《贸易引力模型》PPT课件.ppt

Resume,贸易引力模型,4,贸易引力模型起源与发展,1,2,3,5,贸易引力模型的形式,贸易引力模型的扩展,基于理论角度的引力模型的推导,贸易引力模型解决的问题,6,贸易引力模型的应用举例,基于实证角度的引力模型的应用,7,两物体之间的相互引力与两个物体的质量大小成正比，与两物体之间的距离远近成反比。,一国向另一国的贸易流动主要取决于用GDP测量的国家贸易规模和两国间的地理距离,牛顿万有引力定律,贸易引力模型,贸易引力模型,一、贸易引力模型的起源,万有引力定律(Law of universal gravitation)是艾萨克牛顿爵士(Sir Isaac Newton)在1687年于自然哲学的数学原理上发表的解释物体之间相互作用的引力的定律。定律内容如下：任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的大小与它们的质量乘积成正比，与它们距离的平方成反比，与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关,凭直觉发现地理位置上越相近的国家之间贸易流动规模越大的规律,使用引力模型研究分析了双边贸易流量，并得出了相同的结果：两国双边贸易规模与他们的经济规模成正比，与两国之间的距离成反比,引力模型里加入了人口变量，认为两国之间的贸易规模还与人口有关，人口多少与贸易规模成正相关关系,20世纪50年代初 Isard&Peck(1954),Tinbergen(1962)和Poyhonen(1963)最早研究贸易引力模型,linnemannn(1966),James Stewart首次将其应用于社会科学,20世纪40年代,人均收入替代了人口数量指标，贸易引力模型的应用越来越广泛，成为国际贸易流量的主要实证研究工具,研究者主要是依据研究自己的重点，按照影响双边贸易流量的主要因素设置不同的解释变量，来分析这些因素的影响方向和影响大小，并对贸易潜力进行测算。,Berstrand(1989)进一步扩展,贸易引力模型扩展,著名经济计量学家 Tinbergen 和当时的德国经济学家 Poyhonen 分别独立地于 1962 年和 1963 年进行引力模型的研究。Tinbergen 方法可以概括为: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。双边贸易流量 引力大小各国经济规模 物体质量 距离 物体之间的距离 常数 万有引力常量,经济规模多用GDP来衡量距离分为绝对距离、相对距离以及引申的距离（双边贸易壁垒）。绝对距离指两个国家首都之间的距离相对距离指两个贸易伙伴之间的距离与他们和其他贸易伙伴之间距离的比值,A国,B国,D国,C国,对距离系数解释的争议,大多数学者都是用距离作为运输成本的代理变量,忽视了该变量在解释距离系数时存在的一些问题。近几十年来由于通讯技术的飞速发展、交通工具不断改善,国际贸易中的运输成本应该是下降的。应用引力模型对很多国家之间的贸易现象进行实证分析时,与理论判断相反,距离系数却有上升之势。三种解释：第一种解释是引力模型中缺少重要的变量,从而导致对距离系数的 估计是有偏 差的。第二种是对数-线性方程并不能直接解释距离系数作为运输成本对贸易的影响。（距离系数与运输成本之间的关系问题）第三种是在新经济地理模型中,经济联合体与贸易模式之间的关系是非线性的。在此情况下,当经济联合达到一个较高的水平时,距离系数可能上升。（发展中国家内部距离系数大，而发达国家内部距离小）,争论仍在继续,对于距离系数的解释,可能既需要赋予新的含义,也需要对引力模型作进一步的完善。,Poyhonen 对 1958 年欧洲国家的贸易数据进行了整理计算。他首先建立结构性的通用国际商品交换模型,该结构模型采用的是标准的、当时已获得普遍应用的投入-产出矩阵。德国经济学家 Poyhonen 完成了国际贸易双边贸易流量计量研究的主要成果,其研究特色也是引力模型在双边贸易流量研究中的运用,所不同的是Poyhonen在研究过程中采用的是截面数据(panel data),选用的计量模型是和数据采用相适应的结构形式(structural form),这不同于Tinbergen采用的同时间系列数据和技术相适应的简约形式。,Tinbergen Poyhonen LinnemannLinnemann(1966)是系统研究贸易引力模型应用于双边贸易流量计量分析的第三位经济学家并首次对贸易引力模型的研究分析进行了系统集成,在模型构造和变量设计方面形成了独特的技术路径和学术思想。Linnemann（1966）在原有的贸易流量计量模型中追加了两个解释变量:优惠贸易协定和人口变量,并用对数线性形式予以模型化,从宏观的角度揭示了影响出口贸易的原因。,进入 70 年代,贸易引力模型的应用研究得到了蓬勃发展。纵观双边贸易流量研究的历史,贸易引力模型大体上按照下述路径展开研究:第一种方法主要在最初阶段,运用物理学上引力定理得出一个结论:自i 国向 j 国的贸易流量等于两国潜在贸易量除以阻抗或距离因素,地理上越接近的国家,贸易流量越大。