基于协整和Granger因果分析的中国粮食生产研究

□赵黎明 张亚兰 王 忠 [天津大学 天津 300072]

基于协整和Granger因果分析的中国粮食生产研究

□赵黎明 张亚兰 王 忠 [天津大学 天津 300072]

本文以1978～2007年为样本，对我国粮食总产量和农业生产总值以及农村居民家庭人均纯收入进行了单位根检验、协整关系检验和Granger因果关系检验。研究结果表明：在样本期内，农业生产总值的增加不仅不会影响粮食总量安全，相反对粮食总产量的增加产生积极的促进作用；粮食总产量的增加并不会带来农村居民家庭人均纯收入的增加。基于研究结果得到几点重要启示，希望能对我国粮食生产和粮食总量安全保障提供现实指导。

粮食总产量; 协整关系; Granger检验

引言

粮食总产量是从根本上保证我国粮食总量安全的核心要素，随着耕地面积的不断减少以及人口的增加，粮食产量的增加面临越来越大的挑战。因此，我国粮食总产量的影响因素一直受到学术界的关注。目前，关于我国粮食产量影响因素的研究主要集中在生产性因素和政策性因素等方面。关于生产性因素的研究较多，主要从农业科技、耕地面积、劳动力投入和生产资料投入、农业推广项目等方面对粮食总产量的影响进行定性和定量的研究[1～5]。肖国安论述了粮食直补政策对平抑粮食产量波动的作用[6]。很少有学者从经济因素和市场因素的角度对我国粮食总产量的影响进行研究，本文通过研究我国粮食总产量波动与农业生产总值和农村居民收入等经济因素之间的协整关系与Granger因果关系，以分析除劳动力、资本以及科技等显性因素外的其他隐性因素对粮食总产量的影响，为研究粮食总量预测和粮食安全保障提供科学的决策依据。

一、数据来源及处理

本文采用的数据均来自《中国统计年鉴》和《新中国五十年统计资料汇编》，时间序列选取1978～2007年，在考虑数据的可获得性的同时充分考虑了改革开放因素对研究的影响。采用的变量为：粮食总产量、GDP1和农村居民家庭人均纯收入，分别用Y、X1和X2表示。由于统计资料中的经济数据均为名义数据，没有考虑物价水平的变化，为了真实的反映变量之间的定量关系，本文以1978年为基期，以各年的数据除以当年的物价指数，以消除价格水平对研究的影响。此外，为了消除异方差，使模型中尽可能出现I（1）变量序列，本文对原始数据进行了对数化处理。变量为lnY、lnX1、lnX2，一阶差分变量为D(lnY)、D(lnX1)、D(lnX2),如图1和图2所示。由图1和图2可以看出：lnY、lnX1和lnX2均表现出非平稳性的特征，并且具有共同的上扬趋势，一阶序列图显示出平稳性的特征，并且具有类似的变化周期。

二、研究方法

本文拟采用Johansen协整分析和Granger因果检验对我国农业生产总值和农村家庭居民收入与粮食产出之间的关系进行深入研究。研究过程分为四个步骤：1) 对原序列进行ADF平稳性检验；2) 若序列为一阶单整，则进行Johansen协整检验；3) 如果同阶的稳定时间序列向量组合是协整的，则对该序列进行Granger因果检验；4) 对研究结果进行深入的经济分析，以期得出一些有实践意义的结论。

图1 对数时序图

图2 一阶对数时序图

三、实证研究

（一）平稳性检验

根据协整检验的步骤，首先对lnY、lnX1和lnX2进行单位根检验。在Eviews5.0的环境下，选用ADF法对lnY、lnX1和lnX2及其差分形式进行平稳性检验，依据AIC准则选择滞后期，并通过观察相关数据的时间趋势图来确定检验类型。检验结果如表1所示：

由表1可以看出：变量lnY、lnX1和lnX2、在1%和5%两个显著性水平下均存在单位根，D(lnY)和D(lnX1)在1%显著水平下不存在单位根，D(lnX2)在 5%显著水平下不存在单位根，均为一阶单整时间序列。因此，lnY、lnX1和lnX2均通过单位根检验，满足协整检验的前提条件。

（二）协整关系检验

如果单位根检验结果表明所研究的变量为一阶单整序列，则可以进一步检验变量之间是否存在长期均衡关系—协整关系。本文采用Johansen检验法对lnY、lnX1和lnX2进行协整检验，结果如表2所示：

表2 Johansen协整检验结果

由表2可以看出：迹统计量41.5945大于临界值29.7971，表明“不存在协整关系”的假设不成立，即在95%的置信度下，变量lnY与lnX1和lnX2之间至少存在一个协整关系。协整方程为：

在其他变量不变的情况下，农业生产总值每增加1%，粮食总产量提高1.3417%；农村居民家庭人均纯收入每增加1%，粮食总产量提高−1.0576%。协整检验结果表明：农业经济发展水平和粮食总产量存在同向的变动关系，农村居民收入和粮食总产量存在反向的变动关系。为了进一步验证农村经济发展与农村居民收入和粮食总产量之间是否存在因果关系，本文采用Granger因果检验进行深入研究。

