佘群芝 王文娟

（中南財經(jīng)政法大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，湖北 武漢 430073）

一、引言

經(jīng)濟(jì)增長是否一定能帶來環(huán)境質(zhì)量的改善？自Grossman和Krueger發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量之間的倒U型曲線關(guān)系后，這一問題得到廣泛關(guān)注。Grossman和Krueger在研究北美自由貿(mào)易協(xié)議對環(huán)境的影響時，發(fā)現(xiàn)人均收入與污染物（二氧化硫和粉塵）排放之間存在倒U型曲線關(guān)系，即隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，污染物排放先遞增后遞減［1］，這個關(guān)系后來被稱為環(huán)境庫茲涅茨曲線（Environment Kuznets Curve，EKC）。

對EKC倒U型特征形成的原因解釋一般從經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、消費者的環(huán)境意識、環(huán)境管制等角度出發(fā)，但近年來技術(shù)因素在EKC形成機(jī)制中的作用受到越來越多的關(guān)注。本文在內(nèi)生增長的框架內(nèi)，從減污技術(shù)出發(fā)分析EKC倒U型曲線形成的原因。本文結(jié)構(gòu)安排如下：第二部分是文獻(xiàn)綜述，第三部分建立模型，第四部分通過對模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析和比較動態(tài)分析來闡述減污技術(shù)、經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系，第五部分是結(jié)論和建議。

二、文獻(xiàn)綜述

對于倒U型EKC曲線拐點形成的原因一般有以下幾種解釋：

1．從經(jīng)濟(jì)增長的源泉角度，即考慮經(jīng)濟(jì)增長的結(jié)構(gòu)效應(yīng)。經(jīng)濟(jì)增長在初期通過資本推動，在后期會通過人力資本推動，而由于資本密集型生產(chǎn)通常也是污染密集型，因此這種結(jié)構(gòu)變化會導(dǎo)致污染物排放先增后減，環(huán)境質(zhì)量先惡化然后不斷改善［2］。

2．從消費者環(huán)境意識角度。收入達(dá)到一定水平后，人們對環(huán)境質(zhì)量的要求會提高，若政府能對這種變化迅速作出反應(yīng)并采取有效措施，環(huán)境質(zhì)量會在人均收入提高到一定水平后得到改善［3］。當(dāng)消費者感受到的邊際污染損害彈性（income elasticity of marginal damage）大于1時，污染會隨收入增加而減少；若該彈性小于1，則隨著收入增加污染還是會增加［4］。該解釋假設(shè)政府能對消費者的環(huán)境訴求迅速作出反應(yīng)，這使其在現(xiàn)實中的適用性受到局限。

3．環(huán)境管制的門檻效應(yīng)。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的初期階段，污染沒有被管制，或者即使有管制生產(chǎn)者也不愿采取減污行動［5］，因此初期階段污染不斷增加；當(dāng)收入達(dá)到一定水平后，污染管制開始出現(xiàn)或者開始發(fā)揮效力，污染開始減少。這種解釋也存在局限性：門檻效應(yīng)的實現(xiàn)同上文的第二種解釋一樣，都要假定政府的政策反應(yīng)隨收入增加而變強(qiáng)，這與現(xiàn)實情況不太相符；另外這種解釋假設(shè)一旦發(fā)生減污行為，污染就會減少，但實際上當(dāng)減污效率較低時，污染增加的速度會大于減污的速度。

近年來一些學(xué)者試圖從技術(shù)角度解釋EKC的形成。一種看法認(rèn)為EKC的形成是減污投入規(guī)模報酬遞增的結(jié)果，隨著減污規(guī)模擴(kuò)大，其效率也會增加，即減污的規(guī)模效應(yīng)會形成其技術(shù)效應(yīng)。在這種情形下，即使經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)等其他因素不發(fā)生變化，污染也會減少，最終形成EKC［6］。在這種解釋中，減污投入的增加與減污技術(shù)進(jìn)步被看做是同時發(fā)生的，環(huán)境支出越多，減污技術(shù)便越先進(jìn)，減污效率也越高。

