不同水污染凈化情景下北京社會經(jīng)濟部門及要素變化:基于ES-CGE模型的分析

高 陽,王曉玥,張佰林,馮 喆,李雙成

1 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院, 北京 100193 2 國土資源部農(nóng)用地質(zhì)量與監(jiān)控重點實驗室, 北京 100193 3 北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院, 北京 100087 4 天津工業(yè)大學(xué)管理學(xué)院, 天津 300387 5 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院, 北京 100083

水是人類生存和發(fā)展不可替代的自然資源和戰(zhàn)略性經(jīng)濟資源,是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要支撐,是生態(tài)環(huán)境的控制性要素[1]。北京是一座重度資源型缺水、水污染嚴重的城市,經(jīng)濟快速發(fā)展、人口持續(xù)增長造成了北京市水體水質(zhì)的不斷惡化,2010年北京市河道水系僅有41.40%符合III類以上水質(zhì)標(biāo)準,劣V類水已占到38.10%,達標(biāo)河長不足一半[2],水問題已經(jīng)成為制約北京市社會經(jīng)濟發(fā)展及生態(tài)安全的關(guān)鍵因素,深層次原因在于城市功能過多、經(jīng)濟體系“大而全”,部分行業(yè)高耗能、高耗水、高污染,加劇了人口與環(huán)境間矛盾。因此,北京市亟待測度不同部門對水環(huán)境變化的響應(yīng),預(yù)估水污染凈化水平對社會要素的影響,在此基礎(chǔ)上制定政策,科學(xué)調(diào)整社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)。

近年來,可計算一般均衡模型(Computable General Equilibrium,CGE)由于能夠模擬環(huán)境與經(jīng)濟系統(tǒng)之間互動影響關(guān)系,為定量測度環(huán)境與社會經(jīng)濟間相互影響提供了新思路,是分析污染治理等社會政策的重要工具[3]。就整個社會經(jīng)濟系統(tǒng)而言,水污染凈化服務(wù)與勞動力和資本一樣,是社會運轉(zhuǎn)的重要生產(chǎn)要素[4]。CGE模型最早即應(yīng)用于污染物模擬,在20世紀60年代,Leontief[5]給出添加了污染凈化服務(wù)(污染清除)部門和污染帳戶的環(huán)境投入產(chǎn)出表?；贚eontief的投入產(chǎn)出表,1988年Dufournaud等[6]在標(biāo)準CGE模型之上構(gòu)建了包括污染物產(chǎn)出的環(huán)境擴展GGE。隨著研究不斷深入,CGE模型逐漸與實踐應(yīng)用結(jié)合,通過設(shè)定不同排污費及污染稅情景,模擬污染物治理對區(qū)域社會經(jīng)濟的影響。在我國,Xie和Saltzman[7]使用CGE模型評估了我國廢水、固體粉塵及廢物的污染控制政策。Lee和Lin[8]針對于污染凈化功能,使用多區(qū)域CGE模型度量了高美濕地的潛在經(jīng)濟價值。鄧祥征等[9]使用動態(tài)CGE模型,綜合考慮技術(shù)進步、人口、經(jīng)濟增長與氮磷排放的關(guān)系,對內(nèi)蒙古烏梁素海面源污染控制提出了氮磷分期調(diào)控策略。張偉等[10]利用多區(qū)域CGE模型,模擬了我國長三角地區(qū)的水污染間接經(jīng)濟損失,發(fā)現(xiàn)間接經(jīng)濟損失達到直接經(jīng)濟損失的3.5倍。然而,現(xiàn)有研究多將水污染治理作為外生沖擊,鮮有將水污染凈化服務(wù)作為內(nèi)嵌模塊開展模擬,研究區(qū)多集中在江蘇[11]、海河流域[12]等地區(qū),針對北京市水環(huán)境問題進行的研究不多。本研究把幣值化的水污染凈化服務(wù)引入傳統(tǒng)CGE模型,將不同資本、勞動和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)等共同視為北京市經(jīng)濟運行發(fā)展的基本稟賦,構(gòu)建了北京市水污染凈化服務(wù)CGE模型(Water Pollution Purification Ecosystem Service Computable General Equilibrium,ES-CGE模型),從水污染凈化服務(wù)的供給與需求兩個方面設(shè)定情景,模擬了社會經(jīng)濟部門及要素變化,重點探尋水污染凈化服務(wù)對城市經(jīng)濟系統(tǒng)的影響,為北京城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變及非首都功能疏解實踐提供理論參考。