第二种方法则是基于 Walrasian 均衡模型的方法,在这一模型中,每一个国家对所有的商品都拥有自己的供给和需求函数,国民收入总量分别被用来表达进口国需求和出口国供给;距离则被用来表示运输成本。第三种方法则是借助于一个概率模型，在这一模型中,需求方被假定按照随机方式同供给方展开贸易。Goodman(1973)、Leamer 和 Stern(1970)是这一研究方法的典型。第四种方法是最近在对贸易引力模型赖以存在的理论基础的探讨过程中开发出来的,并以Anderson 的研究为起点,现在已被广泛地称做微观基础方式。,70年代后的研究路径,存在的质疑,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。,引力模型受欢迎的原因,原理简单（地球引力）数据适用（统计年鉴，国际贸易数据库等）模型容易被应用于计量研究,二、贸易引力模型的形式,以下模型（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：,（1）,（2）,为了便于回归，将方程（2）转化为对数线性形式，得到：,Box-Cox变换是统计建模中常用的一种数据变换，用于连续的响应变量不满足正态分布的情况。Box-Cox变换，变换之后，可以一定程度上减小不可观测的误差和预测变量的相关性。,在应用引力模型进行实证分析时,绝大多数学者都不约而同地选择了对数-线性方程作为其函数形式,主要的原因可能是对数-线性方程具有很多便利性。Sanso等(1993)对该方程提出了质疑,认为其他函数形式也许更适合解释双边贸易流量。为此,他们运用 Box-Cox转换来检验对数-线性方程是否可行,选用了 OECD中 16个发达国家 24年的数据,运用最大似然法,对对数-线性模型与 Box-Cox转换模型进行对比,结果发现经过 Box-Cox转换的模型是引力模型的最优形式,而对数-线性方程只是最优模型的一种近似。但 Box-Cox转换模型与 Bergsrand的 GDP紧缩因子一样都没有被经济学者广泛采用,原因在于该模型用起来不方便。,线性or非线性（1）,线性or非线性（2）,支持非线 性 引 力 模 型 的 还有 其 他 学 者。Croce 等(2004)用扩展的 Anderson和 Wincoop(2003)贸易引力模型研究贸易区的绩效时,用引力模型的非线性形式进行估计时发现能够解释贸易量的大部分决定因素。他们也谈到应用线性引力模型不能反应贸易成本下降的趋势,而应用非线性引力模型时却发现地理位置的重要性在下降。他们更偏爱非线性引力模型的原因还在于它能够分析双边贸易流量为零时的情景,并且距离的估计系数与理论上也一致。Laura(2007)等应用 Akaike信息标准分析国际贸易流量时,也发现线性引力模型优于非线性引力模型。在实证研究中是采用线性引力模型还是非线性引力模型更易于解决计量问题,目前在理论上仍然没有强有力的支撑,都是学者们根据自己的经验判断进行的选择。,三、基于理论角度的引力模型的推导,（一）完全分工理论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：,A国,B国,A国,B国,C国,50,50,30,30,30,（二）垄断竞争和产业内贸易理论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。,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）：,（6）,David Hummels和 James Levinsohn（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）,（7）,（三）H-O理论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。Dearforf（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，Dearforf也同样推导出了引力模型（4）。,（四）不完全分工理论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-digit SITC 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。Simon Evenett 和 Wolfgang Kellle（2002）考察了在不完全分工情况下的生产情况.在 H-O 理论分析框架下，推导出引力模型（8）,四、基于实证角度的引力模型应用,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）、Balistrer（i2003）、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）调整模型解释变量阶段,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。