基于濾波方法的海洋經濟周期波動測定與分析

何佳霖，宋維玲

（1.南開大學，天津 300071；2.國家海洋信息中心，天津 300171）

經濟周期波動是總體經濟活動水平有規律擴張和收縮的交替過程或模式。早在19 世紀中期，西方經濟學界就開始對經濟周期波動問題進行了較為深入的理論分析和探討；20 世紀80年代，我國學者開始聯系實際情況，對社會主義經濟周期波動開展研究。目前經濟周期波動的研究越來越注重理論與經驗的互動，重視經濟周期波動的測度方法和實證分析，濾波、VAR 等思想引入經濟周期測度，非平穩性、非線性、非對稱性等處理技術被大量應用。特別是國際金融危機以來，對經濟周期波動的研究備受學者關注（陳偉，2009）。

改革開放以來，特別是進入新世紀以來，發展海洋經濟得到我國各級政府的高度重視，沿海一系列區域規劃相繼上升為國家戰略。2011年，國務院又批復山東、浙江和廣東三省為全國海洋經濟發展試點地區，之后又批準設立了浙江舟山群島新區、平潭綜合試驗區和橫琴半島規劃區。“十一五”以來，海洋經濟得到快速發展，海洋經濟規模不斷擴大，已經成為帶動東部地區率先發展、構建開放型經濟的有力支撐。“十一五”期間，我國海洋經濟年均增長13.5%，持續高于同期國民經濟增速。2011年，海洋生產總值超過4.5 萬億元；海洋生產總值占國內生產總值比重達9.7%。但不容否認，海洋經濟的發展過程也不是風平浪靜的，例如2008年席卷全球的國際金融危機對我國海洋經濟的發展就造成了重大影響，海洋生產總值增長速度“十一五”期間首次低于10%，2009年海洋交通運輸業增加值更是出現了十年來的首次負增長。當前海洋經濟正處于大發展時期，各種內部因素相互博弈，矛盾多發；而海洋經濟外向型的特點決定了其更易受到外生沖擊而產生波動。海洋經濟比過去任何時候都更需要國家宏觀指導和協調，因此對海洋經濟周期波動規律研究的需求也尤為迫切。

1 測定模型與方法

為了及時準確地把握經濟周期波動，皮爾遜（W.M.Pearson） 最早提出將經濟時間序列一分為四，即對于經濟衡量指標的時間序列Y 來說，都包含著四種變動因素：長期趨勢要素T（Trend）、循環要素C（Cycle）、季節變動要素S（Seasonal）和不規則要素I（Irregular）。由于目前海洋經濟統計數據均為年度數據，因此也就不存在季節變動。測定海洋經濟周期波動，就是先從時間序列中消除長期變動趨勢，剩下周期性變動和不規則變動。然后，在進一步消除不規則變動，從而得到周期性變動值。這種方法實際上是把對經濟周期波動的測定問題，轉化成對時間序列分解模型的選擇和對長期趨勢的測定問題（李子奈等，2000）。

本文采用HP 濾波和BP 濾波兩種濾波方法，對海洋經濟的增長周期的趨勢成分和周期成分進行分解，在比較分析的基礎上，測定海洋經濟的周期波動規律，并對海洋經濟運行周期進行分析評價。

1.1 HP 濾波理論模型

HP 濾波是實際經濟周期（RBC） 研究中廣泛使用的方法，是由Hodrick 和Prescott 于1980年分析戰后美國經濟周期的論文中首次提出的，其實質是過濾掉低頻的趨勢成分，保留高頻的周期成分（連平等，2011）。

如果{Yt} 是包含趨勢成分和周期成分的經濟時間序列，則Yt可以表示成：

一般地，時間序列Yt中的趨勢成分常被定義為下面最小化問題的解：

其中：c（L）是延遲算子多項式c（L）=（L-1-1）-（1-L），變換上述兩式，則HP 濾波就是使以下函數最小化：

1.2 BP 濾波理論模型

BP 濾波理論的思路是把時間序列視為不同諧波的疊加，研究時間序列在頻率域里的結構特征，又稱譜分析。譜分析的基本思想是將時間序列視為互不相關的周期或頻率分量的疊加，通過研究和分析各分量的周期變化，充分揭示時間序列的頻域結構，進而掌握其主要波動特征（連平等，2011）。

