基于滤波方法的海洋经济周期波动测定与分析

2013-03-20何佳霖宋维玲

海洋通报 2013年1期

何佳霖，宋维玲

（1.南开大学，天津 300071；2.国家海洋信息中心，天津 300171）

经济周期波动是总体经济活动水平有规律扩张和收缩的交替过程或模式。早在19 世纪中期，西方经济学界就开始对经济周期波动问题进行了较为深入的理论分析和探讨；20 世纪80年代，我国学者开始联系实际情况，对社会主义经济周期波动开展研究。目前经济周期波动的研究越来越注重理论与经验的互动，重视经济周期波动的测度方法和实证分析，滤波、VAR 等思想引入经济周期测度，非平稳性、非线性、非对称性等处理技术被大量应用。特别是国际金融危机以来，对经济周期波动的研究备受学者关注（陈伟，2009）。

改革开放以来，特别是进入新世纪以来，发展海洋经济得到我国各级政府的高度重视，沿海一系列区域规划相继上升为国家战略。2011年，国务院又批复山东、浙江和广东三省为全国海洋经济发展试点地区，之后又批准设立了浙江舟山群岛新区、平潭综合试验区和横琴半岛规划区。“十一五”以来，海洋经济得到快速发展，海洋经济规模不断扩大，已经成为带动东部地区率先发展、构建开放型经济的有力支撑。“十一五”期间，我国海洋经济年均增长13.5%，持续高于同期国民经济增速。2011年，海洋生产总值超过4.5 万亿元；海洋生产总值占国内生产总值比重达9.7%。但不容否认，海洋经济的发展过程也不是风平浪静的，例如2008年席卷全球的国际金融危机对我国海洋经济的发展就造成了重大影响，海洋生产总值增长速度“十一五”期间首次低于10%，2009年海洋交通运输业增加值更是出现了十年来的首次负增长。当前海洋经济正处于大发展时期，各种内部因素相互博弈，矛盾多发；而海洋经济外向型的特点决定了其更易受到外生冲击而产生波动。海洋经济比过去任何时候都更需要国家宏观指导和协调，因此对海洋经济周期波动规律研究的需求也尤为迫切。

1 测定模型与方法

为了及时准确地把握经济周期波动，皮尔逊（W.M.Pearson）最早提出将经济时间序列一分为四，即对于经济衡量指标的时间序列Y 来说，都包含着四种变动因素：长期趋势要素T（Trend）、循环要素C（Cycle）、季节变动要素S（Seasonal）和不规则要素I（Irregular）。由于目前海洋经济统计数据均为年度数据，因此也就不存在季节变动。测定海洋经济周期波动，就是先从时间序列中消除长期变动趋势，剩下周期性变动和不规则变动。然后，在进一步消除不规则变动，从而得到周期性变动值。这种方法实际上是把对经济周期波动的测定问题，转化成对时间序列分解模型的选择和对长期趋势的测定问题（李子奈等，2000）。

本文采用HP 滤波和BP 滤波两种滤波方法，对海洋经济的增长周期的趋势成分和周期成分进行分解，在比较分析的基础上，测定海洋经济的周期波动规律，并对海洋经济运行周期进行分析评价。

1.1 HP 滤波理论模型

HP 滤波是实际经济周期（RBC）研究中广泛使用的方法，是由Hodrick 和Prescott 于1980年分析战后美国经济周期的论文中首次提出的，其实质是过滤掉低频的趋势成分，保留高频的周期成分（连平等，2011）。

如果{Yt} 是包含趋势成分和周期成分的经济时间序列，则Yt可以表示成：

一般地，时间序列Yt中的趋势成分常被定义为下面最小化问题的解：

其中：c（L）是延迟算子多项式c（L）=（L-1-1）-（1-L），变换上述两式，则HP 滤波就是使以下函数最小化：

1.2 BP 滤波理论模型

BP 滤波理论的思路是把时间序列视为不同谐波的叠加，研究时间序列在频率域里的结构特征，又称谱分析。谱分析的基本思想是将时间序列视为互不相关的周期或频率分量的叠加，通过研究和分析各分量的周期变化，充分揭示时间序列的频域结构，进而掌握其主要波动特征（连平等，2011）。

