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环境保护与经济增长，是当今世界，尤其是发展中国家最为关心的两个问题。但在这个问题的关系上，人们并没有形成一致的观点。理论上存在着各种检测环境保护与经济增长二者之间关系的实证模型。但采用目前方法测量要素生产率，几乎毫无例外地得出一致的结论：在其他条件不变的前提下，环境保护降低了生产率的增长速度。尽管这个灰暗的结论有大量的经验性研究作支持，但它本身是应用目前研究方法的产物，因而也就值得我们反思。
环境保护法规要求企业改变生产程序，主要是安装降低污染的设备，来减少污染物的排放。如废气清除器和污水处理站，等等。这样，由于额外增加控制污染的投入，企业的成本上升，然而，企业的产出并没有相应增加，要素生产率自然就下降。但是，人们在测量要素生产率的时候，并未考虑企业污染物的排放量这个因素。即使企业排放的污染物十分有害，企业也没有激励控制或减少污染的排放，因为这样做将降低它的生产率，使其在竞争中处于不利地位。
设想在一个富有弹性的规则体系内，企业可以自由决定以何种最佳方式来达到规则所要求的标准。丝毫不令人奇怪，企业在这个“理想”的规则下，减少污染的途径可能会不同，但结果都将是投入成本增加，而没有相应的产出增加来抵消它。比如，1992年美国环境保护署(EPA)提高了二氧化硫的排放标准(要求降低二氧化硫的排放量)，于是美国大多数发电厂转而采用燃烧含低硫的煤，以便以尽可能低的成本满足环保要求。很明显，同其他煤比较，含低硫的煤的价格相对较高但产出相同(相等的电能)，企业的生产率因此下降。
当减少污染的环保措施真正能降低生产成本或者能足够多地增加产出价值，才能提高以目前方法测算出的要素生产率。尤其是当企业通过重新设计产品或生产工艺来处理污染问题的情况下，企业的生产率更有可能提高。有许多这样的成功范例。哈佛大学商学院教授迈克尔·波特(MichaelPorter)认为，环保法规能迫使企业重新思考它们的生产体系，从而提高其生产率。但这类成本下降的例子，一般被认为是例外而不是规律。倘若它们具有代表性，那么追求利润最大化的企业，即使在没有环保法规的情况下也会追求类似节约成本的机会。换句话说，采用目前方法得出的、合乎逻辑的结论是，不论成本—收益的比率如何，环保措施都将降低生产率。
环境保护的经济计量学研究起步于20世纪70年代。经济计量学研究得出的结论是：环境保护阻碍了经济增长。早期的一项对1972—1975年间美国私人部门进行的研究显示，生产率增长速度下降中的16％可被归因于环保法规(Denison,1979)。哈夫曼和克里斯廷森指出，美国1973—1975年间制造业生产率的下降，其中有8％～12％应归之于环保的影响(Haveman＆Christainsen,1981)。同时期的诺思韦尔斯等人的研究表明，1973—1978年间美国生产率的下降，其中归因于环保因素的高达12％(Norsworthyetal.,1979)。
1990年，巴伯瑞和麦克考勒(Barbera＆MeConnell)对美国造纸、化学、采石、粘土和玻璃、钢铁以及有色金属等五类制造业进行研究，试图分别测算出企业环保投入的直接效应和间接效应。直接效应是指购买环保技术设备对企业带来的影响，间接效应则是指改变投入组合以匹配新设备对企业带来的影响。研究表明，1960—1970年和1970—1980年的年均生产率增长速度的下降中，10％～30％可归因于减少污染的投入所带来的效应，这其中的一半为直接效应(参见表1的国际比较)。
