董直慶+李多

摘 要：當(dāng)前環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)增長矛盾日益突出，如何激勵清潔技術(shù)創(chuàng)新成為社會關(guān)注的焦點。文章引入異質(zhì)性勞動和技術(shù)研發(fā)激勵假定，模型演繹政策干預(yù)、勞動力結(jié)構(gòu)和清潔技術(shù)的耦合機(jī)制。結(jié)果表明，自由市場環(huán)境下技術(shù)研發(fā)均衡的穩(wěn)定性取決于兩部門產(chǎn)品替代彈性，通常非清潔技術(shù)水平更高且其創(chuàng)新稟賦更優(yōu)，清潔技術(shù)研發(fā)往往不足且環(huán)境質(zhì)量改善有限。環(huán)境政策能夠有效激勵勞動力轉(zhuǎn)向清潔技術(shù)研發(fā)，但政策效果卻并不一定能夠長期持續(xù)。

關(guān)鍵詞：環(huán)境政策；勞動力結(jié)構(gòu)；清潔技術(shù)

作者簡介：董直慶，男，管理學(xué)博士，吉林大學(xué)商學(xué)院教授，華東師范大學(xué)商學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，從事經(jīng)濟(jì)增長問題研究；李多，男，吉林大學(xué)商學(xué)院博士研究生，從事環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)研究。

基金項目：國家社科基金項目“中等收入階段中國技術(shù)進(jìn)步方向和生產(chǎn)率提升研究”，項目編號：14BJL031；教育部人文社會科學(xué)研究項目“中國環(huán)境技術(shù)進(jìn)步方向和最優(yōu)碳稅政策設(shè)計”，項目編號：13YJA790012

中圖分類號：F205 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1000-7504（2015）06-0031-08

導(dǎo) 言

中國經(jīng)濟(jì)歷經(jīng)30余年高增長，環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間矛盾日益突出。以高投入、高能耗和高排放為特點的粗放型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式帶來的環(huán)境污染問題，已嚴(yán)重威脅經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活，廢水、廢氣和固體廢棄物排放幾乎逼近環(huán)境所能承載的極限。中國一味追求GDP增長，為此付出了嚴(yán)重資源環(huán)境代價和經(jīng)濟(jì)代價。中國能源消費(fèi)過度依賴煤炭等化石燃料，水電、核電和風(fēng)電占能源消費(fèi)總量的比重過低。1978年中國能源消費(fèi)總量僅為6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，2013年消費(fèi)總量上升至37.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。化石燃料過度消費(fèi)導(dǎo)致排放大量二氧化碳，據(jù)世界銀行2014年《世界發(fā)展指標(biāo)》顯示，中國二氧化碳排放量從改革開放初期14.6億噸增長到2010年82.87億噸，2010年中國碳排放總量約占世界總量25%，超過美國成為世界第一大二氧化碳排放國。上述環(huán)境問題使中國在世界環(huán)境績效指數(shù)EPI（Environmental Performance Index）排名中由2008年第105位降低至2012年第116位1?！吨袊h(huán)境經(jīng)濟(jì)核算研究報告》顯示，2004年和2008—2010年全國環(huán)境污染造成的經(jīng)濟(jì)損失分別為5118億元、8947億元、9700億元和1.53萬億元。

