丁建勛，曹梓珞

（青島理工大學(xué)經(jīng)貿(mào)學(xué)院，山東青島266520）

能源強(qiáng)度演變的倒U型規(guī)律與我國節(jié)能降耗內(nèi)在動力研究

丁建勛，曹梓珞

（青島理工大學(xué)經(jīng)貿(mào)學(xué)院，山東青島266520）

文章通過研究國內(nèi)外能源強(qiáng)度的演變規(guī)律，并用1953～2008年的時間序列擬合了我國能源強(qiáng)度演變的倒U曲線，以考察了我國經(jīng)濟(jì)中是否存在節(jié)能降耗的內(nèi)在動力。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，我國的確存在著能源強(qiáng)度的倒U曲線，并且能源強(qiáng)度已經(jīng)超過了轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這意味著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展已具有了節(jié)能降耗的內(nèi)在要求。

節(jié)能降耗；能源強(qiáng)度倒U曲線；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

0 引言

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長固然令世界驚訝，但經(jīng)濟(jì)增長中的過高能耗問題同樣引人注目。能源利用效率低下不僅直接影響我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)增長，而且作為僅次于美國的第二能源消費(fèi)大國和第二溫室氣體排放大國，也成為國際節(jié)能降耗的關(guān)注重點(diǎn)，其承擔(dān)節(jié)能減排義務(wù)的壓力越來越大。

基于內(nèi)外壓力和政府推動，近年來我國的節(jié)能降耗工作取得了顯著成效，但高能耗問題依然嚴(yán)重，這引發(fā)了國內(nèi)外對我國經(jīng)濟(jì)是否具有節(jié)能降耗內(nèi)在動力的質(zhì)疑。許多學(xué)者認(rèn)為，盡管中央政府能夠識別節(jié)能降耗的重要性，但是以GDP為主要考核指標(biāo)的地方政府政績考核機(jī)制以及地方政府追求GDP的偏好，使地方政府的目標(biāo)相對于社會目標(biāo)更加短期化。地方政府這種單一緯度的偏好不僅會削弱它在節(jié)能降耗偏好上本應(yīng)付出的努力，而且還會在晉升激勵下的地方政府惡意競爭以能源的過渡消耗來換取任期中的經(jīng)濟(jì)增長。因此，即使在國際社會壓力和我國中央政府強(qiáng)制性要求下，地方政府未必有節(jié)能減排的動力。蔡昉、都陽和王美艷認(rèn)為，如果中國的節(jié)能減排要求和壓力僅僅來自外部，而中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展自身沒有內(nèi)在的要求，則中國在完成這個任務(wù)的過程中，將會遇到巨大的困難。

那么，中國經(jīng)濟(jì)是否具備有節(jié)能降耗的內(nèi)在動力呢？這是一個迫切需要明確的問題，這在以往的文獻(xiàn)中也缺乏較為系統(tǒng)的分析。本文力圖解決上述問題并彌補(bǔ)以往文獻(xiàn)的不足，期望借助于能源強(qiáng)度的變動規(guī)律的經(jīng)濟(jì)分析框架來考察我國經(jīng)濟(jì)在節(jié)能降耗問題上是否具有內(nèi)在的動力。

1 能源強(qiáng)度演變規(guī)律的分析

眾所周知，能源強(qiáng)度是描述能源消耗的一個有價(jià)值的衡量指標(biāo)。因此，我們有必要深入探討能源強(qiáng)度變動的規(guī)律，以此作為考察我國能源強(qiáng)度變動趨勢的參照，來判斷我國經(jīng)濟(jì)是否具備了節(jié)能降耗的內(nèi)在動力。

