本計畫建立結合遙連結與全球經濟模式之評估模式，並利用建立 之模式評估區域遙連結對示範區土地利用之影響，進而討論不同土地 利用對示範區淹水情形與不同治水策略對淹水情形之影響。
全球經濟模式
土地利用變動是經濟發展與社會進步必要且重要的過程 (Wu, 2008)，且土地利用變遷深受人口成長及經濟發展所影響 (Koomen et al., 2007)。在高度全球化的時代，國際經濟情勢變遷 透過國際貿易影響國內的經濟結構及土地利用(林裕彬等人，
2018)。Lambin & Meyfroidt (2011)指出，經濟全球化(economic globalization)大大影響各國(尤其是開發中國家)的土地利用變動，
並使土地轉用的速度加快。
台灣長年來積極參與國際貿易，近十年來出口占 GDP 比重 高達60%~70%，進口比重亦達 50%~65%，經濟成長深受國際經 濟景氣影響，其中製造業產品之出口比重高達80%，顯示製造業 尤其仰賴國際市場之訂單，而全球未來經濟成長前景以及出口市 場潛在競爭對手國的未來發展將會大大影響台灣未來經濟表現，
在追求經濟成長目標下的製造業擴張使得工業用地需求隨之增 加，這將驅動土地利用改變，例如：農地轉為工業之用，將衝擊 本國糧食安全及陸域生態保育。
「全國國土計畫」規劃保留74-81 萬公頃之農業發展區，以 維護國家糧食自給率40%的目標。然而，行政院農業委員會(2017) 所公開的農地盤查結果(詳表 3-1)反映台灣過去在追求經濟發展 目標下的農工住商爭地情形，盤點數據顯示，在盤查總面積 280.6 萬公頃中，全台平地範圍之法定農業用地(共 62 萬公頃)中
有 4.5 萬公頃並未實際作為農業使用，其中工廠非法占用 1.3 萬
國內農地面積狹小且破碎分散，國產農產品在生產成本較難 與國際上糧食出口大國競爭，因此，在農產品供給上頗為依賴進 口。農委會所編製之農產貿易統計顯示，近十年來台灣農產品進 口額高達150 億美元，主要進口來源國有美國、中國、澳大利亞 及泰國等，農產品貿易逆差維持在100 億美元上下。當全球氣候 改變，農業生產首當其衝，國際農產品供給與價格將有所波動。
此外，開發中國家及新興經濟體大多為糧食淨進口國，未來人口 成長以及所得成長而衍伸的糧食需求增長也將可能推升國際糧 食價格，在這樣的未來國際社會經濟變遷趨勢下，台灣民生消費 之糧食支出將會大受影響。對出口市場倚賴甚深的台灣工業部門 也將面臨更嚴峻的國際競爭，尤其是勞動力與土地成本相對低廉 的新興經濟體，土地資源配置政策對於工業發展及國際競爭力的 支持是相當關鍵的因素，因此，台灣必須未雨綢繆積極籌畫部署 全球經濟與氣候環境變遷下的國家經濟發展、糧食安全及國土利 用策略。
Engelen et al. (1995)是國際文獻中最早出現的整合空間決策 支援系統(Integrated Spatial Decision Support Systems, ISDSS)模型，
其特色在於將土地利用與社會經濟體系之間的互動連結納入考 量，進行土地利用與空間規劃配置決策評估，但由於跨領域連結 需要投入相當多的心力溝通與相互理解，直到近期才有更進一步 的整合評估模式的出現。Van Delden and McDonald (2010)回顧並 比較LUMOCAP (Van Delden et al., 2010)，WISE (Rutledge et al., 2008)，Eururalis (Verburg et al., 2008)，以及 MedAction (Van Delden et al., 2007)等四個整合空間決策支援系統模型，此四個系統模型 在經濟模型的選擇上各有其特色，但經濟連結均涵蓋總體多部門。
