(武漢大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院 湖北 武漢 430072)
1991年美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家Grossman和Krueger第一次用實(shí)證的方法研究了環(huán)境與人均收入之間的關(guān)系,指出了污染與人均收入間的關(guān)系為“污染在低收入水平上隨人均GDP增加而上升,高收入水平上隨GDP增長(zhǎng)而下降”。世界銀行于1992年發(fā)布的《世界發(fā)展報(bào)告》以“發(fā)展與環(huán)境”為主題,使得關(guān)于環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的研究成為熱門。1996年P(guān)anayotou借用1955年庫(kù)茲涅茨界定的人均收入與收入不均等之間的倒U型曲線,首次將這種環(huán)境質(zhì)量與人均收入間的關(guān)系稱為環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線(EKC)。EKC揭示出污染物排放量在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的初期隨著收入增加而上升,收入水平上升到一定程度后隨收入增加而下降,即污染物排放量與收入為倒U型關(guān)系。然而這只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律,很多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)許多污染物符合上述規(guī)律,同樣存在部分污染物與之相悖。
中國(guó)目前的環(huán)境問(wèn)題,是現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的結(jié)果,而這種經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式又是特定發(fā)展階段的產(chǎn)物。經(jīng)過(guò)幾十年的經(jīng)濟(jì)騰飛,中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的任務(wù)已經(jīng)不僅僅在于增長(zhǎng),而是要解決一系列由于發(fā)展過(guò)快帶來(lái)的矛盾,環(huán)境問(wèn)題就是其中之一。對(duì)于政府來(lái)說(shuō),按照經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段變化的要求,認(rèn)清節(jié)能減排的重要性,改變政府經(jīng)濟(jì)職能,從追求GDP及其由此而來(lái)的財(cái)政收入,轉(zhuǎn)向更加注重增長(zhǎng)的可持續(xù)性,才是不斷發(fā)展和進(jìn)步的根本。
因此,對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染之間關(guān)系的研究,能夠讓我們更清楚的認(rèn)識(shí)到一個(gè)發(fā)展中國(guó)家從粗放式發(fā)展到綠色發(fā)展之間的動(dòng)力機(jī)制,從而能夠?qū)φ沫h(huán)境保護(hù)政策起到一定的指導(dǎo)意義。環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系的研究,不能僅僅局限于經(jīng)驗(yàn)規(guī)律的探索,應(yīng)該尋找各個(gè)變量之間的內(nèi)在聯(lián)系和環(huán)境與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的內(nèi)生關(guān)系。因此,建立適當(dāng)?shù)哪P?,研究和?yàn)證兩者之間的內(nèi)在聯(lián)系是處理好兩者關(guān)系的關(guān)鍵所在。
模型的第一步將設(shè)定經(jīng)濟(jì)和污染的增長(zhǎng)模式,形成“污染—產(chǎn)出”之間的約束關(guān)系。第二步,設(shè)定人們對(duì)污染和收入之間偏好關(guān)系并論證其合理性,建立一個(gè)經(jīng)濟(jì)體的“污染—收入”無(wú)差異曲線。最后,將“污染—產(chǎn)出”約束和“污染—收入”無(wú)差異曲線結(jié)合到一起,解決最優(yōu)化問(wèn)題,得出每一個(gè)時(shí)期總效用最大化的污染和產(chǎn)出。
