第二十三章
外部性
? 版权所有：夏纪军 2003
保留所有权利
上海财经大学 经济学院
第二十三章 外部性 Slide 2
外部性
? 外部性
?生产或消费活动对效用函数、消费集或生产集
的 间接影响 。
?间接性,
?影响的对象不是行为主体
?这种影响不是通过市场价格传递的
?外部性影响没有反映在商品价格上
第二十三章 外部性 Slide 3
外部性
? 个体最优化决策：私人收益－私人成本
? 自身的效用函数（生产函数 /成本函数）
? 市场价格
?外部性导致经济活动的 私人收益（成本）与社会
收益（成本）相偏离,使得个体最优行为导致
社会无效结果：过多或过少。
第二十三章 外部性 Slide 4
外部性
? 外部性与无效性
?外部性与产权
?外部性与政府干预
?解决外部性问题的途径,
第二十三章 外部性 Slide 5
外部性与无效性
? 正外部性
?植树、种花、遵守交通规则
—— 提高他人的效用或降低其他厂商的成本
?养蜂－果园
?基础科学研究、教育等
第二十三章 外部性 Slide 6
外部性与无效性
? 正外部性经济活动 的收益
?私人收益小于社会收益
私人边际收益 MPR<社会边际收益 MSR
?给行为人带来的直接收益,)(xPR
0)( ?xER
)()()( xERxPRxSR ??经济活动 的社会收益,
?给他人造成的外部性收益,
x
x
第二十三章 外部性 Slide 7
外部性与无效性
? 正外部性
绿化
价值（收益）
MC
私人边际收益
社会边际收益
*q eq
1、私人最优水平,
MPR=MC *q
2、社会最优选择,
MSR=MC
eqq ?*
—— 生产（供给）不足
eq
第二十三章 外部性 Slide 8
外部性与无效性
? 负外部性
—— 降低他人的效用或提高他人的生产成本
?污水排放 ?渔场减产
?放牧 ?践踏庄稼
?吸烟
第二十三章 外部性 Slide 9
外部性与无效性
? 负外部性经济活动 的收益
?私人成本小于社会成本
私人边际成本 MPC<社会边际成本 MSC
?给行为人带来的直接成本,)(xPC
0)( ?xEC
)()()( xECxPCxSC ??经济活动 的社会成本,
?给他人造成的外部性成本,
x
x
第二十三章 外部性 Slide 10
外部性与无效性
? 负外部性（竞争性市场）
钢 / 纸
价值 / 成本
社会边际成本 M S C
需求
eq
1、私人最优水平,
P=MPC *q
2、社会最优选择,
P=MSC
eqq ?*
—— 生产（供给）过多
eq
私人边际成本 M P C
*q
第二十三章 外部性 Slide 11
外部性与无效性
? 例：生产的外部性
?上下游的排污问题
上游钢厂 s 成本函数,),( xSc
s
污染排放量钢的产量,;,xS
下游渔场 F 的成本函数,),( xfcf
0??? xc f
0??? xcs
第二十三章 外部性 Slide 12
外部性与无效性
? 企业的利润最大化问题
),(M a x,)( S,xScSpS SSx ?钢厂
),(M a x:F xfcfp fff ?渔场
SxScp sS ??? ),( **一阶条件：
0),( ** ??? xxSc S
fxfcp ff ??? )( **一阶条件,ffc s ??? )0?(
第二十三章 外部性 Slide 13
外部性与无效性
? 社会最优（合并后的利润最大化问题）
),(),(M a x )f,( S,xfcxScfpSp fSfSx ???
SxScp eesS ??? ),(一阶条件：
0),(),( ?????? xxfcxxSc eefeeS
fxfcp eeff ??? ),(
第二十三章 外部性 Slide 14
外部性与无效性
污染排放
收益 / 成本
F
xMC
S
xMC?
*xex
0),(),( ??? eeFxeeSx xfMCxSMC
0),( ** ?xSMC Sx
社会最优排放量,
私人最优排放量,
ex
*x
第二十三章 外部性 Slide 15
外部性与无效性
? 渔场的最优产量,
鱼
价值 / 成本
)( *xfMC f
需求
ef*f
1、私人最优水平,
MCF（ f*,x*） =pf
2、社会最优选择,
MCF（ fe,xe） =pf
*ff e ?
