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实证研究干货专题五:调节效应解读与说明

 计量经济圈 2023-11-19 发布于浙江

上个专题就目前学界十分常用的中介效应模型的问题及适用范围进行了解读,详情可见实证研究干货专题四--中介效应解读与说明,除了中介效应外,调节效应也是实证研究论文中十分常见的使用方法,也可以作为机制分析的一种思路,详情可见实证研究干货专题二:机制分析的思路及视角,本专题就针对调节效应的适用方法和注意问题展开探讨

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01

认识调节效应:

因果推断中的调节效应

首先要明确我们在本节讨论的的调节效应,是指在研究因果关 系中而不是相关关系研究中,这可能将我们带入到交互效应的歧义中。因为交乘项的系数既可以反映两个变量之间的因果关系,也可以反映两个变量可能存在的相关关系,所以在因果推断中使用调节效应时,需要把握这个前提。

①调节效应的情形
调节效应通常有两种情况,第一种可以理解为对称效应,即交乘项中的两个变量具有相互影响,这两个变量之间可以相互解释,但我们一般不解释为他们互相调节,因为这很容易引起互为因果的歧义误导,这种对称效应一般用于解释两个变量在某个系统中的同等地位,或者是同时发生的作用,比如常见的二者作用相悖时可解释为替代效应,二者作用相互促进时可解释为协同效应、互补效应。当然,这种情形使用的前提是这二者首先可以相互影响,同时它们对最终因变量也能产生影响,日常中使用调节效应时往往是基于已有研究已经证明了这种因果关系,或者说这种因果关系是一种显而易见的公理,因此我们不必去额外验证。但如果这种前提没有得到一个充足的先验说明,那么在引入调节效应之前,我们需要对此进行一个必要的解释,使得逻辑链条闭合。
第二种情况可以理解为单边效应,即我们通常关心的核心自变量对因变量的影响过程中,受到一个外生调节变量的冲击,从而分析这种冲击带来的效果。这种情况下也需要注意既然调节变量能够影响自变量到因变量的过程,那么调节变量应该也能影响到因变量,还是如前面所说的,我们在使用调节效应时,需要注意调节变量对因变量的影响是存在的,如果没有文献和相关的理论支撑这一前提,则我们应该在实证分析中验证这一前提。

②调节效应的使用范围

调节效应的使用范围一般是包含上述分析的两种情况所适用的情形,包含因果关系中某个单一外部因素的干扰,或者是两个自变量之间的互相影响与相互地位关系,尤其是当研究问题中同时具有两个重要的自变量时,一般将两个自变量放在同一个模型中需要考虑这种相互关系。调节效应同时还广泛应用于机制分析和异质性讨论中,主要的使用依据是调节变量带来的差异影响。异质性分析中,我们可以采用虚拟变量作为调节变量,也可以采用连续的异质性变量作为调节变量,但说明的都是同一个问题,即调节变量作为异质性变量,其大小的变化会对核心的自变量对因变量的关系产生差异效果(这里需要注意的是,异质性变量为虚拟变量和连续变量的解释有所区别,虚拟变量是异质性特征定义为1时候与异质性特征定义为0的差分,这实际上是对比两组异质性特征的显著性差异;连续变量是异质性变量强度变化对结果产生的差异影响)。采用虚拟变量的调节变量进行异质性分析时,也是对分组检验异质性结果的组间显著性差异的检验,因此这里笔者推荐各位读者在异质性讨论时采用这种调节效应的做法会更加妥善,这不仅解决了验证组间显著性差异的问题(虚拟变量的交乘项显著),而且不会造成因样本变化导致的回归结果偏误,这一问题我们在下个专题(异质性分析的思路与视角)中会作详细分析。

机制分析中,采用调节效应的解释原理同异质性分析,即调节变量为机制变量时,我们对这一机制的解释是基于机制变量的变化带来的差异影响,相当于讨论自变量在不同大小的机制变量中对因变量的影响变化,这与采用异质性解读自变量对因变量的作用机制是同一原理,即当机制变量高或者低时,自变量对因变量的影响更加显著了,则我们可以解释为自变量通过(调节变量)这一机制对因变量产生了影响。

02

调节效应的陷阱:

使用调节效应应注意的问题


我们在因果推断中使用调节效应,应该注意以下几个问题:
①调节变量应该是外生的,或者其变动是外生的。这就意味着调节变量一般不是模型中主要的控制变量。调节变量不应该受到自变量的影响,否则在使用调节效应时,交乘项不仅包含了调节变量的影响,还包含了由自变量对调节变量的作用,这就意味着模型在检验调节变量对因变量的非线性影响,而且这种复杂的内生性使得整个调节效应的逻辑更加复杂,引入内生的调节变量造成模型解释力度下降。
②通常我们使用调节效应引入交乘项时,会先构建没有交乘项的模型,研究自变量对因变量的影响。但如果存在第一种问题,即引入了内生的调节变量,那么没有交乘项的模型就意味着遗漏了这一因素,导致事先构建的模型存在遗漏变量导致内生性问题。但是,如果调节变量是外生的,则事先构建的模型就不会存在这种问题,此时,基准模型中自变量的系数应该接近于加入交乘项模型中自变量平均观测个体的的边际效应。即假定基准模型为:Y=aX
加入交乘项后,模型变为:Y=bX+cM+dX*M,那么应该有a=b+d*M的边际变动。
③调节效应中结果显著性的解读。我们引入交乘项后,可能会存在交乘项系数不显著,或者自变量的系数符号改变了,这种情况的原因可能是引入的交乘项与自变量、调节变量之间存在较强的多重共线性,通常解决的方案是对自变量和调节变量进行去中心化处理,然后生成去中心化后的交乘项,或者将连续型的调节变量转化为虚拟变量与自变量交乘。而且需要注意的是,往往在加入交乘项之后过分关注交乘项系数的显著性,而忽略了自变量系数的显著性,如果因为加入交乘项之后自变量的系数不显著了,则有可能是调节变量内生性导致的,基准模型遗漏了交乘项和调节变量,产生了基准回归中自变量显著的伪回归结果,而当加入交乘项后,自变量不显著了则是反映了真实的模型的结果。因此,我们在引入交乘项后应该关注自变量系数的显著性,这可能是由于内生的调节变量引起的。此外,对于调节变量的显著性与否,笔者认为调节变量应该尽可能显著为好,因为这也涉及到我们所谈到的调节变量使用的前提:调节变量能够显著影响因变量。如果引入交乘项后调节变量不显著,则也有可能是我们说假定的前提是不存在的:调节变量并不能影响因变量,只是遗漏了这一交乘项导致原来的结果显著。总之,一个好的调节效应中,应该是自变量、调节变量、交乘项均能显著并且符号符合理论分析中的预期,这是最优的调节效应结果,但如果不能满足这一条件,则应该尽可能满足自变量与交乘项显著且系数的符号符合预期。
④虚假的调节效应。往往在使用调节效应回归后,插入交乘项的系数非常显著,这时我们需要注意这可能是一个虚假的调节效应,造成这种伪回归结果的原因就在于我们使用了内生的调节变量,假如调节变量与自变量之间存在相关性,由于模型的非线性导致交乘项包含了自变量的非线性部分,或者自变量与因变量尾部相关,那么引入的交乘项就很容易变得显著,这种结果并不是我们需要的因果关系,而只是统计意义上的显著而已。
⑤在使用调节效应做机制分析时,要注意与异质性分析的区别。我们一直在强调因果推断的关系中使用调节效应应需注意的因果关系,机制分析更应阐明使用调节效应做机制分析时,这一机制因果关系的存在性。异质性也不是我们为了拼凑内容而做,而是因为研究结论不一定具有普适性,研究主题中确实存在着某些异质性,这需要我们分析研究结果的异质性的。
⑥区分调节变量与中介变量。不建议读者使用有调节的中介效应这种做法,也不建议将调节变量又同时作为中介变量使用,或者将控制变量作为调节变量使用。因为使用调节效应就得控制调节变量,而使用中介效应又得将调节变量作为因变量回归,这便造成了两难的境地,要么使得模型估计时遗漏了调节变量,要么使得中介效应的估计偏误。这其实是混淆了作用渠道和作用机制,要清楚渠道是一种路径,而机制较为复杂,是一个系统。

03

调节效应的运用:

如何更好地使用调节效应进行因果推断

①选取一个好的调节变量。关于我们提出的调节变量的外生性应该得到充分说明,好的调节变量重点在于保障其外生性,根据我们研究的主题可以从宏观制度、政策、经济环境等宏观层面选择外生的调节变量,通常宏观层面的冲击都是外生的,或者基于微观层面的个体特征以及自变量与因变量之间的关系逻辑,这种调节变量是与我们的核心自变量和因变量不相关的,但是又对它们之间的关系会产生影响,仍然视为一种外生的冲击。

②做必要的理论阐述。在使用调节效应之前,我们需要对使用调节效应的因果关系进行理论分析,这和我们在基准模型的研究一样,无论后面的基准回归结果多显著,都需要我们在文章前面做充分的理论分析。人文社科的研究重点在于如何讲好一个令人信服的故事,而不只是做出显著的结果,实证结果的显著性只是对我们研究问题的个佐证,因此,在文章研究设计中应详细阐述使用调节效应的理论依据。调节变量对于因变量的影响应是存在的,我们可以采用理论分析或者借鉴相关研究的成果加以论述,或者在使用调节效应之前规范地检验调节变量对因变量的影响,以证明这种前提的存在性。

③对调节效应的解读。尽可能直观解释调节效应,讨论交乘项系数的经济含义,并注意鉴别交乘项虚假的显著性结果。通常情况下调节效应使用两个变量交乘,但有的文章会将三个变量甚至四个变量做交乘解释调节效应,这里不建议文章使用三个以上的变量交乘做调节效应,这会使得文章逻辑复杂化,不宜于读者理解。在使用调节效应做异质性分析时要对异质性的经济含义做充分解读,说明异质性分析的必要性。在做机制分析时也要注意与作用渠道相区别,不要与中介效应、渠道分析等做法相互混淆,区分机制分析和渠道分析的做法。

参考文献:
朱家祥,张文睿.调节效应的陷阱[J].经济学(季刊),2021,21(05):1867-1876.
江艇.因果推断经验研究中的中介效应与调节效应[J].中国工业经济,2022,(05) :100-120.

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