考虑随机过程{xt} 的线性变换：

其中：ωj为确定的权重序列。将上式以延迟算子表示为：

以上变换后的延迟多项式即为线性滤波（linear filter），根据谱分析可知， {yt} 的功率谱可以表示为：

其中：i 为满足i2=-1 的虚数，fx（λ）和fx（λ）分别为{yt} 和{xt} 的功率谱，关于e-iλ=cos λ-i sin λ 的指数函数W（e-iλ）被定义为：

通过适当确定滤波的频率响应函数中的权重序列，可以使ω（λ）在某些频率区间内等于或近似等于0，这样就可以将在频率带中的分量过滤，留下其他成分。被保留下的频率处于低频处、高频处或某个中间带上，相应分别被称为低通滤波、高通滤波和带通滤波。其中带通滤波亦即BP 滤波是较为常用的滤波方法（高铁梅，2006）。

根据滤波权重所依据的目标函数不同，即计算移动平均权重的方式不同，BP 滤波可划分为BK固定长度对称滤波和CF 全样本长度非对称滤波。

1.3 指标选取与数据处理

根据国内外对经济周期研究，在描述一个经济总体的经济总量的周期波动状态时，一般采用国际通用的、具有较强可比性的、能全面反映总体经济活动水平的总量指标。目前，海洋生产总值（GOP）是普遍采用的，并能够比较全面地反映海洋经济活动水平的总量指标。然而海洋经济的历史统计数据中，1978-1993年只有主要海洋产业总产值数据而缺少增加值数据，且1978-1985年部分产业的产值数据缺失；加之由于海洋经济统计制度的改革，2001年以后的海洋经济统计范围和口径发生较大变化，对原有产业统计内容做了较大的调整，且增加了新兴产业、海洋科研教育管理服务业和海洋相关产业的统计。为便于分析研究，本文对统计数据进行了如下处理：

（1）采用主要海洋产业增加值之和替代海洋生产总值，以使长时间序列数据间具有可比性；

（2）采用趋势外推法对1978-1985年的部分缺失数据进行插补，并根据各产业总产值数据推算出1978-1993年主要海洋产业增加值数据；

（3） 1978-2011年主要海洋产业增加值序列使用分产业国内生产总值平减指数（1978年=100）进行处理，以消除价格变动对产出的影响；

（4）采用位移法将1978-2000年数据进行平移，以消除2001年统计口径变化造成的数据突变；

（5）对1978-2011年主要海洋产业增加值序列取对数，记为序列。

文中使用的基础数据均来源于历年《中国海洋统计年鉴》和《中国统计年鉴》（国家海洋局，1994，1998-2012；国家统计局，2012），使用的软件是Eviews5.0 计量分析专用软件。

2 滤波分解结果与比较

2.1 HP 滤波分解结果

使用HP 滤波将序列 {LNGOPt} （记为LNGOP）分解为趋势要素序列（记为Trend-HP）和循环要素序列（记为Cycle-HP），参数λ 的值设定为100，滤波分解结果如图1 所示。

图1 海洋经济周期HP 滤波分解图

2.2 BP 滤波分解结果

2.2.1 BK 固定长度对称滤波分解结果

使用BK 滤波方法将序列{LNGOPt} （记为LNGOP）分解为趋势要素序列（记为Noncyclical-BK）和循环要素序列（记为Cycle-BK），由于使用的是年度数据，所以先行/滞后项数设定为3，循环周期的区间值采用软件默认的[2，8]，BK 滤波分解结果如图2 所示。由于计算移动平均权重时使用相同的先行、滞后项数，因此滤波得到的序列两端各失去3 个观测值，Non-cyclical-BK和Cycle-BK 的区间范围变为1981-2008年。

2.2.2 CF 滤波分解结果

使用CF 滤波方法将序列 {LNGOPt} （记为LNGOP）分解为趋势要素序列（记为Noncyclical-CF）和循环要素序列（记为Cycle-CF），平稳性假定设定为随机游走I（1）形式，剔除趋势方法设定为飘移调整法，CF 滤波分解结果如图3 所示。

图2 海洋经济周期BK 滤波分解图

2.3 各种滤波分解结果的比较

将不同方法得到的循环要素序列进行对比，如图4 所示。从图中可以看出，HP 滤波、BK 滤波和CF 滤波方法所得到的海洋经济周期循环要素序列的波形基本一致，波峰与波谷位置基本重合。说明滤波方法对海洋经济周期的测定结果比较稳定。

