可耗竭資源市場(chǎng)中的不確定性研究綜述

摘要 不確定性是經(jīng)濟(jì)學(xué)現(xiàn)代發(fā)展的一個(gè)重要研究方向，可耗竭資源（Exhaustible Resources）是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要推動(dòng)力量，因此，可耗竭資源市場(chǎng)中的不確定性問(wèn)題是值得研究。從資源市場(chǎng)的供給、需求與價(jià)格三方面探討了不確定性問(wèn)題的來(lái)源；從開(kāi)采和勘探兩方面分析了供給不確定中的儲(chǔ)量不確定，從需求量變化和支撐技術(shù)不確定分析了需求不確定，從價(jià)格內(nèi)生與外生分析了價(jià)格不確定；最后進(jìn)行簡(jiǎn)短的評(píng)價(jià)，提出值得關(guān)注的幾個(gè)研究方向。

關(guān)鍵詞 可耗竭資源；供給不確定；需求不確定；價(jià)格不確定

中圖分類(lèi)號(hào) F407；F224 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1002-2104(2007)05-0018-04

資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用是資源經(jīng)濟(jì)學(xué)研究的重要內(nèi)容之一。Hotelling［1］于1931年發(fā)表了“可耗竭資源經(jīng)濟(jì)學(xué)”，從而奠定了資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用的理論基礎(chǔ)。隨后，許多資源經(jīng)濟(jì)學(xué)家和數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)家對(duì)資源的開(kāi)采、使用和分配等問(wèn)題展開(kāi)深入的研究。學(xué)者最先關(guān)注的是在確定條件下資源的開(kāi)采、使用和分配問(wèn)題，然而人是有限理性的，對(duì)資源的認(rèn)識(shí)具有局限性，且資源市場(chǎng)中存在大量的不確定性因素，如資源價(jià)格、資源供給和需求等，這些因素對(duì)資源開(kāi)采利用決策造成重大影響。因此，有必要搞清楚資源市場(chǎng)中有哪些具體的不確定性因素。

1 不確定性問(wèn)題的來(lái)源

可耗竭資源不同于勞動(dòng)力、資本等其它資源，它們需經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的地質(zhì)作用形成，且儲(chǔ)量是有限的，具有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：一是儲(chǔ)量具有不確定性；二是需求具有波動(dòng)性，它受市場(chǎng)供需平衡、技術(shù)進(jìn)步、替代資源、人們的環(huán)境意識(shí)等多因素的制約。其不確定性問(wèn)題主要來(lái)源于資源的供給、需求和價(jià)格。

（1）資源供給。資源供給的目的是滿足國(guó)家與企業(yè)生存與發(fā)展的需要，資源供給保障應(yīng)具有一定的連續(xù)和穩(wěn)定性。資源供給不確定性主要有兩方面：一是由于資源儲(chǔ)量會(huì)隨勘探發(fā)現(xiàn)而增加，隨開(kāi)采使用而減少，因此，勘探精度，開(kāi)采管理水平、開(kāi)采經(jīng)濟(jì)性等因素會(huì)造成儲(chǔ)量大小不確定；二是由于供給方（不管是國(guó)家還是企業(yè)）是追逐利潤(rùn)最大化的經(jīng)濟(jì)實(shí)體，它們會(huì)碰到諸如罷工、港口禁運(yùn)和政治沖突等突發(fā)事件，風(fēng)險(xiǎn)偏好也不一致。

（2）資源需求。社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要資源的投入，資源需求的不確定性主要涉及：①需求的不均衡性。資源在空間地理分布上的不均衡，且各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差異?？沙掷m(xù)發(fā)展要求資源的使用不僅要滿足當(dāng)代人的需求，而且要考慮到后代人的福利，即“代際公平”問(wèn)題。②資源的可替代性。即不同資源可能具有相同的用途。不僅可耗竭資源間存在替代性，而且與支撐技術(shù)（Backstop Technology）間也存在替代性。技術(shù)的發(fā)明、革新和應(yīng)用具有高度的不確定性。③政策的動(dòng)態(tài)性。政府不僅會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行宏觀調(diào)控，而且會(huì)制定環(huán)境政策，隨著人們對(duì)自身生存環(huán)境的日益重視，必然需要新政策的制定，改變資源的使用方式。

