自然资源开发利用效率的经济学分析(090316)

1自然资源开发利用效率的经济学分析潘鸿邱桂杰韩孟华（吉林大学军需科技学院，吉林长春，130062）摘要：随着资源短缺甚至枯竭问题的日趋严重，提高自然资源开发利用效率成为全世界共同关注的焦点。本文以经济—环境大系统为分析基础，根据能量守恒定律和熵定律，运用经济学的分析方法探讨了提高自然资源开发利用效率的途径，分析了影响自然资源配置效率因素,并最后解析了提高自然资源开发利用效率的思路。关键词：自然资源；开发利用效率；能量守恒定律文献标识码：A1背景自二十世纪七十年代以来，随着资源短缺甚至枯竭问题的日趋严重，提高自然资源开发利用效率成为全世界共同关注的焦点，所以对自然资源开发利用问题的探讨也颇多，但笔者认为上述探讨一般都以描述现象、披露数据、提出对策为主，而将自然资源开发利用问题置于经济—环境大系统中，运用能量守恒定律和熵定律进行经济学分析的研究尚未发现。本文对此进行了尝试，从经济学角度研究自然资源开发利用效率问题。2“自然资源”的界定自然资源，是由人发现的有用途和有价值的，处于一种自然状态或者没有被加工过的状态的物质，主要包括土地、矿藏、森林、水等天然禀赋。根据生态特点、自然资源特性与资源最优化配置方式，将自然资源分为可再生资源与不可再生资源两种，前者指生物资源和流动资源，后者指矿产资源。可再生资源是可以用自然力保持或增加蕴藏量的自然资源。3分析模型的构建3.1经济系统的选定①本文的分析基础是经济—环境大系统，这一系统有别于传统的经济系统。传统的经济系统模型只是把整个经济社会看作一个系统，没有特别考虑环境和自然资源的影响。这是因为20世纪70年代之前，经济学过于关注经济增长而忽略了自然资源问题。几乎在所有的经济增长理论中，经济增长被认为只是资本、技术、储蓄率、就业以及制度等因素的函数。在传统的经济系统模型中，在忽略政府的情况下，有两个基本的行为主体，家庭和厂商。这两个行为主体由产品市场和要素市场连接起来。这样，整个经济就成为一个由产品和货币作相反流动而联系起来的系统，经济学就是研究人类在这个系统中时而作为生产者时而作为消费者的行为的学问。传统的经济系统模型如下图所示：①本段内容主要参考《环境与自然资源经济学》（张帆、李东著，上海人民出版社，2007年版）教材第9-11页2厂商家庭资源开发利用废弃物回收自然支持系统产出经济系统投入生产要素货币要素市场产品市场货币产品家庭厂商图3.1.1传统的经济系统现代环境经济学建立了环境—经济大系统，即在传统经济系统的基础是将环境包容进来，把环境看作整个经济—环境大系统的一部分。图3.1.2经济—环境大系统、在经济—环境大系统中，环境被看作可以提供各种服务的一种财产。环境向经济系统提供：原材料和能源。此外，环境还以各种形式直接向人类提供服务，总之，自然环境既是人类生产和生活的基础和条件，也是对人类生产和生活的制约条件。3.2经济—环境大系统的子系统划分经济—环境大系统又可细分为五个子系统：即人口子系统、资源子系统、境子系统、经济子系统和社会子系统。人口子系统是经济—环境大系统的主体。人是生产与消费的统一体，是整个系统的主体和核心因素，是系统中最积极、最活跃的因素。资源子系统是经济—环境大系统的物质基础。不管人类社会如何发展，福利的提高首先与物质产品的丰富联系在一起，而物质产品是资源经生产过程转化而来的。环境子系统是经济—环境大系统的重要组成部分，其主要特征是具有自净化能力，即自然环境在接纳了社会生产、生活中排放的各种污染物质后，能够通过自身复杂的物理、化学和生物过程将污染物变成无害或低害物质，以减轻其对环境和人体健康的危害。因此，生态失衡、环境污染等问题在很大程度上也可3看作是形式不同的资源短缺，生态退化是生态系统更新和平衡能力的短缺，污染是环境自净能力的短缺。经济子系统是经济—环境大系统的核心内容和基础，是人类利用资源子系统提供的资源进行物质资料生产、流通分配和消费活动的系统。