基于大气环境容量的山东省最优经济规模的测算

根据前述的环境经济承载力模型， 按照山东省的具体数 据资料和计算出的各参数， 得到山东省按大气 环 境 ＳＯ２ 容 量 计算的一般经济物品最优投资和环境经济承载力（ 最优经济 规模） 如表 ２。
１ 山东省大气环境容量的估算
１．１ 大气环境容量估算模型 大气环境容量是指在满足人类社会正常运行和维持大
气环境正常功能下， 特定区域大气环境的最大纳污量。显然， 大气环境容量不仅与社会生活紧密相关， 还与特定区域的温 度 、风 力 等 自 然 条 件 有 关 ， 且 与 特 定 大 气 环 境 质 量 标 准 相 对 应 。 现 阶 段 应 用 较 广 泛 的 大 气 环 境 容 量 的 预 测 模 型 有 Ａ－ Ｐ 值法模型、箱模型、线性优 化 模 型 、ＡＤＭＳ 模 型 及 多 种 模 型 相 结 合 的 复 合 模 式 等 。 ［２］鉴 于 资 料 限 制 以 及 各 类 计 算 方 法 的 优 缺 点 ， 本 研 究 决 定 采 用 改 进 的 “箱 模 式 ”［３］进 行 山 东 各 市 及 总 的大气环境容量估算， 改进的模型如下：
产 与 污 染 处 理 函 数 的 技 术 参 数 、区 域 全 体 居 民 对 一 般 经 济 物
品和环境物品的消费偏好指数等几个基本参数。即环境容
量 、居 民 的 环 境 物 品 消 费 偏 好 指 数 、污 染 处 理 函 数 的 技 术 参
数等越大， 最优投资比例就越高。
根据广义福利概念， 环境质量和经济物品都有福利效
假设各市之间不存在二次污染问题， 亦即假设各市当存
在二次污染问题时可以通过污染权交易等方式将其内部化，
据此， 可以认为 ｐ０＝０， 所以， ｐ＝ ｑＬ ｖ! Ｈ
根 据 已 有 的 研 究 成 果 ， 用 “箱 模 式 ”估 算 大 气 环 境 容 量
时， 可以将其改写为： ｐ＝ ｑｓ!ｄ ｖ! Ｈ
" 式中： !ｄ 为区域等价直径， !ｄ＝２ ｓ （ ｓ 为区域面积） ； " ｑｓ 为区域污染物单位时间允许排放量。所以， 当满足区 域 大 气 环 境 容 量 ， 即 ｐ＝ｐ０（ 大 气 质 量 标 准 ） 时 ， 某 污 染 物 的 最 大 允 许排放量为：
环境容量条件下， 既定经济发展方式下的最大（ 优） 经济发展
规模。就大气环境而言， 在经济发展的不同时期， 经济规模究
竟 多 大 才 不 会 超 出 其 承 载 力 是 解 决 大 气 环 境 问 题 的 关 键 。而
经济发展的最大规模又取决于一般经济物品与环境物品的
最优分配比例， 这个最优分配比例又取决于一般经济物品生
（ ７）
" # ｂ ＝ Ｍ２ｐ１ ＝
ａ Ｍ１ｐ２
ｐ１ Ｍ１
Ｓ
（ ８）
其 中 ， Ｍ１ 为 全 社 会 最 终 产 品 消 费 总 量 ； ｐ１ 为 当 年 价 格
指数； Ｓ 为环境容量剩余量＝环境容量—外排污染物总量。由
于物价指数暂时无法直接与文章所需要的所有经济物品的
价格相对应， 所以本文采用以粮食为基准价格计算所有一般
省大气环境容量水平确定基础数据， 主要来自于两个方面： 一是， 全省环境统计年报资料汇编（１９９６￣２００５）以及全省环境 质 量 年 报 ； 二 是 ， 山 东 省 气 象 资 料 （ １９８０￣２００５） ， 而 且 所 有 参
数均取多年平均值或者现有数据的平均值。为了便于处理，
这里大气环境容量计算我们仅取统计和检测资料完整的大
性经济物品的平均价格， 之所以如此是因为粮食是生活所必
不可缺的物品， 虽然与环境物品的奢侈品属性有所差距， 但
与 环 境 物 品 不 能 被 完 全 替 代 特 性 相 符 合 。按 照 目 前 的 环 境 状
统计与决策 ２００８ 年第 １２ 期（ 总第 ２６４ 期） ４１
决策参考
况 Ｓ 一般为负值， 明显与文章的要求不相符合， 但是本文仅 是 利 用 Ｓ 求 取 ｂ／ａ， 在 此 ， 采 取 一 种 权 宜 之 计 ： 把 所 有 可 得 性 资 料 中 区 域 外 排 污 染 物 最 大 年 份 （ １９９７） 的 污 染 物 总 量 作 为 计算 Ｓ 的环境容量， 以此为基础计算 Ｓ。这样将求得 ａ、ｂ 与其 他全部可以直接或稍经计算就可获得的参数代回（ ６） 式， 即 可求得 ｋ１。 ３．２ 计算结果及分析
如下。
基本假设：
①总福利由环境质量物品和经济物品共同决定， 即环境
质量和经济物品是总福利函数的两个基本变量；
②社会存在代表性个人（ 其收入和消费都为全部居民的
平均水平） ， 其福利函数为：
ｗ＝ｕ（ｃ，ｚ）＝ｈｃａｚｂ
（ １）
其中： ｗ为总福利， ｕ 为福利函数， ｈ 为系数， ｃ 为个人消
费的最终经济物品， ｚ 环境质量， ａ 与 ｂ 分别为经济物品和环
