CGE模型的來(lái)源及應(yīng)用

1、博 士研究生課程論文課程名稱 數(shù)量經(jīng)濟(jì)分析 學(xué)號(hào)姓名 趙明正 2012206028 所在學(xué)院 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 任課教師 鐘甫寧 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生院培養(yǎng)處印制1、 CGE（Computable General Equilibrium，CGE）溯源十九世紀(jì)新古典學(xué)派（法國(guó)，瓦爾拉斯：純粹經(jīng)濟(jì)學(xué)要義，1874）提出了一般均衡的概念：整個(gè)經(jīng)濟(jì)處于均衡狀態(tài)時(shí)，所有消費(fèi)品和生產(chǎn)要素的價(jià)格將有一個(gè)確定的均衡值，它們的產(chǎn)出和供給，將有一個(gè)確定的均衡量。他還認(rèn)為在“完全競(jìng)爭(zhēng)”的均衡條件下，出售一切生產(chǎn)要素的總收入和出售一切消費(fèi)品的總收入必將相等。一般均衡的理論發(fā)展源流如下：1930年代，里昂惕夫以一般均衡概念發(fā)

2、展出投入產(chǎn)出模型，為一般均衡理論的研究提供了經(jīng)濟(jì)數(shù)量方法1950年代，阿羅德布魯（Arrow- Debreu）模型：給出了一般均衡存在的數(shù)學(xué)證明。1960年代，約翰森（Johansen）提出了世界上第一個(gè)CGE模型：用一組方程來(lái)描述供給、需求以及市場(chǎng)關(guān)系。線性化的求解方法使一般均衡理論可以實(shí)證運(yùn)用。1967年斯卡夫（Scarf）開(kāi)創(chuàng)了利用數(shù)字算法（finite convergence property），搭建了一般均衡理論與實(shí)證求解的橋梁，促使CGE模型在北美地區(qū)的快速發(fā)展。石油沖擊使1970s西方許多國(guó)家都陷入了巨大的困境，并對(duì)國(guó)際貨幣體系產(chǎn)生重大影響。IMF要求對(duì)油價(jià)大幅上漲產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)影響

3、進(jìn)行分析。由于計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型依賴于過(guò)去穩(wěn)定的石油價(jià)格的數(shù)據(jù)，所得出的回歸系數(shù)非常小，以致產(chǎn)生誤導(dǎo)的結(jié)論：石油沖擊將不會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)產(chǎn)生大的影響。但事實(shí)上石油沖擊引發(fā)了1930年代以來(lái)最嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)衰退。這使得大家對(duì)CGE模型開(kāi)始重視起來(lái)。因?yàn)镃GE模型雖然沒(méi)有石油價(jià)格變動(dòng)，但是它可以考慮成本變化，比如借助于以前的工資變動(dòng)對(duì)石油價(jià)格上漲成本上升的情況進(jìn)行分析。CGE分析與之前其他模型的不同之處在于，它考慮經(jīng)濟(jì)主體對(duì)價(jià)格變動(dòng)的反應(yīng)，比如因?yàn)閮r(jià)格上升，消費(fèi)者可能尋找替代品或改變偏好，廠商可能會(huì)改變生產(chǎn)計(jì)劃等等。一個(gè)好的CGE模型會(huì)很好的刻畫這些特征，雖然可能也會(huì)有誤差，但不會(huì)犯計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型純粹依賴數(shù)據(jù)的錯(cuò)

4、誤。2、 一般均衡的求解思想圖的解釋：假設(shè)這是一個(gè)封閉的經(jīng)濟(jì)，生產(chǎn)者同時(shí)也是消費(fèi)者，企業(yè)的利潤(rùn)即是居民的收入。生產(chǎn)和消費(fèi)兩種商品：X和Y。這個(gè)圖是考慮產(chǎn)品市場(chǎng)的均衡：PP為生產(chǎn)可能性邊界，在給定生產(chǎn)要素前提下企業(yè)所能生產(chǎn)的XY產(chǎn)品組合的數(shù)量。起初XY商品價(jià)格為Px Py。在點(diǎn)（X1，Y1），直線C和PP相切，這一點(diǎn)生產(chǎn)利潤(rùn)最大。由于前提假設(shè)生產(chǎn)者同時(shí)也是消費(fèi)者，企業(yè)的利潤(rùn)即是居民的收入，CC為居民消費(fèi)的預(yù)算約束線，其與無(wú)差異曲線U3相切，故(X1,Y1)處居民的效用最大，因此居民將在此處消費(fèi)。因此相對(duì)點(diǎn)（X1,Y1）來(lái)說(shuō)，（X1，Y1）X商品供給不足，Y商品供給過(guò)量，會(huì)引起X商品價(jià)格上升，Y商

