不完全竞争市场结构下贸易的环境效应作用机理分析

周明月

（东北大学秦皇岛分校经贸学院，河北秦皇岛 066004）

一、引言

随着经济全球化和国际贸易的发展，环境问题日益严重。全球性资源危机、环境污染和生态破坏使国际贸易与环境保护之间矛盾重重。Grossman和Krueger［1］（1991）从规模效应、结构效应和技术效应三个方面分析了北美自由贸易区（NAFTA）国家有关SO2和烟雾的跨境污染问题，并得出结论：经济一体化对发展中国家的规模效应会带来污染排放量的相应增加，但同时也会提升欠发达国家的收入水平，收入水平提高所带来的结构效应和技术效应会使污染排放量下降。这三种效应的综合结果使环境与收入之间存在倒U型关系，贸易自由化的长期结果对发展中国家的环境状况是有利的。为进一步验证收入水平提高对环境污染的制约作用，Taylor和Copeland［2］构建了一个南北贸易模型，将各国收入差别从影响国际贸易形式和环境质量的众多因素中独立出来加以分析。其研究表明，虽然收入水平的提高会带来对清洁环境需求的增加，但不同的收入水平也决定了不同的污染管制政策。各国环境标准差异所导致的生产成本差异，会在国家间创造出“环境比较优势”。经济一体化所导致的国际分工使污染密集型产业从环境成本较高的发达国家，向环境成本较低的发展中国家转移，从而使这些国家的环境污染加剧，成为“污染避难所”。因此，自由贸易减轻了发达国家的环境污染，但是增加了发展中国家的污染，结果世界范围内的污染物总量可能是增加的，从而使全球总的污染水平上升。Antweiler、Copeland和Taylor［3］研究发现，若自由贸易引起人均GDP上升1%，则污染浓度会下降1%，自由贸易有利于环境改善。Paul krugman［4］研究了来自于产业内贸易的贸易得利，并分析了规模报酬递增导致的产业内贸易与环境的关系。Lange和Requate［5］分析了差异化产品和垄断竞争市场条件下的政府征收的排污税与企业定价和环境之间的关系。Gurztgen和Rauscher［6］建立垄断竞争模型解释一国的环境规制对跨境污染的影响，认为更加严格的国内规制会带来外国更低水平的污染排放。Stern和David［7］以及Sheldon［8］研究了贸易自由化是否导致各国会纷纷降低各自的环境质量标准以维持或增强竞争力，出现所谓“向底线赛跑”现象。Haupt［9］引入非合作环境政策与本地污染外部性扩展之前的研究，认为贸易对环境的影响是不明朗的。Cole和Elliot［10］认为在HO的框架内没有统计上的明显证据支持环境规制与贸易伙伴国之间存在联系；而在垄断竞争框架内有统计上的明显证据支持环境规制与产业内贸易或产业间贸易之间的联系，但没有建立正式的理论框架来描述污染水平和贸易变量之间的关系。

国内关于贸易与环境的实证研究很多，得到的结论也不尽相同。张连众［11］等通过对我国31个省、直辖市的SO2排放量截面数据进行分析，认为贸易自由化对环境影响的规模效应为负，结构效应和技术效应为正，贸易开放度与污染呈负相关关系。张少华和陈浪南［12］以外包代工贸易对我国环境的影响为切入点，研究得出中国嵌入全球价值链体系的制造业环节会降低国内环境污染强度。彭水军［13］等指出国际贸易对中国环境的综合影响是负面的，各类污染物的贸易条件总体上呈现不断恶化的态势。朱红根［14］等考察了中国1990～2006年间4类环境污染指标与出口贸易的关系，研究表明出口贸易是影响中国污染排放增加的重要原因。曲如晓［15］根据Copeland和Taylor的环境效应分解数学模型，选取中国1995～2005年工业废水排放量作为污染指标计算了各行业的技术效应、结构效应、环境总效应和净效应，结果表明中国各行业的出口总体上与环境目标不相容。

综上所述，关于贸易与环境，实证研究多于理论研究。特别是在新贸易理论框架内（经济体为垄断竞争结构并且存在规模报酬递增）研究贸易与环境的文献是较少的，比较有代表性的是Benarroch和Weder［16］在垄断竞争和规模经济的框架内建立一个包含污染的两国模型分析贸易对污染、产出水平和福利的影响，认为国际贸易导致参与双方或其中一方更低的污染排放。但是，该模型只分析了中间产品的贸易对污染水平的影响而没有分析最终产品贸易的环境影响。那么，由于规模报酬递增产生的贸易对环境的影响与由于各国要素禀赋差异产生的贸易对环境的影响到底有什么不同？在不完全竞争市场结构下，更加严格的环境政策对一国污染水平有怎么样的影响？以上这些问题在以前的研究文献中基本很少被提到。

