二 纳入非市场价值的虚拟水贸易理论

（一）福利变动的测量

在资源环境经济学的研究中，资源数量和环境质量的变化主要通过以下四个途径对人类的福利产生影响：在市场上购买的商品价格的变动；生产要素价格的变化；非市场性商品的数量或质量的变化（如水资源、森林资源的生态系统服务）；人们所面对的市场风险的变化（Freeman,2003）。其中价格和数量的变动对人类的福利产生的影响是分析的基础，以下主要以这两个方面为例，介绍福利变动测算的集中方法。

有关消费者福利变化的计量方法通常有五种。第一种是用消费者剩余来计量福利的变化。消费者剩余是消费者从购买中得到的剩余的满足，或者叫作满足的剩余部分，等于消费者愿意支付的价格（即支付意愿，Willingness to Pay）和实际支付价格之差。普通商品的消费者剩余等于马歇尔需求曲线以下，水平价格线以上的面积（见图2-2Ⅰ）。生态系统服务产品大都属于公共产品，具有非竞争性和非排他性的产品属性，图2-2 Ⅱ显示了生态系统服务产品的供求关系。假设由于生态修复和环境治理，生态系统服务的供给水平由S0增加到S1，则图中阴影部分代表了消费者剩余的变化。生态系统服务的非市场价值评估的本质也就是测算由生态环境变化引起的消费者剩余的变化，也就是消费者或使用者愿意为生态系统服务的改善所支付的价格（Willingness to Pay, WTP）或者愿意为生态系统服务退化所接受的补偿（Willingness to Accept, WTA）。

其他四种福利变动的计量方法都是对一般消费者理论的发展与改进。

（1）补偿变差（Compensating Variation, CV）。该方法主要是询问：需要多少补偿支付才能使得在价格（或者数量）变化前后的福利状况保持不变。

（2）等效变差（Equivalent Variation, EV）。该方法主要是询问：在给定初始价格的前提下，收入应该变动多少才能等同于价格（或数量）的变动。

（3）补偿剩余（Compensating Surplus, CS）。该方法主要是询问：需要多少补偿支付才能在价格发生变动且福利不发生变化的前提下，能够购买的商品数量发生变化。

（4）等量剩余（Equivalent Surplus, ES）。该方法主要是询问：在给定初始价格和消费水平的前提下，需要收入变化多少才能使消费者在新的价格和新的购买组合下福利保持不变。

以上有关价格或环境的变化对福利变化影响的讨论可以概括总结为表2-2。其中，WTA to incur表示对已经发生的破坏接受的意愿，WTP to avoid表示为避免没有发生的破坏而支付的意愿，WTP to obtain表示对已经发生的环境改善的支付意愿，WTA to forgo表示为放弃尚未发生的环境改善而愿意接受的补偿（曲福田，2011）。

（二）支付意愿

目前，能够对环境物品进行非市场价值评估的方法只有陈述偏好法，它通过反映人们的偏好选择来确定支付意愿，进而评估包括文化服务等无法用金钱衡量的非市场价值。支付意愿的研究是基于计量个人福利变化的价值理论，其理论假设人们对可供选择的物品集具有精确的偏好（包括可在商场上交易的物品和非市场物品）。同时，人们很清楚地知道自己的偏好，这些偏好在该物品集中具有其替代物，如果个人在物品集中某一种物品消费数量减少，就会有其他某种物品消费数量的增加，以使这种变化不会导致个人福利的降低（Freeman,2003）。环境支付意愿是个人在维持其效用水平不变的情况下，愿意为得到一定数量的环境物品的消费而减少的收入变化，即一定的价格支付。假设个人的效用方程为u（x, q），其中x代表价格为p下的私人物品消费量向量集，而q代表价格为w下的公共物品消费量向量集。根据效用最大化理论，人们在收入约束y下的消费偏好满足：

约束条件为人们的收入y：

从式（2-1）和式（2-2）可以得到间接效用方程：

当公共物品数量消费从q0增加到q1的时候，消费者需要从收入中拿出一定的支付费用来维持其效用不变，即WTP：

效用最大化的另一种表达方式为支出最小化，其表达形式为：

由此，可以得出WTP的计算公式为支出方程的变化：

（三）选择实验法

在陈述偏好法中，选择实验法能够测量公众对环境物品（如水资源）各生态属性的支付意愿，且能够进行公众对环境物品偏好异质性的研究。应用选择实验法对环境物品进行价值评估的理论基础主要有兰开斯特消费者理论和随机效用理论。根据兰开斯特消费者理论，消费者的效用可以被分解为消费该环境物品（或服务）的各个特征属性的效用。即消费者在固定的预算约束条件下，根据商品的属性进行选择，进而使其效用达到最大化。而根据随机效用理论，消费者的效用可以被分解为可观测的确定性部分和不可观测的随机部分：