5、品價(jià)格下降。新的商品價(jià)格比引起商品供給點(diǎn)轉(zhuǎn)移到E點(diǎn)；同時(shí)消費(fèi)方面由于價(jià)格的影響，居民會(huì)用Y商品來(lái)替代X商品消費(fèi)。供給和需求兩方面都逐漸向E點(diǎn)移動(dòng)，最終達(dá)到均衡。由此可見(jiàn)，在一般均衡的市場(chǎng)中：產(chǎn)品之間存在替代關(guān)系或互補(bǔ)關(guān)系，這種相互影響不斷傳遞，產(chǎn)品市場(chǎng)同時(shí)達(dá)到均衡。 各種生產(chǎn)要素之間存在替代關(guān)系或互補(bǔ)影響，這種相互影響不斷傳遞，要素市場(chǎng)同時(shí)達(dá)到均衡。各種產(chǎn)品和生產(chǎn)要素之間存在相互影響的關(guān)系，一般均衡就是產(chǎn)品市場(chǎng)和要素市場(chǎng)同時(shí)達(dá)到均衡。3、 CGE模型的介紹3.1 CGE模型的基本結(jié)構(gòu) (以封閉經(jīng)濟(jì)為例，不考慮國(guó)際貿(mào)易)我們用上面不帶橫杠的大寫字母代表內(nèi)生變量，其他字母代表預(yù)先設(shè)定的變量。有n個(gè)

6、部門，m種勞動(dòng)類型以及資本。與部門相對(duì)應(yīng)的下標(biāo)是i和j，與各種勞動(dòng)相對(duì)應(yīng)的下標(biāo)是s。上標(biāo)D和S分別表示需求的供給的數(shù)量。要素市場(chǎng)和供給市場(chǎng)部門的總產(chǎn)出可以表示為以下形式的生產(chǎn)函數(shù)：其中為部門總產(chǎn)出,為一變動(dòng)系數(shù)，它的變動(dòng)代表了非體現(xiàn)型技術(shù)進(jìn)步，為總資本存量，對(duì)各個(gè)部門的假定是不變的，是加總的勞動(dòng)投入，為中間投入的加總指數(shù)。參數(shù)在每一個(gè)時(shí)期是常量，并且依賴于測(cè)算投入和產(chǎn)出所用的單位。部門的資本存量假定在每一個(gè)時(shí)期也是固定的，對(duì)不同部門每單位資本存量是由不同的投資品（建筑物、機(jī)械等）按固定份額組成的，像動(dòng)態(tài)投入產(chǎn)出模型一樣，各部門的投資品是成比例變化的。由于采用了中間投入的固定系數(shù)假設(shè)，我們可以直

7、接寫出對(duì)中間投入的需求：其中，是投入產(chǎn)出系數(shù)。然后我們可以對(duì)其進(jìn)行加總，得到一個(gè)部門的全部中間需求：部門的勞動(dòng)投入是不同類別勞動(dòng)力的加總。對(duì)于m種勞動(dòng)力，有：從上述論述中可以看出：生產(chǎn)技術(shù)是用各種不同的方式刻畫的?？傎Y本和總勞動(dòng)是由CES或柯布道格拉斯函數(shù)刻畫的。資本是投資品的固定系數(shù)加總。中間投入要求具有固定系數(shù)因而可以分別處理。除了對(duì)技術(shù)的假定，這時(shí)的基本模型也體現(xiàn)了要素流動(dòng)性這一重要假定。通常假定在模型所模擬的開(kāi)始時(shí)期，每一部門的資本被合理地假定為是固定的。但是如果我們只是對(duì)未來(lái)幾年后可能出現(xiàn)的均衡狀態(tài)感興趣，而不是準(zhǔn)備模擬實(shí)現(xiàn)這一狀態(tài)的路徑，那么使模型能內(nèi)生地決定部門的資本存量就是必要

8、的。我們一般假設(shè)各部門有一固定的資本存量。勞動(dòng)約束：部門加總的利潤(rùn)函數(shù)：利潤(rùn)方程還可以寫成：其中勞動(dòng)的需求又下式給出：它表明工資等于不同種類勞動(dòng)的邊際價(jià)值，由此可得部門的勞動(dòng)需求函數(shù)每一部門對(duì)資本的支付都是工資和中間投入支付后的剩余。因此全部要素投入必然等于全部附加值。供給方程：收入形成和對(duì)商品的需求為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，假定每一類居民只擁有和提供一種要素，這樣就有m+1類居民，m類居民對(duì)應(yīng)著具有不同勞動(dòng)熟練程度的勞動(dòng)者，另外一類對(duì)應(yīng)著資本所有者。假定政府不擁有資本，它的收入只來(lái)自直接稅和間接稅：其中，(S=1，m)，和分別代表m+1類居民、企業(yè)和政府的凈收入。、表示各集團(tuán)的不同直接稅率。根據(jù)定義，我們

