《水科学进展》：水资源问题的可计算一般均衡模型研究综述

第19卷第5期 水科学进展 Vol.19,N.5 2008年9月 ADVANCES IN WATER SCIENCE 水资源问题的可计算一般均衡模型研究综述 赵永32,王劲峰!,蔡焕杰3 (1.中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101;2.中国科学院研究生院,北京1000 3.西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌72100) 摘要:简要介绍了可计算一般均衡(CG模型,并综述了水资源问题CG模型的几个研究方面:水资源价格、水资 源优化配置、水市场和水权交易,以及可持续性和水患等其他问题。其研究小到一个县级流域,大到全球。水资源 问题是社会经济系统的一个重要组成部分,其产生的影响会波及到社会经济系统中的其他部门,CG正模型适合于水 资源问题研究。在综述的基础上总结了水资源问题CG模型的基本研究思路 关键词:水资源;水环境;水管理;可计算一般均衡 中图分类号:TV211;G53.11 文献标识码:A 文章编号:1001-6791(2008)050756-07 资源环境-社会经济系统是一个相互依存、相互作用的复杂巨系统,水资源问题是其中的重要组成部分。 这里的水资源问题包括与水资源、水环境以及水政策等相关的问题。水资源问题与资源环境、社会经济密切联 系,几乎所有的生产和消费都直接或间接地与水有关,它主要包括:水资源短缺,供需不平衡,水环境恶化 水政策措施不完善等。 如何研究水资源问题与资源环境和社会经济系统之间错综复杂的关系,有许多方法,可计算一般均衡 ( computable general equilibrium,CGH模型提供了一个较为理想的研究工具,其在中国水资源问题的研究和应用 中尚不多见。本文对CG正模型作简要介绍,并对CG模型在水资源问题研究中的应用进行了综述,总结了水 资源问题CGE模型的基本研究思路和存在问题。 1可计算一般均衡模型 自20世纪60年代第一个CG正模型产生以来,经过近半个世纪的发展和完善,CGE模型已成为一种非常规 范的模型。可计算一般均衡模型的基础是经济学中的一般均衡理论,一般均衡理论将经济系统作为一个整体来 看待,考虑互相影响着的各种经济主体和市场。一般均衡理论源自亚当嘶密“看不见的手”,它须满足3个条 件:零利润(任何生产部门没有超额利润),市场出清(任何市场没有超额需求)和收支均衡(支出不能超过收 入)21。CGE模型的结构相应地也包括三组方程:供给部分、需求部分和供求关系,其数据基础是社会核算矩 阵( social acω ounting matriⅸ,SAM)。CG模型依据其时间属性,可分为静态和动态模型两种,静态模型只考察从 基期到预测期一期的均衡情况,而动态模型则要考察从基期开始两期或两期以上的均衡情况。 CG模型中一般包括企业、居民、政府和国外其他地区等经济主体,以及商品市场和要素(如资本、劳动 力、土地、水等)市场,图1描述了CG模型中不同市场、不同经济主体的相互作用和反馈关系。图1中的各种 经济主体和市场都把价格视为参数,并通过价格相互作用,既体现了经济主体之间的联系,又包含市场机制的 收稿日期:20070624 基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2001B5103);国家自然科学基金资助项目(4047111170571076 作者简介:赵永(1974·),男,河南驻马店人,博士研究生,主要从事Gs空间分析和CG正模型研究 mail: zhaoy @lreis ac cn o1994-2009ChinaACademicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://nw.cnki.ner

水资源问题的可计算一般均衡模型研究综述 赵 永1 ,2 , 王劲峰1 , 蔡焕杰3 (11 中国科学院地理科学与资源研究所 , 北京 100101 ; 21 中国科学院研究生院 , 北京 100039 ; 31 西北农林科技大学水利与建筑工程学院 , 陕西 杨凌 712100) 摘要 : 简要介绍了可计算一般均衡(CGE) 模型 , 并综述了水资源问题 CGE模型的几个研究方面 : 水资源价格、水资 源优化配置、水市场和水权交易 , 以及可持续性和水患等其他问题。其研究小到一个县级流域 , 大到全球。水资源 问题是社会经济系统的一个重要组成部分 , 其产生的影响会波及到社会经济系统中的其他部门 , CGE模型适合于水 资源问题研究。在综述的基础上总结了水资源问题 CGE模型的基本研究思路。 关 键 词 : 水资源 ; 水环境 ; 水管理 ; 可计算一般均衡 中图分类号 : TV211 ; G353111 文献标识码 : A 文章编号 : 100126791 (2008) 0520756207 收稿日期 : 2007206224 基金项目 : 国家重点基础研究发展计划 (973) 资助项目 (2001CB5103) ; 国家自然科学基金资助项目 (40471111 ; 70571076) 作者简介 : 赵 永(1974 - ) , 男 , 河南驻马店人 , 博士研究生 , 主要从事 GIS空间分析和 CGE模型研究。 E2mail : zhaoy @lreis1ac1cn 资源环境2社会2经济系统是一个相互依存、相互作用的复杂巨系统 , 水资源问题是其中的重要组成部分。 这里的水资源问题包括与水资源、水环境以及水政策等相关的问题。水资源问题与资源环境、社会经济密切联 系 , 几乎所有的生产和消费都直接或间接地与水有关 , 它主要包括 : 水资源短缺 , 供需不平衡 , 水环境恶化 , 水政策措施不完善等。 如何研究水资源问题与资源环境和社会经济系统之间错综复杂的关系 , 有许多方法 , 可计算一般均衡 (computable general equilibrium , CGE) 模型提供了一个较为理想的研究工具 , 其在中国水资源问题的研究和应用 中尚不多见。