1 ES-CGE模型構(gòu)建

1.1 模型框架及原始數(shù)據(jù)收集

ES-CGE模型構(gòu)建過程中,水污染凈化服務(wù)與CGE模型的嵌合可通過編制生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)擴展的社會核算矩陣、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)部門細分、將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)反饋納入模型函數(shù)約束3種方法進行。環(huán)境擴展的社會核算矩陣是將水污染凈化服務(wù)作為生產(chǎn)要素,與勞動、資本和土地并列,在要素市場中進行連接(圖1,接口1)；對水污染凈化服務(wù)部門進行細分,是在原有投入產(chǎn)出統(tǒng)計部門劃分的基礎(chǔ)上,對與水污染凈化服務(wù)相關(guān)的部門進行細分,對不太相關(guān)的部門進行合并,以突出水污染凈化服務(wù)部門在模擬后的變化情況(圖1,接口2)。細分時多利用各部門投入產(chǎn)出系數(shù),將水環(huán)境行業(yè)從環(huán)境研發(fā)、綜合研究等既有行業(yè)中剝離出來,合并時將不同部門相應(yīng)數(shù)值加總即可。將水污染凈化服務(wù)反饋納入模型函數(shù)約束是將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與不同行為主體聯(lián)系的最直接的方法,主要包括不同行為主體相關(guān)的價格、總量方程等(圖1,接口3)。

圖1 ES-CGE模型基礎(chǔ)框架Fig.1 Framework of ES-CGE model

圖2 要素市場在經(jīng)濟中的作用過程Fig.2 The procedure of production factor flows in the economy

其中,要素市場是社會發(fā)展進步的源動力。CGE研究秉承“研究什么、細分什么”的原則[13],可根據(jù)研究重點,將土地、各類自然資源、環(huán)境等從資本和勞動兩傳統(tǒng)生產(chǎn)要素中剝離或單列作為并列的生產(chǎn)要素,納入到模型中(圖2)。在本研究中,將水污染凈化服務(wù)作為與勞動、資本并列的生產(chǎn)要素,通過要素合成后模擬水污染凈化服務(wù)與中間投入品轉(zhuǎn)化為商品和服務(wù)的過程,著重探討北京市水污染凈化對社會經(jīng)濟發(fā)展的影響。在北京城市運轉(zhuǎn)過程中,有一定量的廢水在處理后,仍沒有達到國家標(biāo)準,而直接排放到生態(tài)系統(tǒng)之中,需要生態(tài)系統(tǒng)對其進行凈化,廢水排放占用了生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境,而生態(tài)系統(tǒng)提供了水污染凈化的服務(wù)。水污染凈化服務(wù)是社會產(chǎn)出的重要要素投入,而政府是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)代理者,獲得水污染凈化服務(wù)的要素報酬,服務(wù)價值等于現(xiàn)有技術(shù)下,各行業(yè)進行相應(yīng)數(shù)量的廢水治理的投資值。

本研究主要數(shù)據(jù)來源為北京市2010年投入產(chǎn)出表,將最初42個部門進行合并,得到最終的北京市部門劃分,包括33個部門、2組居民家庭(城鎮(zhèn)和農(nóng)村),3種生產(chǎn)要素(勞動、資本和水污染凈化服務(wù))。33個部門中有1個農(nóng)業(yè)部門、17個工業(yè)部門和15個服務(wù)業(yè)部門。通過2010年投入產(chǎn)出表以及2010年相應(yīng)的海關(guān)、稅收、國際收支、資金流量、《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒2011》等數(shù)據(jù)編制了2010年污染凈化服務(wù)擴展的社會核算矩陣。本研究采用GAMS軟件進行ES-CGE模擬。在求解策略上,GAMS軟件已經(jīng)實現(xiàn)了算法的封裝,可以直接調(diào)用CONOPT、MINOS、MILES、PATH等相關(guān)的求解器(Solver)進行求解。本研究采用來自ARKI Consulting and Development的CONOPT求解器。

