基于CGE模型的有色金属价格变动对区域经济发展影响的实证分析

李春雪，刘春学，张钦礼

(1.昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650093；2.云南财经大学城市与环境学院，云南 昆明 650221；3.中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083)

基于CGE模型的有色金属价格变动对区域经济发展影响的实证分析

李春雪1，刘春学2，张钦礼3

(1.昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650093；2.云南财经大学城市与环境学院，云南 昆明 650221；3.中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083)

有色金属作为国民经济基础性产业，其价格波动影响着经济发展的稳定性，尤其是以有色金属产业为经济支柱的西部地区。本文运用投入产出表及相关统计数据，通过构建有色金属CGE模型，根据近年铅、铜、锌、铝、镍等五种常用有色金属价格的波动范围，拟设置了六种波动情景进行模拟，即有色金属价格波动在-40%、-25%、-10%、10%、25%、40%情景下，实证模拟价格变动对云南经济的影响。结果显示，实际GDP、居民收入、政府收入随有色金属价格上涨而降低；企业收入、要素价格随有色金属价格上涨而提高；多数部门产出因有色金属价格上涨而减少；多数部门增加值因有色金属价格上涨而提高。有色金属价格下降则呈现出相反的结果。结果表明，有色金属价格对宏观经济的影响具有非对称性，价格上涨对经济的消极影响要显著大于价格下降对经济的积极作用，具有高附加值的精深加工行业发展乏力，尤其需要大力优化升级。

有色金属产业；可计算一般均衡；价格波动；经济发展；云南省

有色金属产业是我国西部多数省(区)的重要产业，在区域国民经济发展中具有深远的作用。不同的金属在性质上存在一定的差异，功能、作用、地位也各不相同，但其主要特性比较相似，可以作为一类金属进行整体分析。

近年来有色金属价格的剧烈变动，使其发展面临严峻挑战，对区域经济发展产生极大影响[1]。但价格波动在经济系统中的传播是复杂的，所涉及的非线性方程和变量多，一般认为可计算一般均衡模型(computable general equilibrium,CGE)具有更可靠的经济理论基础以支持模拟价格波动的传导[2]。CGE在税收、贸易等政策模拟[3-4]方面应用广泛，在能源、资源价格等[5-6]方面近年较为关注，并随着计算方法和软件的不断完善，应用于越来越多的领域，如清洁空气、自然资本核算等[7-8]。但CGE模型在有色金属产业领域研究较少，既有相关研究主要集中于理论分析，缺少定量和实证方面的研究。

有色金属产业在云南经济中占有重要地位，对地区经济稳定发展具有重要作用，故选取云南作为典型案例进行实证分析。本文通过构建云南有色金属产业的CGE模型，分析了有色金属价格变动产生的影响，并重点对引起的区域经济和产业结构的变化进行了分析。

1 CGE模型构建

CGE模型以一般均衡理论为基础，通过社会核算矩阵(social accounting matrix,SAM)构建模型，刻画生产者在技术约束下实现利润最大化、消费者在预算约束下实现效用最大化的行为，并最终在市场机制作用下达到各个市场的均衡[9]，进而模拟分析现实的经济结构和经济运行。本文根据古典经济学理论，将有色金属价格作为外生冲击变量，模拟价格变动对区域经济及其他产业的影响。

1.1 数据分析

有色金属产业包括采选、冶炼、加工。根据2012年《云南省投入产出表》，通过计算42部门对有色金属产业的直接和完全消耗系数，及有色金属产业的直接和完全分配系数，综合整理得出与有色金属产业关联性较强的28个部门(表1)。

表1 云南投入产出的28部门

1.2 SAM表的构建

SAM表是CGE模型的数据基础，以矩阵形式全面描述国民经济核算体系中各账户的供应和使用流量及其平衡关系。分析云南有色金属价格变动对省内经济系统以及关联部门的影响，重点在于省内经济部门的变化，不考察省外和国外贸易的影响，故将云南省外、国外贸易视为一个域外经济体。根据传统宏观SAM表账户[10]，可划分为活动(a)、商品(c)、要素(f)、居民、企业、政府、域外和投资等账户，活动和商品账户则分别包括表1中的28个部门，要素账户包括劳动和资本。