由经济组织、经济实体、经济产业、经济体制等要素构成。它的主要功能是保证物质产品的生产来满足人类的物质生活需要。社会子系统的质量是人口、资源、环境和经济子系统实现协调发展的关键，合理的政治体制、良好的社会伦理道德和历史文化沉淀以及稳定的社会环境等因素有利于资源合理利用和经济的可持续增长。3.3关于研究的维度本文的研究对象，是人类生产过程中一切具有“存量”形态投入的自然资源消耗过程以及该过程所伴随着的制度演变。“存量”消耗过程是将其价值经过多个甚至无穷多个生产周期转移到最终产品中去。这不同于“流量”在每一个生产周期结束时都要把自身的全部价值转移到最终产品中去。因此，本文所研究的自然资源的“存量”特征决定了所使用的分析方法必须是动态的，本文中，“动态”的内涵包括两方面内容：（1）从时间维度上，涵盖历代、当代和后代；（2）从空间维度上，涵盖国内国外，发展中国家和发达国家。3.4模型分析如果把环境定义足够大，经济—环境大系统可以看作一个封闭系统。在封闭系统中，没有来自外部的投入，也没有对系统外部的产出。如果把环境的定义缩小，例如把环境限制为地球，那么经济—环境大系统就是一个开放的系统，它与外部世界进行物质和能量的交换。经济系统和自然环境的关系受两条热力学定律的约束。热力学第一定律（即能量守恒定律）告诉我们，在一个封闭系统中，能量和物质是不能产生或消灭的。根据这一定律，从自然环境进入经济系统的原材料和能量，或者在经济系统中积聚起来，或者作为废弃物回归到自然环境中。热力学第二定律（熵定律）告诉我们，熵在增加。熵是描述系统混乱的量，熵越大说明系统越混乱，熵越小说明系统越有序。这一定律意味着，从一种能向另一种能的任何转换都不是完全有效的，能的消费是不可逆的过程，在能量转换的过程，总有一些能量失掉了。因此，如果没有新的能量从外部投入，一个封闭系统最终会耗尽其能量。根据上述分析，本文把太阳系作为一个封闭系统，在这个封闭的中，没有新的能量从外部投入，设现有总能量为T，T为历代未消耗能量的转入值，若T1为当代消耗的总能量，T2为后代消耗的总能量，则21TTT---------------------------------------式3.4.1T1中，设在经济系统中积聚的能量为T1e，废弃物能量为T1g，则geTTT111------------------------------------------式3.4.2T1e中，设T1ey为已开发出的能量，T1en为未开发出来的能量，因此eneyeTTT111----------------------------------------------式3.4.3T1ey中，T1eyt为具有经济价值，已得到合理利用的能量，T1eyf为未被利用的能量，则eyfeyteyTTT111----------------------------------------------式3.4.4“具有经济价值”是该种自然资源是否受重视、是否具有开采价值的决定因素，是通过开采、使用自然资源过程中所需要的成本和自然资源使用中所带来的收益的比较来衡量的。一种天然形态的自然资源，其经济价值主要取决于以下几个方面：（1）自然资源本身的化学构成和品位高低；（2）开采自然资源所需的成本①；（3）资源产品的运输难易程度，以及资源产品的开采和生产地与市场的距离。在一定条件下，便宜的运输比资源的高品位更为重要。新古典经济学中，资源配置的最优化就是强调在市场机制的作用下，消费者追求效用最大化、生产者追求利润最大化，社会追求社会福利最大化，以实现一种理想的经济效率，即帕累托效率。在这里，“最优①开采资源的技术水平以及不同的开采方式都会影响到资源开采的成本4当代消耗的总能量T1后代消耗的总能量T2经济系统中积聚的能量T1e废弃物能量T1g已开发出的能量T1ey未开发出的能量T1en已得到合理利用的能量T1eyt未被利用的能量T1eyf化”是指“不可能进一步增加任何一个人的主观效用而不损害另一个人利益”。