在經濟模型的選擇上，1973 年諾貝爾獎經濟學桂冠 Wassily Leontief 所 開 發 之 投 入 產 出 分 析 (Input-Output Analysis) 模 型 (Leontief, 1986)以及呈現多部門總體經濟的可計算一般均衡模型
(Johansen, 1960)最能呈現生產與消費部門間的土地用地需求及 競爭。Hertel (2018)以中國近三十年來的經濟發展及產業結構變 遷歷程為例說明全球可計算一般均衡模型尤其適合應用於分析 單國經濟體在全球化趨勢下的長期土地利用變動。
本計畫根據政府間氣候變遷專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)氣候變遷第五次評估報告(Fifth Assessment Report, AR5)所描繪的未來全球社會經濟發展路徑 (Shared Socio-economic Pathway, SSP)作為全球氣候變遷整合評 估模型之全球經濟模式的基準情境。整合評估模型中包括全球土 地利用模式，其與全球經濟模式連結，以預測全球土地利用在未 來全球經濟發展下因部門間(農工住商)土地需求競爭影響所致 之土地利用變動情形。全球各區域之土地利用變動所(淨)排放的 溫室氣體將會影響大氣中二氧化碳濃度，進而影響全球氣候系統，
而個別區域/國家因其社會經濟發展進程與政策/制度不同，其在 全球氣候變遷下的脆弱度與韌性亦有所差異。此外，亦納入氣候 變遷衝擊，以全球可計算一般均衡模型模擬 2030 年時全球與台 灣經濟體各生產與消費部門在IPCC AR5 所選薦之全球各國社會 經濟發展路徑情境下的經濟成長展望以及國際貿易型態，並計算 農業及製造業部門經濟成長所需之用地面積，作為CLUE-s (The Conversion of Land Use and its Effect at Small regional extent)模式 土地利用空間模型在經濟外生環境的設定參數。CLUE-s 土地利 用空間模型之最適土地利用模擬結果亦可供經濟模式設定未來 情境下的土地資源供給限制(圖 3-1)。
圖3-1 全球經濟模式與 CLUE-s 模型的連結 (資料來源：經濟部水利署，2018)
(一) 模式說明
可計算一般均衡模型仿真實際經濟體的運作，細部個別 描繪經濟體系中所有生產與消費活動，並呈現生產端與需求 端的連結互動，因此其在經濟學術文獻中被歸類為總體多部 門經濟模型，尤其適合應用於影響層面廣泛的經濟與生產資 源配置問題之模擬分析。全球可計算一般均衡模型涵蓋全球 各國經濟體，不僅細部描繪個別國家的經濟活動以及生產者 與消費者行為，同時也具體呈現跨國間雙邊貿易關係，因此，
相當貼近本計畫所規劃之模擬背景環境需求。
本計畫採用 GTAP(Global Trade Analysis Project, GTAP) 全球可計算一般均衡模型及校準資料庫(Hertel, 1997; Lee et al., 2018)，其廣泛涵蓋全球 140 個國家/區域經濟體的 57 種
CLUE-s模型
人口成長 生產技術進步 氣候變遷衝擊 社會經濟政策變動
生產要素
產業生產
國內消費
勞動 資本 土地資源
出口至貿易 夥伴國 自貿易夥伴國
進口
土地供給 土地需求
產品生產部門以及家計與政府消費需求及投資，以及 140 個 經濟體間的雙邊貿易。GTAP 模型之核心理論的方程式包括：
1、經濟體各參與者之行為方程式：
區域家計消費單位行為方程式，
產業部門生產行為方程式，及 投資部門行為方程式；
2、產品價格與要素價格連結方程式；
3、產業部門零經濟利潤條件方程式；
4、市場供需均衡方程式，及
5、區域家計單位所得、政府收入來源及儲蓄會計式。
全球可計算一般均衡模型中設定所有生產部門追求利 潤極大，因此，依據成本極小化原則選擇生產所需之中間財 投入與初級要素組合。模型中設定所有消費以其提供生產部 門初級要素服務(如：勞動、資本)所賺取的所得來支應其產 品消費需求，而其產品消費組合則依據消費滿足度最大化原 則來選取。