其中，活动、商品、资本、劳动、域外账户数据以最新的2012年《云南省投入产出表》为主，居民、企业及政府账户中涉及的税收、财政等则相应以2013年的《云南统计年鉴》、《中国税务年鉴》、《中国财政年鉴》、《中国统计年鉴》中的数据为主，资本账户多用来作为平衡项，由此构建2012年云南宏观经济SAM表(表2)。

表2 2012年云南宏观经济SAM表(单位：亿元)

1.3 CGE模块构建

根据一般均衡理论和模型所需描述的经济结构，CGE模型主要包含价格、生产和贸易、济主体、系统约束(Hans Lofgren, 2002)[11]四部分模块。

1.3.1 价格模块

价格模块包括了进口和出口价格、国内产出的供给和需求价格、生产活动价格以及中间投入总价格，由一系列内生价格、模型中内生和外生的其他价格、以及非价格变量相关的方程构成。

1.3.2 生产和贸易模块

生产和贸易模块包括生产活动、国内产品分配、以及复合商品供给三部分。由于生产函数涉及多层嵌套，常采用常替代弹性(CES：constant elasticity substitution)函数。企业生产活动遵循优先使用投入使成本最小化的原则，在既定产出后，企业生产行为表现如式(1)所示，相应地，增值约束及要素成本最小化下，企业行为如式(3)所示。在规模不变条件下，若企业实现利润最大化，则需满足产出价格等于边际成本，如式(2)、式(4)所示。其中，QA是活动产出数量，PA是活动产出的价格，QVA是增值数量，PVA是增值价格，QINTA是中间投入数量，PINTA是中间投入价格，QFf为生产投入要素f的数量，WFf是要素f的价格。

活动产出是由增值和中间投入构成的生产函数，见式(1)、式(2)。

min PVAa·QVAa+PINTAa·QINTAa

(1)

PAa·QAa=PVAa·QVAa+PINTAa·QINTAa

(2)

嵌套函数是要素的增值函数，见式(3)、式(4)。

(3)

(4)

国内产品的分配行为采用常弹性转换(CET：constant elasticity transformation)函数描述。在既定国内生产的产品数量下，国内产品数量(QX)在国内使用数量(QDS)和出口数量(QE)间进行分配，企业会选择实现收入最大化的分配组合，其行为如式(5)所示，国内生产的产品价格(PX)是由国内使用的供给价格(PDS)和出口价格(PE)加权平均合成的，如式(6)所示。

max PEa·QEa+PDSa·QDSa

(5)

PXa·QXa=PEa·QEa+PDSa·QDSa

(6)

复合商品的供给满足小国假设，用CES函数表示进口行为，复合商品数量(QQ)是由进口商品数量(QM)和国内生产国内使用商品数量(QDD)两部分组成，由于QM和QDD之间有替代性，进口价格(PM)和国内使用价格(PDD)会影响国内市场使用商品的来源，在既定商品数量下企业商品使用成本最小，则其行为如式(7)所示，国内商品价格(PQ)由PDD和PM加权平均合成，如式(8)所示。

min PMc·QMc+PDDc·QDDc

(7)

PQc·QQc=PMc·QMc+PDDc·QDDc

(8)

式中：α可视为效率或规模因素参数；δ是份额参数；ρ是与替代弹性有关的参数。

1.3.3 经济主体模块

经济主体模块包括居民、企业、政府和域外，主要描述各经济主体的收入和支出状况。其中，居民收入来自劳动和资本所得、政府的转移支付、以及企业对居民的收益分配；企业的收入主要来自资本收入、政府补贴；政府收入主要来自各种税收；域外收入主要是云南省的进口额和省外调入额。经济主体的支出主要用于描述居民、企业、政府在消费、投资等方面对区域商品的实际需求量。

