基于VAR模型的湖北省耕地资源与经济增长的关系研究

【摘要】 本文采用湖北省耕地面积、城镇化率、地方财政收入、第二产业生产总值和第三产业生产总值历年来的各项指标，运用VAR模型考察了各项经济指标对耕地资源的影响。研究结果表明：耕地面积与经济因素存在长期均衡关系，第二产业对耕地的冲击响应相对于第三产业更为强烈。经济指标中城镇化率对耕地的贡献程度相对显著，另外各项指标受自身波动影响尤为显著。因此，优化产业结构、提升经济发展质量是保持耕地可持续发展的重要措施。

【关键词】 耕地资源 经济增长 协整 VAR模型

一、引言

2013年夏天的晴热高温天气使得湖北省16市州的81个县市受旱农田达1890.9万亩，耕地资源面临严重的危机。近年来，随着工业化、城镇化进程的加快，耕地的问题日益严峻。湖北省的耕地面积从1978年的376.81万hm2减少到2011年的336.2万hm2。耕地资源的减少将成为制约工业化、城镇化的重要因素。耕地与经济发展紧密联系，它是轻工业基本原料的主要来源，工业的发展需要依靠耕地来提供原料，工业的快速增长与耕地的保护也是息息相关的。随着第三产业的迅速发展，耕地对第三产业的发展也起着推动的作用，由此可见耕地与经济的发展是相互影响的。由于湖北省是重要的粮食生产基地，还是工业重点建设地区，因此本文选择湖北省作为考察对象进行实证研究。

以往的成果从不同的视角对二者进行了研究。蔡银莺、张安录等提出耕地资源与经济增长存在库兹涅茨倒“U”型曲线关系，耕地资源库兹涅茨曲线假说的成立说明经济对耕地的影响深刻，不仅有负面的作用，在一定程度上还存在着正向作用。宋戈、吴次芳等考察了黑龙江省非农化与经济的关系，研究表明城市化进程的加快对非农化的影响较之于GDP更为显著。陈利根、龙开胜等对耕地与经济的关系用Granger检验来研究它们之间的因果联系，得出的结果基本都是单向因果关系即经济增长是耕地面积变化的原因，而耕地面积变化不是经济增长的原因。本文采用VAR模型并选取城镇化率、地方财政收入、第二产业生产总值和第三产业生产总值作为经济指标来研究经济与耕地面积之间的关系，由于行业性质不同对经济的影响程度也会有所差别，本文将经济的指标更加细化，分为第二产业和第三产业来说明它们之间的联系。

二、研究方法与数据来源

1、研究方法

本文首先采用ADF检验法对单位根进行检验，由于变量是不平稳的，取一阶单整使其趋于平稳，然后用Johansen协整检验对变量进行协整检验，说明这些变量之间存在长期均衡关系，接着建立VAR模型，考察各个变量之间的关系，在VAR模型的基础上运用脉冲响应函数来描述内生变量随时间推移的变化情况，研究它对当期以及未来的影响，脉冲响应函数用以下公式表示。

Yt+s=Ut+s+Ψ1Ut+s-1+Ψ2Ut+s-2+……ΨsUt+……

Ψs=

Ψs中的第i行第j列元素表示的是：令其它误差项在任何时期都不变的条件下，当第j个变量yjt对应的误差项ujt在第t期受到一个单位的冲击后，对第i个内生变量yit在第t+s期造成的影响。把Ψs中第i行第j列元素看做是滞后期s的函数 ，s=1，2，3，……

另外，用方差分解法分析结构冲击对内生变量变化的贡献度，考察各个变量的重要程度。其公式表示为：

MSE（Yj+s，j）=E[（Yt+s-Yj+s，j）（Yt+s-Yj+s，j）']=？赘+Ψ1？赘Ψ +

Ψ2？赘Ψ +……+Ψs-1？赘Ψ （1）

其中，？赘=E（ut，u ）。

考察每一个正交化误差项对MSE（Yj+s，j）的贡献，把ut变为正交化误差项vt。

ut=Mvt=m1v1t+m2v2t+……+mNvNt

？赘=E（ut，u ）=（m1v1t+m2v2t+……+mNvNt）（m1v1t+m2v2t+……+mNvNt）' =m1m Var（v1t）+m2m Var（v2t）+……+mNm Var（vNt）

