基于引力模型的中美农产品贸易边境效应研究

摘 要：针对中美两国在农产品贸易上的新变化，应用引力模型的派生模型——边境效应引力模型对中美两国农产品贸易的流量和流向进行理论和实证研究。首先介绍了边境效应引力模型基本模型的推导过程，并引入了调整模型。然后采用1987至2005年其中5年的截面数据进行计算，结果发现：中美农产品贸易的边境效应显著存在，且呈逐年下降趋势；两国之间的农产品贸易边境效应存在流向和区域上的差异；距离的平方并不影响模型的可靠性。

关键词：中美农产品贸易；流量和流向；引力模型；边境效应

中图分类号：F746.2；F061.5文献标识码：A文章编号：1001-6260（2008）03-0058-08

一、引言

中国是一个农业大国，农产品贸易在对外贸易中占有重要地位，农产品贸易走势一直是世人关注的焦点。目前，在世界贸易向自由化方向发展的趋势不断加强和我国经济正处于转型期以及加入WTO调整期结束的形势下，我国农产品贸易出现了出口贸易额占全国出口贸易额的比重不断下降，农产品贸易出口集中度提高等问题。同时，美国是世界上最大的农产品出口国。中美两国是亚太地区的重要国家，一个是最大的发展中国家，一个是最发达国家，两国经济互补性很强，发展经贸合作潜力巨大。 从2002年开始，中国与美国农产品贸易出现了三个变化：第一，中国入世后的2000年，美国农产品对中国的出口与2001年同期相比，猛增49.88%，高达2.24亿美元。第二，2007年中国是美国农产品进口第五大来源国，仅次于加拿大、欧盟、墨西哥和日本。在对美出口的49.2亿美元农产品中，量最大、增幅最快的出口产品是直接消费产品，出口金额达到20.2亿美元，增幅达到38.13%。 第三，中国入世后农产品关税和配额调整对中美“大宗谷物”贸易产生的巨大影响显现出来。2005年中国对美国的农产品出口为29.6亿美元，同比增长23.4%。2006年中美农产品贸易保持了较快的增长态势。据美方统计数据，2006年两国农产品贸易总额118.9亿美元，同比增长27.2％，增长幅度比2005年增加24个百分点，再度突破100亿美元关口。因此，在新时代有必要对中美两国的农产品贸易模式和影响因素进行研究，本文在大量引力模型文献研究的基础上，以中美农产品贸易为实证对象，运用引力模型的基本模型及其调整模型，试图研究它们之间的边境效应的大小和变化趋势。

在贸易引力模型不断发展和完善的基础上，McCallum在1995年首次提出了在引力模型中除了距离变量构成贸易的阻力，边境也会大幅度降低双边贸易量, 对于距离和经济规模相同的两个区域，同一国家的两个区域之间的贸易量明显大于不同国家的两个区域之间的贸易量，即所谓的“边境效应”（border effect）或“本国偏好”（home bias），它反映了边境对贸易的负面影响程度。Grossman (1998)认为边境效应的存在是一个出人意料的发现，同时被Obstfeld和Rogoff (2000)称为是“当今开放经济学”六大谜之一，由此引发了大量文献来解释“边境效应”问题（Wei，1996；Helliwell，1996；Nitsch，2000；Head and Mayer，2000；谷克鉴，2001；盛斌、廖明中，2004；史朝兴 等，2006)。

二、分析模型

自20世纪60年代以来，引力模型被广泛地应用于研究国际贸易中的双边贸易流量。在引力模型不断发展和完善的基础上，众多学者开始从不同角度研究基于引力模型的边境效应问题。通常模型采用对数形式，将一国与另一国的出口或进口同经济规模和两国之间的距离联系在一起。Helpman和Krugman (1985)认为这一简单的形式是建立在规模报酬递增和差异化产品的假设基础上。Deardorff (1995)则认为模型的推导只需要差异化产品一个假设条件。首先假设效用函数中消费者无本地偏好，运输成本和贸易障碍都会对贸易有负面影响。以Cij表示j国对i产品的消费量，pij表示i产品在j国的价格，Yj表示收入，那么该国最大化其效用函数：

