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自从亚当·斯密提出比较优势原理以来，经过大卫·李嘉图、赫克歇尔、俄林等人的修正与完善，比较优势理论已成为微观经济学中“颠扑不破”的核心理论之一[1]（P10）。按照这一理论，各国（地区）均应专门生产并出口机会成本相对低的产品，并从自由贸易中获得最大的国民福利。这一理论用于解释发展中国家和发达国家之间的传统贸易格局、贸易所得，无疑具有重要意义。然而，传统的比较优势理论没有将环境（注：本文所说的环境，是指1972年联合国人类环境会议提出的“人类环境”概念，包括大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生动植物、自然保护区、生活居住区等在内。）作为一种生产要素加以分析，没有充分考虑环境成本，从而夸大或掩盖了一些国家（地区）真正的比较优势。在区域可持续发展目标代替了传统的经济增长目标之后，将环境变量纳入比较优势理论，才能更好地解释和指导专业化生产活动。
一、附加环境变量的比较优势理论的总体分析框架
环境为人类提供两种生产性服务功能：一是作为投入物的“源泉”，二是吸纳和净化废弃物。此外，优美的环境还能为人类带来舒适感，从而发挥景观功能。当人类将环境资源作为一种生产投入加以利用时，就势必降低现在和未来生产生活所需的环境容量与质量，因此，环境资源的利用存在一定的机会成本。环境成本至少包括两个主要方面：一是作为投入品的环境资产本身的价格，二是环境的恢复与补偿成本。[2]（P240—241） 随着生产的发展与环境稀缺性的提高，环境成本呈上升趋势。在工业化早期，包括环境领域在内的经济活动完全依靠市场调节， 其结果是环境成本主要由社会来负担。在这种背景下诞生的传统比较优势理论，自然不会将环境变量纳入考虑之中。二战以后，随着各国政府日益关注环境的治理，并确立了“污染者付费”的原则，环境成本的高低就对厂商的决策发生着日益重要的影响。
在当今南北贸易中，环境变量成为影响比较优势与贸易格局的重要因素。[3]（P851—874） 一方面，发展中国家环境标准制定普遍偏低，厂商不承担或很少承担环境成本，从而在一些生态损害较严重以及重污染型的产业上赢得了比较优势。但是，基于这种“比较优势”而进行的专业化生产与贸易，在使发展中国家获取货币收益的同时，也造成了巨大的生态代价。另一方面，发达国家政府迫于公众的压力，往往制定较高的环境、技术标准，由于担心削弱自己的竞争优势，又将高标准应用到发展中国家，设置环境壁垒。发展中国家的企业和产品要越过这些技术壁垒其困难非常大，不仅须花费较大投资，甚至需彻底改变生产工艺和技术，从而大大增加生产成本，以至其产品在国际市场上的比较优势不复存在。可见，环境变量对比较优势的影响并非通过单一的途径发生作用，只有在一般均衡框架中，从禀赋、技术与制度几个方面进行综合分析，才能更好地解释和指导当今国际贸易活动。
环境变量对比较优势的影响，集中表现为环境成本高低对厂商决策的影响。如果把环境看作与劳动、资本一样的生产要素，那么，单位商品中所包含的环境要素成本，就是该要素的单位价格（注：包括环境资源本身的价格，以及厂商为单位环境资源的补偿与恢复所进行的花费。）和其投入量的乘积。环境成本的高低，也就分别取决于这两个乘数项的大小。首先，有必要区分两种价格：真实价格（r）与现实价格（r′）。与其他物品一样，环境物品及服务的真实价格（等于影子价格或机会成本）是由供求两种力量共同决定的。环境要素的供给状况主要取决于该国（地区）的资源禀赋。一般来说，相对其他国家而言，一国的可耗竭资源越稀缺，可再生资源的再生能力越差，生态环境越脆弱，遭人为破坏的程度越严重，环境资源使用的机会成本就越高。对环境的迫切需求则会通过强化竞争来提高环境要素的真实价格。