（1）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,两国之间的距离通常是指两国经济中心（首都等）或主要港口之间的距离,根据他对 15 个发达和 3 个最不发达共 18 个国家 1959 年的贸易数据进行的分析,地理距离显著地影响贸易流量,而贸易引力模型至少可以解释 75%的名义贸易额。,（2）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。发展到行业研究：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）对边境效应进行解释阶段,第二阶段始于 1995 年，McCallum（1995）用修正过的引力模型回归了加拿大 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”（border effect）问题。“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”。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）：,引力模型在我国的应用,金哲松(2000)、谷克鉴(2001)、骆许蓓(2003)等分别利用引力模型分析了众多影响我国贸易流量和流向的因素。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。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。骆许蓓(2003)重点讨论了引力模型中的距离因素。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。然而由于数据上的限制，这些研究只限于货物贸易，在国内学者的文献中，将引力模型应用于服务贸易的研究很少。,引力模型在国际服务贸易中的应用,Francois（2001）首次将引力模型引入到服务贸易领域，Francois 的模型是将服务的进口需求作为进口国人均GDP和人口的函数。服务贸易流动的数据来自GTAP 数据库。其用最小二乘法去估计引力方程，然后把预测的两个国家贸易量与现实之差结合假设的进口需求弹性去估算服务贸易壁垒的关税等值。Francois 所估算的关税等值已经被广泛应用于其他研究。Bergstrand（1985，1989）最先建议在引力模型中增加价格指标。引力模型得到改进，其中加入价格指数，用来反映不同国家的价格差别，然后结合了价格和数量工具去估计关税等值。,服务贸易包括运输、建筑、旅游、金融、计算机和信息服务等,Grunfeld&Moxnes(2003)将引力模型应用于双边服务出口和 FDI 流动，数据来源于 OECD。他们的回归包括进口国和出口国的 GDP 和人均 GDP、两国间的距离虚拟变量包括是否在共同的自由贸易区（FTA），用进口国的贸易限制指数（TRI）去衡量进口国的服务贸易壁垒。他们的结果说明了用于研究货物贸易的引力模型同样适用于服务贸易，两个国家之间的服务贸易与它们的规模成正相关，与它们的距离和进口国的服务贸易壁垒反相关。,引力模型应用于服务贸易的问题：（1）服务贸易数据缺乏（2）距离对于服务贸易的影响不确定Kimura&Lee用OLS（最小二乘法）和时间固定效应方法去估计引力方程。他们通过回归发现两个国家间的距离对服务贸易比货物贸易更重要，他们暗示是由于服务的较高运输成本，却不能提供任何理由解释为何如此。Lejour&de Paiva Verheijden(2004)，发现距离对于服务贸易来说没有对于货物贸易重要。Tharakan 等(2005)在分析比较印度的软件的出口和货物贸易流动中，发现距离对软件出口的影响不显著。,国内学者使用引力模型研究服务贸易的比较少，王晔倩和林理升(2006)以长三角和珠三角服务贸易为例所做的引力模型比较具有代表性,20 世纪 60 年代以来,国际经济学界根据研究的需要曾经多次拓展贸易引力模型,主要方法是适当增设外生变量。外生变量的增设表现为两种类型,一种是逻辑型,即在同一个经济体内根据研究的推进将经济活动中更多要素逐步纳入计量模型;另一种则为外延型,即根据不同经济体的特性,增设外生变量。,五、贸易引力模型的扩展,引力模型的扩展中常常添加的变量有两类：一类是添加虚拟变量。如共同语言、共同边界、共同殖民历史、共同宗教等，早期对贸易引力模型的扩展以这一类为主。另一类是添加制度质量指标变量。如是否同属一个优惠贸易协定或者区域经济一体化组织、政府治理质量、合约实施保障等。本世纪近10以来，随着制度经济学的蓬勃发展，制度质量因素开始广泛引入贸易引力模型，这一类扩展成为中外研究者尤其是国外研究者的重点。对于制度因素的研究不再仅限于是否属于同一优惠贸易安排或区域经济一体化组织这种粗糙的模式，开始用具体量化的指标来衡量制度因素对双边贸易的影响。