浙江省水资源政策对经济影响的模拟分析——基于CGE模型

张　宁，时宁宁，卢　靖，刘　聪

（1.杭州电子科技大学 管理学院，浙江 杭州 310018；2.浙江大学 管理学院，浙江 杭州 310018）

浙江省水资源政策对经济影响的模拟分析
——基于CGE模型

张宁1，时宁宁1，卢靖1，刘聪2

（1.杭州电子科技大学 管理学院，浙江 杭州 310018；2.浙江大学 管理学院，浙江 杭州 310018）

重视水安全新常态是事关民生福祉和经济转型升级的重要举措，为盘活水资源的有效利用与管理，确保地区经济社会的健康发展，文章运用可计算的一般均衡模型，以浙江省为例，对工农业供水量、用水效率以及用水结构等水资源政策变化对地区经济的影响进行了情景模拟。结果显示：提高工农业水资源利用率可以进一步提高地区经济水平，缓解水资源短缺压力，同时也是增加社会福利的最优策略，有助于推动现代智能工农业的发展；合理调整用水结构，实现水资源行业外分配是提高经济水平的次优策略，但短时期内会造成水资源使用量小幅增长；控制工农业供水量是促进地区经济转型升级的可行策略，虽然在一定程度上会削弱地方经济实力，但切实可以打造地区生态文明新常态。

CGE模型；水资源政策；地区经济；模拟分析

［DOI］10.3969/j.issn.1007-5097.2016.05.005

一、引　言

全球气候变暖、区域水环境破坏、低降水量高蒸发量导致地表水资源出现供求失调，与此同时我国水资源时空分布不均，用水结构不合理，外在条件和内在因素共同加剧了各地区水资源形势的严峻性［1］。为此，我国政府发布的《水污染防治行动计划》（2014年）、《水利部关于深化水利改革的指导意见》（2015年），全面落实了新常态下“从严治水，从优节水”的战略部署，正视水安全问题，调整经济发展目标，转变经济发展优势，重建水资源管理政策，优化水资源配置，建立运转协调的水资源管理体制，做到生态、社会和经济效益“三位一体”，以此来潜在性地推动高耗水产业的技术创新，实现产出和效率的最优化，借以带动其他各部门的经济增长，构建中国经济发展新常态。

浙江经济是我国市场经济发展的佼佼者，但长期以来水资源管理粗放，水量及水质问题成为制约浙江经济发展的重要瓶颈。为解决浙江省水问题，保障供水安全，加促经济转型，省政府2014年启动了“五水共治”的行动，打造了全面治水新常态，在“治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水”过程中实施最为严格的水资源管理制度，落实了供水总量控制、用水结构调整、提高用水效率等相关水资源政策，来保证浙江经济的行稳致远。这些水资源政策是否有效可行，是否能助推新常态经济的实现，还需要进一步预测出水资源政策的变化对浙江经济的影响。为此，本文尝试以浙江为例，采用具有多元性、非线性、动态性及多重反馈性的定量评价方法对水资源政策变化的地区经济状况进行模拟［2］。

二、水资源CGE模型的理论构建

可计算一般均衡模型（CGE）恰恰是将整个经济系统作为研究对象、模拟经济政策效应的一种理想工具。现实经济系统中各组成部分之间存在着普遍关联性，CGE模型可通过生产部门与经济主体的交易信息对要素间的依赖性和传导性进行捕捉，任一部分的变化都会使其他组成部分产生联动反应，模型结构如图1所示。首先，模型可通过劳动、资本要素和商品市场的复合产品共同投入得到总产出；其次总产出（品）进入商品市场，一方面用于国内政府、居民、企业（生产者）消费及投资，另一方面出口国外；最后，获得的要素和中间投入再一次合成总产出。如此循环反复，在经济运行过程中，政府可以通过宏观政策对整个系统进行把握和调控。

