經濟增長、環境管制與污染排放

李 鵬

（復旦大學 經濟學院，上海 200433）

一、文獻回顧及問題的提出

中國現在是世界第二大經濟體，然而環境問題卻十分嚴峻。實現經濟發展與環境保護協調發展，是我國面臨的重大現實問題。國內外學者進行了大量的研究工作，但主要圍繞經濟增長與環境污染關系的環境庫茨涅茨倒U形曲線展開。然而，由于不同學者的研究方法、研究樣本的不同，對于環境庫茨涅茨倒U型曲線的形狀并未達成共識。本文不是停留在環境庫茨涅茨倒U型曲線的爭論上，而是將環境管制納入經濟增長與環境污染的研究范疇，試圖分析出不同的環境管制政策對經濟增長及環境污染的影響，文章研究結論對我國政府制定環境政策具有重要現實意義。

關于經濟增長、環境管制與污染排放的研究是現階段我國學術界研究的熱點問題。國內外相關文獻有：Busse（2004）采用119個國家的更大樣本對5個高污染行業進行經驗分析，研究表明除了鋼鐵行業外，嚴格的環境規制與進出口之間出現了顯著的負相關［1］。Ederington and Minier（2003）運用聯立方程模型對美國1978—1992年間所有制造行業的進口狀況進行了分析，研究表明：當環境管制作為內生變量時，環境管制加強導致進口增加，并且環境管制對貿易流向的影響顯著［2］。Greentone（2002）使用175萬個企業的普查數據檢驗了環境規制對污染密集產業發展的影響，研究表明環境規制會限制污染密集產業的發展［3］。

蔡昉、都陽、王美艷（2008）通過擬合環境庫茲涅茲曲線、預測排放水平從提高到下降的轉折點，考察了中國經濟內在的節能減排要求，研究結果顯示，對于溫室氣體的減排來說，被動等待環境庫茲涅茲轉折點的到來，無法應對日益增加的環境壓力［4］。李永友、沈坤榮（2008）利用跨省工業污染數據分析了環境政策對減排的影響，研究顯示：我國采取的環境政策對減少污染排放起到了顯著的效果，但這種效果主要是通過污染收費制度實現的，其作用彈性達到了0.4，減排補貼和環保貸款制度對污染減排的效果不明顯，同時部分地區試行的排污權交易在經驗上還沒有顯示出在減排方面的積極效果［5］。許士春、何正霞、魏曉平（2010）分析了資源消耗、污染控制下經濟可持續最優增長路徑，研究表明：在最優增長路徑中，消費的時間貼現率越大，穩態中人均經濟增長率越低，人均污染增長率越高，資源的消耗增長率越高；消費者偏好未來的消費，越有利于經濟的發展和環境質量的改善；物質資本和人力資本的產出彈性越大，越有利于經濟的可持續發展；污染的產出彈性越大，穩態的人均經濟增長率越低，人均資源消耗和污染排放增長率越高［6］。原毅軍、耿殿賀（2010）從政府環境政策在污染控制過程中的傳導機制入手，進行了政府、排污企業和環保企業的博弈研究，指出政府的環境政策通過影響排污企業的污染控制行為從而對環保產業的發展產生影響，并從社會福利的角度討論了目前中國排污費的實施效果及作用。研究表明：政府環境政策是影響環保產業發展的最主要因素，政府通過促進環保產業發展可以實現提高社會福利的目標。對于不同的污染物類型和本地區經濟發展的特點，制定一個合理的排污費標準，經濟發展較慢的地區，政府不應制定過高的排污費，經濟發展較快而環境質量較低的地區，應提高排污費標準并加強排污費的征收力度［7］。張紅鳳等（2009）通過選取污染密集產業的區位商、帶動值和經濟增長貢獻率三個指標，對環境規制下污染密集產業的發展狀況進行實證分析和評價環境規制績效。研究表明，嚴格而系統的環境規制政策能改變EKC曲線形狀和拐點位置，要改變單位產出能耗高、污染排放總量高而導致環境規制壓力大的局面，還需配合產業結構配置政策的調整［8］。黃菁（2010）通過在新古典經濟增長理論和內生經濟增長理論的框架下研究了環境污染、人力資本和經濟增長的內在關系。結果表明：要使經濟可持續發展，必須增加人力資本積累，實行嚴格的污染排放標準［9］。

本文在已有研究的基礎上，構建了經濟增長、環境管制與污染排放的動態模型，來分析在政府環境管制約束下的經濟增長與環境污染問題。文章的創新點體現在：提出在一定條件下通過適度降低經濟增長率來實現環境質量改善的新觀點。文章結構安排如下：第一部分是文獻回顧及問題的提出；第二部分為模型的構建；第三部分為平衡增長路徑的比較靜態分析及模擬檢驗；第四部分為主要結論及政策建議。