把用上式表达的？赘代入（1）式，并合并同期项Var（vjt），得：

MSE（Yj+s，j）= Var（vjt）（mjm +Ψ1mjm Ψ +Ψ2mjm Ψ +Ψs-1mjm Ψ ）

表示正交化的第j个新息对前S期预测量Yj+S，j方差的贡献率。

2、数据来源

为了考察湖北省耕地面积与经济之间的相互联系，本文选取1978―2011年的数据作为样本。由于城镇化的过程往往伴随着经济增长，城镇化可以拉动经济的增长，所以我们选取城镇化率作为反映经济的一个指标；财政收入为政府调整产业结构和制定合理的税收政策提供了依据，使资源得到合理的配置从而促进经济不断发展，所以选择财政收入作为经济的指标是可行的。此外，为了详细地考察湖北省的经济发展，本文将地区生产总值划分为第二产业生产总值和第三产业生产总值。综合起来，本文选择的变量有：耕地面积、城镇化率、地方财政收入、第二产业生产总值和第三产业生产总值，其中城镇化率为各年度湖北省城镇人口占湖北省总人口的比例。数据均来自于2011年《湖北省统计年鉴》。直接用OLS对变量之间进行回归检验，可能会出现“伪回归”，为了消除时间序列数据中的异方差，对各个数据取对数，分别记为InCL、InUR、InLF、InGDP-S、InGDP-T。趋势图如图1所示。

三、湖北省耕地面积与经济因素的实证分析

1、变量的单位根检验

本文采用ADF（Augmented Dickey-Fuller）检验方法，对InCL、InUR、InLF、InGDP-S、InGDP-T分别进行单位根检验，检验结果见表1。

通过ADF单位根检验发现，在5%的显著性水平下，InCL、InUR、InLF、InGRP-S 与InGRP-T均不能拒绝有单位根的假设，所以这些序列变量是非协整的。而一阶差分变量D（InGRP）、D（InUR）、D（InLF）和D（InGRP-S）在5%的显著水平上拒绝含有单位根的假设，D（InGRP-T）在10%的显著水平上拒绝含有单位根的假设。综合上述分析，我们可得出结论：耕地面积、城镇化率、地方财政收入、第二生产总值和第三生产总值均是一阶单整序列。

2、Johansen协整检验

ADF结果表明数据都是一阶单整的，它们应该存在一个长期的稳定关系。本文采用Johansen协整检验对变量进行协整分析，Var模型最优滞后期是2，故将Var模型滞后阶数确定为2，然后进行协整检验，结果见表2。由结果可知迹统计量和最大特征值统计量都表明在95%的置信水平下，在5%的水平上耕地面积、城镇化率、地方财政收入、第二生产总值和第三生产总值之间有2个协整关系，即它们存在长期稳定的均衡关系。

3、Var模型建立

1980年西姆斯（Sims）将VAR模型引入到经济学中，滞后阶数为p的VAR模型表示为：Yt=c+A1Yt-1+A2Yt-2+……+APYt-p+

？着t，其中Yt是一个K维内生变量，A1……Ap是待估计的系数矩阵，？着t为K维误差向量，其协方差矩阵为Ω，且E（？着t）=0，E（？着t？着't）=Ω。本文通过对变量耕地面积（lnCL）、城镇化率（InUR）、地方财政收入（InLF）、第二产业生产总值（InGRP-S）和第三产业生产总值（InGRP-T）的验证，把滞后阶数确定为2，通Eviews6.0 运算结果，向量自回归公式用如下矩阵所示。

AR根模的倒数分布图（见图2）显示VAR模型所有的单位根都落在单位圆内，表明该模型通过了稳定性检验，根据其得到的脉冲响应函数结果应是稳定、可靠的，VAR模型有效。

4、脉冲响应分析

为了详细了解耕地面积与经济变量之间的关系，我们使用脉冲响应分析方法来研究随着时间的推移一个变量对另一个变量的外生冲击影响。将各个变量之间的影响动态化更能充分说明它们之间的关系。

