环境污染治理与经济增长：模型与中国的经验研究，本文主要内容关键词为：经济增长论文,中国论文,污染治理论文,模型论文,经验论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
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。
文章结构安排如下：第二部分简要回顾已有的研究文献，理论模型的分析将在第三部分展开，随后第四部分对中国的数据加以实证检验，最后是简单的结论。
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，所以由年青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)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：
再对三个状态变量K、H和P求偏导数，可得欧拉方程：
最优消费路径的表达式(11)表明，要使得在均衡路径上消费长期增长，有必要保持足够大的物质资本边际产量。如果其他条件不变，物质资本的边际产量是递减的，所以以上条件意味着在均衡点的资本存量水平要保持足够低。从增长率表达式(12)可以看出，如果满足条件μ>ρ，即人力资本的积累速度大于时间贴现率，那么在均衡增长路径上，产出、消费和物质资本将以一个共同的增长率增长。事实上，正是由于人力资本的存在，抵消了对物质资本的这一约束，最终在均衡增长路径上，物质资本存量是不断增加的。因此，在本模型中，人力资本是经济增长的重要源泉，如果没有人力资本的积累，经济增长会由于物质资本的边际产量递减而最终停止，可持续发展无法实现。
要实现经济可持续发展，在均衡增长路径上环境污染状况应该得到改善。因此，根据表达式(13)可以得到可持续发展的另外一个条件：σ>1。这是说，消费的跨期替代弹性要大于1，这一结论与Stokey(1998)以及Aghion和Howitt(1998)的分析结论一致，即在均衡的增长路径上，消费的边际效用必须足够快地下降，使得人们在消费上作出的牺牲足以保证无限的持续增长②。
同时，由式(14)可以发现，在均衡增长路径上，环境污染治理投资的份额是不断增加的，这使得环境污染状况的改善成为可能。这也意味着，可持续增长的维持需要不断地加大环境污染治理投入，以减少持续的经济增长所导致的污染排放增加。从表达式(2)和(5)式可以发现，环境污染治理投入的增加一方面减少了产出中可用于消费的份额，另一方面也减少了生产过程中的污染排放，这反映了可持续发展在经济增长和环境质量两个方面的权衡取舍，最终的结果是牺牲部分的经济增长，保证环境质量的持续改善。
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：
2.数据来源与处理
由于环境污染投资的数据的可得性，本文使用中国2003-2007年31个省的面板数据进行实证检验。原始数据主要来源于历年《中国统计年鉴》和《中国环境年鉴》，部分环境污染的数据直接取自国家统计局网站的专题数据。对数据的处理说明如下。
地区生产总值(GDP)：GDP数据使用往年的CPI数据进行平减，并换算成2002年的不变价GDP，并以此计算每一年的GDP自然对数值。
劳均物质资本：首先，根据张军等(2004)的计算方法计算出1997年中国各省的物质资本存量(亿元)。其次，以此作为基年的物质资本存量，计算出历年的物质资本存量数据，这里采用通行的永续盘存法，即
=
，并假设折旧率δ为9.6%，加上历年的固定资本形成额计算得到2003年至2007年历年各省的物质资本存量，并使用往年的CPI数据进行平减，然后除以历年各地区从业人员数(万人)。
人力资本：人力资本的度量方法主要有教育经费法、人均受教育年限法和中等教育入学率法等。相比较而言，人均受教育年限法较为可靠，故采用这一方法来度量我国的人力资本存量。遵循目前广泛采用的人均受教育年限指标，通过将全部6岁及6岁以上人口的受教育年限加总后除以6岁及6岁以上总人口数得到。根据我国实际情况，小学文化程度设为6年，初中文化程度设为9年，高中文化程度为12年，大学及以上文化程度设为16年。
环境污染治理投资：即各地区历年的环境污染治理投资额。
污染治理投资份额：用各地区历年的环境污染治理投资总额除以相应年份的各地区GDP。
影响经济增长的其他制度变量X包括：(1)财政支出占GDP的比重。这个变量是为了度量地方政府出于增长财政收入的目的，对地方经济活动的干预程度，用历年各地区政府财政支出除以GDP得到。(2)国有企业职工人数占总职工人数的比例。由于就业目标是地方政府要考虑的最重要的公众利益，而就业的压力直接与地方经济的国有化程度相关，因此，这个指标可以用来度量一个地区的经济国有化程度，也反映了地方政府对于当地经济的控制能力。
表1报告了各变量的样本描述统计量。
五、结果分析
在对式(16)采用面板数据进行估计时，主要使用了随机效应和固定效应模型，同时列出两种效应的结果，并使用Hausman检验来判断估计结果的准确性。在实际的计量过程中，首先估计出不包括制度变量在内的基本模型，然后在基本模型的基础上逐步加入制度变量。各方程实证检验的估计结果如表2所示(这里省略了各地区的不同截距项结果)。