另一種看法是單純從技術(shù)進(jìn)步角度分析EKC的形成原因。Stokey認(rèn)為EKC的形成是經(jīng)濟(jì)體在跨越一定收入水平門檻時開始使用污染較小的生產(chǎn)技術(shù)所致［7］。De Groot批判了用結(jié)構(gòu)變化對EKC進(jìn)行解釋的理論，認(rèn)為干中學(xué)形成的減污技術(shù)是EKC形成的關(guān)鍵［8］。Dinda認(rèn)為投資從生產(chǎn)領(lǐng)域轉(zhuǎn)向減污領(lǐng)域，才能形成EKC倒U型曲線，而其隱含條件是，要有持續(xù)的動力（如技術(shù)進(jìn)步）促進(jìn)資本積累，才有足夠的投資轉(zhuǎn)向減污領(lǐng)域，從而形成污染—產(chǎn)出之間的倒U型關(guān)系［9］。Brock和Taylor認(rèn)為EKC和Solow模型之間是緊密聯(lián)系的，他們在Solow模型中納入減污技術(shù)后發(fā)現(xiàn)EKC成為經(jīng)濟(jì)增長向穩(wěn)態(tài)路徑收斂過程中的副產(chǎn)品［10］。Smulders通過建立包含環(huán)境變化和內(nèi)生技術(shù)進(jìn)步的經(jīng)濟(jì)增長模型，發(fā)現(xiàn)當(dāng)且僅當(dāng)“骯臟”生產(chǎn)技術(shù)最終被更清潔的生產(chǎn)技術(shù)取代時，EKC中向下傾斜的部分才會出現(xiàn)［11］。陸旸等對環(huán)境支出和環(huán)境質(zhì)量的最優(yōu)增長路徑進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在減污技術(shù)規(guī)模收益不變的情況下，污染隨著產(chǎn)出的增加呈現(xiàn)倒U型增長路徑［12］。樊海潮將污染減排技術(shù)內(nèi)生化，發(fā)現(xiàn)人們對環(huán)境質(zhì)量的關(guān)心會最終促進(jìn)污染減排技術(shù)的發(fā)展，從而使環(huán)境質(zhì)量得到持續(xù)改善［13］。李時興認(rèn)為倒U型EKC的實現(xiàn)取決于偏好對收入的邊際效應(yīng)與污染消減效率的相對大小，而不足的環(huán)境投入及較低的技術(shù)水平是EKC呈現(xiàn)單調(diào)上升或N型的主要原因［14］。

可以看出，EKC形成機(jī)制的理論出發(fā)點從經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、政府管制和消費者心理訴求等因素，逐漸向污染治理投入和減污技術(shù)轉(zhuǎn)變。本文在Brock和Taylor建立的新古典模型基礎(chǔ)上［10］，進(jìn)一步考慮在內(nèi)生增長的框架內(nèi)減污技術(shù)和EKC的關(guān)系。我們將環(huán)境質(zhì)量納入效用函數(shù)，建立包含最終產(chǎn)品生產(chǎn)、人力資本開發(fā)和減污三個部門的內(nèi)生增長模型，同時增加減污投入比可變的假設(shè)，通過對模型動態(tài)最優(yōu)化均衡結(jié)果的分析，對EKC的形成機(jī)制進(jìn)行理論解釋，考察減污技術(shù)、減污投入在EKC形成過程中的作用，并探討既促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長又促進(jìn)環(huán)境質(zhì)量改善的途徑。

三、模型建立

假設(shè)一個封閉的經(jīng)濟(jì)體中存在三個部門：最終產(chǎn)品部門、人力資本開發(fā)部門和減污部門。最終產(chǎn)品部門的生產(chǎn)要素為物質(zhì)資本和人力資本，生產(chǎn)過程中排放污染物。經(jīng)濟(jì)體的人口總數(shù)單位化為1，人力資本一部分投入到最終產(chǎn)品部門，另一部分投入到人力資本開發(fā)部門。最終產(chǎn)品的一部分投入到減污部門。經(jīng)濟(jì)總量、減污技術(shù)和減污投入共同決定污染物的排放水平。消費者的效用由消費量和污染量共同決定。

（一）模型假設(shè)

1．最終產(chǎn)品部門

2．人力資本開發(fā)部門

本文借用Lucas對人力資本積累的設(shè)定［15］，定義人力資本積累方程為：H．＝AH（H－HY）。其中AH＞0為人力資本開發(fā)部門的技術(shù)參數(shù)，H為經(jīng)濟(jì)體總的人力資本數(shù)量，H－HY為人力資本開發(fā)過程中使用的人力資本數(shù)量。