上述这些研究有一个共同点，就是生产率的测算产生于对产业过程的不完全描述。具体来说，企业把物质和能源的投入转变为产品，这个转变过程符合物理法则，包括物质和能量守恒定律。物质和能量守恒定律表明，所有进入工业过程的原材料将以其他形式重新出现，其中包括废物。举例来讲，一家500万千瓦的燃煤火力发电厂每年烧煤150万吨，在生产出35亿千瓦时电能(1千瓦时的电能为1度电)的同时，也生产出超过100万吨的几乎全部以二氧化碳形式排放的气体，5000吨二氧化硫，10000吨二氧化氮，500吨粉尘，225磅砷，41磅镉，114磅铅，以及煤中含有的少量其他矿物质。另外，发电厂也会附带生产出废热，这些废热通常被冷却水带走。
对这些废物和剩余物忽视决非无关紧要。美国每年为生产50亿吨最终商品，需要投入超过100亿吨的原始材料，生产出至少50亿吨的废物，其中大部分是矿物质。进一步加工和处理得到的原商品，生产过程又将产生几亿吨的废物和废水。另外，大约20亿吨的商品，主要是化石燃料和农业化学品，将散布到周围的环境中。总的来说，投入大约100亿吨的原始材料，每年至少有80亿吨的物质被重新排放到环境中，这还不包括那些消费后最终也被抛弃的废物(Repetto,1996)。
在生产循环周期的各个阶段，排放出的大量不能销售的剩余物流将增加经济成本和对环境的影响，但生产率增长速度的计算公式并没有把这些因素考虑在内。以美国为例，对1970—1990年间，联邦政府《净化空气法案》所要求的减少空气污染进行的收益—成本综合评估表明，因保护空气质量而避免的经济损失大约为环保成本的15倍。然而，对环境保护而避免的经济损失的评估具有许多不确定性，因为并不是所有被确认的收益都能用货币表示，而且被评估的价值也会发生错误。但即使如此，因《净化空气法案》而带来的收益，最保守的估计也超过环保投入的5倍。尽管这样，若采用传统生产率指标，仍然会推出，环境保护降低了生产率增长速度。这表明，目前对生产率的研究中缺乏一个有效的环境效率指标。
那么，为什么政府和学术界仍继续沿用传统的生产率指标呢?原因在于，与可销售的商品不同，排放于环境中的废物没有市场价格。经济学家汤姆·歇林(TomSchelling)曾讲过，“生活中最糟糕的东西是免费的”。发电厂在生产和销售电能的同时，免费向周围的环境提供了粉尘和硫化物。不可否认，排放的污染物没有市场价格，这导致计算它们给经济带来的额外成本变得更加困难，但并不是不可计算。计算污染的经济成本和收益可以采用环境经济学家常用的“面包和黄油”的分析方法。在过去的15年间，为进行环境污染的测算研究，美国环境保护署投入了上亿美元的资金。尽管受不确定性因素的制约，人们对环境污染的测算研究仍然在继续，而不确定性的存在，也不会使目前被实际采用的对污染排放物的零定价方法变得更有理论根据。虽然量化排放物的经济成本可能存有一定的误差，但零定价通常不是一个好的评估方法。
是否有其他更好的测算排放物经济成本的途径呢?回答是肯定的。在传统的测算多要素生产率指数的基础上，把工业排放物给环境带来的经济损失考虑进去，即把排放物整合到工业生产过程的产品集合中，并以它们给环境带来的边际损失成本作为计算产出指数时各自的权数。这样做，尽管不很准确，但这是估计排放物真实成本的一种比较简单有效的方法。
一项对美国电力工业的研究证实，发电厂排放出的每单位硫给经济带来的成本比自然界的硫作为工业原料的成本要高。对排放物经济成本的估计不准确就认为不必要估计的那种观点，至少暗含了排放物价值为零这一假定前提。不言而喻，准确评估污染的经济成本将有助于政府政策的制定。对美国电力、造纸和农业部门的案例分析显示，自从20世纪70年代以来，这3个对环境敏感的部门中的电力、造纸两个部门，其生产率增长记录受到《净化空气法案》和《净化水法案》以及随后修正案的重大影响。这些法案迫使它们大量减少废气和污水的排放，包括粉尘、硫化物、二氧化氮、一氧化碳、挥发性有机物以及悬浮性固体颗粒和废水，等等。
