靳開元

（南京財經(jīng)大學(xué) 經(jīng)濟學(xué)院，江蘇 南京 210023）

一、研究背景

自2018年美國單方面宣布對華貿(mào)易制裁措施以來，美國徹底撕開偽裝，以美國優(yōu)先為口號，憑借美元與石油霸權(quán)，在世界范圍內(nèi)頻頻采取長臂管轄和單邊制裁的措施，使世界多邊貿(mào)易架構(gòu)遭到巨大破壞，多邊主義遭遇空前威脅。為應(yīng)對美國對中國的經(jīng)濟貿(mào)易圍堵，通過中國的不懈努力，《區(qū)域全面經(jīng)濟伙伴關(guān)系協(xié)定（RCEP）》于2020年11月正式簽訂，世界范圍內(nèi)人口含量最多、經(jīng)濟規(guī)模最大的自由貿(mào)易協(xié)定（free trade agreement，F(xiàn)TA）正式成型，這是區(qū)域性FTA在當(dāng)今世界的又一次成功的應(yīng)用。

自20世紀(jì)90年代以來，區(qū)域性FTA就以靈活、高效的特點，在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。而在RECP簽成后，區(qū)域經(jīng)濟一體化特征越發(fā)清晰，代表美洲的北美自由貿(mào)易區(qū)（NAFTA）、代表歐洲的歐盟（EU）以及代表亞洲的《區(qū)域全面經(jīng)濟伙伴關(guān)系協(xié)定（RCEP）》標(biāo)志著各個大洲都進(jìn)行了不同程度的經(jīng)濟一體化整合。在這樣的背景下，RCEP的簽訂無疑會對中國的經(jīng)濟、政治等多層面產(chǎn)生重大影響。本文通過對區(qū)域性FTA對雙邊貿(mào)易流量影響的量化分析，不僅有利于為現(xiàn)有FTA戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn)提供政策性建議，同時可以在當(dāng)前的不利環(huán)境中，尋找中國特色的破局方案，具有重要的實踐意義。

盡管有大量的文獻(xiàn)對FTA與GDP、貿(mào)易流量等宏觀經(jīng)濟指標(biāo)之間的關(guān)系進(jìn)行了考察。但是在大多數(shù)文獻(xiàn)中，在將FTA作為解釋變量考察貿(mào)易效應(yīng)時，通常是簡單作為二元虛擬變量來進(jìn)行分析，這暗含著FTA完全同質(zhì)的假設(shè)，與現(xiàn)實世界完全不符。本文放棄了對FTA同質(zhì)性的假設(shè)，重點關(guān)注FTA的異質(zhì)性對雙邊貿(mào)易成本的影響。而在研究FTA異質(zhì)性的貿(mào)易效應(yīng)文獻(xiàn)中，絕大多數(shù)研究將衡量FTA深度的高維稀疏特征分為WTO+和WTO-X兩類。通過分類求和計算總分的方式將高維數(shù)據(jù)壓縮為低維數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)應(yīng)用于引力模型中。這樣的研究方法使得FTA深度數(shù)據(jù)所包含的信息并沒有被充分挖掘，同時引力模型將數(shù)據(jù)之間的關(guān)系固定為線性關(guān)系。本文選擇被廣泛應(yīng)用于高維數(shù)據(jù)處理的機器學(xué)習(xí)模型，挖掘FTA深度指標(biāo)數(shù)據(jù)的內(nèi)在信息，豐富了該領(lǐng)域的模型應(yīng)用方法。

在FTA異質(zhì)性指標(biāo)確定上，本文采用Hofmann（2017）的深度一體化測算方法，將協(xié)定文本所包含的條款劃分為52個政策領(lǐng)域，在這些條款分類基礎(chǔ)上，根據(jù)協(xié)定文本內(nèi)容進(jìn)行深度衡量。同時，將各條款分類為18項核心條款（core）和6項關(guān)稅減讓條款（traffic）。其中核心條款是在貿(mào)易協(xié)定中出現(xiàn)頻率較高的條款，屬于貿(mào)易談判的基本議題；關(guān)稅減讓條款為與關(guān)稅減讓相關(guān)的條款。