“經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境保護(hù)之間的矛盾不可化解嗎？”經(jīng)濟(jì)學(xué)家指出技術(shù)進(jìn)步是解決環(huán)境問題的關(guān)鍵。[1]20世紀(jì)90年代后，經(jīng)濟(jì)學(xué)家構(gòu)建環(huán)境經(jīng)濟(jì)模型，研究技術(shù)進(jìn)步和政府政策對環(huán)境問題的影響，如MERGE模型[2][3]和CETA模型[4]，而Nordhaus（1994，2002）構(gòu)建的DICE模型以及RICE模型最具代表性[5][6][7]。上述研究表明通過環(huán)境監(jiān)管、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、環(huán)境稅、排污許可證制度和清潔技術(shù)研發(fā)補(bǔ)貼等方式，可以有效控制環(huán)境污染，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境雙贏局面。但這些理論模型都存在一個不足，即經(jīng)濟(jì)模型并沒有將技術(shù)進(jìn)步完全內(nèi)生化，而建立外生技術(shù)進(jìn)步模型無法反映廠商面對政府不同環(huán)境政策所做出的應(yīng)對決策。由于經(jīng)濟(jì)是一個自循環(huán)復(fù)雜系統(tǒng)，技術(shù)進(jìn)步內(nèi)生化成為近年環(huán)境研究關(guān)注重點。Van der Zwaan（2002）通過“干中學(xué)”模式將技術(shù)進(jìn)步內(nèi)生化，考察二氧化碳減排和碳稅水平對技術(shù)創(chuàng)新影響，模型顯示內(nèi)生技術(shù)進(jìn)步要比外生技術(shù)更早實現(xiàn)減排目標(biāo)，而非化石能源技術(shù)創(chuàng)新是實現(xiàn)減排目標(biāo)的關(guān)鍵。[8]Di Maria（2006）參照Acemoglu（2002）偏向性技術(shù)進(jìn)步模型[9]，構(gòu)建出包含可耗盡資源多部門宏觀增長模型，假定資源與其他生產(chǎn)要素間存在互補(bǔ)關(guān)系，研究結(jié)果表明在平衡增長路徑上技術(shù)進(jìn)步將全部轉(zhuǎn)化為資源增加型。[10]Acemoglu（2012）拓展其偏向性技術(shù)進(jìn)步模型為環(huán)境技術(shù)進(jìn)步模型，將中間產(chǎn)品和技術(shù)分成清潔和非清潔兩類，構(gòu)建技術(shù)進(jìn)步方向系統(tǒng)化框架，分析環(huán)境政策對技術(shù)創(chuàng)新影響。研究結(jié)果顯示當(dāng)投入要素可以充分替代時，最佳環(huán)境政策應(yīng)為稅收和補(bǔ)貼的政策組合，并且短期政策介入就能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)增長。[11]Aghion（2012）利用環(huán)境技術(shù)進(jìn)步模型和美日歐等80個國家40年汽車產(chǎn)業(yè)專利數(shù)據(jù)，將技術(shù)進(jìn)步分成能源節(jié)約型和資本-勞動節(jié)約型兩類，在廠商層面研究油價變化對傳統(tǒng)非清潔技術(shù)和新興清潔技術(shù)創(chuàng)新的影響，發(fā)現(xiàn)清潔技術(shù)創(chuàng)新受含稅燃油價格和清潔技術(shù)存量影響，油價提高能夠顯著促進(jìn)新興清潔技術(shù)發(fā)展，同時技術(shù)進(jìn)步方向演變存在路徑依賴。[12]由此可見，環(huán)境技術(shù)進(jìn)步模型已成為最熱點的環(huán)境經(jīng)濟(jì)模型。但在Acemoglu（2012）構(gòu)建的環(huán)境技術(shù)進(jìn)步模型中，勞動力結(jié)構(gòu)設(shè)定易引發(fā)如下問題：第一，技術(shù)進(jìn)步外生化問題。由于科學(xué)家總數(shù)量固定并標(biāo)準(zhǔn)化為1，研發(fā)成功率和技術(shù)質(zhì)量提升程度設(shè)為常數(shù)，導(dǎo)致技術(shù)進(jìn)步率外生給定，因此該模型并未實現(xiàn)完全技術(shù)進(jìn)步內(nèi)生化。Hourcade等（2011）也指明，該模型設(shè)置存在外生屬性，原因在于政策制定者僅關(guān)注科學(xué)家在兩部門間分配，而未考慮到科學(xué)家總供給變化以及未將科學(xué)家作為構(gòu)成勞動力要素的重要部分。[13]第二，最優(yōu)科學(xué)家投入數(shù)量問題。t期科學(xué)家占總勞動力比例并非適宜任一時期，隨著技術(shù)進(jìn)步和人力資本積累及環(huán)境變化，t期最優(yōu)科學(xué)家數(shù)量投入到t+1期，生產(chǎn)可能無法達(dá)到最優(yōu)效率。第三，研發(fā)激勵因素設(shè)置和科學(xué)家分配問題。在該模型中研發(fā)激勵來自潛在壟斷利潤，若研發(fā)成功科學(xué)家就可獲得相應(yīng)技術(shù)專利，進(jìn)而轉(zhuǎn)為企業(yè)家，獲取全部壟斷利潤，此設(shè)定與現(xiàn)行利潤分配模式不符。因為現(xiàn)代企業(yè)股權(quán)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壟斷利潤多數(shù)由企業(yè)家獲取，科學(xué)家參與分配的份額有限。此外，模型暗含科學(xué)家可自由轉(zhuǎn)換研發(fā)部門，而無須承擔(dān)轉(zhuǎn)換成本，期望利潤改變將引發(fā)科學(xué)家分布突變。

本文將環(huán)境技術(shù)進(jìn)步模型進(jìn)一步擴(kuò)展，假定總勞動供給由工人和科學(xué)家構(gòu)成，且兩類勞動力間為替代關(guān)系，其中產(chǎn)品由工人生產(chǎn)而科學(xué)家投身技術(shù)研發(fā)。工人和科學(xué)家通過工資獲得勞動報酬，工資水平差異成為導(dǎo)致勞動力分布變化的關(guān)鍵。政府通過對清潔部門科學(xué)家工資實施補(bǔ)貼等環(huán)境創(chuàng)新政策，達(dá)到促進(jìn)清潔技術(shù)發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境和諧發(fā)展。