本文将污染外部性融合到新贸易理论框架中，分析产业内贸易、环境规制对环境影响的机理。有两个重要前提假定：第一，污染是本地的而没有跨境；第二，两国之间的贸易是差异化的污染密集型最终产品的贸易而不是中间产品的贸易。

二、建立模型

建立模型的基础前提：经济体包含消费者、企业和规制者；不完全竞争市场结构且存在规模报酬递增；企业生产差异化的污染密集型产品，污染是产出的副产品。假设：企业有同样的生产技术，由于规模经济，每个企业只生产一种类型产品；企业能够差异化其产品而不发生额外的成本；产品数量很大，以便任何某一种类型产品价格对另一种类产品的需求影响微小（企业的行为独立于其他企业或者说企业之间没有战略合谋）。

（一）生产对环境的影响效应

假设：劳动是生产的唯一要素，在竞争性的劳动力市场上，劳动供给无弹性；收入来自于工资；完全信息下，变量的变化调整是瞬间的。每个国家在规模、技术和偏好方面是一致的，并且没有运输成本。经济体中，消费者有同样的偏好，效用函数对称性。消费者没有从闲暇中得到效用，每个消费者正效用来自于消费ci，负效用来自于污染zi。污染的社会损害即是消费者负效用。消费者对污染无法控制，因此把污染看作是给定。

消费者的效用函数为

消费者效用最大化条件可以表述为：MAXU＝预算限制：y＝w，其中y＝效用最大化的一阶条件为

如果产品种类足够多，以至于每个种类的预算配额足够小，那么价格对收入边际效用的影响可以被忽略。第i种产品的需求弹性：根据克鲁格曼（1979）模型，有＜0，这意味着消费减少时，第i种产品的需求弹性增加。根据克鲁格曼（1979）模型，企业有相同的技术（即劳动力是产出的线性函数）且存在规模报酬递增。企业初始固定成本为正值，边际成本固定，因此企业平均成本不断降低。

产出是劳动的增函数，有

为了简化，假设污染与产出比固定，政府通过征收排污税将污染外部性内部化，排污税率水平外生决定。企业采取减排措施避免高额税负。减排所需要的资源来自于产出，也就是说，企业会把一部分产出用于减排，把剩余部分用于市场消费。

污染与产出之间的关系：

如果每个企业把产出的部分用于减排，那么净产出为

其中，θ＝表示产出分配给减排的比例，并且有0＜θ＜1。

由于消费者个体也是生产产品的工人，设总劳动力数量为L，产品市场的供给等于需求可以写作：

其中（1-θ）是产出分配给消费的比例。

用函数形式表示每单位排放和产出之间的关系，每单位产出的排放（排放强度ei）可以用公式（8）表示

其中，参数δ表示排放强度的弹性，即污染排放对产出分配给消费的比例变化的反映程度。该参数是正值，表示随着污染密集型（肮脏产品）的生产，污染排放不断递增。通常来说，在污染密集型产业（比如制造业），随着资源不断投入生产，污染排放会不断增加，因此δ大于1是合理的并且有现实基础。

厂商利润等于企业收入减去劳动成本以及排污税负，利润函数为

利润最大化条件：利润函数公式（9）对q求导，有

为了简化，用η来替代上式，有

其中，η是需求弹性。公式（11）是厂商利润最大化条件之一：边际收入（公式（11）左边）等于边际成本（公式（11）右边）。

利润最大化条件：利润函数公式（9）对θ求导，有

用η替换上式，得到

公式（13）表示利润最大化条件之二：边际收入等于每单位排放的边际成本。产出有两个目的，一是当做产品市场中的消费；二是作为减排的资源。公式（13）表示企业将本应该属于减排行为的资源投入到为满足未来消费的产品中所获得的收入。

利润最大化函数的二阶条件：

公式（14）说明，产出分配给减排的比例θ是工资率w、环境税率τ和δ的函数。θ对于工资率w、劳动力系数β以及产品边际成本wβ来说是减函数，对于环境税率τ是增函数，表明更严格的规制会促进更积极的减排。同时，污染强度的弹性δ越大，θ越大，并且有

其中δ＞1。正如以前提到δ＞1意味着当更多的资源投入生产时，污染排放不断增加。

将公式（14）带入公式（8），每单位产出的排放：

公式（16）表明随着更加严格的规制，污染强度下降，但是当产出的边际成本增加时，污染强度会增加。更严格的环境规制要求企业增加减排行为，这导致每单位产出更低的排放强度，另一方面，更高的边际生产成本，意味着生产的扩张，增加排放强度。

