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        時間、收入約束條件下生態(tài)農(nóng)業(yè)彈性消費選擇的函數(shù)優(yōu)化

        2018-07-12 08:36:10陳勝科竇銀娣
        統(tǒng)計與決策 2018年12期
        關(guān)鍵詞:約束條件最大化生態(tài)農(nóng)業(yè)

        陳勝科,竇銀娣

        (1.湖南涉外經(jīng)濟學(xué)院 管理學(xué)院,長沙 410205;2.衡陽師范學(xué)院 城市與旅游學(xué)院,湖南 衡陽 421002)

        0 引言

        生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)源于歐美發(fā)達國家,進入21世紀(jì)后,隨著發(fā)展中國家的崛起及其消費觀念的轉(zhuǎn)變,生態(tài)農(nóng)業(yè)消費也成為很多發(fā)展中國家居民的重要選擇。中國的生態(tài)農(nóng)業(yè)消費雖然起步較晚但發(fā)展勢頭強勁。根據(jù)國家旅游局的統(tǒng)計數(shù)據(jù),2016年我國居民生態(tài)農(nóng)業(yè)的消費總額為1904億元,占居民消費總支出的8.23%,是同期居民汽車消費支出總額的3倍,有關(guān)專家預(yù)測到2020年我國的生態(tài)農(nóng)業(yè)消費總額將超過10000億元,在消費總支出中的比例達20%,將成為拉動我國經(jīng)濟增長的重要“綠色馬車”。為此國家出臺相應(yīng)假期政策推動生態(tài)旅游的發(fā)展,比如“黃金周”、帶薪休假、周末連休等,在很大程度上刺激了居民的綠色消費需求,滿足了人們旅游休閑的愿望,提升了居民的生活質(zhì)量和幸福指數(shù)。

        1 彈性因素統(tǒng)計

        生態(tài)農(nóng)業(yè)消費作為一項非常具有開發(fā)潛力項目,有望成為拉動我國經(jīng)濟增長的重要綠色力量。為方便計算用消費增加量作為生態(tài)農(nóng)業(yè)彈性消費統(tǒng)計數(shù)據(jù),同時由于生態(tài)農(nóng)業(yè)消費彈性大小受到很多因素影響,故對消費者的特征及其影響因素進行分類研究。由于宏觀數(shù)據(jù)無法完全獲取,本文按照我國東、中、西部的劃分標(biāo)準(zhǔn)進行樣本選取,使用訪談或調(diào)查問卷等方式采集數(shù)據(jù),共發(fā)放調(diào)查問卷10000份,其中東部地區(qū)3500份、中部地區(qū)3500份、西部地區(qū)3000份,回收問卷9610份,其中有效問卷數(shù)為8840份。通過對有效樣本進行分析發(fā)現(xiàn),生態(tài)農(nóng)業(yè)彈性消費主要受收入和時間兩個主要因素影響。

        1.1 時間彈性

        休閑時間是生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的前提保障,周末、“黃金周”、帶薪休假等假期則是生態(tài)農(nóng)業(yè)消費旺季,這里根據(jù)假期的長短分為1天、2天、3天、5天和7天及以上分別統(tǒng)計,統(tǒng)計結(jié)果見表1。統(tǒng)計結(jié)果顯示當(dāng)人們假期為1天和2天時,大部分消費選擇在本市及郊區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū),當(dāng)假期為3天時,向鄰省消費額度迅速增加,從20.4%增加到63.5%,且有四分之一消費選擇去其他省份,此時間段還出現(xiàn)境外消費現(xiàn)象,當(dāng)假期為5天時,生態(tài)農(nóng)業(yè)消費以外省為主,境外消費迅速增加,當(dāng)假期為7天及以上時,境外消費稍有增加,其他類型的生態(tài)農(nóng)業(yè)消費變化不大。因此,假期為3天時是鄰省生態(tài)農(nóng)業(yè)消費彈性最大時間段,假期為5天時是外省和境外生態(tài)農(nóng)業(yè)消費彈性最大時間段,1~2天和7天及以上的生態(tài)農(nóng)業(yè)消費彈性較小。

        表1 生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的時間彈性 (單位:%)