1.3.4 系统模块

系统模块要求要素市场出清、商品市场供求平衡、储蓄投资均衡、政府财政收支平衡、域外收支平衡等。

1.4 模拟方案设计

有色金属产业涉及多个环节，其中冶炼商品是交易较频繁、贸易量较大的产品，并且在期货等金融市场上多以金属锭等商品的形式进行交易，故本文有色金属价格指有色金属冶炼商品的价格，即商品账户下有色金属及其合金和铸件部门价格。

近年来有色金属价格波动剧烈，但各种金属价格整体上呈同步下跌和上升的特点。2012年，大宗商品中铅、铜、锌、铝、镍这五种常用金属的平均价格为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，铅价在0.71～1.25美元/磅间波动，铜价在1.96～4.45美元/磅间波动，锌价在0.66～1.13美元/磅间波动，铝价在0.65～1.18美元/磅间波动，镍价在3.43～11.20美元/磅间波动(Kitco金拓中文网www.kitco.cn)，这五种金属的最高和最低价约为2012年各金属价格的130%和60%。因此，本文有色金属价格的波动范围设计为-40%、-25%、-10%、10%、25%、40%。

2 模拟结果及分析

利用GAMS软件构建了28个产业部门的CGE模型，并分别计算了有色金属价格在不同幅度的变化下对云南地区经济及相关部门的影响。

2.1 对云南经济的影响

有色金属产业作为国民基础性产业，与地区经济发展息息相关，其价格变动导致国民经济总量及分配发生了变化。根据设计方案，相关经济变量的变化结果如表3所示。

表3 云南GDP及收入分配的变化程度(单位：%)

从表3中可以看出，实际GDP、居民收入与政府收入与有色金属价格变化方向相反，并且有色金属价格上升带来的消极作用大于价格下降带来的积极作用；企业收入、劳动和资本等要素价格、名义GDP与有色金属价格变化方向相同，有色金属价格上涨给企业收入带来的积极影响小于价格下降带来的消极影响，价格上涨给要素价格和名义GDP带来的刺激作用大于价格下降带来的抑制作用。

居民、企业、政府是CGE模型的经济主体，也是国民收入分配的对象。有色金属价格对居民、企业、政府的收入分配状况影响不大，占比约为50%∶28%∶22%；但对居民、企业、政府的实际收入影响较大，尤其是政府税收。

从数据结果可以看出有色金属价格波动对GDP的影响是非对称的，因为有色金属除了具有商品属性，还有货币和金融属性等多重特征，受宏观经济形势影响密切，经济增长或衰退直接影响基本金属的需求，但即使经济萧条的情况下，有色金属依然具有可观的经济利润，而宏观环境变化往往会导致投资的变化程度大于消费的变化程度，因此造成价格波动对宏观经济影响的非对称。

2.2 对各部门产出的影响

有色金属价格变动会导致劳动和资本价格、要素雇佣、投资和利率等发生变化，从而影响中间使用，进而影响各部门产出。根据设计方案，模拟了有色金属价格波动对各部门产出量的影响(表4)。

表4 关联部门产出量的变化(单位：%)

从各部门产出看，有色金属矿采选产品、有色金属及其合金和铸件、农林牧渔产品和服务、煤炭采选产品、食品和烟草、造纸印刷及文教体育用品、化学产品、电力、热力生产和供应、信息传输、软件和信息技术服务、批发和零售、住宿和餐饮、金融、租赁和商务服务、科学研究和技术服务、其他第三产业，这15个部门的实际产出量随有色金属价格上升而减少，随有色金属价格下降而增加，并且有色金属价格上升对部门产出的消极作用大于价格下降对产出的积极作用。有色金属压延加工品、石油、炼焦产品和核燃料加工品、非金属矿物制品产品、金属冶炼及压延加工品(除有色金属)、金属制品、通用设备、专用设备、交通运输设备、电气、机械和器材、建筑、其他第二产业则呈现出相反的结果。

