基于DSGE模型的外生沖擊對宏觀經濟的影響

鄧軼嘉，宋 林

（西安交通大學 經濟與金融學院，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]和財政政策穩定宏觀經濟，以防止宏觀經濟出現大幅度波動，促進經濟平穩發展。但這種緊縮式經濟政策從制定到出臺存在著許多不足。宏觀經濟的評估常常不夠精確，這在一定程度上減弱了經濟政策對經濟的作用效果。目前，外生沖擊是造成宏觀經濟波動的主要因素，因此準確地評估外生沖擊對宏觀經濟的作用效果是制定更加行之有效的經濟政策的必要條件[2]。我國宏觀經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系?？梢园l現，不同部分對其他部分會出現政策、收入等不同層次的影響，因此，深入分析外生沖擊對宏觀經濟中各個部分的影響程度，有利于更加準確地預估未來宏觀經濟發展，為政策調控和產業發展提供理論依據。

宏觀經濟的各部分之間具有復雜的關聯性作用。當前，相關學者們利用影響力系數和感應度系數來表示各部分之間的影響程度和感應程度，構建動態投入與產出模型探討部分收支變化對其他宏觀經濟部分的影響。Minford和Lucy[3]利用傳統投入與產出模型，創建了政府投資對宏觀經濟影響模型，定量體現出政府的行業投資對宏觀經濟的帶動作用。動態隨機一般均衡模型（DSGE）作為經濟學研究模型，已經成為國內外宏觀經濟的研究工具。DSGE模型的特點是在未來理性預期的基礎上，通過微觀經濟主體來實現宏觀經濟的最優化。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濟系統的變化過程[4]。雖然目前國內有學者將DSGE模型應用于宏觀經濟研究領域中，但還沒有人將DSGE模型應用于對多宏觀經濟部分的連鎖問題研究。為此，本文基于多部分實際經濟周期理論，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濟的影響程度，并從外生沖擊變量的標準差、持續性、脈沖效應等角度對宏觀經濟進行影響分析。

1 DSGE模型的構建

1.1 模型的初步構建

本文中DSGE模型的基礎模型是多部分實際經濟周期模型。該模型假定存在一個宏觀經濟實體，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種產品，這M種產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品。設每種產品具有易腐特性，即產品具有100%的折舊率[5]。在某段時間t，要計算出制造M種產品{y1(t)，y2(t)，…，yM(t)}對應的勞動時間{n1(t)，n2(t)，…，nM(t)}、對應的消費用材{c1(t)，c2(t)，…，cM(t)}、第j個部分制造的并用于第i個部分后續制造的中間投入{xij(t)}。則多部分實際經濟周期模型的最大化產品制造預期效用如公式（1）所示：

最大化預期效用需要滿足公式（2）和公式（3）的約束條件：

多部分實際經濟周期模型的制造函數以柯布道格拉斯函數[6]形式體現，其中1,2,…,M，為產品制造過程保持了規模報酬不變。Aj(t)為第t期的第j個部分受到了外生技術沖擊，這種外生技術沖擊包含除去其他部分的中間投入外影響產出變化的全部沖擊，因此可以歸納為外生沖擊[7]。Aj(t)滿足對數一階自回歸AR(1)過程，如公式（4）所示：

其中，0＜ρ＜1，表示平穩的隨機過程。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品用于后續消費和其他部分的中間投入的量與該部分的總產出呈正相關關系[9]。

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

其中，A為7×7的參數矩陣。變量x(t)加上上標為(t)=logx(t)-logxˉ,xˉ為變量x(t)對應的穩態值，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)大致體現了變量x(t)偏離穩態值的程度。將公式（4）對數線性化后得到：

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

1.2 參數校準與估計

對DSGE模型進行參數校準和估計。設規模報酬不變，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個部分總產出的比值，這個比值可以通過投入產出表計算得出。本文將宏觀經濟劃分為7個部分：農牧、采礦、制造、電力、建筑、交通、金融，分別對應aj1至aj7，根據我國2016年宏觀經濟投入產出表計算出矩陣A中的各個元素值，然后使用MATLAB軟件并結合公式（8）對DSGE模型進行脈沖效應分析[11]。計算外生沖擊的一階自相關系數ρ的值為0.69。再計算出穩定狀態下7部分各自產出占總產出的比值，其中農牧行業占比5.97%，采礦行業占比3.56%，制造行業占比55.19%，電力行業占比4.12%，建筑行業占比7.66%，交通行業占比3.87%，金融行業占比19.62%。計算結果如表1所示。

表1 DSGE模型的參數校準和估計結果

從表1可以得到如下結論：

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

（2）表1中第3列制造部分aj3的數值普遍大于其他列對應數值，相反的第5列建筑部分aj5的數值普遍小于其他列對應數值，說明制造部分的產出是其他部分重要的中間投入，而建筑部分的產出作為中間投入所占比重較小，即建筑部分的產出變化不會對其他部分的產出造成較大影響。但是，雖然建筑部分并不是最重要的中間產出投入，但其作為固定資本仍然對宏觀經濟能起到推動作用。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濟的影響

