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产业集聚与污染避难所
Dao-Zhi Zenga,b, Laixun Zhaoc,
a大学院情报科学研究科，东北大学，仙台980-8579, 日本
b浙江大学民营经济研究中心，浙江大学，浙江310027 ，中国
c经济和商业研究所，神户大学，神户657-8501，日本
摘要：本文运用一个国家和地区的空间经济模型，对污染避难所假说进行了检验。制造业中的农产品生产产生跨境污染，并降低地方收入。我们得到一个需求减少效应的影响是在没有任何比较优势的情况下使企业转向国家宽松的环境法规。我们的分析表明，制造业集聚力量可以减轻污染避难所效应：如果在国家严格的环境监管下，一个污染避难所可能不会出现。
关键字：减轻污染；工业集聚；贸易成本
- 简介
所谓的“污染避风港”效应假说认为，污染密集型行业将应对全球化（例如，自由贸易和资本流动），其往往会转移到具备宽松的环境法规的国家。这个问题在国际协议中扮演重要的角色，例如《京都议定书》等温室气体控制和消耗臭氧层物质的《蒙特利尔议定书》。然而，虽然这是直观的理解，污染企业会选择搬迁到国家与宽松的环境法规，这一问题的实证研究结果是混合。
许多研究试图解释现有的理论文献和实证研究结果之间的差距。例如，声称在肮脏的货物贸易的方向主要是由比较优势因素禀赋和技术差异的常规决定因素，因此它可能是难以检测污染港口的影响。我们认为，发展中国家的污染的增加可能是由经济发展而不是从海外造成污染产业转移。
本论文提供了另一种解释，即工业集聚和生产污染对农业生产的外部性。在我们看来，污染密集型产业的特点是不完美的竞争，规模报酬递增和大型运输成本，例如，石油和天然气、化工、钢铁和其他金属、纸浆、汽车制造和航空公司。此外,这些行业的比例更大的份额位于发达国家。因此，在本文中，我们研究了世界上的两个国家，称为北部和南部，每产生一个连续的生产品种在垄断竞争和收益递增。制造业产生跨境污染这减少了跨部门生产率(农业)。每个国家政府采取污染治理政策,要求公司通过雇佣更多的工人清理污染:污染者支付。公司可以自由跨越国家边界,而不是工人。
该模型首先让我们明确提取需求减少影响污染，即使这两个国家是完全对称的。它产生的跨部门外部性，制造污染降低农业生产率，这反过来又降低了当地的工资，如果污染影响的排放国更严重的比其他国家。这导致了较低的国民收入和对制造业产品的需求下降。我们发现，这需求减少效应使公司迁往乡村与宽松的环境法规。
另一个相关的效应就是我们所说的成本降低影响制造生产，源于宽松的环境管制。它允许企业花费更少的劳动，减少污染，从而节省了生产成本，但产生更多的污染。这种效应是导致所谓的“污染避难所”在接收到的文献机制 。
在我们的模型中，在相反的方向，这两种效应共同确定污染的总体影响。面对国家之间的运输成本，自由自在的制造公司可以选择定位在国家环保标准高，因此成本高，如果需求增加该国的环境质量产生大于生产成本较高。这些可以部分解释的实证结果，存在着一些污染港口的影响，在行业与空气污染，但不是在工业与水污染。根据我们的模型，这就产生了，因为空气污染更全球性，这伤害了两个国家或多或少相同的程度，因此，需求减少的影响是很小的。相比之下，水污染更为本地和相应的需求减少的影响是大到足以掩盖的成本降低效果。
我们进一步发现，在国家大小不对称下，在较大的国家的制造业集聚力量，源于不完全竞争和规模收益递增，可以缓解小国污染避难所效应，源于宽松的环境法规。换言之，在模型中不包含集聚力，污染避难所效应可能被夸大。我们的分析表明：北部环境监管是稍微比南部环境监管更加严格，那么集聚力量可以支配的污染效应和污染避难所并不存在。这提供了另一种解释为何污染避难所的证据是不容易被发现。
在实证研究中，我们的理论研究结果近期得到了大力支持。区分样本为小型和大型运输成本,行业和发现行业最大的污染治理成本也恰巧是最少的地理位置移动,或自由。对大多数行业，污染减排成本是总成本的一小部分。这些区别后，这些措施效果显著的污染治理成本从发展中国家进口，并在污染密集型产业，自由自在。 在制造业的德国FDI流出的面板数据检验了污染避难所假说。通过包括外国直接投资股票捕捉集聚效应，他们找到了强有力的支持的污染避难所假说在污染密集的行业，如化学品和纸张。 他们报告说，如果省略了分析，外部与外国直接投资集聚可以偏置估计远离寻找污染避难所效应。
