成份数据全局主成分分析在贸易结构分析中的应用

叶 明

（复旦大学 公关管理学院；上海WTO事务咨询中心，上海 200336）

成份数据全局主成分分析在贸易结构分析中的应用

叶 明

（复旦大学 公关管理学院；上海WTO事务咨询中心，上海 200336）

文章将具有时序性特征的成份数据全局主成分分析（GPCA）方法引入到贸易结构分析之中，具体分析了1999～2008年中国的贸易进出口结构与发达国家的差异以及各自的调整变化情况，直观地说明了中国近10年以来贸易结构变化明显，但是与发达国家相比仍然存在着比较大的差异。

成份数据；全局主成分（GPCA）；贸易结构

0 引言

目前针对贸易结构的研究，主要是围绕要素禀赋相关理论和模型[1]-[6]来说明中国的贸易进出口结构和发达国家之间的差异，还缺乏其他的定量手段直观的反应中国进出口结构和发达国家之间的具体差异，本文拟针对贸易进口结构成份数据采用全局主成分分析的方法[7]，对中国以及主要发达国家贸易进出口结构数据所构成的时序立体数据进行总体上的分析，通过全局主成分变换到统一的主超平面上，找到中国贸易结构中和发达国家相比最大差异方向和次大差异方向，再将主超平面上的数据进行变换，根据不同的时间顺序进行排列。这样不仅能将复杂的高维数据进行降维，还可以反映出中国和发达国家进出口结构的变化的动态特性[7]-[8]，从而直观的分析和对比中国进出口结构的特点以及与发达国家的差异，为有关部门调整贸易结构、提升中国贸易竞争力提供重要决策依据。

1 进出口结构数据全局主成分分析

利用SPSS17.0统计分析软件分别对上述出口数据结构和进口数据结构进行分析，下文分别从出口商品结构和进口商品结构两个方面分别进行阐述。

1.1 中国与发达国家出口结构

在出口结构全局主成分分析中，前2个主成分累计贡献率高达92.23%，即前2个主成分已包含所有数据92.23%的信息，这样取前2个主成分。所获得的主成分与原各类的相关系数如表1所示（选取若干典型的商品大类）；这样以前2个主成分分别为横轴和纵轴，得到中国以及发达国家出口商品结构在近10年以来的变化轨迹散点图如图1所示：

图1中直观地放映出了中国以及发达国家出口商品类别的相对位置以及变化趋势。总体上来看，中国近10年出口结构变换明显，而主要的发达国家的出口结构没有发生大的变动，相对变化幅度较小。中国与发达国家的在第1主成分上差异最大，反映出了中国的出口结构与发达国家之间还存在着相当大的差异。其次，中国在1999～2008年中，出口商品结构在第2主成分上变化十分明显。

表1 主成分与原变量（若干典型商品大类）相关系数

在结构分析中，若要准确的对第1主成分和第2主成分进行命名是比较困难的，但是能从全局主成分分析中准确的找到中国出口结构与发达国家的差异所在以及近10年中国出口结构的类别变化。在第1主成分中，与之紧密相关且具有代表性的商品大类包括：第6大类（化学工业及其相关工业的产品 ）、第11大类（纺织原料及纺织制品）、第12大类（鞋、帽、伞、杖、鞭及其零件；已加工的羽毛及其制品；人造花；人发制品）和第17大类（车辆、航空器、船舶及运输设备）。表2中给出了上述4类商品的原始比例。

从表2中的结构分布可以看到，在第6大类和第17大类出口商品中，发达国家的出口比例明显高于中国（该2大类与第1主成分呈负相关关系），而在第11大类和第12大类中，中国的出口比例则明显高于发达国家（该2大类与第1主成分呈正相关关系）。可见中国出口与发达国出口的差异表现在中国出口的商品类别主要集中在低附加值、劳动密集型、资本密集型产业，究其原因可以解释为中国在劳动力以及吸引外资上的优势；发达国家出口商品类别主要集中在高附加值、技术密集型产业。从中国在第1主成分得分的变化轨迹上来看，中国近几年来正在缓慢的调整自己的出口产业结构，努力的向发达国家靠近，但是出口结构与发达国家相比依然存在相当大差异。

从第2主成分中可以显著的看到中国出口结构的变动（发达国家变动幅度不大），与其相关较为紧密且具有代表性的商品大类主要为第16大类（机电、音像设备及其零件、附件），表3中给出了上述类别商品的比例结构情况。

