周娜，賈仰文，胡鵬，雷霄雯

（1.中國水利水電科學(xué)研究院，北京100038；2.四川大學(xué)，四川成都610065）

水資源可計算一般均衡模型研究進展綜述

周娜1，賈仰文1，胡鵬1，雷霄雯2

（1.中國水利水電科學(xué)研究院，北京100038；2.四川大學(xué)，四川成都610065）

可計算一般均衡模型（CGE）是經(jīng)濟學(xué)領(lǐng)域重要的經(jīng)濟模型之一，可以有效刻畫經(jīng)濟體與商品、要素之間的聯(lián)動關(guān)系，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟生產(chǎn)評估分析的各個領(lǐng)域。目前水資源CGE模型主要研究方向是將水資源作為一個約束、部門或者生產(chǎn)要素納入到CGE模型中，評估水資源在經(jīng)濟社會發(fā)展中的作用，用以分析水價、水資源配置與調(diào)控、水資源政策評估以及水資源環(huán)境經(jīng)濟核算等問題。未來的研究重點將著眼于構(gòu)建跨區(qū)域水量-水質(zhì)聯(lián)合約束的動態(tài)水資源CGE模型，對自然-社會二元水循環(huán)中的水資源與經(jīng)濟生產(chǎn)的聯(lián)動關(guān)系問題進行更加深入、科學(xué)、量化的研究。

水資源；可計算一般均衡模型；二元水循環(huán)；研究進展

可計算一般均衡模型作為經(jīng)濟學(xué)領(lǐng)域的重要模型，可以對社會、經(jīng)濟與要素之間的均衡關(guān)系進行真實客觀地刻畫和分析。隨著水資源問題的不斷突出，水資源的商品和資源屬性不斷增強，已成為影響社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵資源要素之一，也是影響區(qū)域經(jīng)濟的戰(zhàn)略資源之一。把水資源作為與勞動力、資本等并列的要素納入到可計算一般均衡模型，是開展水資源經(jīng)濟核算、水資源政策分析和水價評估等研究的重要方法之一，是研究自然-社會二元水循環(huán)中的水資源與經(jīng)濟關(guān)系的重要手段之一。

1 可計算一般均衡模型

可計算一般均衡模型（Computable General Equilibrium，CGE）通過調(diào)整經(jīng)濟體中商品和要素的數(shù)量及價格，實現(xiàn)瓦爾拉斯（Walras）一般均衡的機理性模擬，其主要用于經(jīng)濟政策評價，是經(jīng)濟領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的經(jīng)濟模型之一，是研究復(fù)雜經(jīng)濟體系統(tǒng)的有效工具［1-4］。不同于計量模型，CGE模型以經(jīng)濟學(xué)理論為基礎(chǔ)，把經(jīng)濟系統(tǒng)中的經(jīng)濟主體、商品和生產(chǎn)要素等通過價格系統(tǒng)連接到一起，一方面可以客觀描述經(jīng)濟系統(tǒng)中市場的主觀能動作用，另一方面又可以真實刻畫經(jīng)濟體中各個部門之間的聯(lián)動關(guān)系。經(jīng)典的CGE模型已經(jīng)被成熟地應(yīng)用到稅收、公共消費、技術(shù)變動、環(huán)境政策和貿(mào)易等領(lǐng)域［5-6］。

國外對資源環(huán)境類CGE模型的研究始于20世紀80年代末期，主要研究方向包括溫室氣體排放、資源的有效利用以及環(huán)境稅費和政策等方面。Dufournaud等［7］通過假設(shè)政府對污染處理部門支付治理費用，將污染物的排放和處理行為納入到CGE模型中。對于同樣的問題，Robinson［8］的處理方式則是將污染物的排放和治理作為一種公共物品引入到效用函數(shù)中，在經(jīng)濟最優(yōu)基礎(chǔ)上尋求環(huán)境問題的最優(yōu)解。Hizilla［9］和Jorgenson［10］對美國家庭和35個部門建立了CGE模型，對污染成本進行了深入刻畫。這些模型均對資源與環(huán)境之間的關(guān)系進行了設(shè)定，但由于設(shè)定條件比較單一和片面，模擬結(jié)果的合理性有待提高。而對于發(fā)展中國家，由于資源環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)的缺乏，給建立資源環(huán)境類CGE模型造成較大困難，在前期研究中較少涉及。

