Ins
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h Environmental Economics
物质平衡与经济效率
物质平衡理论
经济效率理论
环境质量市场
第五讲
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Environmental Economics
物质平衡理论
? 物质平衡的概念模型
经济系统
消费生产
人类
环境物质投入 污染物
循环利用
服务
考虑循环利用后环境与经济系统的物质流动关系
环境与经济系统的物质流动关系
Ins
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Environmental Economics
物质平衡理论
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Environmental Economics
物质平衡与一般均衡模型
? 一般均衡模型和可计算的一般均衡模型
（ Computable General Equilibrium ）
? 亚当 ·斯密的著名论断：在一个分散决策的经济中,
追求个人最优的行为会在价格调节下实现社会最优
的资源配置，或追求个人最优的行为的决策通过价
格机制达到相互间的均衡。
? 瓦尔拉斯（ Walras）把这一思想用一组方程式表达
出来
Ins
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Environmental Economics
? 一般均衡模型的不足
? 没有考虑污染物流改变环境容量和物质环境
可利用性问题，也没有考虑到物质资源开采
对对于增加环境容量或净化废弃物能力可能
产生的影响。
? 模型的修正
物质平衡与一般均衡模型
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Environmental Economics
? 概要模型的含义
? 当环境 （ 公共财产 ） 资源变得稀缺时, 与生产消费
和环境之间的作用关系相关的外部性是, 普遍存在,
的 。 这些外部性通常表现为非市场的 。 原则上, 通
过引入一些影子价格, 市场影响可以模拟到基本近
似的程度 。 从而使资源配置从, 次优, 逐步逼近
,帕累托最优, 状态 。
物质平衡与一般均衡模型
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Environmental Economics
物质平衡理论 -环境管理模型
生产
资本积累
环境管理
环
境
消
费
环境服务 Y
废弃物 ZH
废弃物 EH
劳动力 LH2
劳动力 LH1
废弃物 RH
消费品 C
废弃物 EP
废弃物 ZE
废弃物 ZP
原材料 M
治理投入 IP
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Environmental Economics
物质平衡理论 -环境管理模型
? 环境管理的办法
? 利用环境容量处理污染物的行为收费 (及排
污收费 )
? 对环境加以治理,增强环境对污染物的同化
吸收能力,恢复环境的质量
? 监测生产和消费的污染物排放
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Environmental Economics
?物质平衡的关系
? 不能作为资本存量积累的那部分原材料最终
要归于环境。
? 在给定净资本积累量的前提下，如果不存在
某些刺激使排入环境的污染物保持低水平，
那么，自然资源的采出量将会相应提高；
? 环境质量的恶化和自然资源的超量使用是密
切相关的。
物质平衡理论 -环境管理模型
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Environmental Economics
? 价值平衡和最优环境管理对策
? 价值平衡
? 最优环境管理政策
?环境管理机构应允许污染物倾倒，直至每多倾倒
一单位废弃物所产生的社会效益与其所需的社会
边际成本相等，同时该机构应治理环境，直至社
会边际效益等于环境整治的社会成本。
物质平衡理论 -环境管理模型
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Environmental Economics
经济效率理论
? 经济效益的实现
? 简单的经济模型
),(
),(
CCC
WWW
MLfC
MLfW
?
?
),(
),(
CCC
WWW
MLfC
MLfW
?
?
),(
),(
2222
1111
CWfU
CWfU
?
?
效用函数
生产函数
W-小麦,C-衣服,L－土地,M－机器
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Environmental Economics
经济效率理论
? 经济效益的充要条件
?生产技术在分析期内不变
?L,M,W 和 C 的货币单位是可比的
?个人偏好在分析期内不变
?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 。
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Environmental Economics
? 高效率生产的过程的图解
假定资源的供给是一定的，即
CW
CW
MMM
LLL
??
??