图1　CGE模型中要素内在联系

20世纪70年代起，CGE模型主要从税收领域、贸易领域、环境领域逐渐扩展到汇率、社会保障、碳循环等方面，并在国内外学术界开始运用，代表人物主要有Baylor et al（1959）、Allan et al.（2003）、Hallaert（2010）等。随着世界资源环境问题的出现，国外学者逐渐将CGE模型引入水资源领域，解决了不少实际问题。在水市场方面，Gomez C M等用动态的CGE模型研究了巴利阿里群岛中农业用水和城市用水的市场交易问题以及对农业、畜牧业和旅游业部门产出效益的影响［3］。Rivers N等利用CGE模型将水价与区域福利成本相联系，通过改变虚拟水和消耗水的价格来研究其对加拿大福利成本的影响，通过不同情景模拟确定福利增益的价格区间［4］；在水资源配置方面，Blignaut等利用比较静态CGE模型，预测未来对水需求量的增长趋势，来解决部门水资源分配问题［5］。Hatano等利用跨区域的CGE模型，设定用水效率变化的情景方案，对中国黄河流域的水资源分配问题进行了模拟分析［6］。在水资源政策方面，Llop等将生态部门引入CGE模型中，研究了加泰罗尼亚水供求政策变化对经济、环境的影响情况［7］。Hassan R等采用可计算一般均衡的方法研究供水、水资源分配、农村生计与水资源政策的改革对整个经济的影响［8］。目前国内学术界对各项水资源政策的比较大多数采用的是描述性研究，缺乏较为系统地水资源政策的变化对经济影响的实证分析，因此，本文以浙江省为例，基于2014年浙江“五水共治”的相关政策，估算对地方经济的联动关系，这对建立合理的地方水资源政策组合机制具有重要的理论和实践意义。

（一）CGE模型的理论假设

CGE模型包括农业、工业、其他服务业（包括生活用水和生态环境用水）、建筑业4个产业部门，劳动和资本2个生产要素以及生产、投资、居民、企业、政府、国外和库存等8个主体要素。它可以通过设置多情景模拟，分析水资源政策变化对浙江经济和水资源使用量的影响。本文以一般均衡理论为指导，设定基本假设：①生产假设：每一个活动部门只生产一种商品，且具有规模报酬不变的特性，优化条件是成本最小化和利润最大化；②消费假设：采用嵌套的CES/Leontief函数实现效用最大化；③贸易假设：包含两部分，一是小国假设，在给定国际价格条件下，交易价格不会因进出口需求量的变化而变动，另一部分是阿明顿假设，即国内产品与国外进口品之间是不完全替代的关系；④市场假设：保证商品市场和要素市场出清；⑤闭合方式：假定市场充分就业，固定汇率体制，采用新古典主义闭合方式的完全竞争模式。

（二）地区水资源政策的CGE模型结构

假定所有生产部门的集合为S，所有商品部门的集合为C，且所有部门的生产具有规模报酬不变的技术特性［9］，那么按照投入—产出—主体—系统约束—水资源政策的顺序构建5个模块。其中投入和产出两大模块组成了系统的生产活动。生产函数均采用CGE模型中最基本的双层嵌套CES函数表示，其生产结构如图2所示。

图2　CGE模型的生产结构

1.生产投入模块

投入模块设计中，主要分为三个层级。第一层是各产业部门总产出，它是由各产业部门的增加值和中间投入组合而成的CES生产函数（（1）式）；第二层分别为各产业部门的中间投入和增加值，其中增加值采用的是劳动、资本两要素的CES生产函数（（2）式），中间投入是基于固定投入比例理论构成的各个复合产品Leontief生产函数（（3）式）；第三层是根据阿明顿假设的中间投入复合产品供应理论，由省内产品和进口产品的CES函数组成（（4）式）［9］。

其中：QAs为产业部门总产出（产量）；QVAs部门增加值；QLDs、QKDs分别为劳动、资本要素的需求量；QINTAs、PINTAs、QINTcs表示为中间投入总量、总价格和复合产品中作为部门中间投入的数量；QQc、PQc分别为复合产品的数量和价格；QDCc为省内产品的数量；QMc、PMc分别为进口品的数量和价格；pwm为进口品的国际价格；tmc、EXR分别为进口税率和汇率。

