环境价值评估理论

环境价值评估理论2024/6/282

环境价值

环境价值（EnvironmentalValue）是指环境为人类所提供的效用。如果因环境价值的存在而使得人类得益，则这种得益被称为环境收益。环境的恶化会使得环境为人类所提供的效用减少。而为了维持效用水平不变，人类必须支付相应的成本。这种成本称为环境成本。2024/6/283

环境价值的分类

环境价值可以分成三类：利用价值（UseValue），选择价值（OptionValue）和存在价值（ExistenceValue）。利用价值就是人们从利用环境中得到的价值。利用价值又可以分成两类：市场价值和非市场价值。2024/6/284

环境价值的分类（续）

从推迟决策、保持选择权中得到收益，就被称为选择价值。出于道德上的考虑，认为即使对人类本身没有任何好处，自然界（特别是其它生物种类）的存在本身就具有价值，这种环境价值被称为存在价值。2024/6/285

环境价值的分类（续二）

在许多场合，保护环境、生态或自然资源除了给保护者带来得到精神上的满足外，没有其它任何直接或间接的利益。既然如此，为什么这些人仍然要保护这些环境呢？一般认为有三种动机：2024/6/286

环境价值分类（续三）

⑴遗赠动机（bequestmotive）希望将自然环境留给子孙后代享用，从中得到满足。对人类来说，这是利用价值的一部分。⑵赠礼动机（giftmotive）希望将自然环境留给当代的他人享用，从中得到满足。对人类来说，这也是利用价值的一部分。2024/6/287

环境价值分类（续四）

⑶同情动机（Sympathy）从道德的角度，认为所有的或一部分造物（creature）都有权存在或欣欣向荣地生活，并从对自然界的保护中得到满足。同情动机所赋予自然界的这种价值就是存在价值。同情动机是人类利它主义动机的发展。2024/6/288环境价值的衡量经济学家假定消费者是理性的。因此，即使单独买卖环境产品的市场几乎不存在。他们也可以根据环境产品的效用来评估环境的价值。环境价值可以通过经济当事人的支付意愿或受偿意愿来衡量。2024/6/289支付意愿和受偿意愿在环境经济学中，支付意愿（willingnesstopay，简称WTP）：是指经济当事人（包括政府、厂商和居民户）愿意支付一定数量的货币，以换取某一程度的环境质量改善。受偿意愿（willingnesstoacceptcompensation，简称WTA）是指经济当事人愿意在得到一定数量货币或非货币补偿的前提下，接受某一程度的环境质量恶化。2024/6/2810环境价值的衡量假定单个消费者的效用取决于环境质量Q与一组可以在市场上买到的产品与劳务x，x=(x1,x2,…,xn)。环境质量Q对单个消费者的效用遵循边际效用递减规律，即有

2024/6/2811环境价值的衡量（续）即环境质量的效用函数是单调递增的凹函数。另假定其它产品与劳务xi带来正效用，且遵循边际效用递减规律，即有

2024/6/2812环境价值的衡量（续三）即其它产品与劳务的效用函数同样是单调递增的凹函数。单个消费者对可在市场上买到的产品与劳务x=(x1,x2,…,xn)的选择受货币收入M与这些产品与劳务的价格p=(p1,p2,…pn)的约束。2024/6/2813环境价值的衡量（续四）此时，单个消费者所面临的问题是在既定货币收入水平M、市场上可买到的产品与劳务价格p=(p1,p2,…pn)及外生变量Q的约束下，确定市场上可买到的产品与劳务x=(x1,x2,…,xn)的消费水平，从而使得自身效用最大化。即(4-1)2024/6/2814环境价值的衡量（续五）(4-1)式中，表示在预算约束与既定环境质量水平下达到效用最大化的市场上可买到的产品与劳务x的组合；U(x,Q0)表示效用函数，并假定环境质量及其它产品与劳务的效用函数均为单调递增的凹函数；M≥px表示预算约束；Q0表示既定环境质量水平。

2024/6/28152024/6/2816环境质量变动的WTP与WTA由于效用的差异是不可测的，我们运用消费者剩余的概念作为效用变动的货币衡量标准。图4-1表示了环境质量变动时消费者剩余的变动。图中，A点表示在给定的环境质量水平U0与给定的市场上可买到的产品与劳务的组合条件下单个消费者的效用水平U0。2024/6/2817环境质量变动的WTP与WTA（续）如果环境所提供的服务增加，在保持不变的前提下，环境质量从Q0

