田明華, 唐 瑩, 胡田琦, 陳姝橦, 馬穎穎, 趙怡菲

(1.北京林業(yè)大學 經(jīng)濟管理學院, 北京 100083; 2.海南海控國際貿(mào)易有限責任公司金屬礦產(chǎn)部, ?？?570100;3.江蘇省無錫技師學院 現(xiàn)代服務系, 江蘇 無錫 214100)

造紙工業(yè)技術、資金、資源、能源相對密集,具有典型的大工業(yè)生產(chǎn)特征,產(chǎn)業(yè)關聯(lián)度較大,涉及林業(yè)、化工、出版、包裝、印刷、機械制造和環(huán)境保護等諸多產(chǎn)業(yè),是國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)。紙及紙板的生產(chǎn)消費水平還是衡量一個國家現(xiàn)代化水平和文明程度的標志[1]。經(jīng)過多年發(fā)展,中國已經(jīng)成為世界紙及紙板生產(chǎn)第一大國和消費第一大國,但同時也是進口第一大國,出口僅位列第七,2020年中國紙及紙板生產(chǎn)、消費、進口、出口分別占世界的28.21%、30.10%、11.03%、4.22%[2]。尤其中國的人均紙及紙板消費量還處于較低水平,2020年84 kg/人,相較發(fā)達國家差距很大,如歐洲為115 kg/人(其中德國為216 kg/人、法國為117 kg/人、英國為106 kg/人)、美國為192 kg/人、加拿大為133 kg/人、日本為173 kg/人、韓國為203 kg/人[2],甚至不如馬來西亞的91 kg/人[2]。根據(jù)UN Comtrade數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)計算,近年來中國紙和紙板貿(mào)易競爭力指數(shù)(index of trade competitiveness,TC指數(shù))、顯性比較優(yōu)勢指數(shù)(index of reveal comparative advantage,RCA指數(shù))均不斷下降,2021年分別為-0.04<0、0.42<1,在2021年紙和紙板出口前十名出口國中,TC指數(shù)僅高于意大利,低于平均的0.31,遠低于芬蘭的0.90,RCA指數(shù)則居末位,低于平均的0.31,遠低于芬蘭的17.10。

加快構(gòu)建以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)展格局,是中國“十四五”時期的經(jīng)濟發(fā)展指導方針[3],“堅持擴大內(nèi)需這個戰(zhàn)略基點”“形成強大國內(nèi)市場”“強化國內(nèi)大循環(huán)的主導作用”[3]是構(gòu)建雙循環(huán)新發(fā)展格局的重要內(nèi)容。因此,中國造紙工業(yè)應緊緊抓住位居世界第一的國內(nèi)紙及紙板消費市場,“立足國內(nèi)大循環(huán)”并“依托我國超大規(guī)模市場優(yōu)勢”[3]實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展,進而利用提高的國際競爭力,促進國際循環(huán)。這樣,洞察國內(nèi)紙及紙板市場的消費需求影響因素,掌握國內(nèi)紙及紙板消費需求發(fā)展趨勢,就成為必須首先要解決的問題。

1 相關研究

作為一種重要的木質(zhì)林產(chǎn)品,紙及紙板需求預測常見于木材需求預測中。例如,采用歐洲的面板數(shù)據(jù)應用經(jīng)典需求模型分析紙制品、鋸材和人造板消費,發(fā)現(xiàn)消費水平取決于國家實際GDP和實際價格[4];基于多重線性雙對數(shù)模型的分析表明,進口價格和收入是希臘人造板和紙張需求的最重要影響因素[5];基于中國林業(yè)產(chǎn)業(yè)預警模型的木材供需仿真研究,分析不同GDP增長率下紙及紙板需求[6]。國內(nèi)外對于紙及紙板的需求預測研究不多。例如,采用因果關系預測方法和時間序列外推預測方法對中國紙及紙板需求量進行預測[7];運用多元線性回歸模型研究中國紙及紙板消費量與人口、GDP之間的關系并進行預測[8];利用加權(quán)平均指數(shù),考慮了GDP、投資量和實際消費量等變量預測中國紙及紙板的需求[9];用自相關誤差回歸的方法檢驗城市化、人口、經(jīng)濟增長對中國紙制品消費的影響并進行仿真預測[10];在不同的人口、GDP和人均紙及紙板需求情境下,分析經(jīng)濟增長與紙及紙板消費的關系,估計10個亞洲國家2050年的紙及紙板需求和紙漿材需求[11];用回歸法預測中國“十二五”和“十三五”時期紙漿和紙及紙板的市場需求量[12]。