一、基本假定和兩部門模型

依據(jù)環(huán)境技術(shù)進(jìn)步內(nèi)生化模型思路，構(gòu)建如下兩部門模型：

經(jīng)濟(jì)活動中唯一的最終產(chǎn)品Yt需要投入兩類中間品，分別是清潔產(chǎn)品Yct和非清潔產(chǎn)品Ydt，且最終產(chǎn)品生產(chǎn)滿足CES型生產(chǎn)函數(shù)：

其中參數(shù)σ∈（0，∞）為清潔產(chǎn)品和非清潔產(chǎn)品間替代彈性。當(dāng)σ>1時兩類中間品為相互替代關(guān)系；當(dāng)σ<1時二者呈互補(bǔ)關(guān)系。非清潔產(chǎn)品Yd的生產(chǎn)會污染環(huán)境，對環(huán)境的破壞程度與Yd的產(chǎn)量呈線性關(guān)系，污染系數(shù)為[φ]。從長期來看，避免環(huán)境災(zāi)難要求環(huán)境質(zhì)量Et和非清潔產(chǎn)品產(chǎn)出滿足：max（φYdt）≤γEt，此式表明環(huán)境具有再生能力，參數(shù)[γ]反映環(huán)境再生能力的強(qiáng)弱。兩類中間品Yct和Ydt的生產(chǎn)為完全競爭，中間品生產(chǎn)需要投入無差異的工人勞動和不同類型的機(jī)器，將機(jī)器種類設(shè)為一個連續(xù)的集合并將總數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)化為1，中間品生產(chǎn)函數(shù)為：

（2）

其中Ljt為t時期在j∈{c，d}部門工作的工人數(shù)量，Ajit為[t]時期j部門第[i]類機(jī)器的技術(shù)水平，Zjit為[t]時期j部門第i類機(jī)器的使用數(shù)量。機(jī)器僅使用一期，而后機(jī)器迅速貶值為0。參數(shù)α滿足α∈（0，1），可知勞動的產(chǎn)出彈性為1-α。t時期，工人市場出清要求工人總需求不大于總供給，不考慮存在失業(yè)情形，兩部門工人數(shù)量滿足如下等式：Lct+Ldt=Lt。

生產(chǎn)中間品的機(jī)器由壟斷廠商研發(fā)并制造，所有機(jī)器利用最終產(chǎn)品生產(chǎn)并將成本標(biāo)準(zhǔn)化為ψ，為便于計算令ψ≡α2。每家壟斷廠商只生產(chǎn)和研發(fā)一種機(jī)器，壟斷廠商雇傭科學(xué)家進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，一個在j部門中針對第i類機(jī)器從事研發(fā)的科學(xué)家工作1期，有λj∈（0，1）的概率將機(jī)器的技術(shù)水平提高μj>0。如果研發(fā)取得成功，技術(shù)進(jìn)步獲得專利授權(quán)，知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)持續(xù)K（K≥2）期。

定義t時期j部門的總技術(shù)水平：

在t時期雇傭Sjt名科學(xué)家的部門總技術(shù)水平的動態(tài)演進(jìn)過程為： 。在t時期，科學(xué)家總數(shù)量為St，不考慮失業(yè)情形下科學(xué)家市場出清條件為：Sct+Sdt=St。

代表性家庭由工人L（普通工人）、科學(xué)家S（技能工人）和企業(yè)家Q構(gòu)成，所有家庭成員具有相同偏好。瞬時效用函數(shù)U是消費(fèi)水平C的增函數(shù)，并滿足稻田條件。家庭中工人和科學(xué)家分別受雇于中間品生產(chǎn)企業(yè)和壟斷企業(yè)，并以工資形式獲得勞動報酬；企業(yè)家持有企業(yè)股份，并獲得該企業(yè)的利潤。在代表性家庭中所有成員的生命周期為n期，家庭成員生存n期后退出模型，同時有相同數(shù)量的新成員進(jìn)入并維持家庭規(guī)模穩(wěn)定。新成員根據(jù)當(dāng)期工人和科學(xué)家工資水平做出職業(yè)選擇。若選擇成為科學(xué)家，新成員要利用1期的時間進(jìn)行學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，并承擔(dān)學(xué)習(xí)成本HWLt，其中WLt為新成員進(jìn)入模型時當(dāng)期工人工資水平，H為學(xué)習(xí)成本因子；新成員若選擇成為工人，則可以立即開始工作。工人可以在清潔和非清潔兩部門以及同一部門的不同廠商間自由流動，而科學(xué)家可以在同一部門不同廠商間自由流動，但跨部門流動存在轉(zhuǎn)換成本TWst，其中Wst為科學(xué)家轉(zhuǎn)換前所在部門的工資水平，T為轉(zhuǎn)換成本因子。代表性家庭中，企業(yè)家通過企業(yè)利潤獲得收入，因此不提供勞動，工人和科學(xué)家提供勞動，將兩者總供給標(biāo)準(zhǔn)化為1，即：St+Lt=1。