根據上述DSGE模型構建及其參數校準結果，現假設外生沖擊變量的自回歸系數恒定，設計消費偏好、投資邊際、政府支出、科學技術、貨幣供給、基礎設施共6個外生沖擊變量。驗證宏觀經濟的農牧、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情況，以便發現哪種外生沖擊對宏觀經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牧、采礦、制造、電力、建筑、交通、金融的標準差和方差數據，可以體現相關行業的波動情況。

表2 外生沖擊對宏觀經濟的波動影響

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濟的波動模擬較好，科學技術外生沖擊和基礎設施外生沖擊對宏觀經濟的波動模擬較差，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濟各部分波動的影響程度，按宏觀經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、科學技術、政府支出、貨幣供給、基礎設施。

2.2 外生沖擊的持久性對宏觀經濟的影響

保持每次外生沖擊的標準差為5%，設置外生沖擊的自回歸系數為0和0.8，可以驗證外生沖擊的持久性對宏觀經濟的波動性影響[13]。研究發現，隨著消費偏好外生沖擊的持久性不斷提高，農牧、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。隨著科學技術外生沖擊的持久性不斷提高，農牧、制造、電力、建筑、交通波動持續上升，而采礦和金融的波動則先升后降。隨著基礎設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，而農牧和建筑波動幾乎維持不變。

2.3 外生沖擊的脈沖效應分析

為了進一步說明DSGE模型下各種外生沖擊對宏觀經濟的動態效應，檢驗宏觀經濟的農牧、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技術外生沖擊的自回歸系數由0.5變化為0.8時對宏觀經濟的脈沖效應變化圖形。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濟的脈沖效應變化產生了顯著影響。當消費偏好外生沖擊持久性加劇時，脈沖效應變化從大到小為：建筑、制造、電力、農牧、采礦，交通和金融的脈沖效應變化程度不明顯。除交通和金融外，宏觀經濟部分的脈沖效應變化在受到外生沖擊后的3年內達到最大，之后脈沖效應開始下降，直到8年后趨于穩定?？茖W技術外生沖擊的持久性變化對建筑、電力和制造的脈沖效應變化最為顯著，對其他宏觀經濟部分的脈沖效應變化影響較小，這些脈沖效應變化持續了近10年，10年后宏觀經濟再次趨于穩定。基礎設施外生沖擊和政府支出外生沖擊的持久性變化對宏觀經濟部分的脈沖效應變化影響較小，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濟的脈沖效應產生影響。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濟造成持續性波動影響，即只對宏觀經濟帶來了一次性影響。

圖1 消費偏好沖擊和科學技術沖擊對宏觀經濟的脈沖效應

仔細分析宏觀經濟幾個部分受到消費偏好外生沖擊和科學技術外生沖擊的持久性脈沖效應變化。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變化幅度很大，同時建筑受到外生沖擊變化的反應幅度大于電力受到外生沖擊變化的反應幅度。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波動幅度。DSGE模型對建筑和電力部分的脈沖效應波動描述與實際結果不一致，出現這種不一致現象的原因除了是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無法充分體現，使得建筑部分在受到正向消費偏好外生沖擊后，脈沖效應持續上升就不再下降，最終導致建筑部分的脈沖效應波動較小。建筑脈沖效應波動較小也體現出建筑產出貢獻的彈性較小。另外，消費偏好外生沖擊持久性加劇后，農牧和采礦的脈沖效應波動小于制造的脈沖效應波動。主要原因是在于，宏觀經濟的資本調整及資本折舊促使制造部分受到外生沖擊的脈沖反應程度大于農牧和采礦部分。

科學技術外生沖擊主要影響了宏觀經濟的制造部分，正向科學技術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不斷上升卻沒有對農牧產生太大影響。利用本文構建的DSGE模型進行分析發現，科學技術沖擊對農牧部分脈沖效應波動的影響并不像其他模型那樣有很大影響，這是因為農牧部分脈沖效應波動在很大程度上依賴于供求關系。

3 結論

本文以多部分實際經濟周期模型作為基礎模型，構建了動態隨機一般均衡DSGE模型，并校準了模型的參數，完成了多種外生沖擊對宏觀經濟多部分的標準差、持久性和脈沖效應分析。結果發現，消費偏好外生沖擊、科學技術外生沖擊、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濟波動性產生了明顯的沖擊影響。其中，消費偏好外生沖擊、科學技術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濟波動，因此，持續時間越長的消費結構變化可以為經濟穩定增長帶來動力。投資邊際外生沖擊雖然能帶來短暫的宏觀經濟正面影響，但其不具有持久性的推動效應，完全依賴投資來實現宏觀經濟持續穩定增長并不現實。雖然科學技術外生沖擊對宏觀經濟的制造和建筑部分產生了明顯的波動性影響，但這種波動性影響要受限于經濟需求。因此，經濟需求特別是消費需求對于宏觀經濟穩定增長的意義遠高于科技進步對宏觀經濟的促進作用。