可以發(fā)現(xiàn),近年來對于中國紙及紙板消費影響因素和需求預測的研究非常少,單項研究中所使用的計量模型比較單一,考慮的影響因素比較少,其中對于GDP、價格、人口因素對紙及紙板需求的影響基本能夠達成一致結(jié)論;多進行總量需求預測,并沒有分紙種研究。本文考慮多種影響因素,采用灰色關聯(lián)分析,探究中國紙及紙板消費主要影響因素,并細化到各紙種;使用多種計量模型進行需求預測,通過分析和對比,確定中國紙及紙板和各紙種需求發(fā)展趨勢。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 研究方法

2.1.1 灰色關聯(lián)分析

灰色關聯(lián)分析(grey relation analysis,GRA)是灰色系統(tǒng)理論中衡量某個數(shù)據(jù)序列受其他數(shù)據(jù)序列影響的相對強弱的一種方法,核心是計算數(shù)據(jù)序列之間的灰色關聯(lián)度。步驟為:①進行標準化處理消除量綱影響;②計算比較數(shù)列對參考數(shù)列在不同時期的關聯(lián)系數(shù);③計算比較數(shù)列對參考數(shù)列的灰色關聯(lián)度。GRA對樣本量多與少和樣本是否規(guī)律都適用[13],廣泛應用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、經(jīng)濟、管理等領域[14]。利用GRA可以發(fā)現(xiàn)影響紙及紙板消費的主要影響因素。

2.1.2 灰色模型GM(1,1)

灰色模型(grey model,GM)是基于灰色系統(tǒng)理論形成的預測模型,主要適用于某個主導因素的特征組合和預測[15],是解決小樣本預測問題的有效方法[16],普遍應用于人口預測、旅游需求預測、災變預測等方面,基礎模型記為GM(1,1)。GM(1,1)步驟為:①模型構(gòu)建前的檢驗。通過序列的級比值的大小和所屬區(qū)間判斷是否滿足級比檢驗的條件,若不滿足,對序列通過平移轉(zhuǎn)換,使轉(zhuǎn)換后的序列滿足級比檢驗。②建模。對原始序列進行一次累加運算(1-AGO,accumulated generation operation),然后求解一階常微分方程得到時間響應方程,得到一次累加序列的擬合值,再進行累減運算得出原始序列的擬合值。③精度檢驗。包括后驗差檢驗和殘差檢驗。④模型預測。利用GM(1,1)可以直接預測紙及紙板消費需求,也可用來對相關影響變量進行預測。

2.1.3 差分自回歸移動平均模型

差分自回歸移動平均模型(autoregressive integrated moving average model,ARIMA)模型的基本思想是利用數(shù)據(jù)本身的歷史信息來預測未來,是最常見的一種時間序列預測模型[17],在很多時間序列預測問題中都有很好的表現(xiàn)。ARIMA主要由自回歸模型[autoregressive model,記作AR(p)]、差分過程[difference function,記作I(d)]和移動平均模型[moving average model,記作MA(q)]三部分構(gòu)成,記作ARIMA(p,d,q),步驟為:①序列平穩(wěn)性檢驗。使用ADF檢驗,若原序列非平穩(wěn),差分后再進行ADF檢驗,確定差分次數(shù)d;②模型識別與定階。根據(jù)平穩(wěn)序列自相關函數(shù)(autocorrelation function,ACF)圖和偏自相關函數(shù)(partial autocorrelation function,PACF)圖的拖尾截尾情況初步選擇參數(shù),比較赤池信息標準(Akaike information criterion,AIC)、貝葉斯信息標準(Bayesian information criterion,BIC)值,確定自回歸項數(shù)p,移動平均項數(shù)q;③模型檢驗,Q統(tǒng)計量檢驗模型殘差是否為白噪聲;④利用模型對原序列進行預測。利用ARIMA可以直接預測紙及紙板消費需求,也可用來對相關影響變量進行預測。

