基于灰色关联理论的皖江城市带产业结构探究——基于面板数据的研究

廉同辉

一、引言

产业结构是指在社会经济生产发展过程中，国民经济各产业之间的技术经济联系和联系方式，体现国民经济中各产业部门之间的相互关系[1-2]。产业结构的发展水平及其状况在一定程度上决定了一个地区经济发展的速度和效益，随着科技的进步、生产社会化的提高和市场分工的深化及扩展，产业结构的演进会促进经济总量的增长。

国内外许多经济学者对经济增长与产业结构的关系进行了深入研究，在国外有代表性的研究学者有Petty W.、Clark C.、Kuznets S.、Hoffmann W.、Leontief、Chenery、Davies、Henderson， 近 年 来 Michael Porter、Paul Krugman等人也在产业结构演进方面进行了系统的理论分析[3-12]。在国内，杨治从宏观角度研究了产业结构和产业结构变动同我国经济增长的关系[13]，周振华提出了产业结构是决定经济增长的重要因素的理论依据[14]，刘伟用计量统计方法研究了产业结构对经济增长的贡献以及对要素效率和经济规模的影响[15]，毛健对产业结构变动和经济增长关系进行了分析[16]，张伟运用GIS技术，对产业结构空间演化进行实证分析[17]，刘艳军提出产业结构演变城市化响应强度的概念，以产业结构演变城市化响应系数作为测度[18]，陈耀对世界发达的国家产业结构进行研究，提出从20世纪50年代，发达国家的经济结构开始从以第二产业为主逐步转向以第三产业为主的经济结构[19]，胡振华利用实证的方式分析了中部地区各省产业结构变动对经济增长的贡献及变化规律[20]，林毅夫提出经济发展本质上是一个技术、产业不断创新，结构不断变化的过程，政府应在产业结构转变中发挥更大作用[21]。

皖江城市带是中西部地区面向长三角经济合作的桥头堡、出海大通道的咽喉和门户，是沟通中国中西部地区与长三角地区的重要廊道，是承接长三角沿海发达地区产业转移的重要区域，皖江城市带三级产业结构发展尚存在一定问题，第三产业发展水平较缓慢，第一产业发展仍然落后。将皖江城市带产业看作由各产业部门构成的灰色系统，分析国民生产总值与各产业部门之间的灰色关联系数，可以显示出影响国民生产总值的主要产业部门，明确影响经济发展的主要产业要素，以期促进皖江城市带产业结构的合理化调整，也为决策部门完善产业结构提供决策依据。

二、灰色关联分析法[22-23]

灰色关联分析是对运行机制与物理原型不清晰或者根本缺乏物理原型的灰色关系序列化、模式化，进而建立灰色关联分析模型，使灰色关系量化、序化、显化，它是以各因素的样本数据为依据用灰色关联度来描述因素关系的强弱、大小和次序的。如果样本数据列反映出因素变化的态势基本一致，则它们之间的关联度较大；反之，关联度较小，具体步骤如下：

（一）确定分析序列

在对所研究问题定性分析的基础上，确定比较序列（评价对象 m 个）Xi={Xi（k）|i=1，2，3，…，m}和参考序列（评价标准 n 个）X0={X0（k）|i=1，2，3，…，n}，m+1个数据序列矩阵如下：

其中，设评价对象m个，评价指标n个。

（二）原始数据无量纲化处理

由于系统中各因素的量纲（或单位）不一定相同，这样的数据难以直接进行比较，因此需要消除原始数据的量纲（或单位）转换为可比较的数据序列。原始数据的无量纲化处理可以采用标准化、均值化和初值化等方法。