全球可計算一般均衡模型中個別國家經濟體的生產部 門所需之生產投入種類不盡相同，投入係數各異，因應要素 價格變動調整要素投入組合的彈性也有所差異。在生產函數 設 定 上 ， 採 用 經 濟 學 理 論 方 法 中 的 弱 可 分 割 性(weak separability)假設，因此，各產業部門之生產函數以巢式結構 (如圖 3-2 所示)來分層描繪生產投入間的替代/互補關係。產 業部門的生產函數在弱可分割性(weak separability)的假設分 為兩層，生產函數的第一層代表其產出水準是由總合初級要 素與複合中間投入依固定投入比例之 Leontief 函數加總而 成；生產函數第二層中，將勞動、自然資源、土地及資本依
固定替代彈性(constant elasticity of substitution, CES)函數加
圖3-3 為 GTAP 模型之區域家計單位之所得來源及其最 終需求系統的巢狀式結構圖。圖3-3 下半部支出面部分第一 層表 示區域家計單位 之人均(per capita)總合效用函數為 Cobb-Douglas 函數型式，在所得(來源為工資、資本報酬、
地租以及稅收)限制下，區域家計單位將所得分配到私部門 家計單位消費、政府部門消費與儲蓄來極大化其效用水準；
第二層為私人家計單位需求結構與政府部門需求結構，其需 求系統設定為一非齊次性(non-homothetic)的 CDE(Constant Difference of Elasticity)消費支出函數，以決定私人家計單位 對各種複合商品的需求量，政府部門最終需求是以 Cobb-Douglas 效用函數來決定各種複合商品的需求量。
圖3-3 全球經濟模式中個別國家之最終需求函數結構 (改繪自 Hertel (1997))
圖3-4 為 GTAP 全球貿易可計算一般均衡模型中各國生 產與消費部門間及國家間的相互連結，箭頭方向代表各項支 出及收入的流向。GTAP 模型中的經濟主體包括區域家計單 位、生產部門、全球銀行、全球運輸部門及全球其他地區，
其中區域家計單位(regional household)又分為私人家計單位 (private household)與政府部門。圖 3-4 之上半部描述區域家 計單位提供要素賺取要素所得(VOA)，並經由家計與政府消 費(PRIVEXP、GOVEXP)、儲蓄(SAVE)來參與經濟活動。因 此，區域家計單位也因透過國內消費以及供給生產要素與生 產部門連結。圖3-4 之中間圖示描述本國生產部門因生產行 為所需而對中間投入要素的購買(VDFA、VIFA)以及透過產 品的銷售賺取收入(VDFA、VIFA)；兩旁圖示則說明私人家 計單位與政府部門於購買國產品與進口品時所支付的購買 支出，國產品支出(VDPA、VDGA、VDFA)流入本國生產部 門成為本國生產部門的收入，而進口品支出(VIPA、VIGA、
其中區域家計單位(regional household)又分為私人家計單位 (private household)與政府部門。圖 3-4 之上半部描述區域家 計單位提供要素賺取要素所得(VOA)，並經由家計與政府消 費(PRIVEXP、GOVEXP)、儲蓄(SAVE)來參與經濟活動。因 此，區域家計單位也因透過國內消費以及供給生產要素與生 產部門連結。圖3-4 之中間圖示描述本國生產部門因生產行 為所需而對中間投入要素的購買(VDFA、VIFA)以及透過產 品的銷售賺取收入(VDFA、VIFA)；兩旁圖示則說明私人家 計單位與政府部門於購買國產品與進口品時所支付的購買 支出，國產品支出(VDPA、VDGA、VDFA)流入本國生產部 門成為本國生產部門的收入，而進口品支出(VIPA、VIGA、