在不考慮環(huán)境治理的前提下,假設(shè)一國(guó)在一定時(shí)期內(nèi)的最大生產(chǎn)能力的增長(zhǎng)率g是外生給定的,對(duì)于任意時(shí)期t都滿足Ytmax=(1+g)Yt-1。污染物的產(chǎn)生量與t時(shí)期的產(chǎn)出Yt存在正相關(guān)的關(guān)系:在生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí),增加單位產(chǎn)出帶來(lái)的污染物的增加量記為a;減少單位產(chǎn)出,將這部分產(chǎn)能用于治理污染帶來(lái)的污染治理量記為b。同時(shí)考慮該國(guó)的自然環(huán)境存在固有的凈化污染物的能力,即每年可以凈化的污染物的量為常數(shù)C。
t時(shí)期的產(chǎn)出與污染物的存量Pt之間服從以下關(guān)系:
Pt=Pt-1+aYt-b[(1+g)Yt-1-Yt]-C
等價(jià)于
Pt=Pt-1+(a+b)Yt-(1+g)bYt-1-C
(2.1)
t時(shí)期產(chǎn)出滿足限制條件:
0≤Yt≤(1+g)Yt-1
(2.2)
圖1 “污染—產(chǎn)出”約束線
對(duì)于每一個(gè)人來(lái)說(shuō),污染通常被認(rèn)為是厭惡品。但是,環(huán)境污染對(duì)人們的影響并不體現(xiàn)在污染的流量,而體現(xiàn)在污染的存量上面。換句話說(shuō),每年減少了多少污染的排放,與人們并沒(méi)有直接的關(guān)系,每個(gè)人所能接觸到的污染存量才是直接影響他們生產(chǎn)生活的重點(diǎn)。所以,當(dāng)人們?cè)谑杖牒臀廴局g權(quán)衡的時(shí)候,硬幣的兩面是污染存量和收入,而不是當(dāng)年的污染排放量和收入。
為了保證無(wú)差異曲線的性質(zhì),我們要做出如下假設(shè):
完備性假設(shè):我們假定任何兩個(gè)“污染—收入”組合都是可以比較的。對(duì)于任一組合A(p1,y1)和B(p2,y2),只有三種可能性,要么偏好A,要么偏好B,或是兩者之間是無(wú)差異的。
反身性假設(shè):我們假定任意一個(gè)“污染—收入”組合至少是跟它本身一樣好的。
傳遞性假設(shè):假設(shè)存在三個(gè)組合A(p1,y1)、B(p2,y2)和C(p3,y3),(p1,y1)≤(p2,y2),并且(p2,y2)≤(p3,y3),那么(p1,y1)≤(p3,y3)。即人們?nèi)绻J(rèn)為,C至少與B一樣好,B至少與A一樣好,那么就意味著人們認(rèn)為,C至少與A一樣好。
我們?cè)偌僭O(shè),污染和收入之間存在替換的可能。當(dāng)我們不得不面對(duì)一定的污染時(shí),我們可以獲得更多的收入來(lái)得到補(bǔ)償。當(dāng)人們收入很低,而污染較少時(shí),人們?cè)敢庖猿惺芨嗟奈廴緸榇鷥r(jià),去換取收入的提高,此時(shí)的無(wú)差異曲線具有較大的斜率。當(dāng)污染處于較高的水平時(shí),污染給人們帶來(lái)的邊際損害會(huì)越來(lái)越大,當(dāng)污染存量足夠大時(shí),甚至?xí)<吧?;而隨著收入的增加,收入給人們帶來(lái)的邊際效用卻越來(lái)越小,這時(shí)候,人們更傾向于犧牲一些收入,來(lái)?yè)Q取環(huán)境的改善。也就是說(shuō),我們做出了如下假定:
根據(jù)上述假定,在同一條無(wú)差異曲線上,當(dāng)污染由p增加為p+△p時(shí),為了獲得與原先相同的效用,收入要增加為y+△y,并且△p/△y隨著y的增加而不斷減小。
如圖2.2,任意無(wú)差異曲線上的任意“污染—收入”組合給人們帶來(lái)的效用總是大于其左側(cè)的任意無(wú)差異曲線上的任意“污染—收入”組合。
圖2 無(wú)差異曲線
不同的個(gè)體擁有不同的“污染—收入”無(wú)差異曲線,但是對(duì)于同一地區(qū)的一群人,在確定的收入分配方式和污染分配方式下,總可以找到一組“典型的”無(wú)差異曲線,橫軸為人均收入,縱軸為人均污染,來(lái)描述這群人對(duì)于污染和收入整體的偏好。也就是說(shuō),任意一條“典型的”無(wú)差異曲線上任意一點(diǎn)對(duì)這一群人的總效用,總是大于其左側(cè)的任意一條“典型的”無(wú)差異曲線上任意一點(diǎn)對(duì)他們的總效用。
但是,人們不能隨意選擇無(wú)差異曲線上的位置和效用,因?yàn)楫?dāng)追求更高的產(chǎn)出時(shí),必須付出環(huán)境污染的代價(jià)。產(chǎn)出和環(huán)境污染之間存在線性約束條件,即(2.1)和(2.2)式。
為了研究的方便,我們假設(shè)a是一個(gè)常數(shù),并將等式的左右兩邊除以人口數(shù)N,可以得到t時(shí)期人均產(chǎn)出和人均環(huán)境污染的關(guān)系:
pt=pt-1+(a+b)yt-(1+g)byt-1-c
(2.3)
0≤yt≤(1+g)yt-1
(2.4)
其中,pt是人均污染存量,yt是人均收入(產(chǎn)出),c代表人均環(huán)境凈化量。將無(wú)差異曲線和“污染—產(chǎn)出”約束條件結(jié)合到一起,我們可以得出各期的最優(yōu)產(chǎn)出。
假設(shè)在生產(chǎn)力水平較低的時(shí)期t1,pt1-1=0,最大生產(chǎn)力yt1=(1+g)yt1-1。