考慮隨機過程{xt} 的線性變換：

其中：ωj為確定的權重序列。將上式以延遲算子表示為：

以上變換后的延遲多項式即為線性濾波（linear filter），根據譜分析可知， {yt} 的功率譜可以表示為：

其中：i 為滿足i2=-1 的虛數，fx（λ）和fx（λ）分別為{yt} 和{xt} 的功率譜，關于e-iλ=cos λ-i sin λ 的指數函數W（e-iλ） 被定義為：

通過適當確定濾波的頻率響應函數中的權重序列，可以使ω（λ）在某些頻率區間內等于或近似等于0，這樣就可以將在頻率帶中的分量過濾，留下其他成分。被保留下的頻率處于低頻處、高頻處或某個中間帶上，相應分別被稱為低通濾波、高通濾波和帶通濾波。其中帶通濾波亦即BP 濾波是較為常用的濾波方法（高鐵梅，2006）。

根據濾波權重所依據的目標函數不同，即計算移動平均權重的方式不同，BP 濾波可劃分為BK固定長度對稱濾波和CF 全樣本長度非對稱濾波。

1.3 指標選取與數據處理

根據國內外對經濟周期研究，在描述一個經濟總體的經濟總量的周期波動狀態時，一般采用國際通用的、具有較強可比性的、能全面反映總體經濟活動水平的總量指標。目前，海洋生產總值（GOP） 是普遍采用的，并能夠比較全面地反映海洋經濟活動水平的總量指標。然而海洋經濟的歷史統計數據中，1978-1993年只有主要海洋產業總產值數據而缺少增加值數據，且1978-1985年部分產業的產值數據缺失；加之由于海洋經濟統計制度的改革，2001年以后的海洋經濟統計范圍和口徑發生較大變化，對原有產業統計內容做了較大的調整，且增加了新興產業、海洋科研教育管理服務業和海洋相關產業的統計。為便于分析研究，本文對統計數據進行了如下處理：

（1） 采用主要海洋產業增加值之和替代海洋生產總值，以使長時間序列數據間具有可比性；

（2） 采用趨勢外推法對1978-1985年的部分缺失數據進行插補，并根據各產業總產值數據推算出1978-1993年主要海洋產業增加值數據；

（3） 1978-2011年主要海洋產業增加值序列使用分產業國內生產總值平減指數（1978年=100）進行處理，以消除價格變動對產出的影響；

（4） 采用位移法將1978-2000年數據進行平移，以消除2001年統計口徑變化造成的數據突變；

（5） 對1978-2011年主要海洋產業增加值序列取對數，記為序列。

文中使用的基礎數據均來源于歷年《中國海洋統計年鑒》 和《中國統計年鑒》 （國家海洋局，1994，1998-2012；國家統計局，2012），使用的軟件是Eviews5.0 計量分析專用軟件。

2 濾波分解結果與比較

2.1 HP 濾波分解結果

使用HP 濾波將序列 {LNGOPt} （記為LNGOP） 分解為趨勢要素序列（記為Trend-HP）和循環要素序列（記為Cycle-HP），參數λ 的值設定為100，濾波分解結果如圖1 所示。

圖1 海洋經濟周期HP 濾波分解圖

2.2 BP 濾波分解結果

2.2.1 BK 固定長度對稱濾波分解結果

使用BK 濾波方法將序列{LNGOPt} （記為LNGOP） 分解為趨勢要素序列（記為Noncyclical-BK） 和循環要素序列（記為Cycle-BK），由于使用的是年度數據，所以先行/滯后項數設定為3，循環周期的區間值采用軟件默認的[2，8]，BK 濾波分解結果如圖2 所示。由于計算移動平均權重時使用相同的先行、滯后項數，因此濾波得到的序列兩端各失去3 個觀測值，Non-cyclical-BK和Cycle-BK 的區間范圍變為1981-2008年。