若t時期市場達(dá)到均衡狀態(tài)，則兩類中間品、工人和科學(xué)家市場出清，中間品相對價格不變、勞動力結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且非清潔和清潔技術(shù)以相同速率增長。令qjit為在j部門中第i類機(jī)器的價格，Zjit為機(jī)器數(shù)量，WLjt為工人工資，對生產(chǎn)廠商的利潤最大化問題求解一階條件，可得在j部門中第i類機(jī)器的需求數(shù)量Zjit。機(jī)器由壟斷廠商利用最終產(chǎn)品生產(chǎn)，所有機(jī)器的生產(chǎn)成本均為ψ，所以壟斷廠商的利潤為（qjit-ψ）Zjit，將機(jī)器數(shù)量代入并求解一階條件可得qjit=α。壟斷廠商的機(jī)器生產(chǎn)數(shù)量Zjit和利潤πjit隨所在部門的中間品價格Pjt和生產(chǎn)廠商雇傭的工人數(shù)量Ljt的增加而增加。當(dāng)壟斷廠商所處的部門技術(shù)水平Ajit-1更高，且在當(dāng)期雇傭更多的科學(xué)家Sjit從事研發(fā)活動，壟斷廠商將出售更多的機(jī)器獲取更豐厚利潤。

求中間品生產(chǎn)廠商利潤一階條件，可得工人工資水平：

觀察上式可知，如果j部門的壟斷廠商具有更高的技術(shù)水平Ajt-1，那么在此部門工作的工人將獲得更高的工資，而中間品生產(chǎn)廠商產(chǎn)品價格Pjt的提高也會增加工人的工資水平。同時，t期選擇該部門從事研發(fā)的科學(xué)家數(shù)量Sjt增加，工人的工資收入將會提高。

由于工人可以在兩部門自由流動，所以兩部門工人工資相同，可得：

從上式可以看出，受參數(shù)α影響外，中間品相對價格Pct/Pdt的影響因素有二：一是兩部門前一期相對技術(shù)水平Act-1/Adt-1；二是當(dāng)期科學(xué)家結(jié)構(gòu)。當(dāng)兩部門相對技術(shù)水平Act-1/Adt-1增加時，由于α∈（0，1），所以-（1-α）<0，（Act-1/Adt-1）-（1-α）的值減少，兩類中間品相對價格降低，這符合較高生產(chǎn)率或技術(shù)水平更高的產(chǎn)品價格較低的經(jīng)濟(jì)規(guī)律。當(dāng)科學(xué)家相對數(shù)量Sct/Sdt增加時，（1+λcμcSct）/（1+λdμdSdt）的值增加，由-（1-α）<0，引致中間品相對價格的降低，即雇傭更多科學(xué)家的部門生產(chǎn)的中間品相對價格將下降。

利用中間品相對價格，并定義ε=（1-α）（1-σ）可得：

與中間品相對價格類似，工人相對數(shù)量同樣受兩部門間相對技術(shù)水平和當(dāng)期科學(xué)家的影響，差異在于參數(shù)ε的符號。當(dāng)σ>1時，兩類中間品為替代關(guān)系，-ε>0，兩部門間相對技術(shù)水平Act-1/Adt-1的提高會增加工人的相對需求；同時，當(dāng)期更多的科學(xué)家進(jìn)入清潔部門工作，清潔部門工人需求增加。當(dāng)0<σ<1時，兩類中間品呈現(xiàn)互補(bǔ)關(guān)系，-ε<0，當(dāng)相對技術(shù)水平Act-1/Adt-1增加，當(dāng)期工人相對需求Lct/Ldt將下降；提高當(dāng)期在清潔部門工作的科學(xué)家數(shù)量Sct，當(dāng)期在清潔部門生產(chǎn)廠商工作的工人數(shù)量將會降低。

當(dāng)科學(xué)家均衡分配在兩部門中，清潔與非清潔技術(shù)以相同速率增長，相對技術(shù)水平和兩類中間品相對價格保持不變，科學(xué)家和工人結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)處于一個均衡狀態(tài)。在j部門中壟斷廠商雇傭的總科學(xué)家數(shù)量為Sj，j部門技術(shù)水平的動態(tài)過程滿足Ajt=1+λjμjScjtAjt-1，意味著前一期相對技術(shù)水平提高，當(dāng)期相對技術(shù)水平也會提高；增加當(dāng)期清潔部門雇傭的科學(xué)家數(shù)量也會進(jìn)一步提高相對技術(shù)水平。

二、兩部門均衡勞動力結(jié)構(gòu)

若t期時，經(jīng)濟(jì)處于均衡狀態(tài)。此時，j部門某個壟斷廠商如果選擇不雇傭科學(xué)家從事研發(fā)工作，其技術(shù)水平維持在前一期的水平上。由于專利保護(hù)，該壟斷廠商當(dāng)期仍能獲得壟斷利潤，但單個廠商市場影響力有限，個體行為不足以改變均衡狀態(tài)，因此兩部門相對技術(shù)水平、兩類中間品相對價格和工人相對數(shù)量仍然與前一期水平相同。