如果
(a+b)yt1-(1+g)byt1-1-c≤0
即
(3.1)
那么
pt1≤pt1-1=0
即環(huán)境的凈化能力超過(guò)了t1期最大產(chǎn)量帶來(lái)的污染,t1期的污染存量會(huì)小于t1-1期的污染存量,而t1-1期的污染存量又是0,所以t期的污染存量也是0。根據(jù)我們的假設(shè),生產(chǎn)力是以g的年增長(zhǎng)率不斷上升的。因此,在t1-1期環(huán)境的凈化能力也必然超過(guò)t1-1期的最大產(chǎn)量帶來(lái)的污染。以此類推,之前的生產(chǎn)帶來(lái)的環(huán)境污染也都能夠被環(huán)境全部?jī)艋?。那么,至少在t1期及以前,污染存量始終為0。
當(dāng)生產(chǎn)力發(fā)展到一定程度,在某一個(gè)時(shí)期t2,使得pt1-1≤pt1,即:
(a+b)yt2-(1+g)byt2-1-c≥0
(3.2)
污染存量將不再為0,并進(jìn)入不斷累積的階段。
在生產(chǎn)力和污染都相對(duì)較低的時(shí)期,隨著產(chǎn)出不斷增加,其對(duì)應(yīng)的效用也是不斷上升的。因?yàn)樵谌我庖稽c(diǎn)上,無(wú)差異曲線的斜率都大于約束曲線的斜率。因此,收入的上升,都會(huì)使“污染—收入”組合躍遷到效用更高的無(wú)差異曲線上。也就是說(shuō),效用在可實(shí)現(xiàn)的收入范圍內(nèi)是隨著收入遞增的。由于生產(chǎn)能力的限制,收入的增加有上限,因此社會(huì)最優(yōu)的產(chǎn)出應(yīng)該是t2期的最大產(chǎn)出量(1+g)yt2-1,污染的累積量也會(huì)在t2期的期末到達(dá)pt2。
在這個(gè)階段中,由于污染存量較低,污染對(duì)人們的影響還沒(méi)有深刻的體現(xiàn)出來(lái),人們也沒(méi)有預(yù)測(cè)到污染累積速度的增長(zhǎng)對(duì)未來(lái)的環(huán)境和收入會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響。這個(gè)時(shí)期的人們更傾向于最大化生產(chǎn),從而使自己的效用最大化。
在最大化產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式下,污染存量的增長(zhǎng)不是線性的,而會(huì)增長(zhǎng)得越來(lái)越快。當(dāng)污染存量上升時(shí),污染對(duì)人們的邊際負(fù)效用會(huì)越來(lái)越大;當(dāng)人們收入上升時(shí),收入給人們帶來(lái)的邊際正效用會(huì)越來(lái)越小。當(dāng)污染與產(chǎn)出的替代率與兩者邊際效用之比互為相反數(shù)時(shí),即
(3.3)
且滿足約束條件:
pt3=pt3-1+(a+b)yt3-(1+g)byt3-1-c
0≤yt3≤(1+g)yt3-1
此時(shí)的“污染—產(chǎn)出”約束線與無(wú)差異曲線在(pt3,yt3)處相切。對(duì)于“污染—產(chǎn)出”約束線上的任意一點(diǎn),U(p,y)≤U(pt3,yt3),即當(dāng)收入為yt3時(shí),收入的增大或減小都會(huì)使“污染—收入”組合躍遷到效用更低的無(wú)差異曲線上。因此,最優(yōu)的產(chǎn)出是yt3。我們將t3這個(gè)階段定義為高污染高收入階段。
根據(jù)模型的推導(dǎo),一旦進(jìn)入高污染高收入階段,經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)將不可能保持g的增長(zhǎng)速度(而是介于0和g之間,甚至出現(xiàn)衰退),經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)將會(huì)放緩,污染存量上升速度也會(huì)下降,人們將犧牲更多的收入去治理污染(一方面通過(guò)減少生產(chǎn),另一方面通過(guò)增加污染治理投資)。直到每一時(shí)期產(chǎn)生的污染能夠被本期的剩余生產(chǎn)能力和環(huán)境的自我凈化能力完全消化時(shí)到達(dá)均衡。
假設(shè)在T時(shí)期,經(jīng)濟(jì)體進(jìn)入高污染高收入階段。那么經(jīng)濟(jì)體的收入和污染將因?yàn)樽陨砑夹g(shù)條件的不同呈現(xiàn)出不同的走勢(shì)。
情形一:a-gb<0
