基于CGE模型的有色金屬價格變動對區域經濟發展影響的實證分析

李春雪，劉春學，張欽禮

(1.昆明理工大學國土資源工程學院，云南 昆明 650093；2.云南財經大學城市與環境學院，云南 昆明 650221；3.中南大學資源與安全工程學院，湖南 長沙 410083)

基于CGE模型的有色金屬價格變動對區域經濟發展影響的實證分析

李春雪1，劉春學2，張欽禮3

(1.昆明理工大學國土資源工程學院，云南 昆明 650093；2.云南財經大學城市與環境學院，云南 昆明 650221；3.中南大學資源與安全工程學院，湖南 長沙 410083)

有色金屬作為國民經濟基礎性產業，其價格波動影響著經濟發展的穩定性，尤其是以有色金屬產業為經濟支柱的西部地區。本文運用投入產出表及相關統計數據，通過構建有色金屬CGE模型，根據近年鉛、銅、鋅、鋁、鎳等五種常用有色金屬價格的波動范圍，擬設置了六種波動情景進行模擬，即有色金屬價格波動在-40%、-25%、-10%、10%、25%、40%情景下，實證模擬價格變動對云南經濟的影響。結果顯示，實際GDP、居民收入、政府收入隨有色金屬價格上漲而降低；企業收入、要素價格隨有色金屬價格上漲而提高；多數部門產出因有色金屬價格上漲而減少；多數部門增加值因有色金屬價格上漲而提高。有色金屬價格下降則呈現出相反的結果。結果表明，有色金屬價格對宏觀經濟的影響具有非對稱性，價格上漲對經濟的消極影響要顯著大于價格下降對經濟的積極作用，具有高附加值的精深加工行業發展乏力，尤其需要大力優化升級。

有色金屬產業；可計算一般均衡；價格波動；經濟發展；云南省

有色金屬產業是我國西部多數省(區)的重要產業，在區域國民經濟發展中具有深遠的作用。不同的金屬在性質上存在一定的差異，功能、作用、地位也各不相同，但其主要特性比較相似，可以作為一類金屬進行整體分析。

近年來有色金屬價格的劇烈變動，使其發展面臨嚴峻挑戰，對區域經濟發展產生極大影響[1]。但價格波動在經濟系統中的傳播是復雜的，所涉及的非線性方程和變量多，一般認為可計算一般均衡模型(computable general equilibrium,CGE)具有更可靠的經濟理論基礎以支持模擬價格波動的傳導[2]。CGE在稅收、貿易等政策模擬[3-4]方面應用廣泛，在能源、資源價格等[5-6]方面近年較為關注，并隨著計算方法和軟件的不斷完善，應用于越來越多的領域，如清潔空氣、自然資本核算等[7-8]。但CGE模型在有色金屬產業領域研究較少，既有相關研究主要集中于理論分析，缺少定量和實證方面的研究。

有色金屬產業在云南經濟中占有重要地位，對地區經濟穩定發展具有重要作用，故選取云南作為典型案例進行實證分析。本文通過構建云南有色金屬產業的CGE模型，分析了有色金屬價格變動產生的影響，并重點對引起的區域經濟和產業結構的變化進行了分析。

1 CGE模型構建

CGE模型以一般均衡理論為基礎，通過社會核算矩陣(social accounting matrix,SAM)構建模型，刻畫生產者在技術約束下實現利潤最大化、消費者在預算約束下實現效用最大化的行為，并最終在市場機制作用下達到各個市場的均衡[9]，進而模擬分析現實的經濟結構和經濟運行。本文根據古典經濟學理論，將有色金屬價格作為外生沖擊變量，模擬價格變動對區域經濟及其他產業的影響。

1.1 數據分析

有色金屬產業包括采選、冶煉、加工。根據2012年《云南省投入產出表》，通過計算42部門對有色金屬產業的直接和完全消耗系數，及有色金屬產業的直接和完全分配系數，綜合整理得出與有色金屬產業關聯性較強的28個部門(表1)。