提高到Q1，则单个消费者的效用水平相应从U0

提高到U1。对于这种环境质量的改善，消费者的支付意愿可以用他愿意为改善环境质量而放弃的市场上可买到的产品与劳务的组合的数量来衡量。

2024/6/2818环境质量变动的WTP与WTA（续二）消费者愿意放弃上述数量的最大限度，是当环境质量从Q0

提高到Q1时，其效用水平保持不变。表现在图4.1中，就是消费者的选择从B点移到C点。BC两点之差就是该消费者愿意放弃的最大限度的x数量，亦即他的最大支付意愿。

2024/6/2819环境质量变动的WTP与WTA（续三）如果该消费者放弃的x数量超过BC两点之差，则他的效用水平会比变动之前更低，显然他不会这样做；如果该消费者放弃的x数量低于BC两点之差，则他的效用水平会比变动之前要高，他还有进一步放弃的余地。2024/6/2820环境质量变动的WTP与WTA（续四）这个最大限度的支付意愿称为希克斯补偿剩余(compensatingsurplus)。补偿剩余衡量是保持初始的效用水平（这里是U0）与新的环境质量水平（这里是Q1）时的价值衡量。2024/6/2821环境质量变动的WTP与WTA（续五）如果消费者放弃环境质量的提高，他必然要求相应的补偿。这种补偿可以通过增加市场上可买到的产品与劳务的组合来达到。在图4.1中，如果消费者在保持新的效用水平U1的前提下，愿意接受环境质量水平从Q1降低到Q0的现实，消费者的选择将从A点移到D点。2024/6/2822环境质量变动的WTP与WTA（续六）AD两点之差所代表的x数量就是该消费者愿意接受的最低限度补偿，亦即他的最低受偿意愿。如果该消费者接受的x数量低于AD两点之差，则他的效用水平会低于新的效用水平，显然他不会这样做；如果该消费者接受的x数量高于AD两点之差，则他的效用水平会比新效用水平要高，因而不是最低受偿意愿。

2024/6/2823环境质量变动的WTP与WTA（续七）这个最低限度的受偿意愿称为希克斯等价剩余(equivalentsurplus)。等价剩余衡量是保持新的效用水平（这里是U1）与初始的环境质量水平（这里是Q0）时的价值衡量。如果图4.1表示的是环境质量的恶化，即环境质量水平从Q1降低到Q0。2024/6/2824环境质量变动的WTP与WTA（续八）则希克斯补偿剩余是指最低限度的受偿意愿，因为此时的受偿意愿反映了保持初始的效用水平（这里是U1）与新的环境质量水平（这里是Q0）时的价值衡量。而希克斯等价剩余是指最大限度的支付意愿，因为此时的支付意愿反映了保持新的效用水平（这里是U0）与初始的环境质量水平（这里是Q1）时的价值衡量。2024/6/2825WTP与WTA的含义支付意愿或受偿意愿反映了经济当事人对于商品、劳务或生产要素价值的判断，但这种判断又不能不是客观现实的反映。

当经济生活中的其它问题十分突出时，无论是政府、还是厂商和居民户，都不可能不把这些突出的问题放在第一位，而将环境保护放在比较次要的位置，因而他们的WTP或WTA都是比较低的。

2024/6/2826WTP与WTA的含义（续）由于政府、厂商和居民户对于环境保护的支付意愿或对于环境污染的受偿意愿是环境污染导致的外部成本中的重要组成部分，而外部成本的高低又影响到社会纯收益的大小，因而这种意愿的程度就会影响到经济当事人、特别是各级政府关于治理环境污染的决策。2024/6/2827WTP与WTA的含义（续二）随着经济的发展、实际人均收入的提高和生活水平的提高，一般的商品（无论是消费品还是资本品）或劳务的数量会大大增加，而环境资源的数量不仅难于增加，而且往往会减少，相对于日益增加的需求，环境资源将越来越稀缺，因而与其它商品或劳务相比，经济当事人对环境资源的支付意愿或受偿意愿将越来越高。2024/6/2828WTP与WTA的含义（续三）所以，即使环境污染或自然资源耗竭造成的物质损失不变，各级经济当事人（政府、厂商和居民户）的决策也会随着支付意愿或受偿意愿的变化而变化。2024/6/2829环境质量变动的WTP与WTA（续九）衡量支付意愿与受偿意愿的另外一种方法，是把问题看成成本最小化问题。

