空气污染对社会经济发展的影响——以武汉市为例

刘 刚，周凯玲，王 星

（湖北经济学院 金融学院，湖北 武汉 430205）

空气污染对社会经济发展的影响
——以武汉市为例

刘 刚，周凯玲，王 星

（湖北经济学院 金融学院，湖北 武汉 430205）

随着经济建设的高速发展,人类赖以生存的自然环境也因此受到了破坏,污染程度日趋严重，生态平衡正经受着严峻的考验。本文首先分析了我国空气污染的现状及分析空气污染对社会经济发展影响的意义。然后以武汉市为例，基于博弈论模型对于大气污染治理涉及政府、企业、居民三方微观利益主体进行了分析。并以此从政府、企业、居民三方面对武汉市的大气污染治理提出了相关建议。

空气污染；经济建设；可持续发展；博弈论模型

一、问题的提出

（一）我国空气污染现状

随着我国经济的快速发展，工业企业的不断扩张，对环境的污染也越来越严重。在一些工业污染比较严重的区域，经常会出现雾霾天气，近几年，北京、邢台、保定、武汉等地雾霾的天气明显增加。

20世纪70年代末期以来，随着我国经济持续快速发展，发达国家上百年工业化过程中分阶段出现的环境问题在我国集中出现，环境与发展的矛盾日益突出。资源相对短缺、生态环境脆弱、环境容量不足，逐渐成为我国发展中的重大问题。到2012年，中国已有三分之一的国土被酸雨侵蚀，三分之一的城市人口呼吸着严重污染的空气，城市垃圾无害化处理不足20%，工业危险废物处置率仅为32%，全球污染最严重的10个城市中，中国占5个，这说明我们赖以生存的环境被污染的程度在逐步加剧。

（二）分析空气污染对社会经济发展影响的意义

目前我国频频出现沙尘暴、雾霾、PM2.5超标等大气问题，大气污染不仅影响人们的身体健康，而且还会抑制经济的发展。各种违反自然常规的活动不仅给企业增加了处理的成本，同时也破坏了环境和资源的平衡。社会需要花大量的人力物力去治理，每年所消耗于环境污染上面的资金和人力也是逐年增加，当增加的比例越来越快时，对经济发展的社会影响就会越大。我们处在一个资源亏乏，人口众多的社会，环境污染间接性的限制了经济社会的发展，使大量的资源流失，所以减少污染和无污染是必要的，不能“先污染，后治理”。如果把污染给中国国民经济造成的损失折合成美元计算，大气污染和水污染加在一起造成的损失高达540亿美元。可见空气污染已经对我国经济建设带来了巨大损失，严重阻碍了国民经济的发展，所以研究空气污染对社会经济发展的影响这一问题极具有现实意义。

（三）研究对象的选取

近年来，由于武汉城市圈建设进程的实施，中部崛起战略的推进，经济飞跃发展，大批工厂进驻武汉。政府在吸引外资的同时，尚未建立完善的环境保护制度，工业废气仍将持续恶化。武汉人生活水平逐步提高，城市汽车通行量迅猛增长，排放大量尾气，污染了人们赖以生存的大气环境。城市人的环保意识虽然有所增强，但是远超过环境负荷的人口量也将对空气产生巨大影响。据调查，武汉市大气污染物质主要来源于运输机械尾气，工业污染和生活污染三方面：

1．运输机械尾气。武汉市机动车总量已经突破一百万量，数量惊人的机动车在拥堵交通的同时，也排放了大量汽车尾气。不仅如此，武汉市作为一个内陆港口城市，每天港口轮渡通行量今年来也激增，同样制造了大量空气污染尾气。

2．工业污染。武汉市工业规模巨大，产业结构尚不合理，高耗能产业以及低环保企业汇聚江城，工厂在消耗能源的同时也排放了大量污染物质。例如颗粒物质，硫氧化物，氮氧化物，烃类和CO，CO2均有排放。

