基于系统动力学的对外贸易与区域经济相关性研究以宁波保税区为例

评分中国矿业大学（北京）研究生课程考试试卷考试科目考试时间学号姓名所属学院类别（硕士、博士、进修生）评语：任课教师签名：基于系统动力学的对外贸易与区域经济相关性研究——以宁波保税区为例作者：陈孝慈摘要：作为一个典型的港口城市，宁波的发展与进出口贸易联系紧密，从总量上看，外贸进出口总额占宁波GDP的总量一直维持在10%以上，远高于国家平均水平，从数量上看宁波市进出口总额自2013年起连续三年超过1000亿美元，同时GDP增速保持在7%以上。而宁波保税区则是宁波市最重要的外贸进出口口岸之一，由此，利用系统动力学的方法，探寻宁波保税区的GDP与进出口总量的内在关系对宁波市总体经济的发展有着良好的借鉴作用。1关键词：进出口GDP系统动力学一、概述2013年以后，在经济危机的大背景下，中国经济下行压力增大，但宁波市凭借海港城市的优良条件，仍然保持了经济的快速增长，特别是外贸进出口持续增长。以宁波市为例，在2013年外贸进出口总额首次超过1000亿美元之后，2014年至今的外贸进出口增速放缓乃至下降。为了探究对外贸易与区域经济的相关性，本文选取了宁波市保税区2014年12月之前的外贸和经济相关数据，构筑二者相关关系的系统动力学模型，并利用相关的系统动力学软件进行仿真检验。作为一个港口城市，宁波具有深厚的传统国际贸易基础，同时进出口贸易也日渐成为宁波经济持续发展的重要环节。2013年，宁波实现外贸进出口总额1003.3亿美元，成为浙江省首个外贸总额超过千亿美元的城市。而宁波保税区则是宁波是最重要的外贸口岸之一。月份GDP外贸出口外贸进口月份GDP外贸出口外贸进口2月234534583391057527月9015773384863794013月345954897071580788月10637624802184342384月4600651252032162689月12054345615275020285月59436217490526338911月14439536676736164856月75067727954632135712月1592763710742688250表-1宁波保税区2014年经济数据（GDP单位：万元，进出口单位：万美元）2根据表中的数据，对比2013年同一时期保税区经济数据后可知，宁波市保税区GDP增长与外贸进出口贸易量的增加基本保持着正相关关系，受到金融危机的影响，相关关系在一定时间内有一定程度的降低，但总体上仍能说明外贸进出口给宁波保税区GDP的增长起了很大的推动作用。二、系统边界确定运用系统动力学知识，选取三个合适的系统影响因素，从外贸进出口要素中分别区分外贸进口与外贸出口，从国民生产总值中确定GDP，将这三个变量确定为系统的状态变量；同时，确定投资额度，人才影响等系统速率变量为主要影响要素，不考虑其它过多的变化因素，构建系统动力学模型。三、建立系统因果关系图图3-1GDP与外贸进出口关系图从上图中我们可以看出，GDP的大小与外贸进出口关系紧密，假设现阶段保税区的年进口量小于出口量，那么，外贸出口的增加对GDP的增长有促进左右，外贸进口的增加对GDP的增长则起到一定的抑制作用。同时，通过人力资源的发掘以及投资的增加，GDP也能获得上升。总体来说，经济的快速发展能够有效促进外贸进出口的增加，人才建设、经济投资也能促进外贸进出口的增加，而外贸进出口的增加又能够反过来促进经济的发展，最终实现经GDP投资额外贸出口进出口差异投资系数人才贡献人才贡献系数外贸进口++++++-+++外贸进出口比例+-济发展和外贸增长的良性循环。从上图中，可以得出以下因果关系回路：正反馈回路1：GDP—投资额—外贸出口—进出口差异—GDP；正反馈回路2：GDP—人才贡献—外贸出口—进出口差异—GDP；负反馈回路1：GDP—外贸进口—进出口差异—GDP；负反馈回路2：外贸进出口比例—外贸出口—进出口差异。四、建立系统流图根据系统的关系图，作出系统流图。