佘群芝 王文娟

（中南財經(jīng)政法大學 經(jīng)濟學院，湖北 武漢 430073）

一、引言

經(jīng)濟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)濟增長與環(huán)境質(zhì)量之間的倒U型曲線關系后，這一問題得到廣泛關注。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型曲線關系，即隨著經(jīng)濟發(fā)展，污染物排放先遞增后遞減［1］，這個關系后來被稱為環(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)濟結(jié)構、消費者的環(huán)境意識、環(huán)境管制等角度出發(fā)，但近年來技術因素在EKC形成機制中的作用受到越來越多的關注。本文在內(nèi)生增長的框架內(nèi)，從減污技術出發(fā)分析EKC倒U型曲線形成的原因。本文結(jié)構安排如下：第二部分是文獻綜述，第三部分建立模型，第四部分通過對模型進行穩(wěn)態(tài)分析和比較動態(tài)分析來闡述減污技術、經(jīng)濟增長和環(huán)境質(zhì)量之間的關系，第五部分是結(jié)論和建議。

二、文獻綜述

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)濟增長的源泉角度，即考慮經(jīng)濟增長的結(jié)構效應。經(jīng)濟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)構變化會導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］。該解釋假設政府能對消費者的環(huán)境訴求迅速作出反應，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。在經(jīng)濟發(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；當收入達到一定水平后，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隨收入增加而變強，這與現(xiàn)實情況不太相符；另外這種解釋假設一旦發(fā)生減污行為，污染就會減少，但實際上當減污效率較低時，污染增加的速度會大于減污的速度。

近年來一些學者試圖從技術角度解釋EKC的形成。一種看法認為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)模擴大，其效率也會增加，即減污的規(guī)模效應會形成其技術效應。在這種情形下，即使經(jīng)濟結(jié)構等其他因素不發(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進步被看做是同時發(fā)生的，環(huán)境支出越多，減污技術便越先進，減污效率也越高。

另一種看法是單純從技術進步角度分析EKC的形成原因。Stokey認為EKC的形成是經(jīng)濟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)技術所致［7］。De Groot批判了用結(jié)構變化對EKC進行解釋的理論，認為干中學形成的減污技術是EKC形成的關鍵［8］。Dinda認為投資從生產(chǎn)領域轉(zhuǎn)向減污領域，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（如技術進步）促進資本積累，才有足夠的投資轉(zhuǎn)向減污領域，從而形成污染—產(chǎn)出之間的倒U型關系［9］。Brock和Taylor認為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后發(fā)現(xiàn)EKC成為經(jīng)濟增長向穩(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)生技術進步的經(jīng)濟增長模型，發(fā)現(xiàn)當且僅當“骯臟”生產(chǎn)技術最終被更清潔的生產(chǎn)技術取代時，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)增長路徑進行分析，發(fā)現(xiàn)在減污技術規(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內(nèi)生化，發(fā)現(xiàn)人們對環(huán)境質(zhì)量的關心會最終促進污染減排技術的發(fā)展，從而使環(huán)境質(zhì)量得到持續(xù)改善［13］。李時興認為倒U型EKC的實現(xiàn)取決于偏好對收入的邊際效應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形成機制的理論出發(fā)點從經(jīng)濟結(jié)構、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轉(zhuǎn)變。本文在Brock和Taylor建立的新古典模型基礎上［10］，進一步考慮在內(nèi)生增長的框架內(nèi)減污技術和EKC的關系。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，通過對模型動態(tài)最優(yōu)化均衡結(jié)果的分析，對EKC的形成機制進行理論解釋，考察減污技術、減污投入在EKC形成過程中的作用，并探討既促進經(jīng)濟增長又促進環(huán)境質(zhì)量改善的途徑。

三、模型建立

假設一個封閉的經(jīng)濟體中存在三個部門：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)濟總量、減污技術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

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)部門的技術參數(shù)，H為經(jīng)濟體總的人力資本數(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)濟規(guī)模、減污投入比、減污技術水平和環(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［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)品進行減污，當減污水平為A時，總的污染物排放減少了ΩA單位。假設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為負值。設環(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)是減污技術不變時減污投入的規(guī)模報酬不變假設。結(jié)合式（4）和上文假設，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。這里我們假設減污技術水平為外生，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

假設社會計劃者的目標是實現(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報警報系統(tǒng)、洪水保險、行洪道清障、洪泛區(qū)管理、超標準洪水緊急措施、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。防范施工技術也是主要圍繞擋、泄、蓄3個類型進行展開的［8］。

四、減污技術、經(jīng)濟增長和環(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，則當消費的跨期替代彈性1／ε小于1時，減污技術進步率大于穩(wěn)態(tài)經(jīng)濟增長率，此時經(jīng)濟體在向穩(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g＞（AH－ρ）·（ω＋ε）／［ε（ω＋1）］時＞0，這表示當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：一是減污技術進步率處于較高水平，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，導致最終形成的減污投入總量增加。

反之，當g＜（AH－ρ）（ω＋ε）／［ε（ω＋1）］時，＜0，這表明當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：一是減污技術進步率較低，二是雖然減污投入比增加，但由于經(jīng)濟增長放緩，導致最終減污投入總量的減少。

命題3：減污技術進步率增加、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數(shù)

表1和對外生變量的偏導數(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，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進步率大于穩(wěn)態(tài)經(jīng)濟增長率來實現(xiàn)的。因此，減污技術進步率的提高，對于經(jīng)濟體跨越EKC拐點、實現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量的改善至關重要。政府要進一步重視環(huán)境科研，加大研發(fā)投入，并通過技術引進、鼓勵企業(yè)開發(fā)和應用減污技術等手段，提高減污技術在全社會的應用程度和實施效果。

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

第三，減污技術進步越快，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)濟增長的要素之一，對環(huán)境質(zhì)量的改善也起到關鍵作用。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，更是相關技術發(fā)明得以產(chǎn)生的源泉。消費引導著經(jīng)濟體新一輪的投資方向、結(jié)構和規(guī)模，消費方式與“兩型”社會建設目標的實現(xiàn)密切相關。政府要積極倡導健康、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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