环境经济学05环境资源优化配置

第五章环境资源优化配置第一节经济效率的实现第二节帕累托效率的政策意义1在经济学中，经济效率是评价政策有效性的重要标准。同样，也是评价环境政策的重要标准。但是，从环境经济学的观点看，真正完全意义的经济效率，既不是传统的生产理论所说的“最大产出”，或者“最佳投入产出比”，也不是传统的消费者理论所描述的“效用最大化”。这些概念只是构成了完全经济效率概念的一部分内容。完全意义的经济效率是生产、消费和贸易高效率的组合。2第一节经济效率的实现（BP59）假设：在一个简单的经济系统中，有经济主体（厂商或消费者）1和2，并存在两种资源：土地（L）和机器（M），生产且消费两种商品：小麦（W）和衣服（C）。则：生产函数为：W=fw（Lw，Mw）C=fc（Lc，Mc）效用函数为：U1=f1（W1，C1）U2=f2（W2，C2）3第一节经济效率的实现条件是：①生产技术在分析期内不变；②L、M、W和C的货币单位是可比的；③个人偏好在分析期内不变；④每一种资源投入在每一种商品生产中的边际生产率为正值，但却是递减的；每一种商品对每一个消费者的边际效用也为正值，但却是递减的。因此全部等产量线和全部无差异曲线都凸向原点。4生产函数生产函数表示在一定时期内，在技术水平不变的条件下，生产中所使用的各种生产要素的数量与所能达到的最大产量之间的关系，记为5它表示厂商生产某种产品的产量（Q）取决于劳动（L）、资本（K）等生产要素的投入量和技术水平（T）。(,,,)QfLKT生产函数生产函数的两大基本特征（1）生产要素投入量不同，则商品的产出量也不同；（2）厂商采用的生产技术决定厂商生产函数的具体形式，生产技术与生产函数之间存在对应关系。6等产量线对两种可变生产要素的投入与产出之间的关系，可以使用等产量曲线进行分析。等产量曲线表示在技术水平不变的条件下，生产同一产量的两种生产要素投入量的各种可能组合的轨迹。等产量线具有斜率为负、离原点越近（远）代表的产量水平越低（高），同一平面坐标上的任意两条不能相交、凸向原点等特征。等产量曲线的斜率为负表示：在生产要素的合理投入区内，为实现同一产量，一种要素在生产中可以替代另一种要素。7边际技术替代率递减规律与等产量线相联系的一个概念是边际技术替代率。由于长期中两种生产要素都是可变的，则厂商要可以通过两要素之间的相互替代，来维持一个既定的产量水平。8边际技术替代率递减规律边际技术替代率（MRTS，marginalrateoftechnicalsubstitution）是指在维持产量水平不变的条件下，当一种生产要素的投入量增加1单位时（如△L），与另一种生产要素减少的数量（如△K）的比率。劳动对资本的边际技术替代率可表示为9MRTSLKKL＝－边际技术替代率递减规律等产量曲线上某一点的边际技术替代率就是在该点切线的斜率的绝对值，它等于两种要素的边际产量之比率，即10MRTSLLKKMPdKdLMP－边际技术替代率递减规律是指在维持产量水平不变的条件下，当一种生产要素的投入量不断增加时，每1单位这种生产要素所能替代的另一种生产要素的数量是越来越少的。边际技术替代率递减规律边际技术替代率递减的原因是：以劳动对资本的替代为例，随着劳动对资本的不断替代，劳动的边际产量是逐渐下降的，而资本的边际产量是边际产量是逐渐上升的。因此，随着劳动对资本的不断替代，作为逐渐下降的劳动的边际产量与逐渐上升的资本的边际产量之比的边际技术替代率是递减的。11边际技术替代率递减规律由于等产量曲线是以两种生产要素的相互替代来维持一个固定不变的产量水平，所以等产量曲线向右下方倾斜。又由于等产量曲线上某一点的边际技术替代率等于等产量曲线在该点的斜率的绝对值递减，使得向右下方倾斜的等产量曲线必然凸向原点。此外，若等产量曲线的斜率即边际技术替代率等于常数，则等产量曲线为一斜直线，说明两种生产要素可完全替代；若等产量曲线为一直角线，说明两种生产要素完全不可替代。