2.2.2 CF 濾波分解結果

使用CF 濾波方法將序列 {LNGOPt} （記為LNGOP） 分解為趨勢要素序列（記為Noncyclical-CF） 和循環要素序列（記為Cycle-CF），平穩性假定設定為隨機游走I（1） 形式，剔除趨勢方法設定為飄移調整法，CF 濾波分解結果如圖3 所示。

圖2 海洋經濟周期BK 濾波分解圖

2.3 各種濾波分解結果的比較

將不同方法得到的循環要素序列進行對比，如圖4 所示。從圖中可以看出，HP 濾波、BK 濾波和CF 濾波方法所得到的海洋經濟周期循環要素序列的波形基本一致，波峰與波谷位置基本重合。說明濾波方法對海洋經濟周期的測定結果比較穩定。

圖4 各種濾波方法海洋經濟周期循環要素序列對比圖

進一步，對三種濾波分解得到的周期成分序列進行相關系數分析，如表1 所示。從表中可以看出，各濾波分解得到的周期成分之間的相關系數都在0.8～1 之間，其中BK 濾波與CF 濾波循環要素序列的相關系數最高，達到0.947 5，相關關系十分顯著，這也說明三種濾波方法測定海洋經濟周期的一致性較高。

表1 各種濾波方法循環要素相關系數矩陣

按照谷-谷經濟周期測度方法，將1978-2011年間的海洋經濟周期進行劃分，各種濾波方法的測定結果如表2 所示。

表2 各種濾波方法海洋經濟周期測定結果對比表

從表中可以看出，HP 濾波、BK 濾波和CF 濾波方法都大致將1978-2011年海洋經濟劃分為4個完整周期，且每個周期的起止年份、波峰年和波谷年基本相符。其中BK 濾波與CF 濾波的測定結果最為接近，不但起止年份、波峰年與波谷年相同，波動幅度也相差無幾；而HP 濾波測定的周期波動幅度最大，波動最為劇烈。

根據上述分析結果， 1978-2011年間我國海洋經濟大致經歷了5 個周期階段：第一次周期，1978-1991年，周期長度為13年；第二次周期，1991-1998年，周期長度為7年；第三次周期，1998-2003年，周期長度為5年；第四次周期，2003-2009年，周期長度為6年；從2009年起進入新一輪海洋經濟周期。

3 海洋經濟周期測定結果分析

海洋經濟是國民經濟的重要組成部分，國家的經濟發展和經濟體制環境的變化對海洋經濟的周期變動起到決定性作用。同時由于海洋經濟自身的特點，其周期波動又呈現一些獨特的規律。

各種濾波分解結果顯示，海洋經濟的趨勢成分是一條向右上方傾斜的曲線，證明海洋經濟的周期波動屬于現代經濟周期。其基本特征是經濟活動的絕對水平總體呈上升趨勢，而相對水平有規律的出現上升和下降的交替和循環。在擴張階段，總量指標表現為正增長；在收縮階段，總量指標表現為增長速度的滯緩，而不是絕對量的下降。分析結果說明，自改革開放以來，我國海洋經濟總體呈穩步增長，發展態勢良好，海洋經濟增長呈現周期波動變化，但經濟增長中的周期波動并沒有影響我國海洋經濟快速增長的趨勢。從波動周期來看，1978-2011年間，我國海洋經濟大致經歷了5 個運行周期，其中4 個為完整周期，平均周期長度為7年左右，且周期長度呈現逐漸變短的趨勢。從波動幅度來看，海洋經濟周期波動總體較為劇烈，且波動幅度呈現逐漸變大的趨勢，需要進一步提高對海洋經濟的宏觀調控能力和水平。