若t期時壟斷企業(yè)雇傭科學(xué)家進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，對壟斷廠商的利潤最大化問題求解一階條件，t期時j部門的科學(xué)家工資：

科學(xué)家的工資水平隨當(dāng)期所在部門中間品價格Pjt和工人數(shù)量Ljt增加而增加，并且在技術(shù)水平更高部門工作的科學(xué)家工資水平更高。在經(jīng)濟(jì)處于均衡狀態(tài)時，壟斷廠商雇傭科學(xué)家從事研發(fā)和不雇傭科學(xué)家所獲得的當(dāng)期壟斷利潤無差異。但雇傭科學(xué)家的壟斷廠商，其未來期望利潤水平同當(dāng)期技術(shù)水平正相關(guān)，即當(dāng)期技術(shù)水平越高則未來期望利潤越高，考慮到未來利潤收入以及專利保護(hù)期有限，雇傭科學(xué)家從事研發(fā)工作，不斷提高機(jī)器的技術(shù)水平成為壟斷廠商的最佳策略。

當(dāng)經(jīng)濟(jì)處于均衡狀態(tài)時，清潔和非清潔技術(shù)的增長率相同，相對技術(shù)水平保持不變，此時兩部門科學(xué)家的投入數(shù)量滿足：Sct/Sdt=（λcμc/λdμd）-1。設(shè)均衡時兩部門技術(shù)水平的增長率為g，則有g(shù)=βSt，其中β=λcμcλdμd/（λcμc+λdμd）。同樣，均衡時兩部門相對工人數(shù)量：Lct/Ldt=（λcμc/λdμd）-1。

不過，此時工人Lt和科學(xué)家St在兩部門的投入結(jié)構(gòu)并不滿足經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出最大化條件。由于最大化產(chǎn)出時工人和科學(xué)家的邊際產(chǎn)出相等，引入約束Lt+St=1，求解一階條件得：

由于St，Lt∈（0，1），所以科學(xué)家和工人數(shù)量滿足約束條件β>1。當(dāng)β<1時，模型出現(xiàn)“角點解”，工人邊際產(chǎn)出高于科學(xué)家，壟斷廠商缺乏進(jìn)行技術(shù)研發(fā)的激勵，此時技術(shù)進(jìn)步將停止。當(dāng)科學(xué)家和工人最優(yōu)數(shù)量存在內(nèi)解時，兩部門具有相同的技術(shù)進(jìn)步率。

綜合以上分析，可以得出結(jié)論1。

結(jié)論1：自由市場條件下，當(dāng)β<1時，企業(yè)缺乏技術(shù)創(chuàng)新激勵且兩部門技術(shù)進(jìn)步將停止；當(dāng)β>1且經(jīng)濟(jì)處于均衡狀態(tài)時，工人和科學(xué)家在兩部門的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，其中清潔部門和非清潔部門的科學(xué)家均衡數(shù)量為：

清潔部門和非清潔部門工人的均衡數(shù)量為：

此時兩部門的技術(shù)均衡發(fā)展，其技術(shù)進(jìn)步率為（1-1/λcμc-1/λdμd）β/2。

三、環(huán)境約束下適宜勞動力結(jié)構(gòu)

當(dāng)經(jīng)濟(jì)處于均衡狀態(tài)，在無外在干預(yù)的環(huán)境中，兩部門的技術(shù)以相同速率增長，非清潔產(chǎn)出的增加將導(dǎo)致環(huán)境持續(xù)惡化。為此，技術(shù)發(fā)展方向應(yīng)使非清潔產(chǎn)出維持較低水平且技術(shù)研發(fā)集中于清潔部門，使清潔中間品產(chǎn)出快速增長實現(xiàn)總產(chǎn)出穩(wěn)定增長并提升環(huán)境質(zhì)量。

假設(shè)外部沖擊導(dǎo)致清潔部門科學(xué)家的工資高于非清潔部門，使部分非清潔部門科學(xué)家轉(zhuǎn)到清潔部門進(jìn)行研發(fā)。由于清潔部門科學(xué)家數(shù)量高于兩部門技術(shù)等速發(fā)展時的科學(xué)家數(shù)量，清潔技術(shù)以更快的速度發(fā)展。與均衡狀態(tài)時不同，此時兩類中間品的相對價格、產(chǎn)量及工人數(shù)量不再為常數(shù)，兩部門工人的工資水平無差異但科學(xué)家的工資不同。清潔部門科學(xué)家當(dāng)期數(shù)量上升，則中間品相對價格下降，中間品相對產(chǎn)量增加。兩部門的工人數(shù)量變化受替代彈性影響所以方向不確定：若中間品相互替代，則工人的相對數(shù)量隨清潔部門的科學(xué)家數(shù)量上升而增加；當(dāng)中間品為互補(bǔ)關(guān)系時，工人相對數(shù)量隨科學(xué)家相對數(shù)量增加而下降。