其中，有色金属矿采选产品、有色金属及其合金和铸件、有色金属压延加工品、电气、机械和器材、金融对有色金属价格最为敏感，有色金属价格波动对这5个部门的产出影响相对最大。显然，采选、冶炼、加工部门是有色金属产业链的上下游环节，高度相关；有色金属是电气、机械和器材生产所需的主要原材料之一；有色金属产品又具有商品属性和衍生金融属性，金融部门与有色金属产业之间也密切相关，因此这些部门对有色金属价格波动较为敏感。

2.3 对地区经济结构的影响

经济结构指国民经济的组成和构造，包括国民经济中各部门的构成。根据设计方案，模拟了有色金属价格波动对各部门增加值的影响(表5)。

表5 关联部门增加值的变化(单位：%)

从各部门实际增加值看，化学产品、金属冶炼及压延加工品(除有色金属)、交通运输设备、建筑、批发和零售、科学研究和技术服务、其他第三产业的增加值为正，并随有色金属价格上升而提高，随有色金属价格下降而降低；有色金属矿采选产品、金属矿采选产品(除有色金属)、造纸印刷及文教体育用品、石油、炼焦产品和核燃料加工品、非金属矿物制品产品、金属制品、通用设备、专用设备、电气、机械和器材、通信设备、计算机及其他电子设备、其他第二产业的增加值为负，并随有色金属价格上升而提高，即部门增加值亏损减少，随有色金属价格下降而降低，即亏损加剧；有色金属及其合金和铸件、农林牧渔产品和服务、煤炭采选产品、食品和烟草、电力、热力生产和供应、住宿和餐饮、金融、租赁和商务服务的增加值为正，并随有色金属价格上升而降低，随有色金属价格下降而提高。相应地，有色金属价格波动将进一步导致地区经济结构的变化。

其中，有色金属矿采选产品、有色金属及其合金和铸件、金属矿采选产品(除有色金属)、化学产品、交通运输设备等部门受有色金属价格波动影响程度较大，而有色金属冶炼行业下游的压延加工品增加值变化却不大，以有色金属为生产原材料的金属制品、通用设备、专用设备、交通运输设备、电气、机械和器材、通信设备、计算机及其他电子设备等精深加工部门的增加值变化也不大，甚至有金属制品、通用设备、专用设备、电气机械和器材4个部门增加值为负。

3 结论

本文通过构建静态CGE模型，实证模拟分析了有色金属价格变动对云南经济的影响。

1)有色金属价格对宏观经济的影响具有非对称性，价格上涨对宏观经济的影响程度要显著大于价格下降所带来的影响。其中，价格上涨对实际产出和收入带来的抑制作用明显大于价格下降带来的刺激作用。

2)有色金属价格波动对关联部门产出的影响也是非对称的，总的来看，价格上涨对产出带来的消极影响大于积极影响。

3)有色金属价格波动对有色金属产业的产出和增值影响较大，有色金属产业在国民经济中的比重随价格上升而降低，随价格下降而提高，但在云南经济发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业对有色金属价格波动不敏感，产出和增值变化小，在国民经济中的占比低，甚至部分部门实际增加值为负，成长乏力，经济结构亟待优化升级，尤其需要大力发展。

有色金属行业作为云南支柱产业之一，在云南发展中占有重要地位，研究有色金属价格对地区经济发展的影响，有助于在国内、国际大环境冲击下，对实现云南经济稳定持续发展具有重要意义，也为稳定我国及西部地区经济发展提供政策参考。但是，由于投入产出数据的限制，本文仅模拟了2012年有色金属价格变动对云南经济的影响，此外，各部门在经济发展中的合作和竞争关系是长期的、复杂的，还需要从时间、空间维度进行模拟分析，建立动态模型，以更好地解释分析有色金属产业在经济发展过程中的角色和影响。

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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项目资助(编号：SYSX201511)

李春雪 (1987-)，女，汉，黑龙江哈尔滨人，博士研究生，主要从事有色金属产业方面的研究，E-mail: li_chunxue@yeah.net。

简介：刘春学(1975-)，男，汉，河南林州人，博士，教授，博士生导师，主要从事资源、环境经济方面的研究工作，E-mail: chunxueliu@hotmail.com。

F407.1

A

1004-4051(2017)01-0034-06