会 最 终 产 品 消 费 总 额（Ｍ１）、ＧＤＰ、人 口 （ Ｎ） 等 参 数 可 以 直 接 在 各 相 关 的 统 计 年 鉴 中 查 得 ， 生 产 技 术 参 数（Ａ）、污 染 处 理 技 术
参数（Ｂ）、生产与消费排污系数（ｔ１ 与 ｔ２）等可以根据前述数据直 接计算得到。
由 于 （ ６） 式 中 ａ、ｂ 不 能 直 接 得 到 所 需 要 的 数 据 ， 为 了 求
决策参考
基于大气环境容量的山东省最优经济规模的测算
张 红 １， 王绪龙 ２
（ １．济南大学 经济学院， 济南 ２５００２２； ２．渤海大学 高职学院， 辽宁 锦州 １２１０００）
摘 要： 目前大气污染已成为制约山东省经济社会可持续发展的制约因素之一。文章在测算出的
大气环境容量的前提下， 通过构建数学模型测算出山东省的最优经济规模。测算结果表明， １９９６～２００５
山东省大气环境 ＳＯ２ 容量测算结果
４７３２２３７．１０
泰安
２０１９４２．３８
威海
７０８０２３．０３
日照
１５１４２０．７７
莱芜
１１６３２８．７７
临沂
２９３０６１．１９
德州
６７２１８０．７８
聊城
３８１９５７．０９
滨州
１７４６８４．６３
菏泽
（ 单位： ｔ／ａ ） １０３３０１．１４ ４５９２６４．５１ ３０９１７２．１７ ６０３３１．６６ ２６６５６８．７２ １８２４９１．０４ ３３１２５１．９６ １６５７６８．２１ １５４４８９．０２
年山东经济规模已趋近合理， 理论值与实际值之比趋近于 １， 这说明山东目前经济发展规模已接近环
境容量条件下的最优。
关键词： 大气环境； 环境容量； 环境经济承载力； 最优经济规模
中图分类号： Ｆ２０５
文献标识码： Ａ 文章编号： １００２－ ６４８７（ ２００８） １２－ ００４０－ ０３
长期以来， 以煤炭为主的能源消费结构导致了山东省严 重 的 煤 烟 型 大 气 污 染 。近 年 来 山 东 省 人 均 废 气 排 放 量 一 直 超 过全国平均水平， 其中二氧化硫排放量多年居全国第一。大 气环境问题已经成为影响全省经济社会可持续发展的重要 限制因素之一。在可持续发展背景下， 环境资源不仅是经济 发展的内生变量， 也是经济发展规模的刚性约束， 经济发展 的规模和速度必须控制在环境资源容量的承载能力范围内。［１］ 根据资源配置理论， 环境容量作为经济要素在技术水平和产 权安排既定的条件下受严格的报酬递减规律的制约， 即在特 定时期内特定的技术和制度条件下， 一定对应着特定的经济 规模。基于此， 本文以环境容量这个表征环境系统健康与否 的关键指标为基本限制因素， 根据估算出的大气环境容量来 测算山东区域经济发展的最优经济规模（ 环境经济承载力） ， 以此作为衡量山东省可持续发展水平的一个参考。
（ ６）
将求得的 ｋ１ 再代入函数 Ｙ， 即可确定山东省给定年份的
社会经济最大规模， 以及经济物品投资和环境治理投资的最
佳配置。
３ 基于大气环境容量测算的山东省最优经 济规模
３．１ 数据来源与参数
笔 者 利 用 山 东 经 济 统 计 资 料 、山 东 环 境 统 计 资 料 等 实 际
资 料 选 择 了 资 料 最 全 统 计 口 径 一 致 的 １９９６￣２００５ 年 大 气 环
数 ， Ｑ０ 为 环 境 容 量 ； Ｙ＝ｆ （ｋ１）＝Ａｋ１， Ａ 为 经 济 物 品 生 产 效 率 系
数， Ｑ＇ ＝ｇ（ｋ２）＝Ｂｋ２ 为污染处理函数， Ｂ 为污染处理系数； ｋ１ 与 ｋ２
分别为经济物品投资和环境治理投资， 且
ｋ＝ｋ１＋ｋ２
（ ４）
ｋ 为社会总投资。个人福利最大化意味着， 在（ ３） 、（ ４） 约
假设大气扩散场为一个箱体， 内部大气污染物混合均 匀， 其浓度为：
ｐ＝ｐ０＋ ｑＬ ｖ! Ｈ
基金项目： 山东省软科学重点基金资助项目（ ２００７ＲＫＡ０６４）
式中： ｐ０ 为箱体上风向污染物浓度（ 克／米 ３） ； ｖ 为 混 合 层 平均风速（ 米／秒） ； Ｈ 为箱高度（ 米） ； Ｌ 为箱长度（ 米） ； ｑ 为箱 内某污染源单位面积污染物排放量（ 克／米 ２·秒） 。
ｗ＝ｈ（ #Ｙ ）ａＱｂ
（ ２）
ｎ
其中： Ｑ 为与环境质量 ｚ 对应的环境容量剩余。
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③可持续发展要求经济发展的环境后果 （ 即排污量） 不
能超越环境容量的要求， 因此，
Ｑ＝Ｑ０－ ｔ１Ｙ－ ｔ２Ｃ＋Ｑ＇≥０
（ ３）
其中： ｔ１、ｔ２ 分 别 为 经 济 物 品 生 产 和 消 费 过 程 中 的 排 污 系
境质量的消费偏好指数（ 大于零） ， 且 ａ＋ｂ＝１。ｃ＝ １ Ｃ， 其中： Ｃ ｎ
为 全 社 会 最 终 经 济 物 品 总 量 ， ｎ 为 区 域 社 会 总 人 口 。Ｃ＝#Ｙ，
其中：# 为全社会最终经济物品占经济物品总量的比例， Ｙ