3．減污部門

經(jīng)濟(jì)規(guī)模、減污投入比、減污技術(shù)水平和環(huán)境自身清潔能力共同決定環(huán)境質(zhì)量。本文沿用Brock和Taylor對污染物排放的假設(shè)［10］，假定生產(chǎn)一單位最終產(chǎn)品會排放Ω單位污染物。減污技術(shù)不變時減污投入的規(guī)模報酬不變，邊際報酬遞減。定義減污水平A代表投入FA單位的最終產(chǎn)品進(jìn)行減污，當(dāng)減污水平為A時，總的污染物排放減少了ΩA單位。假設(shè)無污染物排放時的環(huán)境質(zhì)量用0表示，E表示實際環(huán)境質(zhì)量與0之間的差額，則E為負(fù)值。設(shè)環(huán)境自我清潔能力為η，則環(huán)境質(zhì)量的流量可表示為：

式（1）到式（2）的依據(jù)是減污技術(shù)不變時減污投入的規(guī)模報酬不變假設(shè)。結(jié)合式（4）和上文假設(shè)，有a（0）＝1，a′＜0，a″＞0，根據(jù)這些特征我們可令a（FA／F）＝（1－FA／F）γ＝θγ，γ＞1。這里我們假設(shè)減污技術(shù)水平為外生，其增長率為g（＞0），則Ω的增長率為－g。

4．消費偏好

性的倒數(shù)；ω是環(huán)境偏好參數(shù)。

（二）考慮環(huán)境約束的穩(wěn)態(tài)增長路徑

假設(shè)社會計劃者的目標(biāo)是實現(xiàn)代表性消費者在無限時域內(nèi)的效用最大化，那么該動態(tài)最優(yōu)化問題可以表示為：

上述最優(yōu)化問題的現(xiàn)值漢密爾頓函數(shù)為：

控制變量分別是C、HY和θ，H最大化的一階條件是：

協(xié)狀態(tài)方程為：

橫截性條件為：

防汛原則是以防為主、防重于搶。防洪可分為工程和非工程兩個部分。其中，非工程部分包括洪水預(yù)報警報系統(tǒng)、洪水保險、行洪道清障、洪泛區(qū)管理、超標(biāo)準(zhǔn)洪水緊急措施、防洪調(diào)度等措施。工程部分主要包括堤、水庫、河道整治工程、分洪工程，根據(jù)不同功能和修建目的而分成擋、泄、蓄幾個類型。防范施工技術(shù)也是主要圍繞擋、泄、蓄3個類型進(jìn)行展開的［8］。

四、減污技術(shù)、經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境質(zhì)量

通過對模型的穩(wěn)態(tài)分析和比較動態(tài)分析，我們得到如下命題：

命題1：若減污投入比不變，則當(dāng)消費的跨期替代彈性1／ε小于1時，減污技術(shù)進(jìn)步率大于穩(wěn)態(tài)經(jīng)濟(jì)增長率，此時經(jīng)濟(jì)體在向穩(wěn)態(tài)路徑過渡的過程中能夠形成倒U型EKC曲線。

gθ＝0時根據(jù)式（13）有：

將式（15）代入式（11）得：

命題2：ε＞1時，在穩(wěn)態(tài)路徑上，若g＞g0（g0＝（AH－ρ）（ω＋ε）／［ε（ω＋1）］），則穩(wěn)態(tài)時減污投入比的增長率小于零，相對于g＝g0的情形，產(chǎn)出增長率增加，環(huán)境改善速度加快；反之，若g＜g0，則穩(wěn)態(tài)減污投入比增長率大于零，相對于g＝g0的情形，產(chǎn)出增長率下降，環(huán)境改善速度變慢。

由式（13）可知，當(dāng)g＞（AH－ρ）·（ω＋ε）／［ε（ω＋1）］時＞0，這表示當(dāng)g＞g0時，在維持消費者效用最大化的路徑上，最終產(chǎn)品中分配給消費和再生產(chǎn)的比例不斷增加，而分配給減污的比例不斷下降。同時有＞（AH－ρ）／ε和＜（AH－ρ）（1－ε）／［ε（ω＋1）］，即相對于g＝g0的情形，產(chǎn)出的穩(wěn)態(tài)增長率提高，環(huán)境質(zhì)量改善速度也加快。產(chǎn)出的穩(wěn)態(tài)增長率提高是因為有更多的資源分配到再生產(chǎn)領(lǐng)域；在減污投入比例降低時環(huán)境質(zhì)量改善速度加快可能的原因為：一是減污技術(shù)進(jìn)步率處于較高水平，二是伴隨著產(chǎn)出增長率的提高，雖然被分配給減污的最終產(chǎn)品比例有所減少，但由于最終產(chǎn)品總量的增加，導(dǎo)致最終形成的減污投入總量增加。