由一般的均衡理论得出的帕累托效率是一种“静态”均衡，建立在资源禀赋、技术结构、制度和个人偏好既定不变的假定前提条件上，虽然只是一种理想状态，但为分析方便，本文仍将T1eyt界定为已实现最优化资源配置所消耗的能量。综上，在本文设定的经济—环境大系统中，总能量T的构成可用下图表示：图3.4.1经济—环境系统中的能量构成图4自然资源开发利用效率的影响因素分析假定自然资源的代际公平问题已经解决，本部分只在总能量T1的范畴内（即只在代内）讨论自然资源开发利用效率问题。如图3.4.1所示，设自然资源开发利用效率为E，能使E提高的途径有以下三个：途径1：减少废弃物根据公式式3.4.2，在T1不变的前提下，减少废弃物排放，从而降低T1g途径2：开发新能量根据式3.4.3，增加对未知资源、替代资源的寻找勘探开采，增加T1ey途径3：资源最优配置根据式3.4.4，合理利用资源，进一步提高资源配置效率，增加T1eyt其中，按照途径1或途径2提高E，最重要的影响因素是技术进步。技术是经济增长的源泉之一，也就是说，在其他条件不变的条件下，假如某国的技术水平提高了，那么，该国的经济肯定有一个持续的增长。发达国家进入70年代以后，各国都充分重视技术进步在经济增长中的作用。索洛（Solow）（1974）论证了在具有技术进步的前提下，因自然资源过度开采而给经济带来的稀缺性约束可以得到避免。同样，利用一个更加特殊的柯布-道格拉斯总量生产函数，Stiglitz(1974)也阐述了技术进步可以补偿因可耗竭资源的下降而带来的自然资源投入下降的影响。从自然资源开发利用的角度，技术进步的作用体现在：（1）可使人类认知和发现更多的非传统资源①；（2）可以使资源的开发地域范围变得更深、更广；（3）可以提高资源的勘探开采质量；（4）可以对废弃物进行处理。将从生产、流通、消费过程中产生的废弃物一部分经废物利用等技术加工分解形成新的资源返回到经济运行中，另一部分经环境无害化处理后形成无污染或低度污染物质返回自然环境中，由自然环境对其进行净化处理。对于一个国家来说，要想获得经济发展，必须要有高的社会经济效率，这就要求除了途径1和途径2，国家更需要对自然资源实现最有效配置。因此，上述途径3是提高E的最主要方式。从全世界范围研究，自然资源的配置包括国内配置和国际间配置，但就拥有丰富的自然资源的国家，出口自然资源的目的是获取收益用于国内发展，其影响因素包括制度、技术、劳动、资金、科学管理等。①非传统资源包括受目前经济、技术以及环境因素的限制尚未发现和尚未开发利用的资源及尚未发现其用途的潜在资源。总能量T5假定国家出口自然资源获取的收益（资源租）全部作为国内资本投入，在此基础上本部分重点分析国内自然资源配置效率的影响因素。一些新兴的工业化国家，如新加坡、韩国也是属自然资源贫乏的国家，同样依靠技术、人力资本的相对优势使经济实现起飞。这些国家的实践证明，自然资源的配置与劳动、资本等其他生产要素的投入以及由技术水平决定的配合比例有关，而且各要素对自然资源利用效率的影响往往交织融合在一起，发挥合力的影响作用。因此，通过一两个因素间的比较或只单独分析自然资源无法出全面、准确的结论，本文借鉴陈秀山的思路①，认为要寻找自然资源配置效率的影响因素，应将资本、劳动等要素的配置考虑进去；另一方面，考虑自20世纪下半叶以来，环境问题日趋严重，对经济发展的制约越来越大，笔者认为应在环境承载力允许的前提下研究自然资源配置效率，因此合理的逻辑是：研究空间内的环境承载力→投入要素的状况（包括质和量两方面）→上述投入要素的“配置”效率→经过配置后这些投入要素的“使用”效率。表4.2各因素对自然资源开发利用效率的影响程度影响因素影响程度途径1：减少废弃物途径2：开发新能量途径3：资源最优配置禀赋环境承载力投入自然资源资本劳动力配置市场化程度使用制度技术进步科学管理经济增长