基于引力模型的产业内贸易与经济一体化研究

2005年中国经济学年会论文

研究领域：国际经济学

论文题目：基于引力模型的中国双边

产业内贸易的实证研究

作者：韩 剑

作者单位：东南大学经济管理学院

基于引力模型的中国双边产业内贸易的实证研究

韩 剑???

摘要：产业内贸易理论是当今国际贸易的最新前沿理论，在实践中，产业内贸易对于促进一国贸易乃至经济的可持续发展起到至关重要的作用。本文在回顾国外相关文献的基础上，建立产业内贸易的引力模型，对影响我国双边产业内贸易的因素作计量分析。结果表明，产业内贸易与经济总量、人均收入水平、区域经济一体化呈正相关，与规模和收入差异、地理距离呈负相关，实证结论为我国参与国际分工和选择贸易政策提供了理论依据。 关键词：引力模型、产业内贸易、双边贸易

战后科技进步的加速促进了社会分工的不断扩大，国际分工由原来的垂直型分工逐渐转化为水平型分工，国际贸易的基本格局也由产业间贸易向产业内贸易转变。在这种转变中，由于各国所处的经济发展水平不同，资本与技术存量的差异等因素，双边产业内贸易发展水平表现出明显的差异。相同类型的国家或地区出于产业结构、收入水平和消费偏好上的相似性，其双边贸易主要表现为产业内贸易；不同类型国家或地区的贸易则更多的受要素禀赋影响，接近于传统的产业间贸易。随着各国经济发展和国民收入水平的相对变化，一国产业内贸易的国别结构也将出现动态调整，进而对其产业内贸易的总体水平产生影响。产业内贸易的影响因素非常复杂，本文从国家特征揭示出产业内贸易变化的一般规律，在此基础上有重点地加强与潜在贸易伙伴国的经济联系，积极发展双边产业内贸易，从而为我国参与国际分工和选择贸易政策提供一个理论依据。

1、 理论述评

产业内贸易理论是当今国际贸易的最新前沿理论，并处于不断的研究探索和发展中。20世纪60年代以来，经济学家在这一领域展开了广泛的讨论，经过了70年代中期的经验研究和80年代的理论研究，建立了一套解释同一产业内产品双向流动的国际贸易新理论。迪克西特（Dixit,1977）、斯蒂格利茨（Stiglitz,1977）、克鲁格曼(Kmgman,1990)、赫尔普曼(Helpman,1981)、布兰德(Brander,1991)等经济学家结合现代产业组织和市场结构理论，对不同类型的产业内贸易进行了广泛的研究，形成主流的产业内贸易理论。同时以格鲁贝尔与劳埃德、阿奎诺（Aquino,A.1978）、伯格斯特朗德（Bergstrand,J.H.,1983）、格林纳韦(Greenaway,1987)为代表的学者不断地发展和完善各自的产业内贸易指数计算模型，为产业内贸易的实证研究奠定了基础。

伴随计量工具的大量运用，越来越多的有关产业内贸易的文献集中于对产业内贸易因素的研究。影响产业内贸易的因素很多，既有国家层面的（country specific）特征，包括国家规模、人均收入水平、经济一体化，也有产业层面的（industry specific）特征，如产品差别化、规模经济、市场结构等。在研究双边产业内贸易时，由于更多的涉及宏观层面的内容，因此抽象掉产业层面影响因素的回归模型在实践中收到了良好的效果。

在产业内贸易的早期研究中，国民收入水平是最早被考察的一个变量。林德（1961）的需求相似理论早就阐述了收入水平对产业内贸易的影响。他认为，相同的收入水平容易

???

韩剑，男，东南大学经济管理学院博士研究生,研究方向：世界经济，E-mail:icedsword@163.com

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导致相同或相似的需求与消费偏好，从而为产业内贸易发展奠定了物质基础和市场条件。从需求的角度看，低收入的人群对商品需求具有简单化和标准化的特点。随着人均收入的增长，消费者的需求会变得追求多样化和个性化并表现出对异质产品旺盛的需求，推动以产品差异化为主的产业内贸易的发展。两个国家中人均收入越高，人均收入差别越小，产业内贸易比重就越大。巴拉萨（1986）、库莱姆和兰德伯格（1986）把收入分配方式与产业内贸易联系在一起，指出即使在收入水平不同的两个国家，收入分配的不平等也有可能导致相互间产业内贸易的形成。