在现实的国际贸易中，由于各国内的各区域的生产、技术、交通等因素导致经济发展不平衡，结果贸易的流量和流向都会有很大的差异，因此只采用一个哑变量来衡量各区域之间的边境效应有可能会忽视区域之间的差异，也很难分析贸易流的具体模式。目前也有大量的学者考虑到了这个问题，将模型进行了调整。本文采用Wall (2000)的方法，将式(4)中的B′ij变量进一步分为四种不同的边境形式：

其中，边境一为McCallum (1995)采用的衡量边境效应的哑变量，假设边境效应在双边贸易量上不存在流向和地区的差异，即对称同质，因此，当发生国际贸易时，Bij取值1，否则为0。系数δ表示中美边境对贸易产生的影响，相当于中国各省边境对国际贸易的影响。边境二假设中国各省对美国各州的贸易仅在流向上存在差异，即非对称同质，当i表示美国的州、j表示中国的省时，BSPij取值1，当i 为省、j为州时，BPSij取值1。边境三假设边境效应在国际贸易中不存在流向的差异，但是存在地区差异，即对称异质，k表示中国的经济区域，N表示中国经济区域划分总数，1987和1992年，N为7，其它样本年份N为8，当中国的省k同美国的州j进行贸易时，Bkij为1。边境四综合了边境二和边境三，假设边境效应在流向和区域上都存在差异，即非对称异质。

三、数据说明

本文分别采用1987、1992、1997、2002和2005年的截面数据对中美农产品贸易进行实证研究。根据已有的数据信息分类，首先将中国和美国划分为不同的经济区域。根据不同时期的经济发展和《中国经济区域间投入产出表》(2007)、国家信息中心(2005)发布的《中国区域间投入产出表》,分别将中国大陆分为七个经济区域（东北，华北、华中、华东、华南、西北和西南）和八个经济区域（东北、京津、北部沿海、东部沿海、南部沿海、中部、西北和西南八个区域）中国大陆经济区域划分：1.七大区域：东北（黑龙江、吉林和辽宁）；华北（北京、天津、河北、山东和内蒙古）；华东（上海、江苏和浙江）；华南（广东、福建和海南）；华中（山西、河南、安徽、湖北、湖南和江西）；西北（陕西、甘肃、宁夏、青海和新疆）；西南（四川，贵州、云南、广西和西藏）。2. 八大区域：东北（黑龙江、吉林和辽宁）；京津（北京和天津）；北部沿海（河北和山东）；东部沿海（上海、江苏和浙江）；南部沿海（广东、福建和海南）；中部（山西、河南、安徽、湖北、湖南和江西）；西北（陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆和内蒙古）；西南（四川，重庆、贵州、云南、广西和西藏）。。根据美国人口统计局的划分方法，将美国分为新英格兰、大西洋中部、中东北部、中西北部、大西洋南部、中东南部、中西南部、山区和太平洋九个区域。

由于本文以农产品贸易为研究对象，农产品范围与中国商务部对外贸易司提供的《中国农产品进出口月度统计报告》分类一致，采用HS分类标准。其它数据来源：中国各区域的农业总产值、人口和GDP分别来自历年的《中国统计年鉴》、各省市直辖市自治区的《统计年鉴》和《农村统计年鉴》，年末实有耕地面积来自历年《中国城市统计年鉴》和资源环境综合数据库。美国各州的农业产值、人口和GDP来自《美国统计年鉴2007》摘要、美国农业部网站的各州数据。两国的双边农产品贸易量来自《中国农产品进出口月度统计报告》、美国国际贸易部和美国出口网站提供的各州对中国的农产品出口值和联合国粮农组织数据库。

由于缺乏中国各区域同美国各区域之间的农产品贸易流，需对已有数据进行加权计算。具体方法是根据两国的农产品贸易流量总值、美国各州对中国的农产品出口值和分类出口值进行计算。中国各区域之间的农产品贸易流则根据国家信息中心发布的《中国区域间投入产出表》中农业部门的I-O表计算而得。对于距离变量则采用Head和Mayer (2000)的方法，运用Great Circle先计算各区域内省会城市或州府之间的距离，然后分别用它们的人口作为权重计算经济距离。