)( ef xfMC
*f
ef
第二十三章 外部性 Slide 16
外部性的来源
1、经济主体的界定：产权配置
—— 内部化机制, 将活动的外部效应内化为行为人的收益或成本
—— 独立的经济主体越多外部性越普遍。
2、市场
?合并（一体化） VS 分散
?污染：缺乏排污市场
第二十三章 外部性 Slide 17
外部性与产权
? 自愿交换如何有效解决外部性问题？
?前提条件？
第二十三章 外部性 Slide 18
外部性与产权
? 抽烟与不抽烟者
?物品：货币与香烟
?消费者,A和 B都喜欢货币
?A：喜欢吸烟
?B：喜欢清洁的空气
第二十三章 外部性 Slide 19
外部性与产权
? 调整后的埃奇沃思方框图,
?可行消费组合与偏好
消费者 A
消费者 B
抽
烟
货币
0
1 1
0
第二十三章 外部性 Slide 20
外部性与产权
? 初始禀赋配置
消费者 A
消费者 B
抽
烟
货币
0
1 1
0
?货币,100+100＝ 200
?清洁空气
—— 清洁的空气归谁所有？
第二十三章 外部性 Slide 21
外部性与产权
? 产权
?所有权：控制权、剩余所取权、处置权
?B,拥有, 100元人民币
?B,拥有, 房间里的清洁空气
—— 取决于法定权利的配置
第二十三章 外部性 Slide 22
外部性与产权
? 可能的配置
消费者 A
消费者 B
抽
烟
货币
0
1 1
0]1,0[?x
G,可能的初始禀赋
H,可能的初始禀赋
X
X:{(100,x),(100,1-x)}
G:{(100,0),(100,1)}
H:{(100,1),(100,0)}
第二十三章 外部性 Slide 23
外部性与产权
? 给定产权配置下的自愿交换
消费者 A
消费者 B
抽
烟
货币
0
1 1
0
H,可能的初始禀赋
X
G,可能的初始禀赋
E,可能的均衡
25
0.3
给定禀赋配置 G存在一个交换
价格 P,A以价格 P向 B购买 x单
位清洁空气，以便自己抽烟。
E,可能的均衡
65
0.7
第二十三章 外部性 Slide 24
外部性与产权
? 科斯（ R.Coase,1960）
?如果 产权被明确界定,而且 没有谈判成本,
那么讨价还价能够实现 帕雷托有效 结果。
社会最优帕雷托有效 ?
第二十三章 外部性 Slide 25
外部性与产权
? 科斯定理
?如果消费者对外部性因素都具有 拟线性偏好
，那么外部性问题的讨价还价的最终结果与
初始产权配置无关。
yxvyxu ?? )(),(
第二十三章 外部性 Slide 26
外部性与产权
? 拟线性偏好：交换契约曲线
1111 )(),( yxvyxu ??
22222 )(),(,uyxyxust ??? ?
11,m ax yx
)()( 11 xxxv ???? ?
—— 对商品 1的帕雷托有效配置与 u2无关，即所有帕雷托
有效配置中商品 1的分配比例是固定的。
第二十三章 外部性 Slide 27
外部性与产权
? 设 1111 10ln),( yxyxu ??
2222 10ln2),( yxyxu ??
3/2;3/1 21 ?? xx
抽
烟
货币消费者A
消费者 B
第二十三章 外部性 Slide 28
外部性与产权
? 市场失败的原因,
?产权界定不清
?产权界定的成本
?谈判成本
?司法制度的效率与市场机制的有效性
?明确界定产权
?保护产权
第二十三章 外部性 Slide 29
政府干预
? 非市场纠正途径,
?道德、习俗
?政府干预
?市场化干预：税收、可交换配额
?非市场化干预：配额管制
?自愿组织（一体化）
第二十三章 外部性 Slide 30
政府干预
? 税收
?对每单位污染征收 t元污染税，使得企业排
污的外部性内部化。
txxScSpS SSx ?? ),(M a x,)( S,钢厂
txxSc tts ??? ),(
xxSct eese ??? ),(庇古税：
第二十三章 外部性 Slide 31
政府干预
? 负外部性（竞争性市场）
钢 / 纸
价值 / 成本
社会边际成本 M S C
需求
*qeq
1、私人最优水平,
P=MPC(q*)
*q
2、社会最优选择,
P=MSC(qe)
eq
私人边际成本
M P C
税后私人边际成本
MPC+t
3、庇古税,
)()( *qM P CqM S Ct e ??
