基于DSGE模型的外生沖擊對宏觀經(jīng)濟的影響

鄧軼嘉，宋 林

（西安交通大學(xué) 經(jīng)濟與金融學(xué)院，西安 710061）

0 引言

20世紀30年代以來，我國政府采取緊縮式的貨幣政策[1]和財政政策穩(wěn)定宏觀經(jīng)濟，以防止宏觀經(jīng)濟出現(xiàn)大幅度波動，促進經(jīng)濟平穩(wěn)發(fā)展。但這種緊縮式經(jīng)濟政策從制定到出臺存在著許多不足。宏觀經(jīng)濟的評估常常不夠精確，這在一定程度上減弱了經(jīng)濟政策對經(jīng)濟的作用效果。目前，外生沖擊是造成宏觀經(jīng)濟波動的主要因素，因此準確地評估外生沖擊對宏觀經(jīng)濟的作用效果是制定更加行之有效的經(jīng)濟政策的必要條件[2]。我國宏觀經(jīng)濟由多個主體部分組成，部分獨立承擔職責又相互之間保持著密切聯(lián)系?？梢园l(fā)現(xiàn)，不同部分對其他部分會出現(xiàn)政策、收入等不同層次的影響，因此，深入分析外生沖擊對宏觀經(jīng)濟中各個部分的影響程度，有利于更加準確地預(yù)估未來宏觀經(jīng)濟發(fā)展，為政策調(diào)控和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論依據(jù)。

宏觀經(jīng)濟的各部分之間具有復(fù)雜的關(guān)聯(lián)性作用。當前，相關(guān)學(xué)者們利用影響力系數(shù)和感應(yīng)度系數(shù)來表示各部分之間的影響程度和感應(yīng)程度，構(gòu)建動態(tài)投入與產(chǎn)出模型探討部分收支變化對其他宏觀經(jīng)濟部分的影響。Minford和Lucy[3]利用傳統(tǒng)投入與產(chǎn)出模型，創(chuàng)建了政府投資對宏觀經(jīng)濟影響模型，定量體現(xiàn)出政府的行業(yè)投資對宏觀經(jīng)濟的帶動作用。動態(tài)隨機一般均衡模型（DSGE）作為經(jīng)濟學(xué)研究模型，已經(jīng)成為國內(nèi)外宏觀經(jīng)濟的研究工具。DSGE模型的特點是在未來理性預(yù)期的基礎(chǔ)上，通過微觀經(jīng)濟主體來實現(xiàn)宏觀經(jīng)濟的最優(yōu)化。DSGE模型可以模擬出一個部分在受到外生沖擊后的整體宏觀經(jīng)濟系統(tǒng)的變化過程[4]。雖然目前國內(nèi)有學(xué)者將DSGE模型應(yīng)用于宏觀經(jīng)濟研究領(lǐng)域中，但還沒有人將DSGE模型應(yīng)用于對多宏觀經(jīng)濟部分的連鎖問題研究。為此，本文基于多部分實際經(jīng)濟周期理論，引入沖擊變量，建立DSGE模型，用于研究外生的各類沖擊對宏觀經(jīng)濟的影響程度，并從外生沖擊變量的標準差、持續(xù)性、脈沖效應(yīng)等角度對宏觀經(jīng)濟進行影響分析。

1 DSGE模型的構(gòu)建

1.1 模型的初步構(gòu)建

本文中DSGE模型的基礎(chǔ)模型是多部分實際經(jīng)濟周期模型。該模型假定存在一個宏觀經(jīng)濟實體，該實體具有無限生命周期，可以代表個人或者M個制造部分，部分制造出了M種產(chǎn)品，這M種產(chǎn)品不但可以作為實際消耗品，還可以作為其他部分制造的中間產(chǎn)品。設(shè)每種產(chǎn)品具有易腐特性，即產(chǎn)品具有100%的折舊率[5]。在某段時間t，要計算出制造M種產(chǎn)品{y1(t)，y2(t)，…，yM(t)}對應(yīng)的勞動時間{n1(t)，n2(t)，…，nM(t)}、對應(yīng)的消費用材{c1(t)，c2(t)，…，cM(t)}、第j個部分制造的并用于第i個部分后續(xù)制造的中間投入{xij(t)}。則多部分實際經(jīng)濟周期模型的最大化產(chǎn)品制造預(yù)期效用如公式（1）所示：

最大化預(yù)期效用需要滿足公式（2）和公式（3）的約束條件：

多部分實際經(jīng)濟周期模型的制造函數(shù)以柯布道格拉斯函數(shù)[6]形式體現(xiàn)，其中1,2,…,M，為產(chǎn)品制造過程保持了規(guī)模報酬不變。Aj(t)為第t期的第j個部分受到了外生技術(shù)沖擊，這種外生技術(shù)沖擊包含除去其他部分的中間投入外影響產(chǎn)出變化的全部沖擊，因此可以歸納為外生沖擊[7]。Aj(t)滿足對數(shù)一階自回歸AR(1)過程，如公式（4）所示：