二、模型的構建

（一）代表性消費者效用函數

代表性消費者的效用不僅取決于物質產品的消費，還來自于污染排放。物質產品的消費給消費者帶來正效用，污染排放給消費者帶來負效用；效用函數形式采用Grimaud和Rouge設定的可加的等彈性效用函數。我們將人口規模標準化為1，且無人口增長，以使問題簡化。代表性消費者的效用函數形式為：

其中C是人均消費，E是污染排放量，σ是物質產品消費對消費者效用的影響程度，ε是污染排放對消費者效用的影響程度。則代表性消費者的目標函數為：

其中ρ為主觀時間貼現率，且ρ＞0。

（二）生產函數的構建

傳統的生產函數主要使用物質資本、人力資本和勞動等要素投入，本文將政府的環境規制政策考慮到生產函數中，以解釋產出的變化。一般而言，環境規制越嚴，企業會投入更多的生產要素來控制污染排放，以防止污染排放量超標，從而實際用于生產的要素量會減少，生產產量會減少。根據Lucas（1988）的思想，將人力資本H 分為兩部分，uH用于最終產品生產，(1-u)H用于人力資本積累。 且0＜u＜1，生產函數的形式為：

其中，A＞0是技術水平，K是物質資本，H是技術資本，0≤Z≤1，Z為環境管制程度，Z越小表示政府的環境管制政策越嚴厲。

人力資本H的變化方程為：

其中，μ表示人力資本的增長率。

不考慮折舊率，物質資本K的變化形式為：

（三）環境污染排放函數的構建

設定環境污染排放是產出水平和環境規制政策的函數。一般而言，產出越大，污染排放越大，環境規制政策越嚴，污染排放越小。還假定環境有一定的自我凈化能力，用φE表示，φ表示環境的自我凈化速度。則環境污染排放的運動方程為：

其中， γ-1表示環境規制政策對污染排放的影響程度，且γ-1＞0，θ＞0。

（四）均衡分析

根據以上經濟模型的假定，社會計劃者決策的動態最優化問題為：

在Hamilton函數中，控制變量為C、Z、u，狀態變量為K、E、H，協狀態變量為λ1、λ2、λ3。

根據Hamilton函數對控制變量的導數等于零，可得：

根據Hamilton函數對狀態變量的導數，等于貼現率乘以協狀態變量再減去協狀態變量對時間的導數，可得：

解得最優增長路徑各變量的增長率為：

穩態的經濟最優增長路徑一定滿足經濟增長率為正數，污染排放量變化率為負數，否則經濟將不是可持續的最優增長路徑，即有：

σ＞1意味著任意兩時點上產品消費之間的替代彈性1 ε在0和1之間，σ越大，消費者消費物質產品的邊際效用下降速度越快，所以消費者不會偏好當前物質產品的消費，從而有利于經濟增長和環境的保護；σ＜1意味著消費者消費物質產品的邊際效用下降速度越慢，消費者會偏好當前物質產品的消費，從而不利于經濟增長和環境的保護。μ＞ρ表示人力資本增長率要大于時間貼現率，經濟增長率才能大于零。

三、平衡增長路徑的比較靜態分析及模擬檢驗

（一）比較靜態分析

在 σ＞1、 μ＞0、 0＜a＜1、 γ-1＞0、 0≤Z≤1、θ＞0、ε＞0、 ρ＞0、 μ＞ρ、0＜u＜1的條件下對最優增長路徑各變量的增值率求偏導數，得到表1。

表1 穩態下最優增長路徑的影響因素分析

從表1可以看出，消費者時間貼現率ρ越大，消費者越“缺乏耐心”，消費者對未來消費的評價比較低，會提高當前消費水平，當前消費水平的提高會提高當前的產出水平，導致污染排放的增加。同時ρ越大，消費者可持續發展的意識越弱，越不利于長期的經濟增長。σ越大，消費者消費物質產品的邊際效用下降速度越快，所以消費者不會偏好當前物質產品的消費，從而有利于經濟增長和環境的保護，所以隨著σ的增大，穩態中人均經濟增長率和污染排放增加率越小。污染排放的產出彈性ε越大，穩態中人均經濟增長率越大，污染排放增加率越大。因此，降低污染排放的產出彈性有利于環境質量的改善，卻不利于經濟的可持續發展。物質產品生產的產出彈性a越小，穩態中人均經濟增長率越大，但污染排放增加率越小。這主要由于生產技術的進步及勞動力素質的提高，產出水平對要素投入量的依賴減少，有助于經濟有粗放型發展方式向集約型發展方式轉變，從而有利于長期經濟增長及環境質量的改善。人力資本增長速度μ越大，穩態中經濟增長率越大，污染排放增加率越小。政府的環境管制政策越嚴厲，即γ越大，穩態人均經濟增長率越大，污染排放增加率越小。這充分說明政府環境管制政策的重要性。總體上，ρ越小、a越小、γ越大、μ越大，既有利于經濟的發展又有利于環境質量的改善。

（二）模擬檢驗

在滿足穩態的經濟最優增長路徑一定滿足經濟增長率為正數，污染排放量變化率為負數前提下，對各參數賦予經驗值。表2顯示出穩態條件下經濟增長率、污染排放變化率受各參數影響的變化情況。