规模经济是产业内贸易理论的一个基本假定，由国家经济发展水平决定的国家规模与双边产业内贸易的联系最为紧密。当国家规模较大时，它为企业在规模报酬递增的条件下生产差别化产品提供了条件，使得产业内贸易水平的变动与国家规模变化之间表现出正向关联的变动关系。两国经济发展水平越高越接近，需求结构越相似，规模经济的效应越明显。罗特斯切（Loertscher）和沃特尔（Wolter，1980)研究不同国家之间产业内贸易的强度差异，分析结果表明国家发展阶段、市场规模的大小差异与产业内贸易具有明显的负相关关系。费斯特纳和赫尔姆特(Forstner and Helmut)选取47个国家的90个产业作为研究对象，以GDP绝对差额的负数作为自变量建立回归模型，也得出了相类似的结论。

区域经济一体化作为一种制度安排，对产业内贸易的发展具有积极的促进作用。然而早期的研究由于不能很好地说明消费偏好多样化，产品差异，以及规模经济诸现象，区域经济一体化对产业内贸易的影响一直无法得到合理的阐释。直到格林纳威在《地区贸易安排的经济问题》一书中才对这个问题作出了较详尽的论述：经济一体化最直接的影响是市场规模的扩大，使企业生产可以在最小有效规模（MES）下进行，一体化的根本优势在于生产者能够在区域范围内延长他们的生产线，规模经济在成员国间更有可能实现。区域一体化水平越高，产业内贸易的规模越大。Fontagné，Freudenberg和Péridy的一项研究表明，1980—1994原欧共体国家之间的双边贸易出现大规模增长，其中产业内贸易占总贸易比重由最初的53%提高到63%。

此外，从区位角度看，国家地理位置直接影响运输成本，运输成本对产业内贸易发展的影响似乎要远远大于其对产业间贸易的影响。这是因为产业内贸易主要是人们对同一产品不同变体偏好所拉动的，这种对产品变体偏好的程度往往取决于交叉弹性的强弱。空间距离缩短所导致的产品价格下跌，无疑将会提高这些变体产品间的交叉弹性系数，推动产业内贸易发展（Amiti & Venables ，2002)。不仅如此，两国较近的地缘关系也便于开展边境贸易，边境贸易是产业内贸易的一种重要形式，使得产业内贸易的比重相对较大。地理因素与产业内贸易水平的一般关系应该是，距离越远的国家间产业内贸易水平越低，距离越近的两国产业内贸易水平越高。巴拉萨对美国与其37个贸易伙伴之间的产业内贸易研究表明，存在共同边界的国家双边产业内贸易水平普遍较高，贸易伙伴间的距离与产业内贸易呈现显著的负相关关系，回归系数高达0.485。

到目前为止，大多数有关产业内贸易的实证研究对象都集中于发达国家，对发展中国家关注的很少。与国外产业内贸易研究的发展相对比，国内在这一领域的研究更是明显落后。大多数实证研究只是对中国的产业内贸易指数做简单的测算，一些学者对中国整体产业内贸易作回归分析，认为规模经济（徐娅玮，2001）、产品多样化、外商直接投资（马剑飞、朱红磊，2002）与我国的产业内贸易有着显著的相关性，然而对于影响双边产业内贸易的决定因素包括其深刻政策含义探索的相关文献却寥寥无几。本文的创新之处在于构

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建双边产业内贸易的引力模型，利用翔实的贸易数据，具体考察我国与主要贸易伙伴的双边产业内贸易状况和影响因素, 从而为发展我国产业内贸易提出有针对性的对策建议。

2、双边产业内贸易的引力模型

在国际贸易的计量研究领域中，双边贸易的引力模型与产业内贸易的指数模型一直以来都是计量经济学家最为关注的两大课题。1962年，首届诺贝尔经济学奖获得者、荷兰计量经济学家丁伯根（Tinbergen） 第一次提出了双边贸易流量计量模型的简约形式。他认为，一国向另一国的贸易流动主要取决于用GDP 测量的国家经济规模和两国间的地理距离。贸易量与它们的经济规模之积正相关，而与两国之间的空间距离负相关。贸易引力模型的具体表达式如下：