其中，0＜ρ＜1，表示平穩(wěn)的隨機過程。為零均值、同方差的獨立分布序列，且對于任意的i≠j序列，滿足和相互獨立[8]。

通過計算可以得出最優(yōu)決策的顯示解，如公式（5）至公式（7）所示：

其中，ηj是由線性方程組解出。從模型的最優(yōu)決策顯示解可以看出，每個部分的勞動投入時間均為固定值，每個部分制造出的產(chǎn)品用于后續(xù)消費和其他部分的中間投入的量與該部分的總產(chǎn)出呈正相關(guān)關(guān)系[9]。

將公式（5）和公式（6）代入公式（3），然后進行對數(shù)線性化可以得出部分產(chǎn)出的動態(tài)遞歸方程組[10]，如公式（8）所示：

其中，A為7×7的參數(shù)矩陣。變量x(t)加上上標為(t)=logx(t)-logxˉ,xˉ為變量x(t)對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值，如果刪除了沖擊變量，(t)就會收斂到某一平衡點。(t)≈ [x(t)-xˉ]/xˉ，因此，(t)大致體現(xiàn)了變量x(t)偏離穩(wěn)態(tài)值的程度。將公式（4）對數(shù)線性化后得到：

部分總產(chǎn)出y(t)=y1(t)+y2(t)+…+yM(t)的對數(shù)線性化為公式（10）：

1.2 參數(shù)校準與估計

對DSGE模型進行參數(shù)校準和估計。設(shè)規(guī)模報酬不變，公式（8）的矩陣A中元素aji為第i個部分提供的中間投入占第j個部分總產(chǎn)出的比值，這個比值可以通過投入產(chǎn)出表計算得出。本文將宏觀經(jīng)濟劃分為7個部分：農(nóng)牧、采礦、制造、電力、建筑、交通、金融，分別對應(yīng)aj1至aj7，根據(jù)我國2016年宏觀經(jīng)濟投入產(chǎn)出表計算出矩陣A中的各個元素值，然后使用MATLAB軟件并結(jié)合公式（8）對DSGE模型進行脈沖效應(yīng)分析[11]。計算外生沖擊的一階自相關(guān)系數(shù)ρ的值為0.69。再計算出穩(wěn)定狀態(tài)下7部分各自產(chǎn)出占總產(chǎn)出的比值，其中農(nóng)牧行業(yè)占比5.97%，采礦行業(yè)占比3.56%，制造行業(yè)占比55.19%，電力行業(yè)占比4.12%，建筑行業(yè)占比7.66%，交通行業(yè)占比3.87%，金融行業(yè)占比19.62%。計算結(jié)果如表1所示。

表1 DSGE模型的參數(shù)校準和估計結(jié)果

從表1可以得到如下結(jié)論：

（1）外生沖擊對某一部分沖擊最大，該部分的自身產(chǎn)出影響最大。其實，在t=1時期，若該部分的產(chǎn)出有所提高，在t=1時期的產(chǎn)出變化會逐步影響到其他部分，造成其他部分的產(chǎn)出出現(xiàn)變化。而其他部分受該部分影響，產(chǎn)出在t為3至8時期達到最大值，之后緩慢恢復(fù)到初始狀態(tài)。

（2）表1中第3列制造部分aj3的數(shù)值普遍大于其他列對應(yīng)數(shù)值，相反的第5列建筑部分aj5的數(shù)值普遍小于其他列對應(yīng)數(shù)值，說明制造部分的產(chǎn)出是其他部分重要的中間投入，而建筑部分的產(chǎn)出作為中間投入所占比重較小，即建筑部分的產(chǎn)出變化不會對其他部分的產(chǎn)出造成較大影響。但是，雖然建筑部分并不是最重要的中間產(chǎn)出投入，但其作為固定資本仍然對宏觀經(jīng)濟能起到推動作用。因此，制造部分受到外生沖擊的影響最大，對其他部分的產(chǎn)出影響也最大，建筑部分的影響效果最小。