表1 云南投入產出的28部門

1.2 SAM表的構建

SAM表是CGE模型的數據基礎，以矩陣形式全面描述國民經濟核算體系中各賬戶的供應和使用流量及其平衡關系。分析云南有色金屬價格變動對省內經濟系統以及關聯部門的影響，重點在于省內經濟部門的變化，不考察省外和國外貿易的影響，故將云南省外、國外貿易視為一個域外經濟體。根據傳統宏觀SAM表賬戶[10]，可劃分為活動(a)、商品(c)、要素(f)、居民、企業、政府、域外和投資等賬戶，活動和商品賬戶則分別包括表1中的28個部門，要素賬戶包括勞動和資本。

其中，活動、商品、資本、勞動、域外賬戶數據以最新的2012年《云南省投入產出表》為主，居民、企業及政府賬戶中涉及的稅收、財政等則相應以2013年的《云南統計年鑒》、《中國稅務年鑒》、《中國財政年鑒》、《中國統計年鑒》中的數據為主，資本賬戶多用來作為平衡項，由此構建2012年云南宏觀經濟SAM表(表2)。

表2 2012年云南宏觀經濟SAM表(單位：億元)

1.3 CGE模塊構建

根據一般均衡理論和模型所需描述的經濟結構，CGE模型主要包含價格、生產和貿易、濟主體、系統約束(Hans Lofgren, 2002)[11]四部分模塊。

1.3.1 價格模塊

價格模塊包括了進口和出口價格、國內產出的供給和需求價格、生產活動價格以及中間投入總價格，由一系列內生價格、模型中內生和外生的其他價格、以及非價格變量相關的方程構成。

1.3.2 生產和貿易模塊

生產和貿易模塊包括生產活動、國內產品分配、以及復合商品供給三部分。由于生產函數涉及多層嵌套，常采用常替代彈性(CES：constant elasticity substitution)函數。企業生產活動遵循優先使用投入使成本最小化的原則，在既定產出后，企業生產行為表現如式(1)所示，相應地，增值約束及要素成本最小化下，企業行為如式(3)所示。在規模不變條件下，若企業實現利潤最大化，則需滿足產出價格等于邊際成本，如式(2)、式(4)所示。其中，QA是活動產出數量，PA是活動產出的價格，QVA是增值數量，PVA是增值價格，QINTA是中間投入數量，PINTA是中間投入價格，QFf為生產投入要素f的數量，WFf是要素f的價格。

活動產出是由增值和中間投入構成的生產函數，見式(1)、式(2)。

min PVAa·QVAa+PINTAa·QINTAa

(1)

PAa·QAa=PVAa·QVAa+PINTAa·QINTAa

(2)

嵌套函數是要素的增值函數，見式(3)、式(4)。

(3)

(4)

國內產品的分配行為采用常彈性轉換(CET：constant elasticity transformation)函數描述。在既定國內生產的產品數量下，國內產品數量(QX)在國內使用數量(QDS)和出口數量(QE)間進行分配，企業會選擇實現收入最大化的分配組合，其行為如式(5)所示，國內生產的產品價格(PX)是由國內使用的供給價格(PDS)和出口價格(PE)加權平均合成的，如式(6)所示。

max PEa·QEa+PDSa·QDSa

(5)

PXa·QXa=PEa·QEa+PDSa·QDSa

(6)

復合商品的供給滿足小國假設，用CES函數表示進口行為，復合商品數量(QQ)是由進口商品數量(QM)和國內生產國內使用商品數量(QDD)兩部分組成，由于QM和QDD之間有替代性，進口價格(PM)和國內使用價格(PDD)會影響國內市場使用商品的來源，在既定商品數量下企業商品使用成本最小，則其行為如式(7)所示，國內商品價格(PQ)由PDD和PM加權平均合成，如式(8)所示。

min PMc·QMc+PDDc·QDDc

(7)

PQc·QQc=PMc·QMc+PDDc·QDDc

(8)

式中：α可視為效率或規模因素參數；δ是份額參數；ρ是與替代彈性有關的參數。

1.3.3 經濟主體模塊

經濟主體模塊包括居民、企業、政府和域外，主要描述各經濟主體的收入和支出狀況。其中，居民收入來自勞動和資本所得、政府的轉移支付、以及企業對居民的收益分配；企業的收入主要來自資本收入、政府補貼；政府收入主要來自各種稅收；域外收入主要是云南省的進口額和省外調入額。經濟主體的支出主要用于描述居民、企業、政府在消費、投資等方面對區域商品的實際需求量。