Lc Lw(分配 给 小 麦 生 产
的土地）
Mw
Mc
高效率生产线
经济效率理论
OW
Oc
Ca
Cb
Cc
Wc
Wb
Wa
递
减
（分配给服装生产的机器）
分
配
给
服
装
生
产
的
土
地
分配给小麦生产的机器
,P
等产量线
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Environmental Economics
? 高效率生产的过程的结论
?在生产过程中资源的投入有多种组合
?高效率生产曲线上任意一点度代表着一种资源
配置状态下高效率的生产方式。
?高效率生产曲线上的任意一点度是一对 W和 C等
产量线的切点
? 注意点
?仅从生产过程无从确定经济效率
?如果某种资源投入没有市场价格或价格过低，
资源配置效率会扭曲
经济效率理论
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Environmental Economics
经济效率理论
? 高效率的消费过程
生产可能线
高效率消费曲线
C1n Cd C
C2n
U2c U2b
U2a
U1c
U1c
U1c
W1n
Wd
W
W2n
N
O(1)
d
服装生产产出量
小
麦
生
产
产
出
量
Wd-Cd商品最大
可能供给量
U1c U2c
个人 1和个人 2的
无差异曲线
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Environmental Economics
无差异曲线（ indifference curve)
? 以不同商品消费量为两轴的图形上的一条
曲线。曲线上每一点（代表两种商品的不
同组合）能为给定的消费者带来完全相同
的满足水平。这意味着，对于同一曲线上
的任意两点，消费者感到是无差别的。
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Environmental Economics
经济效率理论
?解释
? 在消费过程中，商品可以有多种分配方式。如果重
新分配商品，能够获得更多的满足，那么，这种分
配就是无效的。
? 消费契约曲线上任意一点都代表着一种商品分配状
态下效率最高的分配方式。
? 消费契约曲线上任意一点对个人 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。
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Environmental Economics
经济效率理论
? 效用可能性：
? 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
线转换到效用空间上, 形成效用可能性线 。
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Environmental Economics
经济效率理论
效用可能性线
U1U1bU1a
U2b
U2a
效用可能性
U2
O
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Environmental Economics
? 效用边界线
经济效率理论
效用可
能性线
效用边界线
O U1
U2
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Environmental Economics
经济效率理论
? 效用边界线的产生
? 把消费契约曲线表示在效用空间，可以得到
唯一的效用可能性线，对应于生产可能性线
可以得到无数多条效用可能性线。
? 解释
? 代表效用水平的点置于效用边界线之外是不
可能的；
? 代表效用水平的点置于效用边界线之内是低
效率的；
? 效用边界线是由一段段不同的效用可能性线
组成，不是真正的曲线。
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Environmental Economics
经济效率理论
? 帕累托效率的必要条件和充分条件
? 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，而且等于投入的资源价格之比。
? 高效率的消费。对于每一个消费者来说，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。
lmwlmclm PPM R T SM R T S /),(),( ??
cwcwcw PPM R SM R S /2),(1),( ??
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Environmental Economics
经济效率理论
? 对于所有消费者,任何两种商品的商品替代率应等于
生产相同产品的技术替代率,并等于商品价格之比：
cwcwcwcwcw PPM R P SM R P SM R SM R S /2),(1),(2),(1),( ????
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Environmental Economics
经济效率理论
? 最大社会福利
? 概念,效用边界上有无数个帕累托效率点，任意点
都存在唯一的资源配置、商品分配和价格比率。
? 社会福利函数,
),,,( 21 UnUUfS W F ??