2 實證分析

2.1 外生沖擊的標準差對宏觀經(jīng)濟的影響

根據(jù)上述DSGE模型構(gòu)建及其參數(shù)校準結(jié)果，現(xiàn)假設(shè)外生沖擊變量的自回歸系數(shù)恒定，設(shè)計消費偏好、投資邊際、政府支出、科學(xué)技術(shù)、貨幣供給、基礎(chǔ)設(shè)施共6個外生沖擊變量。驗證宏觀經(jīng)濟的農(nóng)牧、采礦、制造、電力、建筑、交通、金融7個部分對各類外生沖擊的反應(yīng)情況，以便發(fā)現(xiàn)哪種外生沖擊對宏觀經(jīng)濟的哪個部分影響最大[12]。因此，首先要認定全部的外生沖擊變量的標準差為0，即沒有任何外生沖擊，然后依次引入一種外生沖擊，如此就可以明顯看出每種外生沖擊變量所引起的宏觀經(jīng)濟各部分的波動情況。表2列出了6種外生沖擊分別引起的農(nóng)牧、采礦、制造、電力、建筑、交通、金融的標準差和方差數(shù)據(jù)，可以體現(xiàn)相關(guān)行業(yè)的波動情況。

表2 外生沖擊對宏觀經(jīng)濟的波動影響

從表2可以看出，各種外生沖擊引起的制造和電力的波動最大。從對宏觀經(jīng)濟的標準差的模擬來看，消費偏好外生沖擊和投資邊際外生沖擊的模擬變量標準差與宏觀經(jīng)濟的標準差的平均方差較小，消費偏好外生沖擊和投資邊際外生沖擊對宏觀經(jīng)濟的波動模擬較好，科學(xué)技術(shù)外生沖擊和基礎(chǔ)設(shè)施外生沖擊對宏觀經(jīng)濟的波動模擬較差，政府支出外生沖擊與貨幣供給外生沖擊對宏觀經(jīng)濟的波動模擬效果一般。進一步比較各種外生沖擊對宏觀經(jīng)濟各部分波動的影響程度，按宏觀經(jīng)濟受到外生沖擊影響程度從大到小排序為：消費偏好、投資邊際、科學(xué)技術(shù)、政府支出、貨幣供給、基礎(chǔ)設(shè)施。

2.2 外生沖擊的持久性對宏觀經(jīng)濟的影響

保持每次外生沖擊的標準差為5%，設(shè)置外生沖擊的自回歸系數(shù)為0和0.8，可以驗證外生沖擊的持久性對宏觀經(jīng)濟的波動性影響[13]。研究發(fā)現(xiàn)，隨著消費偏好外生沖擊的持久性不斷提高，農(nóng)牧、采礦、建筑、交通和金融的波動性越來越小，反而制造的波動越來越大，電力的波動情況則先升后降。隨著投資邊際外生沖擊的持久性不斷提高，農(nóng)牧、制造、電力、建筑的波動越來越小，而采礦和金融的波動先升后降，交通波動越來越大。隨著政府支出外生沖擊的持久性不斷提高，農(nóng)牧、電力和建筑的波動下降，制造、交通的波動加劇，而采礦和金融波動是先升后降。隨著貨幣供給外生沖擊的持久性不斷提高，金融波動上升，農(nóng)牧、制造、電力和建筑波動先升后降，采礦波動則先降后升。隨著科學(xué)技術(shù)外生沖擊的持久性不斷提高，農(nóng)牧、制造、電力、建筑、交通波動持續(xù)上升，而采礦和金融的波動則先升后降。隨著基礎(chǔ)設(shè)施外生沖擊的持久性不斷提高，制造和電力波動小幅上升，采礦、交通和金融波動略有下降，而農(nóng)牧和建筑波動幾乎維持不變。

2.3 外生沖擊的脈沖效應(yīng)分析

為了進一步說明DSGE模型下各種外生沖擊對宏觀經(jīng)濟的動態(tài)效應(yīng)，檢驗宏觀經(jīng)濟的農(nóng)牧、采礦、制造、電力、建筑、交通、金融部分受到各種外生沖擊的脈沖效應(yīng)情況。由于篇幅限制，本文只在圖1給出了消費偏好外生沖擊和科學(xué)技術(shù)外生沖擊的自回歸系數(shù)由0.5變化為0.8時對宏觀經(jīng)濟的脈沖效應(yīng)變化圖形。從圖1可以看出，消費偏好外生沖擊的持久性變化對宏觀經(jīng)濟的脈沖效應(yīng)變化產(chǎn)生了顯著影響。當消費偏好外生沖擊持久性加劇時，脈沖效應(yīng)變化從大到小為：建筑、制造、電力、農(nóng)牧、采礦，交通和金融的脈沖效應(yīng)變化程度不明顯。除交通和金融外，宏觀經(jīng)濟部分的脈沖效應(yīng)變化在受到外生沖擊后的3年內(nèi)達到最大，之后脈沖效應(yīng)開始下降，直到8年后趨于穩(wěn)定。科學(xué)技術(shù)外生沖擊的持久性變化對建筑、電力和制造的脈沖效應(yīng)變化最為顯著，對其他宏觀經(jīng)濟部分的脈沖效應(yīng)變化影響較小，這些脈沖效應(yīng)變化持續(xù)了近10年，10年后宏觀經(jīng)濟再次趨于穩(wěn)定?；A(chǔ)設(shè)施外生沖擊和政府支出外生沖擊的持久性變化對宏觀經(jīng)濟部分的脈沖效應(yīng)變化影響較小，這兩個外生沖擊的持久性變化只對建筑和電力的波動產(chǎn)生了小幅影響。只有貨幣供給外生沖擊和投資邊際外生沖擊的持久性變化沒有對宏觀經(jīng)濟的脈沖效應(yīng)產(chǎn)生影響。因此，貨幣供給外生沖擊和投資邊際外生沖擊無法對宏觀經(jīng)濟造成持續(xù)性波動影響，即只對宏觀經(jīng)濟帶來了一次性影響。