（3）資源價(jià)格。價(jià)格是稀缺資源配置的機(jī)制，價(jià)格不僅反映資源的價(jià)值，而且反映資源市場(chǎng)的供求關(guān)系。價(jià)格的不確定性體現(xiàn)為：一是資源價(jià)值的不穩(wěn)定性，隨著資源日益稀缺，開(kāi)發(fā)成本的日益提高，作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必要投入要素，價(jià)值逐漸提高，也會(huì)隨著替代資源的開(kāi)發(fā)，使價(jià)值下降；二是未來(lái)資源市場(chǎng)可預(yù)期性，價(jià)格波動(dòng)很大程度上是取決于對(duì)未來(lái)資源市場(chǎng)的預(yù)測(cè)。

2 供給不確定

供給不確定主要包括資源儲(chǔ)量不確定性與決策者的風(fēng)險(xiǎn)偏好，決策者的風(fēng)險(xiǎn)偏好往往與決策理性相關(guān)，在文中不作為綜述的內(nèi)容。儲(chǔ)量不確定性是指礦藏的數(shù)量、大小、位置的不明確性和有效可采儲(chǔ)量的不穩(wěn)定性?？碧降木群蛷?qiáng)度越高，對(duì)它們的估計(jì)越準(zhǔn)確。開(kāi)采活動(dòng)會(huì)影響有效可采儲(chǔ)量，開(kāi)采管理越完善，開(kāi)采技術(shù)越先進(jìn)，有效可采量也越穩(wěn)定。儲(chǔ)量不確定的相關(guān)研究主要涉及：

（1）開(kāi)采活動(dòng)相關(guān)研究。這類(lèi)研究通常認(rèn)為資源是可完全開(kāi)采的，相關(guān)研究是圍繞耗竭時(shí)間和開(kāi)采信息展開(kāi)。G. C. Loury認(rèn)為資源的過(guò)早耗竭可能發(fā)生［2］，把資源的耗竭時(shí)間看成隨機(jī)變量，并利用條件概率分析了信息的作用。R. C. Kumar分別從離散和連續(xù)兩種情形分析了“吃蛋糕”（cake-eating）問(wèn)題中耗竭時(shí)間的確定［3，4］。M. Hoel利用兩個(gè)礦藏的開(kāi)采問(wèn)題分析了信息的作用［5］。A. Epaulard A. Pommeret利用回歸效用函數(shù)［6］，處理跨期替代彈性和風(fēng)險(xiǎn)厭惡。

葛世龍等：可耗竭資源市場(chǎng)中的不確定性研究綜述（2）勘探活動(dòng)相關(guān)研究。這類(lèi)研究基于勘探活動(dòng)的兩種功能，即獲得信息和增加儲(chǔ)量，相關(guān)研究也集中在三類(lèi)函數(shù)（信息獲得、儲(chǔ)量增加、綜合）的分析。R. J. Gilbert假定儲(chǔ)量是服從某種主觀概率分布，分析勘探活動(dòng)中獲得信息的價(jià)值，并利用Bayes定理計(jì)算剩余儲(chǔ)量的條件概率，研究了第一類(lèi)函數(shù)［7］。K. J. Arrow S. Chang，S. D. Deshmukh S. R. Pliska研究了第二類(lèi)函數(shù)［8，9］，假定礦藏是隨機(jī)分布，單位面積的礦藏?cái)?shù)服從已知參數(shù)的Poisson分布，通過(guò)勘探發(fā)現(xiàn)新礦藏。R. S. Pindyck分別探討了勘探活動(dòng)的兩種功能，擴(kuò)展了優(yōu)化開(kāi)采模型，得到隨機(jī)情形下的Hotelling規(guī)則，但未考慮這兩種功能的交互作用［10］。N. V. Quyen討論了這兩種功能的綜合問(wèn)題，研究了第三類(lèi)函數(shù)［11］。他首先從增加儲(chǔ)量入手，進(jìn)而考慮信息的作用，即綜合第一類(lèi)函數(shù)。