1.2 模型主要方程刻畫

本模型總計46個方程、46個內(nèi)生變量,實際方程數(shù)量1902個,實際內(nèi)生變量數(shù)量1902個,下列出與水污染凈化服務(wù)直接相關(guān)的生產(chǎn)模塊、收入支出模塊、要素市場的均衡、福利模塊方程。

1.2.1 生產(chǎn)模塊

圖3 勞動-資本-服務(wù)生產(chǎn)函數(shù)結(jié)構(gòu)Fig.3 Ecosystem-capital-labor production function CES：常替代彈性函數(shù),Constant elasticity of substitution；Leontief：列昂惕夫生產(chǎn)函數(shù),Leontief production function

在處理生產(chǎn)模塊時,基于規(guī)模報酬不變假設(shè),采用了3層嵌套的常替代彈性函數(shù)(Constant Elasticity of Substitution,CES)描述生產(chǎn)者的行為,其結(jié)構(gòu)如圖3所示。第一層是資本與水污染凈化服務(wù)通過CES生產(chǎn)函數(shù)進行要素合成,成為資本-服務(wù)束。第二層是勞動與資本-服務(wù)束的要素合成,同樣適用CES生產(chǎn)函數(shù)。第三層是總產(chǎn)出,是其他中間投入與勞動-資本-服務(wù)要素通過Leontief生產(chǎn)函數(shù)進行的合成。

1.2.2 收入支出模塊

生產(chǎn)部門對要素的投入支付報酬形成了要素收入。在初次分配中,勞動報酬全部為居民所得,而資本報酬由企業(yè)和居民共同獲得,水污染凈化服務(wù)報酬為政府獲得。居民和企業(yè)再向政府交納稅費后,將收入用于消費和儲蓄。政府的收入由向居民和企業(yè)征收的各種稅費而得,再經(jīng)過一部分對居民的轉(zhuǎn)移支付,剩余的收入用于政府消費和儲蓄。

要素收入：

YLi=pl·Li

(1)

YKi=pk·Ki

(2)

YEcoi=Ecoi·P_Ecoi

(3)

式中,YLi：第i生產(chǎn)部門的勞動報酬。YKi：第i生產(chǎn)部門的資本報酬。YEcoi：第i生產(chǎn)部門的水污染凈化服務(wù)報酬。

1.2.3 要素市場的均衡(出清)模塊

在理想狀況下,部門間勞動力、資本和水污染凈化服務(wù)的完全流動將會造成完全一致的相對報酬率,即：

(4)

(5)

(6)

1.2.4 福利模塊

該模塊通過構(gòu)造虛擬的柯布道格拉斯函數(shù)度量居民效用,以衡量生產(chǎn)稅變化等政策沖擊對于社會福利的改變。

(7)

式中,UU：居民效用。

1.3 參數(shù)設(shè)定與模型檢驗

ES-CGE模型參數(shù)設(shè)定中,不同要素間的替代彈性根據(jù)前人的研究[9-15],設(shè)定水污染凈化服務(wù)與資本之間的替代彈性為0.9,水污染凈化-資本與勞動之間的替代彈性為0.6。在CGE研究中,當(dāng)多重產(chǎn)品之間存在替代性,組合成復(fù)合阿明頓商品時,使用CES函數(shù)；當(dāng)阿明頓商品進行分配成為不同商品時,使用常轉(zhuǎn)移彈性函數(shù)(Constant elasticity of transformation,CET),即“多至一”時使用CES函數(shù),“一至多”時使用CET函數(shù)。本研究的阿明頓(Armington)商品的替代彈性以及轉(zhuǎn)換彈性參考李元龍[15]、鄭玉歆和樊明太[16]、趙永和王勁峰[17]和鄧祥征[9]的研究。在模型檢驗中,該模型通過一致性、齊次性和敏感性檢驗。

在模型的宏觀閉合選擇上,本模型采用了新古典閉合原則政府的實際支出外生于模型,所有的稅率和轉(zhuǎn)移支付都是固定的,真實政府儲蓄內(nèi)生于政府的預(yù)算平衡；總投資由儲蓄的各組成部分之和內(nèi)生決定,即各種投資支出的總和等于企業(yè)儲蓄、居民儲蓄、政府儲蓄、國外資本凈流入和庫存品之和；以世界價格計算的進口總值等于以世界價格計算的出口總值、國外凈轉(zhuǎn)移和國外資本凈流入之和,模型通過匯率將世界價格轉(zhuǎn)換為國內(nèi)價格并被視為基準價格保持不變,國外資本流入外生固定,并通過真實匯率的內(nèi)生調(diào)整以實現(xiàn)對外賬戶的平衡。模型最終實現(xiàn)政府的財政收支平衡、國際收支平衡、儲蓄-投資平衡和要素市場的均衡。