本文对 CGE 模型作简要介绍 , 并对 CGE 模型在水资源问题研究中的应用进行了综述 , 总结了水 资源问题 CGE 模型的基本研究思路和存在问题。 1 可计算一般均衡模型 自 20 世纪 60 年代第一个 CGE 模型产生以来 , 经过近半个世纪的发展和完善 , CGE 模型已成为一种非常规 范的模型。可计算一般均衡模型的基础是经济学中的一般均衡理论 , 一般均衡理论将经济系统作为一个整体来 看待 , 考虑互相影响着的各种经济主体和市场[1 ] 。一般均衡理论源自亚当·斯密“看不见的手”, 它须满足 3 个条 件 : 零利润(任何生产部门没有超额利润) , 市场出清 (任何市场没有超额需求) 和收支均衡 (支出不能超过收 入) [2 ] 。CGE 模型的结构相应地也包括三组方程 : 供给部分、需求部分和供求关系[3 ] , 其数据基础是社会核算矩 阵(social accounting matrix , SAM) 。CGE 模型依据其时间属性 , 可分为静态和动态模型两种 , 静态模型只考察从 基期到预测期一期的均衡情况 , 而动态模型则要考察从基期开始两期或两期以上的均衡情况。 CGE 模型中一般包括企业、居民、政府和国外其他地区等经济主体 , 以及商品市场和要素 (如资本、劳动 力、土地、水等) 市场 , 图 1 描述了 CGE 模型中不同市场、不同经济主体的相互作用和反馈关系。图 1 中的各种 经济主体和市场都把价格视为参数 , 并通过价格相互作用 , 既体现了经济主体之间的联系 , 又包含市场机制的 第 19 卷 第 5 期 2008 年 9 月 水 科 学 进 展 ADVANCES IN WATER SCIENCE Vol119 ,No15 Sep. , 2008 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

第5期 赵永等:水资源问题的可计算一般均衡模型研究综述 757 描述。另外,还可以把不完全竞争因素引入CG正模型,即所谓的结构主义CG模型4,从而更适合于市场经 济发育不完善的发展中国家 目前,国际上有不少现成的CGE模型供研究者应用,只要针对具体问题对模型(数据)做相应改动即可。 如,国际食物政策研究所(IFPR开发的应用方便、灵活的单国静态标准CG正模型,澳大利亚的ORNI模 型6,GIAP模型等1。 工资租金 居民储蓄 接税关税 转移 政府储蓄 生产中间投入 企业 政麻储善/投资 转移支付「转移支付 国内销售/复合 居民消费 政府消费 投资需求 出口 国外储蓄 世界其它地区 图1C模型中的支付流 Fig. I Flow s in CGE mdel 2CGE模型在水资源问题研究中的应用 CGE模型对水资源问题的研究涉及到许多方面,如水资源价格、水资源配置、水市场和水权交易,以及可 持续性和干旱等其他问题,其研究小到一个县级流域,大到全球尺度。在这些问题的研究中,都可以把水作为 一种生产要素,或者约東,或者直接作为一个部门纳入到CG正模型中,考察特定的水资源问题与资源环境和 社会经济系统之间的相互影响。CG模型的一个特点就是涵盖整个经济系统,可以包括作为约束条件的水资源 问题 水资源问题CG模型大致分为4类:水资源价格、水资源优化配置、水市场和水权交易以及水与政策决 。分类是为了叙述方便,实际上,由于水价、水市场和水政策等问题之间联系密切,一些模型也可以归为另 类 2.1水资源价格 CG模型的固有特点使其能有效应用于包括水资源等资源和环境在内的各种商品价格的研究 Dε caluse针对摩洛哥人口增长、城市化,以及水量地区分配不均,用CG模型研究了不同的水价政策 对农业及其他部门的影响。模型中,水管理部门负责水的生产、分配和销售,考虑具有不同生产技术的地表水 和地下水,水量供给采用 Weibull函数描述。模型没有包含一个饮用水分配部门,这意味着无论水是如何生产 的,它不经过特殊处理就直接进入消费。沈大军应用CG王模型计算了邯郸市水的边际价格。由于数据上 的原因,并未将水作为一种基本生产要素或一个单独的部门纳入到CG正模型中,无法直接计算水价,故采用 间接方法,即建立宏观经济的投入占用水资源模型,通过供水量的变化推求国内生产总值(P)的变化,然后 确定ODP变化中水资源变化的贡献量,得出水的边际价格。该方法只需在CG模型中加入水资源约束条件 实际操作较为方便121。这种“外挂”的处理方式,在数据缺乏的情况下,不失为一种好的替代方法。Smar jg3利用一个概念性C模型和虚构的但与区域相似的数据,研究了澳大利亚水价改革对灌区农户的甘蔗种 植和制糖工业的影响。模型把灌区划分为3个子区,每个子区包含3类农户:只用地表水的农户、只用地下水 c1994-2009ChinaAcademicJournaleLectronicPublishingHouseAllrightsresened.http:/hnnw.cnki.ner

描述。另外 , 还可以把不完全竞争因素引入 CGE 模型 , 即所谓的结构主义 CGE 模型[4 ] , 从而更适合于市场经 济发育不完善的发展中国家。 目前 , 国际上有不少现成的 CGE 模型供研究者应用 , 只要针对具体问题对模型 (数据) 做相应改动即可。 如 ,国际食物政策研究所 ( IFPRI) 开发的应用方便、灵活的单国静态标准 CGE 模型[5 ] , 澳大利亚的 ORANI 模 型[6 ] , GTAP 模型等[7 ,8 ] 。 图 1 CGE模型中的支付流[9 ] Fig11 Flows in CGE model 2 CGE 模型在水资源问题研究中的应用 CGE 模型对水资源问题的研究涉及到许多方面 , 如水资源价格、水资源配置、水市场和水权交易 , 以及可 持续性和干旱等其他问题 , 其研究小到一个县级流域 , 大到全球尺度。在这些问题的研究中 , 都可以把水作为 一种生产要素 , 或者约束 , 或者直接作为一个部门纳入到 CGE 模型中 , 考察特定的水资源问题与资源环境和 社会经济系统之间的相互影响。