第四章物质平衡理论
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第四章 物质平衡理论
第一节 物质平衡的概念模型
物质平衡理论认为，从环境中获取的全部物质经 过生产﹑消费,只是改变了物质的形态, 过生产﹑消费,只是改变了物质的形态,并没有改变 物质的数量。在生产过程中，部分物质变成了产 品，另一部分物质作为生产过程的废弃物排放到 环境中。产品经过消费，到产品寿命期终了报废 时，最终又回到环境中。 当废物没有循环利用时，概念模型为：
或者 M-(ZP + EE + ZH )=GI-D=NI )=GI式中NI表示净投资.由此得出, 式中NI表示净投资.由此得出,来自环境的物质净流出量等于资本 存量的净积累. 存量的净积累. 上式给出了物质的平衡关系，一方面也表明了不能作资本存量积 累的那部分原材料最终要转归到环境中.另一方面,引申出结论: 累的那部分原材料最终要转归到环境中.另一方面,引申出结论: 在给定净资本积累量的前提下, 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 境的残余物保持低水平,那么自然资源的采出量将会更高; 境的残余物保持低水平,那么自然资源的采出量将会更高;如果 在公共政策忽视了环境问题,那么经济不仅将要因环境恶化, 在公共政策忽视了环境问题,那么经济不仅将要因环境恶化,而 且还会因自然资源超量使用而受到损害. 且还会因自然资源超量使用而受到损害. 二.价值平衡和最优环境管理对策 符号 p-商品的价格 pM-自然资源的价格 qH –生产框以回收利用方式处理消费框废弃物的供给 Pk – 资本商品的价格 qD –生产框以回收利用方式处理资本积累框废弃物的供给 q –利用环境处理废弃物的价格(排污收费的价格) 利用环境处理废弃物的价格(排污收费的价格) pE –投入环境治理的商品的价格
原材料M
消费品C
生产
废弃物Ip
治 理 投 物 入 EP 弃 废
废弃物RH 劳动力LH1 GI K D
环 境
废弃物IE
消 费
劳动力LH2 废弃物EH
本
IP
废弃物ZH 环境 Y
共5个方框 生产框 消费框 资本积累框 环境管理框 环境框 对生产框有:M+R 对生产框有:M+RH+D=C+GI+IP +ZP +EP 对消费框有:C=R 对消费框有:C=RH+ ZH + EH 对环境管理框有:I 对环境管理框有:IP + EP + EH= ZE 合并以上式子,得出:M 合并以上式子,得出:M + D=GI+IP +IE+IH
第二节 物质平衡与一般均衡模型
瓦尔拉——卡塞尔模型 瓦尔拉——卡塞尔模型 通过推论得出：来自环境的物质流减去连续再循 环的产品，等于来自中间产品部的污染物质流加 上最终消费产出的污染物质流。这一结论表达了 图2显示的思想。
第三节 环境管理模型
一.基本模型(物质平衡) 基本模型(物质平衡) 反映物质平衡模型的框图结构
υ
源自文库
-资本收益率 -环境管理框治理废弃物的价格
δ -环境服务的需求价格 πK -资本积累框的利润
πE -环境管理框的利润 π p -生产框的利润
ω -工资
Z -排入环境的废弃物总量 NS -消费者的储蓄
最终得出NS=pkGI – pKD - qZP - qZH- qZE =pk(GI - D)-qZ=pkNI-qZ 这就是储蓄-投资恒等式,即净储蓄等于投资减去利用环境处理废弃物的费 用.因此,通过引入价格参数,实现了由物质平衡向价值平衡的转变.
二、环境管理最优政策的模型推导
1.环境质量函数 1.环境质量函数 2.优化过程和结论 2.优化过程和结论
3.政策解释 3.政策解释 污染物的倾倒是允 许的，其限度是每 多倾倒一单位废弃 物所产生的社会效 益与其所需的社会
应进行环境治理， 治理的限度是治理 量的社会边际效益 等于环境治理的社 会成本。
本章要点小结
1. 物质平衡概念提出了沿环境物质流研究环境经济问题的重 要思想. 要思想.通过引入环境物质变量到传统的国民经济部门物 质分配模型建立环境物质平衡方程; 质分配模型建立环境物质平衡方程;通过引入价格参数建 立价值平衡方程,进而建立环境管理模型. 立价值平衡方程,进而建立环境管理模型. 2. 环境物质平衡的概念,提出了环境污染治理是从资源的开发 环境物质平衡的概念, 开始到产品的最终消费回收全过程, 开始到产品的最终消费回收全过程,而不能仅局限于某一 阶段.环境治理与资源利用的效益是全过程整体效益最优. 阶段.环境治理与资源利用的效益是全过程整体效益最优. 3. 环境物质平衡思想认为:环境污染不可避免,其限度是其产 环境物质平衡思想认为:环境污染不可避免, 生的社会效益与所需的社会边际成本相等;另一方面, 生的社会效益与所需的社会边际成本相等;另一方面,应进 行环境治理,治理的限度是, 行环境治理,治理的限度是,治理量的边际社会效益等于环 境治理的社会成本. 境治理的社会成本.
