工业化与后工业化倒U型产业结构变迁

工业化与后工业化“倒U型”产业结构变迁

一导言关于经济发展和产业结构变迁理论，有两个著名的事实：一个是根据Kuznets(1966)命名的“库兹涅茨事实”，它描述了随着经济的发展，农业在经济中的比重逐步下降，而工业和服务业的比重持续上升；另一个是Bell(1973)定义的“后工业化事实”，它描述了当经济发展到比较发达的水平时，工业部门的比重会逐步下降，而服务业则逐步成为经济的主体部门。图1给出了美国1929年以来农业、工业和服务业三大产业部门雇佣的劳动力的比重变化趋势：农业部门雇佣的劳动力比重持续下降，服务业持续上升，而工业部门有一个先上升再下降的趋势，即在经济发展过程中，产业结构变迁先呈现出“库兹涅茨事实”，而后逐步呈现“后工业化事实”。该现象不仅出现在美国，根据Maddison(1980)的研究，几乎所有发达国家和OECD国家的产业结构变迁，都遵循图1中的模式，这是一个相当可靠的经验事实。在图1中，最引人注目的，不是农业部门的不断下降和服务业部门的不断上升趋势，而是工业部门呈现的先上升后下降的一个“倒U型”曲线。实际上，这个“倒U型”曲线的前半部分，对应着“库兹涅茨事实”，描述经济发展中的工业化过程，而后半部分则对应“后工业化事实”，描述经济发展过程中工业重要性不断下降、服务业重要性不断上升的过程。关于产业结构变迁的理论模型，主要有两大类：一类强调恩格尔法则，认为随着收入的增长，人们会更多地消费收入弹性比较高的产品，这类观点居于主流地位，相关研究包括Murphy等(1989)、Matsuyama(1992、2002)、Echevarria(1997)、Laitner(2000)、Kongsamut等(2001)、Caselli和Coleman(2001)、Gollin等(2002)以及陈晓光和龚六堂(2005)等；另一类则由Baumol(1967)提出，强调替代弹性对于产业结构变迁的影响，最新的研究有Ngai和Pissarides(2007)、Acemoglu和Guerrieri(2008)以及陈体标(2007、2008)等。图11929-2007年美国的产业结构变迁上述研究解释了农业部门和服务业部门的产业结构变迁过程，但对于工业部门“倒U型”的结构变迁过程的研究却不完善：要么只解释前半部分即“库兹涅茨事实”或“工业化”过程；要么只能解释后半部分即“后工业化”过程；此外，研究还缺乏三部门模型：既可以描述农业和服务业部门的单调结构变迁过程，也能描述工业部门“倒U型”的非单调结构变迁过程。例如，Ngai和Pissarides(2006)模拟的美国产业结构变迁过程中，工业部门劳动力比重呈单调下降趋势；此外，Echevarria(1997)和Kongsamut等(2001)模拟的产业结构变迁中，也存在类似问题。本文构筑了一个三部门的产业结构变迁模型，除了描述农业和服务业部门的单调产业结构变迁过程外，更主要是试图描述工业部门“倒U型”结构变迁过程，既解释“工业化”，也解释“后工业化”。本模型的主要思想来自Baumol(1967)与Acemoglu和Guerrieri(2008)的研究。根据他们的研究，如果两种产品是互补品(替代弹性小于1)，那么劳动力和资本等生产要素会向产出增长相对慢的部门流动；相反，如果两种产品是替代品(替代弹性大于1)，那么生产要素会向产出增长相对快的部门流动。本文的三部门模型采用双层CES生产函数，部门之间的替代弹性不同，可以讨论各种替代弹性下的要素流动。然后本文根据美国1929-2007年的数据，发现美国农业、工业和服务业部门之间的替代弹性都大于1，即这三种产业部门之间都是替代品；同时，我们还发现，工业部门的产出增长速度要快于农业部门，但要慢于服务业部门。根据Baumol(1967)与Acemoglu和Guerrieri(2008)的机制，生产要素一方面会从农业部门流向工业和服务业部门，另一方面也会从工业部门流向服务业部门。工业部门的要素既存在流入，也存在流出。当农业比重高的时候，从农业部门流入工业部门的要素就多；相反，当农业比重低的时候，流入就少。在经济发展早期即农业比重高的时候，工业部门的要素比重就有可能上升，即经济处于“工业化”的阶段；而当经济发展到一定程度从而农业比重低的时候，工业部门的要素比重就有可能出现下降，即经济处于“后工业化”阶段。在本文中，除替代弹性外，不同产业部门的产出增长速度也起到了关键作用。多部门模型中的产出增长速度，通常的处理方式是假设不同部门有不同的外生技术进步速度，但在本模型中，产出增长速度不仅取决于技术进步速度，还取决于不同部门的资本密集程度。在人均资本水平相同的情况下，资本相对更密集的部门会有更高的资本边际产出水平，因而随着经济的增长和人均资本水平的提高，资本相对更密集的部门边际产出的提高会更多，因而有可能有更高的产出增长速度。