Tij=A（Yi Yj/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。

1966年，Linnemann在原有的贸易流量计量模型中第一次把优惠贸易协定这个虚拟变量加入方程，考察区域经济一体化对两国贸易的影响。90年代以来，经济学家对引力模型的理论涵义展开了广泛和深入的探索，Grossman (1998)发现专业化生产是引力模型得以存在的理论前提。Feenstra, Markusen and Rose (2001)使用Rauch (1999)的贸易分类方法，证明引力模型能成功的运用到垄断竞争市场中的差异化产品贸易。在本文中，我们将借助前人的研究成果，对引力模型作适当的改进，构建双边产业内贸易的引力模型。

假定各国专业化生产不同种类的产品，各国消费者有着相似的需求偏好，贸易是无摩擦的，即零关税和零运输成本，各国消费的产品将根据它们的相对购买力（GDP）而定。i=1，2，…C代表不同国家；k=1，2，…N代表不同种类的产品；yik表示国家i生产的k类商品的数量。由于假定产品各国同价，yik实际上可以代表产品k在国家i的产值。各国的GDP可表示为Yi=

?k?1yki，全世界总GDP可表示为Yw=?i?1Yi，用sj表示国家j在

NCiji全世界总消费中的比重，国家i向国家j出口产品k的数量可以表示为Xk，国家i?sjyk向国家j的出口则是所有k种产品出口总和即

Xij??XkijkYjYi?s?y?sY??sjsiYw?XwYkjikjiji

一国的出口函数可以用下面的对数线性方程来表示：

ln(Xij)??ln(Iw)?ln(Ii)?ln(Ij)

由于ln (Iw)项在研究双边贸易时对所有国家来说都是既定的，因此该方程表明，一国的出口是由本国和贸易伙伴国的收入决定的。将等式中的第一项和最后一项相加，我们可以得到：

?2?Xij?Xji??w?YiYj

?Y?这是根据引力方程所做的一个最简单的推论，该推论有很多实际运用。其中，赫尔普曼（1984）将国家规模差异引入模型，证明了在由两个国家组成的区域经济体中，规模差别很大的国家要比相似国家之间的贸易小得多。

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假设把这两个国家所组成的自由贸易区称为区域A，则A的GDP可以表示为YA=Yi+Yj。两国相对于区域总GDP比重为siA=Yi/YA， A相对于全世界GDP的比重sA=YA/YW。公式又可变形为(Xij?Xji)/YA?2siAsjAsA。由于siA+sjA=1，2siA sjA=1- （siA）2-（sjA）2，将此代入上述方程，可以得到A的区域内贸易为，

???YAsA?1??(siA)2?

i?A??Xij?Xji赫尔普曼将模型拓展为一个区域内的多个国家，公式中的(1??(si?AiA2))项被称为国

家规模差异指数（Size Dispersion Index）。该指数证明国家的相对规模会如何影响贸易量。当研究双边贸易时，si+sj=1，两国的收入总和既定，出口贸易总额与国家差异指数将有较强的相关性。对方程两边分别取对数，得到

?Xij?Xjiln??Yi?Yj??ijij ????ij??lns?s??lnDispersion?????按照格鲁贝尔与劳艾德对产业内贸易概念的界定，产业内贸易值是进出口的重叠部分——相当于“贸易重叠”（Trade Overlap），

即IIT=2

nnn?min(X,Mii?1i) Xi>Mi， IIT=2?Mi Xi

i?1i?1n产业内贸易GL指数被描述为GL??2min(Xi,Mi)/(Xi?Mi)?100

i?1 由上述产业内贸易水平的计量方程，在一般贸易引力模型的基础上，我们引入了适当的外生变量，构造了一般的产业内贸易引力模型，如下式：

LnIIT????1LnGDP1??2LnGDP2??3LnPGDP1??4LnPGDP2??5DISP1??6DISP2??7LnDIST??8COM?? 其中，IIT代表两国的产业内贸易值或者产业内贸易指数；GDP1和GDP2分别是反映

两国市场大小GDP值；PGDP1和PGDP2则是反映两国居民收入水平的人均GDP值；DISP1和DISP2是根据公式计算出的国家差异指数及收入差异指数，DIST表示两国的地理距离，COM是虚拟变量，反映两国的区域一体化程度，如果两国签订区域贸易协定，则用“1”表示，否则用“0”表示，?是残差项。