将公式（14）带入公式（11），得到均衡价格等式：

公式（17）表示产品的均衡价格是需求弹性、污染强度弹性、工资率、劳动生产率以及税率的函数。在考虑了污染外部性的模型中，价格不仅仅由生产边际成本决定，也取决于税率水平和污染强度的弹性。给定污染强度弹性以及需求（对种类）弹性，产品价格是每单位产出排放的函数，即价格是污染强度的减函数，这意味着更高的排放强度、更低的产品价格。这是因为企业在减排以及产品分配给消费之间有一个权衡和博弈，更高的排放强度意味着有较少的减排，也意味产出分配给消费的比例越高。因此，控制住其他变量，产品供给增加导致产品价格降低。

将公式（17）设为PE曲线表示均衡条件之一，公式（17）重新写为

PE曲线表达式（公式（18））对产出求偏导数，得到

另一个均衡条件是，企业没有超额利润（市场的自由进入使得企业获得的长期利润一定为零），即：

将公式（20）定义为ZE曲线，公式（20）重新写为

公式（21）表示价格等于劳动力成本以及排放成本的综合人均值。

ZE曲线表达式（公式（21））对产出求偏导数，得到

可以看到，ZE是向下倾斜的曲线。

如图1所示，PE和ZE曲线分别代表两个均衡条件，两条曲线的交点表示同时达到两个均衡条件时的产出q0及

图1 均衡条件

假设经济体完全充分就业，产品品种的数目为n，由于对称性，有公式（23）、公式（24）。

公式（24）表示产品种类n是劳动力、消费水平、工资率以及税率和其他一些参数的函数。给定消费水平，一方面，劳动力扩张会增加产品种类；另一方面，税负提高也会增加产品种类。

封闭经济中，有

劳动力L是固定的，由于对称性：

令nz＝Z，将公式（26）重写为

公式（27）表示，在封闭经济不完全竞争市场结构下，生产的环境影响为选择影响、规模影响、技术影响之和。那么，生产的环境影响到底是正还是负，取决于选择影响、规模影响和技术影响的方向和程度。

（二）环境税对环境的影响效应

在不完全市场结构且存在规模报酬递增的情况下，环境规制强度对经济体主要变量有怎样的影响？为了简化分析，本文以环境税τ为例进行阐述。

1．税赋对排污强度影响

公式（14）表示产出分配给减排的比例θ是某些参数的函数，设定税率是外生，公式（14）对τ求偏导数：

公式（28）表示环境税率的上浮会提高减排水平。

公式（16）对τ求偏导数，得到

公式（29）表示环境税率的上浮降低了每单位产出的排放。这是因为，环境税率提高，企业为了减少遵守环境规制的成本，会将产出更多的用于减排行为，也就是说，企业加大减排力度，排放强度降低。反之，较低的环境税率意味着企业有动机把更多的资源生产用于消费的产品来提高收入，扩张生产规模，因此排放强度增加。换句话说，在一个规模经济和垄断竞争的经济体中，环境政策越严格，排放强度越低，反之亦然。

2．税赋对消费影响

公式（30）表示环境税率和消费负向相关，税率提高降低消费水平。

3．税赋对规模影响

公式（31）说明提高税负导致产出规模缩减，环境政策趋于严格会导致两种情况：第一，由于增加的税负负担，企业面临更高的生产成本，第二，企业通过提高减排力度来遵守更严格的环境规制。这两个影响导致更高的生产成本，边际成本曲线向左移动，企业缩减产量。因此，在一个规模经济和垄断竞争的经济体中，环境规制更加严格导致企业产出规模收缩，反之亦然。

4．税赋对价格影响

公式（32）说明税率提高，产品价格也会提高，反之亦然。当规制更加严格，企业提高减排水平旨在降低遵守规制的成本。这从两方面增加了生产成本：第一，排放税负支出增加；第二，控制排放水平导致增加的资源成本，企业将产出分配给减排的水平会增加，同时产出分配给消费的水平会减少，因此，企业提高产品价格来应对满足更严格的环境标准所付出的机会成本。

5．税赋对企业数量影响

公式（33）说明，环境税率变化对企业数量的影响有赖于税率变化对产出的影响程度。由于税率变化对产出的影响是消极的，税率变化对企业数目的影响是积极的。因此，在规模经济和不完全竞争的经济体中，环境政策趋于严格会导致企业数量增加，反之亦然。