根据传统的测算方法，1970—1991年间，美国电力行业的生产率以年平均－035％的比率下降。如前述所言，环境保护法规被指责为生产率下降的罪魁祸首。一个更为合理的做法是，把千瓦时(度)/排放物(吨)这个指标加入生产率测算体系中。采用新的测算方法对上述指标重新计算，结果是美国电力行业在1970—1991年间的生产率以年均038％～068％的比率增长。
如果使用新的测算方法，美国造纸和农业的生产率增长指标也会出现类似的情形，但扭曲程度较小。例如，根据传统的测算方法，美国造纸和农业的生产率在1970—1980年期间的年均增长率约为016％，而修正后的数据则为036％～044％。这是由于传统的计算生产率的方法忽略了工业产品向高价值产品进行转变的缘故(污染减少了，产品价值增加，参见表2)。
比较而言，在美国电力、造纸和农业这3个部门中，传统方法和修正方法在农业部门生产率的测算上，差距最小。因为农业部门环境损失所带来的成本在总产出中所占的比重最小。采用传统方法测算1977—1992年期间的生产率增长，其值与修正值的差距程度不超过011％。
对于重污染行业，如化学、金属、非金属矿物、采矿、石油、天然气以及运输等，传统的测算方法可能大大低估了过去20年间生产率的增长幅度，而且，这些行业仍在继续减少它们的排放物，可想而知，采用目前生产率的测算方法有较大的局限性。
国民经济的不同行业对环境的污染不同。对于那些直接污染很少的行业，如金融、通讯、零售、娱乐等服务性行业，不管造成环境损失的大小如何，生产率的计算将不受新旧计算方法的影响；对某些制造业，如电子、纺织等，其污染所造成的损失在全部产出中只占一个相对小的份额，对生产率测算的调整也比较小，但这并不意味着调整不重要；而对那些重污染行业，其生产率的计算就需进行较大的调整。研究显示，按照新的计算方法，现有的美国经济生产率增长的计算结果，存在相当大的扭曲程度。
对于那些关心生产率增长和环境保护的组织和个人来说，引入无偏差的生产率计算方法至关紧要。新的生产率测算方法能记录整个经济因环保而避免的成本和因环保而产生的成本，同时还能准确地记录环境敏感行业的经济发展。这种方法不一定取代目前的统计数据，但肯定会补充它们。
1992年，美国经济学家格罗斯曼和克鲁格，谢弗克和班德沛野提出了环境库兹涅茨曲线的概念(Grossman＆Krueger,Shafik＆Bandyopadhyay,1992)。环境库兹涅茨曲线试图描述污染问题与经济发展之间的关系。它假定，如果没有一定的环境政策干预，一个国家的整体环境质量或污染水平在经济发展初期将随着国民经济收入的增加而恶化；当该国经济发展到较高水平时，环境恶化的速度趋于某个稳定水平；当经济发展到更高阶段后，环境恶化的速度将降低，环境质量会有显著改善。形象地讲，就是人均国内生产总值GDP与某些污染物呈倒“U”字形关系。
GDP和环境库兹涅茨曲线采用的都是传统的生产率测算方法，它们没有考虑环境污染的成本和环保的投入及收益，因而其测算值同实际情况会有较大的出入。遵循新的生产率测算思路，环境保护能促进经济的生产率增长，但反过来，生产率增长并不意味着更高的环境质量，或者说经济增长并不能证明环境质量有了改善。按瑟佩帕蒂尔斯和安里德的说法，环境质量的改善不会自动发生，它有赖于全社会环保意识的提高，有赖于严格的限制污染的环境政策的实施，还需要技术进步的支持(Xepapadeas＆Amrid,1998)。
