不完全競爭市場結構下貿易的環境效應作用機理分析

周明月

（東北大學秦皇島分校經貿學院，河北秦皇島 066004）

一、引言

隨著經濟全球化和國際貿易的發展，環境問題日益嚴重。全球性資源危機、環境污染和生態破壞使國際貿易與環境保護之間矛盾重重。Grossman和Krueger［1］（1991）從規模效應、結構效應和技術效應三個方面分析了北美自由貿易區（NAFTA）國家有關SO2和煙霧的跨境污染問題，并得出結論：經濟一體化對發展中國家的規模效應會帶來污染排放量的相應增加，但同時也會提升欠發達國家的收入水平，收入水平提高所帶來的結構效應和技術效應會使污染排放量下降。這三種效應的綜合結果使環境與收入之間存在倒U型關系，貿易自由化的長期結果對發展中國家的環境狀況是有利的。為進一步驗證收入水平提高對環境污染的制約作用，Taylor和Copeland［2］構建了一個南北貿易模型，將各國收入差別從影響國際貿易形式和環境質量的眾多因素中獨立出來加以分析。其研究表明，雖然收入水平的提高會帶來對清潔環境需求的增加，但不同的收入水平也決定了不同的污染管制政策。各國環境標準差異所導致的生產成本差異，會在國家間創造出“環境比較優勢”。經濟一體化所導致的國際分工使污染密集型產業從環境成本較高的發達國家，向環境成本較低的發展中國家轉移，從而使這些國家的環境污染加劇，成為“污染避難所”。因此，自由貿易減輕了發達國家的環境污染，但是增加了發展中國家的污染，結果世界范圍內的污染物總量可能是增加的，從而使全球總的污染水平上升。Antweiler、Copeland和Taylor［3］研究發現，若自由貿易引起人均GDP上升1%，則污染濃度會下降1%，自由貿易有利于環境改善。Paul krugman［4］研究了來自于產業內貿易的貿易得利，并分析了規模報酬遞增導致的產業內貿易與環境的關系。Lange和Requate［5］分析了差異化產品和壟斷競爭市場條件下的政府征收的排污稅與企業定價和環境之間的關系。Gurztgen和Rauscher［6］建立壟斷競爭模型解釋一國的環境規制對跨境污染的影響，認為更加嚴格的國內規制會帶來外國更低水平的污染排放。Stern和David［7］以及Sheldon［8］研究了貿易自由化是否導致各國會紛紛降低各自的環境質量標準以維持或增強競爭力，出現所謂“向底線賽跑”現象。Haupt［9］引入非合作環境政策與本地污染外部性擴展之前的研究，認為貿易對環境的影響是不明朗的。Cole和Elliot［10］認為在HO的框架內沒有統計上的明顯證據支持環境規制與貿易伙伴國之間存在聯系；而在壟斷競爭框架內有統計上的明顯證據支持環境規制與產業內貿易或產業間貿易之間的聯系，但沒有建立正式的理論框架來描述污染水平和貿易變量之間的關系。

國內關于貿易與環境的實證研究很多，得到的結論也不盡相同。張連眾［11］等通過對我國31個省、直轄市的SO2排放量截面數據進行分析，認為貿易自由化對環境影響的規模效應為負，結構效應和技術效應為正，貿易開放度與污染呈負相關關系。張少華和陳浪南［12］以外包代工貿易對我國環境的影響為切入點，研究得出中國嵌入全球價值鏈體系的制造業環節會降低國內環境污染強度。彭水軍［13］等指出國際貿易對中國環境的綜合影響是負面的，各類污染物的貿易條件總體上呈現不斷惡化的態勢。朱紅根［14］等考察了中國1990～2006年間4類環境污染指標與出口貿易的關系，研究表明出口貿易是影響中國污染排放增加的重要原因。曲如曉［15］根據Copeland和Taylor的環境效應分解數學模型，選取中國1995～2005年工業廢水排放量作為污染指標計算了各行業的技術效應、結構效應、環境總效應和凈效應，結果表明中國各行業的出口總體上與環境目標不相容。

綜上所述，關于貿易與環境，實證研究多于理論研究。特別是在新貿易理論框架內（經濟體為壟斷競爭結構并且存在規模報酬遞增）研究貿易與環境的文獻是較少的，比較有代表性的是Benarroch和Weder［16］在壟斷競爭和規模經濟的框架內建立一個包含污染的兩國模型分析貿易對污染、產出水平和福利的影響，認為國際貿易導致參與雙方或其中一方更低的污染排放。但是，該模型只分析了中間產品的貿易對污染水平的影響而沒有分析最終產品貿易的環境影響。那么，由于規模報酬遞增產生的貿易對環境的影響與由于各國要素稟賦差異產生的貿易對環境的影響到底有什么不同？在不完全競爭市場結構下，更加嚴格的環境政策對一國污染水平有怎么樣的影響？以上這些問題在以前的研究文獻中基本很少被提到。

