对外贸易和科技创新对山东省经济增长关系的实证分析—基于向量自回归模型

对外贸易和科技创新对山东省经济增长关系的实证分析—基于向量自回归模型

袁心如,（指导教师：徐海霞）

 所在地区: 山东省烟台市莱山区黄海路街道

 [摘要]基于1985-2019年山东省经济增长，进出口总值和专利数量时间序列数据，通过单位根检验、协整检验、格兰杰因果关系检验、脉冲响应和方差分解进行实证分析。结果表明，经济增长，对外贸易和技术创新具有长期均衡关系，且出口贸易和技术创新对经济增长具有促进作用。经济增长对自身的影响最大，技术创新对经济增长的长期影响超过出口带来的贡献。经济增长和出口贸易对进口贸易有正向促进作用，科技创新对进口贸易具有负向影响。从长期来看技术创新和经济增长对进口贸易有显著稳定的贡献。

[关键词]对外贸易；科技进步；经济增长；向量自回归模型

改革开放以来，在不同的经济发展阶段，我国采取了不同的对外贸易战略，不断调整不同商品进出口比例，弥补短缺物资，出口过剩商品，在国际贸易中不断发展。通过进口国外高新技术产品，有助于一国科技进步。科学技术的进步可以增加技术密集型产品的生产。通过生产并出口技术密集型产品来获取更多收益，从而改善一国的贸易条件。因此通过实证分析来检验进出口贸易、科技创新与经济增长之间的关系具有一定的价值。

一、文献综述

王慧敏和成谢军通过格兰杰检验，发现江苏进口额和出口额是经济增长的格兰杰原因，进口会阻碍经济增长，而出口会促进经济增长[1]。窦旺胜和王成新通过Granger因果检验得出，山东省的出口商品贸易结构和贸易方式对外贸易对经济增长具有促进作用，且出口贸易促进作用更为明显[2]。孙乐基于VAR模型的分析提出，北京市对外贸易有利于进出口尤其是出口的良性发展[3]。赖迪辉和吴晓菲运用VAR模型实证分析表明，天津市对外贸易与经济增长存在双向促进作用[4]。雷蕾，刘世娟和蒲元林运用实证分析方法得出，进口总额与出口总额对四川省地区生产总值的增加都有促进作用[5]。杨尊亮和李崇正通过向量自回归模型得出，黑龙江省的经济增长与对外贸易之间存在长期均衡关系[6]。张玉和寇明龙通过向量自回归模型得出，疆经济增长与进出口贸易有着长期的协整关系，进口贸易和出口贸易二者互为因果关系[7]。拉拉·哈德尔运用协整检验和格兰杰因果检验提出，新疆GDP和出口、进口之间存在长期稳定的均衡关系[8]。杨丛和戚元飞通过构建VAR模型，说明出口是GDP的单向格兰杰原因，进口是出口的单向格兰杰原因[9]。

上述学者主要研究的是从进出口贸易与经济增长之间的关系进行了实证分析，很少涉及其他影响因素的作用。进出口贸易与经济增长之间的关系既可以是直接的，也可以以科技创新作为桥梁产生间接影响。对于经济增长和对外贸易而言，科技创新是外在的，可控的，不稳定的因素，因此进行三者之间的影响分析具有一定的必要性。

二、经济增长与对外贸易现状分析

（一）经济规模不断扩大

2019年我国国内生产总值为990865.1亿元，山东省地区生产总值为71067.53亿元，占全国生产总值的7.17%，仅次于广东省和江苏省。山东省经济总量长期稳居前列，且呈现稳健增长趋势。

由图一所示，山东省经济总量呈现逐年上升趋势，2011年以后环比增长率逐年下降，2019年的地区生产总值为71067.53亿元，按可比价格计算，比2018年增长5.45%。2020受到疫情影响，生产总值仅为73129.00亿元，比上年增长3.6%。2019年人均地区生产总值为70653元，同比增长6.29%。

（二）第三产业比重增加

2019年第一产业比上年增长1.1%，第二产业比上年增长2.6%，第三产业比上年增长8.7%。产业结构由2018年的7.4：41.3：51.3调整到7.2：39.8：53，第一产业和第二产业有所下降，第三产业比重增加，产业结构不断优化。山东省作为工业和农业大省，2019年产值分别为22985.13亿元和5476.47亿元，比上一年增长2.1%和1.7%。

