周小麗

(浙江同濟科技職業(yè)學院 計算機與經濟系，浙江 杭州 310018)

人類社會一直以來都是逐水而居，水是生存必需品；另一方面水又作為國民經濟生產的要素、資源，是經濟、社會發(fā)展必備品.因此聚焦于水利、水權、水價、水環(huán)境、水資源的相關研究汗牛充棟.無論作為生產部門還是生產要素的水都早已深入滲透到國民經濟、人民生活方方面面，然而從行業(yè)乃至國民經濟的宏觀層面在經濟全局中進行量化分析與研究的文獻則相對較少.可計算一般均衡(computable general equilibrium，CGE)模型是一個在國民經濟全局范圍內對目標區(qū)域特定外部沖擊及宏觀政策調整進行模擬、評估和分析的有效工具，在短短幾十年間發(fā)展成為應用經濟學一個重要分支，被廣泛地應用于國際貿易、財政政策、產業(yè)政策、資源環(huán)保等諸多領域.因此針對水相關領域應用CGE模型進行經濟環(huán)境及宏觀政策的模擬與分析具有重要的理論價值與現實意義.

進行沖擊模擬和政策仿真是CGE模型的特長與優(yōu)勢.有別于完全依賴歷史數據的趨勢外推、模式識別等傳統(tǒng)的方法，CGE模型屬于經濟學模型中的結構學派，旨在通過經濟結構和行為模式的抽象建立描述一般經濟系統(tǒng)運行方式的方程體系，結合地區(qū)實際估計經濟主體行為參數進而得到地區(qū)經濟的仿真模型，并借助量化手段將經濟環(huán)境變化外生為沖擊變量，從而全面、有效地模擬和預測經濟各項觀測指標的變動情況，為政府政策的制定、評估和實施提供科學依據.

國外CGE研究起步較早，應用也較廣泛，無論在發(fā)達國家，還是發(fā)展中國家，或者區(qū)域乃至跨國經濟體，都有大量成功的應用案例.國內相關文獻近十年也大幅增加，權威期刊高質量成果逐漸增多，涵蓋經濟、管理、農業(yè)、貿易、環(huán)境等多個領域.然而，與水相關的CGE研究文獻仍然相對較少.本文擬對CGE模型在與水相關領域研究文獻進行初步梳理、歸納、整理，并對其研究與應用前景進行展望，為科研人員進行相關研究提供依據和參考.

1 CGE模型簡介

1.1 模型框架

CGE源于瓦爾拉斯(L.Walras)的一般均衡思想，20世紀60年代[1]提出的模型是第一個真正意義上的CGE模型，自20世紀70年代均衡解的存在性和可計算性得到解決后CGE研究與應用迅速發(fā)展起來.以NOBUHIRO HOSOE[2]經濟三部分抽象(消費者、廠商和市場)的角度來看，一般均衡就是實現這兩個抽象主體(消費者和廠商)、一個抽象市場間的所有均衡.從而開放經濟體可以簡單描述為圖1所示5個主要部分.其中，市場是商品市場、要素市場和資本市場三者的整體抽象.在完全競爭條件下，只有三類市場同時達到供需平衡時，經濟體才達到一般均衡狀態(tài)：商品市場的商品供應等于消費需求，要素市場的要素供應等于廠商的要素需求；資本市場的儲蓄供應等于產業(yè)的投資需求.此時，消費者、政府和經濟體同時達到收支平衡，且要素市場、商品市場和資本市場同時出清.

圖1 開放經濟體(國家)結構簡圖

CGE模型核心模塊的構建通常是以各經濟主體收支情況和一般均衡條件為主線進行展開，再輔以具體的經濟賬戶劃分、閉合條件設定、沖擊方式設置、研究區(qū)域界定等就成為應用于不同領域，解決不同問題的CGE模型.

1.2 經濟活動描述

由IFPRI的Hans Lofgren, Rebecca Lee Harris開發(fā)的CGE模型，也稱LHR模型，因其包含標準的生產、消費函數，提供了靈活的分析框架而被稱為是標準單國靜態(tài)CGE模型.LHR所刻畫的商品活動全貌(見圖2).

圖2 LHR模型商品活動概圖

其中圖中實心圓點表示特定生產/轉換函數，虛線連接線表示產品或價值的部分轉換，實線連接線表示產品或價值的完全轉換.

Q代表在消費市場中的商品且該市場共有n種商品{Q1，…，Qn}；

F代表生產要素且共有m種生產要素{F1，…，Fm}；

A代表廠商且該市場中共有a種廠商{A1，…，Aa}；

Aji代表廠商j產出的商品i的數量，i=1，…，n，j=1，…，a；

Xi代表商品i的全社會總產出，i=1，…，n.