本文將污染外部性融合到新貿易理論框架中，分析產業內貿易、環境規制對環境影響的機理。有兩個重要前提假定：第一，污染是本地的而沒有跨境；第二，兩國之間的貿易是差異化的污染密集型最終產品的貿易而不是中間產品的貿易。

二、建立模型

建立模型的基礎前提：經濟體包含消費者、企業和規制者；不完全競爭市場結構且存在規模報酬遞增；企業生產差異化的污染密集型產品，污染是產出的副產品。假設：企業有同樣的生產技術，由于規模經濟，每個企業只生產一種類型產品；企業能夠差異化其產品而不發生額外的成本；產品數量很大，以便任何某一種類型產品價格對另一種類產品的需求影響微小（企業的行為獨立于其他企業或者說企業之間沒有戰略合謀）。

（一）生產對環境的影響效應

假設：勞動是生產的唯一要素，在競爭性的勞動力市場上，勞動供給無彈性；收入來自于工資；完全信息下，變量的變化調整是瞬間的。每個國家在規模、技術和偏好方面是一致的，并且沒有運輸成本。經濟體中，消費者有同樣的偏好，效用函數對稱性。消費者沒有從閑暇中得到效用，每個消費者正效用來自于消費ci，負效用來自于污染zi。污染的社會損害即是消費者負效用。消費者對污染無法控制，因此把污染看作是給定。

消費者的效用函數為

消費者效用最大化條件可以表述為：MAXU＝預算限制：y＝w，其中y＝效用最大化的一階條件為

如果產品種類足夠多，以至于每個種類的預算配額足夠小，那么價格對收入邊際效用的影響可以被忽略。第i種產品的需求彈性：根據克魯格曼（1979）模型，有＜0，這意味著消費減少時，第i種產品的需求彈性增加。根據克魯格曼（1979）模型，企業有相同的技術（即勞動力是產出的線性函數）且存在規模報酬遞增。企業初始固定成本為正值，邊際成本固定，因此企業平均成本不斷降低。

產出是勞動的增函數，有

為了簡化，假設污染與產出比固定，政府通過征收排污稅將污染外部性內部化，排污稅率水平外生決定。企業采取減排措施避免高額稅負。減排所需要的資源來自于產出，也就是說，企業會把一部分產出用于減排，把剩余部分用于市場消費。

污染與產出之間的關系：

如果每個企業把產出的部分用于減排，那么凈產出為

其中，θ＝表示產出分配給減排的比例，并且有0＜θ＜1。

由于消費者個體也是生產產品的工人，設總勞動力數量為L，產品市場的供給等于需求可以寫作：

其中（1-θ）是產出分配給消費的比例。

用函數形式表示每單位排放和產出之間的關系，每單位產出的排放（排放強度ei）可以用公式（8）表示

其中，參數δ表示排放強度的彈性，即污染排放對產出分配給消費的比例變化的反映程度。該參數是正值，表示隨著污染密集型（骯臟產品）的生產，污染排放不斷遞增。通常來說，在污染密集型產業（比如制造業），隨著資源不斷投入生產，污染排放會不斷增加，因此δ大于1是合理的并且有現實基礎。

廠商利潤等于企業收入減去勞動成本以及排污稅負，利潤函數為

利潤最大化條件：利潤函數公式（9）對q求導，有

為了簡化，用η來替代上式，有

其中，η是需求彈性。公式（11）是廠商利潤最大化條件之一：邊際收入（公式（11）左邊）等于邊際成本（公式（11）右邊）。

利潤最大化條件：利潤函數公式（9）對θ求導，有

用η替換上式，得到

公式（13）表示利潤最大化條件之二：邊際收入等于每單位排放的邊際成本。產出有兩個目的，一是當做產品市場中的消費；二是作為減排的資源。公式（13）表示企業將本應該屬于減排行為的資源投入到為滿足未來消費的產品中所獲得的收入。

利潤最大化函數的二階條件：

公式（14）說明，產出分配給減排的比例θ是工資率w、環境稅率τ和δ的函數。θ對于工資率w、勞動力系數β以及產品邊際成本wβ來說是減函數，對于環境稅率τ是增函數，表明更嚴格的規制會促進更積極的減排。同時，污染強度的彈性δ越大，θ越大，并且有

其中δ＞1。正如以前提到δ＞1意味著當更多的資源投入生產時，污染排放不斷增加。

將公式（14）帶入公式（8），每單位產出的排放：

公式（16）表明隨著更加嚴格的規制，污染強度下降，但是當產出的邊際成本增加時，污染強度會增加。更嚴格的環境規制要求企業增加減排行為，這導致每單位產出更低的排放強度，另一方面，更高的邊際生產成本，意味著生產的擴張，增加排放強度。