2.1.4 多元回歸分析

多元回歸分析(multiple regression analysis,MRA)可以確定自變量和因變量之間的定量關系并進行相應的預測,適用于因變量受多因素綜合影響時使用[18]。利用MRA預測紙及紙板消費需求的步驟為:①根據(jù)灰色關聯(lián)度排序結(jié)果,采用逐步回歸方法尋找最優(yōu)的多元線性回歸方程,使用最小二乘法求解參數(shù),確定自變量;②運用ARIMA或者GM(1,1)對所選擇的自變量進行預測;③選擇自變量預測誤差較小的模型結(jié)果代入多元線性回歸方程,得出需求預測結(jié)果。

最終,對比和評價GM(1,1)、ARIMA、MRA三種模型預測結(jié)果,確定紙及紙板消費需求的預測值。

2.2 數(shù)據(jù)來源

根據(jù)消費量=產(chǎn)量+進口量-出口量,計算紙及紙板以及各紙種的國內(nèi)市場消費需求規(guī)模,根據(jù)進口價格=進口額/進口量,計算平均進口價格,涉及數(shù)據(jù)與紙漿產(chǎn)量數(shù)據(jù)來自歷年《中國造紙工業(yè)年鑒》《中國造紙工業(yè)年度報告》;人均GDP、居民人均可支配收入、第三產(chǎn)業(yè)占比、年末總?cè)丝?、城?zhèn)人口占比、女性人口占比、社會消費品零售總額、網(wǎng)絡購物零售額數(shù)據(jù)來自歷年《中國統(tǒng)計年鑒》;互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)人數(shù)數(shù)據(jù)來自中國互聯(lián)網(wǎng)絡信息中心。

3 中國紙及紙板消費影響因素分析

3.1 定性分析

3.1.1 整體影響因素分析

已有研究證實經(jīng)濟發(fā)展規(guī)模會一定程度上影響消費需求。由于GDP=人均GDP×人口數(shù)量,這樣,經(jīng)濟規(guī)模就分解為人口規(guī)模與反映經(jīng)濟發(fā)展水平的人均GDP。顯然,人口規(guī)模決定了消費者數(shù)量,人口規(guī)模越大,消費需求越大;人均GDP越高,一般消費需求越高。

許多經(jīng)濟學家將收入增加視為影響居民消費需求增加的首要驅(qū)動力。收入水平?jīng)Q定消費者的購買能力,是消費需求形成的前提,影響和制約著消費需求總量和結(jié)構(gòu)變動,也會影響居民消費傾向。對于一般商品而言,收入提高會引發(fā)商品消費量增加,但對于紙及紙板不一定如此。例如,隨著科技進步,信息化數(shù)字化快速發(fā)展,加上人們環(huán)保意識普遍增強,無紙化辦公和學習風潮興起,收入增加時人們可能購買數(shù)碼產(chǎn)品代替書寫紙、印刷紙的作用,因此收入水平提高對于紙及紙板需求的影響具有不確定性。