2.生产产出模块

对于各个产业部门的制成品，除了省内自产自销外，因浙江经济的出口外贸份额所占比重较大，还需要进一步考虑出口销售份额，分配额度受到国内外相对价格的影响，而出口价格又随着国际市场价格和汇率改变而变化。为实现收入最大化［10］，以生产可能性边界来表示省内自销和出口之间的分配，由CET函数表示它们之间的转换关系，参考了张欣（2010）提及的常转换函数相关理论［11］。

其中：QDAs、PDAs分别为省内产品s的销量和价格；QEs、PEs为出口品的数量和价格；pwes为出口品的国际价格；tes为出口税率。这些数据均可通过浙江省社会核算矩阵中的基期数据测算而得。

3.主体机构模块

主体机构模块包括收入和支出两大部分。从居民的角度分析，居民收入来源于劳动力报酬、资本要素收入以及政府相应的转移支付，而居民支出包括商品消费、税费缴纳；从企业角度分析，收入主要来源于资本收入以及政府对企业的转移支付，支出用于商品消费、要素消费、税费缴纳；从政府角度分析，政府收入来源于生产税以及企业、个人所得税，政府支出包括商品消费以及对企业、个人的转移支付。各个主体机构的收入减去支出为各自的储蓄。

4.系统约束模块

根据CGE模型设定的五个基本假设，必须保证商品市场供求平衡、要素市场出清、国际收支平衡［11］，因此，各均衡条件及其闭合方程如下：

其中：QHch为居民对复合产品的需求；QINVc为对复合产品投资的最终需求；QGc为政府对复合产品的需求；QLS、QKS分别为劳动和资本的总供给量；FSAV为国外净储蓄。其中，（9）式表示商品市场均衡即所有省内供应的商品数量等于所有省内需求的商品数量；（10）式、（11）式表示为要素市场出清即要求劳动力和资本的总需求等于总供给；（12）式表示国际市场收支平衡，即贸易进出口平衡；（13）式表示为固定汇率体制的闭合条件；（14）式、（15）式表示为新古典主义的宏观闭合条件；带上划线的变量表示外生变量［12］。

5.用水量及用水效率模块

为便于研究供水量、用水效率变化对地区经济的影响，引入水资源外置法①，其中，供水量采用以水定产法②，用水效率采用的是投入法。根据李善同（2003）水资源生产约束理论［13］，水资源政策的变化是间接影响地区经济变动的外生变量，因此，本文是在不改变原有模型的基础上将水资源约束纳入CGE理论模型中，通过设定水政策变动方案，实现对地区经济效益的模拟。

其中：DWs为产业部门用水量；SWs0为产业部门初始供水量；wcs为用水强度系数；ρs为产业部门用水效率；VADWsu为产业部门目标单位增加值用水量；VADWss为产业部门实际单位增加值用水量。

三、浙江水资源CGE模型的数据来源

社会核算矩阵（SAM）作为CGE模型的数据基础，描绘的是整个经济模式下的所有国民核算账户的交易行为。SAM既提供了研究对象间的内在联系，同时也保证了CGE模型中数据的真实性，其中大部分的未知参数都可以通过SAM校准获得。为此，研究前期本文构建了浙江省社会核算矩阵。

（一）浙江省社会核算矩阵的编制

以浙江省目前最新的投入产出表、2014年浙江省统计年鉴及浙江省水资源公报作为浙江省社会核算矩阵（PSAM）③编制的数据来源，以社会核算矩阵为主要数据基础，对浙江省CGE模型的构建进行投入产出模块的输入，PSAM中包含劳动和资本两大生产要素，将42个国民经济生产部门合并为农业、工业、建筑业、服务业4个产业部门，机构主体也归并为居民、企业、政府以及省外其他地区［14］。具体见表1所列。

亿元

表1　浙江省宏观社会核算矩阵

（二）参数标定

CGE模型中的参数主要由份额参数和弹性参数构成。份额参数可以通过PSAM中的数据与CGE模型综合测算，主要包括中间投入的投入产出消耗系数、税率、要素收入分配份额等。弹性参数可以通过贝叶斯参数估计方法对部门信息资料及相关统计数据估计获得［15］，主要包括生产函数、增值函数、阿明顿函数以及出口转换函数的弹性参数。其中弹性参数的标定参考了王敬峰、陈波以及周焯华等［9，16］研究的弹性参数值，并对测算后的部门弹性参数进行了加权处理。在正常运行的情况下，标定后的参数进入CGE模型，经过再次调试仍然可以回归到初始均衡数据。