將公式（14）帶入公式（11），得到均衡價格等式：

公式（17）表示產品的均衡價格是需求彈性、污染強度彈性、工資率、勞動生產率以及稅率的函數。在考慮了污染外部性的模型中，價格不僅僅由生產邊際成本決定，也取決于稅率水平和污染強度的彈性。給定污染強度彈性以及需求（對種類）彈性，產品價格是每單位產出排放的函數，即價格是污染強度的減函數，這意味著更高的排放強度、更低的產品價格。這是因為企業在減排以及產品分配給消費之間有一個權衡和博弈，更高的排放強度意味著有較少的減排，也意味產出分配給消費的比例越高。因此，控制住其他變量，產品供給增加導致產品價格降低。

將公式（17）設為PE曲線表示均衡條件之一，公式（17）重新寫為

PE曲線表達式（公式（18））對產出求偏導數，得到

另一個均衡條件是，企業沒有超額利潤（市場的自由進入使得企業獲得的長期利潤一定為零），即：

將公式（20）定義為ZE曲線，公式（20）重新寫為

公式（21）表示價格等于勞動力成本以及排放成本的綜合人均值。

ZE曲線表達式（公式（21））對產出求偏導數，得到

可以看到，ZE是向下傾斜的曲線。

如圖1所示，PE和ZE曲線分別代表兩個均衡條件，兩條曲線的交點表示同時達到兩個均衡條件時的產出q0及

圖1 均衡條件

假設經濟體完全充分就業，產品品種的數目為n，由于對稱性，有公式（23）、公式（24）。

公式（24）表示產品種類n是勞動力、消費水平、工資率以及稅率和其他一些參數的函數。給定消費水平，一方面，勞動力擴張會增加產品種類；另一方面，稅負提高也會增加產品種類。

封閉經濟中，有

勞動力L是固定的，由于對稱性：

令nz＝Z，將公式（26）重寫為

公式（27）表示，在封閉經濟不完全競爭市場結構下，生產的環境影響為選擇影響、規模影響、技術影響之和。那么，生產的環境影響到底是正還是負，取決于選擇影響、規模影響和技術影響的方向和程度。

（二）環境稅對環境的影響效應

在不完全市場結構且存在規模報酬遞增的情況下，環境規制強度對經濟體主要變量有怎樣的影響？為了簡化分析，本文以環境稅τ為例進行闡述。

1．稅賦對排污強度影響

公式（14）表示產出分配給減排的比例θ是某些參數的函數，設定稅率是外生，公式（14）對τ求偏導數：

公式（28）表示環境稅率的上浮會提高減排水平。

公式（16）對τ求偏導數，得到

公式（29）表示環境稅率的上浮降低了每單位產出的排放。這是因為，環境稅率提高，企業為了減少遵守環境規制的成本，會將產出更多的用于減排行為，也就是說，企業加大減排力度，排放強度降低。反之，較低的環境稅率意味著企業有動機把更多的資源生產用于消費的產品來提高收入，擴張生產規模，因此排放強度增加。換句話說，在一個規模經濟和壟斷競爭的經濟體中，環境政策越嚴格，排放強度越低，反之亦然。

2．稅賦對消費影響

公式（30）表示環境稅率和消費負向相關，稅率提高降低消費水平。

3．稅賦對規模影響

公式（31）說明提高稅負導致產出規模縮減，環境政策趨于嚴格會導致兩種情況：第一，由于增加的稅負負擔，企業面臨更高的生產成本，第二，企業通過提高減排力度來遵守更嚴格的環境規制。這兩個影響導致更高的生產成本，邊際成本曲線向左移動，企業縮減產量。因此，在一個規模經濟和壟斷競爭的經濟體中，環境規制更加嚴格導致企業產出規模收縮，反之亦然。

4．稅賦對價格影響

公式（32）說明稅率提高，產品價格也會提高，反之亦然。當規制更加嚴格，企業提高減排水平旨在降低遵守規制的成本。這從兩方面增加了生產成本：第一，排放稅負支出增加；第二，控制排放水平導致增加的資源成本，企業將產出分配給減排的水平會增加，同時產出分配給消費的水平會減少，因此，企業提高產品價格來應對滿足更嚴格的環境標準所付出的機會成本。

5．稅賦對企業數量影響

公式（33）說明，環境稅率變化對企業數量的影響有賴于稅率變化對產出的影響程度。由于稅率變化對產出的影響是消極的，稅率變化對企業數目的影響是積極的。因此，在規模經濟和不完全競爭的經濟體中，環境政策趨于嚴格會導致企業數量增加，反之亦然。