9、有：即總收入等于總產(chǎn)出。關(guān)于儲(chǔ)蓄TS 政府、居民首先把一定比例的收入用作儲(chǔ)蓄：剩下的收入用來(lái)購(gòu)買消費(fèi)品：由此得到的總需求：實(shí)際運(yùn)用中不需要把這些函數(shù)從效用函數(shù)中明確得到，但要求他們對(duì)價(jià)格是零次齊次的。由于要素收入完全是由我們最初賦予的商品價(jià)格決定的，則我們可以把消費(fèi)函數(shù)寫成更簡(jiǎn)單的向量函數(shù)形式：接著考慮儲(chǔ)蓄。假定全部?jī)?chǔ)蓄都用于購(gòu)買資本。用代表部門i所得到的投資份額，那么從而其中，代表資本品的價(jià)格，是部門i實(shí)際的投資。暫時(shí)可以看做是預(yù)先設(shè)定的。由于我們已假定各部門的投資是按固定份額組成的，資本品的價(jià)格就是它的各個(gè)組成部分的加權(quán)平均：其中是資本構(gòu)成矩陣中的份額。每一部門的資本積累因而唯一地決定于所

10、給的價(jià)格體系，它還唯一地決定了資本價(jià)格和全部?jī)?chǔ)蓄。為了把各部門的資本積累轉(zhuǎn)化為對(duì)投資的需求，要用到資本構(gòu)成矩陣。用代表對(duì)某一投資品部門的需求，我們有：由于價(jià)格和之間存在一個(gè)唯一的因果鏈條，因而可以把寫成初始價(jià)格向量的函數(shù)。對(duì)商品的超額需求方程從以上供給和需求方面的分析可以得到以下結(jié)果：需求組成由下式給出：一般均衡模型的解就是確定一個(gè)價(jià)格向量，使所有部門的超額需求等于零：價(jià)格的標(biāo)準(zhǔn)化當(dāng)超額需求方程組求解后，就得到了相對(duì)于任意選定的一種商品的（n-1）個(gè)交換比率，這些交換比率賴以產(chǎn)生的基準(zhǔn)通常叫做貨幣兌換率標(biāo)準(zhǔn)，這種商品就被稱作貨幣兌換率標(biāo)準(zhǔn)商品。我們可以任意地選擇一種商品作為標(biāo)準(zhǔn)商品，并固定其價(jià)

11、格，從而用標(biāo)準(zhǔn)商品的價(jià)格表示所有商品的價(jià)格。這也就是我們所說(shuō)的價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)化。社會(huì)核算矩陣SAM社會(huì)核算矩陣為我們組織數(shù)據(jù)提供了一個(gè)框架，從而把模型中出現(xiàn)的各行為主體的收支關(guān)系完整地組織在了一起。SAM是一個(gè)方陣，行代表的是收入賬戶，列代表的是支出賬戶，相應(yīng)的行和列的金額是相等的。通過(guò)以上方式，SAM就把模型中包括的主要的物資流和資金流統(tǒng)一在一個(gè)框架里了。封閉經(jīng)濟(jì)中的宏觀閉合從根本上講，任何事物都是有聯(lián)系的。然而我們?cè)诜治瞿骋惶囟▎?wèn)題時(shí)卻不可能泛泛地在如此大的框架內(nèi)進(jìn)行討論。為了得到有意義的結(jié)論，就必須根據(jù)具體問(wèn)題來(lái)確定系統(tǒng)的邊界，從而人為地把完全依賴的世界劃分為系統(tǒng)內(nèi)部和外部。系統(tǒng)內(nèi)部的變量為內(nèi)

12、生變量，在本系統(tǒng)內(nèi)相互依賴存在反饋；系統(tǒng)外部的變量不受系統(tǒng)內(nèi)部變量的影響，為外生變量。確定內(nèi)生變量和外生變量的這一過(guò)程即為系統(tǒng)的閉合。其目的是使方程組有解。3.4 CGE的工作步驟1、 設(shè)定各經(jīng)濟(jì)主體的生產(chǎn)函數(shù)、效用函數(shù)，構(gòu)建整個(gè)社會(huì)的一般均衡模型方程組2、 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備SAM（社會(huì)核算矩陣）3、 在相關(guān)軟件如（GAMS）中編程，求解第一步中設(shè)定的參數(shù)，所得參數(shù)即為經(jīng)濟(jì)主體的行為特征。并進(jìn)行“校準(zhǔn)”保證參數(shù)穩(wěn)定可靠。4、 在此基礎(chǔ)上，我們就能用它分析某種經(jīng)濟(jì)政策的變動(dòng)會(huì)對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生什么影響（沖擊）。即假設(shè)某種經(jīng)濟(jì)政策或某種外生情況的出現(xiàn)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)中各部門產(chǎn)出的變化。4、 CGE的應(yīng)用： 貿(mào)易模型