式中,U1,U2,…, Un—个人 1,2,…, n的效用水平
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Environmental Economics
经济效率理论
? 最大社会福利
社会无差异曲线
最大社会福利
效用边界线
O
U1
U2
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Environmental Economics
经济效率理论
? 最大社会福利的必要条件
? 帕累托最适度状态；
? 效用边界线与社会无差异曲线相切 。
? 最大社会福利的充分条件是效用边界线与一
条且仅与一条社会无差异曲线相切 。
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Environmental Economics
? 环境质量的需求及其确定
? 环境质量市场：需求与供给
?环境质量市场存在的客观性
?消费者：从良好环境得到满足或效用
?生产厂商：清洁环境减少经营成本
?环境质量市场的有效性
?需求与供给客观存在，但往往无效
?有效性办法：直接管制、市场经济刺激
环境质量市场
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Environmental Economics
环境质量市场
? 环境质量的需求确定
? 环境物品总需求
?消费者在特定时期内对应每一种物品数量水
平愿意支付的价格
?特殊性：个人需求垂直相加
? 支付意愿下的环境质量需求
?为得到不等数量的环境物品愿意支付的金额
? 补偿意愿下的环境质量需求
?利用公共物品必须支付公众补偿金
?愿意牺牲环境质量所得到的补偿金额
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Environmental Economics
环境质量市场
? 环境质量的供给：政府与市场
? 环境质量的供给：数量与价格
?供给数量的确定
?直接或间接根据市场信息决定供给曲线
?支付意愿或补偿意愿
?污染损失函数与污染控制效益函数
?政府决策机制
?政府行使决策权
?公众投票表决
?有效的科学决策程序
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Environmental Economics
环境质量市场
? 环境质量的供给：政府与市场
? 环境质量的供给：数量与价格
?定价与分配
?纯粹公共物品的 边际成本 为零
?可拥挤公共物品：差别收费
?举例：公交、电力、长话
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Environmental Economics
? 环境质量的供给：政府与市场
? 政府与市场在环境物品供给中的行为
?在供给数量中的平衡
?政府出资生产：
? 空气质量、核污染、酸雨
?政府资金干预不生产：
? 城市污水、垃圾处理
环境质量市场
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Environmental Economics
环境质量与公共物品经济学
“经济靠市场、环保靠政府”
（讨论）
环境保护、经济发展、政府和市场行为之间的关系
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Environmental Economics
参考文献
? 郑玉歆、樊明太等,中国 CGE模型及政策分析,社会
科学文献出版社,1999，北京
? 张金水,可计算非线性动态投入产出模型,清华大学出
版社,2000，北京
? [美］威廉 ·J·鲍莫尔等,环境经济理论与政策设计,经
济科学出版社,2003，北京（第一部分：关于外部效
益理论）
? ［美］汤姆 ·泰坦伯格,环境与自然资源经济学,经济
科学出版社,2003，北京（第四章：产权、外部性和
环境问题））
? [美］保罗 ·A ·萨缪尔森、威廉 ·D·诺德豪斯,经济学 （第
十四版），北京经济学院出版社,1996年
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h Environmental Economics
物质平衡与经济效率
物质平衡理论
经济效率理论
环境质量市场
第五讲
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Environmental Economics
物质平衡理论
? 物质平衡的概念模型
经济系统
消费生产
人类
环境物质投入 污染物
循环利用
服务
考虑循环利用后环境与经济系统的物质流动关系
环境与经济系统的物质流动关系
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Environmental Economics
物质平衡理论
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Environmental Economics
物质平衡与一般均衡模型
? 一般均衡模型和可计算的一般均衡模型
（ Computable General Equilibrium ）
? 亚当 ·斯密的著名论断：在一个分散决策的经济中,
追求个人最优的行为会在价格调节下实现社会最优
的资源配置，或追求个人最优的行为的决策通过价
格机制达到相互间的均衡。
? 瓦尔拉斯（ Walras）把这一思想用一组方程式表达
出来
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Environmental Economics
? 一般均衡模型的不足
? 没有考虑污染物流改变环境容量和物质环境
可利用性问题，也没有考虑到物质资源开采
对对于增加环境容量或净化废弃物能力可能
产生的影响。
? 模型的修正
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Environmental Economics
? 概要模型的含义
? 当环境 （ 公共财产 ） 资源变得稀缺时, 与生产消费
和环境之间的作用关系相关的外部性是, 普遍存在,
的 。 这些外部性通常表现为非市场的 。 原则上, 通
过引入一些影子价格, 市场影响可以模拟到基本近
似的程度 。 从而使资源配置从, 次优, 逐步逼近
,帕累托最优, 状态 。
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物质平衡理论 -环境管理模型
生产
资本积累
环境管理
环
境
消
费
环境服务 Y
废弃物 ZH
废弃物 EH
劳动力 LH2