圖1 消費偏好沖擊和科學(xué)技術(shù)沖擊對宏觀經(jīng)濟的脈沖效應(yīng)

仔細分析宏觀經(jīng)濟幾個部分受到消費偏好外生沖擊和科學(xué)技術(shù)外生沖擊的持久性脈沖效應(yīng)變化。圖1顯示，消費偏好外生沖擊持久加劇后，模擬的電力與建筑的脈沖效應(yīng)變化幅度很大，同時建筑受到外生沖擊變化的反應(yīng)幅度大于電力受到外生沖擊變化的反應(yīng)幅度。但是實際上建筑的波動幅度并不是很大，甚至小于電力的脈沖效應(yīng)波動幅度。DSGE模型對建筑和電力部分的脈沖效應(yīng)波動描述與實際結(jié)果不一致，出現(xiàn)這種不一致現(xiàn)象的原因除了是DSGE模型本身的誤差之外，還可能因為建筑部分給我國帶來的正向邊際效用較小，從而造成建筑部分與消費偏好之間的邊際替代效應(yīng)無法充分體現(xiàn)，使得建筑部分在受到正向消費偏好外生沖擊后，脈沖效應(yīng)持續(xù)上升就不再下降，最終導(dǎo)致建筑部分的脈沖效應(yīng)波動較小。建筑脈沖效應(yīng)波動較小也體現(xiàn)出建筑產(chǎn)出貢獻的彈性較小。另外，消費偏好外生沖擊持久性加劇后，農(nóng)牧和采礦的脈沖效應(yīng)波動小于制造的脈沖效應(yīng)波動。主要原因是在于，宏觀經(jīng)濟的資本調(diào)整及資本折舊促使制造部分受到外生沖擊的脈沖反應(yīng)程度大于農(nóng)牧和采礦部分。

科學(xué)技術(shù)外生沖擊主要影響了宏觀經(jīng)濟的制造部分，正向科學(xué)技術(shù)外生沖擊造成了模擬建筑部分和實際制造部分的雙向波動，但實際電力部分卻反向波動，建筑和制造部分脈沖效應(yīng)不斷上升卻沒有對農(nóng)牧產(chǎn)生太大影響。利用本文構(gòu)建的DSGE模型進行分析發(fā)現(xiàn)，科學(xué)技術(shù)沖擊對農(nóng)牧部分脈沖效應(yīng)波動的影響并不像其他模型那樣有很大影響，這是因為農(nóng)牧部分脈沖效應(yīng)波動在很大程度上依賴于供求關(guān)系。

3 結(jié)論

本文以多部分實際經(jīng)濟周期模型作為基礎(chǔ)模型，構(gòu)建了動態(tài)隨機一般均衡DSGE模型，并校準了模型的參數(shù)，完成了多種外生沖擊對宏觀經(jīng)濟多部分的標準差、持久性和脈沖效應(yīng)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，消費偏好外生沖擊、科學(xué)技術(shù)外生沖擊、投資邊際外生沖擊、貨幣供給外生沖擊、政府支出外生沖擊對宏觀經(jīng)濟波動性產(chǎn)生了明顯的沖擊影響。其中，消費偏好外生沖擊、科學(xué)技術(shù)外生沖擊和投資邊際外生沖擊的單次性沖擊效果最大。較持久的正向消費外生沖擊能減小宏觀經(jīng)濟波動，因此，持續(xù)時間越長的消費結(jié)構(gòu)變化可以為經(jīng)濟穩(wěn)定增長帶來動力。投資邊際外生沖擊雖然能帶來短暫的宏觀經(jīng)濟正面影響，但其不具有持久性的推動效應(yīng)，完全依賴投資來實現(xiàn)宏觀經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定增長并不現(xiàn)實。雖然科學(xué)技術(shù)外生沖擊對宏觀經(jīng)濟的制造和建筑部分產(chǎn)生了明顯的波動性影響，但這種波動性影響要受限于經(jīng)濟需求。因此，經(jīng)濟需求特別是消費需求對于宏觀經(jīng)濟穩(wěn)定增長的意義遠高于科技進步對宏觀經(jīng)濟的促進作用。