考慮如下極限情況即非清潔部門產(chǎn)出達(dá)到環(huán)境承載的上限，此時非清潔部門產(chǎn)出不能再增加，科學(xué)家全部投入到清潔部門，非清潔部門的技術(shù)水平維持在水平Ad不變。環(huán)境約束下產(chǎn)出最大化要求清潔部門科學(xué)家與工人的邊際產(chǎn)出相等，可得：λcμc（1-Ldt-St）=1+λcμcSt。考慮到St∈（0，1），λcμc>1才能保證St位于定義域內(nèi)。

當(dāng)清潔技術(shù)遙遙領(lǐng)先非清潔技術(shù)時，Ldt足夠小，可得：

若λcμc<1，工人的邊際產(chǎn)出高于科學(xué)家，工人的工資水平將超過科學(xué)家，無政府干預(yù)時全部勞動力投入中間品生產(chǎn)，技術(shù)進(jìn)步將終止，此時要求政府政策介入促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。當(dāng)σ<1時，兩類中間品為互補(bǔ)關(guān)系，相對技術(shù)水平上升，St的值將下降，則清潔技術(shù)進(jìn)步速度逐漸減緩直至停止。

結(jié)論2：當(dāng)非清潔產(chǎn)出以達(dá)到環(huán)境容量極限時，若兩類中間品相互替代且λcμc>1時，科學(xué)家需求隨相對技術(shù)水平提升而增加，其最大值約為（1-1/λcμc）/2；若中間品相互替代但λcμc<1時，會出現(xiàn)工人邊際產(chǎn)出高于科學(xué)家邊際產(chǎn)出的情形，為保證技術(shù)進(jìn)步長期發(fā)展，此時需要政府政策介入；若中間品呈互補(bǔ)關(guān)系時，清潔技術(shù)研發(fā)不足甚至停止。

四、環(huán)境政策與清潔技術(shù)創(chuàng)新

在環(huán)境約束下清潔和非清潔產(chǎn)品往往相互替代，若無政府管制，在非清潔技術(shù)稟賦明顯優(yōu)于清潔技術(shù)環(huán)境下，清潔技術(shù)研發(fā)將不足，而不斷增加的非清潔產(chǎn)出終將造成環(huán)境災(zāi)難。為此，如何通過政府環(huán)境政策激勵清潔技術(shù)發(fā)展，成為當(dāng)前解決環(huán)境問題的關(guān)鍵。假設(shè)經(jīng)濟(jì)處于均衡狀態(tài)，政策沖擊使非清潔部門科學(xué)家向清潔部門轉(zhuǎn)移，則當(dāng)期清潔部門的科學(xué)家數(shù)量高于平衡增長路徑的均衡水平，且Act/Adt>Act-1/Adt-1。t+1期兩部門科學(xué)家相對工資為：

相對工資對相對技術(shù)水平的偏導(dǎo)數(shù)符號由ε的符號決定，由于參數(shù)α滿足α∈（0，1），偏導(dǎo)數(shù)符號本質(zhì)上取決于替代彈性。當(dāng)兩部門的中間品為替代關(guān)系時，σ>1，-ε>0，偏導(dǎo)數(shù)符號為正，當(dāng)期相對技術(shù)水平提高會使下一期相對工資上升，清潔部門科學(xué)家工資高于非清潔部門，吸引更多科學(xué)家投入清潔部門從事研發(fā)工作，這將使清潔技術(shù)進(jìn)步率高于非清潔技術(shù)，進(jìn)而循環(huán)反復(fù)?？梢灶A(yù)見，科學(xué)家更多投入到清潔技術(shù)部門，非清潔技術(shù)發(fā)展將逐步放緩，技術(shù)進(jìn)步將偏離原平衡增長路徑朝清潔技術(shù)方向發(fā)展。若λcμc>1，暫時性政策沖擊即能促進(jìn)清潔技術(shù)長久發(fā)展；若λcμc<1，那么政策短期介入無法保證清潔技術(shù)持續(xù)高速發(fā)展，環(huán)境約束需要政策永久性介入。Stern的研究也呈現(xiàn)類似觀點[14]。但如果某一外在沖擊使相對技術(shù)水平下降，技術(shù)將朝向非清潔技術(shù)進(jìn)步方向發(fā)展，自由市場條件下清潔技術(shù)進(jìn)步將停止。若兩中間品互補(bǔ)，σ<1，那么當(dāng)期相對技術(shù)水平提高將降低下一期相對工資水平，這將吸引科學(xué)家重新回到非清潔部門研發(fā)，減少與平衡增長路徑上均衡水平的差距，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展重新回到平衡增長路徑上。這也意味著兩類中間品處于互補(bǔ)關(guān)系時，為避免環(huán)境災(zāi)難，技術(shù)進(jìn)步的方向只能是轉(zhuǎn)向非清潔部門的減排技術(shù)，即降低單位非清潔產(chǎn)品的排放率φ。

