體育鍛煉促進(jìn)心理健康研究體育鍛煉促進(jìn)心理健康研究
——基于CFPS的工具變量法和PSM的實證分析

林 瑜

(福建體育職業(yè)技術(shù)學(xué)院 福建福州 350002)

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展與生活水平的提高，來自工作、生活等方面的壓力與日俱增，使得人們更加關(guān)注自身心理健康[1]。心理健康是個人積極工作、健康生活的重要前提[2]。2017年《中國城鎮(zhèn)居民心理健康白皮書》顯示，73.6%的城鎮(zhèn)居民處于心理亞健康狀態(tài)，心理健康的居民僅有10.3%。體育鍛煉作為一種健康投資行為，對心理健康的促進(jìn)作用被眾多學(xué)者得到驗證并認(rèn)可[3-5]。值得注意的是，隨著因果推斷成為“新的學(xué)科前沿”，有學(xué)者指出相較于經(jīng)濟學(xué)、管理學(xué)等其他學(xué)科，當(dāng)前關(guān)于體育鍛煉與健康的研究多處于統(tǒng)計相關(guān)性的描述階段以及傳統(tǒng)的回歸分析，基于因果推斷的解釋能力不足，忽略了體育鍛煉與健康水平之間可能存在的遺漏變量偏差、聯(lián)動性偏差和樣本選擇性偏差等內(nèi)生性問題以及武斷假設(shè)因果關(guān)系的單一路徑等問題[6-7]，從而導(dǎo)致研究結(jié)果可能存在偏誤。

鑒于現(xiàn)有文獻(xiàn)忽略了體育鍛煉與心理健康可能存在的雙向因果關(guān)系等內(nèi)生性問題，以及研究對象多為老年人、大學(xué)生等特定群體，不具有全國代表性[8]，本文借助2018年中國家庭追蹤調(diào)查數(shù)據(jù)(CFPS2018)，利用全國性的樣本數(shù)據(jù)，首先采用傳統(tǒng)OLS回歸模型探究體育鍛煉對心理健康所產(chǎn)生影響的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步運用工具變量法和傾向得分匹配法消除聯(lián)動性偏差和樣本選擇偏差問題對傳統(tǒng)統(tǒng)計估計結(jié)果的影響，探究體育鍛煉對心理健康的因果關(guān)系。旨在更加準(zhǔn)確、客觀地驗證體育鍛煉對心理健康的影響，使研究結(jié)果更具真實性和推廣意義，進(jìn)一步發(fā)揮體育鍛煉的潛能，為滿足人民日益增長的美好生活需求貢獻(xiàn)力量。

1 數(shù)據(jù)來源與變量選取

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究使用數(shù)據(jù)來自2018年中國家庭追蹤調(diào)查(CFPS)，CFPS是由北京大學(xué)中國社會科學(xué)調(diào)查中心進(jìn)行的一項全國性、大規(guī)模的涉及經(jīng)濟、教育、家庭關(guān)系、健康等的家庭進(jìn)戶跟蹤調(diào)查項目。其分層多階段的抽樣設(shè)計，使樣本幾乎可以代表95%左右的中國人口，該調(diào)查具有很好的可信度和真實性，已被學(xué)者廣泛用于眾多領(lǐng)域的相關(guān)研究[9]。在剔除本研究所涉及變量缺失值、不確定回答的樣本后，共獲得27034個有效樣本。

1.2 變量選取

被解釋變量：心理健康(Mental Health)。為了更加客觀、全面地評價個體的心理健康狀況，參考陳梓森[10]的心理健康指數(shù)的測算方法，在CFPS調(diào)查中選取“我感到情緒很低落的頻率”“我覺得做任何事都很費勁的頻率”“我感到孤獨的頻率”“我感到悲傷難過的頻率”“我覺得生活無法繼續(xù)的頻率”5個變量，其中各選項賦值為：幾乎沒有(<1 d)=1、有些時候(1～2 d)=2、經(jīng)常有(3～4 d)=3、大多數(shù)時候有(5～7 d)=4。通過測算5個變量標(biāo)準(zhǔn)分的均等加權(quán)總和，得出最終的心理健康指數(shù)，具體公式如下：

(1)