關(guān)于能源消費(fèi)與GDP（能源強(qiáng)度）的關(guān)系，以往許多文獻(xiàn)假定是線性的，許多實(shí)證研究也是在這個前提下進(jìn)行的，但這并未進(jìn)行嚴(yán)格的經(jīng)濟(jì)計(jì)量學(xué)檢驗(yàn)（趙進(jìn)文、范繼濤，2007）。那么能源消費(fèi)和GDP究竟是線性還是非線性關(guān)系？下面我們首先觀察世界各國的能源強(qiáng)度變動趨勢，以期獲得其變動規(guī)律的直觀認(rèn)識。

圖1 Goldenberg,J.,Reddy,A.K.N.(1990)給出了許多國家的長期能源強(qiáng)度。通過各國的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：第一，主要發(fā)達(dá)國家的能源強(qiáng)度都經(jīng)歷了一個先上升后下降的過程，其差別僅僅在于：（1）不同的國家出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的時間不相同，圖1表明，從19世紀(jì)60、70年代開始，英國、美國、德國、法國和日本的能源強(qiáng)度先后到達(dá)了各自的頂峰，然后逐漸下降；（2）不同國家的起始能源強(qiáng)度和峰頂能源強(qiáng)度各不相同，能源強(qiáng)度由高到低，其次序是：英國、美國、德國、法國和日本。第二，發(fā)展中國家的能源強(qiáng)度同樣也經(jīng)歷一個先升后降的過程。發(fā)展中國家的能源強(qiáng)度上升期基本上處于發(fā)達(dá)國家的下降期，當(dāng)發(fā)展中國家在20世紀(jì)70、80年代逐漸走向峰頂并隨后下降的時候，其能源強(qiáng)度要高于同時期發(fā)達(dá)國家的能源強(qiáng)度，但是處于后發(fā)的發(fā)展中國家，其峰頂能源強(qiáng)度要低于當(dāng)年許多發(fā)達(dá)國家的峰頂能源強(qiáng)度。

除Goldenberg,J.,Reddy,A.K.N.(1990)之外，還有許多學(xué)者對世界能源強(qiáng)度的演變進(jìn)行了類似的研究。Tobias Jopp和Jochen Streb（2008）給出了1700～2000年英格蘭和威爾士的能源強(qiáng)度（見圖2）以及1820～2000年德國的能源強(qiáng)度（見圖3），我們可以看到，它們的長期發(fā)展態(tài)勢與Goldenberg,J.,Reddy, A.K.N.(1990)的結(jié)論基本一致。Kander（2002）、Kander和Lindmark（2004）認(rèn)為能源強(qiáng)度變動這種變動趨勢在瑞典同樣存在。

因此，許多國家的能源強(qiáng)度演變趨勢表明，能源消費(fèi)與GDP并不是成比例增長，能源強(qiáng)度的長期演變呈現(xiàn)出如庫茲涅茨環(huán)境倒U型曲線形狀，即首先經(jīng)過一個上升期，然后經(jīng)過一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)，能源強(qiáng)度將趨于下降的態(tài)勢（見圖4）。

那么什么因素導(dǎo)致了能源強(qiáng)度的倒U型曲線形狀變動趨勢呢？實(shí)際上，隨著時間的推移或收入水平的提高，能源強(qiáng)度的這種變動趨勢（即倒U型變動），跟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變更密切相關(guān)深入研究了經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)對能源強(qiáng)度的影響。他們認(rèn)為，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的初始階段，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，具有較高能耗的第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出比重逐步上升，將推動能源強(qiáng)度的上升。但是當(dāng)經(jīng)濟(jì)逐漸成熟時，產(chǎn)出中的服務(wù)業(yè)的份額會不斷增長，高能耗的工業(yè)份額不斷下降，這將顯著地降低經(jīng)濟(jì)中的能源消費(fèi)，從而使能源強(qiáng)度達(dá)到一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)后相對下降（見圖5）。正如Smil(1994)所言，伴隨著更高水平的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，成熟經(jīng)濟(jì)趨向于有更低的能源強(qiáng)度。