3、实证检验

根据样本选择的典型性和重要性原则，本文选取美国、加拿大、日本、韩国、马来西亚、德国、英国、法国及我国这9个国家作为考察对象，香港、新加坡和台湾是商品贸易的重要转口地，不能真实地反映产业内贸易的发展水平，因此被排除在样本之外。我们采用联合国的贸易标准分类（SITC），把SITC三位数视为一个产业，计算2003年任意两个国家双边产业内贸易值及产业内贸易指数，如表1，该表是一个9?9的矩阵，矩阵的右上方是双边产业内贸易指数（%），矩阵的左下方是双边产业内贸易值（亿美元），所有结果根据联合国贸易数据库www.unstats.org汇总计算所得。2003年各国以美元计价的GDP数据及人口数据来自www.worldbank.org，并以此计算出各国的人均GDP。国家之间的地理距离用各国首都间的直线距离近似代替，数据来自www.indo.com。

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表1 2003年9个国家的双边产业内贸易情况

中国 美国 加拿大 日本 韩国 马来西亚 德国 英国 法国

中国 291.11 17.86 414.39 196.23 62.10 94.70 29.92 35.66 美国 23.00 2265.12 597.16 218.97 122.87 484.47 458.98 276.03 加拿大 17.85 57.05 22.52 6.23 2.94 29.33 32.51 17.23 日本 31.03 34.46 15.09 243.05 88.31 178.52 71.00 44.11 韩国 31.04 36.38 12.37 46.11 25.59 40.60 16.16 16.47 马来西亚 30.85 33.11 14.90 37.00 33.69 34.94 13.14 9.53 德国 22.69 49.21 36.78 58.28 32.45 49.01 561.47 英国 20.78 59.12 36.43 37.23 25.10 28.52 58.07 法国 26.55 58.44 37.22 30.61 35.43 36.34 73.55 60.71 977.36 353.87 （资料来源：根据联合国贸易数据库测算所得） 由上文构造的产业内贸易引力方程，我们以产业内贸易值为因变量，两国的GDP、

人均GDP（PGDP）、地理距离（DIST）、国家规模差异指数（DISP1）和人均收入差异指数（DISP2）和区域差异（COM）为自变量，做OLS回归分析。采用逐项剔除的回归分析方法，剔除统计结果不显著的变量，得到对回归方程有着最好解释力的几个变量。它们分别是GDP1（本国的GDP）、GDP2（贸易国的GDP）、COM（区域一体化）、DIST（地理距离）、DISP1（国家规模差异指数）。以上述变量作为方程的解释变量，常数项的t检验值无法通过检验，换成不含常数项的方程继续做回归检验。计量结果显示（表2），拟和优度系数R高达0.992，调整R系数也达到0.984，F值为386.441，对方程有着良好的回归效果。同时，各变量的回归系数的t检验值都符合显著性检验标准（见表3）。其中GDP1的回归系数为0.745，t检验值为10.42；GDP2的回归系数为0.512，t检验值5.535，表明本国和贸易国的市场规模与产业内贸易有着显著的正相关性。本国的市场规模越大，对进口产品的需求越高，贸易国的市场规模越大，对本国出口产品的需求也就越旺盛，两国的经济发展水平越高，规模经济效应越大，商品的出口和进口都会维持在一个很高的水平，产业内贸易也就越可能发生。DISP1的回归系数为4.021，符号为负，t检验值为-4.873，表明经济发展水平相似的国家，产业内贸易值越高，发达国家之间的产业内贸易大大高于发达国家和发展中国家之间的产业内贸易。比如，美国和日本、德国、英国的产业内贸易值都将近500亿美元，而与最大的发展中国家中国的产业内贸易值也仅为300亿美元。此外，方程中COM变量的回归系数为1.033，t检验值2.617，则进一步证明了我们的理论假设，区域经济一体化促进了产业内贸易的显著提高。例如，美加贸易是所有国家之间产业内贸易最高的，达到2265亿美元，法国和德国的产业内贸易总量也将近达到1000亿美元。

表2 模型总体检验

R系数 0.984

22

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调整R系数 2F值 相伴概率 0.000 0.982 386.441 5

表3 回归系数检验

变量 GDP1 GDP2 COM DIST DISP1

接着，同样采用上述方法，以产业内贸易指数为因变量，由于产业内贸易指数的取值在0—1之间，而回归方程可能会预期超过这个范围的值，有学者提出用逻辑转换(logistic transformation)的思想，而Greenaway和Milner(1986)提出，如果研究的目标是产业内贸易的决定因素，则没有必要进行逻辑变换。基于这一点，我们依然对一般的产业内贸易引力方程做OLS回归。