第一次周期：1978-1991年，歷時13年；擴張期從1978年持續到1988年，長達10年，收縮期從1988年起至1991年結束。

改革開放之后，我國實行了計劃經濟體制向市場經濟體制的漸進性改革，以恢復和發展國民經濟，市場活力逐步釋放，國民經濟穩步增長。然而這一時期新舊體制交織在一起，宏觀經濟問題復雜；加之理論界和決策層對市場經濟的運行缺乏深刻的理解和把握，導致國民經濟劇烈震蕩。1980年，由于政府投資膨脹，形成了改革開放后的首次通貨膨脹；1981年，政府隨即采取壓縮基建規模、減少財政支出、加強銀行信貸管理等行政命令方式治理通脹，但效果并不明顯。1985年，改革開放以來的第二次通貨膨脹來臨，投資和消費都出現了過度膨脹，引起能源、交通運輸和原材料供應的緊張（湯鐸鐸，2007）。政府在采用行政措施的同時，也引入了緊縮的貨幣政策等經濟措施治理通脹；1986年，經濟增長回落，通脹也得到控制，但由于各利益集團的壓力，宏觀調控措施未能完全到位。1987年經濟再次過熱，固定資產投資的膨脹勢頭明顯；1988年“價格闖關”使過熱狀況急劇惡化，出現了嚴重的擠兌和搶購風潮，發生了改革開放以來最嚴重的一次通貨膨脹，全年居民消費價格指數高達18.8%。中央采取了一系列的緊縮性調控措施，力求經濟“強行著陸”，這些措施很快見效，居民消費價格指數和GDP 增長率迅速回落。

這一時期的海洋經濟規模較小，主要海洋產業增加值占國內生產總值比重僅為1%左右，受宏觀經濟形勢的影響較大。從1978年起海洋經濟溫和上漲，1980年達到一個小高峰，隨后出現小幅下滑；1982年起海洋經濟企穩回升，并于1985年達到本次周期的次高峰，而后在國家宏觀調控措施的作用下小幅回落；1987年海洋經濟再次回升，于1988年達到本次周期的波峰。之后海洋經濟進入下行階段，并于1991年筑底達到本輪周期的谷底。這段時期海洋產業結構過于單調，過分依賴第一產業，海洋漁業增加值占主要海洋產業增加值的比重在三成以上，且逐年增長。海洋工業的落后，海洋交通運輸和濱海旅游業的不發達，限制了海洋經濟增長；同時對于海洋漁業資源的無節制開發，也為近海漁業資源的枯竭埋下了隱患（何廣順，2012）。

第二次周期：1991-1998年，歷時7年，擴張期從1991年持續到1995年，收縮期從1995年起至1998年結束。

這段時期是我國經濟體制改革的全面推進階段，市場主體呈現出多元化趨勢，經濟結構發生巨大變化，政府進行宏觀調控的能力日益增強，經濟發展步入一個比較平穩的階段。1992年鄧小平“南巡講話”和中共十四大的召開，標志著我國的經濟體制改革進入了一個嶄新階段，國民經濟又迅速啟動，并很快步入新一輪過熱。1993-1995年居民消費價格指數上漲率分別高達14.7%、24.1%和17.1%。1993年，政府果斷出擊，提出了“十六條”相關措施，同年11月召開的中共十四屆三中全會又通過了《中共中央關于建立社會主義市場經濟體制若干問題的決定》。政策效果逐步顯露出來，到1996年，居民消費價格指數下降到8.3%，GDP增長率仍維持在10%的高位；且隨著對外開放的地域和領域的擴大，對外貿易增長迅猛，國外直接投資逐年增加；產業結構趨于合理，第三產業有了很大發展（湯鐸鐸，2007）。

然而，1997年7月爆發的亞洲金融危機使全球經濟宏觀面偏緊，我國堅持人民幣匯率不貶值的政策，對經濟尤其是出口造成了一些消極影響；其次，生產能力出現過剩的情況，許多商品在市場上供大于求；第三，治理通脹緊縮措施有些過頭，導致經濟持續低迷；第四，國有企業戰略改組造成大量工人下崗，住房和社保體制改革抬高了居民的儲蓄傾向，對總需求產生了負面影響。這些原因導致1997年我國宏觀經濟形勢嚴峻，經濟衰退和通貨緊縮成為現實威脅。