CGE 模型的一个特点就是涵盖整个经济系统 , 可以包括作为约束条件的水资源 问题。 水资源问题 CGE 模型大致分为 4 类 : 水资源价格、水资源优化配置、水市场和水权交易以及水与政策决 策。分类是为了叙述方便 , 实际上 , 由于水价、水市场和水政策等问题之间联系密切 , 一些模型也可以归为另 一类。 211 水资源价格 CGE 模型的固有特点使其能有效应用于包括水资源等资源和环境在内的各种商品价格的研究。 Decaluwe [10 ]针对摩洛哥人口增长、城市化 , 以及水量地区分配不均 , 用 CGE 模型研究了不同的水价政策 对农业及其他部门的影响。模型中 , 水管理部门负责水的生产、分配和销售 , 考虑具有不同生产技术的地表水 和地下水 , 水量供给采用 Weibull 函数描述。模型没有包含一个饮用水分配部门 , 这意味着无论水是如何生产 的 , 它不经过特殊处理就直接进入消费[11 ] 。沈大军[12 ]应用 CGE 模型计算了邯郸市水的边际价格。由于数据上 的原因 , 并未将水作为一种基本生产要素或一个单独的部门纳入到 CGE 模型中 , 无法直接计算水价 , 故采用 间接方法 , 即建立宏观经济的投入占用水资源模型 , 通过供水量的变化推求国内生产总值( GDP) 的变化 , 然后 确定 GDP 变化中水资源变化的贡献量 , 得出水的边际价格。该方法只需在 CGE 模型中加入水资源约束条件 , 实际操作较为方便[12 ] 。这种“外挂”的处理方式 , 在数据缺乏的情况下 , 不失为一种好的替代方法。Sma2 jgl [13 ]利用一个概念性 CGE 模型和虚构的但与区域相似的数据 , 研究了澳大利亚水价改革对灌区农户的甘蔗种 植和制糖工业的影响。模型把灌区划分为 3 个子区 , 每个子区包含 3 类农户 : 只用地表水的农户、只用地下水 第 5 期 赵 永等 : 水资源问题的可计算一般均衡模型研究综述 757 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

水科学进展 第19卷 的农户,以及两者都用的农户。生产函数包括三种基本投入要素:资本、劳动力和水。由于考虑澳大利亚地下 水位受海水的影响,模型还包含了一个地下水位的上下限作为模型的一个约束条件。 velazquez用静态CGE 模型研究了提高西班牙 Andalusia地区农业部门的水价,对水资源保护、利用效率和水的再分配的影响。模型 假设部门用水量与总产出成比例,该比例反映了部门用水的集约程度,水费视为公共部门的收入 2.2水资源配置 与其他优化配置方法不同,CG正模型主要基于经济视角,考虑整个社会经济系统中不同主体和不同市场之 间的相互作用和反馈,是综合研究水资源配置问题的有力工具 Seung13在比较了用SAM模型和C(正模型研究农业用水转移后,认为SAM模型高估了农业部门的产出和 要素收入。接着, Seung16m用县级动态CG模型研究了美国西部邱吉尔县农业用水转向湿地用水对经济的影 响,并假设农业用水的转移伴随着相应比例土地的废弃,而湿地用水量的增加导致去湿地观鸟、野营等旅游消 费需求的上升,并把其作为外生变量进入CGE模型。模型包含3个农业部门,5个非农业部门。农业部门的生 产要素包括资本、劳动力、土地和水,非农业部门的生产要素仅包括资本和劳动。居民分为高、中、低收入3 种类型。 Hta)8)包含8个省的多区域C模型研究了中国黄河流域的水资源分配,每个区域分为包括一个农 业部门在内的11个部门。模型中,水是基本生产要素之一,与资本和劳动之闯没有替代性,并以固定比例形 式进入生产函数。水权交易市场通过居民供水和部门需水进行描述,居民在水市场上出售水权获得收入,部门 在水市场上购买水权获取用水,区域各部门和居民的用水总量等于需水总量。模型进行两种模拟:一是当前用 水效率不变条件下,基于水权交易的水资源分配,该模拟表示没有进行用水技术投资改造;二是农业部门用水 效率提高情况下,基于水权交易的水资源分配,该模拟意味着对用水效率低的地区进行投资和技术改造。研究 结果发现:水权交易能提高水的利用效率;在现有水资源约束下,下游集约用水可提高用水效率;对用水效率 低的省给予技术改造将改善整个流域的用水状况。 Muller用标准CG正模型进行中期模拟,研究了乌兹别克斯坦的棉花市场改革对水资源和土地分配的影 响。模型中,土地与水作为基本要素,与资本和劳动一起进入生产函数。根据一个水文模型,以及不同的土地 类型,计算出棉花、水稻和小麦等作物的单位面积需水量,并考虑影响区域需水量估计的三种因素:地区(10 个)、作物类型(6种)、水文年型(3种)。水量供给用 Weibull函数描述。 Feng2把全国分为北京和国内其他地区两个区域,并把北京作为南水北调的主要受水区,用CG正模型研 究了南水北调对中国经济的影响。模型包含36个部门,根据用水的密集程度分为农业、高密集型、中密集型 低密集型和服务业五种用水类型,区分高、中、低三种水质,分别应用于服务业和居民、工业、农业,并假定 部分服务行业和居民的尾水经过处理后可以用于工业,部分工业尾水经过处理后可以用于农业。把水作为一种 生产要素进入生产函数,中央政府是水资源的所有者,生产部门向中央政府支付水费。研究结果表明:不考虑 调水成本实施南水北调,到2010年,可以使北京市的ODP每年增加1%~2.3%,居民收入每年增加2.5% 4.1%,政府收入增加,生态环境得到改善。到2020年,其长期效益更为可观 2.3水市场与水权交易 建立水市场机制,进行水权交易是水资源管理的一种新模式,是提高用水效率和效益的重要手段之 摩洛哥是一个缺水型国家,农业用水占用水总量的85%左右,农业劳动力占总劳动力的40%左右,而农 业对ODP的贡献约为15%21。Da2在不同地区供水和用水具有异质性背景下,用CGE模型研究了建立水市 场对摩洛哥经济的影响。模型包含7个地区和88个部门,其中82个是农业或与农业相关。水是生产要素之 农户拥有水权,可以在水市场买卖水。针对摩洛哥,Dao用动态CG正模型研究了建立水市场对国民经 济的影响。模型考虑资本、劳动力、土地和水4种基本生产要素。20个部门中包括12个农业部门(6种灌溉作 物和对应的6种雨养作物),把水的影子价格看作是产出价格、工资率和部门水量配额的函数。在水市场建立 前,水管理部门对农户实行单一的补贴性水价,其与影子价格的差视为政府对农户的补贴。模拟结果表明:建 o1994-2009ChinaAcademicournalelEctronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://wnw.cnki.ner