效用最大化是在给定货币收入与环境质量水平的前提下，通过选择市场上可买到的产品与劳务的组合以使效用最大化。2024/6/2830环境质量变动的WTP与WTA（续十）而成本最小化是在给定效用水平与环境质量水平的前提下，通过选择市场上可买到的产品与劳务的组合以使支出最小化。经济学家之所以对成本最小化方法感兴趣，是因为在给定效用水平的条件下，更容易收集到有关消费者支出的数据，且不必测定不可观测的效用函数。2024/6/2831环境质量变动的WTP与WTA（续十一）成本最小化问题表示为(4-2)式(4-2)中，是支出函数，即在给定价格与Q的水平的前提下，达到特定效用水平所必需的最小支出。2024/6/2832环境质量变动的WTP与WTA（续十二）对于环境质量从Q0改善到Q1，其最大支付意愿是在给定效用水平的条件下，如果消费者愿意放弃某些市场上可买到的产品与劳务以换取环境质量的改善，则Q1条件下的最小支出应该比Q0条件下的最小支出要少。两者的差额就是最大支付意愿。2024/6/2833对WTP与WTA差异的解释

心理学角度的解释：与将环境质量提高到超出人们已经体验过的水平相比，人们更愿意为维持现有的环境质量而作出牺牲。因此，他们对环境质量恶化所要求的受偿意愿会大大超过对改善环境质量的支付意愿。从环境质量与其它消费品之间的可替代性的角度给出的解释

2024/6/2834环境污染的价值衡量

假定随着环境污染的增加，单个消费者的效用水平U(x,R)降低，于是有

单个消费者面临的问题是

(4-3)

2024/6/2835环境污染的价值衡量（续）

(4-3)式中，V(M,p,R0)是间接效用函数。该函数表示在预算约束与既定环境污染水平下，效用是外生变量——货币收入、价格与环境污染水平——的函数。间接效用函数也可以用来衡量环境质量的价值。

2024/6/28362024/6/2837环境污染的价值衡量（续二）图4.2描述的是既定环境污染条件下的支付意愿与受偿意愿。纵轴表示环境污染水平（污染浓度），横轴表示单个消费者的货币收入水平。从横轴出发的一组曲线为间接效用函数曲线。曲线上任意一点代表收入与污染程度的组合。

2024/6/2838环境污染的价值衡量（续三）对单个消费者来说，同一条间接效用函数曲线上各点带给他的满足程度是相同的。间接效用函数曲线的斜率称为边际替代率。它表示在同一效用水平下，收入与污染的交换比例。2024/6/2839环境污染的价值衡量（续四）曲线斜率越小，收入对污染的替代程度越低。即当污染程度上升时，需要增加较多收入作为给单个消费者的补偿。曲线斜率越大，收入对污染的替代程度越高。即当污染程度上升时，只需要增加较少收入作为给单个消费者的补偿。2024/6/2840环境污染的价值衡量（续五）在给定的污染水平下，间接效用函数曲线右移意味着效用的增加，即V0>V1>V2。

如果单个消费者的收入增加，所面临的污染程度下降，则其满足程度上升。以A点作为初试状态点。此时污染程度为R0，收入为M0，效用水平为V1。

2024/6/2841环境污染的价值衡量（续六）如果污染水平从R0下降到R1，在给定消费者货币收入M0的条件下，单个消费者的效用水平增至点B代表的效用水平V0。单个消费者为环境污染减少而愿意支付的最大值，是BC两点的差额，即在新的环境污染水平下，回到原来的间接效用函数曲线V1时所减少的收入。此时单个消费者的支付意愿是M0-M1。2024/6/2842环境污染的价值衡量（续七）单个消费者的支付意愿不会超过M0-M1，因为超过意味着单个消费者的效用水平会比变动之前更低，显然他不会这样做；如果能够，消费者当然愿意少付，但这个更低的价值不是污染程度降低的真正经济价值。正确的经济价值是最大支付意愿。2024/6/2843环境污染的价值衡量（续八）如果在给定M0的条件下，使污染水平从R0上升到R2，单个消费者的效用水平会下降到点D代表的效用水平V2。单个消费者为环境污染增加而愿意接受的最小值，是DE两点的差额，即在新的环境污染水平下，回到原来的间接效用函数曲线V1时所增加的收入。

此时单个消费者的受偿意愿是M2-M0。

2024/6/2844环境污染的价值衡量（续九）单个消费者的受偿意愿不会低于M2-M0，因为低于意味着单个消费者的效用水平会比变动之前更低，显然他不会这样做；如果能够，消费者当然愿意接受更多的补偿，但这个更高的价值不是污染程度升高的真正经济价值。正确的经济价值是最小受偿意愿。2024/6/2845环境污染的价值衡量（续十）环境价值的经济衡量定义如下。当污染程度下降时，补偿剩余为