,问题：外生变量之间的关系是相加还是相乘,经济学家们在构造模型时遇到的另一个重要问题就是,在一个表达式中,上述变量应当相加还是相乘?Linnemann 援引Ferber 和Verdoorn 的话说,经济生活中的相互关系往往是几何形式的,而不是算术形式的(Linnemann,1966)。因此,Linnemann 在构造引力模型时仍然采取相乘外生变量的方式,这是 Tinbergen 和Poyhonen 模型构造方式的故伎重演。,六、引力模型拟解决的问题,（1）对双边贸易进行量化（2）预测某些国家之间的贸易潜力,Christie(2002)运用1996-1999年的横截面数据预测了东南欧的贸易潜力、Rahman(2003)利用引力模型通过一些经济因素预测了孟加拉国的贸易潜力、AmitaBatra(2004)利用2000的横截面数据分析了世界贸易流量，并预测了印度的贸易潜力。Sohn，C-H.(2005)利用贸易引力模型检验了影响韩国双边贸易流动的诸多因素，认为韩国与日本、中国的贸易潜力尚未完全开发出来,（3）检验某些国家的贸易格局,Evenett&K.eller(2002)运用横截面数据的分析，对58个主要贸易国家在1985年的对外贸易流量进行了具体分析。研究结果表明，其中经济规模大且贸易总量大的国家（一般为发达国家），其贸易类型符合克鲁格曼的规模收益递增的产业内贸易理论，而经济规模小而且贸易总量小的国家（一般为发展中国家）的对外贸易则明显地符合传统的H-O要素禀赋理论的观点。Sohn，Chan-Hyun(2005)运用扩展贸易引力模型分析了韩国与其主要贸易伙伴的贸易结构特征，认为韩国的贸易流量主要符合H-O模型产业间贸易的特征，韩国与中国、日本的贸易有较大的发展空间，南北朝鲜贸易正规化以及北朝鲜加入APEC将会大大促进双边贸易。（4）进行竞争力分析,贸易引力模型 不适用的贸易现象,(1)对国家之间行业内贸易量为零、CES偏好与现实数据不吻合等尚不能进行合理解释。(2)尽管引力模型的估计方法能够产生较高的 R2,但是它低估了贸易量较大的国家间的贸易量,高估了贸易量较小的国家间的贸易(Cheng et a,l 1999)。有人认为在引力模型中如果包括专门从事初级产品生产和出口的小国,会给模型带来干扰,估计和预测的结果都不准确。原因在于小国主要的出口产品比较单一,并且大都是劳动密集性产品或天然产品,引力模型常包括的国民收入、距离等不再是影响这些产品贸易的主要因素。因此,引力模型也往往不能对贸易商品单一国家间的贸易进行有效分析(Kalabs,i 2001)。(3)运用引力模型分析再出口问题时也存在明显的失灵。,潘 安，魏 龙.制度距离对中国稀土出口贸易的影响基于18个国家和地区贸易数据的引力模型分析J.国际贸易问题，2013（4）：96-104本文利用2000-2011年我国对18个国家和地区的稀土出口贸易数据，在The Heritage Foundation公布的IEF基础上，引入制度距离建立中国稀土出口的引力模型，研究制度距离对中国稀土出口贸易的影响。,七、贸易引力模型的应用举例（1）,研究贸易流量引力模型的基本模型的自然对数形式如下：,根据本文的研究目的，将在模型加入有关制度距离的变量；由于稀土作为重要的战略性资源，其下游主要涉及高技术产品等相关产业，同时将引入一个有关国家经济水平的虚拟变量，以反映出经济较发达的国家拥有较高稀土需求的现实情况。此时，得到稀土贸易流量的引力模型为：,稀土作为一种初级产品，有关最终产品产权保护的制度因素将不会直接影响其出口贸易。因此，本文针对稀土资源出口贸易的特点，对全部制度因素的指数进行筛选，最终选择了Freedom from Corruption（FC）、Fiscal Free-dom（FF）、Business Freedom（BF）、Monetary Freedom（MF）、Trade Freedom（TF）、Investment Freedom（IF）六个指数来研究制度因素对中国稀土出口贸易的影响。制度距离通过两国在各制度指数之差的绝对值得到。,七、贸易引力模型的应用举例（2）,郑晓博,苗 韧,雷家.应对气候变化措施对贸易竞争力影响的研究J.中国人口-资源与环境，2010,20（11）：66-71本文在分析 OECD 国家应对气候变化措施的基础上,对经典的贸易引力模型进行了扩展,对 OECD 国家 1991-2008 年的出口面板数据进行回归,分析应对措施中较为典型的碳税和能源效率标准对贸易竞争力的影响。结果显示,碳税和能源效率标准对于贸易流都有反作用,因此影响了贸易竞争力。,虚变量共同边界(Border)Bij,共同货币(Currency)Cij,共同的自由贸易协定(FreeTradeAgreements)FTAij。为了分析碳税和能源效率标准的单独影响,我们引入了两组虚变量。针对碳税在一个国家执行的某个年份,三个虚变量(Ct1、Ct2、Ct3)含义如下:第一个为当且仅当出口国家在这一年有碳税,第二个为当且仅当进口国家在这一年有碳税,第三个为当且仅当两个国家在这一年都有碳税。这些碳税虚变量的系数就表示了相对于基础年份(进口国家和出口国家都没有碳税的年份)的变化。能源效率标准,贸易引力模型 结束,