2 情景設(shè)定與模擬

2.1 情景設(shè)定

面對嚴峻的水污染形勢,北京市政府先后出臺了多項地方性政策、條例及法規(guī),從排放源頭管控、污水處理建設(shè)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等多途徑推動水污染治理,加強水環(huán)境管理。本研究兼顧水污染凈化服務(wù)的供給與需求兩方面,設(shè)定以下3種情景。

情景1：水污染凈化服務(wù)變化——以5%為間隔,水污染凈化服務(wù)要素稟賦變化從減少50%到增加50%。

本情景模擬水生態(tài)系統(tǒng)自身變化,反映水污染凈化服務(wù)供給變化對社會經(jīng)濟系統(tǒng)的影響。依照2012年修訂的北京市地方標(biāo)準《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準》(DB11/ 890—2012)[18]要求,北京市向II、III類水體排污的城鎮(zhèn)污水處理廠執(zhí)行的A標(biāo)準,與排入IV、V類水體的城鎮(zhèn)污水處理廠執(zhí)行的B標(biāo)準相比,約為后者的一半。2013年修訂的北京市《水污染物綜合排放標(biāo)準》(DB11—307—2013)[19]要求,新建生活污水處理站排入地表水體的水污染物排放限值約為現(xiàn)有污水處理站限值的一半,因此本情景設(shè)計從-50%到+50%的水污染凈化服務(wù)的變動。

情景2：水污染凈化服務(wù)相關(guān)行業(yè)管理能力提高——以5%為間隔,對水利、環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè)5%—50%的生產(chǎn)稅補貼。

本情景模擬政策等經(jīng)濟社會系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)過程,進而改變對水污染凈化服務(wù)的需求。稅收政策常被經(jīng)濟學(xué)家視為環(huán)境與自然資源政策管理中的有力工具,在2015年印發(fā)的《北京市水污染防治工作方案》中,要求市財政局、國稅、地稅等主管機構(gòu)落實和完善稅費政策,依法落實環(huán)境保護、節(jié)水、資源綜合利用等方面稅收優(yōu)惠,對重點公共設(shè)施行業(yè)實施所得稅前三年減免,后三年減半的政策,因此在模擬稅收調(diào)控水利、環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè)時,采用了最高50%的稅費補貼情景。

情景3：稅收調(diào)控水污染相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)能力——以5%為間隔,提高石油、天然氣開采、電力、熱力燃料生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)5%—50%生產(chǎn)稅。

《北京市水污染防治工作方案》同樣提出了對玻璃制造、水泥生產(chǎn)、橡膠及塑料制品業(yè)、木制品制造、酒及飲料制造、紙制品制造等重點污染企業(yè)的清退工作,而提高稅費可輔助企業(yè)清退,參考2016年通過的《中華人民共和國環(huán)境保護稅法》相關(guān)規(guī)定(納稅人排污濃度值低于規(guī)定標(biāo)準30%的,減按75%征稅；排污濃度低于標(biāo)準50%的,減按50%征稅),本情景采用對污染企業(yè)最高提高50%生產(chǎn)稅費的設(shè)置。

2.2 居民福利變化衡量

在政策沖擊前后居民福利變化的衡量上,可以直接通過效用函數(shù)值的變化來判斷政策對居民福利的影響,但效用函數(shù)的單位util在理論和實踐上的問題較多。在實際應(yīng)用中,多使用貨幣單位來衡量福利變化的程度。本研究使用福利經(jīng)濟學(xué)中常用的等價性變化量(Equivalent Variation,EV)以政策沖擊前的價格來衡量居民的福利變化,采用CGE模型最常用的柯布道格拉斯函數(shù)度量居民效用[20],即：

(8)

則EV的表達為：

(9)

(10)