计量结果显示，产业内贸易指数与人均GDP（PGDP1、PGDP2）、地理距离（DIST）、国家规模差异指数（DISP1）、COM（区域经济一体化）这五个变量有着很强的相关性，同样，含常数项的方程拟和效果不佳，继续使用不含常数项的方程做回归检验。如表4所示，不含常数项的方程拟和优度系数R高达0.976，调整R系数0.953，F值为126.644，回归效果显著提高，White检验的相伴概率为0.3209，可认为模型无异方差。同时方程中各变量的回归系数也都通过了显著性检验（见表5）。PGDP1的回归系数0.038，t检验值3.571；PGDP2的回归系数0.072，t检验值为3.767，这一结果与理论假设大致吻合。两国的人均收入是影响产业内贸易的一个重要因素。人均收入越高，消费者多样化和个性化的需求越大，以差异化为主的产业内贸易就越容易发生。地理距离（DIST）变量的回归系数0.074，符号为负，证明两个国家地理位置越近，产业内贸易水平越高。国家规模差异指数（DISP1）的回归系数达到0.349，符号为负，t检验值-2.737，规模相近的国家产业内贸易指数较高。与先前检验相同，COM同样是方程中的一个重要的解释变量，回归系数最高，达到0.128，表明区域经济一体化与产业内贸易指数有着很强的正相关性，一旦两国达成双边贸易协定，产业内贸易指数将增加13%。

表4 模型总体检验

R系数 0.953

表5 回归系数检验

变量 PGDP1 PGDP2 COM DIST DISP1 非标准化系数 0.038 0.072 0.128 -0.074 -0.349 标准化系数 0.903 1.809 0.108 -1.536 -0.307 T值 3.511 3.767 2.010 -3.645 -2.737 相伴概率 0.001 0.001 0.053 0.001 0.010 22

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非标准化系数 0.745 0.512 1.033 -0.798 -4.021 标准化系数 1.585 1.050 0.075 -1.429 -0.303 T值 10.420 5.535 2.617 -7.222 -4.873 相伴概率 0.000 0.000 0.014 0.000 0.000 调整R系数 0.946 2F值 126.644 相伴概率 White检验概率 0.000 0.3209

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4、结论

本文通过构建双边产业内贸易的引力模型，对我国与主要贸易伙伴国的双边产业内贸易作因素分析，得出了以下几点重要的结论：

第一，我国的双边产业内贸易指数普遍较低，对外贸易的基本格局是产业间贸易。由于经济水平、人均收入与消费结构与世界发达国家之间存在着很大的差距，目前我国还不具备开展水平分工的基础，与主要贸易国之间的双边贸易仍存在着很强的比较利益关系。

第二，经济总量、人均收入水平影响市场规模，市场规模越大，产业内贸易规模也

越大。国家规模差距、居民收入差距与产业内贸易有着很强的负相关性，经济发展程度类似的国家产业内贸易比重相对比较高。随着我国经济快速发展，经济总量和人均收入水平与发达国家的不断趋同，与发达国家的双边产业内贸易比重将有很大程度的提升，从而推动我国的对外贸易格局由产业间贸易向产业内贸易转变。

第三，由地理位置决定的运输成本是影响双边产业内贸易水平的一个重要因素，邻近国家发展产业内贸易具有天然的优势，我国与周边亚洲国家的双边产业内贸易还有很大的发展潜力空间。

第四，区域经济一体化对促进区域内贸易以及产业内贸易都起到了催化剂的作用。区域一体化进程的缓慢很大程度阻碍了我国双边产业内贸易的发展。与东盟建立自由贸易区有利于区域内产业内分工与交换的发展，加深产业链的国际分工和专业化程度，促进资源的重新配置和整合，大大提高产业内贸易在各成员国双边贸易中的比重。同时我国还需要更广泛的双边及多边自由贸易协定来促进深层次的国际经济合作，获得以规模经济为导向，产业内贸易发展的动态收益。

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Abstract: Intra-industry theory is a new theory in international trade field. In practice, intra-industry trade does great help to promote the country?s development of trade and economy. This paper reviews the pertinent literatures and makes an empirical research on the factors of China?s bilateral intra-industry trade by the use of the gravity model. The results show that the level of intra-industry trade is positively correlated with economic capacity, national income and regional economic integration, but negatively with scale and income disparity and geographic distance. This provides a theoretic support to China?s participation in international labor division and trade policy selection.

Key words: Gravity Model, Intra-industry Trade, Bilateral Trade

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/40rr.html