的农户 , 以及两者都用的农户。生产函数包括三种基本投入要素 : 资本、劳动力和水。由于考虑澳大利亚地下 水位受海水的影响 , 模型还包含了一个地下水位的上下限作为模型的一个约束条件。Velazquez [14 ]用静态 CGE 模型研究了提高西班牙 Andalusia 地区农业部门的水价 , 对水资源保护、利用效率和水的再分配的影响。模型 假设部门用水量与总产出成比例 , 该比例反映了部门用水的集约程度 , 水费视为公共部门的收入。 212 水资源配置 与其他优化配置方法不同 , CGE 模型主要基于经济视角 , 考虑整个社会经济系统中不同主体和不同市场之 间的相互作用和反馈 , 是综合研究水资源配置问题的有力工具。 Seung [15 ]在比较了用 SAM 模型和 CGE 模型研究农业用水转移后 , 认为 SAM 模型高估了农业部门的产出和 要素收入。接着 , Seung [16 ,17 ]用县级动态 CGE 模型研究了美国西部邱吉尔县农业用水转向湿地用水对经济的影 响 , 并假设农业用水的转移伴随着相应比例土地的废弃 , 而湿地用水量的增加导致去湿地观鸟、野营等旅游消 费需求的上升 , 并把其作为外生变量进入 CGE 模型。模型包含 3 个农业部门 , 5 个非农业部门。农业部门的生 产要素包括资本、劳动力、土地和水 , 非农业部门的生产要素仅包括资本和劳动。居民分为高、中、低收入 3 种类型。 Hatano [18 ]用包含 8 个省的多区域 CGE 模型研究了中国黄河流域的水资源分配 , 每个区域分为包括一个农 业部门在内的 11 个部门。模型中 , 水是基本生产要素之一 , 与资本和劳动之间没有替代性 , 并以固定比例形 式进入生产函数。水权交易市场通过居民供水和部门需水进行描述 , 居民在水市场上出售水权获得收入 , 部门 在水市场上购买水权获取用水 , 区域各部门和居民的用水总量等于需水总量。模型进行两种模拟 : 一是当前用 水效率不变条件下 , 基于水权交易的水资源分配 , 该模拟表示没有进行用水技术投资改造 ; 二是农业部门用水 效率提高情况下 , 基于水权交易的水资源分配 , 该模拟意味着对用水效率低的地区进行投资和技术改造。研究 结果发现 : 水权交易能提高水的利用效率 ; 在现有水资源约束下 , 下游集约用水可提高用水效率 ; 对用水效率 低的省给予技术改造将改善整个流域的用水状况。 Muller [19 ]用标准 CGE 模型[5 ]进行中期模拟 , 研究了乌兹别克斯坦的棉花市场改革对水资源和土地分配的影 响。模型中 , 土地与水作为基本要素 , 与资本和劳动一起进入生产函数。根据一个水文模型 , 以及不同的土地 类型 , 计算出棉花、水稻和小麦等作物的单位面积需水量 , 并考虑影响区域需水量估计的三种因素 : 地区(10 个) 、作物类型(6 种) 、水文年型(3 种) 。水量供给用 Weibull 函数描述。 Feng [20 ]把全国分为北京和国内其他地区两个区域 , 并把北京作为南水北调的主要受水区 , 用 CGE 模型研 究了南水北调对中国经济的影响。模型包含 36 个部门 , 根据用水的密集程度分为农业、高密集型、中密集型、 低密集型和服务业五种用水类型 , 区分高、中、低三种水质 , 分别应用于服务业和居民、工业、农业 , 并假定 部分服务行业和居民的尾水经过处理后可以用于工业 , 部分工业尾水经过处理后可以用于农业。把水作为一种 生产要素进入生产函数 , 中央政府是水资源的所有者 , 生产部门向中央政府支付水费。研究结果表明 : 不考虑 调水成本实施南水北调 , 到 2010 年 , 可以使北京市的 GDP 每年增加 1 %～213 % , 居民收入每年增加 215 %～ 411 % , 政府收入增加 , 生态环境得到改善。到 2020 年 , 其长期效益更为可观。 213 水市场与水权交易 建立水市场机制 , 进行水权交易是水资源管理的一种新模式 , 是提高用水效率和效益的重要手段之一。 摩洛哥是一个缺水型国家 , 农业用水占用水总量的 85 %左右 , 农业劳动力占总劳动力的 40 %左右 , 而农 业对 GDP 的贡献约为 15 % [21 ] 。Diao [22 ]在不同地区供水和用水具有异质性背景下 , 用 CGE 模型研究了建立水市 场对摩洛哥经济的影响。模型包含 7 个地区和 88 个部门 , 其中 82 个是农业或与农业相关。水是生产要素之 一 , 农户拥有水权 , 可以在水市场买卖水。针对摩洛哥 , Diao [23 ]用动态 CGE 模型研究了建立水市场对国民经 济的影响。模型考虑资本、劳动力、土地和水 4 种基本生产要素。20 个部门中包括 12 个农业部门(6 种灌溉作 物和对应的 6 种雨养作物) , 把水的影子价格看作是产出价格、工资率和部门水量配额的函数。在水市场建立 前 , 水管理部门对农户实行单一的补贴性水价 , 其与影子价格的差视为政府对农户的补贴。模拟结果表明 : 建 758 水 科 学 进 展 第 19 卷 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