然而，由于不存在一个现实的环境要素市场，收集有关环境需求的信息的费用极其昂贵，同时得到的信息具有很大的不确定性，因此，政府往往直接决定环境公共物品的“市场”供给价格。[4]（P110） 这样，一国环境要素的现实价格强烈地受到该国环境管理制度的影响。在其他条件相同的情况下，政府对环境的偏好越强，环保标准越高，则环境资源的定价越接近其真实价格，环境要素的稀缺性也就呈现得越充分。其次，单位产品中所投入的环境要素量，除受价格影响外，还受到技术效率的影响。当一国环保技术水平提高时，虽然未必改变环境要素禀赋及其相对价格，但可以节约环境要素的投入量，提高其利用效率，从而降低环境成本及商品价格。技术效率不同的两个国家之间也可以由此产生贸易。
不管是基于环境要素的价格（包括真实价格与现实价格）差异，还是基于环保技术的差异，都可以导致两国之间同一商品相对价格的差异，从而构成比较优势与互利贸易的基础。在两国偏好相同的情况下，环境变量对比较优势的影响，表现在以下三个方面：第一，如果两国要素禀赋、偏好和制度相同，那么，比较利益将由相对技术效率差异所决定，而环保技术通过影响环境成本，修正了传统的比较优势格局。这正是附加环境变量的李嘉图模型所要表明的。第二，在同样的技术、制度和偏好条件下，环境要素的真实价格r惟一地取决于环境禀赋。包括环境禀赋在内的要素禀赋差异，成为产生商品价格差异及比较利益的源泉。将环境变量纳入赫克歇尔一俄林模型，就可以说明这一点。第三，环境要素的现实价格是由政府单方决定的外生变量，它可以直接决定一国“显示的要素丰裕度”。当环境资源定价（r′）较多地偏离其真实价格（r）时，就会使本国的要素丰裕度w/r产生扭曲，从而掩盖真实的比较优势。本文对此也进行了解释。三个模型之间的关系可以用图1来表示。
图1 附加环境变量的比较优势理论的总体分析框架
二、附加环境变量的李嘉图模型
李嘉图模型是关于比较优势原理的一个最简单、最基本的模型。假定本国与外国都只存在一种生产要素——劳动，都只生产两种产品——产品1和产品2。分别用a[，1]、a[，2]表示本国生产一个单位的产品1、产品2所需要的投入：a[，i][*]（i＝1，2）表示外国生产一个单位的产品i需要的投入。如果本国生产产品1的机会成本（用a[，1]/a[，2]表示）小于外国生产同类产品的机会成本（用a[，1][*]/a[，2][*]表示），则意味着本国产品1的相对商品价格较低，这为两国开展互惠贸易提供了基础。在要素不能在两国之间自由流动的假定下，贸易促使两国专门生产具有比较优势的产品。
在李嘉图模型中，a[，i]代表的是单位产品i（i＝1，2）的成本。传统上，这种成本只是指生产成本，而没有包含环境资源的价值，更没有将环境外部性考虑在内。假设环境成本实现了完全的内在化，则厂商面临的成本就由生产成本a[，ip]和环境成本a[，ie]两部分组成，即a[，i]＝a[，ip]＋a[，ie]。假设环境成本占全部成本的比例为e[，i]（0＜e[，i]＜1），即a[，ie]＝e[，i]a[，i]，称e[，i]为环境成本系数，1－e[，i]为生产成本系数，则a[，i]＝a[，ip]/（1—e[，i]）。
在不考虑环境成本的情况下，假如本国在产品1上拥有比较优势，即a[，1p]/a[，2p]＜a[，1p][*]/a[，2p][*]，那么，当加入环境成本之后，比较优势的判断就变成了a[，1p]（1－e[，2]）/a[，2p]（1－e[，1]）与a[，1p][*]（1－e[，2][*]）/a[，2p][*]（1－e[，1][*]）的比较问题。显然，e[，i]的引入，对比较的结果将发生重要影响。可看出，当（1－e[，2]）/（1－e[，1]）＜（1－e[，2][*]）/（1－e[，1][*]）时，即产品2的生产成本系数相对低于外国时，会强化原有的比较优势；当（1－e[，2]）/（1－e[，1]）＞（1－e[，2][*]）/（1－e[，1][*]）时，即产品2的生产成本系数相对高于外国时，会弱化原有的比较优势，甚至使原有的比较优势发生逆转。进一步地，若本国在优势产品上的环境成本系数相对低于外国，则会强化本国在生产上的比较优势；若本国在优势产品上的环境成本系数相对高于外国，则会削弱原有的比较优势，甚至使原有的比较优势发生逆转。只有在两种情况下，原有的比较优势才会保持不变：一种情况是e[，i]、e[，i][*]小到可以忽略不计时，另一种情况是两种产品的相对环境成本系数在国内外完全相等时。
