全球价值链的核算及其与环境要素的 关联研究综述

许冬兰 宋晓慧

[摘 要]全球价值链作为联系全球生产的跨国价值链，不仅产生了各国的价值收入，也对各国的环境影响深远。在既有研究中，全球价值链的核算主要基于垂直专业化、出口技术复杂度及增加值口径等视角来进行，对于全球价值链与环境要素的关联研究，主要通过规模效应、结构效应、技术效应等对各国环境产生的影响而展开，其中规模效应起主导作用。既有研究还通过全球价值链中的隐含碳测算来剖析价值链中的污染转移问题，并从全球价值链嵌入的环境效应及环境治理对全球价值链的影响等方面展开了实证研究。未来相关全球价值链核算的研究应将各国文化、社会、环境等所受影响纳入分析框架，在研究环境治理对全球价值链的影响方面应切入行业能源利用效率、污染属性、人力资本等差异性视角。

[关键词]全球价值链；环境污染；隐含碳；增加值

[中图分类号]F742 [文献标识码]A [文章编号]1671-8372（2019）01-0024-06

一、引言

在经济全球化进程日益加快的背景下，世界各个国家不再能独揽某一种产品的生产，而是参与全球价值链分工，负责特定环节的专业化生产。20世纪80年代以来，通信行业崛起和技术更新加速了經济全球化进程，各个国家之间的联系更加密切，全球价值链参与成为各国的必然选择[1]。

全球价值链的形成不但意味着各国能在各分工环节获取价值收入，也意味着生产环节直接或者间接地影响各国的环境。全球价值链分工和环境也会相互影响：一方面，各生产分工不可避免要伴随着各种污染物的排放；另一方面，后续的环境治理也会影响参与国的全球价值链地位。反观国内，我国一直位于全球价值链的中低端，为发达国家提供代加工服务，出口的产品附加值较低。近年来，其他发展中国家的劳动力价格优势赶超与发达国家设的贸易壁垒使我国在全球价值链中的处境更加艰难。在此背景下，更加准确地进行全球价值链核算并洞察其分工与环境的关联有着极其重大的意义，因为这不仅关系到产业升级，也能为可持续发展的施行指明方向。

由于传统的贸易核算无法衡量全球价值链中的增加值创造，于是众多学者通过全球价值链核算来比较各分工环节的利益所得，垂直专业化指数、出口技术复杂度等指标被广泛使用，该领域的研究比较成熟。相较而言，全球价值链与环境要素的关联研究则有很大的完善空间。

二、全球价值链概念的提出

全球价值链的研究可以追溯至20世纪80年代，价值链、产业链及供应链等概念先后诞生，Gerefi提出的“全球商品链”（Global Commodity Chain）与全球价值链的概念最为相近，他指出全球商品链是因某商品的生产而凝聚成的一体化跨国生产组织。

全球价值链（Global Value Chain）的概念最早由Krugman提出，是指在全球生产网络中，每个国家在特定的生产阶段获得的增加值收入[2]。联合国工业发展组织给出了更有代表性的全球价值链定义：全球价值链是一种以实现商品或服务价值为目标的全球性跨企业网络组织，其连接了生产、销售、回收处理等过程[3]。

三、全球价值链的核算方法

（一）基于垂直专业化视角的核算方法

Hummels等提出的垂直专业化（Vertical Specialization）是指一国出口产品中所包含的进口中间品。同时，他指出垂直专业化测算有严苛的假设条件：第一，垂直专业化产品生产包含两个或两个以上连续的生产环节；第二，这些生产环节也必须由两个或两个以上的国家参与；第三，整个生产过程至少发生一次跨国流动。垂直专业化概念的提出为全球价值链核算做出了突出贡献。唐东波等采用垂直专业化与总出口的比值来代表一国垂直专业化程度[4]。

基于垂直专业化的测算表明学者们已经注意到一国出口的来源问题。同时，垂直专业化概念的诞生使得粗略测算全球价值链嵌入程度具有了可行性。然而，垂直专业化测算所附加的严苛假设决定了该方法不具有普遍适用性，正如Koopman等所言，该假设忽略了一国进口、加工中间产品又将其出口的情形，忽略了优惠关税政策等原因导致内销和出口的最终产品所使用的中间投入比例并非相等的客观事实[5]。

针对垂直专业化测算的不足，一方面，诸多学者放松了对垂直专业化的假设，为了涵盖中间品来自本国的情况，Wang等使用了世界投入产出表，并建立了基于国际投入产出模型的多国核算框架，而关于假设里中间投入比例问题，Koopman等则认为应该选择性使用国内使用、一般出口和加工出口的投入产出系数；另一方面，对原指标进行创新，如Daudin等定义垂直专业化为最初由某国出口但又返回本国的中间产品[6-8]。