第5期 赵永等:水资源问题的可计算一般均衡模型研究综述 立水市场不仅能改善水的分配状况,而且可以减少贸易改革对经济的不利影响,从而达到双赢 mez24用动态CG正模型研究了西班牙巴利阿里群岛的水交易,主要是农业和城市部门之间的交易。模型 考虑了包括灌溉和非灌溉农业、畜牧业以及旅游业的10个部门,以及包括淡水和海水在内的5种生产要素 模型针对有水市场和没有水市场,以及不同的干旱程度(相对于基期5%~55%的缺水),并假设在有水市场的 条件下,水可以自由交易,直到其在农业和饮用水生产部门的边际生产率相等,进行了11种模拟 Berrittella2认为缺水的一个解决方案是进口在本国生产过程中大量耗水的商品,从而间接减少用水总量。 把水作为一种具有不可替代的生产要素,把单位商品的用水量作为地区用水的一个关键参数,用C(正模型研 究了用水供给约束下的全球虚拟水交易。模型考虑农业和畜牧业用水,其中的作物需水量定义为从播种到收获 的蒸发蒸腾量(包括地表水和土壤水),它取决于地区和作物类型;牲畜需水量定义为生命期的喂养和饮用水 量。两者的数据来源于联合国粮农组织。由于涉及范围广,资料缺乏,该模型在一些地方设计比较粗糙,比如 没有区分雨养农业和灌溉农业,而在水资源问题CG模型中,根据获取水的途径区分土地类型是很重要的。 2.4水与政策决策 在方法上,当构建水管理C模型时,区分基于用水量限制的政策导向和基于水价的政策导向是十分重 要的。当政策导向是限制用水量时,用水量是外生变量,水价是内生变量;而对基于水价导向的政策,则水价 是外生变量,用水量是内生变量3。 horridaε采用流量数据,并考虑由气候引起的供水变动,以及供水高峰期和低峰期,用C正模型研究了 墨尔本市的城市水管理部门水价和投资决策问题。水管理部门通过对水价的设定和税收影响居民的经济行为 并针对水管理部门设定了3种行为方式,寻求兼顾水价、投资和消费的最佳政策组合。 Lofgren2构建的CG 模型考虑4种基本生产要素:资本、劳动、土地和水,土地和水的处理方式与文献[28]相同,以线性形式合成 为“土地和水”要素组合,并与资本和劳动一起进入常替代弹性( constant elasticity substitution,CES)生产函数。 地与水没有替代性,并且只有农业部门使用“土地和水”要素组合,其他部门只使用资本和劳动。22个部门 中12个是农业部门,对应于冬、夏和多年生三类作物。假设居民拥有土地和水,农业土地供给量不变,即土 地新开垦量等于非农业部门的土地占用量。模型进行两种30年的长期模拟 Mukherjee用静态CGE模型研究了南非德兰士瓦省一个500万hm流域的水和土地改革。土地与水的处 理方式与文献[28]相同,所不同的是“土地和水”要素组合的使用,文献[28]中只有农业部门使用,而文献[29 中所有的部门都使用。对南非, Letsoalo'用静态C(模型研究了国家尺度上的水费政策及其社会效应。对水 的处理方法与文献[4类似,通过部门用水量和水税率的乘积计算水税收入,水的税率为外生变量,用水变化 为内生变量,水税收入作为政府收入的一部分。 rnodman'2用℃G正模型研究了解决科罗拉多东南部地区应对缺水的两种策略:提高水库储量与调水。模型 考虑资本、劳动力、土地和水4种生产要素,以及灌溉农业、非灌溉农业、工业和商业4个部门。水直接进入 生产函数和消费函数,并具有替代性。水可以立即使用或储存,并根据气候、交易成本等具体设定每年的可供 用水量。 Azdan'3用静态CG正模型,模拟了印度尼西亚雅加达市的水政策改革,地下水作为基本生产要素之 与资本和劳动一起,进入CES生产函数。7个部门中有2个是水生产部门:水管理部门和非水管理部门 非水管理部门的活动又包括水的买卖等,但不包括地下水的抽取。 Kraybill{3用cG正模型研究了取消灌溉水价补贴对多米尼加共和国社会经济系统的影响。模型包含劳动 资本和土地、地表水4种基本生产要素,且所有要素的供给是固定的。水生产作为一个单独的部门,生产出来 的水仅供国内使用。假设政府和农村居民拥有地表水资源,政府的比例为基期总水费与维护灌溉水系统的总费 用之比,其余归农村居民所有。Roel2研究了摩洛哥的宏观经济政策(如取消贸易保护)与微观层次的水改革 (如改革水的分配方法,建水库)之间的相互影响。模型采用“自顶向下”方法,把一个农户模型嵌入CG模型 农户模型用于生产决策,C(E模型用于描述部门间的相互作用。模拟结果表明:水的生产效率受贸易改革和农 户水资源配置的影响,而取消贸易保护的冲击更大 o1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHousealLrightsreservedhttp://nw.cnki.ner

立水市场不仅能改善水的分配状况 , 而且可以减少贸易改革对经济的不利影响 , 从而达到双赢。 Gomez [24 ]用动态 CGE 模型研究了西班牙巴利阿里群岛的水交易 , 主要是农业和城市部门之间的交易。模型 考虑了包括灌溉和非灌溉农业、畜牧业以及旅游业的 10 个部门 , 以及包括淡水和海水在内的 5 种生产要素。 模型针对有水市场和没有水市场 , 以及不同的干旱程度(相对于基期 5 %～55 %的缺水) , 并假设在有水市场的 条件下 , 水可以自由交易 , 直到其在农业和饮用水生产部门的边际生产率相等 , 进行了 11 种模拟。 Berrittella [25 ]认为缺水的一个解决方案是进口在本国生产过程中大量耗水的商品 , 从而间接减少用水总量。 把水作为一种具有不可替代的生产要素 , 把单位商品的用水量作为地区用水的一个关键参数 , 用 CGE 模型研 究了用水供给约束下的全球虚拟水交易。模型考虑农业和畜牧业用水 ,其中的作物需水量定义为从播种到收获 的蒸发蒸腾量(包括地表水和土壤水) , 它取决于地区和作物类型 ; 牲畜需水量定义为生命期的喂养和饮用水 量。两者的数据来源于联合国粮农组织。由于涉及范围广 , 资料缺乏 , 该模型在一些地方设计比较粗糙 , 比如 没有区分雨养农业和灌溉农业 , 而在水资源问题 CGE 模型中 , 根据获取水的途径区分土地类型是很重要的。 