城鎮(zhèn)化發(fā)展可以為經(jīng)濟社會發(fā)展提供強大動力,并且城市化水平與人們的生活習慣、消費水平、意識和偏好密切相關,因而也是影響紙及紙板消費需求的因素。城市化水平一般用城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诘谋壤闯鞘谢蕘肀硎?因此城市化水平也一定程度上反映人口結(jié)構(gòu)的影響。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是推動經(jīng)濟發(fā)展的因素之一,決定消費結(jié)構(gòu)。伴隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級,信息化和工業(yè)化深入結(jié)合,以及可持續(xù)發(fā)展等政策實施,不同經(jīng)濟部門對紙及紙板的需求將會受到影響。

供給影響著消費需求。若上游原料端的紙漿供應不足,價格上漲,會導致生產(chǎn)成本提高,通過價格傳導機制使得最終產(chǎn)品的價格上升,會降低需求。進口則可彌補國內(nèi)供給的不足,促進消費。產(chǎn)品價格對消費需求一般呈反向作用。在競爭比較充分的情況下,產(chǎn)品價格可以用進口價格表示。

綜上所述,將人均GDP、人口規(guī)模、人均可支配收入、城市化率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、紙漿產(chǎn)量、紙及紙板進口量、紙及紙板進口價格作為影響紙及紙板消費需求的考慮因素。

3.1.2 各紙種影響因素分析

文化用紙包括新聞紙、未涂布印刷書寫紙、涂布印刷紙。如今正處于信息化時代,在網(wǎng)絡發(fā)展和數(shù)字媒體沖擊下,新聞紙消費需求陷入衰退。無紙化辦公和學習的興起,對印刷紙市場造成一定打擊,未涂布印刷書寫紙和涂布印刷紙的消費需求增長緩慢。因此,將信息化程度作為影響文化用紙消費需求的附加考慮因素。

包裝紙包括包裝用紙(牛皮紙、羊皮紙、玻璃紙等)以及用作包裝用途的白紙板、箱紙板、瓦楞原紙等,是中國紙及紙板消費占比最大的部分,合計占比超過60%。近年來網(wǎng)購消費模式興起,因此將電商發(fā)展程度作為影響包裝紙消費需求的附加考慮因素。

生活用紙剛需性特征明顯。隨著城市化進程加快、收入水平提高,生活用紙消費顯著增長。由于特殊生理原因,女性對生活用紙的消耗往往大于男性,將女性人口比例作為影響生活用紙消費需求的附加考慮因素。

特種紙及紙板市場近年來不斷保持增長態(tài)勢。特種紙及紙板具有品種多、市場規(guī)模小、技術含量高的特點,其產(chǎn)品細分市場很多,應用于多個領域中,因此將上述所有提及的因素(女性人口比例除外)納入特種紙及紙板消費影響因素范圍內(nèi)。

3.2 灰色關聯(lián)分析

紙及紙板消費需求受到多因素的綜合影響,這些因素之間的關系錯綜復雜,互相關聯(lián),呈現(xiàn)“不確定”的灰色特征?；疑P聯(lián)度分析適用性廣,不受樣本量、是否為線性關系影響,因此借用灰色關聯(lián)度對中國紙及紙板消費需求的影響因素進行探究。

根據(jù)前述分析,將紙及紙板以及各紙種消費量作為參考序列,選擇8～10個指標作為灰色關聯(lián)分析的比較序列,如表1所示。其中,紙及紙板消費量的比較序列為x1～x8,文化用紙增加比較序列x10,包裝紙增加比較序列x11,生活用紙增加比較序列x9,特種紙及紙板增加比較序列x10、x11。

表1 灰色關聯(lián)分析指標選擇

3.2.1 中國紙及紙板消費需求影響因素的灰色關聯(lián)度

灰色關聯(lián)度分析不要求大樣本量,選取2010-2020年的年數(shù)據(jù)進行測算。對于逆向指標取倒數(shù)正向化后再進行灰色關聯(lián)度測算。測算結(jié)果如表2所示。

表2 中國紙及紙板消費總量與各因素的灰色關聯(lián)度

由表2可知,所有因素關聯(lián)度均大于0.6,表明這些因素與中國紙及紙板消費需求均有關聯(lián),其中城市化率的灰色關聯(lián)度為0.970 1,排在第一位,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、紙漿產(chǎn)量和人口規(guī)模的灰色關聯(lián)度相差不大,均在0.9以上,是主要影響因素。