由于Hausman检验都在1%的水平上显著，这里主要关注固定效应模型的结果。通过比较三个方程的估计结果，可以看到劳均物质资本对经济增长发挥着显著的正向作用，这与一般的增长模型的检验结果是一致的，而且与第二节理论模型的分析结果非常吻合。人力资本的回归结果为正，但不显著，这可能说明中国的经济发展仍然主要靠要素投入来驱动，人力资本积累并没有发挥出显著的作用。这在一定程度上反映了中国经济发展所遵循的粗放式发展模式，这一发展模式无疑亟待调整。这里需要重点关注的是(1-m)的估计系数，三个方程的估计结果都为正，相差不大，而且均在5%以上的水平统计显著。注意到所估计的是(1-m)的系数，这说明环境污染治理投资份额的增加(也就是(1-m)减小)对经济增长率是有一定的负面影响的。如前所述，这是为了减少环境污染而在短期内必须作出的权衡取舍。当用于污染治理的资源增加了，能够用于生产的资源便会减少，生产者的产出也会相应下降，经济增长需要为之前过多的污染付出代价。由于在一定时期内环境污染没有受到足够重视，“先污染后治理”，中国的经济发展的轨迹一定程度上重蹈了发达国家的覆辙。环境污染治理投资的估计结果显示，环境污染治理投资对经济增长有显著的正向作用。事实上，这也告诉我们，如果考虑环境对消费者的效用，那么增加环境污染治理投资对于长期的经济发展是有利的。维持可持续发展并不一定是追求最优的经济增长，有时甚至有必要暂缓经济增长的步伐。中国的环境压力正是随着多年的经济增长而逐渐积累起来的，时至今日，环境污染已经到了不治理就无法继续发展的地步。环境污染外部性的存在也增加了可持续发展维持的难度，并对政府监管提出了更高的要求。一方面需要积极引入市场机制，降低环境治理成本，另一方面也需要在环境评估、公众参与等方面加以重视，为环境保护提供更充分的信息与更良好的舆论环境。当然，在具体实施环境政策的时候，各地方政府必须考虑到环境污染治理的成本，尽量争取提高环境污染治理的效率，这在目前环境治理投资渠道单一、投入不足的情况下显得尤为重要。今后需要吸取以前的教训，坚持走“边发展边治理”的道路，更重要的是要贯彻落实科学发展观，积极转变经济发展模式，从根本上扭转环境恶化的严峻形势。
另外，在逐步加入制度变量后，(1-m)的估计系数在不断的减小。财政支出比重代表的是地方政府对当地经济的一个贡献或者参与程度。政府干预越严重的地方，经济发展越难以有效持续，但是这反映在地方生产总值上却可能有不同的影响。一方面，地方干预越严重，市场经济的发展越不健全，这对当地长期的经济发展是不利的；另一方面，如果地方政府利用自身干预力量，大搞政绩工程建设，快速经济增长有可能在短期内出现，然而这对于长期的经济发展仍然是不利的。方程Ⅱ和方程Ⅲ的估计系数则表明，这个指标与经济增长的关系是正相关的，尽管这一结果很不显著，但这一定程度上说明了我国经济增长中政府主导的作用，只是这一作用已经越来越不明显。在未来的经济增长中，有必要减少政府的直接干预，各级政府应该更加着眼于当地经济社会环境的改善，逐步释放民间的经济增长力量，促进经济的可持续发展。地方政府干预对环境污染治理的效果则与地方政府的作为和发展战略有很大的关系。就目前我国的情况来看，大多数地方政府没有积极性对环境治理严刑峻法，很多地方政府甚至主张牺牲环境来发展当地的经济，这一情形可能也反映在了(1-m)的估计系数的变化上。环境污染治理的作用在考虑了政府干预的之后变小了，这意味着地方政府的干预除了对长期经济增长不利，还可能一定程度上影响了环境污染治理的效果。在方程Ⅲ中，国有企业职工比重的估计系数为负，说明国有化程度对经济增长有显著的副作用，而且(1-m)的估计系数较方程Ⅱ进一步减少了。事实上，国有化程度越高的地方，环境污染治理的阻力越大，因而在考虑了国有化程度的影响后，环境污染治理的效果得到了更加合理的体现。
六、结论
以上分别从理论和实证角度对环境污染治理在保持可持续发展过程中的作用与实际效果。理论分析表明，仅靠物质资本的积累是无法实现可持续发展的，必须有像人力资本这样的清洁生产要素的存在，可持续发展才能维持。这事实上提醒我们，要实现可持续发展，关键在于采用日益清洁的生产技术，并不断进行技术创新，为环保型的经济增长提供动力。同时，在已有环境污染的压力下，必须对环境问题加以足够重视，并且要求在均衡经济增长的路径上，环境污染治理的力度也要不断加强。中国所走过的可持续发展路径类似于“先污染后治理”的道路，而目前中国还远未达到实现可持续发展的均衡路径。这有几个方面的原因。首先，粗放型的经济增长方式没有根本性的转变，物质资本和劳动力仍然是中国经济增长的主要推动力。其次，环境污染在很多地方没有得到足够重视，环境恶化的趋势还在加剧。而且，环境污染治理投入不够，环境保护部门心有余而力不足。中国的经济增长还在偿还因为环境污染而造成的巨大代价。
实证检验的结果也提供了一些发现。不断增加的环境污染治理投资份额一定程度上对经济增长造成了负面影响，但这是实现可持续发展所必需的代价。未来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，争取从根本上扭转环境恶化的严峻形势。计量结果还表明，地方政府的干预行为给环境污染治理形成了不小的阻力，可持续发展观念的转变还需要从地方官员的政绩观转变开始，这需要在今后的社会经济发展评价中加大社会环境方面指标的考核力度，赋予相关指标更多的权重，改变地方政府的施政惯性和执政理念。
作者感谢与会人员的评论和建议，同时感谢湖南大学柯善咨教授的帮助，文责自负。
注释：
①此处关于β>1的解释得益于匿名审稿人的启发，特此感谢。
②《内生增长理论》，Philippe Aghion，Peter Howitt著，陶然等译，北京：北京大学出版社，2004年4月第1版，第144页。
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