其中,EVu為城鎮(zhèn)居民的等價性變化量,EVr為農(nóng)村居民的等價性變化量,UU1為政策實施后的福利量,UU0為政策實施前的福利量,PQ0i為政策實施前的國內(nèi)商品i價格。

2.3 情景模擬結(jié)果

2.3.1 情景1

圖4 水污染凈化服務(wù)要素稟賦變化從減少50%到增加50%對城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民福利的影響Fig.4 Changes of urban and rural residents′ welfare when the water pollution purification factor endowment decreased by 5%—50% and increased by 5%—50%

水污染凈化服務(wù)變化——以5%為間隔,水污染凈化服務(wù)要素稟賦變化從減少50%到增加50%?？傮w來看,水污染凈化服務(wù)變化后,各部門產(chǎn)出變化最大的是紡織業(yè)。紡織業(yè)作為排污大戶,在水污染凈化能力增強、可消容更多污染時會增加產(chǎn)出,反之則減少產(chǎn)出。當(dāng)水污染凈化服務(wù)稟賦增加時,紡織業(yè)產(chǎn)出將增加0.001%—0.008%；在水凈化服務(wù)稟賦減少時,紡織業(yè)產(chǎn)出減少0.0011%—0.0148%。城鄉(xiāng)居民對水污染凈化服務(wù)稟賦變化的響應(yīng)一致,稟賦增加或減少時,對產(chǎn)品的消費會相應(yīng)的增多或減少,說明水污染凈化作為資本要素,是推動全體居民消費的驅(qū)動之一。水污染凈化服務(wù)變化后,城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民對幾乎所有部門產(chǎn)品的消費均增加,其中城鎮(zhèn)居民影響最大是對食品制造及煙草加工業(yè)的消費,而農(nóng)村居民變化最大的是造紙印刷及文教體育用品制造業(yè)的消費。在福利變化上(圖4),水凈化服務(wù)資源稟賦減少時,社會總福利下降,城鎮(zhèn)居民福利減少更為明顯,水凈化服務(wù)資源稟賦增加時,社會總福利上升,城鎮(zhèn)居民福利增加更為明顯。同時,水凈化服務(wù)資源稟賦增加或減少同樣的比例,對居民福利影響不同,減少5%對福利的減少量高于增加5%時對應(yīng)的福利增加值,居民福利對水污染凈化服務(wù)減少更為敏感。

2.3.2 情景2

圖5 對水利、環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè)進行5%—50%生產(chǎn)稅補貼對城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民福利的影響Fig.5 Changes of urban and rural residents′ welfare when production tax of water conservancy, environment and public facilities management decreased 5%—50%

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)行業(yè)管理能力提高——以5%為間隔,對水利、環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè)5%—50%的生產(chǎn)稅補貼。對水利、環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè)進行生產(chǎn)稅補貼政策后,受負面影響最大的為紡織業(yè),總產(chǎn)出將下降0.113%—1.190%；增加最多的是水利、環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè),增加0.536%—5.703%；其次是金屬冶煉及壓延加工業(yè),增幅在0.080%—0.808%。水污染凈化服務(wù)對各個部門的投入也有一定變化,其中紡織業(yè)減少0.109%—1.140%。《北京市水污染防治工作方案》中強調(diào)通過稅費政策落實環(huán)境保護、節(jié)水、資源綜合利用等方面稅收優(yōu)惠[21]。此情景模擬結(jié)果說明,對環(huán)境研發(fā)保護等部門進行扶持,確實可以較好的引導(dǎo)社會產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,排污較多的部門將減少生產(chǎn),減少環(huán)境占用,接受扶持的部門產(chǎn)出增多。而實施生產(chǎn)補貼后,城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民對各社會部門的消費有所增加,其中增加最多的均為水利、環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè),但幅度不大。扶持環(huán)境研發(fā)保護等部門對城鄉(xiāng)居民日常消費總體影響不大,略有促進作用。在福利變化上(圖5),政策變動后社會總福利呈線性增長趨勢,城鎮(zhèn)居民福利增加更為明顯,補貼50%時增加達18993.628萬元。對環(huán)境研發(fā)保護部門進行扶持,可提高居民福利。

2.3.3 情景3

圖6 提高石油、天然氣開采、電力、熱力燃料生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)5%—50%生產(chǎn)稅對城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民福利的影響Fig.6 Changes of urban and rural residents′ welfare when production tax of extraction of petroleum and natural gas production industry and supply of electric power and heat power industry increased 5%—50%