二、文獻(xiàn)綜述

自由貿(mào)易協(xié)定的貿(mào)易效應(yīng)一直是備受關(guān)注的研究領(lǐng)域。早期研究關(guān)注FTA對雙邊貿(mào)易流量的影響多是將FTA做同質(zhì)化處理。對自由貿(mào)易協(xié)定異質(zhì)性的研究最早在1996年，Lawrence首次提出了深度一體化（也稱“邊界一體化”）的概念，本質(zhì)上是為確保國際分工的順利進(jìn)行①。東艷等指出，“深度”是通過深層次的貿(mào)易政策來協(xié)調(diào)整合各區(qū)域市場②。

在對FTA異質(zhì)性衡量指標(biāo)的設(shè)定上，Horn等對美國和歐盟的FTA文本進(jìn)行分析，對FTA條款進(jìn)行分類賦值，并進(jìn)行了描述性統(tǒng)計分析③。Hofmann等則使用該方法對WTO的RTA條款數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了更新，對2015年截止的279份區(qū)域貿(mào)易協(xié)定進(jìn)行了分析，同時提供了可供公開下載的RTA條款數(shù)據(jù)庫④。在FTA異質(zhì)性的貿(mào)易效應(yīng)研究中，高疆和盛斌發(fā)現(xiàn)，短期內(nèi)具備法律執(zhí)行率的“約束力”指標(biāo)的促進(jìn)作用強于僅僅提及條款的“覆蓋力”指標(biāo)，隨著生效時間的延長，二者的影響差異逐漸縮小⑤。鐵瑛等發(fā)現(xiàn)，相較于“北-北”國家對，國家對保有深度FTA數(shù)量差異的負(fù)面影響在“南-北”國家對中會受到明顯削弱⑥。

在貿(mào)易流量的影響因素方面，蘇劍發(fā)現(xiàn)語言距離可以在多個層面影響貿(mào)易流量⑦。張曉欽等的研究表明，經(jīng)濟制度與貿(mào)易流量顯著正相關(guān)，是國際貿(mào)易的重要影響因素⑧。呂延方等發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟規(guī)模對貿(mào)易流量有顯著正向影響，地理距離則產(chǎn)生顯著負(fù)向影響⑨。本文通過運用Hofmann衡量FTA條款異質(zhì)化的度量方法及數(shù)據(jù)庫，將貿(mào)易雙方的地理距離、GDP、官方語言等作為影響因素，運用機器學(xué)習(xí)模型對FTA生效后的雙邊貿(mào)易流量進(jìn)行建模，分析結(jié)果揭示了FTA條款的異質(zhì)性對協(xié)定簽署國之間貿(mào)易的重要影響和機器學(xué)習(xí)模型在該領(lǐng)域的可用性。

三、變量設(shè)定與數(shù)據(jù)選取

（一）變量設(shè)定

本文選取變量對各國簽訂自由貿(mào)易協(xié)定后的雙邊貿(mào)易流量進(jìn)行建模與預(yù)測，模型的自變量與因變量設(shè)定如表1所示。

表1 自變量與因變量設(shè)定表1表中變量可能對應(yīng)于單邊特征或雙邊特征。對于單邊變量，存在于貿(mào)易國雙方，其中－o代表貿(mào)易起源國，-d代表貿(mào)易目的國。此處為簡潔，只顯示一方數(shù)據(jù)。

表中，貿(mào)易流量相關(guān)數(shù)據(jù)trade flow來源于UN Comtrade Database數(shù)據(jù)庫。貿(mào)易流量trade flow_o代表o國出口貿(mào)易流量，trade flow_d代表d國進(jìn)口貿(mào)易流量，這兩項數(shù)值可能因為國家間的統(tǒng)計方法不同而出現(xiàn)偏差。Trade flow comtrade rate代表過去三年的平均貿(mào)易增長率，具體計算公式如下：

