第二節 環境因素與經濟增長關系研究回顧

一 環境因素與經濟增長關系的理論研究回顧

傳統經濟學一般將環境因素當作市場活動的外部性處理，其研究的是因稀缺資源利用引起的效率和利益分配問題，堅持關于完全競爭市場中理性行為的形式公理，當環境相對于人類的環境需求在量上處于無限供給狀態時，環境是無價值的。如果環境系統與經濟系統是相互獨立的，那么環境就不會對經濟分析產生非難，但是，經濟與環境確實是相互影響的。從Hotelling（1931）開始，經濟學家關注的是可耗竭資源最優利用的微觀經濟學，20世紀70年代以來，隨著地球上自然資源的銳減和環境污染帶來環境質量的惡化，越來越多的經濟學家開始關注環境與經濟增長之間的關系問題，環境的重要性被越來越多的經濟學家所認可，這方面的理論研究文獻包括以下幾類。

（1）考慮環境資源的新古典增長模型。20世紀70年代中期到80年代末，出現許多用新古典經濟增長方法來分析環境與經濟增長關系的理論文獻，這些文獻都基于一部門增長模型的擴充，在經典的Solow模型架構中，把環境引入生產函數和效用函數，且假定一個中央計劃者都通過調整人均消費以追求效用現值最大化，求出在環境約束下經濟增長的最優路徑的性質和條件，但這些研究把經濟增長的動力歸結于外生技術進步，沒有擺脫新古典經濟增長理論的局限性，即長期增長需要依賴于要素收益遞增，但是新古典增長理論是以收益遞減為基礎。Forster（1972）較早地利用新古典經濟增長理論分析了環境污染對經濟增長的影響，他考慮的環境污染是在生產過程中由于資本的使用引起的，資本使用越多，產生的污染越多，沒有減少污染的投資，最后求出一個渦旋路徑的焦點均衡解。Forster（1973）進一步考慮了環境污染治理投資后，經濟增長路徑仍然為新古典時的鞍點均衡解，但是由于產出中一部分用于環境污染治理投資，穩態時的資本存量和社會產品消費小于新古典分析時的水平。也有許多經濟學家利用新古典增長理論研究了可枯竭資源的最優利用路徑，得到的結論相對樂觀。如Dasgupta和Heal（1979）將可枯竭資源引入CES生產函數，研究發現如果勞動、資本等可再生資源與可枯竭資源之間的替代彈性大于1，可實現經濟的可持續增長；如果它們的替代彈性小于1，即使是哈羅德中性的技術進步，產出也會存在上限，增長是不可持續的。Stiglitz（1974）的模型研究表明，在資本與可枯竭資源的替代彈性大于1的條件下，只要技術進步的速度足夠快，技術進步可抵消自然資源的稀缺性，可實現經濟的可持續增長。此后，van der Ploeg和Withagen（1991）、Tahvonen和Kuuluvainen（1991）、Selden和Song（1995）、Stokey（1998）等，利用新古典增長模型研究了環境與經濟增長之間的關系，由于可再生投入要素的邊際報酬遞減，如果相對于不可再生的環境資源，可再生要素投入增加，它們的邊際產出最終會降為零，在這些模型中經濟的長期增長率由不可再生投入要素的增長率外生決定。并且這些模型大部分都支持實證發現的環境庫茲涅茨曲線。Chichilinsky（1994）利用包含環境資本的新古典經濟增長模型推導出綠色黃金法則，在環境資本和消費的邊際替代率等于環境資本的邊際再生率的條件下可實現經濟的可持續增長，而技術進步是影響邊際替代率的主要因素。這方面類似的研究還有Lopez（1994）等，在這些模型中環境作為總的環境質量指標E被當作一種資本，其會隨環境污染而耗盡，同時本身具有再生能力，由于環境負的外部性，完善的環境成本內部化方法，如完善的環境產權保護和市場許可證交易制度成為環境質量是否隨經濟增長而惡化的關鍵因素，這類生產函數包含環境質量的存量模型，存在更為復雜的最優增長路徑，最優的環境稅或環境標準是保持最優環境質量的必要條件，而非充分條件。