其中，Uijt为真实不可观测效用部分，Vijt为系统可观测效用部分，εijt为系统不可观测效用部分。消费者选择j的概率表达形式为：

假设随机效用函数具有线性特征，则可观测效用函数可以表达为：

其中，xin表示选择集i中的第n个属性值，βn为选择集i中第n个属性的估计参数。

传统Logit模型应用的前提假设是消费者偏好为同质的。然而在现在情况中，消费者个体之间往往存在差异，对不同的生态功能属性的认知程度也不同。倘若再使用传统Logit模型对参数进行估计，将带来估计结果的偏差。为了解决消费者偏好异质性问题，可采用Mixed Logit模型和潜类别模型（Latent Class Model, LCM）对参数进行极大似然估计。

在Mixed Logit模型中，个体n在t时刻与选择集C中的第i次选择的概率可以表示为：

如果消费者异质性表现为离散型，可以选择LCM对参数进行估计。n个个体可以分为S类，每一类由同质性的消费者组成（Boxall and Adomowicz,2002）。消费者在情况t时选择i的概率可以表示为：

其中，βS表示S类别的参数向量，RnS是消费者n落入类别S的概率。此概率则表示为：

其中，Zn表示影响类别成员可观察的一系列因素，θS为消费者在类别S中的参数向量。

在使用Mixed Logit模型和LCM对模型参数进行估计后，不同生态系统服务属性的支付意愿则可以通过以下公式计算得出：

其中，βn为生态系统服务功能属性估计参数，βM为价格估计参数。

环境改善所带来的水资源生态系统服务的非市场价值可以用补偿剩余计算推导后获得，补偿剩余表达的是对环境现状改变所带来的整体效用，其计算公式如下：

其中，V0代表维持现状能给人们带来的效用，V1代表生态系统服务改善后人们可获得的效用。

（四）古典国际贸易理论

古典国际贸易理论是国际贸易理论的基础，为后来的新古典贸易理论和新贸易理论的发展铺垫了良好的基石。该部分主要回顾重商主义学说、绝对优势理论、比较优势理论和相互需求理论。

1．重商主义学说

国际贸易思想的起源可以追溯到古罗马时期的分工交换的思想。后来早期的重商主义学说主张货币差额论，提出禁止货物进口，以防止贵重金属外流。晚期的重商主义学说主张贸易差额论，要求发展对外贸易，出发点是对外贸易所吸引进来的货币多于流出的货币。重商主义的核心思想是世界资源的静态观，他们只注重货币财富，而没有把通过分工和贸易获得的财富包括在内，从而把国家之间的国际贸易看作一种财富交换的“零和”。

2．绝对优势理论

亚当·斯密用绝对优势原理说明国际分工和国际贸易的基础。根据绝对优势理论，每个国家的资源禀赋都会绝对有利于某些特定产品的生产，假使所有国家都按照专业化分工生产的原则生产各自绝对有利的产品，然后进行相互交换，则所有的国家都会获得超额收益。斯密的绝对优势论第一次运用劳动价值论的观点说明了国际贸易的基础和利益关系所在，推翻了重商主义的“非赢即输”的观点，为国际贸易理论的发展奠定了良好的基础。但绝对优势理论只适用于贸易双方至少各拥有一种具有绝对优势的商品对其他国家进行销售的情况。如果一个国家在所有的产品生产成本上相对于另一个国家的同种产品的生产均处于绝对劣势地位，是否还可能出现分工和贸易？若在此种情况下进行交易，双方是否还能获益？

3．比较优势理论

大卫·李嘉图在斯密的绝对优势理论基础上，论证了更为广泛的国际贸易现象的必然性，即比较优势理论。根据比较优势理论，国际贸易的基础并不局限于劳动生产率的绝对差别。只要各个国家之间存在劳动生产率的相对差别，就会出现生产成本和产品价格的相对差别，从而使得各个国家在不同的产品生产上具有比较优势，进而使得国际分工和国际贸易成为可能。李嘉图的比较优势理论从技术差异的视角研究了各个国家比较优势的形成，也为后人对影响比较优势因素方面的研究奠定了基础，为后来贸易理论的发展整理出了一条清晰的思路。但比较优势理论依然是一个静态的理论，只能说明短期内各个国家间贸易利益的问题。之后，美国经济学家哈伯勒提出了机会成本的概念，其本质是对比较优势理论的发展，用一般均衡理论的思想将前人的研究加以总结和表述，使之更加标准化。根据哈伯勒的机会成本论的观点，一个国家专业化生产一种产品，其机会成本就是它放弃生产另一种产品的价值。如果A国生产某种产品的机会成本低于B国生产该产品的机会成本，则A国就能获得比较优势。若两个国家各自选择机会成本相对较低（具有比较优势）的产品进行专业化生产，进而进行国际贸易，则双方都会获利。

