我国农业能源消费与国民经济关系的协整分析

我国农业能源消费与国民经济关系的协整分析

中国经济的发展越来越受能源的限制。越来越多的科学家开始关注和研究中国能源消费与经济以及中国能源政策之间的关系，为中国的能源政策提供借鉴。但现有研究文献中,较多地研究我国国民经济总体与能源消费量之间的关系,或者研究工业产值与能源消费之间的关系,很少单独研究我国第一产业(即广义的农业)产值与能源消费之间的关系。本文对我国农业收入与能源消费之间的关系进行实证分析和检验,以研究农业能源经济关系。一、统计结果与分析为了更真实、科学、全面的了解我国农业能源与经济的关系,本文选取1981~2006年的经济指标,第一产业的能源消费量记为EC1,第一产业的产值记为GDP1。本文GDP1数据来自《中国统计年鉴2007》,并且根据统计原则进行了调整,均以1981年为不变价格的实际GDP基期,单位为亿元人民币。能源消费EC1的数据取自相关年度的中国能源统计年鉴中的综合能源平衡表,是个标准实物量指标,单位是万吨标准煤,主要包括农、林、牧、渔业水产业的能源消费。能源消费回归与检验的计算过程借助于计量经济软件Eviews5.0完成。具体数据如表1:运用Eviews软件做与经济变量相对应的时间序列GDP1-EC1之间带回归线的散点图,从中可直观看出,大多数的散点都分布在回归线附近,表明第一产业能源消费与国民收入变量序列之间存在高度线形关系,经济变量GDP1-EC1之间表现出明显的均衡关系,有可能存在长期协整关系,有待进一步通过协整理论和方法进行实证和检验。二、单位根检验和模型定阶根据协整理论,变量之间协整检验的第一步是检验方程,采取单位根检验方法判断单个变量序列的平稳性,看不同变量之间是否为同阶单整序列。选择恰当的检验方程是检验结果正确与否的关键。为此,需要先分别绘出相关变量序列及其差分序列的折线图,以判断其随着时间变化是否具备明显趋势,从而确定合适的检验方程和正确的单位根检验方法——体现在计量软件的操作上,就是正确的选择常数项或趋势项。通过协整分析可知,我国第一产业收入和能源的变量序列EC1和GDP1均随时间变化呈现明显上升趋势,因此在对它们对应的原序列的平稳性进行单位根检验时,应选用同时包含常数项和趋势项的检验方程。如果经过检验,变量的原序列是非平稳的,则需要进一步检验其一阶差分序列是否平稳。第一产业能源与经济两个变量的一阶差分序列iEC1和iGDP1依然随时间变化呈大致上升趋势,因此,依然用包含常数项和趋势项的检验方程对变量一阶差分序列的平稳性进行检验。根据上述分析,运用Eviews5.0对各变量序列的平稳性进行逐步检验。在单位根检验过程中,主要采取ADF检验方法,同时为避免单一检验方法可能出现的误差,本文同时采用PP检验方法作为辅助检验手段。由检验结果可知,就第一产业能源消费量EC1和国内生产总值GDP1来说,对应的原时间序列存在单位根,为非平稳序列,但是二者的一阶差分序列(iEC1和iGDP1)却都同为平稳序列。因此,EC1和GDP1同为一阶单整序列,满足协整的必要条件。另外,需进一步检验这组变量回归模型的残差序列是否为平稳序列,如果是,则可以证明它们之间是协整关系。EC1和GDP1回归模型的残差序列ECM1同时通过AFD检验和PP检验,为平稳序列。所以,第一产业能源消费EC1和与国民收入GDP1间存在长期协整关系,可以分别作协整回归方程。三、能源消费与城乡居民广义差分回归模型的稳定性检验由于EC1、GDP1:I(1)且残差序列ECM1属于I(0)平稳序列,故运用OLS法建立我国第一产业能源消费总量与国民收入GDP之间的协整方程。由检验结果知道,杜宾值0.569163<dL=1.07(N=26,k=1),拒绝杜宾检验的零件设,而且方程的可知方程(4-8)残差序列为一阶自相关,Ljung-Box检验结果AC=(1)方程残差序列ecm1只存在一阶自相关;由怀特检验概率0.000609知道,拒绝怀特检验值的零件设,可知EC1存在异方差性;由邹氏检验结果知道,方程不具备稳定性。