公式(1)中，MentalHealthi表示個體的心理健康指數(shù)，xij為每個變量的個體數(shù)據(jù)，μj和σj分別為該變量整體的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。由此測算出的心理健康指數(shù)為-3.6243～17.6323，當(dāng)心理健康指數(shù)越高，則表示個體心理健康狀況越差，反之，則越好。

解釋變量：體育鍛煉頻率(Freq)、體育鍛煉時間(Time)、是否經(jīng)常體育鍛煉(PA)?？紤]到在CFPS問卷中，關(guān)于體育鍛煉的情況的調(diào)查包括鍛煉頻率、鍛煉時間兩個方面，措辭分別是“過去一周，鍛煉了幾次？”和“過去一周，總共鍛煉了多長時間？”因此，在進(jìn)行OLS模型探究體育鍛煉對心理健康水平的影響時，選取體育鍛煉頻率(Freq)、體育鍛煉時間(Time)、是否經(jīng)常體育鍛煉(PA)作為解釋變量。在工具變量法和傾向得分匹配法的分析時，選取是否經(jīng)常體育鍛煉(PA)為解釋變量。參考王富百慧[11]對是否經(jīng)常參加體育鍛煉的劃分，將一周鍛煉不少于3次，每次鍛煉時間不少于30 min的人群確定為經(jīng)常參加體育鍛煉組，反之，則為不經(jīng)常參加體育鍛煉組。

控制變量：為了更好地解決因為遺漏變量導(dǎo)致的選擇性偏誤問題，本研究盡可能多地選擇既影響個體體育鍛煉又影響心理健康的控制變量。主要包括性別(Sex)、年齡(Age)、戶籍(Hukou)、受教育水平(Edu)、婚姻狀況(Mar)、醫(yī)療保險(Bx)、吸煙(Smo)、飲酒(Dri)、收入(LnIncome)等變量。

工具變量:家庭體育鍛煉氛圍。適宜的工具變量需要滿足與內(nèi)生解釋變量強相關(guān)且與擾動項不相關(guān)，即所選取的工具變量需要對個體參與體育鍛煉具有直接的影響關(guān)系，但是對個體的心理健康水平又不具有直接的影響。鑒于此，參考程鄭權(quán)[7]關(guān)于體育鍛煉對收入水平影響研究中工具變量的選取，確定家庭體育鍛煉氛圍為本研究工具變量。在CFPS問卷中，通過計算家庭中除研究個體外的調(diào)查成員中經(jīng)常參加體育鍛煉的比例作為家庭體育鍛煉氛圍的衡量指標(biāo)。

表1為主要變量的描述性統(tǒng)計，從數(shù)據(jù)可以看出，所選樣本中平均每周鍛煉次數(shù)為2.5888次，每周鍛煉時長為4.1695 h，經(jīng)常參加體育鍛煉的人群占比37.7%，家庭中除研究個體外的調(diào)查成員經(jīng)常參加體育鍛煉的比例為19.52%，其中經(jīng)常鍛煉組中的家庭體育鍛煉氛圍比不經(jīng)常鍛煉組高出近10個百分點，且由兩階段估計模型中的第一階段回歸結(jié)果可知，家庭體育鍛煉氛圍與個體是否經(jīng)常鍛煉之間具有較強的相關(guān)性，即家庭體育鍛煉氛圍對個體經(jīng)常參加體育鍛煉會產(chǎn)生顯著影響作用。

表1 主要變量測量方法及描述性統(tǒng)計

2 模型設(shè)定

為了檢驗體育鍛煉頻率、體育鍛煉時間對心理健康的影響及可能存在的非線性關(guān)系，建立如下模型：

(2)

(3)

在公式(2)和(3)中，MentalHealth表示心理健康，Time為體育鍛煉時間，Time2為體育鍛煉時間的平方項，F(xiàn)req為體育鍛煉頻率，F(xiàn)req2為體育鍛煉頻率的平方項，Control為一系列控制變量，ε為殘差項。

由于上述模型在探究體育鍛煉對心理健康的影響作用結(jié)果中可能僅是相關(guān)關(guān)系而非因果關(guān)系，忽略了內(nèi)生性、反向因果等問題對研究結(jié)果造成的偏誤。因此，在上述模型的基礎(chǔ)上，本研究采用工具變量法和傾向得分匹配法進(jìn)一步考察體育鍛煉對個體心理健康的影響。