四、估计结果及分析

本文采用OLS运用统计软件对式(4)的四种边境进行计算，考察中美农产品贸易的边境效应在流向和地区的差异、显著性和变化趋势。首先检验McCallum (1995)的对数线性引力模型，即式(4)中的边境一，共936个数据，结果见表1。

模型中各个变量的符号与目前文献研究相同。可以看出，农产品贸易量与两个贸易区域的经济规模Yi 、Yj和yi 、yj同方向变化，反映了一区域对农产品的进口需求或出口供给能力越大，即农业总经济规模越大，潜在的农产品进出口能力就越大，从而双边贸易量就越大；农产品贸易量与区域之间的经济距离呈反方向变化，表明运输成本是阻碍贸易的重要因素，但其影响力逐渐减少；其它变量的系数比国内外文献的研究结果稍微偏大，原因可能是农产品贸易同其它货物贸易本质的区别和中美两国在农产品生产技术等方面的较大差异。

比较样本数据可以发现，除1987年，出口区域的农业总经济规模对贸易量的影响要比进口区域的农业总经济规模的影响小，表明进口需求对农产品贸易有较强的影响力。进口区域的人均农业总产值越大，出口区域的人均农业收入越多，人们对进口需求的数量和品种就越大，出口潜力也越大，双边贸易量就会越大。

但是，农业总产值并不能反映一国的总体经济发展水平，还需考虑其占GDP的份额。结果发现，出口区域的农业产值占GDP的份额越大，农产品出口就越会增加。在其它变量保持不变的情况下，若进口区域和出口区域的农业产值占GDP的份额同时增长相同的百分点，农产品双边贸易量仍会增加，反映了农业发展水平越高的地区对农产品贸易额的影响越大。相反，农业人口比重同双边贸易量反方向变化：农业人口密度越大，相对经济越落后，越是采用自给自足的生活方式，因此农产品出口越少。由于农业较依赖土地资源，而土地资源相对不可再生，因此发现进口区域的土地面积也会影响农产品双边贸易量，呈负面影响。出口区域的土地面积对贸易量的影响则不确定。

表1中，边境一的哑变量系数分别为-4.47、-3.91、-3.11、-2.32和-1.94，都为负值，表明中美的农产品贸易还会受到第三方贸易国的影响，在绝对值上逐渐减小。根据此系数可以计算出中美两国在农产品贸易的边境效应值，见表2。

由表2可以看出，1987 年的边境效应为87.4 (e│-4.47│)，表明中国各个区域之间的贸易量是一个中国区域和一个美国区域之间贸易量的87.4倍，非常显著，反映了中国在农产品贸易上的封闭，这与中国农业经济的落后、农业人口的众多和政府的农业保护政策直接相关。到了1992年，这一数值迅速降到49.4(e│-3.91│)，降幅达75.15%,但仍很显著。随着中国经济的快速发展以及与世界经贸关系的不断加强，在香港回归的1997年，边境效应继续下降，为22.4。随着中国加入WTO和调整期的结束，以及中国政府在农业政策方面的改革和对三农问题的不断重视，边境效应继续大幅度下降，2005年仅为7.0，反映了随着人们生活水平的不断提高，人们对生活必需品——农产品也呈现多样化需求，国内农产品贸易量仅为国际贸易量的7.0倍。

图1表明中美农产品贸易边境效应呈总体下降趋势，且十分显著，这与文献研究结果相同。Furtan和Van Melle (2004)对美国和加拿大、美国和墨西哥的农产品贸易研究结果发现，美国和加拿大之间的农产品边境效应要比美国和墨西哥之间的边境效应大出很多：1992年美加和美墨之间的农产品边境效应分别为113.1和50.4，而中国和美国之间的农产品边境效应与美国和墨西哥之间的边境效应比较接近，说明农业生产、技术等方面的差距越大，农产品贸易的互补性就越强，就越需要通过国际贸易的方式来满足本地需求，以达到成本最小化，因此其农产品贸易的边境效应的绝对值相对越小。