        有些居民對生態(tài)農(nóng)業(yè)消費有濃厚興趣,有些居民則不感興趣,有些居民持中立態(tài)度。因此接下來根據(jù)生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的假期類型進行彈性分析,統(tǒng)計結(jié)果見下頁表2。從表2可以看出,不管假期長短均有10%左右的居民不會進行生態(tài)農(nóng)業(yè)消費,即這部分居民對生態(tài)農(nóng)業(yè)消費沒有偏好。雙休日時有一半以上的居民會選擇2天生態(tài)農(nóng)業(yè)消費,三天假、五天假和七天假中3~5天的消費占很大一部分,七天以上假期沒有明顯變化。即假期為3~5天時居民生態(tài)農(nóng)業(yè)消費彈性最大,較短或較長假期均不能很好產(chǎn)生消費拉動作用。

        表2 生態(tài)農(nóng)業(yè)消費假期類型的彈性(時間) (單位:%)

        1.2 收入彈性

        對樣本數(shù)據(jù)中生態(tài)農(nóng)業(yè)消費收入差異因素進行統(tǒng)計,結(jié)果見表3,從表3中可以看出,從人均月收入1000元以下到10000元以上,所有的消費者都有生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的打算,即目前生態(tài)農(nóng)業(yè)消費支出是每個家庭都可以支付的,不再是影響生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的重要因素。所不同的僅為消費區(qū)域差異,收入相對較低的消費者更傾向于選擇本市和郊區(qū),中等收入的偏好于選擇鄰省和外省,高收入者選擇外省和國外的更多些。

        表3 生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的收入差異 (單位:%)

        從消費天數(shù)來看,中低收入消費者在七天假期中基本在2天以內(nèi),中等收入主要在2~5天,高收入則基本在5天以上。即收入差異在一定程度上影響生態(tài)農(nóng)業(yè)消費天數(shù)(見表4)。

        表4 生態(tài)農(nóng)業(yè)消費假期類型的彈性(收入) (單位:%)

        2 彈性消費的約束函數(shù)

        本文首先假設(shè)經(jīng)濟社會存在N種生態(tài)農(nóng)業(yè)商品及N種時間安排,通過向量的形式把生態(tài)農(nóng)業(yè)商品向量X和時間向量T表述為:

        假設(shè)人們可以把生態(tài)農(nóng)業(yè)商品X在時間T內(nèi)進行一般性的生產(chǎn)活動,這里一般性生產(chǎn)活動用向量E表示,生產(chǎn)函數(shù)的形式用F表示:

        上述生產(chǎn)函數(shù)滿足一階導(dǎo)數(shù)大于0,二階導(dǎo)數(shù)小于0:

        消費者從N種生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品消費中獲取的效用可以用U來表示:

        且上述效用函數(shù)滿足以下條件:

        此時人們面臨的約束條件包括收入和時間兩種,即效用最大化需要在以下條件下才能得到滿足:

        其中P表示生態(tài)農(nóng)業(yè)商品的價格,x表示生態(tài)農(nóng)業(yè)商品的消費數(shù)量,I表示人們的收入,T表示人們的時間總量,對生態(tài)農(nóng)業(yè)商品消費效用進行最大化求解:

        本文使用生態(tài)農(nóng)業(yè)的消費彈性ex和時間彈性et構(gòu)建拉格朗日函數(shù):

        對上述生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的拉格朗日函數(shù)進行Kuhn-Tucker求解可得:

        根據(jù)上述公式很容易求出生態(tài)農(nóng)業(yè)效用最大化的均衡解:

        3 不同約束條件下的彈性消費選擇

        3.1 時間約束下的彈性消費選擇

        為了分析方便,本文假設(shè)消費者只消費兩種生態(tài)農(nóng)業(yè)商品,當(dāng)收入較為寬裕時即收入對消費者的預(yù)算約束較弱,此時時間成為生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的重要約束條件,用公式表述為:

        在上述約束條件下生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的最大化形式可以表述為:

        上述最大化形式需要滿足以下最優(yōu)選擇條件:

        上述公式表明,當(dāng)收入對生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的約束放松時,時間的邊際效用相等是生態(tài)農(nóng)業(yè)效用最大化的條件。這是生產(chǎn)函數(shù)F和生態(tài)農(nóng)業(yè)商品價格P的變化是影響效用最大化的動態(tài)因素:

        上述公式中生態(tài)農(nóng)業(yè)消費量x的均衡解中不包含價格P,即此種情況下,消費者的效用最大化主要受時間的約束,和生態(tài)農(nóng)業(yè)商品的價格沒有關(guān)系。為了更清晰地表述上述關(guān)系,本文通過圖形方式描述。假設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品每單位的消費量為ai,時間的消費量為bi,則對生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的消費總量x和時間總量t可以表述為:

        這里依然假設(shè)消費的生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品種類為2,其效用最大化的約束條件為:

        將這種關(guān)系表述在圖形中(見圖1),其中橫坐標(biāo)為E1,縱坐標(biāo)為E2,時間約束T用BC曲線表示,收入約束I用AD曲線表示,根據(jù)假設(shè)收入曲線AD在時間曲線BC的上方,效用最大化時時間約束曲線BC和效用曲線U相切于M點,M點所對應(yīng)的生態(tài)農(nóng)業(yè)商品的數(shù)量即是消費者效用最大化時的消費量。如果生態(tài)農(nóng)業(yè)商品的價格發(fā)生變化,收入曲線AD的斜率將會發(fā)生變化,但是只要AD曲線在BC曲線的下方,時間就是影響生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的唯一因素。

        圖1 生態(tài)農(nóng)業(yè)商品效用最大化

        為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L的精神文化生活的需求,并有效拉動經(jīng)濟增長,國家出臺各項政策措施規(guī)定法定假日,于是假期休閑旅游的人數(shù)逐年遞增。猛增的旅游人數(shù)使處于發(fā)展階段的農(nóng)業(yè)生態(tài)旅游景區(qū)不堪重負,服務(wù)質(zhì)量無法同步跟上,因消費者不滿意而出現(xiàn)的各種投訴事件時有發(fā)生。

        圖2 假期延長時生態(tài)農(nóng)業(yè)商品效用最大化

        當(dāng)人們的假期時間延長時,時間約束對生態(tài)農(nóng)業(yè)消費效用最大化的影響將會變?nèi)酰ㄒ妶D2),此時時間約束曲線從原來的T向右移動到T′,生態(tài)農(nóng)業(yè)商品的最優(yōu)化消費點也從原來的M移動到M′,從圖2可以看出假期的延長使兩種生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的消費量都增加,即:

        所以在生態(tài)農(nóng)業(yè)商品價格不發(fā)生變化時,消費者的支出額將會增加:

        3.2 收入約束下的彈性消費選擇

        上文分析了收入較為寬裕時,時間作為主要約束條件的彈性消費選擇行為,按照同樣的思路對時間較為寬裕時,收入作為主要約束條件的彈性消費選擇問題,具體推導(dǎo)過程與上文相同,這里不再贅述,見圖3和圖4。圖3和圖1的區(qū)別在于,圖1中BC為時間約束T,AD為收入I,收入I遠大于時間T,所以收入對消費者的消費選擇沒有約束,只是相對較低的曲線T對消費者的消費選擇有影響,而圖3中BC為收入約束I,AD為時間T,時間T遠大于收入I,所以時間對消費者的消費選擇沒有約束,只是相對較低的曲線I對消費者的消費選擇有影響。圖4和圖2的區(qū)別與圖3和圖1的區(qū)別類似,把圖2中的時間約束線換成收入約束線,收入約束線換成時間約束線即為圖4。

        圖3 生態(tài)農(nóng)業(yè)商品效用最大化

        圖4 收入增加時生態(tài)農(nóng)業(yè)商品效用最大化

        4 結(jié)果的檢驗

        利用前述的彈性因素統(tǒng)計數(shù)據(jù)作樣本,對上述兩個結(jié)論進行檢驗。從樣本數(shù)據(jù)的基本統(tǒng)計來看,目前收入對消費者進行生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的約束大大降低,所有家庭在七天假期均能支付生態(tài)農(nóng)業(yè)消費,只是不同收入層次的消費者所選擇的消費地點和消費天數(shù)有所差異。因此首先以時間作為主要約束條件進行實證研究。假期時間長度是影響高收入人群生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的重要因素,而且以后時間的約束性會越來越大,這與本文數(shù)量推導(dǎo)過程中的基本假設(shè)一致。考慮時間和收入兩大因素構(gòu)建計量模型,檢驗前述數(shù)量推導(dǎo)過程中時間彈性和收入彈性對生態(tài)農(nóng)業(yè)消費影響結(jié)果是否正確:

        其中Ct表示當(dāng)期的生態(tài)農(nóng)業(yè)消費,Ct-1表示滯后期的生態(tài)農(nóng)業(yè)消費,Yt表示消費者的人均收入,Ye表示消費者的收入彈性,Tt表示假期時間長度,Te表示消費者的時間彈性,D表示虛擬變量,如果屬于黃金周其值取1,否則其值取0。為了避免可能的異方差現(xiàn)象,部分變量取對數(shù)處理。