3．生活污染。作为一个人口大市，武汉人在日常生活中也会制造空气污染，比如室内装修施用化肥，燃烧秸秆，处理生活垃圾等。由于人们节能环保的意识尚未完善，生活污染已经成为巨大的环境问题。

据市环保委介绍，武汉市每年排放的废气总量约为1000多亿立方米（不包括汽车尾气）。为了能更好的促进经济发展，推进中部崛起战略，对武汉市空气质量的管控显得至关重要。因此，我们选取了武汉市这一具有代表性的城市进行实证分析。

二、基于博弈视角对于武汉市空气污染的三方分析

（一）市场经济条件下政府与企业之间的博弈分析

1．静态博弈分析。在市场经济条件下，企业以盈利为目的，对于企业的环境作为，其在缺少政府的监管下，没有任何的成本，因此政府监管作为一种约束是必须的，这种约束与企业的环境污染之间便形成了一场博弈。

一般情况下，政府对企业的监管是通过行政手段来进行，这种监管的具体形式便是行政罚款，与此同时政府也会因此产生机会成本，其次政府的行政效率也会影响到最后的结果，该种方式将在多大程度上阻止企业的污染行为，罚款数额定为多少能被迫使企业进行治污，下面将通过具体的分析来说明。

假设：c1：政府的监督管理费用；

c2：企业的治污成本；

c3：政府对于违法排污企业的罚款；

且 c3＞c1。

表1：政府对排污企业行政处罚的收益矩阵

如表1所示，在这一博弈中，企业是否存在占优策略均衡取决于c1和c2的大小比较：如果c1＞c2，即企业的治污成本大于企业可能受到的罚款处罚，则不论政府是否采取相应的监督措施，企业的最优选择都是排污，这可以解释当地方政府处罚力度不够时，污染问题屡禁不止的原因。

如果c3＞2c2，该博弈不存在占优策略均衡，我们来分析其混合战略纳什均衡。以α代表政府监督的概率，β代表企业排污的概率，政府的期望收益为πG，企业的期望收益为πE，则：

对两式分别求导，可以得到企业和政府的最优一阶条件：

上述政府与企业博弈的模型建立在政府对排污企业进行行政处罚的基础上，虽然处罚力度的提高有利于降低企业的排污概率，但通常不足以弥补对社会造成的损失,即没有考虑政府机会成本，因此需要对此博弈进行改进。

2.动态模拟的承诺合作博弈分析。假设政府代表社会的整体利益，其最终目标是给社会带来更多的福利，政府可以通过和企业的承诺合作，即企业承诺进行污染治理，并进行技术设备改造，来减少对大气污染。这样做的好处一方面是政府可以减少每年花费在治污上的财政支出，并且政府还可以把这一部分支出和隐性的罚款给企业进行发展（政府基于社会最大利益考虑）。假设企业在进行了设备更新技术改造后，不会对空气进行二次污染，这样通过投资乘数的作用，除开不能量化的空气质量带来的福利，会给社会带来数倍的经济增值，以下通过武汉市空气污染的实证分析，来说明改进的承诺合作博弈模型的确会给社会带来更多福利。

为了在合作情况下企业答应减少工业废气排放，以达到政府要求的空气质量要求，需要建立两者之间的关系，以推导出要达到政府要求，企业需要减排多少工业废气，经过相关数据的模拟可以找出两者之间的大致关系为：

X是空气综合指数，Y是工业废气排放量。

表3通过计算为了达到协议的空气质量指数，企业需要承诺减排的废气量，并且通过实际单位废气治理成本，并测算出因为废气治理而导致的支出资金数量，此资金作为合作情况下的成本测算。