上述分析結(jié)果意味著，如果能源強(qiáng)度變動的倒U關(guān)系客觀存在，那么用更少的能源生產(chǎn)相同的產(chǎn)出的假說可能為解決未來資源環(huán)境和經(jīng)濟(jì)增長兼容性提供了一個方法：只要通過努力讓倒U曲線扁平化，使曲線的拐點(diǎn)前移，能源強(qiáng)度將相對下降，經(jīng)濟(jì)增長將比能源消費(fèi)增長的更快，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長與節(jié)能降耗的雙贏，節(jié)能降耗和經(jīng)濟(jì)增長的權(quán)衡問題將會迎刃而解。

2 我國能源強(qiáng)度倒U曲線

2.1 能源強(qiáng)度模型

為了驗(yàn)證我國是否存在節(jié)能減排的內(nèi)在動力，我們將基于Kenneth B.MedlockⅢ和Ronald Soligo(2001)的能源需求模型，實(shí)證地觀察能源強(qiáng)度倒U曲線。

假設(shè)能源需求函數(shù)為et=f(yt,pt,At)，即人均能源需求et是人均收入yt、能源價(jià)格pt以及技術(shù)進(jìn)步At的函數(shù)，繼續(xù)假定技術(shù)進(jìn)步At是能源價(jià)格pt和人均產(chǎn)出yt的函數(shù)，于是能源消費(fèi)函數(shù)的更一般形式為：

Kenneth B.MedlockⅢ和Ronald Soligo(2001)繼續(xù)假設(shè)能源需求的收入彈性是人均收入水平的函數(shù)。隨著收入水平的能源需求彈性的隱含之意為：能源需求的增長方式隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平而變化。因此，假設(shè)能源需求函數(shù)的具體形式為：

將（1）式兩邊取對數(shù)，將會得到：

我們繼續(xù)假設(shè)人均產(chǎn)出yt呈指數(shù)增長，也就是說，如果y0表示其在0時的值，則意味著yt=y0eλt，λ＞0。我們將其代入（4）式中得到：

其中準(zhǔn)＞0，φ＜0，這預(yù)示著能源消費(fèi)與人均收入水平之間的關(guān)系呈現(xiàn)出如倒U型關(guān)系。

那么能源強(qiáng)度eit=et/yt，因此，能源強(qiáng)度eit同樣也是人均收入yt和能源價(jià)格pt的函數(shù)。仿照（2）式，能源強(qiáng)度的具體表達(dá)式為：

對（5）式兩邊取對數(shù)得到：

方程（5）可以看作是顯示了能源強(qiáng)度eit與時間t的長期關(guān)系。如果(準(zhǔn)-1+2φ1ny0)λ＞0，而φ＜0，那么，隨著時間t的推移，能源強(qiáng)度的變動趨勢是先上升，達(dá)到一定程度后逐漸下降，也就是說，能源強(qiáng)度隨著時間t的變動呈倒U曲線。

在方程Kenneth B.MedlockⅢ和Ronald Soligo(2001)的能源需求模型中，只有人均收入和價(jià)格兩個解釋變量，何曉萍、劉希穎和林艷蘋（2009）的電力消費(fèi)與收入的倒U模型將工業(yè)化和城市化的作用從體現(xiàn)在收入水平和電力需求的非線性關(guān)系中剝離出來。林伯強(qiáng)（2005）也提出了城市化和工業(yè)化進(jìn)程對能源需求的剛性，并且林伯強(qiáng)（2008）對城市化和工業(yè)化進(jìn)程影響能源需求的理論邏輯也進(jìn)行了系統(tǒng)的討論。同時，我們的分析也表明，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變特別是工業(yè)化進(jìn)程是影響能源強(qiáng)度變動的最為重要的因素。因此，我們也將工業(yè)化和城市化引入方程。