由于引力模型源自牛顿的万有引力模型，万有引力模型中的距离变量为平方值，因此还需考虑非线性的引力模型。表1中的回归2以1987年的数据为基础，对变量中的距离进行了平方并进行了回归，结果发现：只有距离变量的系数和标准误差减少一半，其它变量和统计检验都不受任何影响。这是由于模型经过对数调整，距离的平方值转化成2倍。因此目前的大量引力模型都不采用距离的平方，而是采用一次距离作为自变量，来衡量贸易壁垒的大小。

通过进一步地计算，可以发现中美两国的农产品贸易存在流向和地区的差异。表3表明，模型其它变量的系数在数值上同边境一的相差不大。表4对不同边境状况的边境效应值进行了比较，总体来看，2005年中美两国的边境效应为7.0，表明在这一年中国各区域的农产品贸易流量是中国同美国农产品贸易量的7.0倍。但是可以看出，中国对美国的出口边境效应大于中国到美国的进口边境效应，分别为8.5和5.8，反映了中国的农产品更多地流向国内其它区域，而农产品的进口则是在国内其它区域的供应基础上更多地考虑从美国进口。这也可以解释中国在同美国农产品贸易上的巨大赤字；从地区差别来看，中部、东北和西北的农产品边境效应较大，反映了农业大省在同美国农产品国际贸易中的相对封闭性。中国各区域的边境效应也呈现出口效应大于进口效应的状况。其中，东北和西北的农产品出口边境效应最大，反映了农产品国际贸易出口流量与总体经济发展水平和交通状况具有一定的正相关性。西北和京津的进口边境效应最大，表明这些省区相对农业小省为了节约运输成本更多地选择国内进口。

五、结论

本文采用边境效应引力模型的调整模型研究了中美两国农产品贸易的边境效应问题。在介绍了基本引力模型推导的基础上，引入了与农业相关的变量，得出了本文的四个实证模型。采用1987至2005其中五年的截面数据进行实证，结果发现：同其它贸易产品一样，引力模型中的主要解释变量——经济规模和距离也会对农产品贸易产生影响；而人均农业收入越多、农业产值占GDP的份额越大、农业人口比重越小，农产品出口就会越多；模型中距离变量是否平方并不影响模型的最终结果，采用对数形式的引力模型也能比较好地求解边境效应；中美两国农产品贸易的边境效应显著存在，且呈下降趋势，由1987年的87.4下降到2005年的7.0。这一数值非常显著，但同其它国家农产品边境效应相比，发现经济差异越大的国家之间的农产品边境效应数值相对越小；中美两国的农产品贸易存在流向和地区的差异,但是各区域的边境效应的平均值与总体边境效应数值接近。中美两国之间的农产品贸易边境效应可能是由于政府的农业保护政策、贸易成本的差异和中美两国在农产品生产、技术的差异等方面的原因造成的。随着中国加入WTO、经济的飞速发展和对三农问题的逐渐重视，农产品贸易的边境效应也有所下降。

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The Border Effect of SinoUS Agricultural Trade Based

on Gravity Model

ZHU Haixia1,2 GU Haiying1

(1.Antai School of Economics and Management, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200052;

2.School of Foreign Languages, Shanghai Maritime University, Shanghai 200135)

Abstract: Based on the great change in discrepancies of SinoUS agricultural trade, this paper studies the trade flows and directions between China and US with border effect gravity model. First, the border effect Gravity Model is derived and adjusted. Applying 5 years′ panel data from 1987 to 2005, empirical results indicate that border effect does exist in this regard and is significant with the tendency to drop by year, border effects vary greatly from the direction of international trade and across regions. Whether the distance variable is squared, it does not influence the final result of the model.

Keywords: SinoUS agricultural trade; trade flow and direction; gravity model; border effect（责任编辑 彭 江）

注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”