趙麗炯

(中州大學，河南 鄭州450044)

我國經(jīng)濟增長、對外貿(mào)易與碳排放的動態(tài)關(guān)系研究
——基于協(xié)整檢驗和VAR模型

趙麗炯

(中州大學，河南 鄭州450044)

針對我國經(jīng)濟增長、對外貿(mào)易與碳排放的動態(tài)關(guān)系，運用協(xié)整檢驗和VAR模型對我國1990～2013年年度數(shù)據(jù)進行實證分析。結(jié)果表明:從長期來看，我國經(jīng)濟增長、對外貿(mào)易與碳排放有著長期穩(wěn)定的均衡關(guān)系;從短期看，經(jīng)濟增長、對外貿(mào)易與碳排放分別以-0.827、-0.043、-0.028的修正幅度進行調(diào)整;碳排放是經(jīng)濟增長的Granger原因，對外貿(mào)易與碳排放之間互為雙向因果關(guān)系;碳排放和對外貿(mào)易對經(jīng)濟增長均產(chǎn)生正向沖擊作用;經(jīng)濟增長對碳排放的正向響應(yīng)時間較長且趨于平穩(wěn)，而對外貿(mào)易對碳排放的沖擊波動較大;經(jīng)濟增長對對外貿(mào)易的沖擊保持穩(wěn)定，而碳排放對對外貿(mào)易的反應(yīng)敏感性較強。因此必須從轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式、優(yōu)化對外貿(mào)易結(jié)構(gòu)等方面促進經(jīng)濟增長、對外貿(mào)易與碳排放的協(xié)調(diào)發(fā)展。

經(jīng)濟增長;對外貿(mào)易;碳排放;VAR

1 研究背景

改革開放以來，我國經(jīng)濟取得了舉世矚目的成就，我國國內(nèi)生產(chǎn)總值從1978年的36424.2億元，到2014年的636463億元，年均增長率達到9.83%，穩(wěn)居世界第二的位置。而對外貿(mào)易在國民經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮了重要的拉動作用。加入世界貿(mào)易組織以后，我國進出口貿(mào)易量迅猛發(fā)展，成為僅次于美國的世界第二大貿(mào)易國，第一大出口國。2014年，我國進出口總額達4.30萬億美元，同比增長3.4%，其中出口2.34萬億美元，進口1.96萬億美元，貿(mào)易順差3824.6億美元，同比擴大47.3%［1］。對外貿(mào)易的快速增長除了促進經(jīng)濟的飛速增長還伴隨著生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，如氣候變暖、環(huán)境污染等，特別是全球氣候變暖對世界各國的經(jīng)濟、社會和環(huán)境造成了嚴重影響，而二氧化碳的排放是造成全球氣候變暖的主要原因之一。作為世界第二大經(jīng)濟體，我國是全球第一大二氧化碳排放國。2014年11月14日，清華大學發(fā)布的《中國與新氣候經(jīng)濟》報告指出，在全球經(jīng)濟一體化的進程，我國對外貿(mào)易與二氧化碳排放成正比例增長。我國約1/4的二氧化碳排放是為了生產(chǎn)滿足其他國家消費產(chǎn)品而導致的。由此可見，我國對外貿(mào)易中隱含碳排放的轉(zhuǎn)移量隨著貿(mào)易規(guī)模的擴大而不斷增加，給我國的環(huán)境造成巨大壓力。同時，也給我國經(jīng)濟發(fā)展帶來制約作用。在對外貿(mào)易活動中，許多國家以保護環(huán)境為由，設(shè)置各種貿(mào)易壁壘，如綠色壁壘、碳關(guān)稅等，從而對我國的對外貿(mào)易活動的展開產(chǎn)生消極影響。我國政府也非常關(guān)注環(huán)境污染的治理，在2009年哥本哈根氣候大會上，我國政府提出發(fā)展綠色經(jīng)濟和低碳經(jīng)濟，在2014年公布的《國家應(yīng)對氣候變化規(guī)劃(2014-2020年)》中，確定了二氧化碳減排目標，即到2020年，我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%到45%。在此背景條件下，經(jīng)濟增長、對外貿(mào)易、碳排放如何協(xié)調(diào)發(fā)展，已成為我國亟待解決的重大課題。