對公式（25）求偏導數，得到

公式（34）說明，不完全競爭結構且存在規模經濟的經濟體中，稅率變化對總排放水平的效應是排放強度對稅率的反映程度（技術效應），企業數目對稅率的反映程度（選擇效應），生產規模對稅率的反映程度（規模效應）的加總。環境稅率提高會導致三種情況：第一，企業減排水平提高，排放強度降低（技術效應）；第二，企業數目增加（選擇效應）；第三，企業生產規模縮減（規模效應）。環境政策對總排放水平的影響取決于技術效應、選擇效應，規模效應的方向和程度之和，因此，環境規制（排污稅）強度的變化對總排污水平的影響比較模糊。

（三）貿易對環境的影響效應

在開放經濟下，兩個有著相似偏好、技術和要素稟賦的國家之間的污染密集型產品貿易對環境有怎樣的影響？在開放經濟下，貿易影響著勞動力的規模，當勞動力規模發生變化，貿易對經濟的影響可以由零利潤曲線的移動來反映，相比之下，貿易對產出規模的影響不能直接通過零利潤曲線的移動來反映。

重寫ZE曲線為ZZ曲線：

ZZ曲線的斜率：

因此，ZZ曲線是向下傾斜的曲線。

公式（37）表示勞動力供給增加使得產品價格水平下降以及消費水平下降。消費水平下降導致一些沒有競爭力的企業退出。不同于封閉經濟，開放經濟下的企業通過充分利用規模經濟并且雇傭更多的勞動力來擴大生產能夠存活下來。當產品價格水平下降，真實收入提高，有利于經濟福利的改善。差異化的骯臟產品的開放貿易對一國的環境影響表現在以下三個方面：第一，當國家之間進行骯臟產品的產業內貿易，只要勞動力供給不斷增加，貿易就會發生。因此，開放貿易意味著可消費的產品種類的增加，來自于國外的進口和競爭使得國內一些企業退出該行業，國內企業數目減少。控制住其他變量不變，企業數目減少導致排污更少，這是貿易引致的選擇效應。第二，能夠存活的企業會充分利用規模經濟，所有其他變量不變，生產規模擴大導致污染排放更多，這是貿易引致的規模效應。另外，當產出水平隨著貿易而增加后，產品價格下降，真實收入增加。第三，更高的真實收入水平促進更嚴格的環境規制，繼而降低企業排污強度，這是貿易導致的技術效應。因此，只有當貿易引致的技術效應和選擇效應能夠抵消規模效應，污染密集型產品產業內貿易才會有利于環境質量提高，降低經濟體總排污水平，反之亦然。

三、結論

本文建立模型解釋了當封閉經濟體是不完全競爭市場且存在規模經濟的情況下，污染密集型產品生產對環境的影響可以分為規模效應、技術效應和選擇效應。開放經濟下，兩個相似經濟體的差異化骯臟產品貿易對環境影響表現在：第一，自由貿易擴大了骯臟產品的生產規模，貿易引致的規模效應導致排放增加；第二，來自于國外的競爭導致國內企業的數目減少，貿易引致的選擇效應導致排放減少；第三，隨著產出增加，收入增加，則會發生貿易引致的技術效應導致排放減少。以上三個效應的程度和方向共同決定貿易對環境質量的總體影響。

環境規制強度變化對環境影響也可分為規模效應、技術效應和選擇效應。更加嚴格的環境規制對總體排污水平的影響是不明朗的，取決于規模效應、技術效應和選擇效應的方向和程度。這一結論有重要的政策含義，一國實施更嚴格環境規制并非必然導致排污水平下降，但卻明顯提高產品價格，降低消費水平，從而導致福利損失。美國耶魯大學和哥倫比亞大學的科學家聯合發布的世界環境績效排名EPI（Environmental Performance Index）指出，2008年我國的EPI得分為65.1分，在149個國家和地區中位居第105位，2010年我國的EPI得分進一步降低至49.0分，在164個國家和地區中僅排第121席。如此的EPI得分與排名，一定程度上反映了我國相對較弱的環境規制強度。基于此，在達到生態環境承載“閾值”之前，我國是否應該全面大幅度提高環境規制強度？本文認為這種做法并不恰當。政府亦切忌走入盲目提高環境規制強度的誤區，應當根據各個地區和行業的現實特點，有針對性地制定差異化的環境規制強度，并注重滾動修訂，及時調整至合理水平，使環境規制能夠起到持續不斷的刺激作用，避免囿于某一固定的靜態標準。另外，政府應當注重優化環境規制的形式，必須因地制宜，靈活運用環境稅、排放權交易、回收利用系統、綠色消費、排污費、返還機制和稅收、補貼機制等多種環境規制手段，賦予企業一定靈活性，讓企業能夠以更為經濟的方法實現環境規制要求。

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