环境污染治理与经济增长：模型与中国的经验研究

　　摘要：通过建立一个人力资本内生增长模型，将环境及环境污染治理引入内生增长框架下进行分析，其中重点探讨了在达到均衡增长路径过程中经济增长、环境污染与环境污染治理的关系，同时考察了维持可持续发展需要具备的条件。在此基础上，运用中国的数据对理论模型的一些结果进行了计量检验。结果表明，清洁要素以及技术的使用是可持续发展的关键，中国对环境污染一直以来缺乏足够的重视，目前仍然需要加大环境污染治理力度，提高环境污染治理的效率，地方政府的行为在其中会起到重要作用。

　　关键词：环境污染治理；经济增长；可持续发展

　　一、引言

　　改革开放以来，中国经济以每年9%左右的增长率而令世人瞩目。近年，中国GDP年均增长率甚至是发达国家的2－3倍。然而，经济增长过程中巨大的能源消耗与污染排放给中国带来了巨大的环境压力。目前，中国的单位GDP能耗是发达国家的8～10倍，而污染则是发达国家的30倍。环境污染还进一步提高了生产成本，造成的经济损失占到国民生产总值的8%到15%，而人民的健康代价更是无法估算。原国家环保总局副局长潘岳甚至表示：中国的经济奇迹将会很快结束，因为环境跟不上发展的步伐。

　　在巨大的环境压力下，中国政府已经逐步意识到经济增增长的可持续性问题，并开展了相关的治理工作。例如各地增设了自然保护区及模范城市，国家也颁布了更严格的环境保护条例；在北京，空气质量明显改善，一些河流及湖泊的污染也得到了治理。2007年，国家环保总局在年初接连推出一系列强硬举措惩治污染，将自己的执法手段和国家的宏观调控目标紧密结合起来，全力推进国家环保战略。我国有不少龙头企业所在的矿业、纺织、冶金等行业，几乎全部是高耗能、高污染产业。而环境污染治理的严刑峻法，势必会影响到这些污染行业的生产发展。因此，是否进行环境污染治理以及如何加以实施，事实上需要政府在经济增长和环境质量两个目标上进行权衡取舍，即是集中力量进行经济发展(“先污染后治理”)，还是暂时牺牲部分经济增长(“边发展边治理”)。目前中国政府的政策举措意图尽管非常明显，但仍然需要从理论上分析清楚其中的逻辑关系和影响机制。基于此，这篇文章试图在增长理论的框架下对上述问题进行探讨，并分析环境污染治理对一国经济的可持续发展的影响；进一步还将对模型的结果进行相关的实证检验。

　　二、文献回顾

　　对环境与经济增长较早的理论研究始于D’Arge(1971)，他在Harrod模型下分析了经济增长与自然环境的互相影响。Forster(1972)则较早地在新古典增长模型中考虑了环境污染对经济增长的影响。他将存量污染视为生产要素纳入生产函数，且假设污染的产生是由于资本的使用导致的。均衡分析的结果表明，存在特定的均衡路径，使得经济在达到均衡时资本的使用所产生的污染恰好为环境自身所净化。由于污染外部性的存在，这一均衡结果一般来说并非最优的。事实上对于消费者而言，如果采取一定的污染治理措施，将可能最大化自身的福利函数。在该框架下，Forster(1973)进一步地分析了环境污染治理对经济增长的影响。由于效用函数中同时包括了消费和污染，而环境污染治理需要占用本来用于生产的资源，因此在最终的均衡点上，消费水平和资本水平都比新古典模型更低。

　　John和Pecchenino(1994，1995)建立了一个可以将代际问题加以考虑的世代交叠(OLG)模型框架。模型中假设同一时期只有两代人，不断新老交替，同代之间的和代际之间的问题没有什么区别。但是，他们在这个模型中作出了不同的假设，老一代人消费后将环境问题留给了下一代，所以由年轻一代进行污染治理投资。他们的分析表明，在经济增长初期，消费水平较低，环境质量下降；当环境保护投资回报足够高时，人们最终将进行环境保护投资，环境质量得到改善。然而，模型存在多重均衡，且均衡点并非Pareto最优，而且还可能存在对环境的过度投资。在Jones和Manuelli(1995)的世代交叠模型中，假设存在有一系列的不同生产成本和污染密集度的生产技术，生产技术的选择以及最终的环境污染路径取决于对环境污染的管制。