V1(M0-WTP,p,R1)=V1(M0,p,R0)(4-4)等价剩余为V0(M0+WTA,p,R0)=V0(M0,p,R1)(4-5)2024/6/2846环境污染的价值衡量（续十一）当污染程度上升时，补偿剩余为V1(M0+WTA,p,R2)=V1(M0,p,R0)(4-6)等价剩余为V2(M0-WTP,p,R0)=V2(M0,p,R2)(4-7)2024/6/2847濒危物种和独特自然景观的

特殊性十分脆弱，一旦遭到破坏和损害就无法（至少在相当长的时间内无法）恢复。利用它们的方式有多种，其中某些利用方式不会对它们造成破坏，另外一些利用方式则不会对它们造成破坏。对它们的评估中存在着很大程度的不确定性，因而很难估计它们的经济价值。2024/6/2848不可逆转性与选择价值

随着时间的推移，决策者将获得有关某一自然环境的不同用途的收益的新信息，特别是有关所保护的濒危物种和独特自然景观的经济价值的新信息。

如果开发决策尚未作出，决策者就可以根据这些新信息来作出最优决策。在能够逐步获得新信息的条件下，开发决策越迟，决策时所面临的不确定性越少，遭受损失的可能性也就越小。

2024/6/2849不可逆转性与选择价值（续）

反之，由于对濒危物种和独特自然景观的开发是不可逆转的，一旦作出了开发决策，那么，即使新信息证明原有决策是错误的，决策者也无法对其加以修正。

多次性决策所面临的不确定性要比一次性决策少，因决策不当而受损失的可能性也比一次性决策小。2024/6/2850不可逆转性与选择价值（续二）

用多次性决策代替一次性不开发决策充当一次性开发决策的参照系，能够在更大程度上避免开发造成的损失。

因参照系不同而导致的所避免损失之间的差额，就是选择价值。2024/6/2851不可逆转性与选择价值（续三）

假定决策者试图开发某一地区的自然环境,而且可以选择相继的两个时期中的任何一个对该地区的一部分或全部进行开发。

令Si代表i时期开始开发的地区在整个地区所占的百分比，(i=1,2，0≤Si≤1)v1和v2分别代表在时期1和时期2因整个地区得到开发而带来的净收益，

2024/6/2852不可逆转性与选择价值（续四）

再假定v2是概率分布已知的随机变量，且其数值用现值来表示。如果与v2有关的数字是：

v2=1其概率为0.9v2=-8其概率为0.1则v2的期望值E(v2)=0.9(1)+0.1(-8)=0.1。

(4-8)2024/6/2853不可逆转性与选择价值（续五）

假定决策者必须在时期1开始时确定S1和S2，或者假定决策者可以把关于S2的决策推迟到时期2开始时作出，但他得不到关于v2的进一步的信息，即不知道v2到底是1还是-8。在这种情况下，只要E(v2)〉0，决策者就会决定在时期2新开发S2(这里，S2=1-S1)，从而使整个地区都得到开发，有关选择S1的决策原则是：

2024/6/2854不可逆转性与选择价值（续六）

当v1<0时，S1=0当v1>0时，S1=1当v1=0时，0≤S1≤1(4-9)(4-9)式表明，如果时期1开发的净收益为负，整个地区就不应该开发；如果净收益为正，整个地区就都应该开发；如果净收益为0，那么，只要S2=1-S1，S1可以取0到1区间的任何值。

2024/6/2855不可逆转性与选择价值（续七）

(4-9)式的假定前提是：直到时期2开始时，决策者仍然不知道v2的确切数值，而只知道其数值分布的概率。如果改变这一假定前提，即假定决策者在时期2开始时得到了新信息，因而可以知道v2的确切数值，并据此确定S2。在v2=-8时，虽然已开发的S1无法避免损失，但决策者可以通过使S2=0来减少损失，因而两个时期净收益之和是2024/6/2856不可逆转性与选择价值（续八）

S1(v1-8)假定v2=1，决策者将决定开发S2=1-S1，以获得尽可能多的净收益，因而两个时期净收益之和是

S1v1+(S1+S2)v2=S1v1+12024/6/2857不可逆转性与选择价值（续九）

由于v2为负数的概率是0.1，为正数的概率是0.9，因而在时期1开始时，两个时期净收益之和的期望值是

0.1[S1(v1-8)]+0.9(S1v1+1)=S1(v1-0.8)+0.9(4-10)2024/6/2858不可逆转性与选择价值（续十）

为了使净收益最大化，有关选择S1的决策原则是：

当v1<0.8时，S1=0当v1>0.8时，S1=1当v1=0.8时，0≤S1≤1(4-11)在(4-9)式与(4-11)式中，有关S1的决策同样是在时期1开始时作出的。2024/6/2859不可逆转性与选择价值（续十一）

