作者简介: 潘文卿(1966-), 男(汉), 河南, 副教授。E-mail:panwq@sem.tsinghua.edu.cn
厂商的区位选择与产业的集聚无论对于经济系统整体还是经济系统中的每一个个体,均隐含着丰富的福利含义。本文基于新经济地理学框架下的自由资本模型(FC模型)分析产业转移过程中的福利效应,扩展了现有研究的两地区模型,建立了一个更为一般化的三地区理论模型。模型得到市场均衡状态下整体福利出现正负转换时各地区产业份额所在的临界点的显性解析解,并通过数值模拟的方式分析了产业转移对各地区的个体福利与整体经济系统整体福利的影响。本文的分析有助于解释不同区域间产业转移带来的福利水平变化差异。
The locations of manufacturers and the agglomeration of industries steady affect the entire economic system and the individual agents in this system. This study uses the footloose capital (FC) model with a new economic geography to extend the two-region model into a more generalized three-region model to analyze the economic effects of industry transfers. This model gives explicit equations for the industry shares in each region when the overall economics turn from positive to negative with market equilibrium. The impact of industry transfers on the economics of the entire economy and of single individuals is investigated numerically. This paper provides a better understanding of the disparities in economic improvements caused by cross-region industry transfers.
自Krugman[1]提出本地市场效应以来,多种与之相关联的空间经济理论模型应运而生,本地市场效应的福利含义就是其中一个重要的理论拓展方向。Behrens等[2]曾指出,由于Krugman[1]提出的本地市场效应具有普遍性,因此本地区与其他地区间相对市场规模大小会对本地区的福利水平和全局福利水平造成不同的影响,这也成为本地市场效应福利含义的基础。但是,由于采用的模型不同, 本地市场效应对不同规模国家的福利含义并非完全相同; 至于本地市场效应的全球福利含义在很大程度上也受制于模型的假设条件,但这类研究目前还较为鲜见[3]。
由于本地市场效应的福利分析存在局限性,很多学者基于新经济地理学的不同理论模型,展开相关研究。此类研究有3个分支: 基于Krugman[4]提出的“核心-边缘”模型(core-periphey model, CP model), 基于Martin和Rogers[5]提出的自由资本模型(footloose capital model, FC model), 基于Forslid和Ottaviano[6]提出的自由企业家模型(footloose entrepreneurs model, FE model)。在已有研究中,很多学者大都构建了两地区、两要素或两部门的经济系统的模型; 而在基于自由资本模型的福利效应研究中,最具代表性当属Baldwin等[7]的研究,但建立的也是两地区、两要素或两部门的经济系统。