本文根据美国1929-2007年的数据研究发现，尽管美国服务业的技术进步速度相对于农业和工业部门要慢，但由于该部门资本密集程度高，因而产出增长速度最快。所以，在一定程度上，本模型中各部门的产出增长速度是内生的。本模型虽然主要基于Acemoglu和Guerrieri(2008)的理论，但做出了几个重要的扩展：(1)我们把Acemoglu和Guerrieri(2008)中的两部门模型扩展到三部门——农业、工业和服务业，而在Acemoglu和Guerrieri(2008)中只有资本密集型和劳动密集型两个部门，不区分农业、工业和服务业三大产业，我们的产业部门划分明显更符合人们通常所讨论的产业结构变迁；(2)本文的三部门模型使用的是双层CES生产函数，替代了Acemoglu和Guerrieri(2008)中的标准CES生产函数，这样就能够实现不同部门之间的替代弹性的不同设定。①本模型可以看作是Acemoglu和Guerrieri(2008)模型的一个自然扩展。在本文数学模型基础上，我们还根据美国1929-2007年的数据，校准了本文的主要参数，然后使用这些参数模拟了美国1929-2007年三大产业的结构变迁过程。结果显示，本模型能够较好地解释美国的产业结构变迁事实，特别是工业部门劳动力比重先上升后下降的“倒U型”产业结构变迁的事实。本文的研究内容与陈晓光和龚六堂(2005)以及陈体标(2007、2008)相似，但陈晓光和龚六堂主要从恩格尔法则或者收入弹性角度解释“倒U型”产业结构变迁，这与本文角度有明显差别。陈体标(2007、2008)虽然与本文一样从替代弹性角度研究问题，但该文产业结构变迁的动力主要来自不同部门外生技术进步速度的差异。另外，该文不同部门生产函数是同质的，实际上可加总成单部门模型，这与本文有重大区别。这几项研究主要依靠人为设定的数值例子检验理论的可靠性，而本文的参数全部来自现实数据。本文后面的结构如下：第二部分是数学模型；第三部分给出校准模型；第四部分总结全文。二数学模型(一)基本框架在本模型中，有一个传统部门，使用劳动力和土地生产农产品，本文用部门1表示，其生产函数为：其中C(t)是总消费，投资包括新增投资(t)以及资本品折旧δK(t)。代表性消费者的偏好是CRRA形式的，其目标函数可以写成：这里c(t)是代表性消费者在t期的消费水平，满足c(t)L(t)=C(t)，ρ是时间偏好率，θ是跨期替代弹性。(二)最优配置由于市场完全竞争，不存在信息不完全问题，福利经济学第二定理在本文成立。因此，本模型中，竞争均衡事实上等价于中央计划者经济。求解竞争均衡的问题，可以通过求一个代表性消费者效用最大化的中央计划者模型得到。该问题，在数学上可以表述为在L(0)＞0、K(0)＞0和A[，i](0)＞0初始条件下，在式(5)、(6)和(8)的约束条件下，求解下面的最大化问题：这两个假设其实来自Acemoglu和Guerrieri(2008)的研究。我们知道，影响产出增长的因素，除了技术进步速度以外，还有资本密集度。资本密集度高的部门，其产出增长会越快。但有时候，资本密集度高的部门，其技术进步有可能相对于劳动密集型部门要慢，因而实际的产出增长，取决于这两个因素的综合，看谁居于主导地位。假设(A2)的含义是，在替代弹性大于1情况下，相对于劳动密集型的部门3而言，资本更密集型部门2产出增长要更快一些；假设(A3)的含义是，在替代弹性大于1情况下，土地密集型的部门1相对于另外两个部门的产出增长要更慢。这两个假设的实质是令资本密集度在产出增长速度中的作用超过技术进步，这样即使某个部门的技术进步速度更快，但由于其资本密集度低，其产出增长也会相对较慢。应该说，上述两个假设是比较强的。不过，本文的基本机制并不依赖这两个假设。我们完全可以将假设(A2)和假设(A3)中的不等式改变方向，也可以得出一系列新的产业结构变迁结论。我们考虑的是，什么样的假设才能对应现实经济。本文下面根据美国的数据得出，资本密集型的服务业部门技术进步速度最慢，但其产出增长反而最快；而土地密集型的农业部门技术进步速度最快，但其产出增长却最慢。所以，与其说(A2)和(A3)是两个假设，还不如说它们是对现实的一个描述，是在某种参数条件下的一种分析讨论，完全可以随着数据的变化而该改变。我们采用这两个假设而不是相反的其他假设，完全是因为这套假设体系更符合现实经济。根据这几个假设，我们可以得到如下命题：上面的几个命题刻画了劳动力在本文三个部门之间的动态配置过程。