我们论文的新贡献是部门间生产的外部性下的跨境整合污染成为一个经济地理模型。也就是说，制造业污染被建模为一个不好的，这将减少农业生产力。据我们所知,跨部门尚未分析地理模型的影响。在已知的文献中抗聚集力如拥塞直接减少工业而不是农业生产力。此外，目前的理论文献主要集中在污染如何降低消费者效用，而本文强调生产的外部性，这使我们能够揭示的结果是一致的与最近的实证研究。我们也获得明确的结果，在一个解析解的方式，这是罕见的空间经济学模型。
最后，我们还推广了模型，将总污染在农业生产力的功能，我们发现，所有的定性结果仍然强劲。此外，他们仍然是真实的，即使污染政策是一种税收，而不是作为在基本模型的减排标准，只要是用来控制污染的税收。
我们的研究结果在文献中补充其他的结果。相反的我们表明，即使在两国是完全相同的（既没有比较优势，也没有集聚力量），除污染减排政策，污染避难所效应仍然可以控制的需求，减少污染的需求为主。也包括增加污染部门的回报，但污染降低消费效用，而不是导致跨部门的外部性。 研究表明, 资本所有者有一种激励跨地区的污染因素,因为当资本产生污染,这些资本所有者也有意识地将污染物资本投资在不同的管辖权在家为了减少污染,其机制与我们非常不同。其次是国家的大小是一样的，污染是不是跨界或跨部门、和均衡分析的情况下的限制的自给自足和自由贸易。在一个完全竞争的框架和免费运输成本中进行跨界污染调查，因此,他们没有获得污染的减少需求效应。
二、公式设立
以不完全竞争、报酬递增和运输成本为特征的制造业，我们采用了空间经济学的框架 作为框架。具体来说，我们将污染引入标准的“自由资本”（FC）模型。这种模式允许资本的国际流动性，而不是劳动，这符合我们的目的，北方与南方污染问题的分析中发现劳动力转移的障碍要比资金多得多。这意味着一家公司在跨越国界后生产同一产品（大多数跨国公司都是横向的性质）。更重要的是，它是在与生产污染密集型产品用于资本产生在企业承担环保遵从性成本更低的国家更高的回报的说法一致。因此，污染避难所假说指出，污染工业搬迁至宽松的环境法规国家。
有2个国家（南北两个）、2个部门（制造业和农业）和2个生产要素（物质资本和劳动力），资本是国际流动因素和劳动力的不动产。资本作为国际流动性因素和劳动力的不动产之一。“农”这里的名称不局限于纯农业，但表示任何对环境敏感的行业，如渔业，林业，生物医药或旅游。N国表示资本和劳动的数量分别为K和L，和国内的同行的以星号表示。全球捐赠基金是固定在Kw和Lw。制造业由一个连续的产品品种,它的特点是收益递增,垄断竞争和冰山贸易成本,而农业部门产生一个均匀良好的规模收益不变和完全竞争下的零交易成本(农业自由贸易)。
一个典型的制造企业的生产成本在FC模型包括固定成本和可变成本。为保持模型简单，易于控制，我们假设固定成本只涉及一个单位的资本，劳动力可看做是可变成本。此外，企业必须根据国家环境治理政策处理他们的企业污染。虽然在许多的文献模型中，这是一个环境税，我们认为，制造企业必须雇用额外的工人，减少污染。 这是政府政策重要的特征。公司必须承担所需的费用，以满足标准。正如后面将要表明，如果环境监管是仿照其他用以作为污染税，那我们依旧保持我们的定性结果，只要我们认为政府利用污染税的收入只控制污染。
鉴于上述讨论，我们希望采取一项削减政策，使污染者支付。具体而言，每一个国家N的制造业企业必须消耗t单位的额外劳动用于废物处置单位的产量和对应的国家的t*单位劳动力。企业在国家N的总成本函数是r (l t)wx[resp.r* (l t*)w*x], r(resp.r*)和w(resp.w*)分别是代表在国家N（resp.S）的资本和劳动力的回报，x是企业级的输出。
因为我们的主要目的是研究污染避难所假说，我们假设环境政策t和t*是外生给定的。环境政策是由政府规定的，然后企业通过选择输入和输出响应。另外，政府可以通过环境政策的设置，以及在所有行业中，把排放量减少到一定比例的问题。从本质上讲，我们需要政府对企业做出回应，对其做出承诺。