图4-1GDP与外贸进出口流图在模型中，各变量的相互关系以及数据定义如下（原始数据选自宁波保税区管委会网站2014年信息公开）：(1)GDP=经济增长－经济阻碍，初始值为2014年GDP值1592760万元；(2)外贸进口=外贸进口增长量－外贸进口减少量，初始值为2014年进口量4267150万元；(3)外贸出口=外贸出口增长量－外贸出口减少量，初始值为2014年出口量4406490万元；(4)外贸实际进口=外贸进口×0.8，即考虑到合同订单与实际订单的比例，进口意向中80%可以转化为实际进口；(5)外贸实际出口=外贸出口×0.7，即考虑到合同订单与实际订单的比例，出口意向中70%可以转化为实际进口；GDP外贸进口外贸出口经济增长量经济衰退量外贸进口增长量外贸进口减少量外贸出口增长量外贸出口减少量经济衰退因子实际进出口差异外贸进出口比例经济增长率进口增长因子外贸实际进口外贸实际出口外贸投资额投资系数人才贡献量人才效益系数出口减少系数外贸促进因子(6)进口增长因子=经济增长率；(7)经济增长量=GDP×经济增长率－实际进出口差异×外贸促进因子；(8)经济衰退量=GDP×经济衰退因子；(9)外贸进口增长量=经济增长量×进口增长因子；(10)外贸进口减少量=外贸进出口比例×外贸进口增长量；(11)外贸出口增长量=外贸投资额+人才贡献量；(12)外贸出口减少量=出口减少系数×外贸出口；(13)外贸进出口比例=外贸实际进口/外贸实际出口；(14)实际进出口差异=外贸实际出口－外贸实际进口；(15)外贸投资额=GDP×投资系数；(16)人才贡献量=GDP×人才效益系数；(17)出口减少系数为保税区企业轮换速度，根据调查，每年大约有10%的上一年存在企业撤出；(18)外贸促进因子为GDP从外贸进出口中获得的助力程度，目前设定2.5%；(19)投资系数为一常数，初步设定为5%，即每一项投资中5%的投资额转化为对外贸出口的促进；(20)人才效益系数为一常数，初步设定为5%，即外贸人才能够创造占GDP总量5%的外贸出口额，根据相关经济数据，人才效益系数在区间[3%-10%]为发展中国家合理区间，越发达地区、越成熟领域，人才效益系数越小；(21)经济增长率为一固定常数，数据值取宁波保税区近年来的GDP增长波动区间[4.8%-9.3%]；(22)经济衰退因子为一固定常数，数据值取保税区的GDP增长率与同一时间中国GDP增长率的差的绝对值的4倍，波动区间[2%-8%]；在以上这些变量中，外贸进口、外贸出口以及GDP是此系统动力学模型的状态变量；经济增长率、人才效益系数、投资系数、经济衰退因子、外贸促进因子等设定为常数。五、系统分析本文以Vensim软件作为系统动力学的模型建立工具，在选定的变量中，通过保证其它量不变，改变其中的一个变量，最终确定该变量的变化对系统的影响，从而分析出各个变量之间的相互关系。系统的一般系数取值为：投资系数5%、人才效益系数5%、经济衰退因子2.5%、出口减少系数10%、外贸促进因子2.5%、经济增长率7%。3（一）改变经济衰退因子宁波保税区GDP增长率长期高于中国全国GDP增速，经济衰退因子可以理解为周边经济发展水平的相对滞后对宁波保税区经济发展的拖累程度。曲线Reform1、Reform2、Reform3、Reform4分别代表经济衰退因子取2%、4%、6%、8%时各主要状态变量的变化曲线。图5-1-1GDP模拟图图5-1-2外贸进口模拟图GDP20M15M10M5M020142019202420292034203920442049205420592064Time(Year)万元GDP:Reform4GDP:Reform3GDP:Reform2GDP:Reform1外贸进口6M5M4M3M2M20142019202420292034203920442049205420592064Time(Year)万元外贸进口:Reform4外贸进口:Reform3外贸进口:Reform2外贸进口:Reform112341234图5-1-3外贸出口模拟图在以上情况下，宁波保税区GDP总体持续增长，增长速度随着经济衰退因子的增大而减小，当经济阻力达到8%时，增长基本停滞。