四、水资源政策的经济模拟

（一）情景模拟设计

本文以浙江省社会核算矩阵作为基期数据，利用GAMS软件对浙江省水资源政策的CGE模型进行求解，通过供水量、用水效率以及用水结构的政策变化评估其对浙江经济的影响，分析“五水共治”相关政策实施后对浙江经济的影响效果。为更加直观地反映水资源政策与经济系统的关联性，本研究分别对工农业供水量、用水效率以及用水结构等三项政策在5%变化率的情境下，对浙江GDP、水资源使用量、劳动力需求以及居民收入的影响进行经济模拟。

（二）三项水资源政策的模拟分析

2010-2014年浙江省工农业供水量、用水效率年变化率均围绕5%上下波动，考虑到模拟过程中变动幅度的同一性问题，设定三项水资源政策的变化率均为5%，且以水资源农转工量（农业供水转移到工业供水）作为用水结构的衡量标准，以此来研究水资源政策变化对浙江经济系统的影响情况。三项水资源政策的模拟结果见表2所列。

1.供水量变化模拟的结果分析

表2列1、列2分别为农业、工业供水量减少5%的模拟结果。结果显示，供水量减少会使区域水资源使用量减少（-0.021 97，行11），引起整个地区经济出现短期萎缩现象。由于水资源在生产中存在不可替代性，致使与水资源密切相关部门产出也会呈现出不同程度的减少。在农业供水减少5%的情况下，农业产出减少，随即对农村劳动力进行适当削减，需求减少（-0.018 18，行6），劳动报酬出现小幅下降，工业供水量减少模拟结果与之相反。在国内商品需求不变的情况下，由于部门产出减少和供给减少致使商品价格上升，浙江农村居民实际收入和城镇居民实际收入均呈现下降趋势（-0.000 98和-0.001 04，行9和行10）。综合所有可考虑因素，较基期相比，浙江GDP减少了（-0.000 94，行1），整体的社会福利有所减少。该项政策模拟结果显示，虽然水资源使用量减少，但各部门总产出下降，居民的社会福利也有所下降。

2.用水效率变化模拟的结果分析

表2列3、列4分别为农业、工业用水效率增加5%的模拟结果。结果显示，当农业用水效率提升5%时，农业水资源浪费减少，水资源得到大量节约，使得区域水资源使用量降幅明显（-0.034 82，行11），除建筑业（-0.000 19，行4）以外的其他产业部门产值均上升，由于用水效率的提升，导致农业水资源的边际贡献率提高，刺激了农业生产，农业部门产出大幅增加。由此对农村劳动力需求增加（0.046 14，行6），劳动报酬提高，致使报酬相对较少的进城务工人员返乡工作，城镇劳动力出现小幅下降（-0.003 20，行7）。在国内商品需求不变的情况下，各部门产出增加，供应增多，致使各部门产品价格降低，浙江农村居民实际收入和城镇居民实际收入均呈现上升趋势（0.002 68 和0.002 60，行9和行10）；与农业用水效率所引起的经济效果相比，工业用水效率的提升所造成的经济系统变化幅度更加明显，无论是对浙江GDP、各部门产出、城镇劳动力需求以及居民收入都产生积极的正面促进作用。

该项政策在充分考虑其他因素的情况下，模拟效果是良好的，除了在劳动力需求方面工农业存在差异，出现消极的负面阻碍情况，就其他经济变量考虑，该项政策效果是正面的。

3.用水结构变化模拟的结果分析

表2列5为将5%的农业供水转移到工业的模拟结果。结果显示，将农业5%的供水向工业转移，短期内会导致水资源使用量出现微增长（0.000 55，行11），浙江经济水平有所提高。由于水资源的特殊性，缩减农业供水量势必导致农业产出减少，而随着工业用水的增加，其他部门产出相应增加（0.036 75，0.002 04和0.002 37，行3，行4和行5）。由于工农业产出的不同向变化，造成工农业对劳动力需求存在差异，城镇劳动力需求增加，农村剩余劳动力向城镇转移，促进就业。在国内需求不变的情况下，由于除农业部门以外的其他部门产出增加，供大于求，价格下降，浙江农村居民实际收入和城镇居民实际收入均呈现上升趋势。