（三）贸易规模趋于稳定

2019年山东省出口总值为11130.4亿元，占地区生产总值的15.67%，比2018年出口总值增加5.09%。由下图图二所示，进出口总值呈现上升趋势，出口总值占经济增长的比重在2001年以后开始显著上升，2008年以后开始呈现下降趋势，最终稳定在15%左右。

（四）贸易对象以发达国家为主

山东省主要贸易对象是东盟和欧盟，其次是韩国，美国，日本和巴西，占比分别为11.8%，11.73%，9.56%，9.43%，7.40%和7.08%。2019年外商在山东省内新设企业主要来自韩国，香港地区，台湾省，美国和欧盟，外商直接投资金额为2517万美元，比上一年增长16.74%。

三、变量选择与模型构建

（一）模型介绍

VAR模型是把所有变量看做成向量然后对各滞后期进行回归。VAR模型无需外生变量假定，没有内生变量和外生变量之分，所有变量都被看做为内生变量。一般形式VAR(p)为：

其中，表示第t期观测值构成的n维列向量，使n*n矩阵，使n维随机误差项，的均值为零，满足非序列相关。

（二）数据来源及处理

经济增长选择山东省地区生产总值（GDP)表示，对外贸易选择出口总值(EX)和进口总值(IM)表示，科技创新选择专利申请数(P)表示。原始数据中的地区生产总值易受价格影响，因此通过地区生产总值指数计算出以1985年为基期的实际地区生产总值。原始数据中出口总值和进口总值的单位为万美元，为统一单位为亿元，通过1985-2019年人民币对美元年平均汇价进行单位换算。为消除可能存在的异方差，对原始数据进行取对数处理，分别为LNGDP,LNEX,LNIM和LNP。所选取的数据来自《山东统计年鉴》和《中国统计年鉴》，运用的处理软件为eviews10。

四、实证分析

（一）单位根检验

若用非平稳的时间序列进行分析，实际上是将不相关的变量进行了回归分析，这是一种虚假回归。在进行时间序列的分析时，变量必须是平稳的，即没有随机趋势或确定性趋势。为避免出现伪回归，在进行模型构建之前要对变量进行平稳性检验。如表二所示，分别对LNGDP,LNEX,LNIM和LNP进行ADF单位根检验，在5%的显著水平下为非平稳的时间序列。分别对其进行一阶差分后，ADF值都小于5%的临界值，因此拒绝原假设，所以∆LNGDP,∆LNEX,∆LNIM,和∆LNP为一阶单整序列。

注：检验类型（C,T,K)中，C表示带有常数项，T表示带有时间趋势项，K表示滞后阶数，当C、T、K为0时，分别表示不带有常数项，不具有时间趋势项和滞后0阶。

（二）协整检验

根据单位根检验结果可知，所选取的变量都是一阶单整序列，因此还需要进一步检验变量之间是否具有协整关系。

由表四协整检验结果所示，None假设的迹统计量大于5%的临界值，此时P值小于0.05，说明拒绝原假设，即没有协整关系。At most 2原假设的P值大于0.05，接受原假设，即LNGDP,LNIM,LMEX和LNP至少存在两个协整关系。

（三）格兰杰因果检验

进行格兰杰因果检验的前提是序列平稳，LNGDP,LNIM,LNEX和INP都是一阶单整变量，且存在协整关系，因此对其一阶单整变量进行统计上的格兰杰因果检验。VAR模型下的格兰杰因果检验结果如下：

由表五可知，在滞后阶数为三的情况下，P值均小于0.05，因此拒绝原假设。LNEX，LNIM,LNP是LNGDP的格兰杰原因。

由表六可知，在滞后阶数为三的情况下，P值均小于0.05，因此拒绝原假设。LNEX，LNGDP,LNP是LNIM的格兰杰原因。

由表七可知，在滞后阶数为三的情况下，P值均大于0.05，因此接受原假设。LNIM，LNGDP,LNP不是LNEX的格兰杰原因。

由表八可知，在滞后阶数为三的情况下，P值均大于0.05，因此接受原假设。LNIM，LNGDP,LNEX不是LNP的格兰杰原因。

综上格兰杰因果检验结果可知，LNEX，LNP对LNGDP具有单向格兰杰原因，LNGDP和LNIM具有双向格兰杰原因,LNEX，LNP对LNIM具有单向格兰杰原因，LNEX与LNP之间不具有格兰杰原因。因此可以判断进口总额、出口总额、科技创新对经济增长具有预测能力，且出口总额、科技创新和经济增长对进口总额同样具备预测能力。