這一時期的海洋經濟隨著國家經濟活力的逐步增強得到了平穩發展，1992年起海洋經濟逐步復蘇，并于1995年達到峰值。從海洋產業結構來看，隨著工業的發展和人民生活水平的提高，海洋石油和天然氣業、海洋船舶工業、海洋交通運輸業、濱海旅游業等產業有所發展，但海洋漁業仍然保持絕對優勢，所占比重居高不下。受國內經濟形勢影響，1996年起海洋經濟開始下行，尤其是1997年亞洲金融危機對外向型產業造成了不同程度的沖擊，1998年海洋經濟再次觸底。

第三次周期：1998-2003年，歷時5年，擴張期從1998年持續到2002年，收縮期從2002年起至2003年結束。

從1998年開始，政府宏觀調控的主題變為擴大內需，實施積極的財政政策和穩健的貨幣政策。1998-2002年，國家累計發行長期建設國債6 600億元，集中投資興建了一大批重大基礎設施項目，這些措施在短期取得了一定成效。隨著市場體制的建立和健全，經濟運行漸漸步入正常軌道，但經濟內部的深層次矛盾在短期內尚難以解決（王宏，2011）。

這一時期的海洋經濟持續保持良好發展勢頭，海洋產業結構亦發生積極變化。海洋漁業比重呈下降趨勢，海洋交通運輸業和濱海旅游業迅速發展，并與海洋漁業一起形成三足鼎立之勢；海洋油氣業、海洋船舶工業、海洋化工業、海洋工程建筑業在海洋經濟中的比重穩步提升；海洋生物醫藥業、海洋電力業、海水利用業等新興產業逐漸興起。在海洋經濟穩步發展的同時，粗放式發展特征也非常明顯，諸如海洋資源無序利用、入海污染物總量迅速增加、局部海域水質持續惡化、赤潮、溢油等人為海洋災害頻發等問題頻出。特別是2003年爆發的“非典”疫情，對海洋經濟造成重大影響，作為支柱產業的濱海旅游業受到重創，2003年濱海旅游業增加值比上年下降27.4%（現價），這一突發事件直接導致了海洋經濟的下滑，迫使本輪經濟周期到達谷底。

第四次周期：2003-2009年，歷時6年，擴張期從2003年持續到2006年，收縮期從2006年起至2009年結束。

在這一時期，國內外發展環境總體比較穩定，我國經濟體制改革的方向和目標逐步明確，市場化改革取得了重大突破，政府宏觀調控的技巧也日趨成熟。從經濟增長看，這一時期的增長速度驚人，經濟效益也有了很大提高；從經濟周期波動看，我國步入了一個比較平穩的階段，經濟的波幅大幅減小，呈微波化趨勢。然而2008年下半年爆發了由美國次貸危機引起的全球性金融危機。危機影響的急劇擴散引發了一系列多米諾骨牌效應，金融危機帶來的劇烈振蕩，首先加劇了我國股票市場的波動；美國為救市而采取得美元貶值政策又帶來了輸入型的通貨膨脹；國際市場需求持續萎縮，貿易保護主義抬頭，使得我國對外貿易直線下滑,而金融危機對中國經濟產生的后續影響更加嚴峻。

隨著能源、水資源、食品安全等形勢日益嚴峻，海洋經濟得到了前所未有的關注。黨的十六大、十七大先后提出了“實施海洋開發”和“發展海洋產業”的戰略部署。2003年國務院印發了首部《全國海洋經濟發展規劃綱要》，2008年國務院批準印發了《國家海洋事業發展規劃綱要》，我國海洋經濟進入了全面有序發展的新時代。海洋油氣勘探開發、海上風能開發、海洋生物基因、海水化學物提取等領域取得新成就，海洋技術創新取得新突破；與此同時海洋環境監測體系逐步建立健全，海洋生態監測調控體系不斷完善，海洋保護區體系初步形成，海洋資源養護和環境保護工作取得新進展（何廣順，2011）。