Trade flow_comtrade_rate

其中：（1）地理因素數(shù)據(jù)distw、contig，人口數(shù)據(jù)pop來源于CEPII數(shù)據(jù)庫。distw代表大多數(shù)人口密集的城市之間的人口加權(quán)距離。（2）貿(mào)易協(xié)定類型數(shù)據(jù)type來源于World Bank數(shù)據(jù)庫。type數(shù)據(jù)具體可分為：A Free Trade Agreement(FTA)：自由貿(mào)易協(xié)定；A Customs Union(CU)：為關(guān)稅同盟；An Economic Integration Agreement(EIA)：經(jīng)濟一體化協(xié)定。（3）FTA深度一體化數(shù)據(jù)fta_depth來源于2017年的Hofmann “深層協(xié)定”數(shù)據(jù)庫，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了處理。本項數(shù)據(jù)均可分為“覆蓋力”數(shù)據(jù)和“約束力”數(shù)據(jù)。其中“覆蓋力”數(shù)據(jù)56項，“約束力”數(shù)據(jù)56項。核心條款數(shù)據(jù)、關(guān)稅減讓數(shù)據(jù)、WTO+數(shù)據(jù)、WTO-X數(shù)據(jù)是各自所包含的貿(mào)易政策議題得分的加總。

（二）數(shù)據(jù)選取與處理

本文選擇1990—2015年世界范圍內(nèi)簽訂并生效的區(qū)域性自由貿(mào)易協(xié)定、區(qū)域貿(mào)易協(xié)定的增補條約作為研究對象，即本文假定增補條約與新訂條約的效果相同。具體包括美洲的北美自由貿(mào)易協(xié)定（NAFTA），東盟自由貿(mào)易區(qū)協(xié)定（ASEAN free trade area），新型自由貿(mào)易區(qū)協(xié)定（SAFTA）以及歐盟增補條約（EU Enlargement）。為使得多國之間的貿(mào)易協(xié)定數(shù)據(jù)可以具體分析，本文通過將區(qū)域貿(mào)易協(xié)定中的多國數(shù)據(jù)兩兩拆分，將數(shù)據(jù)從多國層面處理為“國-國”層面，分別作為一條數(shù)據(jù)加入數(shù)據(jù)集之中。

此外，本文還對數(shù)據(jù)進(jìn)行了如下的細(xì)節(jié)處理：（1）對于兩國間同一時間生效的多個自由貿(mào)易協(xié)定，本文通過采取并集的方式處理所包含的FTA深度特征。（2）對于兩國間生效時間間隔小于三年的多個自由貿(mào)易協(xié)定，由于本文研究對象是協(xié)定生效三年內(nèi)的貿(mào)易流量，因此本文將之拆分為兩組數(shù)據(jù)：分別為單一協(xié)定生效時間數(shù)據(jù)和協(xié)定同時生效時間數(shù)據(jù)。對于單一生效時間數(shù)據(jù)，刪除多個協(xié)定同時生效后的貿(mào)易流量特征；對于協(xié)定同時生效時間數(shù)據(jù)，只保留多個協(xié)定同時生效后的貿(mào)易流量特征，同時通過取并集的方式處理所包含的FTA深度特征。

四、基于兩種機器學(xué)習(xí)模型的雙邊貿(mào)易流量分析與預(yù)測

區(qū)別于計量模型，機器學(xué)習(xí)模型的側(cè)重點不在于分析各個自變量對因變量的影響，而是將關(guān)注的重點放在模型預(yù)測的精確程度上。為了達(dá)到更高的預(yù)測精度，機器學(xué)習(xí)模型中各個自變量與因變量之間的關(guān)系是根據(jù)模型邏輯，由數(shù)據(jù)本身選擇，而不是事先人為設(shè)定的，因此機器學(xué)習(xí)模型多為黑箱模型。為研究貿(mào)易協(xié)定內(nèi)容對雙邊貿(mào)易流量影響的關(guān)系，本文分別采用了樹模型-極限梯度提升樹（XGBOOST）和線性模型-嶺回歸模型（Ridge）進(jìn)行訓(xùn)練與預(yù)測。在模型訓(xùn)練過程中，將原始數(shù)據(jù)分割為三部分，分別是訓(xùn)練集、驗證集和測試集。將訓(xùn)練集輸入模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練后的模型。使用驗證集的數(shù)據(jù)對訓(xùn)練的模型效果進(jìn)行評估，調(diào)整模型參數(shù)。用測試集中的數(shù)據(jù)比較、衡量模型的泛化效果。