第二十三章 外部性 Slide 32
政府干预
? 企业的利润最大化问题
txxScSpS SSx ?? ),(M a x,)( S,钢厂
SxScp sS ??? ),( **一阶条件：
txxSc S ???? ),( **
xxSct eeS ???? ),(
第二十三章 外部性 Slide 33
政府干预
? 配额管制
ii xx ?
??
?
?
?
?
?
?
ii
ii
i
xxt
xx
xp
i
0
)(
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收益
排污量
?行政命令,
*
q
管制前的私人收益曲线
e
q
管制后的私人收益曲线
第二十三章 外部性 Slide 34
公地悲剧
? 公地悲剧 （ Tragedy of Common Resource）
?由于缺乏明确的私人产权界定，导致人们对
公共资源的过渡利用。
?例如：海洋渔业资源、公共草原、森林,
宁夏的发菜等。
第二十三章 外部性 Slide 35
公地悲剧
? 例：放牧问题
ccfcv )()( ?
一块草场,N户村民，每户决定自己的放羊的数量 ci,
总放养量为 ?
??
N
i icc 1
其总价值为, )(cf
每头羊的价值为,
假设购买一头奶牛的成本为固定的 a元。
社会最优解
cacfM a xc ?)(
acf e ?? )(
第二十三章 外部性 Slide 36
公地悲剧
? 公共产权
?草场属公共所有，每户都可以在上面自由放
牧。
村民 i的最优化问题,
—— 给定其他村民选择了 c-i选择他的最优放牧量 ci
icMax ?
ii
ii
i cc
ccfc
?
?
?
? )( ac
i??
最优反应函数,
acfcccfccc cf ii ???? )()()( 2
第二十三章 外部性 Slide 37
公地悲剧
? 自由进入解 (纳什均衡解 ),
假设每户村民条件类似，在均衡中选择相同的数量,
iNcc ?
acfNccfNc cf ???? )(1)(1)( ****
*
0)(
*
??? NNc
第二十三章 外部性 Slide 38
公地悲剧
? 自由进入解 (纳什均衡解 ),
11 ?N、
??N、2
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accf ?*
* )(
社会最优解 /垄断解
acfNccfNc cf ???? )(1)(1)( ****
*
外部性
? 版权所有：夏纪军 2003
保留所有权利
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第二十三章 外部性 Slide 2
外部性
? 外部性
?生产或消费活动对效用函数、消费集或生产集
的 间接影响 。
?间接性,
?影响的对象不是行为主体
?这种影响不是通过市场价格传递的
?外部性影响没有反映在商品价格上
第二十三章 外部性 Slide 3
外部性
? 个体最优化决策：私人收益－私人成本
? 自身的效用函数（生产函数 /成本函数）
? 市场价格
?外部性导致经济活动的 私人收益（成本）与社会
收益（成本）相偏离,使得个体最优行为导致
社会无效结果：过多或过少。
第二十三章 外部性 Slide 4
外部性
? 外部性与无效性
?外部性与产权
?外部性与政府干预
?解决外部性问题的途径,
第二十三章 外部性 Slide 5
外部性与无效性
? 正外部性
?植树、种花、遵守交通规则
—— 提高他人的效用或降低其他厂商的成本
?养蜂－果园
?基础科学研究、教育等
第二十三章 外部性 Slide 6
外部性与无效性
? 正外部性经济活动 的收益
?私人收益小于社会收益
私人边际收益 MPR<社会边际收益 MSR
?给行为人带来的直接收益,)(xPR
0)( ?xER
)()()( xERxPRxSR ??经济活动 的社会收益,
?给他人造成的外部性收益,
x
x
第二十三章 外部性 Slide 7
外部性与无效性
? 正外部性
绿化
价值（收益）
MC
私人边际收益
社会边际收益
*q eq
1、私人最优水平,
MPR=MC *q
2、社会最优选择,
MSR=MC
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—— 生产（供给）不足
eq
第二十三章 外部性 Slide 8
外部性与无效性
? 负外部性
—— 降低他人的效用或提高他人的生产成本
?污水排放 ?渔场减产
?放牧 ?践踏庄稼
?吸烟
第二十三章 外部性 Slide 9
外部性与无效性
? 负外部性经济活动 的收益
?私人成本小于社会成本
私人边际成本 MPC<社会边际成本 MSC