工具變量法是通過尋找工具變量，采用兩階段估計獲得無偏的參數(shù)估計，進(jìn)而獲得內(nèi)生變量對被解釋變量影響的一致估計。具體模型如下：

(4)

(5)

在公式(4)中，PA是因變量，ExercsieRate是PA的工具變量，即家庭體育鍛煉氛圍。公式(5)中PA’是第一階段中PA的預(yù)測值，Control為控制變量，ε為殘差項。

考慮到將研究樣本分為經(jīng)常體育鍛煉組和不經(jīng)常體育鍛煉組進(jìn)行分析時，兩組樣本間的可觀測值可能存在較大差異，會產(chǎn)生選擇偏差問題。因此，采用傾向匹配得分法進(jìn)行分析，旨在盡可能的使兩組樣本的可觀測值相似(匹配)，減小估計結(jié)果偏誤，具體可以分為三個步驟。首先，采用Logit模型估計傾向得分，進(jìn)行傾向得分匹配。其次，根據(jù)傾向匹配得分進(jìn)行平衡性檢驗。最后，依據(jù)匹配后的樣本數(shù)據(jù)再次進(jìn)行回歸分析。

3 估計結(jié)果與分析

3.1 OLS回歸和工具變量回歸分析

表2分別報告了體育鍛煉對心理健康影響的OLS回歸和工具變量回歸結(jié)果。其中，模型1的解釋變量為體育鍛煉時間，模型3的解釋變量為體育鍛煉頻率，模型2、模型4是在模型1、模型3的基礎(chǔ)上分別加入體育鍛煉時間的平方項、體育鍛煉頻率的平方項，進(jìn)一步探究體育鍛煉時間、體育鍛煉頻率與心理健康之間是否存在非線性關(guān)系。從表2中可以看出，體育鍛煉時間、體育鍛煉頻率對心理健康影響的回歸系數(shù)均為負(fù)數(shù)，且通過1%統(tǒng)計水平檢驗，說明體育鍛煉時間、體育鍛煉頻率均能顯著改善心理健康水平；從模型2、模型4中體育鍛煉時間、體育鍛煉頻率的平方項回歸系數(shù)可知，體育鍛煉時間、體育鍛煉頻率與心理健康水平間均存在非線性關(guān)系，表現(xiàn)為“U”型曲線關(guān)系，即適宜的體育鍛煉時間、頻率對心理健康具有促進(jìn)作用，當(dāng)體育鍛煉時間、頻率達(dá)到一定量后，則對心理健康具有抑制作用。研究表明，在體育鍛煉過程中適宜的運動強度，會讓人身心放松，消除疲憊，產(chǎn)生愉悅的感覺；相反，當(dāng)運動強度過大，則會造成肌肉酸痛、精神疲憊等，產(chǎn)生“不舒服”的感覺[12]。由此可見，只有適宜的運動量，才能對心理健康產(chǎn)生促進(jìn)作用。

模型5的解釋變量為是否經(jīng)常體育鍛煉，其對心理健康的回歸系數(shù)為負(fù)數(shù)，且通過1%統(tǒng)計水平檢驗，說明經(jīng)常參加體育鍛煉對心理健康同樣具有顯著的促進(jìn)作用。同時，從回歸系數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常體育鍛煉能夠使心理健康指數(shù)得分減少0.3953，且經(jīng)常參加體育鍛煉對心理健康的影響效應(yīng)要明顯優(yōu)于僅分析體育鍛煉時間或是體育鍛煉頻率對心理健康的影響效應(yīng)。

模型6是采用工具變量回歸克服內(nèi)生性問題的分析結(jié)果，在第一階段的回歸結(jié)果中，工具變量對核心解釋變量表現(xiàn)為顯著的正向影響作用，說明工具變量和內(nèi)生變量之間具有強相關(guān)性(本研究僅給出第二階段的回歸結(jié)果)，第一階段回歸結(jié)果的F值為253.47，大于10，說明二階段模型不存在弱工具變量現(xiàn)象，家庭體育鍛煉氛圍是一個好的工具變量；其次對內(nèi)生性進(jìn)行豪斯曼檢驗，豪斯曼結(jié)果通過1%統(tǒng)計水平檢驗，說明是否經(jīng)常體育鍛煉作為內(nèi)生解釋變量存在內(nèi)生性問題，需要使用工具變量進(jìn)行無偏估計，進(jìn)行二階段回歸可以得到有效估計。從模型6結(jié)果可知，在使用工具變量調(diào)整估計偏誤后，經(jīng)常體育鍛煉對心理健康的影響仍表現(xiàn)為負(fù)向顯著，回歸系數(shù)高達(dá)-1.9021。對比模型5和模型6的結(jié)果可知，工具變量法的估計結(jié)果是OLS估計結(jié)果的3倍以上，說明OLS估計存在較大的偏誤。