3.2.2 各類紙及紙板消費需求影響因素的灰色關聯(lián)度

分別以各類紙及紙板消費量為參考序列,所選取的影響因素的灰色關聯(lián)度測算結(jié)果如表3所示。

表3 中國各類紙及紙板消費量與各因素的灰色關聯(lián)度

由表3可知,各因素對不同紙種的影響并不相同。信息化程度是影響新聞紙消費最主要因素,可見網(wǎng)絡和數(shù)字媒體對紙媒的沖擊確實影響到了新聞紙消費需求,但對未涂布印刷書寫紙、涂布印刷紙影響相對較小,人口規(guī)模對這兩者的影響比較大,尤其是未涂布印刷書寫紙?？梢园l(fā)現(xiàn),影響生活用紙消費的各因素的灰色關聯(lián)度差別不大,與人口因素相關的人均可支配收入、人口規(guī)模、城市人口比例(城市化率)、女性比例顯然有不可忽視的影響。各類包裝紙的影響因素的灰色關聯(lián)度結(jié)果的相似程度很高,一是普遍受到各因素的影響;二是相對其他紙種,供給因素影響比較突出,原料供給、進口、價格等的灰色關聯(lián)度均在0.9以上;三是電商發(fā)展程度的灰色關聯(lián)度大于0.6,顯示網(wǎng)購對包裝紙消費確有一定推動作用。特種紙及紙板與各因素的灰色關聯(lián)度都很高,除了電商發(fā)展程度外的其他因素的灰色關聯(lián)度基本在0.9以上,尤其受到信息化程度的重要影響,這與很多特種紙及紙板品種主要服務于電子信息業(yè)密切相關。

4 中國紙及紙板消費需求預測

4.1 整體需求預測

4.1.1 MRA模型預測

選擇2005-2020年年度數(shù)據(jù)建立MRA模型,根據(jù)灰色關聯(lián)度的結(jié)果,逐步剔除因子,排除多重共線性后,最優(yōu)MRA模型結(jié)果如表4所示。

表4 中國紙及紙板消費MRA模型回歸結(jié)果

首先使用ARIMA與GM(1,1)模型對自變量城鎮(zhèn)化率和紙漿產(chǎn)量的時間序列進行預測。GM(1,1)模型中城市化率和紙漿產(chǎn)量的后驗差比值C值為0.005和0.331,模型精度高;模型平均相對誤差為0.709%和7.359%,擬合效果良好。相比ARIMA模型,GM(1,1)模型預測精度高,趨勢擬合度比較好,因此選用GM(1,1)模型對城鎮(zhèn)化率和紙漿產(chǎn)量的時間序列進行預測。其次,代入表4得到的最優(yōu)MRA模型(x0=-3 620.162+0.687x4+151.653x6)預測2021-2025年中國紙及紙板消費需求(表5)。

表5 中國紙及紙板需求MRA模型預測結(jié)果

由表5可知,2021-2025年中國紙及紙板消費需求保持良好的增長勢頭,年均增長率為2.76%,與2016-2020年實際年均增長率2.70%相差不大。

4.1.2 ARIMA與GM(1,1)模型預測

由于ARIMA與GM(1,1)模型均是直接使用單個時間序列建模,且GM(1,1)模型適用小樣本數(shù)據(jù),為了使兩個模型更好對比,均選擇2010-2020的年度數(shù)據(jù)。利用紙及紙板消費量建立的ARIMA(0,1,1)模型,通過了Q檢驗,即殘差為白噪聲,且模型擬合優(yōu)度高為0.96,預測2021-2025年中國紙及紙板需求年均增長率為2.15%。GM(1,1)模型的后驗差比C為0.168,平均相對誤差為1.966%,模型精度高,擬合效果好,預測2021-2025年中國紙及紙板需求年均增長率為0.71%。預測結(jié)果如表6所示。

