中央政府与地方政府碳减排的演化博弈分析

2016-08-02曹飞

武汉科技大学学报（社会科学版） 2016年4期

关键词：中央政府动态政府

曹　飞

(西安电子科技大学人文学院，陕西西安 710071)

中央政府与地方政府碳减排的演化博弈分析

曹飞

(西安电子科技大学人文学院，陕西西安 710071)

摘要：低碳经济的发展在短期内会导致经济增长放缓，同时碳减排的正外溢性导致减排动力不足。因此，在推行低碳经济的过程中要妥善处理好中央和地方的关系。中央政府应该主动适应新常态，构建基于适度增速、结构优化、创新驱动原则上的考核体系，引导地方政府积极推动低碳经济发展。地方政府在推动经济发展的过程中，应注重区域协同推进，实现合作共赢，并在优化产业结构的过程中推动低碳经济发展。

关键词：低碳经济；碳减排；中央政府；地方政府；演化博弈；支付函数

一、引言

中国政府提出的碳减排计划，既是对全球气候变暖的回应，也是对自身经济社会发展中所出现的资源环境双重约束下的现实回应。围绕中国政府的碳减排计划，学界从多个角度进行了有益的研究，主要包括时间序列角度、驱动因素角度、脱钩角度和地域分解角度。比如，有学者从时间序列方面分析，对碳排放的动态演化与库兹涅茨曲线进行验证[1-2]；有学者通过碳驱动因素的指数分解和结构分解方法，分析经济与碳排放变化的驱动因素[3-4]；考虑到碳分解的地域落实问题，有学者在公平与效率兼顾、共同分担但考虑地区差异等原则下进行了分析[5-7]；还有学者从脱钩角度分析经济发展是否必然以碳排放为代价[8-10]等。

上述文献主要是从宏观角度进行分析的，具有良好的参考价值。其实低碳政策的落实最终需要企业践行，因此要推动低碳经济的发展必须考虑企业微观主体，满足企业的激励与约束兼容[11]，所以学者大多是对政府与企业的互动博弈进行了分析，因为地方政府是低碳政策的制定者，低碳效果的实施更多是依靠企业的落实，因此，政府与企业的互动是发展低碳经济的机制保障[12-18]。考虑到中国低碳技术与国际上的客观差距，也有学者对国际碳减排技术的国际转让进行了分析[19-20]。

对企业主体地位的关注，是发展低碳经济的微观基础，对地方政府与企业的互动机制关注，则找到了发展低碳经济的中观基础，然而对地方政府自身推动低碳经济进行考核，则需要更高一级的政府。对中国来说，单一制的国家体制决定了中央政府的高度集权，而中央政府的作用恰恰就是通过制定良好的激励机制和完善绿色GDP考核标准来弱化地方省份的“标尺竞争”，主动适应新常态，采取适度增速、结构优化、创新驱动的策略。因此，地方政府与企业的低碳互动需要更高一级的机构或者中央政府的最后兜底管理。

一方面，行业或企业与地方政府有着千丝万缕的联系，在分税制的财政制度下更是如此，因此，对于地方政府来说，碳减排的任务分解在某种程度上就是财政收入减少的分解，或者说是中央政府对各省份发展机会与发展空间的分解。另一方面，发展低碳经济带来环境的改善，其环境改善的正外溢性加剧了区域碳减排的难度，因此，中国在发展经济的过程中，必须认真审视中央和地方的互动机制。

二、地方政府与中央政府发展低碳经济的演化博弈建模基础

传统博弈对于主体完全理性的假设，实际上是博弈研究的一个理想参照。演化博弈则是对博弈主体有限理性的现实关照，从而使得博弈论有更广大的应用空间。由于信息不对称及理性有限，各博弈主体的博弈行为往往体现为具有试探性的学习过程，因此博弈过程不会一次就结束，也不会一次就找到最优均衡。因此，演化博弈反映的是博弈主体双方策略渐进的动态的均衡过程，其基本概念包括演化稳定策略(ESS)和复制动态[21]。ESS是一种纳什均衡，在这种均衡状态下，一个种群能够抵抗变异策略侵入而保持稳定，其定义为：若策略s*是一个ESS，当且仅当：

(1)s*构成一个Nash均衡，对任意的s，有u(s*,s*)≥u(s*,s)；

(2)如果s*≠s，满足u(s*,s*)=u(s*,s)，则有u(s*,s)>u(s,s)。

复制动态方程实际上描述的是某一特定策略随着时间变化而增长的函数，其自变量是一个种群中某策略采用的比例，另一个自变量是该策略相对于平均适应度的动态微分方程。显然，采用某一种策略的比重高，这个策略越有可能发展壮大；另外，某一策略比各策略的平均适应度越大，说明该策略的回报越大，从而越有可能被选择和发展。据此，可得如下复制动态方程：

式中：xk为一个种群中采用策略k的比例，u(k,s)为采用策略k时的适应度，u(s,s)为各种策略的平均适应度，K为各种策略的总数。作为演化稳定策略的k，需满足：

(1)F(k)=dxk/dt=0，

(2)F′(k)<0。

三、博弈双方支付函数的建立

(一)影响支付函数的损益变量

1.地方政府的损益变量

碳排放虽然是一种非意愿产出，但要想提高GDP就无法完全避免这种副产品。因此，碳减排也意味着经济增长放缓，而发展高碳经济则可以带来额外的经济收益，用G表示。另外，地方政府退出高碳行业发展低碳经济，必然意味着产业结构的关停并转，涉及企业的职工安置和本地的就业压力、社保压力等，由此带来的成本叫做退出费用，用R表示，但是发展低碳经济，地方政府可以获得中央政府的奖励。如果地方政府不发展低碳经济，那么地方政府就要付出较高的税率与费率，假设w表示中央政府对高碳行业所征税收的税率，r表示中央政府对高碳行业按比例征收的排污费征收率，那么在发展高碳经济的情况下，地方政府可以获得扣除中央税与排污费剩余后的收入G(1-w-r)。

