國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
29
第 3 章 理論架構
本研究應用全球貿易之可計算一般均衡(Computable General Equilibrium，簡 稱 CGE)分析模型(Global Trade Analysis Project，簡稱 GTAP)(Hertel, 1997)，並應 用修改後的 GTAP 土地利用模型來做分析。「可耕地受限國家」之生質燃料發展 政策將影響其國內農業部門之生產及土地利用，並影響其福利水準。因此本研究 所應用之 GTAP 土地利用模型之特色，正好可以符合本研究之目的。3.1 節介紹 GTAP 模型之基本架構；3.2 節介紹 GTAP 土地利用模型與土地利用資料庫；3.3 節 介 紹 私 人 家 計 單 位 行 為 方 程 式 ； 3.4 節 介 紹 福 利 變 動 之 拆 解 (welfare decomposition)方程式。
3.1 GTAP 模型基本架構
GTAP 模型(Hertel, 1997)為一多地區、多部門可計算一般均衡分析模型。
GTAP 模型是由各地區經濟體之次模型集合而成，每一個地區次模型乃依據會計 恆等式及行為方程式在新古典經濟理論及產業關聯架構下所建構而成。GTAP 資 料庫中各國的投入產出資料及詳細的地區間雙邊貿易、運輸及關稅保護等資料，
則是作為政策模擬時 GTAP 模型之基準解(benchmark equilibrium)。
以下各節依序介紹開放體系下 GTAP 基本架構(3.1.1 節)、區域家計單位需求 結構(3.1.2 節)、生產者生產需求結構(3.1.3 節)。
3.1.1 開放體系下之 GTAP 基本架構
GTAP 模型架構主要由多個國家或區域的次模型所組成，各國家/區域的生產、
消費、投資與政府支出等行為方程式皆於次模型中設定。透過國際間雙邊貿易的 連結，進而形成全球貿易之 CGE 的模型。GTAP 中個經濟部門(agents)間之連結(透 過現金流向)如圖 3.1 所示，主要囊括五大類經濟部門：生產者(producers)、私人
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
30
家計單位(private households)、政府(government)、全球銀行(global bank)、全球運 輸部門(global transport sector)。透過會計恆等式與新古典經濟理論，五大類經濟 部門因而連結。
私人家計單位與政府合稱為區域家計單位(regional household)。區域家計單 位所得來自初級要素(如勞動、資本等)供給之報酬及稅收，再透過 Cobb-Douglas 函數分配給私人家計單位與政府作消費及儲蓄使用。私人家計單位與政府的消費 可選擇消費國產品或來自國外之進口品(詳見 3.1.2 節)。因此，圖 3.1 所示，私人 家計單位與政府支出之現金會流向國內生產者與其他地區。就生產者而言，生產 者除了要支付初級要素需求(如土地、勞動、資本等初級要素)外，還要支付其他 產品生產者其作為中間投入之成本。產業生產之中間投入可來自國內生產或進口 自外國。本國產業生產出來的產品亦可提供本國消費或出口至國外。因此，圖 3.1 所示，生產者的現金會流向區域家計單位、國內與其他地區之生產者。
GTAP 模型中設計一個全球銀行，所有區域家計單位的儲蓄流入全球銀行，
由全球銀行提供每個區域所需的投資資金，將此資金按各區域之相對報酬率全數 分配於各區域，進而使全球總投資與總儲蓄達到平衡。GTAP 模型中亦設計一個 全球運輸部門，主要在處理運送各國各區域間之進出口商品。GTAP 模型中區別 產品之離岸價格(free on board, FOB)與到岸價格(cost, insurance and freight, CIF)，
此二價格的差距即為商品貿易的運輸費用。
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
31
圖 3.1 GTAP 模型結構圖 資料來源：(Hertel, 1997)。
區域家計單位
要素投入 支出 儲蓄
政府部門 私人家計單位
全球銀行 私人家計單位
國內支出
政府部門 國內支出 投資
政府部門進 口支出 私人家計單位
進口支出
國內生產者 中間投入國內支出
中間投入之進出口
世界其他地區
‧
私人家計單位透過非齊序性(non-homothetic)固定差異彈性(constant difference of elasticity，簡稱 CDE)之消費支出函數來分配其預算於產品勞務之消費。以平均 每人(per capita)為基礎，計算私人家計單位消費效用變動情形。私人家計單位對 每個商品需求之國產品與進口品組合則是透過一固定替代彈性(constant elasticity of substitution，CES)函數來決定。而依地區對各國之進口品需求也依照一 CES 函數來決定。政府部門之消費與私人家計單位差異在於其對不同商品之需求並非 是透過 CDE 函數，而是利用 Cobb-Douglas 函數來分配其產品消費之選擇。
圖 3.2 區域家計單位需求結構圖 資料來源：Hertel (1997)。
區域家計單位
‧
於產品之國際貿易的設定採用 Armington 假設，國產品與進口品之間為不完全替 代關係。因此，其設定 CES 函數將對國產品與進口品這兩種不完全替代之來源 進行加總，成為一個複合商品(composite commodity)。圖 3.3 生產者生產需求結構圖 資料來源：Hertel (1997)。
Leontief
‧
GTAP 模型(Hertel, 1997)中對於土地利用的設定，允許一國(地區)之農地在 各種不同作物部門間轉移耕種，這樣的設定並不與現實相符。例如寒帶地區的耕 地適合種植小麥，卻不適合拿來種植水稻或甘蔗，無法如 Hertel (1997)中之設定 僅單純透過相對地租來調整各部門之農地使用量。此外，作物生長所需的溫度及 降雨等條件會影響農地在各作物部門間移轉使用的可能性。因此，我們利用 GTAP 土地利用資料庫(Lee, et al., 2008)之資料及土地分類來設定本研究所使用 GTAP 土地利用模型中農地利用模式。3.2.1 節介紹 GTAP 土地利用資料庫；3.2.2 節介紹 GTAP 土地利用模型。
3.2.1 土地利用資料庫
GTAP土地利用資料庫Lee, et al. (2008)採用聯合國糧事與農業組織(FAO, 2000)以及(Fischer, Shah, Velthuizen, & Nachtergaele (2002)所共同開發農業生態分 區(Agro-Ecological Zoning, 簡稱AEZ)方法將土地區分為 6 個土地區塊。農業生 態區係以作物生長期(length of growing period，簡稱LGP)2
圖 3.4