214 水与政策决策 在方法上 , 当构建水管理 CGE 模型时 , 区分基于用水量限制的政策导向和基于水价的政策导向是十分重 要的。当政策导向是限制用水量时 , 用水量是外生变量 , 水价是内生变量 ; 而对基于水价导向的政策 , 则水价 是外生变量 , 用水量是内生变量[13 ] 。 Horridge [26 ]采用流量数据 , 并考虑由气候引起的供水变动 , 以及供水高峰期和低峰期 , 用 CGE 模型研究了 墨尔本市的城市水管理部门水价和投资决策问题。水管理部门通过对水价的设定和税收影响居民的经济行为 , 并针对水管理部门设定了 3 种行为方式 , 寻求兼顾水价、投资和消费的最佳政策组合。Lofgren [27 ]构建的 CGE 模型考虑 4 种基本生产要素 : 资本、劳动、土地和水 , 土地和水的处理方式与文献[ 28 ]相同 , 以线性形式合成 为“土地和水”要素组合 , 并与资本和劳动一起进入常替代弹性(constant elasticity substitution , CES) 生产函数。土 地与水没有替代性 , 并且只有农业部门使用“土地和水”要素组合 , 其他部门只使用资本和劳动。22 个部门 中 12 个是农业部门 , 对应于冬、夏和多年生三类作物。假设居民拥有土地和水 , 农业土地供给量不变 , 即土 地新开垦量等于非农业部门的土地占用量。模型进行两种 30 年的长期模拟。 Mukherjee [29 ]用静态 CGE 模型研究了南非德兰士瓦省一个 500 万 hm 2 流域的水和土地改革。土地与水的处 理方式与文献[28 ]相同 , 所不同的是“土地和水”要素组合的使用 , 文献[ 28 ]中只有农业部门使用 , 而文献[ 29 ] 中所有的部门都使用。对南非 , Letsoalo [30 ]用静态 CGE 模型研究了国家尺度上的水费政策及其社会效应。对水 的处理方法与文献[14 ]类似 , 通过部门用水量和水税率的乘积计算水税收入 , 水的税率为外生变量 , 用水变化 为内生变量 , 水税收入作为政府收入的一部分。 Goodman [2 ]用 CGE 模型研究了解决科罗拉多东南部地区应对缺水的两种策略 : 提高水库储量与调水。模型 考虑资本、劳动力、土地和水 4 种生产要素 , 以及灌溉农业、非灌溉农业、工业和商业 4 个部门。水直接进入 生产函数和消费函数 , 并具有替代性。水可以立即使用或储存 , 并根据气候、交易成本等具体设定每年的可供 用水量。Azdan [31 ]用静态 CGE 模型 , 模拟了印度尼西亚雅加达市的水政策改革 , 地下水作为基本生产要素之 一 , 与资本和劳动一起 , 进入 CES 生产函数。7 个部门中有 2 个是水生产部门 : 水管理部门和非水管理部门 , 非水管理部门的活动又包括水的买卖等 , 但不包括地下水的抽取。 Kraybill [32 ]用 CGE 模型研究了取消灌溉水价补贴对多米尼加共和国社会经济系统的影响。模型包含劳动、 资本和土地、地表水 4 种基本生产要素 , 且所有要素的供给是固定的。水生产作为一个单独的部门 , 生产出来 的水仅供国内使用。假设政府和农村居民拥有地表水资源 , 政府的比例为基期总水费与维护灌溉水系统的总费 用之比 , 其余归农村居民所有。Roe [21 ]研究了摩洛哥的宏观经济政策 (如取消贸易保护) 与微观层次的水改革 (如改革水的分配方法 , 建水库) 之间的相互影响。模型采用“自顶向下”方法 , 把一个农户模型嵌入 CGE 模型 , 农户模型用于生产决策 , CGE 模型用于描述部门间的相互作用。模拟结果表明 : 水的生产效率受贸易改革和农 户水资源配置的影响 , 而取消贸易保护的冲击更大。 第 5 期 赵 永等 : 水资源问题的可计算一般均衡模型研究综述 759 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

水科学进展 第19卷 3结论与讨论 本文综述了CG模型在水资源问题研究中的应用,研究范围涉及水价、水资源配置、水市场和水权交易 水政策等。时间跨度从20世纪90年代初至今,空间跨度从一个县级流域到全球。从中可以看出,CGE模型可 以针对不同的水资源问题及其与社会经济系统的相互作用进行研究,不仅可以对水资源、水环境和政策等问题 进行特定的模拟分析,而且可以对水资源或/和水环境的不同政策组合进行模拟,以确定最佳的政策组合。 水资源问题与CG模型链接的关键是如何把特定的水资源问题与整个社会经济系统联系起来。大致有3 类方法:①把水作为一种基本生产要素,通过生产函数(图1中的“生产”)进入模型1382723),水与土地以固 定比例的线性函数形式组合,然后进入生产函数;②把与水资源相关的企业作为一个部门,通过图1中的 “企业”进入模型}3;③对于发展中国家,由于统计数据的限制,通常采用投入占用产出方法,把水资 源问题“外挂”于CG模型,间接地在模型中考虑水资源问题2,10。方法的选择基于所研究的具体问题, 以及数据的可获得性 CG模型应用于水资源问题研究目前还处于探索阶段,具体的应用不是很多,国内的应用更是有限,其方 法也还不完善。主要体现在三方面,即水资源问题CG正模型应用中的3个难点:①水资源问题与经济系统之 间的关系在模型的设定上还不成熟,而模型的设定对模拟结果具有决定作用;②是数据获取的困难,现有关 于水资源问题的统计数据不满足构建CG正模型的需要;③发展中国家一般是非完全竞争的市场,应用时须针 对具体情况设定合适的结构主义CC正模型。但另一方面,我国的市场体系不断发育和完善,这些变化为应用 CG模型研究相关的水资源问题正积极地创造着条件。而且由于CG正模型本身的优点,以及随着水资源和水 环境核算方法的发展和完善,C(E模型在水资源问题研究中的应用前景会越来越广泛。 参考文献 []斯塔尔MR.一般均衡理论[M],鲁昌,许永国,译上海:上海财经大学出版社,2003.( STAEE MR. General equilibrium theory M]. LU Chang, XU Yonggu Translators. Shanghai: Shanghai University of Finance Ecoomics Press, 2003.