对公式（25）求偏导数，得到

公式（34）说明，不完全竞争结构且存在规模经济的经济体中，税率变化对总排放水平的效应是排放强度对税率的反映程度（技术效应），企业数目对税率的反映程度（选择效应），生产规模对税率的反映程度（规模效应）的加总。环境税率提高会导致三种情况：第一，企业减排水平提高，排放强度降低（技术效应）；第二，企业数目增加（选择效应）；第三，企业生产规模缩减（规模效应）。环境政策对总排放水平的影响取决于技术效应、选择效应，规模效应的方向和程度之和，因此，环境规制（排污税）强度的变化对总排污水平的影响比较模糊。

（三）贸易对环境的影响效应

在开放经济下，两个有着相似偏好、技术和要素禀赋的国家之间的污染密集型产品贸易对环境有怎样的影响？在开放经济下，贸易影响着劳动力的规模，当劳动力规模发生变化，贸易对经济的影响可以由零利润曲线的移动来反映，相比之下，贸易对产出规模的影响不能直接通过零利润曲线的移动来反映。

重写ZE曲线为ZZ曲线：

ZZ曲线的斜率：

因此，ZZ曲线是向下倾斜的曲线。

公式（37）表示劳动力供给增加使得产品价格水平下降以及消费水平下降。消费水平下降导致一些没有竞争力的企业退出。不同于封闭经济，开放经济下的企业通过充分利用规模经济并且雇佣更多的劳动力来扩大生产能够存活下来。当产品价格水平下降，真实收入提高，有利于经济福利的改善。差异化的肮脏产品的开放贸易对一国的环境影响表现在以下三个方面：第一，当国家之间进行肮脏产品的产业内贸易，只要劳动力供给不断增加，贸易就会发生。因此，开放贸易意味着可消费的产品种类的增加，来自于国外的进口和竞争使得国内一些企业退出该行业，国内企业数目减少。控制住其他变量不变，企业数目减少导致排污更少，这是贸易引致的选择效应。第二，能够存活的企业会充分利用规模经济，所有其他变量不变，生产规模扩大导致污染排放更多，这是贸易引致的规模效应。另外，当产出水平随着贸易而增加后，产品价格下降，真实收入增加。第三，更高的真实收入水平促进更严格的环境规制，继而降低企业排污强度，这是贸易导致的技术效应。因此，只有当贸易引致的技术效应和选择效应能够抵消规模效应，污染密集型产品产业内贸易才会有利于环境质量提高，降低经济体总排污水平，反之亦然。

三、结论

本文建立模型解释了当封闭经济体是不完全竞争市场且存在规模经济的情况下，污染密集型产品生产对环境的影响可以分为规模效应、技术效应和选择效应。开放经济下，两个相似经济体的差异化肮脏产品贸易对环境影响表现在：第一，自由贸易扩大了肮脏产品的生产规模，贸易引致的规模效应导致排放增加；第二，来自于国外的竞争导致国内企业的数目减少，贸易引致的选择效应导致排放减少；第三，随着产出增加，收入增加，则会发生贸易引致的技术效应导致排放减少。以上三个效应的程度和方向共同决定贸易对环境质量的总体影响。

环境规制强度变化对环境影响也可分为规模效应、技术效应和选择效应。更加严格的环境规制对总体排污水平的影响是不明朗的，取决于规模效应、技术效应和选择效应的方向和程度。这一结论有重要的政策含义，一国实施更严格环境规制并非必然导致排污水平下降，但却明显提高产品价格，降低消费水平，从而导致福利损失。美国耶鲁大学和哥伦比亚大学的科学家联合发布的世界环境绩效排名EPI（Environmental Performance Index）指出，2008年我国的EPI得分为65.1分，在149个国家和地区中位居第105位，2010年我国的EPI得分进一步降低至49.0分，在164个国家和地区中仅排第121席。如此的EPI得分与排名，一定程度上反映了我国相对较弱的环境规制强度。基于此，在达到生态环境承载“阈值”之前，我国是否应该全面大幅度提高环境规制强度？本文认为这种做法并不恰当。政府亦切忌走入盲目提高环境规制强度的误区，应当根据各个地区和行业的现实特点，有针对性地制定差异化的环境规制强度，并注重滚动修订，及时调整至合理水平，使环境规制能够起到持续不断的刺激作用，避免囿于某一固定的静态标准。另外，政府应当注重优化环境规制的形式，必须因地制宜，灵活运用环境税、排放权交易、回收利用系统、绿色消费、排污费、返还机制和税收、补贴机制等多种环境规制手段，赋予企业一定灵活性，让企业能够以更为经济的方法实现环境规制要求。

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