它们之间的差别在于，前者是根据v2的期望E(v2)来决策的，但是，在有可能随着时间的推移获得新信息(v2的确切数值)的条件下，后者与前者相比，可以在更大程度上避免因在具有不确定性的条件下作出具有不可逆转性的开发决策而造成的损失。两个方程式中v1数值之间的差额，就被解释为选择价值，即因保护当地自然环境、为将来保留选择机会而带来的价值。2024/6/2860风险与不确定性在现实生活中，单个消费者不可能完全确切地了解环境质量的变化状况，也不可能完全确切地了解环境质量变化的后果。经济学用风险与不确定性两个概念来分别描述不完全了解的后果。

2024/6/2861风险与不确定性（续）风险是指：某种行为或某些事件可能产生多种经济后果。经济当事人知道这些后果，也知道这些后果的发生概率。但无法肯定哪一种结果会发生。2024/6/2862风险与不确定性（续二）不确定性是指以下两种情况：一种是经济当事人知道某种行为或某些事件可能产生的多种经济后果，但不知道这些后果的发生概率；另一种是经济当事人只知道某种行为或某些事件可能产生的若干经济后果，而不知道其全部经济后果。2024/6/2863外生环境风险外生环境风险是指与当事人本人行为无关的环境风险。

已知环境污染水平R1与R2的发生概率分别为π1与π2。且有R1<R2，0≤πi≤1及π1+π2=1。在外生风险条件下，单个消费者的间接效用函数为EV=π1V(M,p,R1)+π2V(M,p,R2)(4-12)2024/6/2864外生环境风险（续）式中，EV表示单个消费者的期望效用。它是两种可能发生的污染水平条件下间接效用函数的加权平均。由于污染会降低效用，因而在R2>R1、从而V(M,p,R1)>V(M,p,R2)的条件下，单个消费者更希望出现的污染水平是R1而非R2。2024/6/2865外生环境风险(续二）单个消费者的上述偏好是可以观察到的。观察的办法是：1．测量该消费者对提高R1概率的事先支付意愿或选择价格OP（optionprice）；2．测量该消费者对降低R1概率的事先受偿意愿C。OP与C就是前面的无风险价值衡量中WTP与WTA在风险分析中的对应概念。

2024/6/2866外生环境风险(续三）这两组概念之间最大的区别在于：OP与C的数额取决于单个消费者的风险偏好，即他究竟是风险厌恶者、风险中立者还是风险爱好者。2024/6/2867外生环境风险(续四）对通过某种形式的集体行动将污染水平R1的发生概率从π1提高到，单个消费者愿意支付的选择价格为

(4-13)该式表明，单个消费者事先愿意支付OP以改变外生风险，使污染水平R1的发生概率从π1提高到。

2024/6/2868外生环境风险(续五）同样，对通过某种形式的集体行动将污染水平R1的发生概率从π1降低到，单个消费者事先的受偿意愿为

(4-14)该式表明，单个消费者事先愿意接受C，作为污染水平R1的发生概率从π1降低到的补偿。2024/6/2869内生环境风险风险外生强调自然界的状况（包括污染程度）是独立于单个消费者的行为。风险内生则强调上述状况对单个消费者的影响一定程度上取决于他自己的行为。污染是一回事，污染导致的后果（如患病的概率与严重程度）是另一回事。单个消费者可以通过自己的行为（并支付相应的开支）来减轻后者。

2024/6/2870内生环境风险（续）在分析内生风险时，定义自我保护（self-protection）为单个消费者降低污染概率的事先努力，用s来代表；定义自我保险（self-insurance）为单个消费者降低污染后果严重程度的事先努力，用x来代表。单个消费者面临的问题就变成如何通过选择适当的s与x以便使自己的预期效用最大化。即

2024/6/2871内生环境风险（续二）

(4-15)

式中，π=π(s,R)是没有因污染而造成损失的概率，它取决于s与污染水平R。M代表财富。L是现实中污染后果严重程度即现实损失的货币表示。s与x分别代表单个消费者用于自我保护与自我保险的支出。

2024/6/2872内生环境风险（续三）假定：

2024/6/2873内生环境风险（续四）则单个消费者自我保护s最优水平的必要条件是

(4-16)其中2024/6/2874内生环境风险（续五）则单个消费者自我保险x最优水平的必要条件是

(4-17)其中与分别是和的一阶导数。

2024/6/2875内生环境风险（续六）以上两式给出了一个标准化的结果，即当为降低污染概率与污染后果严重程