稅收調(diào)控水污染相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)能力——以5%為間隔,提高石油、天然氣開采、電力、熱力燃料生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)5%—50%生產(chǎn)稅。石油、天然氣開采、電力、熱力燃料生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)作為排污大戶,提高其行業(yè)生產(chǎn)稅,總產(chǎn)出將下降6.895%—43.479%；其次是煤炭生產(chǎn)行業(yè),產(chǎn)出將下降2.941%—19.867%,紡織業(yè)下降1.262%—15.514%,說明對某一排污行業(yè)征收稅費,將大幅度減少該行業(yè)及相關(guān)排污行業(yè)產(chǎn)出,各水污染行業(yè)之間具有聯(lián)動關(guān)系,選取一個行業(yè)進行調(diào)節(jié)可實現(xiàn)多行業(yè)的共同調(diào)整。此外,水污染凈化服務(wù)對各個部門的投入也有較大變化,石油、天然氣開采、電力、熱力和燃料生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)減少39.669%,煤炭生產(chǎn)行業(yè)減少14.501%,對交通業(yè)的投入增加83.189%。除對石油、天然氣開采、電力、熱力和燃料生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的消費有所下降之外,城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民對其他部門產(chǎn)品的消費均增加。征收稅費確實可以調(diào)控污染部門生產(chǎn),但由于生產(chǎn)減少,居民對于相關(guān)產(chǎn)品,如煤炭的消費也會下降。在福利層面(圖6),政策變動后社會總福利增加,但從5%—20%時福利增加比較明顯,20%之后福利增加速度趨于平緩。城鎮(zhèn)居民福利增加更為明顯,增加50%生產(chǎn)稅時,城鎮(zhèn)居民福利增加109180.085萬元,而農(nóng)村居民福利增加96706.728萬元?？梢?能源生產(chǎn)稅費調(diào)控與居民福利間具有非線性關(guān)系,當(dāng)把過重的稅負加于此類能源部門后,會造成能源產(chǎn)品短缺,盡管其他產(chǎn)品消費增加,但居民福利不再增長。因此,制定合理的稅費征收有助于提高居民福利,且不至影響部門發(fā)展。

2.3.4 北京市水環(huán)境管控及稅收調(diào)控情景比較

水是關(guān)乎北京市社會經(jīng)濟發(fā)展的重要因素,在水污染問題的處理上,政府決策者的政策設(shè)計和選擇直接影響整個城市的發(fā)展,提高供給抑或減少需求是兩條可能的途徑。情景1中的水污染服務(wù)稟賦改變,是從供給端形成“沖擊”度量水環(huán)境管控手段對北京社會經(jīng)濟系統(tǒng)的影響。情景2和情景3中的部門稅費變化,是從需求端形成“沖擊”,度量需求變化對北京生態(tài)-社會經(jīng)濟系統(tǒng)的影響。因此,需橫向比較供給和需求端改變造成的影響,比較不同政策下居民生活的變化,以確定當(dāng)前發(fā)展情況下的優(yōu)先策略。在此,選取食品制造及煙草加工業(yè)、紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品業(yè)、造紙印刷及文教體育用品制造業(yè)等6個與水污染凈化服務(wù)相關(guān)的典型部門,比較水環(huán)境管控、稅收補貼和增加稅收補貼3種情景下,北京市典型部門產(chǎn)出、城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民消費的變化情況(表1,表2)。

表1 北京市水環(huán)境管控及稅收調(diào)控對社會經(jīng)濟部門產(chǎn)出影響/%

表2 北京市水環(huán)境管控及稅收調(diào)控對于城鎮(zhèn)及農(nóng)村居民消費影響/%

圖7 3種情景下城市及農(nóng)村居民福利變化 Fig.7 The welfare changes of urban and rural resident under three scenarios