隨著經(jīng)濟發(fā)展、資源緊缺、環(huán)境保護之間的矛盾越來越突出，我國CGE模型的研究也從早期著重于經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和體制改革，逐步轉(zhuǎn)向與環(huán)境和資源相關(guān)的各個領(lǐng)域。李善同等［11］開發(fā)了中國經(jīng)濟-環(huán)境CGE模型，Garbaccio等［12］建立了中國環(huán)境CGE模型，Xie等［13］在社會核算矩陣中加入了一個環(huán)境賬戶，用以分析環(huán)境污染和生產(chǎn)活動之間的相互影響關(guān)系。Zhang［14］則采用了動態(tài)CGE模型對征收碳稅控制二氧化碳排放對我國宏觀經(jīng)濟的影響進行了分析。進入21世紀后，有相當多的學(xué)者致力于運用CGE模型對環(huán)境、資源問題進行分析，模型開發(fā)技術(shù)日趨成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷普及。例如，曹靜［15］、李娜［16］通過建立多區(qū)域環(huán)境CGE模型分析特定環(huán)境政策實施后對不同區(qū)域的影響差異。

2 水資源可計算一般均衡模型

2.1 對水資源的處理方式在水資源可計算一般均衡模型（W-CGE）中，主要是將水資源作為一種生產(chǎn)要素或者一個部門、一個約束納入到模型中，考察水資源和社會經(jīng)濟系統(tǒng)之間的相互影響關(guān)系，并得出定量的評估結(jié)果。

2.1.1 水資源作為一個約束在CGE模型中把各個部門的供水量作為生產(chǎn)的約束條件，通過改變供水量進行情景設(shè)置，進而模擬出不同水資源供給情景下，社會經(jīng)濟各個部門的生產(chǎn)和運行情況，分析出水資源供給變化對宏觀經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響。把水資源作為一個約束納入CGE模型的優(yōu)點是原理簡單、操作便捷，缺點是水資源仍舊是以實物量的形式作為一個外生因素對經(jīng)濟體中各個部門進行約束，沒有把水資源價值真實體現(xiàn)在經(jīng)濟體系中。

2.1.2 水資源作為一個部門把水資源相關(guān)部門作為一個生產(chǎn)部門加入到社會核算矩陣中，如在投入產(chǎn)出表中把供水部門、自來水廠、水利和環(huán)境管理部門等獨立為一個部門。水資源作為一個部門納入CGE模型中，可以有效描述出水資源對經(jīng)濟社會的作用，主要用于進行水資源管理部門決策影響分析，但這種處理方法需要相當數(shù)量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，不適用于統(tǒng)計數(shù)據(jù)基礎(chǔ)較薄弱的發(fā)展中國家。

2.1.3 水資源作為一個生產(chǎn)要素隨著水資源對社會經(jīng)濟發(fā)展影響力的逐漸增強，水資源已經(jīng)和勞動力、資本一樣成為生產(chǎn)活動的基本要素之一。在構(gòu)建W-CGE模型時，把水資源作為一種生產(chǎn)要素，通過水資源價值的形式納入到社會核算矩陣中，這種處理方式一方面可以清晰評估不同經(jīng)濟發(fā)展階段下各行業(yè)對水資源的需求水平，另一方面可以分析水價變化對各產(chǎn)業(yè)部門的影響。這種處理方法對統(tǒng)計數(shù)據(jù)的要求極高，此外對水資源價值的估算方法也是研究關(guān)鍵之一。