充足的实证经验证据表明，工业污染减少渔业和农业产量，对森林的价值的负面影响以导致海滩关闭，旅游发展受到威胁。由于污染是跨界（如碳排放），污染是由两个国家的环境政策决定的，这一问题更为复杂。现有的典型研究通常采用具体的函数来计量跨界污染。例如， 农业部门的线性生产函数。在这里，我们假定一个更一般的，通过指出北部国家N一个工人的农业生产力（t,t*）gt;0这不一定是线性的，同样的，与其对称的南部国家S也是(t,t*)gt;0。我们可以分别称之为南部国家农业生产力和北部国家农业生产力。T和t*这两个因素需要用劳动需求去制止制造业污染的产生以保护农业生产力。为了简单起见，我们首先假定农业生产率只取决于政策。最普遍的现象是农业生产力同样依赖于排放总量，这在第六部分将被审查。
生产力函数在某种意义上是对称的，即(t,t*)=(t*,t)。也就是说，除了工业污染的影响外，在农业生产中，两国没有其他的区别。除此之外，我们假设(t,t*)和(t*,t)对t和t*是可微的，即：
ge;(t,t*) if tgt;t*
=(t,t*) if t=t*
(t,t*)
（1）
le;(t,t*) if tlt;t*
. (2)
公式（1）表示：在一个拥有更加严格的环境政策的国家，其农业生产力被认为是较高的。某些类型的污染（例如，水污染和二氧化硫排放）的当地污染比其他外地地区污染更严重，因此，公式（1）中设立有不等式。 然而，其他类型（例如，二氧化碳排放量）是全球性的，影响本地和偏远地区或多或少是相同,所以（t,t*）=(t*,t),即使tne;t*。此外，公式（2）表明一个更好的环境（污染少或有更严格的环境政策）在这两个国家可以产生更高的农业生产率， 这对本国环境改善的影响效果不会低于国外。
N国所拥有的资本份额可以表示为：k=k/kw ，作为国家N的共享资本，国家N的工业份额的表示是：=n/nw，N国指出大量的全世界可供的制造业种类，n仅仅代表与N国相对称的国家。我们规范化使我们企业的质量（大致、数量）与资本禀赋相匹，即nw=Kw。换而言之，一个公司/品种只使用一个资本单位。
在各个国家，每个的市场占有份额相似于柯布 - 道格拉斯两种商品的类型：
,
其中CM代表M部门商品消费综合指数，CA代表A部门商品的消耗，的常数表示占制成品的支出份额。指数CM是一个定义在一个连续的各种制成品精确的子效用功能，即：。其中ci指出每个可用的i种类的消耗，是代表任何两种商品替代弹性和是对各种制造品的偏好强度。
E作为N国的总开支，那么可以把间接效用写成：
； （3）
P代表价格指数，Pi代表i类商品的价格，pA也就是A。南部变量持有类似的定义，所有这一切都是由一个星号表示。
在空间经济学的标准文献中，本文认为，农产品在两国之间自由运输。我们以农业为计价商品。 假设没有一个国家有足够的劳动力来满足世界对A部门商品的需求，即在两国的农业产品的价格是相同的：。在制造业部门，我们假设Samuelson冰山式的运输成本为单位的制造商品必须为一个单位传至其他国家 。
物质资本总在寻找最高的名义回报，在经济地理学的传统，我们认为，在市场的商品调整的瞬间国际资本的迁移是比较缓慢的，这意味着工资调整速度远远超过资本份额。参照文献后，我们应用一个标准的动态系统来形容国际要素流动：
（4）
这是通过复制动态进化博弈的理论，经常使用且也用于标准。直观的说，如果rgt;r*则资本流向N国，就目前的平衡来看在N国，1-在S国。
三、均衡
A效用最大化收益率的需求函数为 :，E是代表N国的支出。在A部门完全自由竞争强制要不断完善边际成本定价方法，其农业生产率的调整为：。因为,所以我们可以得到：，。因此，在一个更好的环境，该国的工资也会更高，如果跨界污染严重影响当地国家而存在这两个国家的工资相同，即跨界污染是全球对称的。
由于运输成本，两国的制造业商品的价格是不同的。是i产品在N国的价格，其生产也在N国。是i产品在S国的价格，其生产也在S国。是i产品在N国的价格，其生产在S国。是i产品在S国的价格，其生产在N国。迪克西特–斯蒂格利茨垄断竞争意味着 ：
N国j产品在N国的消耗：
S国j产品在S国的消耗：
lt;
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