CH3环境质量的静态配置.ppt

1、第3章 自然环境的静态配置 自然环境的静态配置方面 考察生产理论。将排放作为生产的联合产出， 将环境质量作为生产过程中的变量。 考察与福利标准有关的环境质量优化问题，研 究价格的设置。 “环境质量” 术语 “环境质量”是一个广义的环境物品概念，既包括 通常所理解的具体环境介质的质量，也包括诸如生 物多样性、臭氧层保护和酸雨控制这类环境物品。 包括环境质量的生产理论和变换空间 包括环境质量的生产理论 包括环境质量的转换空间 影响转换空间的因素 一般物品的生产理论 生产可能性曲线 一个经济（包括一个厂商、地区或国家）总 的生产能力是有限的，总的资源禀赋也是有 限的，其生产能力能够生产两种产品的轨迹

2、， 称为生产可能性曲线（production possibility curve）。 生产可能性曲线的形状受要素总量及其 比例的影响，凹向原点。 生产可能性曲线 Y V Y1 Q1 Y2 Q2 0 X1 X2 V X 图3-1 生产可能性曲线 边际转换率 边际转换率（marginal rate of transformation， 以MRT表示） 生产可能性曲线的斜率的绝对值。即为保持最大产 量，每增加一单位X产品所必须减少的Y产品的单位 数量，也就是单位X产品的机会成本。 在完全竞争条件下，产品价格等于边际成本。 dX dY MRTXY Y X Y X XY MC MC P P dX dY

3、MRT 污染物的排放函数 考察一个简单的两产品部门的经济。随着产品 的生产，污染物不断产生，并排入环境中。 为了简化，假定两产品的生产过程中仅产生一 种污染物，污染物的数量与产品数量的关系即 污染物的排放函数为： for i=1, 2 根据排放函数，在一定技术条件下，污染物的 数量随着产出的增加而增加。 )( ii p i QHS 0 i H0 i H 污染物排放函数的性质 图3-2描述了 =0（线性曲线）和 0 （严格凸曲线）的情况。 =0情形表示污染物的数量随着产出的 增加而成比例增加； 0（严格凸曲线）的情形表示污染物 的数量随着产出的增加而递增。 生产函数的特点是对于不同的生产要素，

4、边际生产率下降。 i H i H i H i H 排放函数和生产函数 图3-2、排放函数和生产函数 p i S i Q i Q i R 排放函数和生产函数（1） 假定产品生产过程仅使用一种生产要素R， 则产品的生产函数为 0, 0, ()0 上式显示污染物是生产性投入的副产品。 这里 )( iii RFQ i F i F )()( iiiii p i RZRFHS i Z i Z 0 iii FHZ 排放函数和生产函数（2） 如果应用物质平衡的概念来理解生产函 数，则一个凸性的产品生产函数对应着 一个凹性的污染物排放函数。 若和表示商品1生产过程中产品和污 染物的数量比例， 为污染物，则有 p

5、 S1 111 RSQ p )()( 1 )( 1 11111111 RZRFRQRS p 污染削减函数 污染削减函数表示的是污染物削减数量 与投入污染削减活动的资源的关系，且 与产品生产函数一样，污染削减函数的 边际生产率递减。 )( r i r i r i RFS 0 r i F0 r i F 环境中污染物的数量 生产过程中产生的污染物，尽管可能得 到削减，但不可能没有排放。削减活动 只能减少污染物的数量或浓度。那么， 削减后排放到环境中的污染物的数量为： 上式又称为扩散函数，表明污染物的排 放量与环境中污染物数量的关系。 0 SSSS r i p i 污染物的损失函数 污染物的损失函数表

6、明污染物对环境质量的影 响，可用下式表示： 0, 0 U表示环境质量，以效用形式表示，S表示环境中污 染物的数量。 如图所示，环境质量随着环境中污染物的数量 的增加而降低。 )(SGU G G U 0 S 图3-3 污染物的损失函数 m S m S 资源约束限制 对于整个经济或国家来说，在某一时期， 资源总量是一定的。这些资源部分用于 生产产品，部分用于污染物的削减。资 源约束限制了经济中生产活动和削减活 动的可能性。 RRR r ii 考虑环境质量时经济的生产可能性 在一定的技术和资源得到充分利用的条件下， 如果生产的数量增多，污染物排放数量将增加， 环境质量将下降。 根据排放函数，产出增加

7、，排放量递进上升。 为了增加产出，资源将大量退出污染物的削减活动， 而转向生产性活动。 在技术一定、资源充分利用情况下，如果更多 资源用于污染削减活动和减少商品生产，环境 质量的改善是可能的。 包括环境质量的转换空间 U G B Q1 A H X C 0 Q2 图3-4 包括环境质量的转换空间 B C 包括环境质量的生产决策 直觉的判断和正式的分析都表明转换空 间是凹的。 在商品的生产和环境质量的提供上存在 着权衡。在资源禀赋一定时，如果要较 高的产出，环境质量将下降；如果环境 质量要改善，产出将减少。 影响转换空间的因素影响转换空间的因素 包括环境质量在内的转换空间的形状受 到下列变量影响：

8、经济中的资源禀赋、 两产品部门的污染程度、生产活动和污 染削减活动的生产率。 转换空间的特殊情况 U U G Q1 G B Q1 B B” B H B H C C C” Q2 a Q2 b 图3-5、转换空间的特殊情况 存在负外部性时的情况 污染物不仅占用资源，使之退出生产过程，而且对生 产活动存在负的影响。例如，采矿的微粒可能减少柑 橘类植物的生产率。 生产函数就写成 表明污染物S对产出有负的影响。 表明污染物对生产率的负影响随着数量 的增加而递增增加。 污染密集性产品的生产增加，不仅意味着环境质量的 下降，也意味着其产出的减少，因为污染物对产出有 负的影响。随着大量污染物的积累，转换空间倾