表2　三项水资源政策的模拟结果

（三）不同水资源政策的冲击强度敏感性分析

政策敏感性分析的目的是考察不同政策冲击强度正向或负向变化（-15%～0或0～15%）对经济系统的影响。这里主要考虑了工、农业供水量、用水效率以及水资源农转工三种政策在-15%～0或0～15%变动范围内对浙江GDP、居民收入以及水资源使用量的敏感性大小。

1.三项政策对浙江GDP的敏感性分析

如图3所示，从整体趋势看，各项政策变动与GDP变动不同步，随着政策变动强度的增大，GDP变化速度减缓；分区域考虑，水资源农转工、农业用水效率、工业用水效率的变动对GDP增长产生正向促进作用，其中提高工业用水效率对浙江GDP冲击最大，水资源农转工政策次之；减少工、农业供水量都会对浙江GDP增长产生短期的负向阻碍作用，减少工业供水量的阻碍作用最强。

图3　不同强度下各项政策冲击对浙江GDP的影响程度

2.三项政策对浙江居民收入的敏感性分析

如图4所示，从整体趋势看，居民收入变化与各项政策变化具有同步性。在-15%～0或0～15%范围内，随着各项水资源政策变动强度的提高，居民收入的变动幅度也相应增加。可以看出，工业用水效率、水资源农转工以及农业用水效率的变动对提高居民收入具有促进作用，其中提高工业用水效率对增加居民收入的强度最大，水资源农转工政策次之；减少工、农业供水量政策对提高居民收入产生阻碍作用，且在一定程度上降低了浙江省居民收入水平。

图4　不同强度下各项政策冲击对居民收入的影响程度

3.三项政策对浙江水资源使用量的敏感性分析

在-15%～0%或0%～15%范围内，各项政策调整对水资源使用量影响程度模拟结果如图5所示。可以看出，在水资源节约方面，各项政策均达到了期望的结果。较基期相比，除水资源由农业向工业政策调整，对水资源使用量出现轻度增长外，其他政策的水资源使用量均有所下降，导致水资源总使用量变化幅度趋于平缓。从影响强度层面看，提高农业用水效率对减少水资源使用量的效用最强，减少农业供水量次之，提高工业用水效率的影响效用相对最弱，而水资源农转工政策对水资源使用量存在负面阻碍作用。

图5　不同强度下各项政策冲击对水资源使用量的影响程度

五、结论与展望

浙江省水资源丰富但水体污染严重，属于水质型缺水省份，再加上全球气候变暖，各地干旱程度加重，水资源短缺严重影响浙江省经济的发展。据统计，2014年浙江省农业用水占总用水量的41%，高出工业用水量的两倍，产值却是工业产值的5%，这说明工农业水资源贡献率存在较大差异，因此要达到节约用水资源的目的，缓解水资源供求压力，需从控制供水量、提高用水效率、调整用水结构三方面着手。文章结合浙江省实际水资源的使用情况，通过外置法，将水资源纳入CGE模型，以工农业水资源政策变化作为切入点，对不同政策下浙江省的生产潜力以及水资源使用量情况进行评估和比较，从而确定各项政策选择的优先度，为我国新常态下水资源政策的调整提供了科学依据。主要结论如下：

（1）提高工农业水资源利用率是提高经济水平、缓解水资源短缺压力的最优策略。基于2014年浙江省经济水平以及水环境政策，在水资源利用率以5%的幅度增加时，区域水资源使用量降幅明显，节水效果相对较好；区域经济水平增幅显著，社会整体福利提高；劳动力需求增加，刺激就业；居民真实收入增多，生活水平上升。因此农业方面要在节水灌溉和雨养农业两部分进行技术提升，大力推广智能节水灌溉和雨水采集技术，减少水资源运输和存储过程中的泄漏与蒸发，积极发展集约化、精细化的现代智能节水农业。工业方面应加大工业技术和管理的创新力度，采用高效废水净化处理技术并配备智能化监控系统，在提高水资源循环利用次数的同时跟踪水资源管理使用情况。引进蒸汽冷凝智能设备，实现蒸汽与冷凝水的实时转换，推动经济型、高效型智能工业的发展。