在传统的李嘉图模型中，两国生产成本的差异是由劳动生产率的差别造成的。那么，附加环境变量以后，有可能对比较优势发生重要影响的环境成本系数，e[，i]取决于什么？抛开制度因素，环境成本系数e[，i]主要取决于产业性质和技术状况。
首先，就不同产业间的比较来看，e[，i]取决于i产业对自然环境的依赖与损害程度。经济活动作为环境的一个子集（subset），归根到底要服从生态规律，因此，生产越是依赖于自然环境，就越要为环境的维护进行更多的“投入”；对环境的损害越大，需要进行的补偿也就越大。不同产业的环境成本系数相差很大。比如煤炭开采可引发矿井地表沉陷、酸性矿井水污染、露天开采的地表植被破坏等，因此在生产的同时及后续的相当长时间，需要花较大的成本去整治环境，环境成本系数就会很高。而有些产业对环境的损害很小，如信息产业，环境成本系数可以小到忽略不计。
其次，就同一产业自身来看，它还取决于该产业的相对技术效率。若将技术分解为生产技术与环保技术，则生产技术的提高，将减少单位产品中为生产所投入的劳动量，从而减少生产成本；环保技术的提高则可以减轻对自然资源的依赖程度和对环境的损害程度，进而减少为防治环境损害而追加的劳动投入量，减少环境成本系数e[，i]。可以发现，当一国在产品i（i＝1，2）上的环保技术与生产技术具有相同的相对优势时，就倾向于加强它在生产上的比较优势，反之，则会削弱它在生产上的比较优势，甚至使原有的比较优势发生逆转。
若将环境费用占产值的比例看作有关e[，i]的经验数据，1988年对所有美国产业来说这一数据平均约为0.5％，对于大多数污染产业则为3％。[5]（P17） 这一系数看上去微不足道。但是，资本家即使为1％的利润，也会铤而走险。随着全球化进程的加速，国家间资本、劳动成本趋于均等化，环境成本系数e[，i]的国际差异对于各国间相对价格的差异也就日益重要。环境成本系数的不同，将会修正传统的比较优势格局，从而对一国（地区）的专业化生产定位产生影响。
三、附加环境变量的赫克歇尔—俄林模型
在同样的技术和偏好条件下，一个国家的比较利益取决于它的要素禀赋结构。对此，赫克歇尔—俄林理论（简称H—O模型）给予了明确而详尽的阐述。H—O模型是以两个国家、两种要素、两种产品为分析框架的，这里的“要素”通常采取土地、劳动、资本、技术等形式。土地作为一种稀缺性的自然资源，是环境要素的一部分，因此，我们很容易把土地的外延推而广之，用“环境要素”来表述。环境具有一般生产要素的共性：其一，它是生产中所必需的一种中间投入。完全脱离环境资源的产业几乎是不存在的。其二，随着各国环境管理制度的完善，公共生态环境和生态资源已成为有偿使用的物品。不仅金属、矿产等可耗竭资源具有价格，而且传统上可自由取用的空气等环境资源，也被赋予了价格。尽管目前没有一个国家规定一定量空气的价格，但各国，尤其是经济发达国家，都对环境制定了程度不等的保护标准，如对各种污染物的排放，依照其数量大小和浓度的高低，征收程度不等的各种税费，这就是一种准市场价格。其三，环境与其他生产要素之间存在一定的替代性，厂商可以随环境资源的相对价格变动来进行投入组合选择。环境要素的这些共性，使我们可以很方便地将其纳入比较优势的分析框架之中。