通過比較可見,3種情境下,居民福利均有所增加(圖7)。但與供給端調(diào)控相比(情景1),使用稅收手段對需求端進行管理(情景2和情景3),居民福利增加更為顯著。以往也有研究表明,在水污染治理領(lǐng)域,稅收手段不扭曲激勵機制,是加強流域管護和地下水管理、將自然管制與區(qū)域政策鏈接的最有效手段[22]。在生產(chǎn)稅費變化時,影響最為明顯的是石油、天然氣開采、電力、熱力和燃料生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè),同時對紡織業(yè)也有較大的影響。2014年北京市政府公布的《北京市新增產(chǎn)業(yè)的禁止和限制目錄(2014年版)》中,將紡織業(yè)列入全市都要禁止或限制的部門,禁止新建和擴建,而在清潔能源可以到達的區(qū)域中,石油、天然氣開采、電力、熱力燃料生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)也禁止新建和擴建?？梢姳本┦姓畬ξ廴緡乐亍⒉环鲜锥汲鞘袘?zhàn)略定位的行業(yè)已經(jīng)進行嚴格限制。除禁止新建外,對于既存的污染部門,北京市政府則可利用稅費調(diào)控手段,提高能源的生產(chǎn)和供應(yīng)部門稅費,將聯(lián)動引致紡織部門的生產(chǎn)萎縮,達到協(xié)同調(diào)控的作用。

而在需求端的管理中,比較情景2和情景3可知,對環(huán)境管理部門實行5%—50%的生產(chǎn)稅補貼時,紡織業(yè)總產(chǎn)出將下降0.113%—1.190%,提高污染部門5%—50%生產(chǎn)稅時,紡織業(yè)產(chǎn)出下降1.262%—15.514%?？梢?降低環(huán)境管理部門的生產(chǎn)稅對要素投入的影響較小,在當(dāng)前階段,與提高污水管理水平相比,限制污水排放效果更為顯著,居民福利增加也更為明顯。

3 討論

3.1 不同部門對同一政策的響應(yīng)差異

水污染的形成與不同行業(yè)間關(guān)聯(lián)不同,同一政策不同產(chǎn)業(yè)部門及要素的響應(yīng)也有差異。疏解北京市非首都功能,實現(xiàn)均衡布局以帶動城市服務(wù)水平的提高,是京津冀協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵著力點,部分部門資源消耗大、高污染、就業(yè)多[23],亟待合理疏解。模擬結(jié)果可見,石油、天然氣開采、電力、熱力和燃料生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品業(yè)、造紙印刷及文教體育用品制造業(yè)是影響北京市水污染凈化服務(wù)的主要部門,而這些產(chǎn)業(yè)也恰為北京市明確需要疏解的制造業(yè)部門。同時,產(chǎn)業(yè)之間往往存在相互聯(lián)系,一個產(chǎn)業(yè)的變動通過產(chǎn)業(yè)鏈的上下游聯(lián)系,直接或間接地影響其他產(chǎn)業(yè)的變動[24]。ES-CGE模擬發(fā)現(xiàn),石油開采、紡織、造紙、金屬采礦等部門間高度相連,對其中某一部門增加生產(chǎn)稅,同時造成其他行業(yè)的減產(chǎn)。前人研究認為,從京津冀地區(qū)的承載能力看,制造業(yè)中的石油、造紙、紡織可向廊坊、保定、邯鄲等地疏解[25]。因此在疏解驅(qū)動上,北京可從增加石油部門生產(chǎn)稅入手,聯(lián)動造紙、紡織等行業(yè)逐步向外疏解。

3.2 不同類型居民對同一政策的響應(yīng)差異

水生態(tài)系統(tǒng)向北京社會經(jīng)濟系統(tǒng)提供服務(wù),促進或制約著社會經(jīng)濟的發(fā)展；反之,北京各社會經(jīng)濟部門調(diào)整部門生產(chǎn),響應(yīng)水環(huán)境變化,形成新的穩(wěn)態(tài)。生態(tài)系統(tǒng)與社會經(jīng)濟系統(tǒng)間存在著復(fù)雜的非線性關(guān)系,通過模擬發(fā)現(xiàn),同一政策對不同類型的居民影響程度不同,當(dāng)水污染凈化服務(wù)供給增加或需求減少時,居民對大部分行業(yè)的消費都增加,不同程度的提升了居民福利。和農(nóng)村居民相比,水污染凈化服務(wù)供給和需求的變化對城鎮(zhèn)居民的消費影響更大,福利變化也更為明顯。城鎮(zhèn)居民對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的消費更多依賴經(jīng)濟系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化,而農(nóng)村居民可以在一定程度上直接獲取水污染凈化服務(wù),如同樣進行5%水污染凈化服務(wù)生態(tài)稅補貼時,城鎮(zhèn)居民福利增加2054.907萬元,而農(nóng)村居民福利增加1820.143萬元。政府在政策制定中,需要厘清管理手段與管理效果間關(guān)系,在水污染問題上,如實施稅收補貼或增加稅收時,應(yīng)加強對農(nóng)村居民的關(guān)護,避免進一步拉大城鄉(xiāng)差距。