当前，美国、日本、德国等西方工业化国家的环保资金投入已达国内生产总值GDP的2％以上，环保研究正方兴未艾。在环境保护与经济增长二者之间关系的认识上，西方国家经历了环境保护阻碍经济增长到环境保护促进经济增长这么一个巨大的转变。我国经济在高速发展的同时，也付出了沉重的环境代价。在快速工业化时期，虽然我国环境恶化速度明显低于GDP的增长速度，这与流行的环境库兹涅茨曲线所描述的阶段性特征不相一致(张晓，1999)。提高我国环保投入迫在眉睫，美国生产率新的测算研究充分展示了这一点。
环境保护法规要求企业改变生产程序，主要是安装降低污染的设备，来减少污染物的排放。如废气清除器和污水处理站，等等。这样，由于额外增加控制污染的投入，企业的成本上升，然而，企业的产出并没有相应增加，要素生产率自然就下降。但是，人们在测量要素生产率的时候，并未考虑企业污染物的排放量这个因素。即使企业排放的污染物十分有害，企业也没有激励控制或减少污染的排放，因为这样做将降低它的生产率，使其在竞争中处于不利地位。
设想在一个富有弹性的规则体系内，企业可以自由决定以何种最佳方式来达到规则所要求的标准。丝毫不令人奇怪，企业在这个“理想”的规则下，减少污染的途径可能会不同，但结果都将是投入成本增加，而没有相应的产出增加来抵消它。比如，1992年美国环境保护署(EPA)提高了二氧化硫的排放标准(要求降低二氧化硫的排放量)，于是美国大多数发电厂转而采用燃烧含低硫的煤，以便以尽可能低的成本满足环保要求。很明显，同其他煤比较，含低硫的煤的价格相对较高但产出相同(相等的电能)，企业的生产率因此下降。
当减少污染的环保措施真正能降低生产成本或者能足够多地增加产出价值，才能提高以目前方法测算出的要素生产率。尤其是当企业通过重新设计产品或生产工艺来处理污染问题的情况下，企业的生产率更有可能提高。有许多这样的成功范例。哈佛大学商学院教授迈克尔·波特(MichaelPorter)认为，环保法规能迫使企业重新思考它们的生产体系，从而提高其生产率。但这类成本下降的例子，一般被认为是例外而不是规律。倘若它们具有代表性，那么追求利润最大化的企业，即使在没有环保法规的情况下也会追求类似节约成本的机会。换句话说，采用目前方法得出的、合乎逻辑的结论是，不论成本—收益的比率如何，环保措施都将降低生产率。
环境保护的经济计量学研究起步于20世纪70年代。经济计量学研究得出的结论是：环境保护阻碍了经济增长。早期的一项对1972—1975年间美国私人部门进行的研究显示，生产率增长速度下降中的16％可被归因于环保法规(Denison,1979)。哈夫曼和克里斯廷森指出，美国1973—1975年间制造业生产率的下降，其中有8％～12％应归之于环保的影响(Haveman＆Christainsen,1981)。同时期的诺思韦尔斯等人的研究表明，1973—1978年间美国生产率的下降，其中归因于环保因素的高达12％(Norsworthyetal.,1979)。
1990年，巴伯瑞和麦克考勒(Barbera＆MeConnell)对美国造纸、化学、采石、粘土和玻璃、钢铁以及有色金属等五类制造业进行研究，试图分别测算出企业环保投入的直接效应和间接效应。直接效应是指购买环保技术设备对企业带来的影响，间接效应则是指改变投入组合以匹配新设备对企业带来的影响。研究表明，1960—1970年和1970—1980年的年均生产率增长速度的下降中，10％～30％可归因于减少污染的投入所带来的效应，这其中的一半为直接效应(参见表1的国际比较)。
上述这些研究有一个共同点，就是生产率的测算产生于对产业过程的不完全描述。具体来说，企业把物质和能源的投入转变为产品，这个转变过程符合物理法则，包括物质和能量守恒定律。物质和能量守恒定律表明，所有进入工业过程的原材料将以其他形式重新出现，其中包括废物。举例来讲，一家500万千瓦的燃煤火力发电厂每年烧煤150万吨，在生产出35亿千瓦时电能(1千瓦时的电能为1度电)的同时，也生产出超过100万吨的几乎全部以二氧化碳形式排放的气体，5000吨二氧化硫，10000吨二氧化氮，500吨粉尘，225磅砷，41磅镉，114磅铅，以及煤中含有的少量其他矿物质。另外，发电厂也会附带生产出废热，这些废热通常被冷却水带走。