（二）基于出口技术复杂度视角的核算方法

Lall等最早提出的复杂度概念包含了技术、生产环节分解、自然资源可获取性和市场营销等方面的特性[9]。真正意义上的出口技术复杂度（The Sophistication of Exports）概念是由Hausmann等提出。其认为出口技术复杂度衡量了产品的出口收入价值，某国产品的出口收入价值越高则代表其全球价值链地位越高[10]。

Hausmann提出的两层面计算出口技术复杂度法也是至今为止最常用的核算方法，其公式为：

公式（1）和公式（2）分别计算了某一产品的出口技术复杂度和国家层面的出口技术复杂度。其中，是j国k产品出口额占该国总出口额的份额，是一国的人均国内生产总值。k产品的出口技术复杂度PRODYk是用每个国家k产品占该国出口的比例与世界总比例的比值对人均国内生产总值进行加权平均。i国的出口技术复杂度EXPYi是由各国占世界贸易的份额作为权重，加权平均产品层面的出口技术复杂度得出。

可以看出，该核算方法的优势是只使用了各国的出口和收入数据，不需要用细分行业数据去匹配贸易额，也不需要准确的标准来区分各种产品。但是，出口技术复杂度的统计口径也容易高估一国的全球价值链地位，其原因是该方法只笼统地衡量一国出口产品的技术含量，未将进口中间品的技术含量剔除。

在此基础上，有学者创新了有关“赶超”的指标。Blonigen等采用国别对比法，用外国和本国出口单位价值之差来代表本国的出口技术复杂度赶超[11]。杨汝岱等则对Hausmann的指标进行了修正，把公式（1）里的本国数据剔除，并在此基础上构建了有限赶超指数（LimitedCatch-up Index）。有限赶超指数等于一国i年的出口技术复杂度的对数值减去该值的拟合值，其反映了一国对于他国分工水平的赶超。但是该方法在产业内贸易盛行时并不客观[12]。

此外，杨善奇考虑到了加工贸易的影响，通过使用Dean的测算方法先测出了某类出口产品的垂直专业化分工程度，加权出口额得出中国工业制成品出口国内技术复杂度（Domestic Technological Sophistication）[13]。

（三）基于增加值视角的核算方法

基于增加值视角的全球价值链核算通过对垂直专业化的原假设条件的修改，形成更符合实际的关注价值增值的贸易统计框架。一方面是使用数据的变更。各国投入产出表的发布周期长，且行业分类差异很大，很难在国际范围进行对比，因此，有学者提出使用世界投入产出表的附加值贸易法，其优点在于：从表中能直观地看出各中间投入品对一国出口所做的贡献，不受垂直专业化假设的局限。另一方面是对中间品贸易流重新分解，细分增加值部分。根据一国出口的来源，Koopman等将总增加值划分为九种增值，其中，国内增加值和国外增加值被首次划分。王直等则认为不仅要根据产业部门后向联系划分增加值，还要基于产业部门的前向联系进行增加值来源追踪。两种划分的区别在于后者认为增加值不只隐含于同一双边贸易流中，也可以隐含于与第三国相关的双边贸易流中[14]。

在计算指标方面，Johnson定义了增加值出口比率（value-added export）。增加值出口是一国创造最终被别国吸收的增加值，增加值出口与总出口的比率则体现了出口中的增加值构成，二者为增加值视角的全球价值链核算方法奠定了基础。

Koopman等则提出了全球价值链地位与全球价值链参与指数，其计算公式分别为：

全球价值链参与指数由前向参与率指数和后向参与率指数两部分构成。前向参与率指数表示r国i产业间接附加值占总出口的比重，弥补了垂直专业化的缺陷，代表r国出口中所包含的国外价值增值，是r国i产业的总出口。后向参与率指数

衡量出口中的国外附加值率，该指数越高，r国就越处于全球价值链的下游[15]。即使两国的国际分工参与程度相同，全球价值链地位也会有差异，其可以通过对比一国某一产业的间接附加值出口与出口中的国外附加值来反映一国在全球价值链中的国际分工地位。缺点是两指标的计算都用到了总出口数据，容易高估出口大国的全球价值链嵌入水平。

程大中认为，使用世界投入产出数据库能更科学地衡量国家的全球价值链地位，其从IO表的行方向和列方向得出投入产出关系，如：从IO表的各行看，总产出X=（I-A）-1Y=BY，从IO表的各列看，总投入。从以上基本等式可以得出两个方向的关联指数：一是反映行业前向关联基于产出的价值链关联指数，若该指数越大，总产出中所包含的中间品所占的比重就越高，说明该行业更加依赖于其他国家的中间品供给，反之亦然。特殊地，当行业的总产出均为最终产品而非中间品时，该指数等于1。二是反映行业后向关联基于投入的价值链关联指数，该指数越大表明该行业总投入的中间投入部分所占的比例就越大，中间投入需求就越大，而当该行业的所有投入均来自自身的初始投入而非其他经济体时，该指数等于1[16]。