表2 穩態條件下經濟增長率、污染排放變化率受各參數影響的變化情況

表2顯示出，在時間貼現率ρ為0.1，物質產品消費對消費者效用的影響程度σ為1.2，污染排放對消費者效用的影響程度ε為0.3，物質產品生產的資本產品生產彈性a為0.3，污染的控制彈性γ為1.3，人力資本的增長速度μ為0.5，穩態狀況下經濟增長率gY為6.16%，污染排放增長率gE為-0.948%。在控制其它參數值不變的情況下，隨著時間貼現率ρ增加，經濟增長率gY減少，污染排放增長率gE增加；隨著物質產品消費對消費者效用的影響程度σ的增加，經濟增長率gY減少，污染排放增長率gE減少；隨著污染排放對消費者效用的影響程度ε的增加，經濟增長率gY增加，污染排放增長率gE增加；隨著物質產品生產的資本產品生產彈性a的增加，經濟增長率gY減少，污染排放增長率gE增加；隨著污染的控制彈性γ的增加，經濟增長率gY增加，污染排放增長率gE減少；隨著人力資本的增長速度μ的增加，經濟增長率gY增加，污染排放增長率gE減少。表2中顯示結果與表1中的結果高度一致。

四、主要結論及政策建議

本文運用動態最優化理論構建了經濟增長、環境管制與污染排放的分析框架，然后采用數值模擬方法分析了經濟增長、環境管制與污染排放的關系，研究得出：

（1）政府環境管制越嚴厲，越有利于穩態下經濟增長速度的提高和污染排放的減少。21世紀是環境的世紀，根據研究結論，筆者建議：各級政府應該嚴格落實環境管制政策，以綠色GDP作為考核干部指標，施行“一票否決制度”，讓環境管制政策落實到實處。

（2）時間貼現率越小，越有利于穩態下經濟增長速度的提高和污染排放的減少。由于時間貼現率越小，與現期消費相比，人們對未來消費的評價越大。根據研究結論，筆者建議：政府應鼓勵人們減少當前消費，抑制超前消費，合理引導人們偏好未來消費，將有利于經濟的可持續發展和環境質量的改善。

（3）人力資本的增長速度越快，越有利于穩態下經濟增長速度的提高和污染排放的減少。相對于物質資本，人力資本是更加清潔的生產要素，而且為企業提供了更加清潔的生產技術選擇。人力資本增長速度越快，不僅提高經濟增長率，還緩解了環境污染的壓力。根據研究結論，筆者建議：大力加快人力資本積累步伐，創造更加有利于人力資本積累的制度環境，鼓勵人們進行形式多樣的人力資本投資，是我國政府的重要任務。

物質產品消費對消費者效用的影響程度越小，越有利于穩態下經濟增長速度的提高，但會加劇環境污染排放；污染排放對消費者效用的影響程度越大，越有利于穩態下經濟增長速度的提高，但卻會加劇環境污染排放。研究結論說明了在一定條件下，可以通過降低經濟增長速度來換取環境質量的改善。我國經濟多年持續高增長，而環境質量總體不斷惡化，改善環境質量迫在眉睫。在一定條件下適當降低我國的經濟增長速度，來換取環境質量的改善，是我國政府的明智選擇。作者建議：提高物質產品消費對消費者效用的影響程度、降低污染排放對消費者效用的影響程度可以實現穩態下經濟增長速度的降低和環境質量的改善。

［1］Busse M，Copeland B R，Taylor M S.Is Free Trade Good for the Environment?［J］.American Economic Review，2001，91：877-908.

［2］Ederington J，Minier J.Is Environmental Policy a Secondary Trade Barrier?An Empirical Analysis［J］.Canadian Journal of Economics，2003，36：137-154.

［3］Greenstone M.The Impacts of Environmental Regulation on Industrial Activity：Evidence from the 1970 and 1977Clean Air Act Amendments and the Census of Manufactures［J］.Journal of Political Economy，2002，110（6）：1175-1219.

［4］蔡昉，都陽，王美艷.經濟發展方式轉變與節能減排內在動力［J］.經濟研究，2008，（6）：4-11.

［5］李永友，沈坤容.我國污染控制政策的減排效果［J］.管理世界，2008，（8）：7-17.

［6］許士春，何正霞，魏曉平.資源消耗、污染控制下經濟可持續最優增長路徑［J］.管理科學學報，2010，（1）：20-30.

［7］原毅軍，耿殿賀.環境政策傳導機制與中國環保產業發展［J］.中國工業經濟，2010，（10）：65-74.

［8］張紅鳳，周峰，楊慧，等.環境保護與經濟發展雙贏的規制績效實證分析［J］.經濟研究，2009，（3）：14-26.

［9］黃菁.環境污染與內生經濟增長——模型與中國的實證檢驗［J］.山西財經大學學報，2010，（6）：15-22.