作为一种特殊的“稀有”资源,污染物允许排放量分配的公平性和有效性是实施总量控制、污染治理和环境可持续发展的基础之一。合理的分配方法有助于激发排污企业防治污染的积极性,有利于遏制环保部门的利己行为,尤其对于环境规划及相关政策的制定可以起到理论上的借鉴和方法上的指导作用。由于历史原因和地区发展的不平衡,在污染物排放总量控制的起步阶段我国多采用免费方式分配允许排放量。然而,免费分配依据的申报信息本质上是一种私人性质的,存在不对称性,其真实性难以保证,这使得基于免费分配的环境规划和污染控制的有效性容易受到质疑。因此,如何对免费分配的有效性进行评价或度量,并作相应改进或提出新的、有效的分配建议是一个有价值的研究问题。免费分配和拍卖是污染物允许排放量分配的两种常用方法,其中免费分配是一种无偿分配方式,对企业给出真实信息无激励性,而拍卖被认为是一种具有激励机制的有偿分配方式。实践中,二者的分配目标应该是一致的,即都是为了实现资源的有效配置,以达到区域内总的污染控制成本最低或社会福利最大。因而,在一组相同的申报信息下,可以将免费分配的实际结果与拍卖的预期(或理想)分配结果进行对比来评价免费分配方案的有效性,在一定程度上也可反映我国目前排污申报制度的激励性和总量控制方案的合理性。针对污染物允许排放量具有“连续、同质、可分离性”的特点,本文围绕其免费分配的有效性评价,研究了统一价格拍卖机制及模型,探讨了其用于免费分配有效性评价的合理性,可为我国污染物总量控制的有效实施和环境政策的合理设计提供理论依据和科学方法,并能促进拍卖机制设计理论的完善。具体地,本文采用建模方法对一个典型的污染物允许排放量免费分配进行了数学描述和分析,并借助一组条件设计和机制假设,提出了一个与其信息相容的同质可分离物品统一价格拍卖原模型,同时通过理论分析与案例验证指出原模型描述的拍卖机制可能存在隐性合谋和低价均衡等问题,不适合用来分析和评价资源分配的有效性。对于该机制和模型的不足,本文采用不确定供给量和优化供给量的方法,研究和改进了原模型描述的统一价格拍卖机制,讨论了新机制下卖者的期望供给量、买者的占优报价策略和均衡点构成特点等,分析了这些机制的信息激励性和分配的有效性,给出了使拍卖达到理想均衡状态的诱导策略。研究表明,改进后的机制都具有激励相容性和报价一致性等性质,能够有效抑制隐性合谋和低价均衡的发生。因此,基于该机制的分配模型适合用于污染物允许排放量的有偿分配,也可用来定量评价免费分配方案的有效性。应用方面,基于改进后的统一价格拍卖机制建立了污染物允许排放量免费分配的有效性评价模型,对汉江流域14个县市环境规划中有关污染物总量分配数据和统计申报资料进行了分析和评价,给出了汉江流域水环境规划中化学需氧量(COD)免费分配方案的有效性评价结果,并据此给出了关于我国目前排污申报制度和免费分配方法的若干结论和建议。本文的研究成果,可用于污染物允许排放量免费分配的有效性评价、排污申报制度的改进,为今后环境政策的设计和环境规划的编制提供参考,也可为排污权制度的实施提供一套基于拍卖理论的有偿分配机制和方法。同时,电力、电信频谱、国债及股票等也是一类与污染物允许排放量相类似的连续、同质可分离物品,与网上拍卖、双向拍卖等相结合,本文的研究成果还可用于这些领域中的一些商业活动。