在此背景下，2004年起我國海洋經濟開始復蘇，并持續保持快速發展勢頭。但由于海洋經濟多為資源依賴型和外向型產業，使其在國際金融危機中受到嚴重影響。海洋交通運輸業自2008年下半年起增長乏力，港口吞吐量增幅連續下滑、運輸價格大幅下挫，與之相關的海洋船舶工業也受到牽連；海洋漁業出口受到較大沖擊，很多規模較小的水產加工企業處于停產或半停產狀態；由于世界石化產業景氣周期進入下行通道，我國海洋油氣生產受挫，短期內恢復困難；經濟衰退導致入境旅游出現滑坡,國內旅游支出消減，濱海旅游收益降低；金融風暴致使海洋高新技術產業的融資渠道變窄、海外融資難度加大，發展趨緩（李文榮等，2010）。且由于外需全面萎縮，內需在短期內難以快速增長，產能和供給過剩問題進一步惡化，2009年海洋經濟到達本輪周期的谷底。

第五次周期：2009年至今。

金融危機爆發后，國務院審慎果斷地出臺了高達4 萬億元的經濟刺激計劃，之后又提出了包括十大產業振興規劃在內的一攬子經濟刺激政策，收到了良好的效果，經濟形勢總體呈現企穩向好的態勢（劉天際，2009）。為確保海洋工作為國家擴內需保增長提供最直接、最快捷、最現實的服務保障，國家海洋局也出臺了“海十條”。同時多部沿海區域規劃相繼上升為國家戰略，海洋經濟投資熱潮從北到南席卷而來。隨著相關政策的逐步落實，沿海港口碼頭、海上風電、跨海橋梁、海底隧道等一系列的沿海基礎設施項目相繼開工建設，有力地促進了海洋經濟的迅速發展（王曉惠，2009）。2010年起，海洋經濟企穩回升，進入新一輪的擴張期，但復蘇進程仍面臨諸多不確定因素。

4 結語

海洋擁有廣袤的空間，蘊藏著豐富的資源，是世界貿易的通道，在國際政治、經濟、科技、軍事等領域中，具有十分重要的戰略地位。在陸地資源日漸衰竭的今天，海洋將為緩解國家能源安全、糧食安全和水資源安全發揮巨大作用。合理開發利用海洋資源、積極發展海洋經濟是可持續發展的戰略選擇。面對復雜的國內外形勢，我國海洋經濟發展將面臨巨大的挑戰，但同時也迎來了更大的發展機遇。隨著我國海洋經濟管理水平和宏觀調控能力的不斷增強，未來我國海洋經濟發展還有很大空間，海洋經濟將會在深度調整中穩步前行。

陳偉，2009．本輪經濟周期．宏觀經濟管理，（3）：71．

高鐵梅，2006．計量經濟分析方法與建模——Eviews 應用及實例．北京：清華大學出版社．

國家海洋局，1994．中國海洋統計年鑒1993．北京：海洋出版社．

國家海洋局，1998-2012.中國海洋統計年鑒1997-2011.北京：海洋出版社.

國家統計局，2012．中國統計年鑒2012．北京：中國統計出版社．

何廣順，2011．“十一五”海洋經濟發展情況述評．海洋經濟，(3)：1-8．

何廣順，2012．中國海洋經濟已進入階段性調整期．海洋經濟，（2）：1-6．

李文榮，孫世芳，2010．金融危機背景下中國海洋經濟發展的SWOT分析與對策．海洋開發與管理，（1）：80-84．

李子奈，潘文卿，2000．計量經濟學．北京：高等教育出版社．

連平，吳金友，2011.中國經濟周期波動研究(1978-2009年)（上）.世界經濟研究，（9）：3-9.

劉天際，2009．金融危機對我國宏觀經濟的影響． 經濟研究導刊，（11）：130-131．

湯鐸鐸，2007．中國經濟周期波動的經驗研究：描述性事實和特征事實（1949-2006）．中國社會科學院研究生院．

王宏，2011．我國海洋經濟及其管理的發展特征分析．海洋經濟，（1）：1-5．

王曉惠，李宜良，周洪軍，等，2009．金融危機對我國海洋經濟的影響分析．海洋開發與管理，（3）：90-94．