式中，i=1，2，…，m。

（三）求差序列、最大差和最小差

式中，i=1，2，…，m； k=1，2，…，n，Δ（max）、Δ(min)分别表示绝对差值阵中最大数和最小数，即为最大差和最小差。

（四）计算关联系数

式中，ρ为分辨系数，在(0，1]内取值，得到关联系数矩阵 （根据邓聚龙对灰色理论理论的研究，ρ一般取0.5效果较好，所以本研究ρ取0.5）。

（五）计算灰色关联度

式中，r0i为子序列i与母序列的关联度，n为子序列的长度（即数据个数）。对各评价对象进行排序，建立评价对象的关联序，且可据此判断居前者对Xi的紧密程度大于后者。

三、皖江城市带三次产业结构演变情况

2010年1月，国务院批准实施《皖江城市带承接产业转移示范区规划》，皖江城市带承接产业转移示范区（以下简称皖江城市带）规划范围为安徽省长江流域，辐射安徽全省，对接长三角地区，形成“一轴双核两翼”的发展空间格局。皖江城市带是中西部地区面向长三角经济合作的桥头堡、出海大通道的咽喉和门户，是连接中西部地区与长三角地区的廊道，能够接受长三角经济发展的辐射，应充分发挥毗邻长三角的区位优势，成为我国东中西部发展的杠杆和桥梁。

图1 皖江城市带历年产业结构演变情况

2010年皖江城市带GDP总量为8224亿元，占安徽GDP总量的67%，是安徽经济发展较好的区域，将1999－2010年间的皖江城市带历年GDP及三次产业产值进行测算，可得皖江城市带历年产业结构演变情况。从表1可见，皖江城市带经济发展发生了很大变化，特别是产业结构变化尤为突出，皖江城市带第一产业的比重呈现下降的趋势，从1999年的19.29%，下降到9.46%，下降幅度较大；第二产业呈现下降、上升、下降、再上升的形式，第二产业的比重在三次产业结构中所占的比重一直最大，最低是2000年占45.63%，最高是2010年占56.3%；第三产业的比重呈现下降、再上升，再下降，与第二产业的比重变化呈相反关系，第三产业所占比重最低是1999年占33.63%，最高是2005年占39.97%。皖江城市带第二、第三产业对经济增长的拉动力增强，并由重工业重点发展到强调服务业等具有发展潜力的第三产业内部各子产业的发展，产业结构根据经济增长要求适时的进行调整。

四、皖江城市带经济增长与三次产业间关系的检验

文章运用格兰杰(Granger)因果关系检验模型来分析皖江城市带经济增长与三次产业间的相互关系。Granger因果关系检验的前提条件要求数据必须平稳数列，进行Granger因果关系检验之前，需要对数据进行平稳性检验。Granger指出，因果关系检验只有在两个变量存在协整关系的条件下才是有效的，如果变量之间存在协整，则变量之间至少存在一个方向上的Granger因果关系。如果数据是非平稳数列，也就是存在单位根问题，就需要对序列进行相应转换，譬如差分转换、对数转换等，一直要转换到序列能通过平稳性检验才可以用格兰杰因果检验。GDP表示国内生产总值，I1、I2、I3分别表示第一、二、三产业的产值，选取皖江城市带1999－2010年间的经济数据。由于数据的自然对数变换并不改变原变量之间的因协整关系，而且能使其趋势线性化，消除时间序列中存在异方差现象，所以，分别对 GDP、，I1、I2、I3作自然对数变换，分别记为 InGDP、InI1、InI2、InI3，文章采用 EVIEWS6.0进行数据分析，步骤如下：

（一）变量平稳性检验

在回归分析中可能导致伪回归现象，从而回归结果无效。因此对变量进行协整分析之前，首先必须进行时间序列的单位根检验，考察序列是否平稳。常用的检验方法是ADF(Augmented Dickey-Fuller)检验，其检验的回归方程式为：

检验结果见表1。

表1 ADF检验结果

C、T、K分别表示带有常数项、趋势项和滞后阶数，加入滞后项是为了使残差项为白噪声，滞后项采用AIC和SC准则多次试算得出。△LnGDP、△LnI1，△LnI2、△LnI3分别表示 LnGDP、LnI1，LnKZ 的二阶差分。从表 1 可见，LnJGDP、LnI1、LnI2、LnI3是不平稳的，但是它们的二阶差分序列是平稳的，都通过了ADF协整检验，即它们都是二阶单整的，表明三次产业与GDP增长之间存在长期均衡关系，可以对它们进行协整检验。