（四）脉冲响应

VAR模型稳定是进行脉冲响应分析和方差分解的前提，因此采用AR根图表法验证所构建的VAR模型的稳定性。如图一所示，特征方程的根都在单位圆内，即特征值的模都小于1，因此VAR模型稳定，可以进行脉冲响应分析和方差分解。

本文主要分析LNGDP受到LNGDP，LNEX，LNIM和LNP冲击的反应和LNIM受到LNIM,LNEX,LNGDP和LNP冲击的反应。横轴是受冲击的期数，纵轴是受冲击的程度，虚线是响应函数值加减两个标准差的置信区间。

LNGDP受到自身冲击后的反应，在第一期就产生了显著的正向效应，且在第四期达到峰值0.029，随后呈现递减趋势，说明经济增长对本身的拉动作用比较显著，能在短期内促进经济增长，并产生长期的正向影响。

给予LNEX一个正向冲击后，经济增长在第一期达到峰值0.104，然后出现短期的下降，在第三期的影响逐渐增大，并在第五期再次达到峰值0.082，此后影响逐渐减小，说明出口贸易在短期内对经济增长有显著的促进作用，长期来看正向效应较弱，但仍能产生正向影响。

给予LNIM一个正向冲击后，对经济增长产生波动的正向效应，在第三期达到最大值0.18，第七期以后产生的影响较弱，说明进口贸易对经济增长的拉动作用不稳定，但短期内总能拉动经济增长。进口总值从总需求公式Y=C+I+G+X-M上看并不能直接促进经济增长，但是会带来间接的影响。从2005到2019年山东省进口产品来看，机电产品进口总值和高新技术产品进口总值呈现先上升后下降的趋势，最终的进口值高于2005年。进口技术密集型产品有助于促进高新技术产业的发展，借鉴国外产品技术，减少了产品升级不必要的消耗，加速生产高附加值的产品。

给予LNP一个正向冲击后，经济增长在第二期达到峰值0.074，然后正向效应减弱，在第六期有所回升，在第七期时的影响为0.051，此后一直呈现下降趋势。

给予LNGDP一个正向冲击后，进口贸易额在第一期就产生反应，并在第三期达到峰值。在短期内，给予经济增长一个正向冲击后，出口贸易额会产生强烈且波动明显的反应，在第七期以后逐渐平稳，说明出进口贸易额对经济增长的冲击在短期内就能产生显著的响应，随着时间的延长，其响应逐渐减弱。给予LNEX一个正向冲击后，在短期内对出口贸易产生波动的正向效应，在第十一期以后逐渐稳定。LNIM受到本身的冲击，在第一期就达到峰值0.15，随后正向效应减弱，在第二期至第九期基本显示产生负向效应，在第十期后逐渐稳定，说明进口贸易对本省的冲击在第一期有显著的正向效应，此后会产生负向效应，最终响应基本消失。给予LNP一个正向冲击后，进口贸易在短期内的响应显著且产生负向效应，说明科技进步会抑制进口贸易额。

（五）方差分解

脉冲响应分析只能看到单个变量冲击产生的正负影响，而方差分解可以看出LNGDP和LNEX在不同时期受到LNGDP,LNIM,LNEX和LNP冲击的相对程度大小。

图七是LNGDP受到LNGDP，LNEX，LNIM和LNP冲击的方差分解。在第一期时，LNGDP冲击对本身影响的贡献率达100%，随后呈现下降趋势，最终稳定在50%左右。初期时LNEX，LNIM和LNP冲击对经济增长的贡献率基本相同，为3%左右，在第四期以后，出口贸易冲击对经济增长的贡献率逐渐增大，在第十期达到最大值，并稳定在此最大值23%左右。LNP冲击对经济增长的贡献率在第十期以后呈现显著的上升趋势，从长期来看其贡献率超过了出口贸易冲击的影响。进口贸易冲击对经济增长的贡献率总体上稳定在较低水平，对经济增长的影响较弱。

图八是LNIM受到LNGDP，LNEX，LNIM和LNP冲击的方差分解。在第一期时，进口贸易冲击对本身的影响较大，其次是经济增长和出口贸易，在第一期时科技创新对进口贸易额的贡献率为0。在第三期后，LNGDP对进口贸易额的贡献率最大，并在第四期达到最大贡献率48%，最终稳定在36%左右。LNIM对自身的贡献率在前三期迅速下降，最终稳定在13%左右。出口贸易在第一期时产生的贡献率较低，仅为10%，此后逐渐增加，第三期后基本稳定在21%左右。科技进步对进口贸易的贡献率呈上升趋势，在第十二期其产生的贡献率超过出口贸易，并最终稳定在31%左右。