9、向于 萎缩。 ),(SRFQ iii 0 is F0 iSS F 0 is F 0 iSS F 存在负外部性时的转换空间 U G A B Q1 H K B” L C” C Q2 图3-6 具有负外部性时的转换空间 环境质量的优化问题 上面分析的转换空间描述了两种私有品 和公共品环境质量的生产可能性。但是 应当怎样确定最优的产出水平呢？ 为了回答这个问题，必须引入价值判断 标准，再进行优化，以最终决定所需要 的产出水平。 优化的标准 一般最常使用的优化标准有三个 库普曼效率 社会福利函数 帕累托优化标准 库普曼效益 （Koopmans Efficiency） 在一定的技术和资源条件下，所有其他商

10、品j的 数量都保持不变, 第i种商品的产出不可能再增 加，则这种商品i的产出是库普曼有效的。 如果对于给定的商品产出 和 ，环境质量仍 可以提高，则意味着环境配置不是有效的。同 样，如果对于给定的环境质量水平，没有减少 其他商品的产出而一种商品的数量可以增加， 则这种配置不是库普曼有效的。 无效配置在转换曲面的里面。库普曼效率要求 生产点在转换空间的表面上。 1 Q 2 Q 社会福利函数 社会福利函数 其中，环境质量U是一个关键变量。在图3-4中，这 个福利函数可用三维无异曲面来代表。 优化问题构成了在给定的转换空间内寻找最高 的无异水平。当无异曲面与转换空间正切时， 切点就是优化点。在数学上

11、，最优点可以在定 义转换空间的约束条件（3.3-3.8）下，最大化 方程（3.11）得到。 ),( 21 UCCWW 帕累托优化 帕累托标准是基于个人效用函数，且效 用为序数的。 如果所有人除了j的效用保持常数，个人j 的效用不能被增加，则达到了帕累托最 优状态。 如果所有人除了j的效用保持常数，个人j 的效用能够增加，则不是帕累托最优状 态。 个人效用函数 假定经济中只有两个人1和2。两个人的效用取 决于所消费的两种私有品和环境质量的数量。 变量表示被个人j消费的商品i的数量。由于 环境质量是公共品，不同于私有物品i的消费数 量，U没有个人标记。则个人效用函数为： 一些其他变量也可进入了效用

12、函数（或社会福 利函数）如：就业、物价的稳定性、分配的公 平性等。 j i C ),( 21 UCCWW jjjj 环境质量的优化约束 为简化，假定经济由两个人构成。在个 人2的效用保持不变的情况下，应用帕累 托标准以最大化个人1的效用。个人1获 得的效用不仅受个人2的效用保持不变的 影响而且受转换空间的约束。 两个人的数量需求等于总需求；对一种 商品的总需求不能超过产出 。 拉格朗日函数 ),( )( )( )( )(),( 2 2 2 1 222 1 2 1 1 1 i j j i i i r iiR U r i p iS r i r i r i i S ii i iQ P iii i S

13、 QC UCCWW RRR SGU SSS RFS RFQ SQHUCCWL r i i P i 环境质量的优化结果 通过最大化拉格朗日函数，可得出污染物的影 子价格(shadow price)。 单位环境质量的价值，可以由个人效用汇总得 到。在最优化问题中如果存在社会福利函数， 则环境质量的影子价格可用社会评价决定。 环境中污染物、污染物排放和污染物削减的影 子价格相同，且等于单位排放的边际损失乘以 环境的社会评价值。污染物排放的影子价格等 于单位污染物排放所避免的边际损失，也等于 边际削减成本。 污染物排放税的决定 1 S0 S 边际削减成本 边际损失 S D A B T O X S1 S

14、2 图3-7 污染物排放税的决定 环境质量与商品产出 环境质量改善与有关成本之间的权衡。 如果削减较多的污染物以改善环境质量，削减成本 将增加，即资源将不得不投入削减活动，退出生产 活动。可见，环境退化可作为生产的机会成本，环 境改进可作为产出损失的机会成本。 如果环境问题存在，必须对环境的使用设置一 个稀缺性的价格。这个价格由从环境质量中得 到的边际福利和达到环境质量水平的边际成本 决定。用其他方法如成本效益方法、讨价还价 方法可得到同样的结果。 污染物排放价格设置对经济中价 格体系的影响 当考察环境的影子价格时，家庭优化的条件不 改变，但污染密集型商品的影子价格受到影响。 商品的生产者价格

15、由消费者估价减去生产的社会成 本。生产的社会成本由单位产出的污染和污染物的 影子价格决定。当考察环境的影子价格时，污染密 集型商品的净价格降低，生产的激励降低，消费量 将减低。 当环境使用零价格时，对生产者来说相对价格扭曲 了，因为没有任何生产的社会成本由生产者负责。 如果污染物有影子价格，生产者价格就会改变。如 果环境政策实施，相对价格将变化将偏好于非污染 密集性商品。污染密集型部门将被环境政策所限制。 排放税的设置要求排放税的设置要求 环境质量优化模型得到了环境使用的影子价格。 如果将优化模型的含义作为经济政策的基准， 则模型揭示了对排放税设置的信息需求。这些 需求是 决策者需要排放数量的信息。排放必须是以合理的 成本可度量的。 决策者需要关于环境的不同选择状态时削减成本的 水平。 决策者必须能够决定（或估价）避免的损失。 必须知道排放污染物与环境中的污染物之间的扩散 函数。 谢谢!