（二）协整检验

k 维向量 yt=（y1t，y2t，…，ykt）的分量间被称为 d，b阶协整，记为 yt～ CI(d，b)，如果满足：

(1)yt～ I(d)，要求 yt的每个分量 yit～I(d)；

(2)存在非零向量 β ，使得 β ′yt～I(d-b)，0

称yt是协整的。

由于原数据的自然对数是非平稳的，故通常采用差分方法消除原序列的非平稳性，从而得到平稳的序列，进而建立经济模型。用LnGDP分别对LnI1、LnI2、LnI3进行回归分析，在回归通过之后，分别对其残差进行平稳性检验，如果其残差是平稳的，即可以得到它们之间协整关系，可以进行下一步的Granger因果关系，对残差值进行的ADF检验结果见表2。

表2 残差值ADF检验结果

从表2可见，得到的残差序列的ADF值都小于1%的显著水平的临界值，从而可以得出，变量之间具有长期的协整关系，从而可以对变量进行Granger因果关系检验。

（三)因果关系检验

双回归模型计算方法如下:

检验的原假设是序列X(Y)不是序列Y(X)的格兰杰原因，即 H0:β1=β2=…=βK

三次产业与经济增长之间存在长期协整关系是否构成因果关系，需要进行Granger因果检验。依据随机干扰项不存在序列相关的滞后期选取滞后期，使用对数据进行Granger因果分析，根据AIC和SC标准，选择滞后期为2，Granger检验结果见表3。

表3 Granger检验结果

从 Granger检验结果来看，lnI1、lnI2、lnI3是 lnGDP的格兰杰原因；lnGDP是lnI2的格兰杰原因，lnGDP不是lnI1、lnI3的格兰杰原因。

五、皖江城市带产业结构的灰色关联分析

（一）构建皖江城市带产业结构比较序列

按照灰色关联方法，设皖江城市带国民生产总值随年份变化的数列为母序列，第一产业、第二产业和第三产业为国民生产总值的3种影响因素，这3种因素构成3个子序列，四个指标构建皖江城市带产业比较序列，见表4所示。在各时刻的绝对差△0i（k），得到指标绝对差矩阵：

表4 皖江城市带产业比较序列 单位：亿元

（二）产业原始数据无量纲化

采用均值化方法对皖江城市带产业的原始数据进行无量纲化处理，得到各指标的初始值，见表5所示。

表5 皖江城市带产业无量纲化结果

（三）皖江城市带产业结构绝对差值矩阵

计算皖江城市带产业产业的母序列与各子序列

（四）皖江城市带产业结构关联系数

由皖江城市带产业产业的绝对差值矩阵可知Δmax=0.52860，Δmin＝0.001337。取 ρ 为 0.5，代入关联系数公式中求关联系数，得到各指标关联系数，见表6所示。

表6 皖江城市带产业Δ0i（k）规范化表

（五）皖江城市带产业结构灰色关联度

计算各指标灰色关联系数，分别对各产业与GDP的关联度系数序列求算术平均值可得，r1=0.61907，r2=0.85200，r3=0.86337，得到皖江城市带产业结构的灰色关联度，见表7。

表7 皖江城市带产业灰色关联度表

在皖江城市带产业结构中，对GDP影响因素依次为第三产业＞第二产业＞第一产业。第三产业对皖江城市带GDP影响较大，其次是第二产业，第一产业的影响程度最小。第三产业与第二产业的关联度接近，但是第一产业关联度明显要低于第三和第二产业。

六、皖江城市带各市产业结构的灰色关联度分析

（一）皖江城市带各市产业结构的灰色关联度

同理，可计算得到皖江城市带各城市产业结构的灰色关联度，如图2所示。

图2 皖江城市带各城市产业灰色关联度

在合肥产业结构中，对GDP影响因素依次为第二产业＞第三产业＞第一产业；在芜湖产业结构中，对GDP影响因素依次为第三产业＞第二产业＞第一产业；在马鞍山产业结构中，对GDP影响因素依次为第二产业＞第三产业＞第一产业；在铜陵产业结构中，对GDP影响因素依次为第二产业＞第三产业＞第一产业；在安庆产业结构中，对GDP影响因素依次为第二产业＞第三产业＞第一产业；在池州产业结构中，对GDP影响因素依次为第三产业＞第二产业＞第一产业；在巢湖产业结构中，对GDP影响因素依次为第三产业＞第二产业＞第一产业；在滁州产业结构中，对GDP影响因素依次为第二产业＞第三产业＞第一产业；在宣城产业结构中，对GDP影响因素依次为第三产业＞第二产业＞第一产业。