(in Chinese)) (2 GOODMAN D J. Mbre reservoirs or transfers? A computable general equilibrium analysis of projected water shortages in the Arkansas river basin 1. Journal of Agricultural and Resource Ecommics, 2000, 25(2): 698 [3]徐滇庆,可计算一般均衡模型(C(丑及新发展[A].汤敏,茅予轼现代经济学前沿专题(第二集)[C].北京:商务印书馆, 993. 107-138. (XU Diarrqing. Computable general equilibrium(CGE) mdel and its new development[A]. TANG Mn, MAO Yurshi. For front of mdern ecoomic topics, No. 2[C].Beijing: Commercial Press, 1993. 107-138.(in Chinese)) [4] TAYOR L. Socially relevant policy analysis: structuralist computable general equilibrium mdels for the developing World[M]. Cambric The Mrr Press. 1990. 1.70 [5 LOFGREN H, HARRIS R L, ROB INSON S. A standard computable general equilibrium (CGE)model in GAMS[DB/aL ww.ifpri. org/ pubs/ microcom/ micros. htm, 2002. [6 DIXON PB, PAMENTER B R, SUTION J, et al. ORANI: A multisectoral odel of the Australian ecommy [M]. Amsterdam: Northr Hbl- land Publishing Company, 1982. 129-148. [7 HERTE T W Gobal trade analysis: Modeling and applications[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 1997. 13-73. [8]赵永,王劲峰经济分析CG正模型与应用[M],北京:中国经济出版社,2008.20-21.( ZHAO Yong, WANG Jirrfeng CGE odel and its applications in ecommic analysis[M]. Beijing China Ecomomic Publishing House, 2008. 20-21.(in Chinese)) [91 LOFGREN H, CHULU O, SICHINGA O, et al. Extermal shocks and domestic poverty alleviation: Simulations with a CGE mdel of of malawi [dB/ol].http://w.ipri.orgdivstmddp/papers/tmdp71.pdf,2001 [10 DECALUWE B, PAIRY A, SAVARD L. When water is m longer heaven sent: Comparative pricing analysis in an AGE model [DB/aL] http://ww.crefa.ecnulaval.ca/cahier/9905.pdf1999 [11 BRIAND A. Comparative water pricing analysis: Duality formal-informal in a CGE odel for Senegal [A]. DULBEA. Input-ouput and general c1994-2009ChinaAcademicJournaleLectronicPublishingHouseAllrightsresened.http://hnnr.cnki.ner

3 结论与讨论 本文综述了 CGE 模型在水资源问题研究中的应用 , 研究范围涉及水价、水资源配置、水市场和水权交易、 水政策等。时间跨度从 20 世纪 90 年代初至今 , 空间跨度从一个县级流域到全球。从中可以看出 , CGE 模型可 以针对不同的水资源问题及其与社会经济系统的相互作用进行研究 , 不仅可以对水资源、水环境和政策等问题 进行特定的模拟分析 , 而且可以对水资源或/ 和水环境的不同政策组合进行模拟 , 以确定最佳的政策组合。 水资源问题与 CGE 模型链接的关键是如何把特定的水资源问题与整个社会经济系统联系起来。大致有 3 类方法 : ①把水作为一种基本生产要素 , 通过生产函数(图 1 中的“生产”) 进入模型[17 ,18 ,27～29 ] , 水与土地以固 定比例的线性函数形式组合 , 然后进入生产函数 ; ②把与水资源相关的企业作为一个部门 , 通过图 1 中的 “企业”进入模型[24 ,31～35 ] ; ③对于发展中国家 , 由于统计数据的限制 , 通常采用投入占用产出方法 , 把水资 源问题“外挂”于 CGE 模型 , 间接地在模型中考虑水资源问题[12 ,14 ,30 ] 。方法的选择基于所研究的具体问题 , 以及数据的可获得性。 CGE 模型应用于水资源问题研究目前还处于探索阶段 , 具体的应用不是很多 , 国内的应用更是有限 , 其方 法也还不完善。