2 相關(guān)文獻綜述

理論界關(guān)于經(jīng)濟增長、對外貿(mào)易與碳排放關(guān)系的研究過程中，早期的文獻要么關(guān)注經(jīng)濟增長與碳排放的關(guān)系，要么關(guān)注對外貿(mào)易與碳排放的關(guān)系，直到最近幾年有少量的文獻關(guān)注三者之間的關(guān)系。

在經(jīng)濟增長與碳排放關(guān)系的研究中，學者們從不同的角度進行了考察。一方面集中于對著名環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)假說的的驗證，從現(xiàn)有文獻來看，對EKC假說的驗證并未得到統(tǒng)一的結(jié)論。Apergis［2］(2009)、李國志［3］(2010)、魏下海［4］等(2011)等的研究結(jié)果表明碳排放與經(jīng)濟增長之間存在倒U型的關(guān)系。易艷春［5］(2011)、楊嶸等［6］(2012)、等人的研究發(fā)現(xiàn)碳排放與經(jīng)濟增長之間存在?“N”形關(guān)系。Azomahou et al.［7］(2006)、王中英等［8］(2006)等學者認為碳排放與經(jīng)濟增長之間存在線性關(guān)系。另一方面集中于二者因果關(guān)系的研究。Sajal Ghosh［9］(2010)和Lean et al.［10］(2010)分別對印度和東南亞地區(qū)5個國家的研究中也得出類似的結(jié)論。楊子暉［11］(2010)對中國、印度等發(fā)展中國家的二氧化碳排放與經(jīng)濟增長關(guān)系研究，結(jié)果表明二氧化碳排放到經(jīng)濟增長的非線性Granger因果關(guān)系。趙愛文等［12］(2011)則認為碳排放與經(jīng)濟增長之間互為雙向因果關(guān)系。劉倩［13］(2012)分析全球15個主要溫室氣體排放國家的碳排放與經(jīng)濟增長之間的關(guān)系，結(jié)果表明中國在1960-2007年間，碳排放與經(jīng)濟增長之間不存在因果關(guān)系。

國內(nèi)外學者關(guān)于對外貿(mào)易與碳排放關(guān)系的研究結(jié)果不盡相同。從現(xiàn)有文獻來看，大致可分為三種觀點。一種觀點認為對外貿(mào)易會導致碳排放量的增加。任力等［14］(2011)分析了我國東、中、西三大區(qū)域?qū)ν赓Q(mào)易密度、人均收入與二氧化碳排放量之間的關(guān)系，分析表明碳排放隨著貿(mào)易密度的增加而增長，中部、西部的邊際碳排放比東部大。潘雄鋒等［15］(2013)通過建立聯(lián)立方程進行實證分析表明，對外貿(mào)易對碳排放的增加有顯著的影響，碳排放隨著對外貿(mào)易的增加而增加。趙建娜等［16］(2014)以中國1990～2012年的碳排放量和對外貿(mào)易進出口額為基礎(chǔ)進行統(tǒng)計和分析，得出隨著中國對外貿(mào)易進出口額的不斷增長，中國的碳排放量也呈現(xiàn)相似的增長趨勢。第二種觀點認為對外貿(mào)易對二氧化碳的排放起到積極作用。如Dietzenbacher et al.［17］(2007)借助投入產(chǎn)出模型考察得出對外貿(mào)易有助于印度環(huán)境質(zhì)量的提升。第三種觀點認為對貿(mào)易與碳排放之間存在倒U形關(guān)系。如許海平［18］(2012)、朱德進［19］等(2013)研究表明隨著進出口貿(mào)易的增加，碳排放呈現(xiàn)先提高后降低的趨勢。