由此可以得出結(jié)論，雖然使用傳統(tǒng)統(tǒng)計分析方法和工具變量法探究體育鍛煉對心理健康的影響時，均表現(xiàn)為體育鍛煉對心理健康具有促進(jìn)作用，但由于傳統(tǒng)統(tǒng)計分析方法忽略了可能存在的內(nèi)生性問題，因此弱化了體育鍛煉對心理健康的促進(jìn)效應(yīng)，而工具變量法能夠較準(zhǔn)確、真實地反映出體育鍛煉對心理健康的促進(jìn)效應(yīng)。

3.2 傾向得分匹配法

為了消除可能存在的樣本選取偏差問題，進(jìn)一步采用傾向得分匹配法估計是否經(jīng)常體育鍛煉對心理健康的影響。首先，運用Logit模型計算傾向得分值，其中被解釋變量為是否經(jīng)常體育鍛煉，解釋變量為本研究所選取的一系列控制變量。從表3中可知，各變量對是否經(jīng)常體育鍛煉表現(xiàn)為顯著的影響作用，說明各控制變量在經(jīng)常鍛煉和不經(jīng)常鍛煉樣本之間存在明顯差異，有必要對樣本進(jìn)行傾向得分匹配。

表3 Logit回歸結(jié)果

表4是經(jīng)常鍛煉組和不經(jīng)常鍛煉組匹配前和匹配后的平衡性檢驗結(jié)果。由表4可知，在匹配后兩組間各控制變量的值均發(fā)生了一定程度的變化，除收入水平的偏誤率為11.6%，其余變量的偏誤率均在5%的范圍內(nèi)，整體來看，傾向得分匹配的結(jié)果有效。

表4 傾向得分匹配平衡性檢驗

在表5中，模型7、模型8是在傾向匹配后，分別采用OLS模型和工具變量法探究是否經(jīng)常參加體育鍛煉對心理健康的影響作用。從結(jié)果可知，在消除了由于經(jīng)常鍛煉組和不經(jīng)常鍛煉組可觀測值差異而產(chǎn)生的選擇性偏差后，經(jīng)常體育鍛煉對心理健康依然表現(xiàn)為具有顯著的促進(jìn)作用，且在工具變量法的模型估計中，同樣驗證了家庭鍛煉氛圍是一個好的工具變量，且有必要采用工具變量進(jìn)行無偏估計。研究結(jié)果也表明，在經(jīng)常體育鍛煉對心理健康促進(jìn)效應(yīng)的分析中，相較傳統(tǒng)統(tǒng)計分析方法，使用工具變量法能夠更加準(zhǔn)確地反映體育鍛煉對心理健康的促進(jìn)效應(yīng)。

表5 傾向匹配法下體育鍛煉對心理健康的影響

4 結(jié)論

本文利用2018年CFPS數(shù)據(jù)，運用普通最小二乘法、工具變量法和傾向匹配得分法，探究體育鍛煉對心理健康水平的影響，主要結(jié)論如下：(1)所選樣本中，經(jīng)常體育鍛煉人群的占比為37.7%，說明經(jīng)常體育鍛煉的人群占比尚存在較大的提升空間；(2)體育鍛煉時間、體育鍛煉頻率均可對心理健康產(chǎn)生促進(jìn)作用，且表現(xiàn)為“U”型非線性關(guān)系，即體育鍛煉時間、體育鍛煉頻率對心理健康表現(xiàn)為先促進(jìn)后抑制的作用關(guān)系；(3)經(jīng)常參加體育鍛煉對心理健康水平的促進(jìn)作用明顯優(yōu)于僅關(guān)注鍛煉時間或鍛煉頻率所產(chǎn)生的作用；(4)在使用工具變量法和傾向匹配得分法解決可能存在的遺漏變量問題、體育鍛煉與心理健康的反向因果以及樣本選擇偏差等問題后，體育鍛煉對心理健康的促進(jìn)作用明顯提高。