通过皖江城市带各城市三次产业对GDP影响灰色关联度可见，各城市第二产业与第三产业的关联度接近，第二与第三产业对GDP的影响较大。除巢湖市第一产业关联度与第二、第三产业的关联度接近外，各城市第一产业的关联度要明显低于第二产业与第三产业的关联度，对GDP的影响相对较小。

（二）皖江城市带及其各市产业结构的灰色关联度比较

将皖江城市带及各市产业结构的灰色关联度进行比较，见图3。

图3 皖江城市带及各市产业结构的灰色关联度比较

第一产业灰色关联度方面，巢湖第一产业的关联度在皖江城市带中最大，为0.67318，其次是安庆、池州、滁州、宣城、铜陵、芜湖、合肥，马鞍山的第一产业关联度在皖江城市带中最小，为0.53358。第二产业灰色关联度方面，马鞍山的关联度最大，为0.91127，其次是铜陵、芜湖，池州、合肥、安庆、巢湖、滁州，宣城的第二产业关联度在皖江城市带中最小，为0.71062，第二产业灰色关联度与各市第二产业比重呈正相关，即第二产业灰色关联度越大，其第二产业所占的比重越大。第三产业灰色关联度方面，池州的关联度位于第一，为 0.699，芜湖、马鞍山、铜陵、合肥、宣城、巢湖、滁州，安庆关联度位于最小，为0.73046。

七、结论

通过文章的实证分析，皖江城市带产业结构随着经济发展的变化具有显著性关系，经济发展与产业结构是密切相关。结论如下：

（1）从Granger因果关系检验结果来看，第一、第二、第三产业的产值是引起GDP增长的格兰杰原因，GDP增长引起了产业结构中第二产业的变动，而第一、第三产业对经济增长影响作用有限。随着经济的发展，产业结构势必会朝着更高层次发展，总的趋势应该坚持向“三、二、一”的产业结构发展，而更高层次的产业也必然带动经济的再次快速发展，形成一个良性的因果循环。

（2）对三次产业进行灰色关联分析中发现，三次产业都对经济增长具有一定的灰色关联，第三产业对经济增长的灰色关联度略高于第二产业对经济增长的关联度，第一产业对经济增长的灰色关联度明显低于于第一、第二产业对经济增长的关联度。这说明第三产业、第二产业明显拉动皖江城市的经济增长，而第一产业对经济增长的贡献相对较小。

皖江城市带在承接东部沿海发达地区产业转移的大背景下，应加快与长三角地区的一体化进程，充分借鉴长三角产业联动模式，这有利于拓展发展空间，逐步建立和完善产业联动机制。积极建设区域重大基础设施，良好的区域基础设施条件将使区域内产业集聚和辐射力量进一步增强，促进商品、要素和投资的区际流动，同时也会使产业间前后向联系得到加强，推动相关产业的转移和整合，带来巨大的区域互动发展效应。在引进和联合方面上应打破区域封锁，提升到共同投资、共同建设、共同使用良好局面。各城市要发挥创新优势，搭建创新平台，构建产业梯次转移体系，主动承接创新资源转移、承接沿海发达地区产业的梯度转移，通过瞄准长三角地区迫切需要转移的产业，大力振兴汽车、家电、装备制造、冶金、非金属材料等特色产业，紧跟国内外产业发展新动向，培育电子信息、新材料、生物技术等新兴产业，加快物流、金融、文化、服务外包、旅游等现代服务业的发展。

为了实现皖江城市带可持续发展，要调整优化产业结构、区域产业布局结构，提升产业结构合理化水平，使一定时期内产业体系达到效率优化配置。可以依据皖江城市带产业灰色关联状况作为产业结构调整的依据，推进产业结构调整，根据各城市的具体实际情况协调产业结构内部之间发展关系。要使产业内部结构保持在符合产业发展规律和内在联系的合理水平，确保产业各部门的经济效益合理化，从而保证皖江城市带各产业持续、稳定、协调发展，促进经济增长。

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