2.2 主要研究方向

2.2.1 水價分析與評估應(yīng)用水資源CGE模型分析水價相關(guān)問題的研究開展較早，相關(guān)研究成果也較豐富［15-16］。通過水資源CGE模型分析水價改革、水資源稅費征收等政策對各產(chǎn)業(yè)部門的影響，對當?shù)厮Y源的價格水平進行評估，可以科學(xué)有效地分析與水價相關(guān)的水資源管理決策的實施效果，并通過計算不同產(chǎn)業(yè)部門水資源的邊際價值和影子價格，分析得出水資源在各部門的價值彈性系數(shù)，為指導(dǎo)節(jié)水措施設(shè)計和實施提供科學(xué)依據(jù)。Lofgren等［17］構(gòu)建的以色列W-CGE模型考慮了資本、勞動力、土地和水資源四種生產(chǎn)要素，但在實際處理中，只在農(nóng)業(yè)部門使用了“土地-水資源”的要素組合，其他部門使用勞動力和資本的常替代彈性生產(chǎn)函數(shù)。Decaluwe［18］以摩洛哥為研究區(qū)，在CGE模型中內(nèi)置了水管理部門，負責(zé)水的生產(chǎn)、分配和銷售，評估了不同水價調(diào)控政策對各產(chǎn)業(yè)部門的影響。沈大軍等以邯鄲市為例，計算了供水情況改變下各個部門產(chǎn)出的增加值，核算出單位用水量在不同產(chǎn)業(yè)部門中的邊際價格。在雅加達市建立了水資源CGE模型［19］，對于該市提高水稅率、提高水價等政策進行了評估。Drusilla［20］同樣以摩洛哥為研究區(qū)，建立了包含勞動力、資本、土地和水資源四種生產(chǎn)要素的W-CGE模型，用水資源的影子價格代入到社會核算矩陣中。趙博等［21］以北京市投入產(chǎn)出表和《北京市水資源公報》為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，利用GEMPACK軟件構(gòu)建了北京市水資源CGE模型，分析研究了北京市水價變動對經(jīng)濟社會的影響，得到了水價增長10％對經(jīng)濟發(fā)展影響較小的結(jié)論，揭示出水資源價值被低估的本質(zhì)問題。Smajgl等［22］利用概念性的CGE模型和虛構(gòu)的類實際數(shù)據(jù)，研究了澳大利亞水價改革對灌區(qū)農(nóng)戶的甘蔗種植和制糖工業(yè)的影響。嚴冬等［23］依托北京市1996年的投入產(chǎn)出表，建立了北京市水資源CGE模型，評價水價改革對價格水平、生產(chǎn)、用水量和水費的影響，認為水價改革政策會在短期內(nèi)存在較小不利影響，但長期看來可以促進某些部門的增長。王松林等［24］采用正特征矢量法將靜態(tài)CGE模型動態(tài)化，在淠史杭灌區(qū)建立了動態(tài)的CGE模型，計算了灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水和工業(yè)用水的影子價格，遠低于現(xiàn)行水價，直觀反映了灌區(qū)嚴重虧損的經(jīng)營狀況。

2.2.2 水資源利用、配置與調(diào)控水資源CGE模型在水資源利用、配置與調(diào)控研究中也發(fā)揮了重要作用，通過設(shè)置不同的供水情景，分析不同供水情況下研究區(qū)水價、部門產(chǎn)出和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等的聯(lián)動變化，反映水資源對于宏觀經(jīng)濟發(fā)展的影響作用和系統(tǒng)關(guān)系。李善同等［25］將供水量作為社會核算矩陣的約束條件，建立了南水北調(diào)調(diào)水區(qū)和受水區(qū)的雙區(qū)域水資源CGE模型，并設(shè)置了相應(yīng)的水資源供需方案進行演算分析。Hatano等［26］針對我國黃河流域，利用水資源CGE模型對水權(quán)交易與水資源利用效率之間的關(guān)系進行了評估。Berrittella等［27］對全球16個地區(qū)建立了水資源CGE模型，針對不同缺水情況，計算各地區(qū)水價、生產(chǎn)、用水量及社會經(jīng)濟的變化情況。王勇等［28］將部門供水作為產(chǎn)出的約束條件納入模型，即以水定產(chǎn)法，以張掖市為例，對不同水資源供給情景方案下的經(jīng)濟運行狀況進行了模擬，進而分析水資源供給變化對部門產(chǎn)出、就業(yè)、GDP等宏觀經(jīng)濟因素的影響。