命题1说明土地密集型部门雇佣的劳动力的比重会单调下降，不断地趋近于0；命题2和3则说明，资本更密集的部门2，其雇佣的劳动力比重最终会不断逼近1，但需要一定的条件才会单调上升；命题4则说明，劳动力密集的部门3，其雇佣的劳动力比重，有可能出现先上升后下降的趋势：当部门1比重足够大的时候，部门3比重有可能上升，反之则会不断趋于下降。命题4实际上给出了“倒U型”产业结构变迁的条件：该部门是劳动密集型的，经济处于“倒U型”图形的部位取决于土地密集型的农业部门比重的高低。(四)平衡增长这一部分，我们将证明存在着唯一一个平衡增长路径(balancedgrowthpath)，③在该路径上，经济处于稳态水平，消费、投资还有产出水平都保持稳定的增长速度。然后，我们将证明在此平衡增长路径附近，存在唯一的鞍点稳定路径，使得经济收敛到平衡增长路径。首先，我们定义：根据定理2，在假设(A1)、(A2)和(A3)成立情况下，存在着唯一的平衡增长路径。在该路径上，资本密集型的部门2将渐进地成为经济的主导部门，即经济中最终品的产出增长速度将收敛到部门2的产出增长速度，经济中总资本存量的增长速度也将收敛到部门2的资本存量的增长速度；进一步，代表性消费者的消费水平的增长，也由部门2的产出增长速度决定。此外，定理2还说明，在平衡增长路径上，其他两个部门的产出、雇佣劳动力和资本的增长速度，都会低于资本密集型的部门2。该结论背后的机制相当直观：假设(A2)和假设(A3)已经保证资本密集型的部门2有更快的产出增长速度，而资本和劳动等生产要素最终会流入到该部门，因而其他部门的要素和产出增长相对较慢也就不难理解了。下面的任务是证明定理2中描述的平衡增长路径是鞍点稳定的。为此，我们需要将消费和资本的增长速度标准化为0，这里先定义：上述定理虽然直接证明的是系统(35)的鞍点稳定性，但事实上根据命题5，该定理也证明了本文经济中的平衡增长路径的鞍点稳定性，即在给定初值的情况下，本文经济会沿着鞍点稳定路径，自动收敛到平衡增长路径。三数值模拟为了检验本模型是否能较好地描述现实经济，本文采用美国1929-2007年的NIPA数据库，主要是利用该数据库中的分部门的名义增加值、实际增加值、劳动总报酬、总劳动力和固定资产等数据。④为了让我们的模型更好地描述产业结构变迁，我们将所有分部门归为三大产业部门：第一个是农业部门，包括农业和采矿业，这两个行业高度依赖土地进行生产；第二个是服务业部门，包括批发和零售业、仓储运输业、房地产业、科技服务业、餐饮酒店业、金融保险业、信息、教育服务、管理服务、健康和社会扶助、艺术、娱乐、政府以及其他服务业部门；第三个是工业部门，包括制造业和建筑业。这种分类包括了美国国民经济中的所有部门，其增加值的加总理论上等于GDP。图2给出了上述参数条件下数值模拟的结果，这里我们用农业、工业和服务业三个部门雇佣的劳动力比重代表产业结构变化。其中的虚线是经过HP滤波平滑处理过的美国实际数据，实线是本文模拟的结果。这个结果基本符合事实：服务业雇佣的劳动力比重不断上升，农业部门不断下降，而工业部门则有一个先下降后上升的过程，呈现明显的“倒U型”。我们也可以在不同的技术进步和替代弹性参数条件下，进行新的模拟。但在模拟中，只要这些参数符合假设(A1)、(A2)和(A3)，我们就可以得到一个类似于图2的结果。当然，工业部门“倒U型”的产业结构变迁图形，有可能会变得不明显，也有可能会更加明显，这要取决于参数的设定。图2模拟结果四结论本文构筑了一个三部门的产业结构变迁模型，主要描述了工业部门先上升后下降的“倒U型”结构变迁过程，既解释经济发展过程中的“工业化”过程即“库兹涅茨事实”，也解释发达国家二战以后出现的“后工业化事实”。本文主要思想来自Baumol(1967)以及Acemoglu和Guerrieri(2008)的研究，他们认为不同产业部门之间的替代弹性以及各部门的产出增长速度是影响产业结构变迁的主要因素。在产品互相替代的情况下，生产要素总是向产出增长更快的部门流动。如果工业部门的产出增长速度快于农业部门，慢于服务业部门，那么生产要素一方面会从农业部门流向工业和服务业部门，另一方面也从工业部门流向服务业部门，工业部门既存在流入，也存在流出。当农业比重高的时候，流入比流出多，工业部门的比重就有可能上升，即经济处于“工业化”的阶段；相反，当农业比重低的时候，流入就比流出少，工业部门的比重就有可能出现下降，即经济处于“后工业化”阶段。本文研究了美国1929-2007年的数据，发现美国自1929年开始，服务业技术进步速度相对慢于农业部门和工业部门，但其产出增长反而最快，主要的因素就是服务业部门资本密集度高，能够从资本深化中获得更快的产出增长。同时，我们还发现美国三大产业之间互相是替代品的关系。这样，根据校准出来的参数，本文模拟了美国1929-2007年三大产业的结构变迁过程。结果显示，本文模型能够较好地解释美国的产业结构变迁事实，特别是工业部门劳动力比重先上升