于是，基于Kenneth B.MedlockⅢ和Ronald Soligo (2001)的所得到的能源強(qiáng)度模型，參照何曉萍、劉希穎和林艷蘋（2009）的電力消費(fèi)與收入的倒U模型以及蔡昉、都陽和王美艷（2009）的節(jié)能減排與收入的倒U模型，我們得到能源強(qiáng)度的長期均衡方程為：

其中，it和ut分別代表城市化和工業(yè)化水平。如上所述，我們的目的是觀察上述方程中的系數(shù)β1和β2的符號和顯著性是否符合倒U型關(guān)系，即β2＜0，β1＞0。

2.2 基于時間序列的協(xié)整模型實(shí)證分析

2.2.1 變量和數(shù)據(jù)

工業(yè)化：我國正處于工業(yè)化進(jìn)程中，相對于其他行業(yè)，工業(yè)的資本密集度較高，資本與能源通常是互補(bǔ)關(guān)系導(dǎo)致工業(yè)的能源強(qiáng)度通常較高，因此，工業(yè)比重的變動對總體經(jīng)濟(jì)的能源強(qiáng)度的變動影響最大。本模型以工業(yè)產(chǎn)值在GDP中的比重作為工業(yè)化指標(biāo)，我們預(yù)期工業(yè)化變量的系數(shù)符合應(yīng)該為正。

能源價(jià)格：能源價(jià)格是影響能源消費(fèi)的重要因素之一，不少學(xué)者分析了能源價(jià)格與能源強(qiáng)度的關(guān)系，我們也將能源價(jià)格變量加入模型中，考察其對我國能源強(qiáng)度的影響。但是由于不能得到能源價(jià)格的實(shí)際數(shù)據(jù)，所以采用John Asafu-Adjaye（2000）的做法，我們用1953～2006年我國居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)（1953＝1）作為其代理變量。我們預(yù)期這個指標(biāo)的系數(shù)符號為負(fù)。

城市化：城市化可能會對能源強(qiáng)度產(chǎn)生重要影響。因?yàn)槌鞘谢M(jìn)程要求大規(guī)模的城市基礎(chǔ)設(shè)施就、住房交通運(yùn)輸體系建設(shè)，會帶動建材、冶金等高能耗產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，并推動工業(yè)、農(nóng)業(yè)和居民能源消費(fèi)的增長。本文以城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诒壤沓鞘谢?，預(yù)期這個解釋變量的系數(shù)符號應(yīng)該為正。

所用數(shù)據(jù)均來自于各年《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》以及《新中國五十五年統(tǒng)計(jì)資料匯編》，樣本區(qū)間為1952～2008年。

2.2.2 計(jì)量經(jīng)濟(jì)分析和實(shí)證結(jié)果

（1）單位根檢驗(yàn)

因?yàn)槲覀兊挠?jì)量分析所用的是時間序列，所以首先采用DF或ADF檢驗(yàn)方法來檢驗(yàn)序列的平穩(wěn)性。滯后階數(shù)按照AIC和SC最小的原則來選擇。對于非平穩(wěn)序列，我們還需要檢驗(yàn)其一階差分的平穩(wěn)性。如果一階差分是平穩(wěn)的，則稱該序列為I(1)，各變量序列和一階產(chǎn)分序列ADF檢驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 單位根檢驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表1結(jié)果，lneit、lnpt、lnit和lnut相應(yīng)ADF值均大于5%顯著性水平下的臨界值，所以lneit、lnpt、lnit和lnut是非平穩(wěn)的；而一階差分Δlneit、Δlnpt、Δlnit和Δlnut相應(yīng)ADF值均小于5%顯著性水平下的臨界值，所以Δlneit、Δlnpt、Δlnit和Δlnut是平穩(wěn)的。