图4 各种滤波方法海洋经济周期循环要素序列对比图

进一步，对三种滤波分解得到的周期成分序列进行相关系数分析，如表1 所示。从表中可以看出，各滤波分解得到的周期成分之间的相关系数都在0.8～1 之间，其中BK 滤波与CF 滤波循环要素序列的相关系数最高，达到0.947 5，相关关系十分显著，这也说明三种滤波方法测定海洋经济周期的一致性较高。

表1 各种滤波方法循环要素相关系数矩阵

按照谷-谷经济周期测度方法，将1978-2011年间的海洋经济周期进行划分，各种滤波方法的测定结果如表2 所示。

表2 各种滤波方法海洋经济周期测定结果对比表

从表中可以看出，HP 滤波、BK 滤波和CF 滤波方法都大致将1978-2011年海洋经济划分为4个完整周期，且每个周期的起止年份、波峰年和波谷年基本相符。其中BK 滤波与CF 滤波的测定结果最为接近，不但起止年份、波峰年与波谷年相同，波动幅度也相差无几；而HP 滤波测定的周期波动幅度最大，波动最为剧烈。

根据上述分析结果， 1978-2011年间我国海洋经济大致经历了5 个周期阶段：第一次周期，1978-1991年，周期长度为13年；第二次周期，1991-1998年，周期长度为7年；第三次周期，1998-2003年，周期长度为5年；第四次周期，2003-2009年，周期长度为6年；从2009年起进入新一轮海洋经济周期。

3 海洋经济周期测定结果分析

海洋经济是国民经济的重要组成部分，国家的经济发展和经济体制环境的变化对海洋经济的周期变动起到决定性作用。同时由于海洋经济自身的特点，其周期波动又呈现一些独特的规律。

各种滤波分解结果显示，海洋经济的趋势成分是一条向右上方倾斜的曲线，证明海洋经济的周期波动属于现代经济周期。其基本特征是经济活动的绝对水平总体呈上升趋势，而相对水平有规律的出现上升和下降的交替和循环。在扩张阶段，总量指标表现为正增长；在收缩阶段，总量指标表现为增长速度的滞缓，而不是绝对量的下降。分析结果说明，自改革开放以来，我国海洋经济总体呈稳步增长，发展态势良好，海洋经济增长呈现周期波动变化，但经济增长中的周期波动并没有影响我国海洋经济快速增长的趋势。从波动周期来看，1978-2011年间，我国海洋经济大致经历了5 个运行周期，其中4 个为完整周期，平均周期长度为7年左右，且周期长度呈现逐渐变短的趋势。从波动幅度来看，海洋经济周期波动总体较为剧烈，且波动幅度呈现逐渐变大的趋势，需要进一步提高对海洋经济的宏观调控能力和水平。

第一次周期：1978-1991年，历时13年；扩张期从1978年持续到1988年，长达10年，收缩期从1988年起至1991年结束。

改革开放之后，我国实行了计划经济体制向市场经济体制的渐进性改革，以恢复和发展国民经济，市场活力逐步释放，国民经济稳步增长。然而这一时期新旧体制交织在一起，宏观经济问题复杂；加之理论界和决策层对市场经济的运行缺乏深刻的理解和把握，导致国民经济剧烈震荡。1980年，由于政府投资膨胀，形成了改革开放后的首次通货膨胀；1981年，政府随即采取压缩基建规模、减少财政支出、加强银行信贷管理等行政命令方式治理通胀，但效果并不明显。1985年，改革开放以来的第二次通货膨胀来临，投资和消费都出现了过度膨胀，引起能源、交通运输和原材料供应的紧张（汤铎铎，2007）。政府在采用行政措施的同时，也引入了紧缩的货币政策等经济措施治理通胀；1986年，经济增长回落，通胀也得到控制，但由于各利益集团的压力，宏观调控措施未能完全到位。1987年经济再次过热，固定资产投资的膨胀势头明显；1988年“价格闯关”使过热状况急剧恶化，出现了严重的挤兑和抢购风潮，发生了改革开放以来最严重的一次通货膨胀，全年居民消费价格指数高达18.8%。中央采取了一系列的紧缩性调控措施，力求经济“强行着陆”，这些措施很快见效，居民消费价格指数和GDP 增长率迅速回落。