圓角雙點劃線矩形框表示經濟體的邊界，矩形框內是開放經濟體，矩形框外是ROW，兩者通過商品進、出口相互關聯.該圖主要描述了商品活動四部分內容：國內商品市場(圖中標號①)、國際商品市場(圖中標號④)、要素市場(圖中標號③)和廠商生產活動(圖中標號②)，從而囊括了商品制造從原料采購、生產到最終被消費掉的全過程.可以用某個代表性商品q及其代表性生產活動a來描述整個商品生產和消費活動狀況，如圖2中所示.

進行商品生產需要投入中間產品(原材料)和生產要素，由于中間投入品和生產要素特性差異較大，通常采用多層生產函數嵌套的方法進行分別處理.LHR模型生產函數見圖2標號②中橢圓型框所示，采用的是兩層嵌套生產模型.

1.3 仿真機制

CGE仿真體現為經濟體外部沖擊(市場經濟內部變量之外的沖擊)下經濟的再平衡，均衡體現的是包含產品市場、要素市場和國際市場三個市場的均衡及政府和居民兩個主體收支均衡的整個經濟系統(tǒng)的同時均衡.需要根據實際情況設置達到均衡的前提條件，即宏觀閉合.

通過簡化的開放經濟四部門均衡圖可以大致了解宏觀閉合的作用設定思路.圖3描述的開放經濟體，外國消費者及生產者對于這個開放經濟體而言是國外其他地方(rest of world，ROW)，金融機構在此被弱化為只是體現一般意義上的投資與儲蓄的機構而并不考慮其真實的金融業(yè)務，居民和企業(yè)作為要素市場上資本和勞動力的提供者.通過對圖中四個經濟主體(政府、外國消費者、金融機構、和要素)均衡方程一對變量的內外生切換，將得到不同的閉合情形.即在經濟主體均衡平衡的方程式左右兩端各選一個變量，使其不能同時內生或外生，從而保證收支均衡方程始終成立，閉合規(guī)則的設定規(guī)則根據經濟主體的收支平衡來進行.

圖3 四部門經濟均衡圖

以經濟學理論為指導，根據經濟環(huán)境、研究對象與研究目的的不同，合理設定能夠切實體現經濟運行模式的若干組內外生變量關系，就能成功實現對外部沖擊及宏觀政策的仿真模擬.內外生變量關系組設定即CGE模型的宏觀閉合設定，宏觀閉合體現了經濟環(huán)境設定和經濟運行模式，直接左右著外部沖擊和宏觀政策影響仿真結果，是進行CGE仿真建模最靈活、最困難，也是最關鍵的部分.主要包括描述政府行為的儲蓄率和稅率，描述區(qū)外經濟行為的儲蓄率和匯率，描述資本市場(通常為不包含金融機構的簡單的儲蓄——投資關系)行為的投資率和儲蓄率，以及描述要素市場行為的要素價格和供應模式.

2 水相關應用研究概述

2.1 水資源

水是人類生活、生產必不可少的核心要素之一，因此將水作為土地、勞動之外的生產要素、資源，能夠充分體現水的資源特性，也是與水相關CGE應用研究的一種主要方式.趙永，等[3]，周娜，等[4]通過對水資源問題CGE研究文獻整理，一致認為目前研究主要是將水資源作為約束、部門或者生產要素納入CGE框架，評估水資源在經濟社會發(fā)展中的作用，用以分析水權、水價、水資源配置及可持續(xù)發(fā)展等問題.

水資源配置可以劃分為水功能配置和水流域配置，功能配置就是按照水的功能或用途進行合理調配，如農業(yè)灌溉用水、工業(yè)用水、居民生活用水、生態(tài)用水等，而流域配置則是指江、河、湖等水體在充分保障影響范圍內各區(qū)域經濟、社會發(fā)展需要情況下的優(yōu)化配置.

水價作為一個重要的價格杠桿，在居民用水、工業(yè)用水的市場化最優(yōu)配置中充當關鍵角色.水資源供需日益緊張情況下，水價改革是在保障居民與工業(yè)用水這一國計民生前提下實現水資源合理優(yōu)化陪置的一個重要手段.科學合理的水價改革方案方能有效實現資源合理、優(yōu)化配置，李永根[5]結合水價彈性系數和節(jié)水水價理念，深入分析了影響節(jié)水水價的主要因素，結合河北實際，初步探索了節(jié)水水價的實用計算方法.政策的充分模擬和效果評估是強化和深化改革的必要工具和手段，M. DONNY AZDAN，等[6]針對雅加達幾種水價/補貼改革方案進行模擬，分析水政策改革的經濟影響，嚴冬，等[7]通過對不同場景下CGE仿真結果的對比分析來評估水價改革效果及影響因素，肯定了水價改革促進經濟發(fā)展的潛力，并建議水價政策著重提高用水部門節(jié)水技術水平和對水價的敏感性.李昌彥，等[8]基于水資源同時以水要素和水商品形式存在的特點和我國水資源報酬征收的實際情況，建立了包含水生產與供應業(yè)、水資源要素報酬、生產用水補貼的水資源CGE模型，對江西省的模擬分析表明：農業(yè)節(jié)水潛力巨大，應長期大力推廣農業(yè)節(jié)水技術；提高水資源要素價格、削減生產用水補貼和技術進步都能促進用水效率提高，減少總用水需求量；但前兩種情景會對經濟產生負面影響，技術進步則在達到節(jié)水目標的同時能夠促進經濟發(fā)展說明.