　　Stokey(1998)在AK模型中假设低收入水平时使用污染最严重的生产技术。这可以理解为消费的边际效用要大于污染所带来的负效用。此时，经济增长伴随着环境恶化。当经济发展到一定水平，由于消费的边际效用递减，而污染的边际负效用在增加，最终更加清洁的生产技术得以在经济中使用。整个经济发展的过程导致污染先增加，最终下降。Aghion和Howitt(1998)运用“创造性毁灭”的思想拓展了Stokey(1998)黄菁、陈霜华：环境污染治理与经济增长：模型与中国的经验研究的模型，由于加入了无污染的智力资本，环境污染在经济增长的过程中能够更加有效地得到控制，可持续增长完全可以实现。孙刚(2004)在Stokey(1998)、Aghion和Howitt(1998)的框架下，进一步分析了环境保护对可持续发展路径的影响。模型的分析认为，环境污染治理存在一个门槛效应，只有环境污染治理的边际贡献率足够大，可持续发展才能得以维持。

　　另外，Brock和Taylor(2004)通过加入污染排放、污染治理和污染存量，对Solow模型进行了扩展。假设环境污染治理以外生的增长率增长，环境污染状况最终会随着经济增长而好转。Andreoni和Levinson(2001)则构建了一个简单的微观模型，发现不同特点(规模报酬)的环境污染处理技术可能会导致不同的经济增长和环境污染的关系。在已有文献的基础上，本文将尝试对Lucas(1988)模型进行拓展，同时吸收Stokey(1998)、Brock和Taylor(2004)的研究成果，考虑污染型生产技术和环境污染治理对经济生产的影响，进而分析实现可持续发展的条件，特别是其中环境污染治理所起到的作用。

　　三、模型

　　不妨假设一个由具有无限期寿命的同质消费者组成的封闭经济体，并假设每个人既是生产者又是消费者。为使问题简化，我们不考虑人口增长，并将人口规模标准化为1。产品消费和环境污染对代表性消费者分别产生正、负效用，设环境污染为纯粹的公共物品，影响到每个消费者的效用，因而将消费者效用函数设为：CPUCPσθφφσθσθ..+.=.>.+；其中，C是人均消费，P是环境污染。

　　根据Lucas(1988)模型，将生产函数设为新古典形式，并将人力资本分为两部分，一部分(u)用于最终产品生产，另一部分(1－u)用于人力资本的积累。同时，借鉴Brock和Taylor(2004)的思想，设产出中用于环境污染治理投资的份额为m，采纳类似于Stokey(1998)的假设，最终实际产出为：1Y=AKα(uH).α(1.m)0<α,m<1(2)其中，A＞0是一般的生产技术水平，K表示物质资本，H代表人力资本。物质资本的积累方程为：K=Y.C.δK0<δ<1i；δ为物质资本的折旧率。设μ为人力资本积累的速度，则人力资本的积累方程为：H=μ(1.u)Hμ>0i；环境污染的变化分为两部分，它等于生产过程中的污染排放减去环境对污染的自我净化能力。环境污染的运动方程设定为：11P=AKαH.α(1.m)β.ηP=Y(1.m)β..ηPβ>1,η>0i；其中，1AKαH.α(1.m)β表示污染排放，而η是环境对污染的净化速度。β>1，一方面保证了生产在经济上的有效性，即总产出Y在扣除生产过程污染排放1Y(1.m)β.后还有剩余；另一方面保证了生产过程的污染排放1Y(1.m)β.与环境污染治理投资的份额m成反比。

　　四、实证检验

　　1.计量方程

　　根据以上理论分析，以下将使用中国各省的面板数据对模型的结果进行实证检验。根据最优消费路径表达式(11)可以得到经济增长率g的一个表达式：g[AK(uH)(1m)]αβααρδσβ=...；综合考虑式中各变量之间的关系，特设定以下计量检验方程：1234lnln(/)lnln(1)itititititGDPPC=C+αKL+αH+αe+α.m+kkititΣβX+ε；其中，lnitGDPPC代表i省第t年的人均GDP自然对数值，ln(/)itKL表示i省第t年的劳均物质资本存量的对数值，lnitH为i省第t年的人力资本对数值，lnite代表i省第t年的环境污染治理投资，itm是i省第t年的环境污染治理投资占GDP的份额，kitX表示影响经济增长的其他制度变量，itε表示方程的残差项。