这一时期的海洋经济规模较小，主要海洋产业增加值占国内生产总值比重仅为1%左右，受宏观经济形势的影响较大。从1978年起海洋经济温和上涨，1980年达到一个小高峰，随后出现小幅下滑；1982年起海洋经济企稳回升，并于1985年达到本次周期的次高峰，而后在国家宏观调控措施的作用下小幅回落；1987年海洋经济再次回升，于1988年达到本次周期的波峰。之后海洋经济进入下行阶段，并于1991年筑底达到本轮周期的谷底。这段时期海洋产业结构过于单调，过分依赖第一产业，海洋渔业增加值占主要海洋产业增加值的比重在三成以上，且逐年增长。海洋工业的落后，海洋交通运输和滨海旅游业的不发达，限制了海洋经济增长；同时对于海洋渔业资源的无节制开发，也为近海渔业资源的枯竭埋下了隐患（何广顺，2012）。

第二次周期：1991-1998年，历时7年，扩张期从1991年持续到1995年，收缩期从1995年起至1998年结束。

这段时期是我国经济体制改革的全面推进阶段，市场主体呈现出多元化趋势，经济结构发生巨大变化，政府进行宏观调控的能力日益增强，经济发展步入一个比较平稳的阶段。1992年邓小平“南巡讲话”和中共十四大的召开，标志着我国的经济体制改革进入了一个崭新阶段，国民经济又迅速启动，并很快步入新一轮过热。1993-1995年居民消费价格指数上涨率分别高达14.7%、24.1%和17.1%。1993年，政府果断出击，提出了“十六条”相关措施，同年11月召开的中共十四届三中全会又通过了《中共中央关于建立社会主义市场经济体制若干问题的决定》。政策效果逐步显露出来，到1996年，居民消费价格指数下降到8.3%，GDP增长率仍维持在10%的高位；且随着对外开放的地域和领域的扩大，对外贸易增长迅猛，国外直接投资逐年增加；产业结构趋于合理，第三产业有了很大发展（汤铎铎，2007）。

然而，1997年7月爆发的亚洲金融危机使全球经济宏观面偏紧，我国坚持人民币汇率不贬值的政策，对经济尤其是出口造成了一些消极影响；其次，生产能力出现过剩的情况，许多商品在市场上供大于求；第三，治理通胀紧缩措施有些过头，导致经济持续低迷；第四，国有企业战略改组造成大量工人下岗，住房和社保体制改革抬高了居民的储蓄倾向，对总需求产生了负面影响。这些原因导致1997年我国宏观经济形势严峻，经济衰退和通货紧缩成为现实威胁。

这一时期的海洋经济随着国家经济活力的逐步增强得到了平稳发展，1992年起海洋经济逐步复苏，并于1995年达到峰值。从海洋产业结构来看，随着工业的发展和人民生活水平的提高，海洋石油和天然气业、海洋船舶工业、海洋交通运输业、滨海旅游业等产业有所发展，但海洋渔业仍然保持绝对优势，所占比重居高不下。受国内经济形势影响，1996年起海洋经济开始下行，尤其是1997年亚洲金融危机对外向型产业造成了不同程度的冲击，1998年海洋经济再次触底。

第三次周期：1998-2003年，历时5年，扩张期从1998年持续到2002年，收缩期从2002年起至2003年结束。

从1998年开始，政府宏观调控的主题变为扩大内需，实施积极的财政政策和稳健的货币政策。1998-2002年，国家累计发行长期建设国债6 600亿元，集中投资兴建了一大批重大基础设施项目，这些措施在短期取得了一定成效。随着市场体制的建立和健全，经济运行渐渐步入正常轨道，但经济内部的深层次矛盾在短期内尚难以解决（王宏，2011）。

这一时期的海洋经济持续保持良好发展势头，海洋产业结构亦发生积极变化。海洋渔业比重呈下降趋势，海洋交通运输业和滨海旅游业迅速发展，并与海洋渔业一起形成三足鼎立之势；海洋油气业、海洋船舶工业、海洋化工业、海洋工程建筑业在海洋经济中的比重稳步提升；海洋生物医药业、海洋电力业、海水利用业等新兴产业逐渐兴起。在海洋经济稳步发展的同时，粗放式发展特征也非常明显，诸如海洋资源无序利用、入海污染物总量迅速增加、局部海域水质持续恶化、赤潮、溢油等人为海洋灾害频发等问题频出。特别是2003年爆发的“非典”疫情，对海洋经济造成重大影响，作为支柱产业的滨海旅游业受到重创，2003年滨海旅游业增加值比上年下降27.4%（现价），这一突发事件直接导致了海洋经济的下滑，迫使本轮经济周期到达谷底。