        以上公式為生態(tài)農(nóng)業(yè)彈性消費的估計結(jié)果,從估計結(jié)果可以看出擬合系數(shù)在90%以上,F(xiàn)統(tǒng)計量都大大超過了臨界值,表示檢驗?zāi)P偷目尚哦容^高。從公式中的估計結(jié)果可以看出,收入彈性的相關(guān)系數(shù)大于收入的相關(guān)系數(shù),時間彈性的相關(guān)系數(shù)大于時間的相關(guān)系數(shù),時間彈性的相關(guān)系數(shù)大于收入彈性的相關(guān)系數(shù),即時間彈性對生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的影響要大于收入彈性的影響,這個前述數(shù)理模型推導(dǎo)部分吻合。收入的絕對值對生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的影響相對較小,黃金周對生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的影響非常大,即黃金周假期是生態(tài)農(nóng)業(yè)消費旺季,也是拉動整個經(jīng)濟社會消費的重要時間段。

        同樣使用上述構(gòu)建的計量模型對中低收入群體進行實證檢驗,此時的樣本為中低收入群體,這部分因收入較低受收入約束的影響較大,測度結(jié)果為:

        從計算結(jié)果可以看出擬合系數(shù)R2為0.9746,表示擬合性非常好,F(xiàn)統(tǒng)計值為1428.42大大超過了臨界值,表示變量之間不存在共線性現(xiàn)象。從相關(guān)系數(shù)來看,收入和收入彈性的相關(guān)系數(shù)很大,收入的相關(guān)系數(shù)為0.7032,收入彈性的相關(guān)系數(shù)為0.7236,表示收入對中低收入群體的生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的影響較大。時間和時間彈性的相關(guān)系數(shù)相對較小,時間的相關(guān)系數(shù)為0.1132,時間彈性的相關(guān)系數(shù)為0.1328,表示中低收入群體時間相對充裕,時間不是影響其生態(tài)農(nóng)業(yè)消費選擇的重要因素。黃金周對生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的影響只有0.4543,小于高收入群體的0.7810這一數(shù)值??傮w來看收入和收入彈性的相關(guān)系數(shù)均顯著大于時間和時間彈性的相關(guān)系數(shù),表示收入對中低收入全體的生態(tài)農(nóng)業(yè)消費選擇影響較大,時間對中低收入群體的生態(tài)農(nóng)業(yè)消費選擇的影響相對較小。

        5 總結(jié)

        生態(tài)農(nóng)業(yè)消費作為我國第三產(chǎn)業(yè)中非常具有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N,有望成為拉動地區(qū)經(jīng)濟增長的新的重要力量。本文分析了收入和時間對我國生態(tài)農(nóng)業(yè)消費的影響及區(qū)域差異,通過構(gòu)建計量模型進行實證檢驗,得出以下主要結(jié)論:(1)對于高收入群體來說,時間彈性對生態(tài)農(nóng)業(yè)消費選擇的影響要大于收入彈性的影響,收入的絕對值對生態(tài)農(nóng)業(yè)消費選擇的影響相對較小,黃金周對生態(tài)農(nóng)業(yè)旅游消費的影響非常大。收入彈性的相關(guān)系數(shù)大于收入的相關(guān)系數(shù),時間彈性的相關(guān)系數(shù)大于收入彈性的相關(guān)系數(shù)。(2)對于中低收入群體來說,收入彈性對生態(tài)農(nóng)業(yè)消費選擇的影響要大于時間彈性的影響,時間的絕對值對生態(tài)農(nóng)業(yè)消費選擇的影響相對較小,黃金周對生態(tài)農(nóng)業(yè)旅游消費的影響也相對較小。收入彈性的相關(guān)系數(shù)大于時間彈性的相關(guān)系數(shù),收入絕對值的相關(guān)系數(shù)大于時間絕對值的相關(guān)系數(shù)。(3)3天假期是鄰省生態(tài)農(nóng)業(yè)旅游消費增加最快即彈性消費最大的時間段,5天假期是外省和境外生態(tài)農(nóng)業(yè)旅游消費增加最快即彈性消費最大的時間段,1~2天和7天及以上的生態(tài)農(nóng)業(yè)旅游彈性較小。

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