（2）合理调整用水结构，实现水资源行业外分配是提高经济水平的次优策略。基于浙江经济发展的实际情况，工业用水边际贡献率远高于农业，也就是说工业单位水资源为浙江所创造的价值量要多于农业，将农业供水资源以5%的幅度转移至工业时，短期内为浙江带来了较高的价值量，城镇劳动力需求增加，农村剩余劳动力向城镇转移，在一定程度上促进就业，但区域水资源使用量出现小幅增长，未达到节水目的。因此对于供水资源向高贡献率的工业转移时，要注意转移额度的控制，并且在为地区创收时，对农业做出适当比例的用水补偿。

（3）控制工农业供水量是促进浙江经济转型升级的可行策略。供水量与部门产出呈同向变化，由于水资源在生产过程中的不可替代性，供水量减少将引起整个浙江经济出现短期萎缩，劳动力需求减少，就业情况下降，居民收入减少，整体社会福利下降，但在节约水资源方面却有明显的效果。因此农业方面进行有限灌溉，工业方面加快高耗水产业改革，通过合理的供水量控制，可以推动产业升级，盘活发展空间，加快经济转型，实现生态优势转变为经济优势，积极发展“绿色经济”，构建地区经济新常态。

注释：

①水资源外置法是指在不改变原有SAM的基础上，将用水量、用水效率作为生产的约束条件纳入标准的CGE模型中。

②以水定产法是指将部门用水量作为部门产出的约束条件，即部门用水量=部门产出×部门直接用水系数。

③由于我国投入产出表每5年编制一次，目前浙江省最新的投入产出表是2010年版的，所以浙江省社会核算矩阵基于此年份数据，2015年版投入产出表仍在统计编制中，结果尚未发布，待新版编制完成后，文章中相关数据可再做调整。

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［责任编辑：余志虎］

Simulation and Analysis of the Impact of Water Resources Policy on Economy in Zhejiang Province —Based on CGE Model

ZHANG Ning1，SHI Ning-ning1，LU Jing1，LIU Cong2
（1.School of Management，Hangzhou Dianzi University，Hangzhou 310018，China；2.School of Management，Zhejiang University，Hangzhou 310018，China）

To pay close attention to a new normal of water safety is an important measure for people's welfare and economic transformation and upgrading.In order to make an effective use of water resources and management as well as ensure the healthy development of regional economy and society，the paper applies a computable general equilibrium model to carry out a scenario simulation of the impact of water resources policy change on regional economy in Zhejiang province，such as water use efficiency and water use structure.The results show that：Enhancing the industrial and agricultural water use efficiency is the optimal strategy to further improve regional economic level，to alleviate water shortages pressure，to increase social welfare，and to help promote the development of modern intelligent industry and agriculture；The suboptimal strategy is a reasonable adjustment of water structure to achieve water reallocation outside the industry，which can improve economic level，but in the short term it will result in a slight increase in the use of water resources；Reducing industrial and agricultural water supply is a viable strategy to promote regional economic transformation and upgrading，which can create a new normal of regional ecological civilization although it weakens regional economic strength to some extent.

CGE model；water resources policy；regional economy；simulation and analysis

F127；F062.1

A

1007-5097（2016）05-0026-07

2016-01-29

国家自然科学基金项目（71203053）；浙江省软科学研究计划项目（2016C25049）；浙江省社会科学规划人才项目（11ZJQN002YB）

张宁（1974-），女，四川荣县人，教授，博士，研究方向：资源环境经济；时宁宁（1990-），女，山东威海人，硕士研究生，研究方向：水资源管理；卢靖（1990-），女，安徽定远人，硕士研究生，研究方向：水资源管理；刘聪（1991-），女，山东聊城人，博士研究生，研究方向：技术经济。