作為價格手段，水價不只是對比較容易量化的工業(yè)用水和居民生活用水配置成效顯著，也可以水權的形式，用于農業(yè)用水、生態(tài)用水、水污染治理等方面的配置.如趙永[9]以黃河流域微觀農業(yè)灌溉用水模型嵌入宏觀CGE模型為例，探討了微觀-宏觀相結合的水價研究方法：綜合考慮農業(yè)灌溉用水、生產用水、生活用水、生態(tài)用水和水污染問題，由CGE模型內生得到不同用類型的水價加上各自環(huán)境水價便構成可持續(xù)發(fā)展水價.SEUNG, et al.在考慮水權交易三種支付方式的假設下分析了將內華達州丘吉爾縣Stillwater國家野生動物園地表水從農業(yè)灌溉向休閑娛樂轉移的經濟影響，認為水權補償和娛樂相關支出增長不足以抵消農業(yè)的減產.王松林,等[10]構建了動態(tài)CGE模型分析了淠史杭灌區(qū)農業(yè)用水和工業(yè)用水的影子價格，為水價制定提供合理依據.

農業(yè)用水政策不能簡單地與工業(yè)用水一視同仁.王克強,等[11]通過對中國農業(yè)水資源政策調整進行模擬分析，認為供給管理(水量)政策依然是現階段控制水資源需求最有力的手段;相比于水價政策，科技創(chuàng)新政策的彈性更大;農業(yè)虛擬水貿易組合政策可以作為真實農業(yè)水組合政策的補充，并與之共同發(fā)揮調節(jié)農業(yè)水資源供求的作用.王勇,等[12]對張掖市種植業(yè)部門的研究表明，相對于控制種植業(yè)部門生產規(guī)模，控制其產品輸出水平不僅能使張掖市取得更好的社會經濟效益，而且還能從經濟生產用水中節(jié)約7 746.82×104 m3的水資源.ALVARO CALZADILLA, et al[13]使用GTAP-W模型分析增強灌溉效率的經濟影響，結果顯示，水緊張區(qū)域提高灌溉效率的水資源政策并非全是益處，福利和水需求的影響是積極的，而在水并不缺乏的區(qū)域，影響更多是復合的，負面的，實現了全局性節(jié)水，不僅灌溉效率改變的區(qū)域能夠節(jié)水，也能推動其他區(qū)域保護水資源.SHERMAN ROBINSON, et al[14]通過對埃及1986—1988扭曲的稅收和補貼系統(tǒng)的模擬研究了農業(yè)的土地和水使用及農業(yè)與經濟其他部分的關系，結果顯示，1986—1988間的政策偏離農業(yè)導致水利保護的農業(yè)生產結構，政策改革應傾向于農村就業(yè)和減少農村向城市的移民壓力.

水價改革不是一味追求提高用水效率，優(yōu)化資源配置，也要充分考慮和照顧民生、低經濟效益部門及社會效益.秦長海，等[15]以北京市為例，以水要素和供水行業(yè)為切入點分析價格政策對國民經濟和居民收入等指標的影響，認為在適當提價及補貼范圍內，物價水平、經濟增長、產業(yè)結構及居民生活水平影響不明顯，但是對水生產供應企業(yè)影響意義重大.流域水資源配置多是從政府及主管部門從全局的、宏觀的高度，動用行政手段進行資源配置，從而實現全局的綜合效益最大化，成艾華[16]從參與方角度建立了一個包括三部門(調水區(qū)、受水區(qū)、工程方)的跨流域調水市場理想化模型，并從靜態(tài)與動態(tài)、短期與長期來探討工程多參與方一般均衡的實現與利益分配關系，指出了跨流域調水工程中市場失靈現象，并對調水區(qū)利益補償原則進行了探討.