对这些废物和剩余物忽视决非无关紧要。美国每年为生产50亿吨最终商品，需要投入超过100亿吨的原始材料，生产出至少50亿吨的废物，其中大部分是矿物质。进一步加工和处理得到的原商品，生产过程又将产生几亿吨的废物和废水。另外，大约20亿吨的商品，主要是化石燃料和农业化学品，将散布到周围的环境中。总的来说，投入大约100亿吨的原始材料，每年至少有80亿吨的物质被重新排放到环境中，这还不包括那些消费后最终也被抛弃的废物(Repetto,1996)。
在生产循环周期的各个阶段，排放出的大量不能销售的剩余物流将增加经济成本和对环境的影响，但生产率增长速度的计算公式并没有把这些因素考虑在内。以美国为例，对1970—1990年间，联邦政府《净化空气法案》所要求的减少空气污染进行的收益—成本综合评估表明，因保护空气质量而避免的经济损失大约为环保成本的15倍。然而，对环境保护而避免的经济损失的评估具有许多不确定性，因为并不是所有被确认的收益都能用货币表示，而且被评估的价值也会发生错误。但即使如此，因《净化空气法案》而带来的收益，最保守的估计也超过环保投入的5倍。尽管这样，若采用传统生产率指标，仍然会推出，环境保护降低了生产率增长速度。这表明，目前对生产率的研究中缺乏一个有效的环境效率指标。
那么，为什么政府和学术界仍继续沿用传统的生产率指标呢?原因在于，与可销售的商品不同，排放于环境中的废物没有市场价格。经济学家汤姆·歇林(TomSchelling)曾讲过，“生活中最糟糕的东西是免费的”。发电厂在生产和销售电能的同时，免费向周围的环境提供了粉尘和硫化物。不可否认，排放的污染物没有市场价格，这导致计算它们给经济带来的额外成本变得更加困难，但并不是不可计算。计算污染的经济成本和收益可以采用环境经济学家常用的“面包和黄油”的分析方法。在过去的15年间，为进行环境污染的测算研究，美国环境保护署投入了上亿美元的资金。尽管受不确定性因素的制约，人们对环境污染的测算研究仍然在继续，而不确定性的存在，也不会使目前被实际采用的对污染排放物的零定价方法变得更有理论根据。虽然量化排放物的经济成本可能存有一定的误差，但零定价通常不是一个好的评估方法。
是否有其他更好的测算排放物经济成本的途径呢?回答是肯定的。在传统的测算多要素生产率指数的基础上，把工业排放物给环境带来的经济损失考虑进去，即把排放物整合到工业生产过程的产品集合中，并以它们给环境带来的边际损失成本作为计算产出指数时各自的权数。这样做，尽管不很准确，但这是估计排放物真实成本的一种比较简单有效的方法。
一项对美国电力工业的研究证实，发电厂排放出的每单位硫给经济带来的成本比自然界的硫作为工业原料的成本要高。对排放物经济成本的估计不准确就认为不必要估计的那种观点，至少暗含了排放物价值为零这一假定前提。不言而喻，准确评估污染的经济成本将有助于政府政策的制定。对美国电力、造纸和农业部门的案例分析显示，自从20世纪70年代以来，这3个对环境敏感的部门中的电力、造纸两个部门，其生产率增长记录受到《净化空气法案》和《净化水法案》以及随后修正案的重大影响。这些法案迫使它们大量减少废气和污水的排放，包括粉尘、硫化物、二氧化氮、一氧化碳、挥发性有机物以及悬浮性固体颗粒和废水，等等。
根据传统的测算方法，1970—1991年间，美国电力行业的生产率以年平均－035％的比率下降。如前述所言，环境保护法规被指责为生产率下降的罪魁祸首。一个更为合理的做法是，把千瓦时(度)/排放物(吨)这个指标加入生产率测算体系中。采用新的测算方法对上述指标重新计算，结果是美国电力行业在1970—1991年间的生产率以年均038％～068％的比率增长。