反之，當(dāng)g＜（AH－ρ）（ω＋ε）／［ε（ω＋1）］時，＜0，這表明當(dāng)g＜g0時，在穩(wěn)態(tài)路徑上，最終產(chǎn)品中分配給減污的比例不斷增加，而分配給消費和再生產(chǎn)的比例不斷減少。同時有＜（AH－ρ）／ε和＞（AH－ρ）（1－ε）／［ε（ω＋1）］，即相對于g＝g0的情形，產(chǎn)出的穩(wěn)態(tài)增長率降低，環(huán)境質(zhì)量改善速度也變慢。產(chǎn)出的穩(wěn)態(tài)增長率降低是因為投入到再生產(chǎn)領(lǐng)域的最終產(chǎn)品比例減少；環(huán)境質(zhì)量改善速度變慢可能的原因為：一是減污技術(shù)進(jìn)步率較低，二是雖然減污投入比增加，但由于經(jīng)濟(jì)增長放緩，導(dǎo)致最終減污投入總量的減少。

命題3：減污技術(shù)進(jìn)步率增加、人力資本開發(fā)效率提高、消費者時間偏好率下降，都能夠提高穩(wěn)態(tài)經(jīng)濟(jì)增長率并使環(huán)境改善速度加快。

表1和對外生變量的偏導(dǎo)數(shù)

表1和對外生變量的偏導(dǎo)數(shù)

／?g ／?AH ／?ρ?g＊Y ＞0 ＞0 ＜0?g＊E ＜0 ＜0 ＞0

五、結(jié)論和建議

本文在Brock和Taylor建立的新古典模型基礎(chǔ)上［10］，建立包含三個部門的內(nèi)生增長模型，將環(huán)境質(zhì)量納入效用函數(shù)，同時增加減污投入比可變的假設(shè)，通過對模型動態(tài)最優(yōu)化均衡結(jié)果的穩(wěn)態(tài)和比較動態(tài)分析，得到如下結(jié)論和政策建議：

第一，在減污投入比不變時，消費者跨期替代彈性小于1是倒U型EKC曲線拐點形成的條件，而這一條件是通過減污技術(shù)進(jìn)步率大于穩(wěn)態(tài)經(jīng)濟(jì)增長率來實現(xiàn)的。因此，減污技術(shù)進(jìn)步率的提高，對于經(jīng)濟(jì)體跨越EKC拐點、實現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量的改善至關(guān)重要。政府要進(jìn)一步重視環(huán)境科研，加大研發(fā)投入，并通過技術(shù)引進(jìn)、鼓勵企業(yè)開發(fā)和應(yīng)用減污技術(shù)等手段，提高減污技術(shù)在全社會的應(yīng)用程度和實施效果。

第二，在消費者效用最大化路徑上，減污技術(shù)與減污投入之間存在互補(bǔ)關(guān)系，但是只有在減污技術(shù)進(jìn)步率較高時，兩者之間的互補(bǔ)才有利于經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境改善。在減污技術(shù)進(jìn)步率較低時，社會資源更多地投向減污領(lǐng)域并不能使環(huán)境質(zhì)量得到改善，反而由于投向生產(chǎn)領(lǐng)域的資源減少，經(jīng)濟(jì)增長率還會隨之降低。因此，加快推進(jìn)減污技術(shù)水平的進(jìn)步，是進(jìn)行環(huán)境友好型經(jīng)濟(jì)建設(shè)的核心。

第三，減污技術(shù)進(jìn)步越快，人力資本開發(fā)效率越高，消費者更注重未來效用的獲取，則穩(wěn)態(tài)經(jīng)濟(jì)增長率便越高，同時環(huán)境質(zhì)量改善速度也越快。人力資本是經(jīng)濟(jì)增長的要素之一，對環(huán)境質(zhì)量的改善也起到關(guān)鍵作用。勞動力素質(zhì)的提高，是節(jié)能減排政策得以有效貫徹實施的基礎(chǔ)，更是相關(guān)技術(shù)發(fā)明得以產(chǎn)生的源泉。消費引導(dǎo)著經(jīng)濟(jì)體新一輪的投資方向、結(jié)構(gòu)和規(guī)模，消費方式與“兩型”社會建設(shè)目標(biāo)的實現(xiàn)密切相關(guān)。政府要積極倡導(dǎo)健康、理性的消費方式，避免過度消費帶來的資源浪費和環(huán)境破壞。

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