2.2.3 水資源政策經(jīng)濟效益分析水資源CGE模型也可用于分析水資源政策對于宏觀經(jīng)濟的影響，通過設(shè)計情景方案，運用模型可以對政策經(jīng)濟效益進行定量計算和分析。Seung等［29］在比較了用社會核算矩陣模型和CGE模型研究農(nóng)業(yè)用水轉(zhuǎn)移后，認為社會核算矩陣模型高估了農(nóng)業(yè)部門的產(chǎn)出和要素收入，隨后在1998年又使用縣級動態(tài)CGE模型研究了美國西部邱吉爾縣農(nóng)業(yè)用水轉(zhuǎn)向濕地用水對于經(jīng)濟的影響。鄧群等［30］將水行業(yè)和廢水行業(yè)分列，在2002年北京市投入產(chǎn)出表和水資源公報等數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，建立了水資源CGE模型，設(shè)置了供水量增加10％和水價增加10％的情景方案，結(jié)果顯示水價增長對高耗水行業(yè)的影響較大，供水量增加對農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的促進作用較大。劉金華等［31］以天津市2007年投入產(chǎn)出表和水資源公布數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在ORANIG模型基礎(chǔ)上建立了水資源CGE模型，模型將水資源作為生產(chǎn)要素納入到社會核算矩陣中，通過設(shè)置不同供水情境，分析了水資源對天津市國民經(jīng)濟GDP的邊際貢獻量，為天津市水資源政策的制定和實施提供政策支持。

2.2.4 水資源環(huán)境經(jīng)濟核算隨著經(jīng)濟社會不斷發(fā)展，水環(huán)境問題日益受到重視，相關(guān)學(xué)者致力于運用水資源CGE模型解決水資源環(huán)境經(jīng)濟核算問題。馬明［32］以1992年中國經(jīng)濟投入產(chǎn)出表和水資源、水環(huán)境數(shù)據(jù)，建立了中國北方水資源CGE模型，把水價政策和水環(huán)境政策作為模型的外生變量，分析了政策變化對我國北方產(chǎn)業(yè)部門和經(jīng)濟布局的影響，以及對水資源需求和水污染排放的控制作用。賈玲［32］構(gòu)建了面向水資源環(huán)境經(jīng)濟核算的北京市2007年水資源CGE模型，在現(xiàn)有國民經(jīng)濟核算和水資源核算方法的基礎(chǔ)上，把水資源核算的宏觀控制指標作為CGE模型的邊界條件，得出了經(jīng)濟增長對與水資源、水環(huán)境消耗之間的聯(lián)動關(guān)系。

3 水資源可計算一般均衡模型研究趨勢分析

總結(jié)水資源CGE模型的研究進展可以看出，在處理方法上，主要是將水資源作為一種生產(chǎn)要素或者一個部門、一個約束納入到模型中；在空間尺度上，小到一個灌區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)，大到一個國家甚至跨國區(qū)域，都可以應(yīng)用水資源CGE模型開展相關(guān)研究，但多數(shù)是對單一區(qū)域進行研究，對于多區(qū)域的水資源CGE模型構(gòu)建仍亟需進一步增強；在應(yīng)用領(lǐng)域上，水資源CGE模型對水問題的研究已經(jīng)廣泛涉及到了水價評估、水資源配置與調(diào)控、水資源政策經(jīng)濟和環(huán)境影響分析等諸多方面，但是對于水環(huán)境問題的考慮仍有待加強，水質(zhì)問題對經(jīng)濟發(fā)展的影響分析仍不夠充分；在模型性質(zhì)方面，大多數(shù)水資源CGE模型都是靜態(tài)模型，即僅對特定時期的社會經(jīng)濟與水資源關(guān)系進行研究，不能反應(yīng)出多時期經(jīng)濟變動影響下的水資源和社會生產(chǎn)之間的關(guān)系，僅有少部分為動態(tài)模型。