1.3.4 系統模塊

系統模塊要求要素市場出清、商品市場供求平衡、儲蓄投資均衡、政府財政收支平衡、域外收支平衡等。

1.4 模擬方案設計

有色金屬產業涉及多個環節，其中冶煉商品是交易較頻繁、貿易量較大的產品，并且在期貨等金融市場上多以金屬錠等商品的形式進行交易，故本文有色金屬價格指有色金屬冶煉商品的價格，即商品賬戶下有色金屬及其合金和鑄件部門價格。

近年來有色金屬價格波動劇烈，但各種金屬價格整體上呈同步下跌和上升的特點。2012年，大宗商品中鉛、銅、鋅、鋁、鎳這五種常用金屬的平均價格為0.95美元/磅、3.6美元/磅、0.9美元/磅、0.92美元/磅、8美元/磅，而2011年7月～2016年7月，鉛價在0.71～1.25美元/磅間波動，銅價在1.96～4.45美元/磅間波動，鋅價在0.66～1.13美元/磅間波動，鋁價在0.65～1.18美元/磅間波動，鎳價在3.43～11.20美元/磅間波動(Kitco金拓中文網www.kitco.cn)，這五種金屬的最高和最低價約為2012年各金屬價格的130%和60%。因此，本文有色金屬價格的波動范圍設計為-40%、-25%、-10%、10%、25%、40%。

2 模擬結果及分析

利用GAMS軟件構建了28個產業部門的CGE模型，并分別計算了有色金屬價格在不同幅度的變化下對云南地區經濟及相關部門的影響。

2.1 對云南經濟的影響

有色金屬產業作為國民基礎性產業，與地區經濟發展息息相關，其價格變動導致國民經濟總量及分配發生了變化。根據設計方案，相關經濟變量的變化結果如表3所示。

表3 云南GDP及收入分配的變化程度(單位：%)

從表3中可以看出，實際GDP、居民收入與政府收入與有色金屬價格變化方向相反，并且有色金屬價格上升帶來的消極作用大于價格下降帶來的積極作用；企業收入、勞動和資本等要素價格、名義GDP與有色金屬價格變化方向相同，有色金屬價格上漲給企業收入帶來的積極影響小于價格下降帶來的消極影響，價格上漲給要素價格和名義GDP帶來的刺激作用大于價格下降帶來的抑制作用。

居民、企業、政府是CGE模型的經濟主體，也是國民收入分配的對象。有色金屬價格對居民、企業、政府的收入分配狀況影響不大，占比約為50%∶28%∶22%；但對居民、企業、政府的實際收入影響較大，尤其是政府稅收。

從數據結果可以看出有色金屬價格波動對GDP的影響是非對稱的，因為有色金屬除了具有商品屬性，還有貨幣和金融屬性等多重特征，受宏觀經濟形勢影響密切，經濟增長或衰退直接影響基本金屬的需求，但即使經濟蕭條的情況下，有色金屬依然具有可觀的經濟利潤，而宏觀環境變化往往會導致投資的變化程度大于消費的變化程度，因此造成價格波動對宏觀經濟影響的非對稱。

2.2 對各部門產出的影響

有色金屬價格變動會導致勞動和資本價格、要素雇傭、投資和利率等發生變化，從而影響中間使用，進而影響各部門產出。根據設計方案，模擬了有色金屬價格波動對各部門產出量的影響(表4)。

表4 關聯部門產出量的變化(單位：%)

從各部門產出看，有色金屬礦采選產品、有色金屬及其合金和鑄件、農林牧漁產品和服務、煤炭采選產品、食品和煙草、造紙印刷及文教體育用品、化學產品、電力、熱力生產和供應、信息傳輸、軟件和信息技術服務、批發和零售、住宿和餐飲、金融、租賃和商務服務、科學研究和技術服務、其他第三產業，這15個部門的實際產出量隨有色金屬價格上升而減少，隨有色金屬價格下降而增加，并且有色金屬價格上升對部門產出的消極作用大于價格下降對產出的積極作用。有色金屬壓延加工品、石油、煉焦產品和核燃料加工品、非金屬礦物制品產品、金屬冶煉及壓延加工品(除有色金屬)、金屬制品、通用設備、專用設備、交通運輸設備、電氣、機械和器材、建筑、其他第二產業則呈現出相反的結果。

