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杨婷茹:《区域环境经济系统动态优化建模及环境治理机制研究》


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作者:杨婷茹

毕业院校:北京理工大学

导师:廖华



主要内容



论文开展了环境经济系统综合评估研究,参考Nordhaus(1992,1996)开创的气候-经济系统建模的工作,将环境污染及其跨区传输内生化到经济增长模型中,构建了环境经济系统动态优化模型,并在模型中进一步纳入非合作博弈机制,求解了动态条件下的纳什均衡。该模型用于区域环境治理研究。全文主要工作:


(1)构建耦合环境系统与经济系统的动态优化模型(REED模型)。将环境系统内生化到经济增长模型中,建立“经济增长-污染物排放和跨区转移-健康(劳动力)损失-经济增长” 闭环反馈链条。模型刻画了各地区生产函数、减排成本函数、损失函数等,实现了动态条件下环境系统与经济系统的耦合。该模型以所有地区总体社会福利最大化为目标,各地区的动态投资率和最优减排率为决策变量,从综合成本效益和最优控制视角统筹长期与短期、发展与减排。该模型可用于探究联防联控减排机制(地区合作)下各地区在不同发展阶段的最优减排率。


(2)将地区间非合作博弈机制纳入REED模型,构建区域环境经济系统动态博弈模型(REEG模型)。在该模型中,各地区最大化各自的社会福利函数且各地区互不合作,污染物存在跨区转移,各自承担减排成本并承受污染损失。每个地区制定减排策略均需考虑其他地区的减排策略,各地区的减排成本和污染损失等信息是完全透明的。该模型可用于研究各自为政机制(地区不合作)下各地区在不同发展阶段的最优减排率(动态条件下的纳什均衡)。


(3)设定REED与REEG模型中关键函数形式和参数,包括减排成本、污染物跨区转移、污染物损失等函数和参数。实证检验环境系统与经济系统的互动机制,揭示了污染减排与经济增长的权衡关系,并获得减排成本参数;结合环境气象模型设定污染物跨地区转移参数;建立实证模型评估污染物损失,污染物影响健康进而影响劳动力(人口)供给,设定污染物劳动力损失参数;应用投入产出表等资料设定生产函数。


(4)将REED与REEG模型应用于区域大气污染治理,对比华北地区合作减排机制(联防联控)与非合作博弈减排(各自治理)机制的差异。定量结果表明:①无论是为实现减排目标还是社会福利最大化,非合作博弈的结果均不及地区合作。②地区合作的最优减排率逐步增加、各省有所差异,到2050年各省PM2.5浓度均下降至30微克/立方米以下。从地方竞争视角探究减排目标制定,实证检验显示“十三五”减排目标的制定存在地区竞争。




创新价值


(1)将环境系统集成到宏观经济系统中,刻画经济系统与环境系统的互馈关系,以环境治理中成本效益的综合评估为核心,构建区域环境经济系统动态优化模型,以统筹长期与短期、发展与减排。


(2)将地区间博弈纳入环境经济系统建模中,构建完全信息动态博弈模型,求解纳什均衡,定量探究非合作博弈减排效果以及与地区合作减排的差异。


(3)将上述模型应用于华北地区大气污染治理,对比得到不同环境治理机制下最优减排路径,所构建的模型对研究其他区域性污染物治理有参考价值。