表3：合作情况下每年空气质量、资金详情

对于合作情况下，企业获得的资金怎么转换成GDP，用经济学中的投资乘数解决。利用武汉市2002～2009年消费额和GDP拟算出消费函数：

其中Y为消费量，X为GDP，0.396为边际消费倾向，即增加一单位GDP用于消费的为0.396单位。

由表3可以得到在合作情况下，企业获得的资金会再通过投资乘数的作用转化为GDP。同时为了保证投资时不会再引起大气污染，企业需要进行技术的改造与创新，为此需要支出资金，这部分资金需要从GDP的增量中减去。

从表4中可以看出并不是所有年份两者合作带来的社会经济效益值都大于非合作，原因在与两者之间的合作程度，即政府所要求的空气质量等级会影响两者具体策略。政府所要求的空气质量从一开始就一直就要下降，导致有的年份出现的负效用，这时政府会从大局出发，此时可能会考虑到可持续协调发展，继续进行合作，同时也可以改变政府所要求的空气质量，来分析当空气质量达到什么程度时，两者合作是最好的结果。

在进行承诺合作博弈模型分析的时候，并没有考虑到因空气质量的提升为此给社会巨大的潜在福利，如果考虑到这部分，在有的年份出现的“缺口”会因此而消失，使这一动态博弈继续进行下去。

表4：合作情况下改进的承诺合作博弈模型动态模拟结果

（二）居民与企业之间的博弈分析

在环境保护方面，除了政府和企业外，居民也是一方重要的当事人，居民有要求良好生活环境的权利。对于有污染行为侵犯居民权益的企业，当地居民有权利要求其赔偿自身损失，但维权过程中也需要付出较大的成本，例如时间成本和协调成本。企业对于居民的索赔行为，有理睬与不理睬两种回应方式，企业既可以与居民协商和解并适当满足居民的要求，也可以置之不理，居民对于企业的不理睬行为，又可以继续采取起诉或者放弃的策略。因而，居民与企业之间的博弈是一个完全信息动态博弈。我们以图1来分析居民与企业的博弈过程：

图1：居民与企业的博弈过程

针对该博弈，我们用逆向归纳法求博弈的均衡解。

首先看第三阶段的博弈，即居民要求索赔，企业不理睬后居民的策略选择，图中ri表示居民的收益，ei代表企业的收益。r4=pz-c1-c2-l，其中p表示居民起诉获胜的概率，z表示企业败诉后给居民的赔偿，c1，c2分别表示居民在第一阶段索赔和第三阶段起诉的成本，l表示居民在环境污染中遭受的损失。如果居民在最后一个阶段选择放弃，则其获得的收益r3=-c1-l，显然居民在最后一个阶段的策略选择取决于pz和c2的大小比较。

现实情况是，由于中国的法制体系还不成熟，加之地方政府对经济发展的重视程度远远高于环境保护的重视程度，居民通过起诉企业污染行为，保护自己合法权益的道路还比较艰难，相比于其可能获得的收益，付出的成本往往是巨大的，即pz＜c2，从而r4＜r3。在居民是“理性经济人”的假设条件下，其第三阶段的最优博弈策略是放弃。

该博弈是完全信息博弈，因此企业在第二阶段选择策略时就能够预见第三阶段的结果，在第二阶段，如果企业选择理睬居民的索赔需求，与居民协商和解，则其需要付出一定的代价，而如果企业选择不予理睬，由于第三阶段居民肯定会选择放弃起诉，企业的付出为零，即e2＜e3，因此企业在第二阶段的最优博弈策略是不理睬。

最后回到第一阶段，如果居民从一开始就放弃索赔的权利，其收益r1=-l，即居民虽然遭受了环境污染的损失，但由于放弃了权利也免于了后续成本的支出，但如果居民选择索赔，企业必然选择不理睬，最后居民依然选择放弃，到那时居民的收益r3=-c1-l，显然r3＜r1，所以理性并掌握完全信息的居民从第一阶段就会选择放弃索赔。