那么，當(dāng)兩種中間品相互替代時，提升相對技術(shù)水平的外部沖擊是否一定會誘致技術(shù)進(jìn)步完全朝向清潔技術(shù)方向？當(dāng)外部沖擊使相對技術(shù)水平提高時，技術(shù)研發(fā)將轉(zhuǎn)向清潔技術(shù)方向，這樣非清潔部門壟斷廠商市場份額下降使其未來利潤降低，非清潔技術(shù)專利迅速貶值。為避免這種情況的發(fā)生，非清潔技術(shù)壟斷廠商會在當(dāng)期給科學(xué)家開出遠(yuǎn)高于其邊際價值的工資吸引科學(xué)家投入非清潔部門從事研發(fā)工作，將技術(shù)重新拉回到平衡增長路徑上。所以延長政策持續(xù)時間和提高政策力度才能最終使經(jīng)濟(jì)朝向清潔技術(shù)方向發(fā)展。

上述分析可知，兩類中間品為替代關(guān)系時，需要更多科學(xué)家投入清潔部門從事研發(fā)工作，這使政策激勵成為必然?，F(xiàn)在考慮科學(xué)家在兩個部門之間的流動存在摩擦，即存在一個跨部門流動成本TWsdt。在成為工人或科學(xué)家的選擇中，個體選擇成為科學(xué)家需要1期的時間來學(xué)習(xí)和培訓(xùn)；但科學(xué)家跨部門流動不存在時滯，對新部門的知識和技能的學(xué)習(xí)利用休息時間完成，構(gòu)成科學(xué)家跨部門流動成本，同時轉(zhuǎn)換部門的科學(xué)家可以立即獲得新部門的工資。在t時期，兩部門科學(xué)家工資分別為Wsct和Wsdt，令：θt=Wsct/Wsdt。

一方面，政府對在清潔部門的科學(xué)家提供長期穩(wěn)定補(bǔ)貼且額度為δWsct，所以實際的相對工資為（1+δ）θt。另一方面，政府對科學(xué)家轉(zhuǎn)換成本TWsdt補(bǔ)貼kTWsdt，則科學(xué)家的真實轉(zhuǎn)換成本為1-kTWsdt。如果轉(zhuǎn)換部門的期望工資收入高于維持現(xiàn)狀的期望工資收入，那么轉(zhuǎn)換部門將是生命周期剩余超過m（m

情形1：科學(xué)家在剩余工作期間實際相對工資不發(fā)生變化，即假定由清潔和非清潔部門科學(xué)家投入結(jié)構(gòu)變化不改變相對工資和技術(shù)進(jìn)步率，且科學(xué)家總數(shù)不變。非清潔部門科學(xué)家轉(zhuǎn)入清潔部門的邊際條件為兩種選擇剩余工作時期總收入相等：

則

可以看出，m1是k和δ的單調(diào)減函數(shù)，即提高對清潔科學(xué)家工資的補(bǔ)貼δ和對轉(zhuǎn)換成本的補(bǔ)貼k，能夠有效降低m1，這表明即使在非清潔部門工作的科學(xué)家所剩的工作期數(shù)較少，只要補(bǔ)貼足夠高，科學(xué)家將選擇轉(zhuǎn)換到清潔技術(shù)部門工作，剩余工作期數(shù)越多則激勵越大。

情形2：兩部門科學(xué)家的投入結(jié)構(gòu)將逐漸發(fā)生變化，這種結(jié)構(gòu)改變主要來源于每期有1/n的科學(xué)家發(fā)生更迭，這些職業(yè)生涯剛開始的科學(xué)家多數(shù)將選擇在清潔部門工作。此時清潔部門科學(xué)家工資增長率將高于均衡狀態(tài)下工作增長率。由于科學(xué)家的投入結(jié)構(gòu)不斷變化，清潔部門科學(xué)家的工資增長率不斷增加，而非清潔部門科學(xué)家工資增長率將不斷下降。將此情形下轉(zhuǎn)換門檻表示為m2。由于兩部門科學(xué)家工資的反向變化，即使剩余工作時間少于m1期，仍可能滿足科學(xué)家轉(zhuǎn)換部門更高的期望收入，可以判定m2≤m1。這意味著科學(xué)家結(jié)構(gòu)變化引起工資增長率變化時，降低了科學(xué)家轉(zhuǎn)換部門的門檻。