此外， D. Martin F.T. Sparrow注意到勘探和開(kāi)采活動(dòng)是緊密相聯(lián)的，給出了“模擬—優(yōu)化”模型的構(gòu)建步驟［12］，嘗試通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬整個(gè)勘探活動(dòng)，利用獲得的信息修正礦藏的特征參數(shù)及主觀概率分布，結(jié)合隨機(jī)優(yōu)化模型研究資源的優(yōu)化開(kāi)采策略。J. A. Krautkraemer把礦床的含礦品位作為儲(chǔ)量不確定的一個(gè)方面，研究了邊界品位對(duì)資源開(kāi)采的影響［13］。A. Marvasti認(rèn)為資源質(zhì)量也會(huì)影響資源的開(kāi)采策略，將資源擴(kuò)展到海洋資源，研究了資源質(zhì)量影響資源價(jià)格，進(jìn)而改變開(kāi)采決策［14］。

3 需求不確定

需求不確定主要包括需求量變化和替代資源兩方面。需求量受經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度和環(huán)境意識(shí)的影響，只要資源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展必需投入的要素，那么不管經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式如何，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展就需更多資源；隨著人們環(huán)境意識(shí)的日益增強(qiáng)，高污染性的資源會(huì)被低污染或清潔資源替代。這里替代資源主要是指支撐技術(shù)，一種可持續(xù)供應(yīng)能完全替代可耗竭資源的技術(shù)。需求不確定的相關(guān)研究主要涉及：

（1）需求量變化。需求一般通過(guò)需求函數(shù)反映的，需求量變化還涉及多資源的替代、環(huán)境污染問(wèn)題。M. C. Weinstein R. J. Zeckhauser認(rèn)為需求不確定是通過(guò)需求函數(shù)反映出來(lái)的，而未來(lái)的需求函數(shù)往往又不是完全確定的［15］。B. A. Forster利用最優(yōu)控制理論分別從存量和流量考慮了環(huán)境質(zhì)量限制時(shí)的能源資源使用方式［16］。

（2）支撐技術(shù)不確定。它主要包括RD的風(fēng)險(xiǎn)性，技術(shù)開(kāi)發(fā)成功的時(shí)間及技術(shù)成本的未知性。下面根據(jù)RD是否作為決策變量對(duì)技術(shù)不確定進(jìn)行分析：①RD為內(nèi)生變量。這類(lèi)研究把技術(shù)進(jìn)步歸因于RD投資及技術(shù)政策引導(dǎo)，技術(shù)開(kāi)發(fā)是否成功取決于RD的強(qiáng)度。M. L. Kamien N. L. Schwartz認(rèn)為技術(shù)進(jìn)步是利潤(rùn)驅(qū)動(dòng)和政府政策的引導(dǎo)，是一種內(nèi)生機(jī)制［17］。技術(shù)能否開(kāi)發(fā)成功，依賴(lài)與特定水平的知識(shí)，而知識(shí)只能通過(guò)RD獲得，R. Davison認(rèn)為獲得這種知識(shí)的過(guò)程是一個(gè)隨機(jī)的過(guò)程［18］。Y. Tsur A. Zemel研究了支撐技術(shù)替代可耗竭資源的切換時(shí)機(jī)選擇問(wèn)題［19］，給出了RD優(yōu)化路徑。②RD為外生變量。這類(lèi)研究探討技術(shù)開(kāi)發(fā)成功的時(shí)間和技術(shù)成本的不確定性。P. Dasgupta G. Heal，P. Dasgupta J. Stiglitz研究了支撐技術(shù)開(kāi)發(fā)成功時(shí)間的不確定問(wèn)題［20，21］，前者從簡(jiǎn)單模型開(kāi)始，逐漸引入可耗竭資源和不確定性。后者從推導(dǎo)基本套利公式開(kāi)始，引入技術(shù)不確定，并把技術(shù)進(jìn)步劃分為三個(gè)階段。M. Hoel討論了技術(shù)成本不確定問(wèn)題［22］。S. S. Oren S. G. Powell考慮到時(shí)間和成本是相關(guān)的［23］，深入的研究了這類(lèi)問(wèn)題。R. E. Just， S. Netanyahu L. J. Olson利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃，探索了多技術(shù)的采用和資源耗竭問(wèn)題［24］，分析了技術(shù)開(kāi)發(fā)成功時(shí)間的不確定。此外，“代際公平”問(wèn)題也是需求不確定的一個(gè)方面。R. M. Solow應(yīng)用“最大—最小”原則研究了“代際公平”與資源分配問(wèn)題［25］。