關(guān)于我國經(jīng)濟增長、對外貿(mào)易與碳排放的關(guān)系研究，學術(shù)界近幾年才有少數(shù)幾位學者對其進行了研究。張峰等［20］(2011)利用山東省1984～2008年數(shù)據(jù)實證分析發(fā)現(xiàn)，出口貿(mào)易是山東省碳排放和經(jīng)濟增長的格蘭杰原因，而經(jīng)濟增長不是碳排放的原因。李影［21］(2012)利用ARDL模型對我國1986～2009年碳排放量、出口貿(mào)易和經(jīng)濟發(fā)展三者之間的關(guān)系進行實證分析，研究表明我國出口貿(mào)易、經(jīng)濟發(fā)展和碳排放存在單向協(xié)整關(guān)系。李春花等［22］(2014)實證分析了1995～2011年天津市對外貿(mào)易和經(jīng)濟增長與碳排放三者之間的關(guān)系，結(jié)果顯示對外貿(mào)易依存度和碳排放存在明顯的正相關(guān)關(guān)系，從而驗證了“污染天堂假說”。

從現(xiàn)有研究文獻來看，經(jīng)濟增長與碳排放、對外貿(mào)易與碳排放關(guān)系研究結(jié)果不盡相同，經(jīng)濟增長、碳排放與對外貿(mào)易三者之間關(guān)系的研究文獻較少，而且數(shù)據(jù)選取中沒有涉及2011年以來的數(shù)據(jù)，沒有分析近幾年我國通過實施環(huán)境治理、提倡低碳經(jīng)濟等措施以來，三者之間的關(guān)系是否發(fā)生變化。本文在借鑒前人研究的基礎(chǔ)上，基于1990～2013年中國年度數(shù)據(jù)，采用向量自回歸(VAR)模型探討我國經(jīng)濟增長、對外貿(mào)易與碳排放三者之間的動態(tài)關(guān)系，以期對我國經(jīng)濟發(fā)展、對外貿(mào)易方針以及節(jié)能減排政策的制定提供理論依據(jù)和指導，以促進三者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。

3 數(shù)據(jù)與模型說明

3.1 變量選取

3.1.1 經(jīng)濟增長(GDP)為保證數(shù)據(jù)的可比性和客觀性，本文采用實際國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)來反映我國的經(jīng)濟發(fā)展水平，即將1990～2013年GDP按當年價計算的數(shù)值折算為以1990年不變價格計算的GDP，以消除通貨膨脹的影響。單位為億元。

3.1.2 對外貿(mào)易(IE)本文用1990年為基期的全國商品零售價格指數(shù)(1990年=100)進行平價計算的實際進出品貿(mào)易總額，單位為億元。

3.1.3 碳排放(TC)由于目前我國還沒有碳排放量的直接監(jiān)測數(shù)據(jù)，因此需要通過公式進行測算。本文借鑒王建民等［30］學者的研究，提出如下公式對碳排放量進行測算:

式中，TC表示碳排放量，單位為噸;F表示能源消費總量;Si表示第i類能源消費量占總能源消費量的比重，考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性，本文只計算石油、煤炭、天然氣3種能源的消費比重;Ei表示第i類能源的碳排放系數(shù)。對于各類能源的碳排放系數(shù)的取值，本文根據(jù)日本能源經(jīng)濟研究所、國家發(fā)展和改革委員會研究所、中國工程院、DOE/EIA、國家環(huán)保局溫室氣體控制項目和國家科委氣候變化項目等6個機構(gòu)公布的數(shù)據(jù)，計算平均值作為碳排放系數(shù)，石油、煤炭、天然氣的計算結(jié)果分別為0.5588、0.7226、0.4241。

3.2 數(shù)據(jù)來源及處理

本文采用我國1990年至2013年的年度數(shù)據(jù)作為分析的樣本數(shù)據(jù)，樣本數(shù)據(jù)的時間跨度為24年，所有的數(shù)據(jù)均來自于《中國統(tǒng)計年鑒2014》。為了消除原始數(shù)據(jù)可能存在的異方差性，對碳排放(TC)、經(jīng)濟增長(GDP)、對外貿(mào)易(IE)的數(shù)據(jù)取對數(shù)，分別記為lnC、lnGDP、lnIE。