劳动力 LH1
废弃物 RH
消费品 C
废弃物 EP
废弃物 ZE
废弃物 ZP
原材料 M
治理投入 IP
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物质平衡理论 -环境管理模型
? 环境管理的办法
? 利用环境容量处理污染物的行为收费 (及排
污收费 )
? 对环境加以治理,增强环境对污染物的同化
吸收能力,恢复环境的质量
? 监测生产和消费的污染物排放
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?物质平衡的关系
? 不能作为资本存量积累的那部分原材料最终
要归于环境。
? 在给定净资本积累量的前提下，如果不存在
某些刺激使排入环境的污染物保持低水平，
那么，自然资源的采出量将会相应提高；
? 环境质量的恶化和自然资源的超量使用是密
切相关的。
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Environmental Economics
? 价值平衡和最优环境管理对策
? 价值平衡
? 最优环境管理政策
?环境管理机构应允许污染物倾倒，直至每多倾倒
一单位废弃物所产生的社会效益与其所需的社会
边际成本相等，同时该机构应治理环境，直至社
会边际效益等于环境整治的社会成本。
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经济效率理论
? 经济效益的实现
? 简单的经济模型
),(
),(
CCC
WWW
MLfC
MLfW
?
?
),(
),(
CCC
WWW
MLfC
MLfW
?
?
),(
),(
2222
1111
CWfU
CWfU
?
?
效用函数
生产函数
W-小麦,C-衣服,L－土地,M－机器
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经济效率理论
? 经济效益的充要条件
?生产技术在分析期内不变
?L,M,W 和 C 的货币单位是可比的
?个人偏好在分析期内不变
?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 。
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Environmental Economics
? 高效率生产的过程的图解
假定资源的供给是一定的，即
CW
CW
MMM
LLL
??
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Lc Lw(分配 给 小 麦 生 产
的土地）
Mw
Mc
高效率生产线
经济效率理论
OW
Oc
Ca
Cb
Cc
Wc
Wb
Wa
递
减
（分配给服装生产的机器）
分
配
给
服
装
生
产
的
土
地
分配给小麦生产的机器
,P
等产量线
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? 高效率生产的过程的结论
?在生产过程中资源的投入有多种组合
?高效率生产曲线上任意一点度代表着一种资源
配置状态下高效率的生产方式。
?高效率生产曲线上的任意一点度是一对 W和 C等
产量线的切点
? 注意点
?仅从生产过程无从确定经济效率
?如果某种资源投入没有市场价格或价格过低，
资源配置效率会扭曲
经济效率理论
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经济效率理论
? 高效率的消费过程
生产可能线
高效率消费曲线
C1n Cd C
C2n
U2c U2b
U2a
U1c
U1c
U1c
W1n
Wd
W
W2n
N
O(1)
d
服装生产产出量
小
麦
生
产
产
出
量
Wd-Cd商品最大
可能供给量
U1c U2c
个人 1和个人 2的
无差异曲线
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无差异曲线（ indifference curve)
? 以不同商品消费量为两轴的图形上的一条
曲线。曲线上每一点（代表两种商品的不
同组合）能为给定的消费者带来完全相同
的满足水平。这意味着，对于同一曲线上
的任意两点，消费者感到是无差别的。
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经济效率理论
?解释
? 在消费过程中，商品可以有多种分配方式。如果重
新分配商品，能够获得更多的满足，那么，这种分
配就是无效的。
? 消费契约曲线上任意一点都代表着一种商品分配状
态下效率最高的分配方式。
? 消费契约曲线上任意一点对个人 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。
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经济效率理论
? 效用可能性：
? 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
线转换到效用空间上, 形成效用可能性线 。
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经济效率理论
效用可能性线
U1U1bU1a
U2b
U2a
效用可能性
U2
O
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? 效用边界线
经济效率理论
效用可
能性线
效用边界线
O U1
U2
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经济效率理论
? 效用边界线的产生
? 把消费契约曲线表示在效用空间，可以得到
唯一的效用可能性线，对应于生产可能性线
可以得到无数多条效用可能性线。
? 解释
? 代表效用水平的点置于效用边界线之外是不
可能的；
? 代表效用水平的点置于效用边界线之内是低
效率的；
? 效用边界线是由一段段不同的效用可能性线
组成，不是真正的曲线。
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经济效率理论
? 帕累托效率的必要条件和充分条件
? 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，而且等于投入的资源价格之比。
? 高效率的消费。对于每一个消费者来说，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。
lmwlmclm PPM R T SM R T S /),(),( ??
cwcwcw PPM R SM R S /2),(1),( ??