4 價(jià)格不確定

價(jià)格不確定主要是由資源市場(chǎng)的供求均衡引起的。J. E. Stiglitz P. Dasgupta考察了五種不同市場(chǎng)結(jié)構(gòu)，并利用資源價(jià)格分析了可耗竭資源的開(kāi)采策略［26］。價(jià)格波動(dòng)和價(jià)格趨勢(shì)預(yù)測(cè)受到許多學(xué)者的關(guān)注。一般研究中，將價(jià)格區(qū)分為外生和內(nèi)生兩類(lèi)：

（1）外生性研究。R. S. Pindyck以價(jià)格是外生和隨機(jī)波動(dòng)為前提，研究可耗竭資源的優(yōu)化生產(chǎn)問(wèn)題［27］，給出了價(jià)格不確定對(duì)資源優(yōu)化生產(chǎn)的兩種影響方式：一是通過(guò)改變平均開(kāi)采成本來(lái)影響生產(chǎn)；二是未采儲(chǔ)量作為一種期權(quán)，比較價(jià)格與開(kāi)采成本的高低來(lái)選擇生產(chǎn)。S. D. Deshmukh S. R. Pliska研究了可耗竭資源價(jià)格的動(dòng)態(tài)特性［28］，證明了價(jià)格過(guò)程是鞅過(guò)程的定理，并給出了它的充要條件，還討論了價(jià)格以高于（或低于）貼現(xiàn)率的速率增長(zhǎng)的充要條件。

（2）內(nèi)生性研究。J. A. Cherian， J. Patel I. Khripko從價(jià)格的時(shí)間序列及開(kāi)采實(shí)踐出發(fā)，指出資源開(kāi)采需考慮價(jià)格不確定與累積成本的作用［29］，認(rèn)為在制定開(kāi)采戰(zhàn)略時(shí)不考慮累積成本會(huì)導(dǎo)致巨大的價(jià)值損失。M. Carlson， Z. Khokher S. Titman認(rèn)為資源價(jià)格和開(kāi)采策略都是內(nèi)生決定的，進(jìn)而建立資源市場(chǎng)的均衡模型［30］，強(qiáng)調(diào)了調(diào)整成本在價(jià)格動(dòng)態(tài)特性分析中的重要作用，并得到與價(jià)格外生文獻(xiàn)較大差異的結(jié)論。

然而，雖然有許多資源價(jià)格波動(dòng)的實(shí)證研究，但是研究結(jié)果并不完全一致。J. Lee， J. A. List M.C. Strazicich的研究不同于一般的文獻(xiàn)，選定的11種自然資源在1870-1990年間的價(jià)格序列并未通過(guò)單位根檢驗(yàn)［31］，認(rèn)為在研究資源價(jià)格時(shí)需進(jìn)行斷點(diǎn)檢驗(yàn)，需考慮結(jié)構(gòu)突變的影響。

5 簡(jiǎn) 評(píng)