为便于分析，我们仍然采用两要素框架，将环境作为其中一种要素（注：严格地说，在两要素模型中每种要素都应是同质的，这样才能确立每种要素的国内统一价格。环境要素是一个包含可耗竭资源与可再生资源在内的内涵与外延极其丰富的概念，我们根本无法定义“单位环境要素”，更难以估量其单位价格， 但这并不妨碍我们在理论模型中对环境要素进行科学的抽象。在应用到具体案例之中时，可以对环境要素及其价格进行具体限定。），用“劳动”来指代其他各种要素。假设本国与外国均生产两种产品：煤炭（注：需要指出的是，未开发的煤矿是环境资源，煤炭则是一种利用环境资源和劳动而生产出来的产品。）和棉布。相对于棉布生产而言，煤炭生产对自然环境的依赖与损害程度较大，厂商需要为环境资源的利用和恢复进行较多的支出。在现实中，煤炭生产商所担负的环境资源的价格主要由矿区使用费、矿产资源补偿费、排污费等各项成本所构成，棉布厂商则只需为环境要素支付排污费。显然，在任何可能的相对价格水平下，生产煤炭所费的环境/劳动比率均要大于生产棉布所费的环境/劳动比率。因此，可以称煤炭为环境密集型商品，棉布则属于劳动密集型产品。
两国拥有的环境资源总量主要由两部分组成：煤炭资源储备＋环境容量（或生态环境的自净能力）。假定两国的生产技术水平与消费倾向相同，唯一的差别是要素禀赋的不同：本国的煤矿资源更丰富，环境自净能力也较强，因而，本国环境资源对劳动的相对供给高于外国，即本国是环境资源丰裕（Environment-abundant）的国家，外国是劳动充裕的国家。在要素不能自由流动的前提下，本国环境要素的真实价格也就相对较低。在这里，环境要素的物理丰度决定了其经济丰度。再假定两国均实现了完全的环境成本内部化，因而环境要素的真实价格等于现实价格。那么，通过与传统H—O模型相似的推导过程，我们可以得出结论：本国煤炭的相对价格低于外国，因此本国在环境密集型产品——煤炭的生产上拥有比较优势。两国通过各自扩大丰裕要素密集型产品的生产并开展贸易，可以获得国民福利的提高。
附加环境变量的H—O模型与传统H—O模型相比，有三点特殊之处：第一，与劳动和资本等常规要素不同，环境作为公共物品，很难严格界定其产权，一般情况下是由政府作为代理人，向环境要素的使用者征收一定的租金和税费，以补偿环境损害。从这个意义上说，可以把厂商看作环境要素的使用者，政府则是提供者。第二，环境要素的现实价格是由政府单方确定的，这就违背了传统H—O模型关于完全竞争市场的假设。对此，我们用另一个额外的假设条件来进行矫正，即两国均实现了完全的环境成本内部化。这样就可以将环境要素价格看作是在完全竞争的市场中形成的，从而不改变H—O模型的推理和结论。再宽泛些说，附加环境因素的H—O模型有一个额外的假设条件，即两国环境管理制度的严格程度相同。如果制度因素不同，则会改变问题的性质与结论，这一点在后文还要详细论述。第三，环境要素的供给受到自然条件的刚性约束，特别是不可再生资源一旦到达耗尽点，其成本就会变得无穷大。因此，环境与其他生产要素的替代弹性极其有限。
四、环境管理制度差异说
新古典贸易理论对比较优势的成因作了如下解释：具有同样消费者偏好、技术（生产函数）、要素禀赋结构的国家，将会有同样的均衡价格比率出现，因而就不会有国际贸易的动力。三者之中若有一项不同，就会产生价格差异，使比较利益拉开差距。[6]（P560） 当我们把环境因素考虑进来就会发现，即使两国在消费者偏好、技术与要素禀赋三方面都相同，惟有环境管理制度不同，也会造成相对价格与比较优势的差异，从而产生专业化生产与贸易的动力。这里的关键在于环境资源的价格决定机制。一方面，环境要素的真实价格，由该种要素的相对供求所决定；另一方面，环境要素的现实价格受到该国环境管理制度的影响。