（2）考慮環境的內生經濟增長模型。20世紀90年代，經濟學家對全球氣候變化和布倫特蘭委員會報告做出回應，把環境或污染引入生產函數，環境質量進入效用函數，放松了新古典增長理論中生產與效用函數的限制，在內生經濟增長理論的框架下研究環境因素與經濟增長問題，比起新古典增長理論，內生增長理論更見長于解釋可持續增長問題，更能揭示出經濟可持續增長的內在機制。代表性的模型有，A. Lans Bovenberg和Sjak Smulders（1995）在Lucas（1988）和Rebelo（1991）人力資本積累模型基礎上，把減污技術進步引入內生增長模型來研究環境質量與經濟增長之間的關系，結果發現在效用函數中環境與消費及生產函數中環境與人造投入要素的替代彈性等于1時，經濟實現可持續增長，同時要實現經濟的可持續增長，政府征收污染稅是必要的，并且污染稅隨減污技術知識的增長而增長，由于減污技術是公共產品，政府必須把一部分污染稅收入投資于減污技術研究。Sjak Smulders（1995）把自然環境引入內生增長理論來研究環境政策對經濟增長的影響，發現在沒有必要遞增損害環境下知識增長為經濟增長提供持續動力，環境政策不但可增進福利而且可促進經濟的長期增長，雖然在短期內產出水平和投資會下降，因為環境質量提高可促進環境和增長生產力的提高。持環境稅收政策能通過多種方式促進經濟增長的觀點還有Ewijk和Wijnbergen（1995）、Bovenberg和de Mooij（1997），他們認為環境稅提高了環境質量，增進了其他投入要素的生產力，因此經濟中所有要素的生產力得到提高，促進了經濟增長。Lighart和van der Ploeg（1994）、Stokey（1998）用AK模型來分析環境污染，得出了人均收入與環境質量呈倒U形關系，從長期來看增長率不可能為正，長期增長是不可持續的，原因是在消費的效用是等彈性的情況下，不斷提高清潔技術來降低環境污染的成本，會最終使資本的社會邊際產出降低到能保持增長的值之下。Hettich（1998）利用被彈性勞動供給擴展的宇宮－盧卡斯增長模型，研究發現高污染稅可促進長期增長，污染稅的增長推動企業增加減污支出，從而擠出了家庭消費，個人消費的減少反過來增加學習時間來替代閑暇，從而促進人力資本的積累與增長。Aghion和Howitt（1992）、Ricci（2002）認為只要新發明的技術比已存在的技術清潔（綠色擠出效應），環境稅具有正的增長效應。Chen等（2003）在一個包含內生勞動－閑暇選擇AK技術的內生增長模型中，減污公共支出的增加會促進經濟的長期增長。Nakada（2004）利用基于R＆D的產品多樣化模型，使用中間產品投入的最終產品部門產生污染，研究發現因為環境稅降低了中間產品企業的利潤，致使它們減少中間產品生產把更多資源投入R＆D活動，而它是增長的動力。Aghion和Howitt（1992）、Grimaud和Rouge（2003）在熊彼特理論框架下研究環境污染和不可再生資源問題，創新是可持續增長的必要條件，但不是充分條件，要求消費的跨時替代彈性小于1。強調技術進步在經濟與環境可持續發展中的重要性，生產知識的技術比生產物質的技術更清潔。Jun-ichi Itaya（2008）研究發現當均衡增長路徑呈現出非確定性時，污染稅的增加對長期增長有正的效應。Christian Groth 和Francesco Ricci（2011）在一個基于R＆D增長模型中，研究了在環境質量影響R＆D部門勞動生產率的情況下經濟最優增長的條件。