五、结论与建议

基于1985-2019年山东省经济增长，进出口总值和专利数量时间序列数据，通过单位根检验、协整检验、格兰杰因果关系检验、脉冲响应函数和方差分解得出如下结论：

第一，从协整检验结果来看，经济增长，对外贸易和技术创新具有长期均衡关系，且出口贸易和技术创新对经济增长具有促进作用，进口贸易对经济增长有反向作用。

第二，通过格兰杰因果检验和脉冲分析得，进口总额、出口总额、科技创新对经济增长具有预测能力，且出口总额、科技创新和经济增长对进口总额同样具备预测能力。

第三，进口贸易，出口贸易，科技创新和经济增长本身对经济增长产生正向效应，在短期内，出口贸易对经济增长的影响最大，其次是进口贸易。经济增长和出口贸易对进口贸易产生正向效应，而进口贸易本身和科技进步对进口贸易产生负向效应。

第四，由方差分解得，经济增长对自身的影响最大，从长期来看，技术创新对经济增长的影响最终超过出口带来的贡献。进口贸易在短期内对自身的贡献率较大，从长期来看，经济增长和科技进步对进口贸易有显著稳定的贡献。

由以上结论提出如下建议：

第一，充分利用地区优势，加强沿海城市与非沿海城市之间的联系，激发各地区创新潜力。山东省科技创新主要集中在一线和二线城市，发展不均衡。应加大二线和三线城市科技投入，鼓励拉动四线城市的科技创新，挖掘各城市创新潜力，营造大众创新的环境。充分利用沿海城市的优势，鼓励企业进行对外贸易。加强非沿海城市与沿海城市的联系，鼓励通过沿海城市扩大当地的优势产业到国际市场。

第二，鼓励企业加大科技创新的投入，发展行业核心技术，加大新产品研究，增加产品附加值。加强企业间的信息沟通，打破传统的信息不对称局面。鼓励企业通过许可证贸易，技术服务，国际合作生产等方式，改善企业对高新技术的掌握情况。鼓励行业间和行业内合作，建立高新产业区，加强技术交流，缩短科研时间，追赶并超越行业内高新技术。虽然实证检验发现出口贸易和科技创新没有显著影响，但并不意味着科技创新与出口贸易没有关系，可能是因为现阶段的科技创新水平较低，使产品在国际贸易竞争中仍不具备优势，因此对出口的影响不能显著地表现出来。

第三，增加教育经费支出，培养具有创新精神和实践能力的新时代人才，使先进的技术能充分运用到产品上，增加产品的科技含量，提高产品在国际贸易中的竞争优势。根据不同地区的特色制定并采取有效措施，鼓励各城市积极引进人才，防止人才流失。

第四，提高进口贸易地位，使进出口贸易地位并重。鼓励高新技术产品的进口，引进先进技术，增加产品附加值，促使产品升级。改善投资环境，积极引进外商投资，吸引国外人才，改善企业内部组织管理效率，提高自身竞争力。

[参考文献]

[1]王慧敏，成谢军.江苏对外贸易与经济增长的实证研究[J].江苏商论,2021.02.17

[2]窦旺胜,王成新.山东省对外贸易与经济增长关系研究[J].价格月刊,2019.05.05

[3]孙乐.北京市对外贸易和经济增长关系的动态研究——基于VAR模型的分析[J].国际经济与贸易,2020.08.08

[4]赖迪辉，吴晓菲.基于VAR模型的天津市对外贸易与经济增长关系研究[J].天津城建大学学报,2019.12

[5]雷蕾，刘世娟，蒲元林.四川省对外贸易与经济增长关系的实证分析[J].内蒙古科技与经济,2018.06

[6]杨尊亮，李崇正.黑龙江省对外贸易与经济增长的关系研究——基于VAR模型的实证研究[J].对外经贸,2020.第07期

[7]张玉，寇明龙.新疆对外贸易与经济增长关系研究[J].市场研究,2019.08.19

[8]拉拉·哈德尔.新疆对外贸易与经济增长关系的实证研究[J].区域经济,2021.06

[9]杨丛,戚元飞.基于VAR模型的我国对外贸易与经济增长关系的实证分析[J].投资理财,2019.09