已有学者指出, Krugman等的基本模型是两地区模型,而在多区域(存在3个或3个以上地区)情况下,均衡的格局将更为复杂[8]。基于此,将两地区模型拓展到多地区模型以验证原结论是否具有普遍性已成为新经济地理学的研究前沿,而三地区模型因为与多地区模型没有本质区别已成为学者们从两地区模型向多地区模型拓展的主要对象[2,9,10,11,12]。本文将在Martin和Rogers[5]提出的FC模型基础上建立一个自由贸易三地区经济系统的一般模型。具体说来,本文将扩展Baldwin等[7]的两地区模型,建立一个基于自由贸易的更一般化的三地区福利分析模型,讨论区域间贸易自由度变化的帕累托效应与全局福利变化情况。
Baldwin等[7]的FC模型是基于两地区经济系统,其中一个地区具有较多劳动力份额。本文在Baldwin等[7]的研究基础上拓展建立一个更一般化的三地区模型,即3个地区位于地理空间任意位置,各地区在初始阶段具有任意支出份额,并引入地区市场规模和交易成本等方面的非对称性。
本文设定的FC模型是3×2×2的经济系统,在该经济系统中有3个地区: 地区1、 地区2和地区3; 2个部门: 农业和工业; 两种生产要素: 资本和劳动力。每个地区初始劳动者人数为 Li, 该经济系统劳动者总人数为
代表性消费者的效用函数可以表示为:
其中:
间接效用函数可以表示为:
其中: 0 <μ<1 <σ, E表示消费者名义支出; P表示消费者的生活成本指数; pA为农产品价格; pi为第 i种工业产品的消费价格; Δ表示可购买到的工业品价格的某个幂指数的平均值
消费者面对的工业品价格指数为
1) 农业部门
农业部门的特点是完全竞争市场,规模报酬不变。在农业部门中,农产品无运输成本,选择农业部门的产品作为计价物,地区1、 地区2和地区3的农产品价格满足:
分别用L1, L2, L3, L表示地区1、 地区2、 地区3和整个三地区经济系统所拥有的农业劳动力禀赋,满足 
标准化边际需求系数,一单位的劳动只生产一单位的农产品,而生产一单位的农产品需要一单位的劳动力,即aA=1, 由式(3)得到工资率w1=w2=w3=w=1, 标准化结果整理如下:
2) 工业部门
工业部门的特点是垄断竞争市场,规模报酬递增,存在冰山运输成本τij。在工业部门中,每个厂商需要使用f>0单位的固定资本,标准化固定资本需求f=1。
在 Dixit-Stiglitz垄断竞争模型中,厂商可以自由进入和退出市场,因此均衡时厂商的超额利润为零。厂商定价原则是利润最大化,此时厂商根据边际成本加成定价法定价。当实现均衡时,各个厂商都实现均衡产量和均衡价格。
工业部门利润函数π=pxI-
如果pi表示地区i生产产品的出厂价格,则该产品运输到地区j的交货价格已经包含了该产品相应的运输成本,交货价格可表示为pij=τij
三地区人口规模结构外生,由θi=Li/L表示。参考 Baldwin等[7], 假设1单位数量居民拥有1单位不可流动的可变要素和1单位自由资本。
进一步将要素禀赋标准化,即人口、资本总量均标准化为1, 且各地区禀赋结构相同,则有: L=L1+L2+L3=1, K=K1+K2+K3=1, N*=n1+n2+n3=1, EW=1/
市场出清时,厂商总数为N*=N/f。ni为各地区厂商数量, si为均衡时各地区的产业份额。
各地区价格指数方程:
其中: s1+s2+s3=1; ϕij表示地区i与地区j间的贸易自由度,取值范围为[0,1]; ϕij=0表示两地区间完全没有贸易自由; ϕij=1表示贸易完全自由,即不存在任何贸易成本。在本文中,假设同一地区内的贸易是完全自由的,即ϕii=1。
对于三地区经济系统下的福利分析,本文关注的第一个问题是局部个体的福利水平。在三地区经济系统中存在6个利益群体( interest group), 即各地区资本所有者和各地区劳动力所有者,本文关心的问题在于如果不允许个人在该6个利益群体中转变角色,那么产业的重新配置会使得哪一个利益群体的福利水平获得改善。具体而言,本文关注如下3方面的问题: 1) 在市场均衡状态下,经济系统中每一个地区自身的福利水平会呈现的状态;2) 当发生产业转移时,产业集聚所带来的受益者增加的收益与受损者损失的收益高低比较;3) 资源配置的变化是否存在 Pareto改进的分析以及地区间贸易运输成本的改变对于不同地区会产生的冲击影响分析。
为更详细讨论产业集聚对不同地区不同利益群体的福利效应,不失一般性,本文以该经济系统均衡时地区1的产业份额s1的变化为例进行分析。
基于间接效用函数V= ln
其中: Δi=s1ϕi1+s2ϕi2+s3ϕi3, i=1,2,3; 资本收益β=bLw/[(1-b)Kw], 为常数; 工人工资为1,