然而，若維持科學(xué)家供給不變而僅改變投入結(jié)構(gòu)，清潔技術(shù)進(jìn)步率依然有限，需要政策手段激勵使新成員選擇成為清潔部門科學(xué)家而提高研發(fā)人員供給規(guī)模。一個新成員進(jìn)入市場時面臨成為工人或科學(xué)家的選擇，若當(dāng)期工人工資為WLt和科學(xué)家工資為WSt，相對工資為ξ=WSt/WLt。政府對清潔部門科學(xué)家實施補(bǔ)貼，其實際工資為（1+δ）WSct。若選擇成為工人，工作總長度為n期，若選擇成為科學(xué)家則在第1期進(jìn)行學(xué)習(xí)且成本為HWLt，其后n-1期從事科學(xué)研究。政府對新成員接受教育進(jìn)行補(bǔ)貼χHWLt即其學(xué)習(xí)成本為（1-χ）HWLt。

情形1：假設(shè)經(jīng)濟(jì)處于均衡狀態(tài)，科學(xué)家分別從事清潔和非清潔技術(shù)研發(fā)，位于清潔部門的科學(xué)家和工人的工資為（1+δ）WSct和WLct。忽略科學(xué)家數(shù)量和投入結(jié)構(gòu)變化對未來工人和科學(xué)家工資增長率的影響，假設(shè)兩者均以相同速率增長，個體選擇成為工人或科學(xué)家的收入相等：

解得：

當(dāng)χ和δ增加時ξ1值下降，若政府對學(xué)習(xí)成本和清潔部門科學(xué)家工資補(bǔ)貼較高，一個較低的相對工資水平就可以激勵新成員成為清潔部門科學(xué)家而不是工人。

情形2：假設(shè)科學(xué)家都投入到清潔部門從事研發(fā)，科學(xué)家相對工人工資水平隨科學(xué)家數(shù)量的增加而減少，同等強(qiáng)度的清潔部門工資補(bǔ)貼和學(xué)習(xí)成本補(bǔ)貼下更高工資才能激勵新成員選擇成為科學(xué)家，即ξ2>ξ1。ξ2是χ和δ的減函數(shù)，當(dāng)χ和δ的值增加時ξ2值下降，提高對工資補(bǔ)貼和學(xué)習(xí)成本補(bǔ)貼能降低選擇成為科學(xué)家的門檻。

情形3：環(huán)境視角下科學(xué)家投入結(jié)構(gòu)變化來源不同，個體選擇成為科學(xué)家的門檻差異明顯，而政策激勵能夠有效提高清潔部門科學(xué)家的供給規(guī)模，促進(jìn)清潔技術(shù)快速發(fā)展。

五、基本結(jié)論

本文將異質(zhì)性勞動引入環(huán)境技術(shù)進(jìn)步方向模型，考察自由市場和政府環(huán)境補(bǔ)貼政策下技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展路徑，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）自由市場條件下清潔和非清潔部門的勞動力結(jié)構(gòu)和技術(shù)進(jìn)步率的穩(wěn)定性受兩部門科學(xué)家研發(fā)貢獻(xiàn)率和替代彈性的影響?？茖W(xué)家研發(fā)貢獻(xiàn)率較高時，均衡狀態(tài)下兩部門勞動力結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且技術(shù)進(jìn)步率一致；當(dāng)科學(xué)家貢獻(xiàn)率較低時，技術(shù)進(jìn)步將停滯。（2）當(dāng)兩部門間呈替代關(guān)系且科學(xué)家貢獻(xiàn)率較高時，清潔部門科學(xué)家需求伴隨技術(shù)水平提高而增加；當(dāng)兩部門間呈替代關(guān)系但科學(xué)家貢獻(xiàn)率較低時，科學(xué)家數(shù)量將逐步降低，清潔技術(shù)進(jìn)步速率較低；當(dāng)兩部門間為互補(bǔ)關(guān)系時清潔技術(shù)進(jìn)步停滯。（3）當(dāng)兩部門間呈替代關(guān)系時，經(jīng)濟(jì)均衡狀態(tài)為不穩(wěn)定均衡，環(huán)境政策沖擊能使經(jīng)濟(jì)朝清潔技術(shù)方向發(fā)展，當(dāng)科學(xué)家貢獻(xiàn)率較高時短期政策介入就能夠?qū)崿F(xiàn)清潔技術(shù)快速發(fā)展，當(dāng)科學(xué)家貢獻(xiàn)率較低時則政策永久介入才能保證清潔技術(shù)持續(xù)發(fā)展。當(dāng)兩部門為互補(bǔ)關(guān)系時，經(jīng)濟(jì)均衡為穩(wěn)定均衡，此時需要永久政策干預(yù)才能實現(xiàn)清潔技術(shù)發(fā)展。為避免環(huán)境災(zāi)難，此時降低單位非清潔產(chǎn)出污染率的技術(shù)成為技術(shù)進(jìn)步的主要方向。（4）通過實施針對清潔部門科學(xué)家的工資補(bǔ)貼和教育補(bǔ)貼政策可以有效提高科學(xué)家供給規(guī)模，并促進(jìn)科學(xué)家投入到清潔部門進(jìn)行研發(fā)。

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[責(zé)任編輯 國勝鐵]