该模型最终的纳什均衡是居民不索赔，企业继续污染。无疑这是一个对社会整体利益不利的博弈结果，居民作为环境污染代价的承受者，主动放弃了利益诉求。问题的关键在于pz和c2的比较，如果政府和居民有足够的环保意识，其维权思想非常强烈，且制度建设使居民能够合理保护自己的权益，获得适当的赔偿，则居民在最后一个阶段的最优选择将是起诉。企业在第二阶段考虑到败诉赔偿的成本要大于协商和解的成本，就会选择和居民调解，而居民如果在第一阶段放弃索赔，其必须要承担环境污染的损失，如果要求索赔，企业和解，居民将得到适当的补偿，因此该博弈的纳什均衡将是居民索赔，企业和解，这将使企业在将来主动降低排污的概率。可见，居民的环保意识、维权行动，以及政府有效的制度措施保障居民合法权利的实现对于抑制企业的污染环境的行为，降低负外部经济效应具有积极作用。

三、促进环境与经济和谐发展的政策建议

（一）基于武汉市政府监管角度

通过政府监管角度下政府与企业之间的博弈可知，政府要求企业承担环境污染造成的损失，使企业排污的概率进一步下降，这其实反映了产权交易的效率。通过合理界定产权，实行“空气污染谁负责”的惩处机制，企业排污的成本将上升，其追求利益最大化的经济决策将自动减少污染，从而促进整体社会效益的提升。

1．完善环境管理法规体系，合理界定排污权交易制度。由于企业的排污行为所造成的私人成本小于社会成本（包括环境损失），因而出现过度排污的现象，社会总福利未能实现最大化。因此提出排污权交易制度，从而实现资源的全社会优化配置与福利的最大化。

2．积极筹集资金，增加环境保护投入。对于环保部门，一是可在互惠互利的基础上向一些银行申请环保资金；二是建立环境容量有偿使用机制，实施排污就收费和税收政策，收取的费用大部分用于环境保护；三是建立环保基金，可以向社会筹措资金，如发售债券，个人投资等形式，并加强环保资金的管理，让个人和大众共同得利。

（二）基于武汉市企业能源利用与排污控制的角度

1．企业能源结构调整与有效利用。目前武汉能源结构仍以煤为主，在一次能源消费构成中，煤炭所占比例为70%左右，而发达国家这一比例平均只有21%左右。同时，在全国范围内能源利用效率都相对较低，能源生产和使用仍然粗放。在实现能源有效利用与配置的问题上，可考虑以下几点：一方面，企业可通过合作调整能源结构，推广集中供热和供气，或采用其他清洁燃料对城区锅炉、茶炉、大灶等大气污染源进行有效地调度使用。另一方面，鼓励环保科研单位积极研发清洁能源，逐步替代以煤为主的能源结构现状，尽量减少煤炭、石油等化石能源的使用，发展诸如风能、太阳能、水电等可再生能源等清洁能源，与此同时，加大天然气和核电的开发力度也是可行性较高的选择。

2．产业结构调整与排污的严格控制。产业结构的高度化水平从根本上决定着经济发展所付出的环境代价的大小，决定着资源消耗和废弃物的排放强度和规模，不合理的产业结构往往是造成环境污染的直接原因。因此，建议从合理规划工业布局，以及促使企业优先发展污染少、能耗低、产值高的绿色产业，逐步淘汰高污染、高能耗、高排放和低产值的劣势产业两方面出发，来有效调整产业结构和控制污染物的排放。

（三）基于武汉市公民的环境权益视角

从居民与企业的博弈模型可以看出，积极引导公众参与，保障公民环境权利对于监督企业与政府的环保行为具有十分重要的意义。在当下，我们需要积极鼓励社会团体参与环境管理与保护，并建立中国的环境公益诉讼制度。由于环境资源的地域性特征，环境保护通常只影响到一定范围内民众的利益，社会团体可以有效组织与协调该范围内民众的利益表达，发挥最有效率的作用。同时，加强环境公益诉讼的制度建设，将允许公民个人、集体、社会组织等作为公共利益的代表人，对行为人提出民事或行政的诉讼，实现有效监督和保障自身权益。

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