13、 削弱貿(mào)易壁壘的影響 稅收和轉(zhuǎn)移支付 預(yù)測(cè)稅收政策和轉(zhuǎn)移支付政策的潛在影響:稅收政策變動(dòng)會(huì)會(huì)直接導(dǎo)致稅收負(fù)擔(dān)的分配，并進(jìn)而影響到價(jià)格的變動(dòng)。通過(guò)價(jià)格的變動(dòng)，稅收政策變動(dòng)的沖擊被傳遞到整個(gè)經(jīng)濟(jì)。 環(huán)境問(wèn)題模型以減少污染物排放為目的的環(huán)境政策對(duì)價(jià)格、數(shù)量和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)等變量有著巨大影響。在給定減排數(shù)量后，計(jì)算各種方案造成的經(jīng)濟(jì)成本 地區(qū)和城市的模型水資源緊張，新增勞動(dòng)力數(shù)量下降，等等 國(guó)民經(jīng)濟(jì)的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè) 分析政策或外生事件對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)或國(guó)民福利的影響。CGE模型和宏觀預(yù)測(cè)的一致性可以通過(guò)CGE模型中某些變量的內(nèi)生化得到。這些變量包括技術(shù)進(jìn)步總度量，進(jìn)口品相對(duì)于國(guó)產(chǎn)品偏好的總度量，平均消費(fèi)偏好，以及所要求

14、的資本總回報(bào)率。5、 我的應(yīng)用：應(yīng)用CHINACGE模型，預(yù)測(cè)未來(lái)中國(guó)國(guó)內(nèi)糧食需求缺口：供給方面：耕地面積下降、自然條件惡化的情況下中國(guó)糧食自給數(shù)量的變化情況需求方面：隨著人口數(shù)量的變化和收入水平的提高，所帶來(lái)的口糧需求變化、飼料糧需求變化、以大豆為代表的食用油需求變化，求和得到總需求量的變化情況。由于以上外生變量的改變，中國(guó)糧食進(jìn)口量將隨之改變。進(jìn)口的數(shù)量即為中國(guó)國(guó)內(nèi)的糧食供需缺口。 CHINACGE模型是在國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的122部門投入產(chǎn)出表的基礎(chǔ)上，將農(nóng)業(yè)部門拆分成水稻、小麥、谷物、水果和蔬菜、油料作物、制糖作物、植物纖維、煙草、其他農(nóng)作物、活動(dòng)物（牛羊馬）、動(dòng)物產(chǎn)品（豬、家禽等）、牛奶

15、、羊毛及絲織品等重要產(chǎn)品及部門（以便與GTAP模型相對(duì)應(yīng)），從而構(gòu)建了一個(gè)133部門的投入產(chǎn)出表，并提供相關(guān)部門（產(chǎn)品）的進(jìn)出口量及產(chǎn)量、勞動(dòng)力的報(bào)酬、相關(guān)部門（產(chǎn)品）的彈性等數(shù)據(jù)；基于這些數(shù)據(jù)資料構(gòu)建出一般均衡模型。 模型中，每個(gè)生產(chǎn)部門通過(guò)使用進(jìn)口品和國(guó)產(chǎn)品的投入、勞動(dòng)和資本等要素投入生產(chǎn)一種商品或服務(wù)，在多投入的生產(chǎn)假定下，各部門的總產(chǎn)出是各種投入物之間的兩層嵌套列昂惕夫(Leontief)/不變替代彈性(CES)生產(chǎn)函數(shù)的結(jié)合（第一層：中間投入、第二層：總產(chǎn)出）。在價(jià)格方面，模型假定市場(chǎng)呈競(jìng)爭(zhēng)性，商品的生產(chǎn)和銷售為零 ，每種商品的生產(chǎn)者價(jià)格是唯一的，購(gòu)買者價(jià)格就是該商品的生產(chǎn)者價(jià)格與稅之和。 在產(chǎn)品進(jìn)口方面，模型認(rèn)可進(jìn)口品和國(guó)產(chǎn)品之間的差異，采用阿明頓（Armington）系數(shù)來(lái)處理進(jìn)口品和國(guó)產(chǎn)品之間的不完全替代。模型采用小國(guó)假設(shè)對(duì)于進(jìn)口供給，中國(guó)只是國(guó)際價(jià)格的接受者，而不會(huì)影響貿(mào)易條件。該模型可以采用Johansen，Euler或者Gragg算法求解。分不同的情形進(jìn)行模擬。例如耕地面積下