文獻(xiàn)研究表明，資源市場(chǎng)中存在著大量不確定性問(wèn)題，但在研究中均將問(wèn)題簡(jiǎn)化，如假定資源開(kāi)采成本為零，或邊際開(kāi)采成本恒定；假定支撐技術(shù)具有完全替代性；未考慮需求的多樣性等等。因此，現(xiàn)有研究存在局限性。在研究方法上，現(xiàn)有文獻(xiàn)基本都是把整體分解為部分進(jìn)行研究。然而，供求關(guān)系很難孤立地分析，且價(jià)格緊密聯(lián)系于供求。因此，只有從系統(tǒng)的角度分析才能得到更豐富的結(jié)論。盡管問(wèn)題相當(dāng)復(fù)雜，但已有學(xué)者取得初步進(jìn)展，S. D. Deshmukh S. R. Pliska討論了儲(chǔ)量不確定和經(jīng)濟(jì)環(huán)境不確定的結(jié)合問(wèn)題［32］。

綜合以上分析，筆者認(rèn)為值得關(guān)注的幾個(gè)研究方向?yàn)椋?/p>

（1）不確定性問(wèn)題對(duì)優(yōu)化開(kāi)采策略的影響。在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)文獻(xiàn)中，處理最優(yōu)化問(wèn)題的一般方法是變分法和最優(yōu)控制理論。這不僅需滿足一階條件，而且需滿足二階條件，即效用函數(shù)是連續(xù)可導(dǎo)且是凹函數(shù)，成本函數(shù)具有凸性。然而，現(xiàn)實(shí)中往往難以滿足這些條件。即使效用函數(shù)是線性或嚴(yán)格凹函數(shù)，但仍難確保存在最優(yōu)解［33］。文獻(xiàn)中將成本凸性條件不滿足的主要原因歸結(jié)為：一是一次性成本（Once-for-all cost）的存在，如準(zhǔn)備成本（Set-up cost）和關(guān)閉成本（Shut-down cost）等；二是規(guī)模經(jīng)濟(jì)的影響，造成平均成本的變化。因此，在研究不確定性問(wèn)題時(shí)，需研究?jī)?yōu)化條件的變化，檢驗(yàn)最優(yōu)策略的存在性。

（2）不確定性問(wèn)題的關(guān)聯(lián)性研究。事物都是有聯(lián)系的，供給與需求是資源市場(chǎng)兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的方面，而且價(jià)格又由供需關(guān)系確定。盡管把問(wèn)題分解為單一方面進(jìn)行研究，處理比較容易，也易得到相應(yīng)的結(jié)論，但是不能反映整體性特征，不利于認(rèn)識(shí)事物的實(shí)質(zhì)。因此，從系統(tǒng)的角度處理好整體與部分的關(guān)系，重視不確定性問(wèn)題間的交互作用，進(jìn)而探討問(wèn)題的整體特性。

（3）在具體情景下，分析不確定性的具體表現(xiàn)形式，進(jìn)而選擇最優(yōu)策略。管理學(xué)家西蒙早就指出，人是有限理性的，在實(shí)際決策時(shí)，決策者往往會(huì)選擇次優(yōu)路徑。次優(yōu)與最優(yōu)路徑的差距會(huì)隨規(guī)劃時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷縮小［34］，這為通過(guò)求數(shù)值解和系統(tǒng)仿真來(lái)逼近最優(yōu)策略提供依據(jù)。因此，有必要研究具體情景下的不確定性問(wèn)題的具體表現(xiàn)形式。

（4）研究框架的拓展?，F(xiàn)有文獻(xiàn)中往往只涉及單資源、單需求的不確定性問(wèn)題。但是，不僅多資源、多需求問(wèn)題是客觀存在的，而且同一資源具有不同的資源品位。隨著研究的不斷深入，還將涉及更多的政策與法律變量，成為不確定性問(wèn)題的新內(nèi)容，如資源稅。因此，需將研究的視角從單資源、單需求轉(zhuǎn)向多資源、多需求，并考慮一些新的不確定性因素。

(編輯：徐天祥)

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