其中，有色金屬礦采選產品、有色金屬及其合金和鑄件、有色金屬壓延加工品、電氣、機械和器材、金融對有色金屬價格最為敏感，有色金屬價格波動對這5個部門的產出影響相對最大。顯然，采選、冶煉、加工部門是有色金屬產業鏈的上下游環節，高度相關；有色金屬是電氣、機械和器材生產所需的主要原材料之一；有色金屬產品又具有商品屬性和衍生金融屬性，金融部門與有色金屬產業之間也密切相關，因此這些部門對有色金屬價格波動較為敏感。

2.3 對地區經濟結構的影響

經濟結構指國民經濟的組成和構造，包括國民經濟中各部門的構成。根據設計方案，模擬了有色金屬價格波動對各部門增加值的影響(表5)。

表5 關聯部門增加值的變化(單位：%)

從各部門實際增加值看，化學產品、金屬冶煉及壓延加工品(除有色金屬)、交通運輸設備、建筑、批發和零售、科學研究和技術服務、其他第三產業的增加值為正，并隨有色金屬價格上升而提高，隨有色金屬價格下降而降低；有色金屬礦采選產品、金屬礦采選產品(除有色金屬)、造紙印刷及文教體育用品、石油、煉焦產品和核燃料加工品、非金屬礦物制品產品、金屬制品、通用設備、專用設備、電氣、機械和器材、通信設備、計算機及其他電子設備、其他第二產業的增加值為負，并隨有色金屬價格上升而提高，即部門增加值虧損減少，隨有色金屬價格下降而降低，即虧損加劇；有色金屬及其合金和鑄件、農林牧漁產品和服務、煤炭采選產品、食品和煙草、電力、熱力生產和供應、住宿和餐飲、金融、租賃和商務服務的增加值為正，并隨有色金屬價格上升而降低，隨有色金屬價格下降而提高。相應地，有色金屬價格波動將進一步導致地區經濟結構的變化。

其中，有色金屬礦采選產品、有色金屬及其合金和鑄件、金屬礦采選產品(除有色金屬)、化學產品、交通運輸設備等部門受有色金屬價格波動影響程度較大，而有色金屬冶煉行業下游的壓延加工品增加值變化卻不大，以有色金屬為生產原材料的金屬制品、通用設備、專用設備、交通運輸設備、電氣、機械和器材、通信設備、計算機及其他電子設備等精深加工部門的增加值變化也不大，甚至有金屬制品、通用設備、專用設備、電氣機械和器材4個部門增加值為負。

3 結論

本文通過構建靜態CGE模型，實證模擬分析了有色金屬價格變動對云南經濟的影響。

1)有色金屬價格對宏觀經濟的影響具有非對稱性，價格上漲對宏觀經濟的影響程度要顯著大于價格下降所帶來的影響。其中，價格上漲對實際產出和收入帶來的抑制作用明顯大于價格下降帶來的刺激作用。

2)有色金屬價格波動對關聯部門產出的影響也是非對稱的，總的來看，價格上漲對產出帶來的消極影響大于積極影響。

3)有色金屬價格波動對有色金屬產業的產出和增值影響較大，有色金屬產業在國民經濟中的比重隨價格上升而降低，隨價格下降而提高，但在云南經濟發展中依然占有重要地位。

4)具有高附加值的下游精深加工行業對有色金屬價格波動不敏感，產出和增值變化小，在國民經濟中的占比低，甚至部分部門實際增加值為負，成長乏力，經濟結構亟待優化升級，尤其需要大力發展。

有色金屬行業作為云南支柱產業之一，在云南發展中占有重要地位，研究有色金屬價格對地區經濟發展的影響，有助于在國內、國際大環境沖擊下，對實現云南經濟穩定持續發展具有重要意義，也為穩定我國及西部地區經濟發展提供政策參考。但是，由于投入產出數據的限制，本文僅模擬了2012年有色金屬價格變動對云南經濟的影響，此外，各部門在經濟發展中的合作和競爭關系是長期的、復雜的，還需要從時間、空間維度進行模擬分析，建立動態模型，以更好地解釋分析有色金屬產業在經濟發展過程中的角色和影響。

[1] 賀俊，范小敏. 資源詛咒、產業結構與經濟增長——基于省際面板數據的分析[J]. 中南大學學報：社會科學版，2014，20(1): 34-40.