12契约曲线ContractCurve又称效率线。契约曲线可分为消费者的契约曲线和生产者的契约曲线。消费者契约曲线指的是，在埃奇沃思盒形图中，不同消费者的无差异曲线切点的轨迹。在此曲线上的任何一点都满足交换的帕累托最优条件MRSxyA＝MRSxyB，即任意两个消费者对任意两种商品的边际替代率都相等，两个消费者按此交换都在既定初始条件下获得最大满足。相应地，契约曲线的轨迹是帕累托最优轨迹。13契约曲线生产者的契约曲线，是指在埃埃奇沃思盒形图中，不同生产者的等产量线切点的轨迹。在此曲线上，任何一点都满足生产的帕累托最优条件，即MRTSLKC＝MRTSLKD，按此点生产都是最有效率的生产。相应地，契约曲线上的轨迹是帕累托最优轨迹。14高效率的生产过程假定资源的供给量是一定的，即：L=Lw+LcM=Mw+Mc则可以把W和C的等产量线合并在一个埃奇沃斯矩形中，这个矩形的边长是由一定的资源供给量L和M确定的1516高效率的生产过程显然，在矩形内有无数条代表W和C的等产量线。向右上角移动时，C的产量增加而W的产量减少，向左下角移动时，W的产量增加而C的产量减少。矩形内任意一点P可表示为资源的一种配置状况和产出情况。但是P点不一定就是高效率的资源配置。只有当P点恰好是W等产量线和C等产量线的切点时，才能得到一定资源配置状态下最高的产出量，也就是一定资源配置状态下效率最高的生产方式。由于矩形内有无数条W和C的等产量线，这些等产量线总是两两相切，因而必然产生无数个切点，连接位于矩形之内的所有切点，就可以得到一条从Ow至Oc的曲线，此即生产契约曲线或称高效率生产线。17高效率的生产过程由上述讨论可得出：①在生产过程中，资源投入可以有多种组合。如果通过重新配置资源投入能够获得更多的一种或两种商品的产出，则过去资源投入的配置就是无效率的。例如，图中的P点。②生产契约曲线上的任意一点都代表着一种资源配置状态下高效率的生产方式。18高效率的生产过程由上述讨论可得出：③生产契约曲线上的任意一点都是一对W和C等产量线的切点，因此，在该点上W的等产量线斜率必然等于C的等产量线的斜率。也就是说在这一点，用于制造商品W和C的两种资源L和M，其边际技术替代率MRTS必然相等，即：MRTS(m,l)c=MRTS(m,l)w因为技术替代率是厂商等产量线的斜率，要在资源投入过程中实现竞争性均衡，每个生产者必须在利用资源时，使各等产量线的斜率都相等，并等于两种投入的价格之比。因此，可以得出推论，竞争性均衡处在生产契约曲线上，并且竞争性均衡在生产上是有效率的。19高效率的生产过程需要注意：①在生产契约曲线上仍然有无穷多个切点，因而有无穷多种高效率资源配置状态。因此仅从生产过程无从确定经济效率。②如果某种资源投入没有市场价格或者市场价格过低（例如，环境物品），也会扭曲资源配置的效率。20高效率的消费过程生产契约曲线上的每一点都代表W和C的一种产出量，因而可以把该曲线在以W为纵轴，C为横轴的坐标系上描点，得出生产可能性线。2122高效率的消费过程在生产可能性线上任选一点d，由d点向W轴和C轴引的两条垂线，就确定了一个商品组合Wd-Cd（即确定了商品最大可能供给量）。在由OWddCd组成的矩形内，以对角的形式放入个人1和个人2的无差异曲线，显然，这样的无差异曲线有无数对。向矩形右上角移动时，个人1的效用增加而个人2的效用减少；向左下角移动时，个人2的效用增加而个人1的效用减少。23高效率的消费过程矩形内任意一点N都可以唯一地确定一种商品分配方式（W1n-C1n和W2n-C2n），随之也确定了个人1和个人2的效用水平。但是N点不一定就是高效率的商品分配。与生产契约曲线的分析同理，也可以连接矩形内所有个人1和个人2无差异曲线的切点，确定从O至d的消费契约曲线。24高效率的消费过程由上述讨论可得出：①在消费过程中，商品可以有多种分配方式。如果通过重新分配商品，能够获得更多的满足，这些商品分配就是无效率的。