由“污染—產(chǎn)出”約束條件可以證明,當(dāng)a-gb<0時(shí),存在yt>yt-1,使得pt pt-pt-1=(a+b)yt-(1+g)byt-1-c=0 (3.4) 可以得到: (3.5) (3.6) 最終,在此情形下不會(huì)有均衡出現(xiàn),經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度會(huì)穩(wěn)定在g*,污染存量為0。 情形二:a-gb>0 在此情形中將會(huì)有均衡出現(xiàn),均衡條件為產(chǎn)量和污染存量均不再變化: pt=pt-1=p* (3.7) yt=yt-1=y* (3.8) 我們可以得到: (3.9) (3.10) 將(3.9)代入(3.10)可以得到均衡解(p*,y*)。雖然最終的穩(wěn)態(tài)解相同,但是經(jīng)濟(jì)體在此情形下可能會(huì)通過(guò)兩種不同的路徑到達(dá)均衡點(diǎn)。通過(guò)“污染—收入”約束線和無(wú)差異曲線的假設(shè),可以證明在情形二的前提下: 我們假設(shè)經(jīng)濟(jì)體剛剛進(jìn)入高收入高污染階段的時(shí)期為T。若yT>y*,那么產(chǎn)出將會(huì)在后續(xù)各期不斷下降,污染存量不斷上升,最后趨近均衡點(diǎn);若yT 一般來(lái)說(shuō),在技術(shù)條件比較差的時(shí)候,經(jīng)濟(jì)體可能先處于情形二的狀態(tài)。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步,a-gb會(huì)不斷減小,直到減小到0以下,進(jìn)入情形一的狀態(tài),污染存量最終也會(huì)慢慢下降為0,污染存量最終大致隨收入呈現(xiàn)出倒“U”型變化;同樣也可能由于技術(shù)的進(jìn)步的停滯,使得a-gb一直停留在0以上,使經(jīng)濟(jì)體掉入貧困和污染并存的陷阱。 技術(shù)進(jìn)步在此可以大致分為三類:一是生產(chǎn)能力的提升,在一定的時(shí)間內(nèi),能夠通過(guò)消耗更多的資源,生產(chǎn)更多的產(chǎn)品。二是資源利用效率的提升,即消耗相同的資源,能夠生產(chǎn)更多的產(chǎn)品。三是污染治理技術(shù)的進(jìn)步,能夠在消耗資源相同的前提下,治理更多污染。這三類技術(shù)進(jìn)步會(huì)對(duì)模型中的不同系數(shù)產(chǎn)生影響。 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)“污染—產(chǎn)出”約束線具有顯著的影響。第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的單位產(chǎn)品帶來(lái)的污染量顯然高于其他產(chǎn)業(yè)。國(guó)外直接投資也會(huì)增加污染,因?yàn)榘l(fā)達(dá)國(guó)家更傾向于把高污染的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到發(fā)展程度較低的國(guó)家。在模型中,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和國(guó)外直接投資主要影響a的值。因此,第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重和國(guó)外直接投資較高的國(guó)家或地區(qū)的“污染—產(chǎn)出”約束線具有較高的斜率。在欠發(fā)達(dá)地區(qū),高占比的第二產(chǎn)業(yè)和高額的國(guó)外直接投資顯然是有利于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的。但是當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境惡化都到達(dá)一定程度后,這些因素將會(huì)阻礙經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展,使經(jīng)濟(jì)體更加難以跨越發(fā)展的瓶頸。 受教育程度對(duì)本模型的影響主要在于它影響人們對(duì)污染和收入的偏好。受教育程度高的人和受教育程度低的人對(duì)于污染和收入具有不同的無(wú)差異曲線。受教育程度高的人能夠比無(wú)知的人更清楚地知道污染對(duì)他們的健康究竟有多大的威脅;他們能夠更清楚的看到粗放式的發(fā)展帶來(lái)的后果,從而更多的為未來(lái)考慮。所以,在任意的“污染—收入”組合(p,y)處,受教育程度高的人的無(wú)差異曲線比受教育程度低的人的無(wú)差異曲線具有更低的斜率。在其他條件相同的前提下,如果兩個(gè)經(jīng)濟(jì)體具有不同的平均受教育程度,那么平均受教育程度較高的經(jīng)濟(jì)體的最終的均衡收入與另一個(gè)經(jīng)濟(jì)體相同,但是均衡污染存量更低。對(duì)于同一經(jīng)濟(jì)體而言,在其他條件不變的前提下,隨著受教育程度的增加,均衡的污染存量將會(huì)不斷降低。 1、窮人、中產(chǎn)階級(jí)和富人不同的“污染—收入”約束線 當(dāng)我們用人均收入和人均污染來(lái)思考人們對(duì)于污染和收入的權(quán)衡的時(shí)候,我們忽略了兩個(gè)很重要的因素,那就是收入分配方式和污染分配方式。