（3）其他關于環境因素與經濟增長的理論模型。包括基于戴蒙德模型的關于增長與環境的世代交替模型，為環境質量與收入之間的關系（EKC）提供了理論解釋，研究結果都支持最優增長模型的結論，只是在另一思路和背景下得到這些結論。如A. John和R. Pecchenino（1994）、Jones和Manuelli（2000）。另外的關于氣候變化的最優增長模型，這些模型暗含了增長與環境的關系，Nordhaus（1993）構造了一個完整的氣候變化和經濟的動態模型（DICE模型），在這一模型中包含了氣候變化方程、排放方程和濃度方程等地球物理學關系的方程及其與經濟產出之間的關系，從而擴展了新古典的拉姆齊模型，研究發現溫和的碳排放稅政策能有效放緩全球氣候變暖，而嚴厲的排放穩定政策會招致巨大的經濟成本。

二 環境因素與經濟增長關系的經驗研究回顧

經濟增長與環境質量的關系是長期討論的話題，至少從19世紀開始經濟增長的環境影響就成為一個爭論的話題，英國經濟學家馬爾薩斯指責脫貧對環境產生不利影響，主張限制增長。一方面更多的產出需要更多的投入，因此自然資源（包括可枯竭能源資源）會快速耗盡；另一方面更多的產出會產生更多的排放物和廢物。在1972年梅多斯著名的《增長的極限》一書中認為，經濟增長受到環境污染和自然資源枯竭的制約而不可持續，為保護環境經濟增長必須停止。另一種觀點認為，經濟增長實際上是環境質量的關鍵，人類社會可通過環境管制政策和技術創新把經濟增長和環境質量的關系協調好，環境質量的增長與經濟增長可同時并存。

以上關于環境與經濟增長關系觀點的分歧產生了許多關于環境庫茲涅茨的實證研究，EKC的一種解釋認為環境是一種奢侈商品，在經濟增長的早期消費的邊際效用更大，一國更愿意增加消費以替代環境保護投資，因而環境質量會降低；一旦國家的人均收入達到一個閾值，人們對環境質量的需求增加，這樣導致環境保護政策的實施，環境污染水平會下降，環境污染增加的一般是貧窮的發展中國家，污染水平降低的是發達國家。EKC的另一種解釋是一國經歷一個由農業為基礎的經濟到以服務業為基礎體系的技術生命周期，而服務業是清潔行業，由高污染技術向低污染技術的轉化導致環境壓力的降低，環境質量隨經濟增長呈現先惡化后提高的過程。但是對EKC也是有爭議的，一些文獻認為在各種形式的環境污染物和人均收入之間存在倒U形關系，它們利用時間序列數據對各種環境質量測量指標和人均收入進行回歸分析，發現許多變量是統計上顯著的，得到的拐點值也不盡相同，大多在人均收入5000～10000美元之間，主要依賴于所采用的回歸方法和數據以及污染指標。這方面的文獻有：Grossman和Krueger（1993, 1995）; Selden和Song（1994）; Coursey和Hartwell（2000）等。但是也有一些學者認為EKC的經驗證據是不可信的，模型的表現隨采用的具體環境污染變量不同而不一樣，如Unruh和Moomaw（1998）、Chua（1999）等。Holtz-Eakin和Selden（1995）的研究認為CO2排放量與收入之間存在EKC關系，但是其拐點值人均收入超過35000美元。Dietz 和Rosa（1997）研究發現CO2的排放量在更高的人均收入時邊際遞減，但不存在排放量減少的拐點。另有一些研究關注除收入以外的變量的影響，在回歸模型中增加收入分配、教育等變量后，在一定情況下增強了EKC 模型的準確性。Torras和Boyce（1998）、Magnani（2000）等研究了如收入分配不平等、教育和民權等社會因素的影響。Suri和Chapman（1998）、Unruh和Moomaw（1998）強調了貿易相關的變量、能源價格和石油價格沖擊的影響。但是也有學者通過研究發現環境污染與人均GDP之間不存在相關關系，如Lantz和Feng（2006）, Jie He和Patrick Richard（2010）。