由式(8)可见,资本收益β=bLw/[(1-b)Kw]为常数,因此 dβ=0,进而可以发现 d
于是,从劳动者的福利水平视角看,第i地区的福利指数就是它的劳动者的福利指数,即有
由于Δi=s1ϕi1+s2ϕi2+s3ϕi3, 它恰好是i地区与包括自己在内的三地区间贸易自由度的加权和,权数为三地区的产业份额,称之为i地区的综合贸易自由度。可见,在经济系统均衡状态下,某地区的福利水平由它的综合贸易自由度决定,综合贸易自由度越大的地区,其福利水平也越高。
对整个经济系统来说,记3个地区的福利指数之和V为:

其中: a=μ /
2.2.1 两地区模型特例
从上述三地区经济系统的个体福利指数与整体福利指数看,均与各地区的综合贸易自由度有关,而综合贸易自由度由系统均衡时各地区与其他地区间的贸易自由度以及各地区的产业份额共同决定。因此,产业份额的变动既影响着各地区的个体福利水平,也影响着经济系统整体福利水平。
对式(9)求导,可得三地区各自的福利指数关于区域1产业份额变动的边际响应:
式(11)表明,各地区综合贸易自由度及其关于第1地区产业份额的变化率共同决定了该地区的福利水平的边际变化,综合贸易自由度越大,福利的边际变化会越小,而综合贸易自由度关于产业份额的变化率越大,福利的边际变化会越大。
对式(10)求导,可得三地区劳动力所有者福利指数之和关于区域1产业份额变动的边际响应:

式(12)表明, 3个地区经济系统的整体福利水平的变化,由三地区各自的综合贸易自由度以及三地区综合贸易自由度关于第1地区产业份额的变化率共同决定。
在进行个体福利分析之前,首先对本文建立的三地区自由贸易一般模型进行初步考察。如果这里的三地区一般模型是对 Baldwin等[7]两地区模型逻辑一致的扩展,那么 Baldwin等[7]两地区模型就是它的一个特例。进一步验证是否从式(12)可以推出 Baldwin等[7]在两地区经济系统中得到的结果。
将三地区模型转换为只包含地区1与地区2的两地区模型,只需令ϕ23=ϕ32=ϕ13=ϕ31=0, ϕ12=ϕ21=ϕ。
这时有Δ1=s1+s2ϕ, Δ2=ϕs1+s2, Δ3=0。考虑到这时s1+s2=1, 式(12)可化简为:
式(13)恰是 Baldwin等[7]的两地区经济系统下得到的结果,表明两地区经济系统下的结论只是本文建立的三地区一般经济系统的一个特例。即有
命题1 Baldwin等[7]的两地区经济系统下的结论是基于自由资本模型的三地区一般经济系统福利效应的一个特例。
2.2.2 产业份额临界点
在两地区模型中,由于只存在一个贸易自由度φ,因此,根据式(13)显性表达式可以清楚得到产业空间配置的变化对于区际福利的影响,即只要s1≠1/2, 产业在两地区间的转移一定会使一个地区的福利水平上升,使另一地区的福利水平下降,即不存在整个经济系统福利的帕累托改进。那么在一个一般化的三地区模型中,情形会更为复杂。
为了清晰考察地区产业份额变化对经济系统福利带来的影响,进一步假设: 地区2和地区3的产业份额在变化中保持某一固定比例,即s2=zs3, z为常数。同时,假设产品从地区i通过地区k运输到地区j的成本不会低于从地区i直接运输到地区j的成本,即有τik·τkj>τij或ϕij>φik·ϕkj; 同时, ϕij=ϕji, 且ϕii=1。
基于此,式(12)可改写为:
对式(14)进一步整理,通过矩阵变换可以得到经济系统均衡时地区1产业份额的显性解析式:
其中: Z=
式(15)为三地区经济系统一般模型达到均衡状态时地区1产业份额的显性表达式。该显性表达式表明,存在一个关于
由此,可以得到如下命题:
命题2 三地区经济系统中,产业空间配置偏离均衡结构,区际间会产生福利冲突,即如果某地区的福利由于产业转移而增加的话,必有其他地区的福利由于这种产业转移而减小。但一定存在一个产业份额的临界点,这时产业份额的变化(短期内)不会带来整个经济系统福利水平的变化。而当该地区产业份额小于临界点时,其他地区向该地区的产业转移,将使受损者所损失的福利小于收益者所增加的福利,整个经济系统整体福利水平上升; 当该地区产业份额大于临界点时,一旦发生其他地区向该地区的产业转移,受损者福利损失将大于收益者所增加的福利,整个经济系统整体福利水平下降。
2.2.3 三地区模型特例