综上所述，以上核算方法都是从不同的研究视角出发，不断修正和放松严苛的假设条件，使核算方法变得更贴合实际也更加精确。

四、全球价值链与环境污染的关联研究

（一）全球价值链分工对各国环境的作用机制

全球价值链分工对环境起作用的途径是：规模效应、结构效应和技术效应。其中，规模效应指本国企业参与全球价值链分工的水平变化会影响该国环境质量，其作用原理是全球价值链参与频繁能引起企业规模扩张，进而使污染排放增加。由此看出，规模效应一般为负。而且，各国企业所处全球价值链位置的差异性决定其规模效应是有区别的：从事非生产性环节的企业的经济活动污染强度小，规模效应较小；相反，负责加工制造等生产性环节的企业易排放更多的污染物，规模效应也较大。而结构效应指本国企业在全球价值链中的相对位置变化会影响该国环境质量。其位置变化可分为两种形式：横向变化，企业在全球价值链中的位置变更；纵向变化，即企业在某一生产环节内部升级或者衰落。横向变化中的生产性环节向非生产性环节转变及纵向变化中的生产性环节内部升级时，结构效应均为正；反之，结构效应为负。最后，技术效应指本国企业在参与全球价值链分工的过程中会产生技术变化，技术变化又会影响环境的过程。至于产生技术变化的原因，主流国际经济理论认为是得益于倒逼效应、学习效应和技术溢出效应。由于技术进步一般有利于节能减排，因此，技术效应对环保有正向作用[17]。

关于三种效应的作用力是否同样强弱，巩爱凌等通过对我国1997—2007年出口隐含碳的分解，發现出口隐含碳增加的主导因素是规模效应。许统生也肯定了规模效应的主导作用，他认为结构效应影响小且作用方向不确定，而技术效应更不能抵消其他两种效应[18-19]。

胡飞通过借鉴Copeland与Taylor的贸易与环境模型解释全球价值链分工对各国环境的作用，其发现垂直外商直接投资效应和链变迁效应也是全球价值链分工对各国环境的作用途径。垂直外商直接投资效应是指跨国公司的垂直外商直接投资活动缩小了母国生产性活动规模，促进环境改善。不过，盛斌等认为，垂直外商直接投资同样是通过规模效应、结构效应与技术效应这三个途径对东道国的环境产生影响。链变迁效应强调本国企业所在的全球价值链行业属性的变化对本国环境质量的影响。不同于结构效应，链变迁效应关注的是不同产品所属全球价值链的污染强度。污染强度相对降低，链变迁效应为正，一国参与全球价值链分工对环境有正向影响；反之，参与全球价值链分工导致环境恶化[17]。

总之，现有的研究显示，全球价值链分工是通过规模效应、结构效应、技术效应、垂直外商直接投资效应、链变迁效应和规模效应影响环境的，而规模效应是主导因素。

（二）全球价值链中的隐含碳测算分析

自有全球价值链概念以来，有学者开始在新的理论框架下测算隐含碳，测算的对象经历了由两国向多国的转变。

Lo?pez等人定义出口与进口的隐含碳差额为全球价值链中的隐含碳净排放[20]，并用隐含碳净排放衡量了中国和西班牙两国的碳排放相对关系，得出了2005—2011年西班牙对中国有碳排放赤字，进口了更多污染密集投入的结论。隐含碳净排放通过进出口隐含碳差值反映了相关国家的隐含碳排放均衡，但只局限于两国在全球价值链中的碳排放关联。

为了研究多国间的碳排放关联，又有更多的学者更新了分析模型并进行了投入产出分析。Jiang等是以世界投入产出表为基础，跟踪了各国信息行业1995—2008年在全球价值链中产生的增值和二氧化碳排放情况[21]。李小平等则是在Julio研究的基础上构建垂直专业化分工下的环境投入产出模型，区分出了最终产品中隐含地来源于国外的二氧化碳[22]。不过，由于垂直专业化假设条件的限制，该分析的适用范围有限。潘安的研究则突破了假设条件的限制，其通过多区域投入产出模型测算出了对外贸易隐含碳，并且按碳的来源从各增加值中分解出了直接碳排放量和完全碳排放量[23]。