如果使用新的测算方法，美国造纸和农业的生产率增长指标也会出现类似的情形，但扭曲程度较小。例如，根据传统的测算方法，美国造纸和农业的生产率在1970—1980年期间的年均增长率约为016％，而修正后的数据则为036％～044％。这是由于传统的计算生产率的方法忽略了工业产品向高价值产品进行转变的缘故(污染减少了，产品价值增加，参见表2)。
比较而言，在美国电力、造纸和农业这3个部门中，传统方法和修正方法在农业部门生产率的测算上，差距最小。因为农业部门环境损失所带来的成本在总产出中所占的比重最小。采用传统方法测算1977—1992年期间的生产率增长，其值与修正值的差距程度不超过011％。
对于重污染行业，如化学、金属、非金属矿物、采矿、石油、天然气以及运输等，传统的测算方法可能大大低估了过去20年间生产率的增长幅度，而且，这些行业仍在继续减少它们的排放物，可想而知，采用目前生产率的测算方法有较大的局限性。
国民经济的不同行业对环境的污染不同。对于那些直接污染很少的行业，如金融、通讯、零售、娱乐等服务性行业，不管造成环境损失的大小如何，生产率的计算将不受新旧计算方法的影响；对某些制造业，如电子、纺织等，其污染所造成的损失在全部产出中只占一个相对小的份额，对生产率测算的调整也比较小，但这并不意味着调整不重要；而对那些重污染行业，其生产率的计算就需进行较大的调整。研究显示，按照新的计算方法，现有的美国经济生产率增长的计算结果，存在相当大的扭曲程度。
对于那些关心生产率增长和环境保护的组织和个人来说，引入无偏差的生产率计算方法至关紧要。新的生产率测算方法能记录整个经济因环保而避免的成本和因环保而产生的成本，同时还能准确地记录环境敏感行业的经济发展。这种方法不一定取代目前的统计数据，但肯定会补充它们。
1992年，美国经济学家格罗斯曼和克鲁格，谢弗克和班德沛野提出了环境库兹涅茨曲线的概念(Grossman＆Krueger,Shafik＆Bandyopadhyay,1992)。环境库兹涅茨曲线试图描述污染问题与经济发展之间的关系。它假定，如果没有一定的环境政策干预，一个国家的整体环境质量或污染水平在经济发展初期将随着国民经济收入的增加而恶化；当该国经济发展到较高水平时，环境恶化的速度趋于某个稳定水平；当经济发展到更高阶段后，环境恶化的速度将降低，环境质量会有显著改善。形象地讲，就是人均国内生产总值GDP与某些污染物呈倒“U”字形关系。
GDP和环境库兹涅茨曲线采用的都是传统的生产率测算方法，它们没有考虑环境污染的成本和环保的投入及收益，因而其测算值同实际情况会有较大的出入。遵循新的生产率测算思路，环境保护能促进经济的生产率增长，但反过来，生产率增长并不意味着更高的环境质量，或者说经济增长并不能证明环境质量有了改善。按瑟佩帕蒂尔斯和安里德的说法，环境质量的改善不会自动发生，它有赖于全社会环保意识的提高，有赖于严格的限制污染的环境政策的实施，还需要技术进步的支持(Xepapadeas＆Amrid,1998)。
当前，美国、日本、德国等西方工业化国家的环保资金投入已达国内生产总值GDP的2％以上，环保研究正方兴未艾。在环境保护与经济增长二者之间关系的认识上，西方国家经历了环境保护阻碍经济增长到环境保护促进经济增长这么一个巨大的转变。我国经济在高速发展的同时，也付出了沉重的环境代价。在快速工业化时期，虽然我国环境恶化速度明显低于GDP的增长速度，这与流行的环境库兹涅茨曲线所描述的阶段性特征不相一致(张晓，1999)。提高我国环保投入迫在眉睫，美国生产率新的测算研究充分展示了这一点。