表2 Johansen協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果

（2）變量之間的協(xié)整分析

由于變量lneit、lnpt、lnit和lnut是I(1)，滿足構(gòu)造協(xié)整方程組的必要條件，下面我們來檢驗(yàn)這兩個變量之間是否存在協(xié)整關(guān)系以及協(xié)整關(guān)系的數(shù)目。根據(jù)表2中Johansen協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果，各變量之間存在協(xié)整關(guān)系，這意味著這四個時序數(shù)據(jù)之間存在一個長期穩(wěn)定的均衡關(guān)系。

（3）模型的協(xié)整估計(jì)

由于協(xié)整關(guān)系度量系統(tǒng)的長期均衡性，因此以上所定義的宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是一個穩(wěn)定系統(tǒng)。長期均衡方程如下（括號內(nèi)為統(tǒng)計(jì)量）：

在方程（8）的結(jié)果中，我們最關(guān)心的是時間趨勢的符號。回歸結(jié)果顯示，時間趨勢的一次項(xiàng)的符號大于0，而二次項(xiàng)符號小于0，與我們的預(yù)期相符合，這表明能源強(qiáng)度隨著時間或收入的增長存在著倒U型的非線性關(guān)系在我國是存在的。我們通過觀察1953～2007年我國能源強(qiáng)度的發(fā)展變動情況，圖6的能源強(qiáng)度曲線顯示，從20世紀(jì)50年代初到70年代末，雖然我國能源強(qiáng)度的變動幅度較大，但是其趨勢基本是上升的，而從20世紀(jì)70年代末或80年代初開始，我國的能源強(qiáng)度基本上處于下降的態(tài)勢，而且下降幅度非常大，從1977年的大約16噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元GDP下降到2007年的不足5噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元GDP。因此，從我國能源強(qiáng)度的確經(jīng)歷了一個先上升后下降的過程。

這說明，我國已經(jīng)經(jīng)歷了能源強(qiáng)度倒U曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，進(jìn)入了能源強(qiáng)度的下降區(qū)域，經(jīng)濟(jì)規(guī)律的作用已經(jīng)可以使自發(fā)性的節(jié)能降耗成為可能，我國已經(jīng)具備了節(jié)能降耗的內(nèi)在動力。盡管我國現(xiàn)在的能源強(qiáng)度與國外相比仍舊偏高，但這是由特定的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段決定的。

同時，我們還需要觀察其他變量對能源強(qiáng)度的影響。方程（8）的結(jié)果顯示，回歸結(jié)果中其他變量系數(shù)符號均符合前述的經(jīng)濟(jì)意義。其中，影響能源強(qiáng)度最為顯著的是工業(yè)化，1nit的系數(shù)為1.1581，即工業(yè)增加值占GDP的比重每增長1個百分點(diǎn)，會帶動能源強(qiáng)度上漲1.1581個百分點(diǎn)，這表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動確實(shí)是影響能源強(qiáng)度變動趨勢最為重要的因素，這符合上述理論預(yù)期。的系數(shù)0.6169意味著，城市化率每提高1個百分點(diǎn)，能源強(qiáng)度將上漲0.6169個百分點(diǎn)。以上變量的系數(shù)均在5%的顯著性水平下通過t統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)。能源價(jià)格的系數(shù)為負(fù)，這說明相對高的能源價(jià)格抑制了能源強(qiáng)度的上升。但是，能源價(jià)格的系數(shù)并不顯著。可能的原因是，雖然近年來我國能源價(jià)格市場化進(jìn)程加快，其波動在一定程度上能夠影響到能源強(qiáng)度，但是中國靠地方政府追求GDP及其帶來的財(cái)政收入推動的經(jīng)濟(jì)增長模式以及以GDP作為主的地方官員的政績考核制度，導(dǎo)致地方政府都是以過渡犧牲資源為代價(jià)換取短期的GDP增長，這種資源需求的剛性使市場定價(jià)仍然不是能源價(jià)格確定的主要因素，能源價(jià)格并不能真正反應(yīng)能源稀缺和環(huán)境成本。因此價(jià)格提高對能源強(qiáng)度的抑制作用并不顯著。刪除價(jià)格變量后，重新估計(jì)方程如下：