第四次周期：2003-2009年，历时6年，扩张期从2003年持续到2006年，收缩期从2006年起至2009年结束。

在这一时期，国内外发展环境总体比较稳定，我国经济体制改革的方向和目标逐步明确，市场化改革取得了重大突破，政府宏观调控的技巧也日趋成熟。从经济增长看，这一时期的增长速度惊人，经济效益也有了很大提高；从经济周期波动看，我国步入了一个比较平稳的阶段，经济的波幅大幅减小，呈微波化趋势。然而2008年下半年爆发了由美国次贷危机引起的全球性金融危机。危机影响的急剧扩散引发了一系列多米诺骨牌效应，金融危机带来的剧烈振荡，首先加剧了我国股票市场的波动；美国为救市而采取得美元贬值政策又带来了输入型的通货膨胀；国际市场需求持续萎缩，贸易保护主义抬头，使得我国对外贸易直线下滑,而金融危机对中国经济产生的后续影响更加严峻。

随着能源、水资源、食品安全等形势日益严峻，海洋经济得到了前所未有的关注。党的十六大、十七大先后提出了“实施海洋开发”和“发展海洋产业”的战略部署。2003年国务院印发了首部《全国海洋经济发展规划纲要》，2008年国务院批准印发了《国家海洋事业发展规划纲要》，我国海洋经济进入了全面有序发展的新时代。海洋油气勘探开发、海上风能开发、海洋生物基因、海水化学物提取等领域取得新成就，海洋技术创新取得新突破；与此同时海洋环境监测体系逐步建立健全，海洋生态监测调控体系不断完善，海洋保护区体系初步形成，海洋资源养护和环境保护工作取得新进展（何广顺，2011）。

在此背景下，2004年起我国海洋经济开始复苏，并持续保持快速发展势头。但由于海洋经济多为资源依赖型和外向型产业，使其在国际金融危机中受到严重影响。海洋交通运输业自2008年下半年起增长乏力，港口吞吐量增幅连续下滑、运输价格大幅下挫，与之相关的海洋船舶工业也受到牵连；海洋渔业出口受到较大冲击，很多规模较小的水产加工企业处于停产或半停产状态；由于世界石化产业景气周期进入下行通道，我国海洋油气生产受挫，短期内恢复困难；经济衰退导致入境旅游出现滑坡,国内旅游支出消减，滨海旅游收益降低；金融风暴致使海洋高新技术产业的融资渠道变窄、海外融资难度加大，发展趋缓（李文荣等，2010）。且由于外需全面萎缩，内需在短期内难以快速增长，产能和供给过剩问题进一步恶化，2009年海洋经济到达本轮周期的谷底。

第五次周期：2009年至今。

金融危机爆发后，国务院审慎果断地出台了高达4 万亿元的经济刺激计划，之后又提出了包括十大产业振兴规划在内的一揽子经济刺激政策，收到了良好的效果，经济形势总体呈现企稳向好的态势（刘天际，2009）。为确保海洋工作为国家扩内需保增长提供最直接、最快捷、最现实的服务保障，国家海洋局也出台了“海十条”。同时多部沿海区域规划相继上升为国家战略，海洋经济投资热潮从北到南席卷而来。随着相关政策的逐步落实，沿海港口码头、海上风电、跨海桥梁、海底隧道等一系列的沿海基础设施项目相继开工建设，有力地促进了海洋经济的迅速发展（王晓惠，2009）。2010年起，海洋经济企稳回升，进入新一轮的扩张期，但复苏进程仍面临诸多不确定因素。

4 结语

海洋拥有广袤的空间，蕴藏着丰富的资源，是世界贸易的通道，在国际政治、经济、科技、军事等领域中，具有十分重要的战略地位。在陆地资源日渐衰竭的今天，海洋将为缓解国家能源安全、粮食安全和水资源安全发挥巨大作用。合理开发利用海洋资源、积极发展海洋经济是可持续发展的战略选择。面对复杂的国内外形势，我国海洋经济发展将面临巨大的挑战，但同时也迎来了更大的发展机遇。随着我国海洋经济管理水平和宏观调控能力的不断增强，未来我国海洋经济发展还有很大空间，海洋经济将会在深度调整中稳步前行。

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