隨著以人工“取水-輸水-供水-用水-耗水-排水”為基本過程的社會水循環(huán)對于自然水循環(huán)的影響不斷增強，構(gòu)建水資源CGE模型，有效評估水量和水質(zhì)對社會經(jīng)濟發(fā)展的作用具有重要的意義，未來水資源CGE模型的研究重點主要包括以下幾個方面：（1）把水資源作為一種生產(chǎn)要素納入到模型中，通過核算水資源的邊際價值和影子價格，更加真實、客觀刻畫水資源在經(jīng)濟社會生產(chǎn)活動中的作用，反映水資源這種生產(chǎn)要素與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整之間的關(guān)系；（2）構(gòu)建跨區(qū)域的水資源CGE模型，充分考慮各個區(qū)域間的虛擬水流通量和貿(mào)易量，描述和分析各區(qū)域間包括調(diào)水在內(nèi)的不同配置方案對整個區(qū)域及區(qū)域內(nèi)部經(jīng)濟發(fā)展的影響；（3）構(gòu)建水量-水質(zhì)聯(lián)合約束的水資源CGE模型，充分考慮水質(zhì)狀況與社會經(jīng)濟發(fā)展之間的雙向作用，通過建立取用水總量與水體納污能力之間定量關(guān)系，將水質(zhì)成本納入水資源CGE模型；（4）構(gòu)建與水文模型、水資源配置模型緊密耦合的水資源CGE模型，通過設(shè)置輸入、輸出端口，從物理機理上將水資源CGE模型與水文模型、水資源配置模型和社會水循環(huán)模型進行耦合，實現(xiàn)模型間的數(shù)據(jù)和原理對接；（5）進一步開發(fā)和構(gòu)建動態(tài)的水資源CGE模型。動態(tài)的水資源CGE模型能夠用來分析不同水資源管理政策作用下，相關(guān)的經(jīng)濟社會生產(chǎn)將發(fā)生長期動態(tài)變化情況，例如開展分析水資源配置方案與社會經(jīng)濟發(fā)展之間的聯(lián)動關(guān)系、對未來不同水資源供給情況下的社會經(jīng)濟發(fā)展水平進行預(yù)測及反推等相關(guān)研究，對輔助水資源決策具有重要價值。

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Research developm en t of w ater resou rce Com putab le General Equilib rium（CGE）M odel

ZHOU Na1，JIA Yang-wen1，HU Peng1，LEI Xiao-wen2
（1.China instituteofWater resourceand Hydropower Research，Beijing 100038，China；2.Sichuan University，Chengdu 610065，China）

Computable General Equilibrium（CGE）is one of the most important econom ics models in the field of economics.CGE model can describe the relationship among economy，commodity and element.A water resources CGE model brings water resources as a constraint，department or production factor into it. The water resources CGE model can estimate the role water resources p lay in econom ical development to an?alyze issues such as water price，water resources allocation and regulation，water resources policy assess?ment and water resources environmental and econom ic accounting.Under the circumstance of nature-society binary water cycle，the future research will mainly focus on constructing inter-regional dynam ic water re?sources CGE models with united constraints of water quantity and quality so as to research the relationship between water resource and econom ic production more deeply，scientifically and quantitatively.

water resource；Computable General Equilibrium（CGE）；nature-society binary water cycle；re?search development

TV213

A

10.13244/j.cnki.jiwhr.2014.01.013

1672-3031（2014）01-0076-05

（責(zé)任編輯：王成麗）

2013-11-10

國家自然科學(xué)基金資助項目（50939006）；中國水利水電科學(xué)研究院博士創(chuàng)新基金

周娜（1983-），女，天津人，博士生，主要從事人類活動影響下水資源評價與經(jīng)濟核算研究。

E-mail：zhouna831015@163.com