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经济效率理论
? 对于所有消费者,任何两种商品的商品替代率应等于
生产相同产品的技术替代率,并等于商品价格之比：
cwcwcwcwcw PPM R P SM R P SM R SM R S /2),(1),(2),(1),( ????
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经济效率理论
? 最大社会福利
? 概念,效用边界上有无数个帕累托效率点，任意点
都存在唯一的资源配置、商品分配和价格比率。
? 社会福利函数,
),,,( 21 UnUUfS W F ??
式中,U1,U2,…, Un—个人 1,2,…, n的效用水平
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经济效率理论
? 最大社会福利
社会无差异曲线
最大社会福利
效用边界线
O
U1
U2
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经济效率理论
? 最大社会福利的必要条件
? 帕累托最适度状态；
? 效用边界线与社会无差异曲线相切 。
? 最大社会福利的充分条件是效用边界线与一
条且仅与一条社会无差异曲线相切 。
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? 环境质量的需求及其确定
? 环境质量市场：需求与供给
?环境质量市场存在的客观性
?消费者：从良好环境得到满足或效用
?生产厂商：清洁环境减少经营成本
?环境质量市场的有效性
?需求与供给客观存在，但往往无效
?有效性办法：直接管制、市场经济刺激
环境质量市场
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环境质量市场
? 环境质量的需求确定
? 环境物品总需求
?消费者在特定时期内对应每一种物品数量水
平愿意支付的价格
?特殊性：个人需求垂直相加
? 支付意愿下的环境质量需求
?为得到不等数量的环境物品愿意支付的金额
? 补偿意愿下的环境质量需求
?利用公共物品必须支付公众补偿金
?愿意牺牲环境质量所得到的补偿金额
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环境质量市场
? 环境质量的供给：政府与市场
? 环境质量的供给：数量与价格
?供给数量的确定
?直接或间接根据市场信息决定供给曲线
?支付意愿或补偿意愿
?污染损失函数与污染控制效益函数
?政府决策机制
?政府行使决策权
?公众投票表决
?有效的科学决策程序
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环境质量市场
? 环境质量的供给：政府与市场
? 环境质量的供给：数量与价格
?定价与分配
?纯粹公共物品的 边际成本 为零
?可拥挤公共物品：差别收费
?举例：公交、电力、长话
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Environmental Economics
? 环境质量的供给：政府与市场
? 政府与市场在环境物品供给中的行为
?在供给数量中的平衡
?政府出资生产：
? 空气质量、核污染、酸雨
?政府资金干预不生产：
? 城市污水、垃圾处理
环境质量市场
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Environmental Economics
环境质量与公共物品经济学
“经济靠市场、环保靠政府”
（讨论）
环境保护、经济发展、政府和市场行为之间的关系
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Environmental Economics
参考文献
? 郑玉歆、樊明太等,中国 CGE模型及政策分析,社会
科学文献出版社,1999，北京
? 张金水,可计算非线性动态投入产出模型,清华大学出
版社,2000，北京
? [美］威廉 ·J·鲍莫尔等,环境经济理论与政策设计,经
济科学出版社,2003，北京（第一部分：关于外部效
益理论）
? ［美］汤姆 ·泰坦伯格,环境与自然资源经济学,经济
科学出版社,2003，北京（第四章：产权、外部性和
环境问题））
? [美］保罗 ·A ·萨缪尔森、威廉 ·D·诺德豪斯,经济学 （第
十四版），北京经济学院出版社,1996年