（三）全球价值链嵌入影响环境污染的实证分析

根据全球价值链对环境的作用机制，不仅一国全球价值链地位和参与水平会影响本国的环境，全球价值链背景下的跨国公司也会对东道国的污染排放产生影响[24]。

早期实证研究以垂直专业化指数作为全球价值链嵌入的衡量指标，分析了垂直专业化和环境的关系及这种关系的影响因素。刘婧以我国1980—2007年的加工贸易数据为样本，研究垂直专业化对工业“三废”的影响发现，垂直专业化对不同种类的污染物作用不同；与工业废水排放量呈正相关，与固体废弃物不相关，与废气排放量的关系不明确[25]。与此研究视角不同，王玉燕等认为代工企业所处阶段也是影响垂直专业化对环境作用的因素。其假设全球价值链嵌入对节能减排有双重效应：企业在参与全球价值链分工的初期，“链中学”效应能够推动节能减排。一旦企业到达链条升级阶段，俘获锁定效应反而起阻碍作用；两效应共同导致全球价值链与能耗排放呈U型关系[26]。中国1999—2012年工业面板数据证实了这一假设：代工企业处在不同升级阶段，垂直专业化对环境的影响是不同的。

其他学者用出口技术复杂度来衡量全球价值链嵌入程度，得出相似的全球价值链嵌入与环境的关系。刘胜根据中国制造业的数据，证实出口技术复杂度提升有利于地区环境改善，与王玉燕的结论类似。刘慧等检验150个经济体1997—2011年的数据发现，出口技术复杂度赶超对能源效率的作用力有双重门槛和三重门槛特征，并非简单线性，其认为出口技术复杂度过度赶超是导致中印高出口技术复杂度与低能源效率并存的根本原因[27]。

最新的实证分析是用全球价值链地位与全球价值链参与指数衡量全球价值链嵌入，全球价值链嵌入和环境之间的非线性关系进一步得到了确认。一方面，根据“污染天堂效应”，发达国家将污染密集型生产环节转移给全球价值链中的发展中国家，进口污染密集型产品，出口环境友好型产品；发展中国家则相反；另一方面，技术进步也能够抑制污染排放[28]。通过对中国1995—2009年33个行业数据的分析，杨飞证实全球价值链嵌入对环境的影响是污染转移和技术抑制共同作用的结果，当全球价值链嵌入程度低于门槛值时，污染转移会大于技术进步的减排效应；等于门槛值时两效应相抵消；一旦大于门槛值，技术进步的减排效应就会大于污染转移[29]。值得注意的是，制造业的门槛值很高，这对我们研究制造业的最优嵌入程度有重要意义。同样是根据中国各行业数据，潘安则着重强调了各行业间的差异：中国重工业和能源工业的全球价值链嵌入会导致出口隐含碳排放增加，中国轻工业则相反，而服务业贸易出口隐含碳排放占比稳定[23]，这也印证了各行业门槛值有差异的观点。究其原因，各行业全球价值链嵌入程度、各行业产品的污染强度和其中间品进口比例都存在差异。

（四）环境治理影响全球价值链的实证分析

在环境问题日益严重的今天，低碳经济发展是各国必然的发展模式。在该种模式下，全球价值链分工所使用的生产要素除了劳动、资本以外，还涉及能源以及碳排放的环境容量等与环境相关的因素[30]，环境对全球价值链嵌入产生非常重要的影响。然而，关注环境治理对全球价值链嵌入影响的文献相对较少，现有的研究仅讨论了该影响的行业差异性、区域异质性以及企业差异性。

关于行业差异性，唐杰英以垂直专业化指数作为衡量全球价值链嵌入的指标，并按其大小进行行业分组，以研究环境规则对中国工业贸易竞争力的影响。其认为，垂直专业化水平的差异是由人力资本、技术水平、物质资本等多方面因素造成的。研究结果显示，垂直专业化水平较低分组的二氧化碳排放密度与贸易比较优势呈现负相关关系，垂直专业化水平较高分组的二者关系则不同，二者为U型关系，从而得出制定更严格的环境规则可能会促进贸易竞争力提升的結论[31]。

关于区域异质性，周康认为不同区域的环境规制对全球价值链的作用强弱是不同的，他分析了2002—2008年的中国省级面板数据，发现研究期间的环境规制对出口技术复杂度的提升有促进作用，且东部地区的这种促进作用要强于中西部[32]。杨善奇强调了该U型关系的区域异质性：在东部和中部是U型，而在西部则呈现简单的线性关系[13]。

关于企业差异性，在面对环境规制时，出口企业会有两种截然不同的态度，一种是积极地进行技术创新，以工艺、产品的升级突破规制，这是对出口技术复杂度的“补偿”；另一种是消极地减少技术研发而降低生产成本，实现的则是“抵消效应”。余娟娟着眼于这种企业异质性，用固定效应模型和系统广义矩估计方法实证检验了1995—2012年环境规制对我国27个工业行业出口技术复杂度的直接及间接影响，她发现环境规制强度与出口技术复杂度之间呈U型关系，人力资本是产生企业异质性的重要原因[33]。