根據(jù)修正后的方程（9）的系數(shù)，時間趨勢t的一次項(xiàng)的符號仍舊大于0，而二次項(xiàng)符號依然小于0，再次證明了能源強(qiáng)度倒U曲線的存在。lnit的系數(shù)為1.2221，即工業(yè)增加值占GDP比重每提高1個百分點(diǎn)，能源強(qiáng)度將提高1.2221個百分點(diǎn)；lnut的系數(shù)0.5054，即城市化率1%的增長會導(dǎo)致能源強(qiáng)度增加0.5054%。以上變量的系數(shù)均在5%的顯著性水平下通過t統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)。

3 結(jié)論與政策建議

上述研究表明，我國能源強(qiáng)度變動的倒U曲線是存在的，這個結(jié)果傳遞這一個相當(dāng)樂觀的信息：如果能源強(qiáng)度變動的倒U曲線客觀存在，這意味著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的確存在著節(jié)能降耗的內(nèi)在動力，未來資源環(huán)境和經(jīng)濟(jì)增長的兼容性問題可以得到有效地解決。但是，仍然存在著需要注意的問題：

首先，盡管從20世紀(jì)90年代開始，我國的能源強(qiáng)度從總體上呈現(xiàn)出下降的趨勢，但是我們可以看到，從21世紀(jì)初，能源強(qiáng)度重新出現(xiàn)回升的態(tài)勢。

其次，盡管我國的能源強(qiáng)度已經(jīng)大幅度下降，但與國外相比仍然偏高。如，我國能源強(qiáng)度2002年比美國、英國、日本、澳大利亞、巴西以及印度分別高出4.1倍、6.2倍、13.3倍、4.7倍、4.7倍和1.5倍（按匯率法計(jì)算，1995年價(jià)）。

這表明，盡管我們已經(jīng)迎來了能源強(qiáng)度的倒U曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，但是，并不意味著節(jié)能減排問題就能自然而然地得到解決，目前資源稟賦的有限性和對資源利用的無限性還存在著十分尖銳的矛盾。由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變是影響能源強(qiáng)度變動的主要因素，因此，我國要加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，不僅要在數(shù)量比例上實(shí)現(xiàn)三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的高度化，更要注重三次產(chǎn)業(yè)本身的質(zhì)量和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的高度化，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級與能耗消費(fèi)的協(xié)調(diào)一致。同時也必須選擇正確的經(jīng)濟(jì)發(fā)展“范式”，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長方式轉(zhuǎn)變，改變過度依賴工業(yè)化的“高消耗、高能耗、高污染和低效率”為特征的粗放式經(jīng)濟(jì)增長方式。這就需要政府適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段變化所產(chǎn)生的改變經(jīng)濟(jì)增長方式和進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，做出積極的政策反應(yīng)，更加有效地實(shí)施節(jié)能降耗。

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[9]趙進(jìn)文，范繼濤.經(jīng)濟(jì)增長與能源消費(fèi)內(nèi)在依從關(guān)系的實(shí)證研究[J].經(jīng)濟(jì)研究，2007，（8）.

（責(zé)任編輯/浩天）

F206

A

1002－6487（2011）06－0109-04

2010年山東省教育廳人文社會科學(xué)研究計(jì)劃資助項(xiàng)目；山東省軟科學(xué)研究計(jì)劃資助項(xiàng)目（2009RKB200）；青島理工大學(xué)博士啟動基金資助項(xiàng)目（C2007-086）；青島理工大學(xué)人文社科基金資助項(xiàng)目（c2008-009）

丁建勛（1971-），男，山東膠南人，博士，副教授，研究方向：宏觀經(jīng)濟(jì)理論。

曹梓珞（1981-），女，陜西榆林人，碩士，講師，研究方向：國民經(jīng)濟(jì)學(xué)。