但在以上的四种水平的经济衰退因子条件下，外贸进出口都要经历一个持续的走低过程，随着经济衰退因子的增大，外贸进出口恢复增长的时间越晚，外贸进出口的最低点越低。结合实际情况，自2013年起，宁波外贸进出口总额基本未有增长，当前，国际金融危机的影响尚未褪去，外贸行业出口乏力，国内内需疲软，在这一阶段，消除经济增长阻力也难以对外贸进出口起到有效的刺激作用，而经济阻力的增大泽对外贸行业影响显著。（二）改变人才效益系数与投资系数人才效益系数和投资系数综合反映GDP转化为外贸进出口的能力。人才效益系数与地区的人口素质、教育水平、经济结构等相关，投资系数反映的是GDP总量里面向外贸的投资比例，一般包括基础设施建设投资、合资企业、外资企业等。外贸曲线Reform21、Reform22、Reform23、Reform24分别代表[人才效益系数，投资系数]取[3%，3%]、[5%，5%]、[7%，7%]、[9%，9%]时各状态变量的变化曲线。外贸出口20M15M10M5M020142019202420292034203920442049205420592064Time(Year)万元外贸出口:Reform4外贸出口:Reform3外贸出口:Reform2外贸出口:Reform11234图5-2-1外贸进口模拟图图5-2-2外贸进口模拟图在上述方案中，人才效益系数和投资系数逐渐增大，可以发现外贸进出口的下行趋势逐渐降低，由此，增加有效投资，加大人才培养力度能够促进外贸进出口的增长。但是，当人才效益系数和投资系数逐渐增大至8%和8%时，外贸进口的增长不再明显，说明此时对人才和投资的改善不能取得很好的效果。（三）改变外贸实际进口和外贸实际出口外贸进口6M5M4M3M2M20142019202420292034203920442049205420592064Time(Year)万元外贸进口:Reform24外贸进口:Reform23外贸进口:Reform22外贸进口:Reform21外贸出口20M15M10M5M020142019202420292034203920442049205420592064Time(Year)万元外贸出口:Reform24外贸出口:Reform23外贸出口:Reform22外贸出口:Reform212122232424232221外贸实际进出口体现的是宁波保税区将外贸需求转化为实际效益的能力。在设定的条件下，分别选取[外贸实际进口系数，外贸实际出口系数]为[0.5，0.5]、[0.5，1.0]、[1.0，0.5]、[0.7，0.7]、[0.8，0.8]、[1.0，1.0]。图5-3-1GDP模拟图图5-3-2外贸进口模拟图GDP40M30M20M10M020142019202420292034203920442049205420592064Time(Year)万元GDP:Reform36GDP:Reform35GDP:Reform34GDP:Reform33GDP:Reform32GDP:Reform31外贸进口6M5M4M3M2M20142019202420292034203920442049205420592064Time(Year)万元外贸进口:Reform36外贸进口:Reform35外贸进口:Reform34外贸进口:Reform33外贸进口:Reform32外贸进口:Reform3133323332图5-3-3外贸出口模拟图曲线Reform31、Reform32、Reform33、Reform34、Reform35、Reform36分别是[外贸实际进口系数，外贸实际出口系数]为[0.5，0.5]、[0.5，1.0]、[1.0，0.5]、[1.0，1.0]、[0.7，0.7]、[0.8，0.8]时各经济变量的变化曲线，从图中可