4．相互需求理论

在拥护李嘉图的比较优势理论的前提下，英国心理学家、哲学家、经济学家约翰·穆勒对李嘉图的理论进行了补充，从需求的角度解释了国际贸易的利益范围和利益分配问题，提出了相互需求论：国际交换比率的上限和下限取决于互相交换的两个国家各自的国内交换比率；贸易利益的分配则由两个国家之间具体的交换比率决定，也就是说实际的贸易条件与对方的国内交换比率相差越小，则本国获取利益的份额就越大，反之则越小；两个国家国内交换比率的差异越大，两个国家通过国际贸易可能获得的贸易利益也越大。

（五）新古典贸易理论

新古典贸易理论是在古典贸易理论思想的基础之上，承认比较优势是国际贸易发生的基本原因，但放弃了斯密、李嘉图等人的劳动价值论，引入了劳动之外的其他生产要素，采用数学的分析工具和方法（等产量线、无差异曲线、生产可能性边界等）对古典贸易思想进行了改进，找到了比较优势形成的源泉，即贸易双方要素禀赋的差异。该部分主要介绍国际供求理论和要素禀赋理论。

1．国际供求理论

英国经济学家马歇尔开创性地提出，国际供给和需求关系共同决定了国际交换均衡价值，并据此决定了贸易利益的分配格局，即国际供求理论。国际供求理论指出：国际供给和国际需求共同决定了国际贸易条件；一种产品的国际价格是使出口国家供给和进口国家需求相等时的均衡价格；国际贸易条件一般取决于需求弹性和需求强度的大小。马歇尔还用某一特定的曲线描述国际贸易中的均衡关系，即国际供需曲线（又称提供曲线）。提供曲线是指在不同的相对价格条件下，一个国家愿意进口和出口的商品数量的组合。

图2-3为提供曲线的推导过程，T0曲线表示在国内贸易条件下，商品X和Y的生产和消费在E0点达到均衡。若国际市场的价格比率比国内更有利，则生产移到P1点，消费移到较高的无差异曲线I1上。反之，若该国家面临更有利的价格比率，则消费将移到无差异曲线I2上，生产移到P2点。将图2-3右侧图右边象限的贸易条件曲线（T0、T1、T2）平移到左侧象限，把出口标记在横轴上，得到X1和X2，它们与原点的距离分别为S1P1和S2P2。纵轴上的Y1和Y2则表示进口，它们与原点的距离分别为S1E1和S2E2。连接进口和出口的组合点，便可以得到在各个国际价格比率下贸易均衡点的轨迹OA。同样的，也可以得到另外一个国家在各个国际价格比率下贸易均衡点的轨迹OB。将OA和OB曲线进行组合，便可以得到图2-3中左侧图所示的提供曲线。

2．要素禀赋理论

在古典贸易理论的框架下，技术差异是各个国家的生产成本产生差异的主要原因，然而除了技术差异，仍然存在其他因素共同决定着不同产品的比较优势。斯密和李嘉图的模型中，劳动是唯一的生产投入要素，而现实生产中，资本、土地以及其他生产要素的投入也会对生产成本和劳动生产率产生很大的影响。早在1919年，瑞典著名经济学家艾利·赫克歇尔就提出了要素禀赋理论的核心思想。后来，到20世纪30年代，赫克歇尔的学生柏蒂尔·俄林对这一理论进行了明确且完整的解释。在20世纪50年代，保罗·萨缪尔森建立了要素禀赋理论的一般均衡形式，推导出了该理论成立的数学条件。要素禀赋理论研究的问题包括很多方面，其中最核心的观点即为赫克歇尔-俄林理论（又称H-O定理），该定理认为：一个国家对本国丰裕要素密集型的产品应该出口，而对本国稀缺要素密集型的产品应该进口。

图2-4展示了在自由贸易条件下的两个国家的均衡。左边的图为本国在自由贸易条件下的均衡。其中，A点为本国原始的封闭点（无国际贸易），当商品2的相对价格在本国上涨时，则生产可能将移动到B点，价格曲线作为消费者预算约束穿过B点，且在C点达到效用最大化。在B点的生产和C点的消费之间的差额便是商品1的进口和商品2的出口，如三角形部分所示。在外国的贸易模式则正好相反，如图2-4右侧图所示，商品2的相对价格下降，生产可能将移动到B′点，在C′点进行消费，进口商品2，出口商品1。此时，本国和外国的“贸易三角形”的大小一样，因为本国的出口必然是外国的进口，从而达到贸易的平衡。