（一）模型設(shè)定

XGBOOST是傳統(tǒng)的梯度提升算法的改進(jìn)算法，被認(rèn)為是在分類和回歸上都擁有超高性能的先進(jìn)評估器。在此基礎(chǔ)上建立回歸樹，對回歸樹每個樣本的預(yù)測結(jié)果是所有弱分類器上的葉子權(quán)重的直接求和：

嶺回歸是在普通OLS模型的代價函數(shù)上增加了L2正則項，具體代價函數(shù)公式如下：

其中，Xi為第i個自變量的名稱，λ為正則項系數(shù)。

（二）數(shù)據(jù)預(yù)處理

本文數(shù)據(jù)樣本共1982條，特征共138個。在將所有包含缺失值的樣本進(jìn)行刪除后，剩余樣本共1783條。其中貿(mào)易流量在一億美元以上的數(shù)據(jù)有1385條，貿(mào)易流量在十億美元以上的數(shù)據(jù)由555條。對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，減少特征的數(shù)量大小對模型的影響，提高運算速度。

（三）特征篩選

在建立模型前還需要對特征進(jìn)行篩選，以消除模型的過擬合傾向，提高模型的泛化能力。本文首先使用皮爾遜相關(guān)系數(shù)以及最大互信息對變量之間的線性關(guān)系以及非線性關(guān)系進(jìn)行篩選，分別找出這兩項排名前50的特征并將這些特征進(jìn)行合并，得到61項備選特征。其次，對被篩選出的61項特征使用正則項系數(shù)為1的Lasso模型進(jìn)行嵌入式特征選擇，進(jìn)行二次特征篩選后，最終得到55項特征。

（四）實證結(jié)果與分析

本文按照進(jìn)出口貿(mào)易流量的情況將數(shù)據(jù)劃分為無限制數(shù)據(jù)、貿(mào)易流量一億美元以上的數(shù)據(jù)以及貿(mào)易流量十億美元以上的數(shù)據(jù)。為比較線性模型與樹模型在該問題上的預(yù)測效果，本文分別采用了樹模型-極限梯度提升樹（XGBOOST）、線性模型-嶺回歸模型（Ridge）進(jìn)行訓(xùn)練與預(yù)測。表2報告了在各個期限上的模型在測試集上的實證效果。為平衡不同數(shù)量大小的數(shù)據(jù)的貢獻(xiàn)，本文選擇的模型評價指標(biāo)為平均絕對百分比誤差MAPE，計算公式如下：

從表2的結(jié)果來看，XGBOOST模型在預(yù)測效果上明顯優(yōu)于Ridge模型。在貿(mào)易流量不同的數(shù)據(jù)集上模型的表現(xiàn)有顯著性差異：對于貿(mào)易流量在10億美元以上的數(shù)據(jù)，無論是XGBOOST模型還是Ridge模型都得到了較好的結(jié)果；對于貿(mào)易流量在1億美元以上的數(shù)據(jù)，XGBOOST模型的預(yù)測效果一般。而Ridge模型預(yù)測效果較差，兩種模型的效果都有所下降。對于貿(mào)易流量無限制的數(shù)據(jù)，XGBOOST模型的效果很差，而Ridge模型變得不可信。