从表3中可以看到，中国机电类出口比例在近10年来发生了显著的变化，所占的出口份额明显增加，已成为中国出口贸易中的重要组成部分。中国在机电类产品出口份额的变化最终造成了中国出口结构近10年以来显著的变化。

1.2 中国与发达国家进口结构

表2 中国与发达国家出口结构对比 （单位：%）

表3 中国机电类类商品出口比例 （单位：%）

表4 主成分与原变量（若干典型商品大类）相关系数

表5 中国与发达国家进口结构对比 （单位：%）

表6 中国与发达国家矿产品进口比例 （单位：%）

在进口结构全局主成分分析中，前2个主成分累计贡献率高达92.82%，文中同样取前2个主成分进行分析。所获得的主成分与原各类的相关系数如下表4所示（选取若干典型的商品大类）；与出口结构分析方法类似，以前2个主成分分别为横轴和纵轴，得到中国以及发达国家进口商品结构在近10年以来的变化轨迹散点图如图2所示。

图2中同样直观地放映出了中国以及发达国家进口商品类别的相对位置以及变化趋势。从图中可以看到，中国与发达国家近10年进口商品结构均发生了比较明显的变化。中国与发达国家的在第1主成分上差异最大，同样反映出了中国的进口结构与发达国家之间还存在相当大的差异。

在进口结构第1主成分中，与之紧密相关且具有代表性的商品大类包括：第7大类（塑料及其制品；橡胶及其制品）、第15大类（贱金属及其制品）和第16大类（机电、音像设备及其零件、附件）。表5中给出了上述4类商品的原始数据比例如下。

从表5中的结构分布可以看到，在上述3大类进口商品中，中国的出口比例则明显高于发达国家（该3个大类与第1主成分呈正相关关系），特别是机电类进口的比例与发达国家相比差别明显。进一步结合相关的贸易情况来看，中国作为一个制造业大国，依然还是以加工贸易为主。在这里以第16大类（机电类）进口商品为例，虽然该大类商品在中国和发达国家的进口中都占据了比较大的份额，但是中国的进口商品主要集中在相关原材料类别的进口，而发达国家进口则集中在相关类别的产成品，可见中国的进口结构与发达国家相比还具有比较大的区别。

图1 中国与发达国家出口结构变化示意图

图2 中国与发达国家进口结构变化示意图

在进口结构分析的第2主成分中可以显著的看到中国与发达国家进口结构的变动，与其相关较为紧密且具有代表性的商品大类主要为第5大类（矿产品），表6中给出了上述类别商品的比例结构情况。

从表6中可以看到，中国与发达国家在近10年来矿产品的进口显著增加，特别是中国该大类的进口从1999年的所占份额的6.99%上升到了2008年的22.98%，这一份额比例已经与发达国家十分接近。可见，能源类商品的进口已近在中国和发达国家的进口商品中占据越来越重要的地位。

从前文对出口和进口的结构分析可以看到，中国近10年以来由于本国的经济发展需要以及政策等原因一直在积极地调整自身的贸易结构，其变化十分明显，但是由于中国与发达国家相比各自具有不同的要素禀赋，所以贸易进出口商品结构在与发达国家相比仍然存在着比较大的差异。

2 总结

本文将成份数据的全局主成分分析方法运用到了中国与发达国家贸易结构的分析和对比中，有效的将中国和发达国家进出口结构从高维数据降到2维，进而直观的绘制出中国贸易进出口结构与发达国家之间的差异以及结构的变动轨迹。根据主成分的分析结果，文中挑选出具有代表性的进出口商品大类分析了中国贸易进出口与发达国家相比具体的差异以及结构的变化情况，为类似问题的研究提供了一种新的思路。

[1]江小涓.我国出口商品结构的决定因素和变化趋势[J].经济研究,2007,(5).

[2]刘重力,刘德江.中国对外贸易比较优势变化实证分析[J].南开经济研究,2003,(2).

[3]樊纲,关志雄,姚枝仲.国际贸易结构分析：贸易品的技术分布[J].经济研究,2006,(8).

[4]洪银桥.从比较优势到竞争优势兼论国际贸易的比较利益理论的缺陷[J].经济研究,1997,(6).

[5]刘重力.中国产品出口结构研究[J].经济研究,2000,(5).

[6]沈利生,吴振宇.外贸产品结构的合理性分析[J].数量经济技术经济研究,2003,(8).

[7]任若恩,王惠文.多元统计数据分析-理论、方法、实例[M].北京：国防工业出版社,1997.

[8]樊华.中国省域高校科技竞争力演化分析[J].数理统计与管理,2006,(4).

（责任编辑/易永生）

O212

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1002－6487（2010）18－0166-02