社會(huì)的產(chǎn)出并不是平均分配到每一個(gè)人身上,而是更多的分配給了富人。環(huán)境污染分配同樣存在上述問(wèn)題,高收入的人可以通過(guò)他們的收入優(yōu)勢(shì),選擇生活在污染更少但是成本更高的富人區(qū),而窮人則不得不呆在環(huán)境質(zhì)量較差的貧民區(qū)度日,在其他條件相同的前提下,窮人將比富人接觸到更多的污染。中產(chǎn)階級(jí)則在收入分配和污染分配上都介于窮人和富人之間。這使得富人的“污染—收入”約束線斜率小于窮人的約束線,中產(chǎn)階級(jí)介于兩者之間。 如果一個(gè)地區(qū)貧富差距過(guò)大。對(duì)于富人來(lái)說(shuō),他們通過(guò)自己的高收入避開了污染,把更多的污染轉(zhuǎn)嫁給了窮人,他們的效用仍然會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)的粗放發(fā)展而提高。對(duì)于窮人來(lái)說(shuō),他們本身的受教育水平限制了他們對(duì)污染的認(rèn)識(shí),同時(shí)為了提升自身效用,也更加迫切地想要提高自己的收入。因此,他們也沒(méi)有動(dòng)力去擁護(hù)限制污染的措施。但是,對(duì)于中產(chǎn)階級(jí)來(lái)說(shuō),他們的收入水平不足以讓他們避開污染,又沒(méi)有更高的收入來(lái)抵消他們對(duì)污染增長(zhǎng)的厭惡。所以中產(chǎn)階級(jí)將是粗放型增長(zhǎng)的受害者,他們也是最有動(dòng)力去推動(dòng)政府整治污染的人。因此,當(dāng)一國(guó)當(dāng)收入差距較大時(shí),中產(chǎn)階級(jí)的人數(shù)較少,富人和窮人較多,并且兩方持有截然相反的態(tài)度,對(duì)政府的影響力也會(huì)較小。當(dāng)收入差距較小時(shí),中產(chǎn)階級(jí)人數(shù)較多,而且人們的決策更加趨于一致,對(duì)政府的影響力也會(huì)較大。 1、在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的初始階段,由于人們對(duì)收入的迫切需要和環(huán)保意識(shí)的不足,一個(gè)國(guó)家和地區(qū)的發(fā)展總是粗放型的,直到他們面臨嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題并危機(jī)自身的福利時(shí),才會(huì)逐漸意識(shí)到污染治理的重要性,從而使污染和收入趨于均衡。均衡的收入只取決于一國(guó)的技術(shù)條件和環(huán)境凈化能力。技術(shù)進(jìn)步是一個(gè)經(jīng)濟(jì)體突破環(huán)境經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)瓶頸至關(guān)重要的力量:當(dāng)技術(shù)達(dá)到一定程度時(shí),經(jīng)濟(jì)體可以在不增加污染的條件下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。 2、當(dāng)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高污染高收入階段時(shí),均衡的污染和收入并不是一成不變的。技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、國(guó)外直接投資減少、平均受教育程度提高、貧富差距縮小都會(huì)使污染存量的均衡量不斷下降。 3、環(huán)境是準(zhǔn)公共品,污染的限排和治理最終還是要靠政府的法令來(lái)實(shí)現(xiàn)。而政府做出的權(quán)衡時(shí)還要考慮其他重要因素,比如國(guó)防。所以,有時(shí)候政府寧愿以污染持續(xù)上升和居民效用下降為代價(jià),保持經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)。上述模型只討論了在理想的狀態(tài)下如果實(shí)現(xiàn)居民效用最大化,還有一些政府需要斟酌重要因素沒(méi)有包含進(jìn)去,所以并不能足夠準(zhǔn)確地描繪現(xiàn)實(shí)的情形。 4、對(duì)于不同的污染物,根據(jù)它們對(duì)我們生活的影響大小,會(huì)隨時(shí)間呈現(xiàn)出不同的污染累積曲線。對(duì)我們影響較大的污染物的存量可能已經(jīng)越過(guò)峰值并開始下降,而對(duì)我們影響不大的污染物的存量可能仍在上升。四、模型的定性討論
(一)技術(shù)進(jìn)步的影響
(二)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和國(guó)外直接投資
(三)受教育程度的影響
(四)收入差距的影響
五、結(jié)論和政策建議