機器學習視角下出生率與地區經濟發展研究

【摘 要】使用LassoCV方法和聚類分析機器學習模型，將我國31個省市根據出生率和地區經濟發展水平聚分為五類。研究發現，地區經濟發展水平對出生率的影響是動態的，呈現出“抑制—促進—再抑制”的特征，出生率則呈現出“下降—上升—再下降”的趨勢；人均地區生產總值、人均可支配收入及商品房平均銷售價格是影響出生率的共同關鍵因素。

【關鍵詞】出生率；經濟發展；LassoCV；機器學習；聚類分析

一、問題提出

為抑制人口過快增長，我國于1982年將計劃生育政策納入基本國策。然而，隨著改革開放的深化，在經濟快速增長的同時，近年來我國反陷入低生育陷阱。盡管我國相繼提出“單獨二孩”和“全面二孩”的鼓勵政策，但收效甚微。長期來看，較低的出生率不僅會影響經濟的健康持續發展，更可能導致人口結構的失衡。

針對出生率下降的原因，馬克思早在《資本論》中闡述過，隨著科技的不斷進步，資本有機構成迅速提高，致使勞動需求減少和智力投資增加，迫使人們不婚不育或遲婚少育。Schultz（1973）從成本的視角出發，認為父母工資率的上升會變相增加養育子女的時間成本和機會成本，從而抑制父母對子女數量的需求。Easterlin 與 Crimmins（1985）認為社會經濟發展使人們的生育理念發生轉變，就業競爭及生活不穩定導致人們推遲生育年齡。都陽（2005）提出人口轉變是社會政策和經濟發展共同作用的結果。楊華磊等（2018）指出城鎮化的推進會輕微降低生育。嚴成樑（2018）通過跨期疊代模型發現，子女撫養成本是制約出生率提高的重要因素。關于出生率對社會經濟發展的影響。Hussain （ 2002）指出，撫養人口的比例和構成、勞動年齡人口結構等都會對經濟發展產生影響。都陽（2004）發現，人口因素對經濟增長的影響是動態的。曹陽等（2018）、高冉等（2018）通過三期世代交疊模型發現，出生率、少兒老年撫養比與國民儲蓄呈顯著的負相關。已有研究豐富了對出生率和經濟發展的認知，但仍然存在一些研究空白，如出生率不斷下降的關鍵因素，出生率與經濟發展相互作用的機理等?；诖?，本文擬針對上述問題做出補充和探究。

二、聚類分析及特征變量識別

盡管影響出生率的因素錯綜復雜，但大致可歸結為宏觀和微觀兩方面。宏觀層面主要包括國家生育政策、稅費制度設計及社會經濟的整體發展水平等；而微觀層面則主要包括居民受教育水平、可支配收入狀況等?；诳陀^性、系統性及可操作性原則，本文選取宏觀經濟發展水平、文化教育資源和人口數量結構作為一級指標，選取人均地區生產總值、人均可支配收入、第一產業占比、居民消費價格指數、商品房平均銷售價格、人均教育經費、中小學總和生師比、年末人口數、少年兒童撫養比、老年人口撫養比、男女性別比、大專及以上學歷人數占比作為二級指標，指標數據均來源于中國統計年鑒，極少缺失數據均采用線性插值法獲得。

機器學習是指通過對訓練數據的學習，提升機器的性能，從而能夠從無序的數據中提取有用的信息，利用習得的規則對新數據進行預測和分析的過程。聚類分析屬于機器學習模型中的無監督學習。為深入研究中國當前出生率與地區經濟發展現狀，本文選取2017年的人均地區生產總值和出生率數據，采用機器學習模型中的聚類算法對31個省市進行聚類分析，并根據肘算法將31個省市聚分為五類，結果見表1。由表1聚類中心點研究發現，出生率隨著人均地區生產總值的增長呈現出“先下降—后上升—再下降”的趨勢。本文選取距離各聚類中心點較近的安徽、遼寧、陜西、福建、上海共5個省市作為核心研究對象。

Lasso是一種利用壓縮估計的思想，將參數估計與變量選擇同時進行的一種正則化的方法。LassoCV的損失函數及優化方法與Lasso相同，區別在于驗證方法。LassoCV對超參數使用交叉驗證，尋找最合適的。本文采用LassoCV方法識別影響出生率的關鍵變量，其結果見表2。

三、出生率與地區經濟發展互動關系及作用機理

出生率與地區經濟發展相互作用，且在不同發展階段呈現差異性和動態化的特征。首先，地區經濟發展水平對出生率的影響是動態變化的，呈現出“抑制—促進—再抑制”的動態特征。表1顯示，從第Ⅰ類向第Ⅴ類演進時，出生率呈現出“下降—上升—再下降”的趨勢。當地區經濟發展水平由較低向中等過渡時，地區經濟的發展第一次壓縮了人們的生育意愿，經濟發展激勵人們花費更多的資源去改善生活質量，因而花費在生育上的資源就會減少，出現生育資源被擠占現象。當經濟進一步發展，居民反過來將視野集中到生育和培養后代上來，出生率會隨著地區經濟的發展而不斷提升。當經濟發展水平較高時，居民生活成本較重，居民人均可支配收入已無法與地區經濟發展水平相匹配，致使地區經濟發展第二次壓縮了人們的生育意愿并再次擠占生育資源，使生育率下降。其次，人均地區生產總值、人均可支配收入以及商品房平均銷售價格是影響出生率的共同關鍵因素，而人均地區生產總值增速與人均可支配收入增速的不相匹配是導致出生率下降的重要原因。最后，地區經濟發展到一定水平后，人們對孩童的撫養教育更加重視，少年兒童撫養比、中小學總和生師比等成為影響出生率的重要因素。

（重慶第二師范學院 數學與信息工程學院，重慶 400065）

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作者簡介：黃家祥，（1984—）男，漢，講師，研究生學歷，經濟學碩士學位，工作單位：重慶第二師范學院 數學與信息工程學院。