在 Baldwin等[7]的两地区模型中,同样存在着全社会总体福利关于地区产业份额转移时由正向负变化的临界点,且该临界点恰为1/2。基于此,在一般化的三地区模型中,临界点的位置可能位于1/3处,或者基于某一特定的资源配置与区位关系,临界点位置恰好位于1/3处。解析解显示,在“等边三角形”格局,即ϕ12=ϕ23=ϕ13=ϕ,z=1,且其他两地区产业份额相等(s2=s3)的情况下,式(14)中的Δ2=Δ3,整理可得:
这里,当地区1的产业份额s1=1/3时, dV/ ds1恒等于0。即有
命题3 从变化特征看,只有在三地区贸易自由度完全对称(“等边三角形”格局), 且其他两地区产业份额相等时,无论贸易自由度的大小如何, 1/3处是产业无论如何转移而(短期内)不影响全社会福利水平的临界点。
2.2.4 产业份额临界点与地区间贸易自由度
最后,本文考察“任意三角形”格局,即地区间贸易自由度不相等,此时地区的产业份额不再是对称分布,那么相应的临界点位置与区际福利冲突会呈现出不同的情形,结合数值模拟的分析结果进行讨论。
参数化设置如下: ϕ12≠ϕ23≠ϕ13, μ=0.5, σ=2, z=1, a=μ/
分别给定三地区贸易自由度
在图2中,各子图中的竖线是s1=1/3处的线,而
命题4 某地区产业份额所处的临界点与三地区间的贸易自由度的匹配状态紧密相关。当该地区与其他两地区间的贸易自由度小于其他两地区间的贸易自由度时,该地区产业份额的临界点位置将前移(小于1/3); 当该地区与其他两地区间的贸易自由度大于其他两地区间的贸易自由度时,该地区产业份额的临界点位置将后移(大于1/3)。而三地区间贸易自由度的大小也影响着临界点前移或后移的幅度。伴随着三地区间贸易自由度的增加,临界点前移或后移的幅度会越来越大。
值得注意的是,在三地区间贸易自由度都很大时,所关注地区的产业份额临界点的位置将会变得很小(图2e)或者很大(图2f), 从而使得全社会的整体福利对产业向该地区的转移变得较为敏感,此时该地区任何的实际产业份额可能都会“远离”临界点,从而使产业的转移在短期内就会影响福利的变动。即只要有产业向该地区转移,全社会的福利就会在短期内上升或下降。比如,当三区间贸易自由度较大,而其他两地区间贸易自由度小于其与地区1间的贸易自由度时,只要发生产业向地区1转移,地区1增加的福利将远大于其他两地区损失的福利,整个经济系统的整体福利水平就会在短期内上升。而且值得注意的是,由于各地区间的贸易自由度都很大,临界点将会变得极端地靠近0或1的位置,从而使得产业在区际间的任何转移都会使全社会整体福利出现“恒”下降或“恒”增加。
本文以新经济地理学的自由资本模型为基础,构建了一个一般化的三地区理论模型,从经济系统中每个个体的局部福利水平以及经济系统整体福利水平2个维度,探讨了福利函数的解析解,并结合数值模拟的方法重点分析了不同地区贸易自由度的不同匹配状态对福利效应的影响,基本结论如下:
1) 一般化三地区理论模型的建立,放松了Baldwin等[7]两地区模型所依赖的较强假设,使得基于FC理论框架下对福利效应的分析可以直接拓展到多地区模型,为深入探讨地区间贸易自由度不同状态对福利水平的影响提供了一个可以扩展的平台。
2) 基于福利效应分析的解析解表明,三地区经济系统中,产业空间配置偏离均衡结构,区际间会产
生福利冲突。但一定存在一个产业份额的临界点,这时产业份额的变化(短期内)不会带来整个经济系统福利水平的变化。而只有当三地区贸易自由度完全对称,且其他两地区产业份额相等时,无论贸易自由度大小如何,该临界点位置始终位于1/3处。
3) 当三地区贸易自由度不相等时,产业份额不再是对称分布,临界点位置与区际福利的变化会同时受到不同地区间贸易自由度不同匹配的影响。尤其是,当各地区间的贸易自由度都很大时,临界点将会变极端地靠近0或1的位置,从而使得各地区与全社会的福利水平关于产业份额的转移变得异常敏感,产业的任何转移不但使得各地区的福利与全社会的福利水平“迅速”变化,而且会使全社会的整体福利出现“恒”减少或“恒”增加现象。
| [1] |
|
| [2] |
|
| [3] |
|
| [4] |
|
| [5] |
|
| [6] |
|
| [7] |
|
| [8] |
|
| [9] |
|
| [10] |
|
| [11] |
|
| [12] |
|
| [13] |
|
| [14] |
|