假设两国在消费者偏好、技术与要素禀赋三方面都相同，惟一的不同之处在于，外国的环境资源基本实现了市场化运作，从而环境资源定价接近于其真实价格，而本国由于环境管理松懈，环境资源价格被严重低估。仍旧假设两国采用环境（用e表示）、劳动（用l表示）两种要素，生产煤炭（用m表示）和棉布（用b表示）两种商品。定义以下表达式：a[，me]、a[，ml]分别表示本国生产每单位煤炭所需要投入的环境要素、劳动要素，a[，be]、a[，bl]表示生产每单位棉布所需要投入的环境要素、劳动要素，用w来表示每小时劳动的工资率，r表示每单位环境要素的成本。用带*的符号表示外国该类变量。于是单位煤炭产品的价格（成本）P[，m]为：P[，m]＝w[，aml]＋r[，ame]。煤炭等成本线的方程是：a[，ml]＝P[，m]/w－（r/w）a[，me]。因为本国环境要素的价格较低（r/w＜r[*]/w[*]），所以本国的等成本线较平。而两国技术条件相同，故此等产量线为同一条曲线。本国的投入选择在点A，外国的投入选择点在A[*]。可以看出，在煤炭的生产上，本国有更高的环境—劳动比，见图2。在棉布的生产上也是如此。这样，对于同样的要素禀赋，本国将能生产更多的环境密集型产品——煤炭。表现在几何图形上，就是本国的生产可能性曲线偏向煤炭所在的轴。由于本国煤炭的相对价格较低，这样，将煤炭运到国外或将外国棉布运到本国就是有利可图的。贸易的结果使两国发生专业化分工，本国扩大煤炭的生产，外国扩大棉布的生产。
图2 环境管理制度引致的比较优势
当本国分工生产环境密集型商品并减少劳动密集型产品时，对环境的相对需求就会上升，从而提高环境要素的真实价格。同时对劳动的相对需求下降，引起工资率的下降。外国则发生相反的趋势。这样，无论从“物质”定义（“Physical” Definition ）还是“价格”定义（“Price” Definition）看，本国实际上变为了劳动丰裕型国家，外国变成环境丰裕型国家。但是，由于本国的环境要素价格是由政府单方决定的外生变量，呈现粘性状态，所以，“显示的比较优势”仍然在环境密集型产品上，这样本国厂商会继续扩大煤炭的生产，致使环境要素的真实价格越来越偏离其现实定价。从表面上看，两国通过发挥比较优势，都能获得国民福利的提高。但是，本国通过人为压低环境价格而获得的比较优势，必将导致生态破坏，从而对国民福利造成三种潜在损失：人们的健康受到损害，经济生产率下降，环境“舒适感”丧失，陷入不可持续发展的困境。而外国则通过以较低价格进口环境密集型产品，维护了自身的生态环境。显然，这种贸易格局损害了效率与公平，但这种损害在以货币为衡量尺度的经济学分析中无法显示出来。只要相对要素价格不同，相对商品价格就会不同，对于追求利润最大化的厂商来说，就会继续推动贸易的发展。直到两国的专业化生产进行到一定程度，本国的环境资源变得相当稀缺，最终使本国面临生态系统崩溃之灾。由于环境损害具有一定的不确定性与不可逆性，因此，生态灾变的结果何时到来，我们无从得知。但可以肯定的是，只要本国坚持其僵硬的环境管理制度，那么，生态灾变将是本模型惟一的均衡结果。
五、结论与启示
1.在附加环境变量的李嘉图模型中，将环境成本用追加的劳动来衡量，据此考察了环境成本系数对比较优势的影响。按照这一模型，要维持或强化原有生产上的比较优势，有两条基本途径，一是大力开发新型生产与环保技术，以降低生产成本与环境成本；二是通过维持较低的环境标准，人为降低环境成本系数e[，i]。
2.在修正了的H—O模型中，用“环境”要素来替代“资本”等要素，得出了与传统H—O模型基本相似的结论。
3.客观存在的环境成本能够在多大程度上被纳入厂商的预算约束，主要取决于各国政策的导向。从这一意义上说，环境管理制度的差异也能导致“比较优势”，当然，这种“比较优势”是以一国的环境价格扭曲为基础的，它对于环境管理松懈的国家来说无异于饮鸩止渴。
4.政策结论：一国要形成可持续发展的良性机制，除了利用好以环境禀赋为基础的“自然比较优势”外，还必须致力于在环境友好产品上塑造新型比较优势。这需要技术与制度两种手段并用——大力进行技术创新，以降低环境成本系数；切实推进环境成本内部化，通过单位环境资源的价格上升，迫使生产者减少环境密集型产品的生产。