總的來說，模型對越靠近貿(mào)易協(xié)定生效年的數(shù)據(jù)預(yù)測效果越準(zhǔn)確，這是自然的。同時，模型對貿(mào)易量越大的數(shù)據(jù)集預(yù)測表現(xiàn)越好。這是因為越是產(chǎn)生大宗貿(mào)易的國家之間，貿(mào)易需求越穩(wěn)定，而小宗貿(mào)易存在很大的不確定性。

接下來，為體現(xiàn)FTA異質(zhì)性對雙邊貿(mào)易流量的影響，本文選用模型預(yù)測效果較好的XGBOOXT模型，在10億貿(mào)易流量以上的數(shù)據(jù)集上，對不含F(xiàn)TA深度特征的數(shù)據(jù)進(jìn)行了訓(xùn)練和預(yù)測，并與包含F(xiàn)TA深度特征的數(shù)據(jù)的預(yù)測效果進(jìn)行了比較，表3報告了測試集比較的結(jié)果。

表3 是否包含F(xiàn)TA深度特征的模型MAPE性能對比表

我們觀察表3可以發(fā)現(xiàn)，在各年期的貿(mào)易流量預(yù)測效果上，包含F(xiàn)TA深度特征的模型都普遍高于不包含F(xiàn)TA深度特征的模型，且差異明顯。因此可以得出結(jié)論，在模型訓(xùn)練中加入FTA深度特征可以明顯提高模型預(yù)測效果，F(xiàn)TA條款的異質(zhì)性對協(xié)定簽署國之間的貿(mào)易產(chǎn)生了重要影響。

本文研究了自由貿(mào)易協(xié)定（FTA）簽訂后，簽約國的貿(mào)易流量預(yù)測問題。分別采用樹模型XGBOOST與線性模型Ridge，選擇FTA文本條款的深度作為區(qū)別不同協(xié)議的核心特征，建立對于協(xié)議生效3年內(nèi)的雙邊貿(mào)易流量預(yù)測模型。實證結(jié)果顯示，樹模型XGBOOST在貿(mào)易流量預(yù)測上取得了較好結(jié)果，且FTA條款的異質(zhì)性對協(xié)定簽署國之間貿(mào)易產(chǎn)生了重要影響。在模型的預(yù)測效果上看，貿(mào)易流量越大，預(yù)測結(jié)果越精準(zhǔn)。對流量在十億美元以上貿(mào)易在協(xié)定生效第一年的預(yù)測，平均絕對百分比誤差約為0.077。

注釋：

①Lawrence R.5 1996,“Regionalism,Multilateralism and Deeper interation”,Washington DC:Brookings Institutuon,No.16426.

②東艷,馮雅江,邱薇.深度一體化:中國自由貿(mào)易區(qū)戰(zhàn)略的新趨勢[J].當(dāng)代亞太,2009(4):111-136.

③Horn H.and Mavroidis P.,“Sapir A.Beyond the WTO?An anatomy of EU and US preferrntial trade agreements”[J].The World Economy,2010,Vol.98(11),PP1565-1588.

④Hofmann C,Osnago A,Rute M..Horizontal Depth-A New Database on Content of Preferential Trade Agreements,World Bank Policy Research Working Paper,No,7981,2017.

⑤高疆,盛斌.貿(mào)易協(xié)定質(zhì)量會影響全球生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)嗎?[J].世界經(jīng)濟研究,2018(08):3-16+135.

⑥鐵瑛,黃建忠,徐美娜.第三方效應(yīng)、區(qū)域貿(mào)易協(xié)定深化與中國策略:基于協(xié)定條款異質(zhì)性的量化研究[J].經(jīng)濟研究,2021,56(01):155-171.

⑦蘇劍.語言距離影響國際貿(mào)易的理論機理與政策推演[J].學(xué)術(shù)月刊,2015(12).

⑧張曉欽,韓傳峰.中國-東盟自由貿(mào)易區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)濟制度與貿(mào)易流量的實證分析[J].系統(tǒng)工程,2016(01).

⑨呂延方,王冬.“一帶一路”有效實施:經(jīng)濟規(guī)模、地理與文化距離[J].經(jīng)濟學(xué)動態(tài),2017(04).