3.3 模型構(gòu)建

本文采用的計量分析方法是由西姆斯在1980年提出的向量自回歸模型 (Vector Auto-regression Model，VAR)。VAR模型被廣泛應(yīng)用于對經(jīng)濟系統(tǒng)的動態(tài)分析，優(yōu)點在于預測方便、準確，并且不以嚴格的經(jīng)濟理論為依據(jù)，而是基于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計性質(zhì)建立模型。筆者將碳排放、經(jīng)濟增長、對外貿(mào)易這三個變量作為內(nèi)生變量建立不含外生變量的非限制VAR模型，滯后階數(shù)為p的VAR模型［23］表達式為:

式中，yt是k維內(nèi)生變量列向量，p為滯后階數(shù)，T是樣本個數(shù)。k×k維矩陣Φ1，…，Φp是待估計的系數(shù)矩陣。εt是k維擾動列向量。具體到本文實證部分，yt，…，yt-p為內(nèi)生變量，分別代表lnTC、lnGDP、lnIE。

4 實證分析

4.1 平穩(wěn)性檢驗

由于本文使用時間序列數(shù)據(jù)，為了避免出現(xiàn) “偽回歸”現(xiàn)象，需要對數(shù)據(jù)平穩(wěn)性進行檢驗。本文利用Eviews 7.0計量軟件，運用Dickey和Fuller提出的著名的ADF單位根檢驗法對lnTC、lnGDP、lnIE進行平穩(wěn)性檢驗，檢驗結(jié)果如表1所示。從中可知，原序列l(wèi)nTC、lnGDP和lnIE的ADF統(tǒng)計量在10%的顯示水平下均大于臨界值，無法拒絕零假設(shè)，因此原序列為非平穩(wěn)的時間序列。但是三個變量的二階差分序列△2lnTC、△2lnGDP和△2lnIE在1%顯著水平上同時達到平穩(wěn)，表明lnTC、lnGDP和lnIE都是二階單整I(2)，滿足建模前提要求。

表1 ADF單位根檢驗結(jié)果

4.2 VAR模型最優(yōu)滯后期確定

建立VAR模型第一步也是最關(guān)鍵的步驟是確定最優(yōu)滯后期，由于滯后期的選擇將影響誤差項的自相關(guān)性，會造成參數(shù)的非一致性估計。鑒于此，本文采用LR、AIC、SC、FPE、HQ等指標來確定最優(yōu)滯后期，其結(jié)果見表2，從中可以看出四個指標均選擇4為最優(yōu)滯后期，故建立VAR(4)模型。

表2 VAR模型的滯后期選擇

4.3 VAR模型估計

根據(jù)所選數(shù)據(jù)建立VAR模型，考察經(jīng)濟增長、對外貿(mào)易與碳排放的動態(tài)關(guān)系。利用Eviews 7.0對VAR(4)模型進行參數(shù)估計和檢驗，輸出結(jié)果為:

從以上模型的結(jié)果中看出模型的擬合優(yōu)度較高，達到0.99以上，說明VAR(4)可反映序列的經(jīng)濟意義。為判斷建立的VAR(4)模型的穩(wěn)定性，采用AR根圖進行檢驗，結(jié)果如圖1所示，模型的所有單位根均落于單位圓內(nèi)，所以可確定所建立的VAR(4)模型是穩(wěn)定的。

圖1 VAR(4)模型AR圖

4.4 Johansen協(xié)整檢驗

由單位根檢驗可知，lnTC、lnGDP和lnIE序列為二階單整序列，因此可以通過協(xié)整分析來判斷變量間是否存在長期穩(wěn)定協(xié)整關(guān)系。本文采用Johansen檢驗法對變量序列進行協(xié)整關(guān)系檢驗，檢驗得到“特征根跡檢驗”和“最大特征值檢驗”結(jié)果(表3所示)。結(jié)果顯示，在5%的顯著水平下“特征根跡檢驗”和“最大特征值檢驗”均拒絕沒有協(xié)整關(guān)系的原假設(shè)，即存在協(xié)整關(guān)系，而“特征根跡檢驗”和“最大特征值檢驗”均接受了至多一個的原假設(shè)，即存在最多一個協(xié)整關(guān)系。因此可以得到結(jié)論:VAR(4)模型時序變量之間存在且只存在一個協(xié)整關(guān)系，表明1990年以來我國碳排放與經(jīng)濟增長和對外貿(mào)易之間存在長期穩(wěn)定的均衡關(guān)系。