因此方程需要进行调整和处理。经验证和尝试,运用AR(1)法建立我国第一产业能源消费与国民收入之间的广义差分回归方程,广义差分回归方程的复相关系数为0.976931,复修正相关系数0.974834,显示比原来协整回归方程更好的拟合程度,而且F统计值显示方程显著;由杜宾检验结果1.831785>dU=1.41(N=24,K=3)和Ljung-Box检验结果AC=(0)知道不存在自相关;怀特检验接受零假设即方程不存在异方差性,邹氏断点检验结果接受零假设即方程通过稳定性检验。综合来看,第一产业的能源消费和国民收入的广义差分回归模型整体上看,结果具有令人满意的统计性质,比直接协整方程更能反映二者之间的长期均衡关系。在我国第一产业能源消费广义差分模型中,能源消费实际值与预测值的拟合效果良好。四、长期均衡动态关系由于EC1与GDP1存在长期协整关系,且为一阶单整序列,根据误差修正模型理论知道,EC1与GDP1的短期动态均衡关系的误差修正模型就是EC1与GDP1的一阶差分序列的均衡回归模型。由模型可知,GDP1和EC1二者的短期动态均衡关系是,GDP1短期内每变动1亿元,能源消费总量将同方向变动2.116百万吨标准煤。这一数值较长期协整回归方程中的1.376要大,说明我国第一产业经济发展状况对能源消费发展的短期影响更为显著。误差修正项ecm1t-1的系数为负,说明长期均衡趋势偏离的收敛机制是:首先,当EC1t-1081.687792-1.375872245*GDP1t>0时,ecm1t-1对能源消费增长起抑制作用;其次,当EC1t-1081.687792-1.375872245*GDP1t<0,ecm1t-1对能源消费增长起促进作用。ecm1t-1的系数为-0.3051,说明当第一产业的能源消费的短期波动偏离长期均衡趋势时,将以31%调整幅度将非均衡状态拉回到均衡状态。五、滞后期因果关系检验及其政策启示本文采用Granger因果关系检验方法来判断我国农业能源与收入之间的因果性。分别取滞后期数为1,2,3,4,对我国第一产业的能源消费与收入之间的Granger因果关系的进行检验。当滞后期1、2、3、4时,即不管从短期还是从长期来看,我国第一产业国民收入与能源消费间并不存在格兰杰因果关系,既不存在从GDP1到EC1之间的单向因果关系,也不存在从能源消费到国民收入的单向因果关系。这一研究结论具有较强的政策含义:一方面,因为不存在从能源消费到国民收入之间的因果关系,因此采取节约能源的政策并不会给第一产业造成较大的冲击;另一方面,第一产业国民收入的增长,不一定要依赖于能源的大量投入。因此,大力发展农业生产,提高农业的比重不仅是产业结构调整的方向,也是节约能源的途径。六、实证结果和分析本文运用协整理论与分析方法对我国农业能源消费与国民收入之间的关系进行实证分析与检验,建立了我国农业能源消费的长期协整方程、广义差分回归模型以及农业能源消费与国民收入之间的短期误差修正模型,对我国农业能源消费与国民收入之间的长期和短期影响进行了分析,同时对二者的因果关系作了格兰杰检验。主要结论如下:第一,关于我国第一产业能源消费与经济增长协整关系的检验。实证结果显示,我国农业能源消费与国民收入变量对应的序列分别表现为一阶单整序列;对它们之间的残差序列进行平稳性检验,为平稳数列。因此,我国农业能源消费与国民收入之间都存在长期协整关系,并可以建立相应的协整方程和误差修正模型。第二,我国农业能源消费的长期协整方程表明,国民收入的变动对能源消费的短期影响比长期影响更为显著;能源消费的短期动态模型表明,就对能源消费的短期波动偏离长期趋势的纠正力度而言,其调整幅度为31%,并不