以37年和世纪尺度为主。
(二) 区域经济发展差异机制的多尺度分析
根据1953) 2002年中国分省人均G DP 加权变异系数E M D 处理后各IM F 贡献及周期(表1) 和1953) 2002年中国分省人均从业人员、人均投资加权变异系数E MD 处理后各IM F 贡献及周期(表
2) , 可以选取分省人均G DP 加权变异系数和各要素E M D 分解后在I M F1、IM F2、I MF3、I M F4、趋势之间进行比较(如图6、7、8、9、10) 以及分省人均GD P 加权变异系数I MF4与人均投资加权变异系数I M F5之间进行比较(图11) , 分析不同尺度下两者人均GD P
区域差异与各要素区域差异的关系。
图6 分省人均GD P 与各要素加权变异系数IMF 1比较
由分省人均GD P 与各要素加权变异系数I M F1比较(图6) 可以看出, 在小尺度下, 区域间经济差异与各要素的区域差异相互影响, 两者的关系比较复杂。
由1953) 2002年不同尺度分省人均G DP 差异加权变异系数与分省人均从业人员差异加权变异系数的比较(图7、8、9、10) 可以看出, 在8) 10年尺度中, 人均从业人员区域差异与人均G DP 的区域差异的相位相比往往同步或略早; 在15) 20年和40) 60年尺度下, 人均从业人员区域差异超前于人均G DP 区域差异半周期而成为反位相关系; 从世纪尺度看, 人均从业人员区域差异与人均G DP 区域差异的趋势在1980年前两者方向相反, 而1980年后两者变动方向一致。由此说明两者在8) 10年尺度下相关, 在15) 20年、40) 60年尺度以及趋势的大尺度下劳动力水平的区域差异对区域发展水平差异的作用具有超前性。
从1953) 2002年不同尺度分省人均G DP 差异加权变异系数与分省人均投资差异加权变异系122
图7 分省人均GD P 与各要素加权变异系数IMF 2比较
图8 分省人均GD P 与各要素加权变异系数IMF 3比较
图9 分省人均GD P 与各要素加权变异系数IMF 4比较
图10 分省人均G DP 与各要素加权变异系数的趋势比较
图11 分省人均GD P 差异加权变异系数IMF 4与分省投资差异加权变异系数的IMF 5比较
数比较(图7、8、9、10、11) 可以看出, 在8) 10年尺度中, 分省人均GD P 差异加权变异系数与分省人均投资差异加权变异系数波动基本一致, 并且人均投资的区域差异要略早于人均GD P 的区域差异; 在15) 20年和40) 60年尺度下, 人均投资区域差异超前于人均G DP 区域差异半周期而成为反位相关系; 在世纪尺度下, 20世纪90年代以前人均投资的区域差异与分省人均GD P 的差异变化方向相反, 而90年代以后人均投资的区域差异与分省人均G DP 的差异趋势一致。由此可见, 在小尺
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度上投资水平的区域差异引起区域经济发展水平的差异, 在中长尺度上投资水平的区域差异对区域经济发展水平差异的作用具有超前性。
五、结论与讨论
1150年来中国分省人均G D P 加权变异系数的波动包含4个不同的尺度和一个趋势量, 其中主要以60年尺度、1715年尺度以及趋势为主。
21从中国区域发展不平衡的趋势来看, 区域差距在逐步扩大。从60年尺度上看, 20世纪60年代到90年代区域间经济发展水平的差距呈缩小的趋势, 而90年代以后却在逐渐扩大。从20年左右尺度上看, 区域间经济发展水平的差距自1984年以后逐渐扩大, 但差距不显著。近期在这些主要尺度上的区域差异扩大势必引起各级政府的关注。如果从更小的尺度上看, 区域间经济发展水平的差距有一定的波动性。因而, 在分析区域间经济发展水平的差距变动时应从其周期波动的角度出发, 而不仅仅是从某一阶段来分析。在制定区域政策时应考虑区域间差距的波动, 注意区域发展差异的短期性和长期性, 因为在一定政策条件下, 短期内区域差距可能会缩小, 长期内则会引起反向的区域差距, 如A 区原有经济发展水平较B 区高, 通过政策在短期内可以使B 区经济发展水平提高, 但如果持续该政策则会引起A 区的经济发展水平落后于B 区。
31对1953) 2002年不同尺度的分省人均G DP 差异加权变异系数与分省各要素人均水平的加权变异系数的比较可以看出, 在短期的小尺度上, 区域经济发展水平的差异受从业人员和投资水平的区域差异影响, 区域差异与各要素投入差异关系比较复杂; 在中长尺度上, 区域经济发展水平的差异受从业人员和投资水平的区域差异影响而出现超前性。由此, 在分析要素投入差异和区域差异的相互关系时, 不仅要看到要素投入水平差异引起的区域发展差异, 也要看到由区域差异引起的要素投入环境差异所引发的要素投入水平差异变化。同时, 由于长期累积效应的存在, 引发了在小尺度中劳动力和投资水平的区域差异在缩小, 而在中长尺度中区域差异却呈现扩大态势, 因此在制定相关政策时也应注重劳动力和投资水平差异的长期效应。
影响中国区域间经济发展差异的因素还有很多, 从不同时空尺度和不同阶段来看, 区域间经济发展水平也存在很大差异, 这些问题仍有待于进一步探索和研究。
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G uan Weihua , Lin Z henshan and Gu Chaolin a b a
(a:Department of Urban and Regional Planni ng, Nanjing University;
b:College of Geo graphic Sciences, Nanjing No rmal U niversity)
Abstr act :Based on the empirical mode deco mposition, this paper analyses the regional econo mical div ersity (RED ) in China fro m 1953to 2002, and pri marily discusses the cause resulting in RED w ith different scale on the view of productio n factor. The results of the research show that RED fluctuatio n in China takes 602year scale, 17. 52y ear scale and trend as the principal part. RED enlargement in these majo r scales will lead to the g overnment attention. When analyzing the mutual relatio nship between factor investment discrepancy and RED, we should reco gnize the regional discrepancy resulted from facto r investment discrepancy and the change o f facto r investment discrepancy resulted fro m enviro nment discrepancy o f factor investment, and should pay more attentio n to the long 2term effect by emplo yed persons and inves tmen t discrepancy. When formulating the regio nal policies, the short 2term and lo ng 2term RED should be taken into account from the point o f view o f discrepancy fluctuati on among the regions.
Key Wor ds :Regional Eco nomical Discrepancy; Empirical Mode Deco mposition; Wei ghted Variatio n Coefficient
JEL Classification :R110
(责任编辑:晓 喻) (校对:子 璇)
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