表3 Johansen協(xié)整檢驗結(jié)果

4.5 向量誤差修正模型(VEC)

從協(xié)整檢驗中可知三個變量之間存在長期的均衡關(guān)系，但從短期來看，變量之間可能會出現(xiàn)偏離長期均衡的狀態(tài)，而向量誤差修正模型則可以反映短期偏離長期均衡的修正機制。因此，此部分通過構(gòu)建VEC模型來反映VAR(4)模型中變量短期偏離的修正機制。根據(jù)VAR(4)模型的滯后期為4，可確定VEC模型滯后期為3，模型分析結(jié)果見表4。從表4的數(shù)據(jù)可見，經(jīng)濟增長、對外貿(mào)易與碳排放的誤差修正系數(shù)均為負值，說明模型具備誤差修正機制，進一步證明了各變量之間的長期均衡關(guān)系。從短期來看，變量短期波動一旦偏離長期均衡，誤差修正項將以-0.028的力度調(diào)整碳排放的偏離，以-0.043的力度調(diào)整經(jīng)濟增長的偏離，以-0.827的力度調(diào)整對外貿(mào)易的偏離。

表4 向量誤差修正模型估計結(jié)果

4.6 Granger因果檢驗

協(xié)整分析和向量誤差修正模型分別說明我國經(jīng)濟增長(lnGDP)、對外貿(mào)易(lnIE)與碳排放(lnTC)之間的長期均衡關(guān)系和短期動態(tài)關(guān)系，但無法解釋變量之間存在有經(jīng)濟意義的因果關(guān)系。故本文采用Granger因果檢驗法來檢驗經(jīng)濟增長(lnGDP)、對外貿(mào)易(lnIE)是否碳排放(lnTC)變化的原因，結(jié)果見表5。由檢驗結(jié)果可知，在5%的顯著水平下，經(jīng)濟增長與碳排放之間存在單向因果關(guān)系，即碳排放是經(jīng)濟增長的Granger原因，說明碳排放的增加促進了經(jīng)濟增長。我國經(jīng)濟增長離不開工業(yè)的發(fā)展，進而帶來能源剛性消費，導致碳排放量的增加。而對外貿(mào)易與碳排放之間互為Granger原因。隨著對外貿(mào)易量的不斷增長，隱含碳排放量也在不斷增加，同時碳排放也促進了對外貿(mào)易的發(fā)展。

表5 Granger因果檢驗結(jié)果

4.7 脈沖響應(yīng)分析

脈沖響應(yīng)函數(shù)可以用來描述VAR模型內(nèi)生變量對由誤差項所帶來的沖擊反應(yīng)，筆者利用脈沖響應(yīng)函數(shù)分析lnTC、lnGDP和lnIE中某個內(nèi)生變量的隨機誤差項上施加一個標準差對另外一個內(nèi)生變量當期值和未來值所產(chǎn)生的影響程度。分析結(jié)果如圖2、圖3、圖4所示。

由圖2可知，當在本期給經(jīng)濟增長一個正沖擊后，碳排放在第5期達到最高值，之后開始下降，隨著時間的推移，逐漸趨于平穩(wěn)。這說明在短期內(nèi)經(jīng)濟增長會促使碳排放量的增加，但長期呈現(xiàn)收斂狀態(tài)，即作用不明顯，這也表明近幾年來我國政府提出的發(fā)展綠色經(jīng)濟和低碳經(jīng)濟、加強環(huán)境治理取得一點成效，碳排放有所降低。而對外貿(mào)易出現(xiàn)較大的波動，在第1期迅速上升，隨后現(xiàn)出兩次波峰，在第5期達到峰值后逐漸下降，這說明經(jīng)濟增長對對外外貿(mào)具有正向沖擊作用。

從圖3看出，經(jīng)濟增長對碳排放的沖擊反應(yīng)，在開始時逐漸增加，在第5期達到最大值之后開始下降，但始終為正向沖擊，這說明碳排放對經(jīng)濟增長有一定的影響。對外貿(mào)易對碳排放的沖擊反應(yīng)，出現(xiàn)多次反復波動，在第6期后轉(zhuǎn)為負響應(yīng)，表明從短期來看碳排放對對外貿(mào)易具有促進作用，從長期來看，碳排放量的增加會抑制對外貿(mào)易的發(fā)展。