人类 环境物质投入 经济系统 服务 污染物
生产
消费
当生产和消费过程中有废弃物的循环利用时，概念模型图为： 人类 环境物质投入 经济系统 服务 污染物
生产
循环利用
消费
物质平衡理论说明：排污现象不可避免，外部不 经济性是普遍现象。外部性影响资源的最优配置， 因此，对资源的最优配置理论“帕累托最优（最 适度）“的条件，除了”完全竞争市场“，”信 息充分“等条件外，还应加上“外部性影响为 零”。
第一节 物质平衡的概念模型
物质平衡理论认为，从环境中获取的全部物质经 过生产﹑消费,只是改变了物质的形态, 过生产﹑消费,只是改变了物质的形态,并没有改变 物质的数量。在生产过程中，部分物质变成了产 品，另一部分物质作为生产过程的废弃物排放到 环境中。产品经过消费，到产品寿命期终了报废 时，最终又回到环境中。 当废物没有循环利用时，概念模型为：
或者 M-(ZP + EE + ZH )=GI-D=NI )=GI式中NI表示净投资.由此得出, 式中NI表示净投资.由此得出,来自环境的物质净流出量等于资本 存量的净积累. 存量的净积累. 上式给出了物质的平衡关系，一方面也表明了不能作资本存量积 累的那部分原材料最终要转归到环境中.另一方面,引申出结论: 累的那部分原材料最终要转归到环境中.另一方面,引申出结论: 在给定净资本积累量的前提下, 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 境的残余物保持低水平,那么自然资源的采出量将会更高; 境的残余物保持低水平,那么自然资源的采出量将会更高;如果 在公共政策忽视了环境问题,那么经济不仅将要因环境恶化, 在公共政策忽视了环境问题,那么经济不仅将要因环境恶化,而 且还会因自然资源超量使用而受到损害. 且还会因自然资源超量使用而受到损害. 二.价值平衡和最优环境管理对策 符号 p-商品的价格 pM-自然资源的价格 qH –生产框以回收利用方式处理消费框废弃物的供给 Pk – 资本商品的价格 qD –生产框以回收利用方式处理资本积累框废弃物的供给 q –利用环境处理废弃物的价格(排污收费的价格) 利用环境处理废弃物的价格(排污收费的价格) pE –投入环境治理的商品的价格
原材料M
消费品C
生产
废弃物Ip
治 理 投 物 入 EP 弃 废
废弃物RH 劳动力LH1 GI K D
环 境
废弃物IE
消 费
劳动力LH2 废弃物EH
本
IP
废弃物ZH 环境 Y
共5个方框 生产框 消费框 资本积累框 环境管理框 环境框 对生产框有:M+R 对生产框有:M+RH+D=C+GI+IP +ZP +EP 对消费框有:C=R 对消费框有:C=RH+ ZH + EH 对环境管理框有:I 对环境管理框有:IP + EP + EH= ZE 合并以上式子,得出:M 合并以上式子,得出:M + D=GI+IP +IE+IH
第二节 物质平衡与一般均衡模型
瓦尔拉——卡塞尔模型 瓦尔拉——卡塞尔模型 通过推论得出：来自环境的物质流减去连续再循 环的产品，等于来自中间产品部的污染物质流加 上最终消费产出的污染物质流。这一结论表达了 图2显示的思想。
第三节 环境管理模型
一.基本模型(物质平衡) 基本模型(物质平衡) 反映物质平衡模型的框图结构
υ
源自文库
-资本收益率 -环境管理框治理废弃物的价格
δ -环境服务的需求价格 πK -资本积累框的利润
πE -环境管理框的利润 π p -生产框的利润
ω -工资
Z -排入环境的废弃物总量 NS -消费者的储蓄
最终得出NS=pkGI – pKD - qZP - qZH- qZE =pk(GI - D)-qZ=pkNI-qZ 这就是储蓄-投资恒等式,即净储蓄等于投资减去利用环境处理废弃物的费 用.因此,通过引入价格参数,实现了由物质平衡向价值平衡的转变.
二、环境管理最优政策的模型推导
1.环境质量函数 1.环境质量函数 2.优化过程和结论 2.优化过程和结论
3.政策解释 3.政策解释 污染物的倾倒是允 许的，其限度是每 多倾倒一单位废弃 物所产生的社会效 益与其所需的社会
应进行环境治理， 治理的限度是治理 量的社会边际效益 等于环境治理的社 会成本。
本章要点小结
1. 物质平衡概念提出了沿环境物质流研究环境经济问题的重 要思想. 要思想.通过引入环境物质变量到传统的国民经济部门物 质分配模型建立环境物质平衡方程; 质分配模型建立环境物质平衡方程;通过引入价格参数建 立价值平衡方程,进而建立环境管理模型. 立价值平衡方程,进而建立环境管理模型. 2. 环境物质平衡的概念,提出了环境污染治理是从资源的开发 环境物质平衡的概念, 开始到产品的最终消费回收全过程, 开始到产品的最终消费回收全过程,而不能仅局限于某一 阶段.环境治理与资源利用的效益是全过程整体效益最优. 阶段.环境治理与资源利用的效益是全过程整体效益最优. 3. 环境物质平衡思想认为:环境污染不可避免,其限度是其产 环境物质平衡思想认为:环境污染不可避免, 生的社会效益与所需的社会边际成本相等;另一方面, 生的社会效益与所需的社会边际成本相等;另一方面,应进 行环境治理,治理的限度是, 行环境治理,治理的限度是,治理量的边际社会效益等于环 境治理的社会成本. 境治理的社会成本.
人类 环境物质投入 经济系统 服务 污染物
生产
消费
当生产和消费过程中有废弃物的循环利用时，概念模型图为： 人类 环境物质投入 经济系统 服务 污染物
生产
循环利用
消费
物质平衡理论说明：排污现象不可避免，外部不 经济性是普遍现象。外部性影响资源的最优配置， 因此，对资源的最优配置理论“帕累托最优（最 适度）“的条件，除了”完全竞争市场“，”信 息充分“等条件外，还应加上“外部性影响为 零”。