主要体现在三方面 , 即水资源问题 CGE 模型应用中的 3 个难点 : ①水资源问题与经济系统之 间的关系在模型的设定上还不成熟 , 而模型的设定对模拟结果具有决定作用 ; ②是数据获取的困难 , 现有关 于水资源问题的统计数据不满足构建 CGE 模型的需要 ; ③发展中国家一般是非完全竞争的市场 , 应用时须针 对具体情况设定合适的结构主义 CGE 模型。但另一方面 , 我国的市场体系不断发育和完善 , 这些变化为应用 CGE 模型研究相关的水资源问题正积极地创造着条件。而且由于 CGE 模型本身的优点 , 以及随着水资源和水 环境核算方法的发展和完善 , CGE 模型在水资源问题研究中的应用前景会越来越广泛。 参考文献 : [1 ] 斯塔尔 M R1 一般均衡理论[M]1 鲁 昌 , 许永国 , 译. 上海 : 上海财经大学出版社 , 20031(STAEE M R1 General equilibrium theory [M]1LU Chang , XU Yong2guo Translators1Shanghai : Shanghai University of Finance & Economics Press , 20031(in Chinese) ) 1 [2 ] GOODMAN D J1 More reservoirs or transfers ?A computable general equilibrium analysis of projected water shortages in the Arkansas river basin [J ]1 Journal of Agricultural and Resource Economics , 2000 , 25 (2) : 698 - 7131 [3 ] 徐滇庆. 可计算一般均衡模型(CGE) 及新发展[A]. 汤 敏 , 茅予轼. 现代经济学前沿专题 (第二集) [ C]1 北京 : 商务印书馆 , 19931 107 - 1381(XU Dian2qing1Computable general equilibrium(CGE) model and its new development[A]1 TANGMin , MAO Yu2shi. For2 front of modern economic topics , No12[C]1Beijing : Commercial Press , 19931107 - 1381(in Chinese) ) [4 ] TAYLOR L1 Socially relevant policy analysis: structuralist computable general equilibrium models for the developing World[M]1 Cambridge : The MIT Press , 19901 1 - 701 [5 ] LOFGREN H , HARRIS R L , ROBINSON S1 A standard computable general equilibrium (CGE) model in GAMS [ DB/ OL ] 1 http :/ / www1ifpri1org/ pubs/ microcom/ micro51htm , 20021 [6 ] DIXON P B , PAMENTER B R , SUTTON J , et al1 ORANI: A multi2sectoral model of the Australian economy[M]1 Amsterdam: North2Hol2 land Publishing Company , 19821129 - 1481 [7 ] HERTEL T W1Global trade analysis: Modeling and applications[M]1 Cambridge : Cambridge University Press , 19971 13 - 731 [8 ] 赵 永 , 王劲峰. 经济分析 CGE模型与应用[M]1 北京 :中国经济出版社 , 2008120 - 211(ZHAO Yong , WANGJin2feng1CGE model and its applications in economic analysis[M]1 Beijing : China Economic Publishing House , 20081 20 - 211(in Chinese) ) [9 ] LOFGREN H , CHULU O , SICHINGA O , et al1 External shocks and domestic poverty alleviation : Simulations with a CGE model of of malawi [DB/ OL ]1 http :/ / www1ifpri1org/ divs/ tmd/ dp/ papers/ tmdp711pdf , 20011 [10 ] DECALUWE B , PATRY A , SAVARD L1 When water is no longer heaven sent : Comparative pricing analysis in an AGE model [DB/ OL ]1 http :/ / www1crefa1ecn1ulaval1ca/ cahier/ 99051pdf , 19991 [11 ] BRIAND A1 Comparative water pricing analysis: Duality formal2informal in a CGE model for Senegal[A]1 DULBEA. Input2output and general 760 水 科 学 进 展 第 19 卷 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net