圖4顯示，經(jīng)濟增長對對外貿(mào)易的沖擊保持穩(wěn)定，沒有明顯劇烈的漲幅變動。而本期給對外貿(mào)易一個正沖擊后，對碳排放產(chǎn)生正向效應(yīng)，在第6期左右達到最高值，這說明對外貿(mào)易對碳排放具有一定的促進作用。

圖2 InTC、InIE對InGDP的脈沖響應(yīng)

圖3 InGDP、InIE對InTC的脈沖響應(yīng)

圖4 InGDP、InTC對InIE的脈沖響應(yīng)

5 結(jié)論與政策建議

本文利用1990～2013年的我國年度時間序列數(shù)據(jù)，基于VAR模型運用協(xié)整檢驗、向量誤差修正模型、Granger因果檢驗、脈沖響應(yīng)函數(shù)等方法，實證研究了經(jīng)濟增長、對外貿(mào)易與碳排放之間的動態(tài)互動關(guān)系，得出以下結(jié)論:

第一，Johansen協(xié)整檢驗結(jié)果表明:1990年以來我國經(jīng)濟增長、對外貿(mào)易與碳排放之間存在長期穩(wěn)定的均衡關(guān)系。第二，向量誤差修正分析表明:短期內(nèi)經(jīng)濟增長、對外貿(mào)易與碳排放分別以-0.827、-0.043、-0.028的修正幅度調(diào)整至均衡狀態(tài)。第三，從經(jīng)濟增長、對外貿(mào)易與碳排放的Granger因果檢驗來看，碳排放與經(jīng)濟增長之間存在單向Granger原因，說明碳排放的增加是促使經(jīng)濟增長的Granger原因。對外貿(mào)易與碳排放之間互為因果關(guān)系。與發(fā)達國家相比，我國對外貿(mào)易屬于粗放式增長，在國內(nèi)生產(chǎn)高能耗、高排放及低附加值的產(chǎn)品用于出口，可以說我國對外貿(mào)易增長是以資源消耗和環(huán)境污染為代價。第四，基于VAR模型的脈沖響應(yīng)函數(shù)分析結(jié)果顯示:碳排放和對外貿(mào)易對經(jīng)濟增長均產(chǎn)生正向沖擊作用。經(jīng)濟增長對碳排放的正向響應(yīng)時間較長且趨于平穩(wěn)，而對外貿(mào)易對碳排放的沖擊波動較大，前期為正向效應(yīng)，后期轉(zhuǎn)負向效應(yīng)。經(jīng)濟增長對對外貿(mào)易的沖擊保持穩(wěn)定，而碳排放對對外貿(mào)易的反應(yīng)敏感性較強。

基于以上研究結(jié)果，本文提出以下建議:一方面，轉(zhuǎn)變粗放型經(jīng)濟增長方式，積極發(fā)展低碳經(jīng)濟。現(xiàn)階段拉動我國經(jīng)濟增長，主要依靠以高碳為特征的煤炭、鋼鐵、電力等為支柱產(chǎn)業(yè)，因此，我國必須轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式，實現(xiàn)由高碳產(chǎn)業(yè)向低碳產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)變。另一方面，優(yōu)化對外貿(mào)易結(jié)構(gòu)，加快向低碳型對外貿(mào)易轉(zhuǎn)移，引進國外先進低碳技術(shù)，引導加工貿(mào)易轉(zhuǎn)型升級。以此協(xié)調(diào)好經(jīng)濟增長、對外貿(mào)易與碳排放的關(guān)系，促進對外貿(mào)易的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟增長與低碳環(huán)保的雙贏局面。

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編輯:林軍

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A

2095-7327(2015)-05-0068-05

趙麗炯(1980-)，女，山西晉中人，中州大學經(jīng)貿(mào)學院講師，碩士，研究方向:經(jīng)濟管理。

河南省教育廳2014年度人文社會科學研究項目:中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)背景下河南省產(chǎn)業(yè)集群與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系的研究(編號:2014-qn-069)。