表6 中國紙及紙板需求ARIMA與GM(1,1)模型預測結(jié)果

綜上所述,ARIMA模型與MRA模型的預測結(jié)果更為相近。根據(jù)最新的《中國造紙工業(yè)2021年度報告》,2021年、2022年中國紙及紙板消費量為12 648萬t、12 403萬t,雖然存在小幅波動,但整體與MRA、ARIMA模型2021、2022年預測結(jié)果比較接近。因此,采用MRA、ARIMA模型預測結(jié)果,預計2021-2025年中國紙及紙板需求年均增長率為2.15%～2.76%,2025年中國紙及紙板需求為13 154.0萬～13 552.7萬t。

4.2 各紙種需求預測

采用類似方法對各紙種進行預測,其中MRA模型對新聞紙、白紙板、箱紙板、瓦楞原紙、特種紙及紙板消費擬合和預測效果較好,在此分別給出它們的最優(yōu)MRA模型x0=487.401-0.032x3+0.007x10,x0=1 900.303+0.021x3-42.427x5+0.163x6-0.197x8,x0=-1 094.277+24.848x4+0.354x6-0.714x8,x0=-846.949-0.029x1+0.082x3+0.323x6+0.625x7,x0=109.706+0.003x1-0.046x8;ARIMA模型對未涂布印刷書寫紙、涂布印刷紙、包裝用紙、白紙板、瓦楞原紙、生活用紙消費擬合和預測效果較好;GM(1,1)模型對新聞紙、未涂布印刷書寫紙、涂布印刷紙、包裝用紙、箱紙板、生活用紙、特種紙及紙板消費擬合和預測效果較好。在此不再逐一展示各紙種消費擬合和需求預測過程。通過模型選優(yōu),可以得到各紙種2025年需求量預測值和2021-2025年年均增長率的變動區(qū)間(表7)。

表7 各紙種需求的綜合預測結(jié)果

5 結(jié)論

利用灰色關聯(lián)度測算分析影響中國紙及紙板和各紙種消費的因素。研究發(fā)現(xiàn),中國紙及紙板消費受到多方面因素的影響,其中城市化率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、紙漿產(chǎn)量和人口規(guī)模是主要影響因素。各紙種消費影響因素存在較大差異。文化用紙中,信息化程度是影響新聞紙消費最主要因素,未涂布印刷書寫紙和涂布印刷書寫紙需求影響因素及其程度相似,人口規(guī)模的影響比較大。影響生活用紙消費的各因素的影響程度差別不大,與人口因素相關的人均可支配收入、人口規(guī)模、城市人口比例、女性比例有不可忽視的影響。包裝紙中各紙種普遍受到各因素的影響,相對其他紙種,供給因素影響比較突出,電商發(fā)展程度也有影響。特種紙及紙板受各因素的影響均較大,尤其受到信息化程度的影響。

綜合運用多元線性回歸模型、差分自回歸移動平均模型和灰色模型GM(1,1)對中國紙及紙板和各紙種進行消費擬合和需求預測。預計2021-2025年,中國紙及紙板需求年均增長率為2.15%～2.76%,2025年可達1.32億～1.36億t。各紙種需求年均增長率的差別較大,預測新聞紙為-15.42%～-12.83%,未涂布印刷紙為0.64%～0.70%,涂布印刷紙為-0.62%～0.28%;包裝用紙為0.38%～1.38%,白紙板為2.76%～6.71%,箱紙板為1.36%～4.30%,瓦楞原紙為3.14%～4.78%;生活用紙為3.37%～4.46%,特種紙及紙板為4.86%～11.06%。

中國紙及紙板和各紙種消費受到各因素的影響不同,造紙企業(yè)應及時關注所生產(chǎn)紙種主要影響因素的變化,可以根據(jù)中國紙及紙板和各紙種消費需求變化趨勢,及時調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),適應消費需求的變化。