由图3可以看出城镇化率对耕地面积当期没有影响，第二期之后开始有负的影响，第三期负的影响达到最大，一直持续到第八期才有所改善，之后影响不大，说明在某一时期城镇化率越高，耕地面积越少。由图4可以看出财政收入在第五期之前呈现正的影响，此外总的影响幅度并不是很大，表明财政收入增加会使耕地面积增加，国家实施保护耕地的措施起到了一定的作用。由图5可以看出第二产业对耕地面积的正影响持续到第五期，第五期到第七期呈负的影响，表明第二产业的发展会使耕地面积减少。由图6可以看出第三产业在第三期以前对耕地面积呈现正的影响，从第三期之后呈现负的影响，一直持续到第九期。

5、方差分解分析

脉冲响应分析描述了城镇化率、财政收入、第二产业生产总值和第三产业生产总值随着时间的推移对耕地面积的大致影响，但是为了进一步考虑变量之间的波动性，比较不同冲击对一个特定变量的响应强度，我们还要使用方差分解来分析每一个结构冲击对内生变量变化的贡献度。

从表3可以看出，城镇化率对耕地面积的贡献程度从第三期以后呈现逐步下降的趋势，总体维持在10%左右。第三产业生产总值对耕地面积的贡献度在第三期之后同样呈下降的趋势。财政收入和第二、三产业生产总值对耕地面积的贡献处于逐步上升的过程中，其中，第二产业生产总值的贡献度相比财政收入的贡献度增长更快。另外，耕地面积、城镇化率、财政收入、第二、三产业生产总值这几个变量对自身的贡献度都特别显著。

四、结论与对策

1、结论

本文在建立向量自回归模型的基础上，利用脉冲响应函数和方差分解分别分析了1978―2011年城镇化率、地方财政收入、第二产业生产总值和第三产业生产总值对耕地面积的影响，并得到以下结论。

根据协整检验可以观察到城镇化率、地方财政收入、第二产业生产总值和第三产业生产总值与耕地面积存在长期均衡的关系。城镇化使城市规模扩大，经济得到很大的发展，但是城镇化又会占用大量农田使耕地减少；第二、三产业的发展会拉动经济的增长，同时也会导致耕地的减少。然而，根据本文的研究得知第三产业对耕地减少的贡献率逐步增长，说明产业结构转型升级是很有必要的。总的来说，经济的发展会使耕地面积减少。

通过VAR模型得到了湖北省耕地面积、城镇化率、财政收入、第二、三产业生产总值随时间变化的规律，预测方差分解可以看出，经济对耕地面积的影响是很显著的。另外，耕地面积的减少在一定程度上也可以反映经济的发展，但如果耕地面积一直持续的减少，那么在将来也会阻碍经济的发展。

2、对策

首先，城镇化的发展要结合各地的实际情况制定城镇发展计划，避免盲目发展城镇化带来耕地面积的减少，不能只关心城市的扩张而忽略土地潜能的发掘。湖北省处于中部地区，当前应该以发展中小城镇为主。其次，还要提高土地利用节约集约度，进行农业结构的转型，通过对内部用地结构进行合理化调整，节省出大量耕地，实现耕地由粗放型向集约型转变。再次，要改革现行土地管理体制，合理规划土地利用格局制度；各个部门的职责要严格区分开来，精简机构防止管理机构和部门的重叠导致管理的效率低下，合并职能相似和重复的机构。

湖北省要加快现行产业结构转型升级，降低第二产业的用地比重，适当增加第三产业的用地比重。产业结构与耕地面积相互影响：一方面，产业结构的组合类型决定耕地面积的利用效率，另一方面，耕地面积的变化反映了产业结构的合理与否，为产业政策的制定提供了一定的依据，对产业结构的调整起着指向标的作用。从上文分析的结果可知，湖北省第二产业的比重比第三产业的比重相对高一些，因此湖北省的产业结构仍需要大力转型，政府应该加大对第三产业的投入，加快产业结构的转变。

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