?给行为人带来的直接成本,)(xPC
0)( ?xEC
)()()( xECxPCxSC ??经济活动 的社会成本,
?给他人造成的外部性成本,
x
x
第二十三章 外部性 Slide 10
外部性与无效性
? 负外部性（竞争性市场）
钢 / 纸
价值 / 成本
社会边际成本 M S C
需求
eq
1、私人最优水平,
P=MPC *q
2、社会最优选择,
P=MSC
eqq ?*
—— 生产（供给）过多
eq
私人边际成本 M P C
*q
第二十三章 外部性 Slide 11
外部性与无效性
? 例：生产的外部性
?上下游的排污问题
上游钢厂 s 成本函数,),( xSc
s
污染排放量钢的产量,;,xS
下游渔场 F 的成本函数,),( xfcf
0??? xc f
0??? xcs
第二十三章 外部性 Slide 12
外部性与无效性
? 企业的利润最大化问题
),(M a x,)( S,xScSpS SSx ?钢厂
),(M a x:F xfcfp fff ?渔场
SxScp sS ??? ),( **一阶条件：
0),( ** ??? xxSc S
fxfcp ff ??? )( **一阶条件,ffc s ??? )0?(
第二十三章 外部性 Slide 13
外部性与无效性
? 社会最优（合并后的利润最大化问题）
),(),(M a x )f,( S,xfcxScfpSp fSfSx ???
SxScp eesS ??? ),(一阶条件：
0),(),( ?????? xxfcxxSc eefeeS
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第二十三章 外部性 Slide 14
外部性与无效性
污染排放
收益 / 成本
F
xMC
S
xMC?
*xex
0),(),( ??? eeFxeeSx xfMCxSMC
0),( ** ?xSMC Sx
社会最优排放量,
私人最优排放量,
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*x
第二十三章 外部性 Slide 15
外部性与无效性
? 渔场的最优产量,
鱼
价值 / 成本
)( *xfMC f
需求
ef*f
1、私人最优水平,
MCF（ f*,x*） =pf
2、社会最优选择,
MCF（ fe,xe） =pf
*ff e ?
)( ef xfMC
*f
ef
第二十三章 外部性 Slide 16
外部性的来源
1、经济主体的界定：产权配置
—— 内部化机制, 将活动的外部效应内化为行为人的收益或成本
—— 独立的经济主体越多外部性越普遍。
2、市场
?合并（一体化） VS 分散
?污染：缺乏排污市场
第二十三章 外部性 Slide 17
外部性与产权
? 自愿交换如何有效解决外部性问题？
?前提条件？
第二十三章 外部性 Slide 18
外部性与产权
? 抽烟与不抽烟者
?物品：货币与香烟
?消费者,A和 B都喜欢货币
?A：喜欢吸烟
?B：喜欢清洁的空气
第二十三章 外部性 Slide 19
外部性与产权
? 调整后的埃奇沃思方框图,
?可行消费组合与偏好
消费者 A
消费者 B
抽
烟
货币
0
1 1
0
第二十三章 外部性 Slide 20
外部性与产权
? 初始禀赋配置
消费者 A
消费者 B
抽
烟
货币
0
1 1
0
?货币,100+100＝ 200
?清洁空气
—— 清洁的空气归谁所有？
第二十三章 外部性 Slide 21
外部性与产权
? 产权
?所有权：控制权、剩余所取权、处置权
?B,拥有, 100元人民币
?B,拥有, 房间里的清洁空气
—— 取决于法定权利的配置
第二十三章 外部性 Slide 22
外部性与产权
? 可能的配置
消费者 A
消费者 B
抽
烟
货币
0
1 1
0]1,0[?x
G,可能的初始禀赋
H,可能的初始禀赋
X
X:{(100,x),(100,1-x)}
G:{(100,0),(100,1)}
H:{(100,1),(100,0)}
第二十三章 外部性 Slide 23
外部性与产权
? 给定产权配置下的自愿交换
消费者 A
消费者 B
抽
烟
货币
0
1 1
0
H,可能的初始禀赋
X
G,可能的初始禀赋
E,可能的均衡
25
0.3
给定禀赋配置 G存在一个交换
价格 P,A以价格 P向 B购买 x单
位清洁空气，以便自己抽烟。
E,可能的均衡
65
0.7
第二十三章 外部性 Slide 24
外部性与产权
? 科斯（ R.Coase,1960）
?如果 产权被明确界定,而且 没有谈判成本,
那么讨价还价能够实现 帕雷托有效 结果。
社会最优帕雷托有效 ?