三 國內關于環境因素與經濟增長關系的研究回顧

國內學者對環境因素與經濟增長之間關系的研究比國外要晚，近年來也出現了一些研究成果，在理論研究方面，主要是把環境因素進入內生增長理論進行研究，王海建（1999, 2000）利用羅默的邊干邊學和盧卡斯的人力資本積累內生增長模型，將可耗竭性資源引入生產函數，并考慮環境對跨時效用的影響，探討了環境質量和人均消費在長期增長中的相互關系以及模型的穩態增長解。是將環境因素引入內生增長理論的初步嘗試，但它沒有考慮環境污染的治理。劉鳳良、郭杰（2002）在羅默內生增長模型的基礎上，擴展出含可枯竭資源的內生增長模型，研究發現知識積累引起的技術進步可抵消資源枯竭對經濟增長的制約作用，而促進知識積累必須借助于政府。孫剛（2004）引入環境保護擴展了Stokey-Aghion模型，研究發現經濟可持續增長能否維持的關鍵是環境保護的投入對環境質量改善的邊際貢獻率在長期中能否大于一個臨界值，因而通過利用清潔生產技術，提高生產率水平，增強社會環保意識可實現經濟的可持續增長。張學清、胡適耕和王海（2005）把污染引入效用函數，建立了一個具有隨機減污技術的隨機內生增長模型，并運用隨機最優化的方法求出了均衡狀態下的最優增長率和污染水平。于渤、黎永亮和遲春潔（2006）利用R＆D內生增長模型，建立了一個同時考慮能源資源耗竭、環境污染及其人為治理的內生化最優增長模型，求出模型的平衡增長解，討論了污染治理投入的比例、能源資源耗竭的速率與經濟增長之間應滿足動態關系。彭水軍、包群（2006）在生產函數中引入可耗竭資源，構建包含不可再生資源、研發創新、人口增長的四部門內生增長模型，并討論了它們與經濟可持續增長的內在機理。張彬、左暉（2007）在Lucas、Aghion和Howitt研究的基礎上，把環境質量和能源同時引入生產函數，對在它們雙重約束下的經濟可持續增長問題進行了研究。李仕兵、趙定濤（2008）將環境引入生產和效用函數，通過把環境質量和人力資本內生化，構建帶環境約束的內生增長模型來討論環境污染的外部性、資本積累、研究創新、人力資本開發對經濟可持續增長影響的內在機理。國忠金、馬曉燕和張衛（2010）采用羅默的研發增長模型，把環境污染強度和可耗竭資源引入生產函數、環境質量引入消費函數，建立包含研發創新的內生增長模型，求出模型的穩態增長率，研發創新對保持經濟可持續增長具有重要作用。另外，黃菁（2009）在新古典和內生增長理論下分別建立兩個模型，通過求解發現經濟的可持續增長是可實現的，而其條件是增加人力資本積累、實行環境污染管制、提高環保意識等。

在經驗研究方面，國內主要是圍繞對環境EKC的檢驗來進行的，這方面的研究文獻較多（后面章節有詳細的綜述），但是研究結論相差很大且不統一，主要是由于選取的環境污染指標不同；采用的估計方法不同；使用的樣本數據不同。這說明了環境污染與人均收入之間EKC關系的不穩定。現有研究表明的是一種事后的結果，集中于研究污染排放量與人均收入表面的數量關系，并沒有揭示出環境污染與人均GDP之間這種關系背后的作用機制，目前很少有研究去探討EKC的理論形成機制，多數研究集中于我國經濟增長與環境污染是否存在EKC關系和呈現什么形狀。環境質量的改善不是經濟增長自然內生的結果，而是隱含在經濟增長過程中清潔生產技術的研究開發、產業結構的轉型升級、社會環保意識的提高和政府嚴厲的環境管制措施等。單純從外部去檢驗EKC的方法，不能深刻地揭示出環境污染產生的內在機制，只有從理論和經驗上去揭示EKC的形成機制，才能為經濟的可持續發展提供理論依據，在實踐中避免走“先污染后治理”的老路，轉變經濟增長方式，提高經濟增長的質量。因此，這方面的研究需要進一步深入和發展。