2.2 水環(huán)境

水一方面作為生產要素參與到生產與經濟活動中，另一方面作為人類賴以生存的環(huán)境約束，過度的使用和污染威脅著人類的基本生存.隨著工業(yè)化進程的逐步深入，水污染愈演愈烈，學界對水環(huán)境、水生態(tài)的關注也日漸增多，如A. SMAJGL, et al[17]針對GBR(Great Barrier Reef)區(qū)域Reef水質保護計劃的一系列政策引入CGE模型和基于代理的模型進行集成政策影響評估.秦長海,等[15]認為水價改革可以對緩解北京市水資源短缺、減少由于水資源過度開發(fā)導致的水資源耗減和水環(huán)境退化問題具有積極的作用.進行排放總量控制下的排放交易(cap and trade)能夠有效遏制污染，然而其經濟影響也不容忽視.奧田隆明，等[18]研究了黃河流域用水需求持續(xù)增長導致的缺水背景下，國內水資源管理交易許可對經濟影響.結果表明，黃河流域減少5%水資源的情況下，上、中游水需求相對減少，水權交易給下游；上中游農業(yè)產出減少，采掘、制造和服務業(yè)產出增加；根據溯往原則，水資源使用效率不高區(qū)域的效用水平會提高.開征污染水是進行水環(huán)境治理的另一個常用的經濟手段，陳雯,等[19]借鑒國外水污染稅開征經驗，設計了湖南省水污染稅征收的基本框架，模擬征收水污染稅對宏觀經濟、產業(yè)結構、污染物減排等產生的影響.

2.3 宏觀經濟

水利行業(yè)投資大多具有強烈公益屬性，與公路、鐵路、電力等公益基礎設施建設投資性質相同.將水利行業(yè)作為研究出發(fā)點、主體或對象通常將水利這個傳統(tǒng)行業(yè)以生產部門及其產品的形式納入CGE框架之中，從整個行業(yè)的角度來觀察和考慮問題，通過模擬產業(yè)外部政府及社會投資、產業(yè)內在技術進步等經濟沖擊研究經濟變動或運行趨勢，從而進行沖擊、政策的影響評估.其研究模式類似于其他針對國民經濟生產部門的CGE研究.在經濟全局中的行業(yè)角度分析能夠更加深刻的掌握與發(fā)現產業(yè)關聯及經濟影響，尤其是跨區(qū)域的流域性研究.黃干，等[20]以2007年的社會核算矩陣為數據基礎，考察了4萬億投資的宏觀經濟、部門經濟效應以及分行業(yè)經濟效率，發(fā)現公共管理和社會組織、教育以及水利、環(huán)境和公共設施管理業(yè)三部門的政府投資支出效率要高于其它產業(yè).鄧群,夏軍,等[21]采用投入產出表和有關水資源公報等數據，單列出水行業(yè)和廢污水行業(yè)兩個部門，對北京市水資源經濟政策進行了模擬和分析.PETER BERCK, et al構建一個金谷南部區(qū)域的CGE模型，研究減少GDP，水投入對部門產出、就業(yè)及土地使用的影響.[22-23]

3 研究前景展望

CGE模型長于進行沖擊模擬和政策仿真，有別于單純借助歷史數據的趨勢外推、模式識別等傳統(tǒng)預測方法.CGE模型屬于經濟模型中的結構學派，通過經濟結構和行為模式的抽象建立描述一般經濟系統(tǒng)運行方式的方程體系，再結合研究區(qū)域特定經濟主體行為參數建立宏觀經濟仿真模型.根據研究內容或主題的不同，將研究對象落實到模型中的特定變量，并參照宏觀閉合設定規(guī)則，合理進行外生沖擊的量化，從而在經濟全局范圍內全面、有效地預測沖擊影響，為政府的各項政策的制定、評估和實施提供科學參考.

水作為人類賴以生存、發(fā)展的一個重要資源，在經濟模型中可以體現為生產要素、產品和政府控制變量(各類稅).作為生產要素而言，與土地、勞動力類似，在CGE模型中常以水價、供給量的形式體現在生產方程之中；作為產品而言，體現為CGE模型中的行業(yè)部門、企業(yè)，常用于中間投入、水價改革、投資效益等研究，通過經濟手段和市場行為，研究產業(yè)、經濟、社會的變動趨勢；作為政府控制變量而言，借助污染稅等行政與經濟手段的模擬，用于水污染、水環(huán)境等研究，能夠預測經濟發(fā)展趨勢，進而制定適度適量的政策.隨著我國城市化、現代化進程的逐步加快，水的相對與絕對稀缺性矛盾將會日益突出；在經過工業(yè)化對水資源的無限攫取的過度破壞后人水和諧發(fā)展已成為共識，而這些都可以運用CGE模型進行分析和研究.依托CGE模型，從民生、經濟社會發(fā)展及綠色、環(huán)保、生態(tài)發(fā)展的角度進行水資源、水環(huán)境、宏觀經濟相關政策的仿真模擬能夠更加全面、深入、透徹的進行評估，從而提供更為科學、合理的政策建議.

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