第二十三章 外部性 Slide 25
外部性与产权
? 科斯定理
?如果消费者对外部性因素都具有 拟线性偏好
，那么外部性问题的讨价还价的最终结果与
初始产权配置无关。
yxvyxu ?? )(),(
第二十三章 外部性 Slide 26
外部性与产权
? 拟线性偏好：交换契约曲线
1111 )(),( yxvyxu ??
22222 )(),(,uyxyxust ??? ?
11,m ax yx
)()( 11 xxxv ???? ?
—— 对商品 1的帕雷托有效配置与 u2无关，即所有帕雷托
有效配置中商品 1的分配比例是固定的。
第二十三章 外部性 Slide 27
外部性与产权
? 设 1111 10ln),( yxyxu ??
2222 10ln2),( yxyxu ??
3/2;3/1 21 ?? xx
抽
烟
货币消费者A
消费者 B
第二十三章 外部性 Slide 28
外部性与产权
? 市场失败的原因,
?产权界定不清
?产权界定的成本
?谈判成本
?司法制度的效率与市场机制的有效性
?明确界定产权
?保护产权
第二十三章 外部性 Slide 29
政府干预
? 非市场纠正途径,
?道德、习俗
?政府干预
?市场化干预：税收、可交换配额
?非市场化干预：配额管制
?自愿组织（一体化）
第二十三章 外部性 Slide 30
政府干预
? 税收
?对每单位污染征收 t元污染税，使得企业排
污的外部性内部化。
txxScSpS SSx ?? ),(M a x,)( S,钢厂
txxSc tts ??? ),(
xxSct eese ??? ),(庇古税：
第二十三章 外部性 Slide 31
政府干预
? 负外部性（竞争性市场）
钢 / 纸
价值 / 成本
社会边际成本 M S C
需求
*qeq
1、私人最优水平,
P=MPC(q*)
*q
2、社会最优选择,
P=MSC(qe)
eq
私人边际成本
M P C
税后私人边际成本
MPC+t
3、庇古税,
)()( *qM P CqM S Ct e ??
第二十三章 外部性 Slide 32
政府干预
? 企业的利润最大化问题
txxScSpS SSx ?? ),(M a x,)( S,钢厂
SxScp sS ??? ),( **一阶条件：
txxSc S ???? ),( **
xxSct eeS ???? ),(
第二十三章 外部性 Slide 33
政府干预
? 配额管制
ii xx ?
??
?
?
?
?
?
?
ii
ii
i
xxt
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i
0
)(
ieieiSi xxSct i ???? ),(
收益
排污量
?行政命令,
*
q
管制前的私人收益曲线
e
q
管制后的私人收益曲线
第二十三章 外部性 Slide 34
公地悲剧
? 公地悲剧 （ Tragedy of Common Resource）
?由于缺乏明确的私人产权界定，导致人们对
公共资源的过渡利用。
?例如：海洋渔业资源、公共草原、森林,
宁夏的发菜等。
第二十三章 外部性 Slide 35
公地悲剧
? 例：放牧问题
ccfcv )()( ?
一块草场,N户村民，每户决定自己的放羊的数量 ci,
总放养量为 ?
??
N
i icc 1
其总价值为, )(cf
每头羊的价值为,
假设购买一头奶牛的成本为固定的 a元。
社会最优解
cacfM a xc ?)(
acf e ?? )(
第二十三章 外部性 Slide 36
公地悲剧
? 公共产权
?草场属公共所有，每户都可以在上面自由放
牧。
村民 i的最优化问题,
—— 给定其他村民选择了 c-i选择他的最优放牧量 ci
icMax ?
ii
ii
i cc
ccfc
?
?
?
? )( ac
i??
最优反应函数,
acfcccfccc cf ii ???? )()()( 2
第二十三章 外部性 Slide 37
公地悲剧
? 自由进入解 (纳什均衡解 ),
假设每户村民条件类似，在均衡中选择相同的数量,
iNcc ?
acfNccfNc cf ???? )(1)(1)( ****
*
0)(
*
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第二十三章 外部性 Slide 38
公地悲剧
? 自由进入解 (纳什均衡解 ),
11 ?N、
??N、2
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社会最优解 /垄断解
acfNccfNc cf ???? )(1)(1)( ****
*