[2] 李洪心. 可計算一般均衡模型——建模與仿真[M]. 北京：機械工業出版社，2008.

[3] 鐘美瑞，曾安琪，黃健柏，等. 國家資源安全戰略視角下金屬資源稅改革的影響[J]. 中國人口·資源與環境，2016，26(6): 130-138.

[4] 魏文婉，張順明. 中國能源進口政策分析：基于CGE視角[J]. 系統工程理論與實踐，2015，35(11): 2755-2772.

[5] 王臘芳，肖皓，肖明智. 基于動態CGE模型的能源價格傳導效應分析[J]. 財經理論與實踐，2014，35(5): 97-101.

[6] 張希棟，婁峰，張曉. 中國天然氣價格管制的碳排放及經濟影響——基于非完全競爭CGE模型的模擬研究[J]. 中國人口·資源與環境，2016，26(7): 76-84.

[7] Zoi V，Jan A，Frederik N，et al. Economic impacts of EU clean air policies assessed in a CGE framework[J]. Environmental Science and Policy，2016，55(1): 56-64.

[8] Ochuodho, T O，R R Alavalapati. Integrating natural capital into system of national accounts for policy analysis: an application of a computable general equilibrium model[J]. Forest Policy and Economics，2016, 72:99-105.

[9] 鄭玉歆，樊明太. 中國CGE模型及政策分析[M]. 北京：社會科學文獻出版社，1999.

[10] 張欣. 可計算一般均衡模型的基本原理與編程[M]. 上海：上海人民出版社，2010.

[11] Hans L., Lee H.R., Sherman R.. A standard computable general equilibrium (CGE) model in GAMS[R]. Washington, D.C.: International Food Policy Research Institute, 2002:8-41.

Empirical analysis on the influence of nonferrous price fluctuation to regional economic development based on CGE model

LI Chunxue1，LIU Chunxue2，ZHANG Qinli3

(1.Faculty of Land Resource Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，China; 2.School of Urban and Environment，Yunnan University of Finance and Economics，Kunming 650221，China; 3.School of Resources and Safety Engineering，Central South University，Changsha 410083，China)

As the basic industry of the national economy, the price fluctuation of nonferrous metal affects the stability of the economic development, especially in the western region where the non-ferrous metal industry is as the pillar of economic. In this paper, the CGE model of nonferrous metals is constructed by using input-output table and related statistical data. According to the price range of lead, copper and zinc, aluminum, nickel in recent years, six kinds of scenario analysis is intended to set up. The effect of the price fluctuation of nonferrous metals on the economy of Yunnan is simulated by the model when the price fluctuation is in -40%, -25%, -10%, 10%, 25%, 40%. The results showed that real GDP, residents’ income and government revenue decreased and enterprise income, factor price increased with the rise in the price of nonferrous metal. In addition, for the most of the departments, the output reduced while the added value increased because of the rise in price of nonferrous metal. And the opposite results were showed when the price fall. It turned out that the impact of the price fluctuations of non-ferrous metals on the macro economy was asymmetric, and the negative impact of rising price was significantly greater than the positive impact of falling price. Moreover, the deep processing with high value-added cannot afford its normal development, especially needs to be upgraded.

nonferrous metal industry; CGE (computable general equilibrium); price fluctuation; economic development; Yunnan province

2016-10-16

云南省省院省校教育合作人文社科項目資助(編號：SYSX201511)

李春雪 (1987-)，女，漢，黑龍江哈爾濱人，博士研究生，主要從事有色金屬產業方面的研究，E-mail: li_chunxue@yeah.net。

簡介：劉春學(1975-)，男，漢，河南林州人，博士，教授，博士生導師，主要從事資源、環境經濟方面的研究工作，E-mail: chunxueliu@hotmail.com。

F407.1

A

1004-4051(2017)01-0034-06