3.3 同一政策不同階段的影響差異

在進行水環(huán)境管理時,稅收是調(diào)控相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)能力的重要手段。從模擬結(jié)果可知,現(xiàn)階段,北京市可適度提高石油、天然氣開采、電力、熱力燃料生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)生產(chǎn)稅,調(diào)整污染行業(yè)生產(chǎn),提高北京市居民福利。需要注意的是,隨著稅率的不斷提高,污染減排的效果亦逐漸增強,但存在邊際效應(yīng)遞減的現(xiàn)象,增稅20%之后,居民福利增加速度已趨于平緩,即增加稅率過高,會導(dǎo)致相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)萎縮,產(chǎn)品在市場中供應(yīng)不足,不能滿足居民消費,福利不再增長?？梢?同一政策不同的實施階段對居民福利的提升不同。在使用稅收手段時,北京市應(yīng)適度調(diào)節(jié)行業(yè)生產(chǎn),以滿足居民的正常消費需求,將稅收控制在一定范圍之內(nèi),避免沖擊社會正常運轉(zhuǎn)。

3.4 ES-CGE模型的不足以及未來改進

ES-CGE模型既繼承了CGE模型的一般均衡理論,又綜合考慮了環(huán)境-經(jīng)濟系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系,適用于開展環(huán)境政策分析和環(huán)境經(jīng)濟影響綜合評價等方面研究。然而,無論是科學(xué)家還是政府決策機構(gòu),相比其他形式的資本,人類對于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的認知極其有限,并缺乏相應(yīng)的監(jiān)管。在相關(guān)參數(shù)的測定中,應(yīng)加強實測數(shù)據(jù)的使用,進一步校準替代彈性等外生參數(shù),使用多種綜合途徑量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),對各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進行同質(zhì)化處理,是未來發(fā)展中的重點之一。

4 結(jié)論

本研究在CGE模型的一般均衡理論基礎(chǔ)上,綜合考慮了環(huán)境-經(jīng)濟系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系,對水污染凈化服務(wù)進行幣值化處理,構(gòu)建了北京市ES-CGE模型,在城市尺度上模擬了水污染凈化服務(wù)供給和需求變化對社會經(jīng)濟部門以及要素的影響,主要結(jié)論如下：

(1)ES-CGE模型可以模擬系統(tǒng)中不同行為主體間相互依存的關(guān)系,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與CGE模型的嵌合可通過編制生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)擴展的社會核算矩陣、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)部門細分、將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)反饋納入模型函數(shù)約束三種方法進行。當(dāng)水污染凈化服務(wù)的供給和需求變化時,經(jīng)濟系統(tǒng)內(nèi)各部門的產(chǎn)出都會相應(yīng)做出調(diào)整,這反映了生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟系統(tǒng)之間以及經(jīng)濟系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)聯(lián)性。

(2)降低環(huán)境管理部門的生產(chǎn)稅對要素投入的影響較小,在當(dāng)前階段,與提高污水管理水平相比,北京限制污水排放效果更為顯著,居民福利增加也更為明顯。從水污染凈化情景出發(fā),北京市城市功能疏解中應(yīng)首先疏解石油、天然氣開采、電力、熱力和燃料生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、紡織服裝鞋帽皮革羽絨及其制品業(yè)、造紙印刷及文教體育用品制造業(yè)等部門。

(3)北京市可在20%的增稅幅度內(nèi),適度提高石油、天然氣開采、電力、熱力燃料生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)生產(chǎn)稅,聯(lián)動造紙、紡織等行業(yè)逐步向外疏導(dǎo),提高居民福利,同時在增稅和補貼過程中,應(yīng)注重關(guān)護農(nóng)村居民利益,防止拉大城鄉(xiāng)福利差距。

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