（三）Granger因果检验

协整方程给出了lnY与lnX1、lnX2之间可能存在的均衡关系，由于经济时间序列经常出现伪相关的现象，需要进行Granger因果检验以进一步确认协整检验结果和变量之间的因果关系。Granger认为，如果变量之间存在协整关系，则变量之间至少存在一个方向的因果关系[7]。我们在前面已经确立了lnX1、lnX2与lnY之间的协整关系，可以确定lnX1、lnX2和lnY之间可能会存在因果关系。Granger检验结果如表3和表4所示：

表3 lnX1和lnY Granger因果检验结果

表4 lnX2和lnY Granger因果检验结果

由表3和表4可以看出：lnX1在10%的显著性水平下拒绝原假设，lnX2在10%的显著性水平下接受原假设，滞后期分别为2和1。即：lnX1是引起lnY变化的Granger原因，lnX2不是引起lnY变化的原因，其中：lnX1对lnY的解释能力为0.9180，lnY对lnX1的解释能力为0.9195。

四、结论与启示

（一）结论

根据对1978～2007年市场因素对我国粮食总产量波动的协整研究和Granger因果检验可以得出如下结论：在样本区间内，农业生产总值与粮食总产量之间存在长期均衡关系，农业生产总值和粮食总产量之间互为Granger因果关系，滞后期为2；农村居民家庭人均纯收入与粮食总产量之间不存在长期均衡关系和因果关系。

研究结果表明：自1978年农村经济体制改革以来，农村经济的发展并不会影响对粮食总产量的增加有一定的促进作用。这是因为农业经济总体发展水平越高，农业科技和机械化生产的运用会大幅度的提高亩产，从而对粮食总产量产生积极的推动作用。农村居民家庭人均纯收入和粮食总产量之间不存在因果关系，即农村居民家庭收入的增加并不会带来粮食总产量的增加。检验结果真实反映了我国农村居民增产不增收的现实情况，这是由粮食生产的微利甚至负利特征造成的，粮食增产的同时会打压粮食销售价格，从而可能对农民增收产生负面影响。

（二）启示

基于我国粮食总产量的协整研究得到以下几点启示：

1．农业经济的发展并不会对粮食总量安全造成威胁，相反对粮食总量的增加具有正面的促进作用。

2．由于粮食生产具有微利甚至负利的特征，我国农村地区广泛存在农村增产不增收的情况，这在很大程度上会打击种粮农民的生产积极性。在市场经济条件下，农民增收的问题不能通过单纯农业生产来解决，而是要在农业的产业化发展中寻找出路。

3．在我国耕地面积持续减少和农民粮食生产积极性不高的情况下，粮食产量的增加必须靠科技投入、改善粮食生产条件以及寻求国际市场等手段保证粮食总量安全。

4．针对农民粮食生产积极性不高的现实情况，政府应当通过粮食风险基金、粮食生产补贴和粮食库存轮换等措施稳定粮食市场价格，尽可能地减少价格变化农民粮食生产积极性造成的负面影响。

[1] 余呈先.农业科技和粮食产量关系的实证分析：1980-2005[J].生态经济, 2007, (10): 95-98.

[2] 杨剑波. 1978-2003年我国农业科技投入和粮食产量关系的计量分析[J].科技管理研究, 2007, (5): 69-71.

[3] 唐华仓. 生产要素对粮食产量的贡献系数分析[J].生产力研究, 2007, (12): 20-22.

[4] 肖海峰, 王娇.我国粮食综合生产能力影响因素分析[J].农业技术经济, 2004, (6): 45-49.

[5] 孙振玉, 孟晨.农业推广项目的实施对中国粮食增产的作用[J].农业技术经济, 2000, (1): 17-20.

[6] 肖国安.粮食直接补贴政策的经济学解析[J].中国农村经济, 2005, (3): 12-17.

[7] 张宪平, 刘靖宇. 城镇化发展与县域经济增长关系的实证分析[J].生产力研究, 2008, (2): 49-50.

A Study on the Grain production of China Based on Co-intergration and Granger Test

ZHAO Li-ming ZHANG Ya-lan WANG Zhong
(Tianjin University Tianjin 300072 China)

This paper examines the long-term, cause and effect relationship between total grain yield and GDP1 and net income of rural residents by using econometric methodology of time series of unit root test, co-intergration relationship test and Granger cause and effect relationship test. The results of experimental analysis indicate Granger cause and effect relationship between total grain yield and GDP1, and no Granger cause and effect relationship exist between total grain yield and net income of rural residents. Based on the research result, we put forward some suggestions in order to guide to the grain production.

total grain yield; co-intergration relationship; Granger test

F270

A

1008-8105(2010)05-0029-03

编辑 何婧

2010 − 06 − 04

赵黎明（1951 − ）男，天津大学管理学院教授、博士生导师；张亚兰（1983 − ）女，天津大学管理学院博士研究生.