例如图中的N点。②消费契约曲线上的任意一点都代表着一种商品分配状态下效率最高的消费方式。③消费契约曲线上任意一点都是一对个人1和个人2无差异曲线的切点，因此在该点上，两条相切的无差异曲线的斜率必然相等。显然，该点上用于满足个人1和个人2消费的两种商品W和C的边际商品替代率MRS必然相等，即：MRS(w,c)1=MRS(w,c)225高效率的消费过程因为商品替代率是消费者无差异曲线的斜率，要在商品消费过程中实现竞争性均衡，每个消费者必须在利用商品时，使各无差异曲线的斜率都相等，并等于两种商品的价格之比。因此，可以得出推论，竞争性均衡处在消费契约曲线上，并且竞争性均衡在消费上是有效率的。26高效率的消费过程需要注意：①消费契约曲线上仍然有无穷多个点，因而有无穷多种高效率商品分配状态。②高效率生产可能性线上的任意一点都具有与之相对应的商品最大可能供给量的组合，而每一种组合又对应着一条新的消费契约曲线。③如果某种商品没有市场价格或者市场价格过低（例如，环境物品），也会扭曲商品分配的效率。27高效率的消费过程消费契约曲线上的每一点都唯一地代表个人1和个人2的一种效用水平，因而可以把该曲线转换到以U1为横轴，以U2为纵轴的效用空间上，形成效用可能性线从图中可以看出，在效用可能性线以内的任意一点（例如，N点），通过个人1和个人2的交易，可以使至少一个人的效用增加，而另一个人的效用不致减少。但是在效用可能性线上，一个人效用的增加必然引起另一个人效用的减少。2829效用边界线高效率生产可能性线上有无穷多个点，每个点都代表一种可能的产品组合，因而都可以得到一条唯一的消费契约曲线，把它表示在效用空间，又可以得到一条唯一的效用可能性线；故对应于生产可能性线可以得到无数多条效用可能性线。3031效用边界线效用边界线示意图表明：①所有的效用可能性线均与横纵坐标相交；②效用可能性线相互相交；③某些效用可能性线落在其他效用可能性线之内。考察效用边界线，可知：①代表效用水平的点置于效用边界线之外是不可能的；②代表效用水平的点置于效用边界线之内是低效率的；③效用边界线是由一段段不同的效用可能性线组成，因而不是真正的曲线。32效用边界线在效用边界线上，可以排除以下几点：生产契约曲线之外的投入组合消费契约曲线之外的所有商品分配方式；没有落在效用边界线上的所有效用可能性线。33效用边界线效用边界线代表着一种帕累托效率，其经济状态已经达到这样一种程度，任何人的境况都不可能更好，同时也不使其他人境况变坏。34帕累托最优的必要条件和充分条件实现帕累托效率的必要条件：①高效率的资源配置。对于使用资源投入生产商品的全部厂商来说，任何一对投入的边际技术替代率应当相等，且等于投入的资源价格之比：MRTS(m,l)c=MRTS(m,l)w=Pm/Pl②高效率的消费。对每一个消费者来说，任何两种商品的边际替代率应当相等，且等于商品价格之比：MRS(w,c)l＝MRS(w,c)2=Pw/Pc③对于所有消费者，任何两种商品的商品替代率应等于生产相同商品的技术替代率，并等于商品价格之比：MRS(w,c)1=MRS(w,c)2=MRPS(w,c)1=MRTS(w,c)2=Pw/Pc35帕累托最优的必要条件和充分条件实现帕累托效率的充分条件是：在资源空间的所有等产量线和在商品空间的所有无差异曲线必须是非凹的（或特例是直线）。这样才能保证商品空间的高效率生产可能性线和效用空间的效用可能性线凹向原点，以及最终效用边界线是凹向原点的。36最大社会福利社会福利函数，记为SWF：SWF=f（U1，U2，…，Un）式中：U1，U2，…，Un——个人1，2，…，n的效用水平。因此社会福利函数是全体个人效用水平的函数。从SWF可以得出一组社会无差异曲线。其中必有一条与效用边界线相切，其切点就是最大社会福利。3738最大社会福利最大社会福利的必要条件是：①帕累托最适度状态；②效用边界线