2.影响中央政府决策的损益变量

如果地方政府退出高碳行业，由此将引起中央政府G(r+w)的损失，但地方政府退出高碳行业带来经济、政治、环境正的外部效应，用J表示，且中央政府要按比例对地方政府的碳减排行为进行奖励，假设奖励系数为a，0

(二)支付函数的构建

按照损益变量的设定，并进一步设定地方政府发展低碳经济的概率为p，发展高碳经济的概率为1-p，中央政府对地方政府发展低碳经济进行激励的概率为q，不激励的概率为1-q，得到中央政府与地方政府的演化博弈支付矩阵，如表1所示。

表1　央地碳减排的对称演化博弈矩阵

四、演化稳定策略求解

(一)收益期望函数构建

根据上文分析，可以构建博弈双方的收益期望函数，其中：

1.地方政府的收益期望函数为：

E退出=q(-G-R+aJ)+(1-q)·

(-G-R)=-G-R+qaJ，

E不退出=q[G(1-r-w)]+(1-q)·

[G(1-r-w)]= G(1-r-w)

E地方政府=pE退出+(1-p)E不退出

=p(-G-R+qaJ)+(1-p) G(1-r-w)

2.中央政府的收益期望函数为：

E激励=p[J-aJ-G(r+w)-c]+(1-p)·

[G(r+w) -Z]=pJ-paJ-(1-2p)·

G(r+w)-pc-(1-p)z

E不激励=p[J-G(r+w)-H]+(1-p)·

[G(r+w)-Z]=pJ-pH+(1-2p)·

G(r+w)-(1-p)z

E中央政府=qE激励+(1-q)E不激励

=q[pJ-paJ-(1-2p)G(r+w)-

pc-(1-p)z]+(1-q)[pJ-pH+(1-2p)·

G(r+w) -(1-p)z]=

-pqaJ+(-2q-2p+4pq+1)·

G(r+w)-pqc-pH+qpH+pJ-(1-p)z

(二)基于复制动态方程的演化稳定策略求解

1.地方政府复制动态方程为：

F (p)=dp/dt=p(E退出-E地方政府)

=p(1-p)[-G-R+qaJ-G(1-r-w)]，

F′(p)=(1-2p)[-G-R+qaJ-G(1-r-w)]，

令F (p)=dp/dt=0，解得：

由复制动态微分方程稳定性定理及演化稳定策略性质知，当F(p)=0，F′(p)<0时，p*为演化稳定策略。讨论：

2.中央政府复制动态方程为：

F(q)=dq/dt=q(E激励-E中央政府)

=q (1-q)[-paJ-(2-4P)G(r+w)-

pc+ph]，

F′(q)=(1-2q)[-paJ-

(2-4P)G(r+w)-pc+ph]，

令F (q)=dq/dt=0，解得：

q*=0，q*=1，

由复制动态微分方程稳定性定理及演化稳定策略性质知，当F(q)=0，F′(q)<0时，q*为演化稳定策略。讨论：

3.地方政府与中央政府群体复制动态及其稳定性

综上分析，进一步地，将博弈双方的复制动态关系用一个二维的平面坐标来表示，如图1所示。在图1中，O点和B点是演化稳定策略，O点虽然是稳定策略，但是一种消极的稳定策略，即地方政府不发展低碳经济，中央政府也不采取激励力度，实际上将导致低碳经济难以发展。B点是最理想的结果，地方政府积极发展低碳经济，而中央政府则对于地方政府的低碳经济策略予以激励，最终进入良性循环。在图1的右上区域，即Ⅲ区，由虚线所围成的区域内，双方行为收敛于B点，这样会收敛到帕累托最优均衡B(1，1)。反之，如果初始状态位于图1的左下区域，即Ⅰ区，则双方行为收敛于O点，即系统会收敛到帕累托劣均衡O(0，0)。在图1的Ⅱ、Ⅳ区域，双方各有0.5的概率落入Ⅰ区和Ⅲ区。

图1　博弈双方群体复制动态及其稳定性示意图

(1)要使系统以最大可能收敛于帕累托最优均衡B(1，1)，显然需要尽可能放大Ⅲ区的面积，从直观来看Ⅲ区面积越大，越有可能收敛于B点；从政策可行性来说，Ⅲ区越大实际上意味着q*和p*都很小，从而很容易实现p>p*，q>q*。

五、数值分析

本文运用MATLAB软件模拟不同初始状态下其策略选择的动态进化过程。假设博弈支付矩阵中各参数值分别如下(单位：万元)：经营利润G=1000，退出费用R=200，a=0.5,J=5000,aJ=2500，h=3000,c=200,r=0.3,w=0.1。

(一)地方政府发展低碳经济的收敛分析

(1)若q

图2　q=0.1时地方政府发展低碳经济的收敛

(2)若q>q*=0.6，也就是给定中央政府的激励概率大于临界值0.6，则地方政府的最优策略是退出。比如，给定q=0.9，则地方政府发展低碳经济的策略随时间变动的动态进化过程如图3所示。由图3可见，在给定中央政府激励的概率大于临界值0.6时，地方政府发展低碳经济的策略得到了应有的补偿，从而地方政府将选择发展低碳经济策略。

(二)中央政府激励策略的收敛分析

(1)若p

图3　q=0.9时地方政府发展低碳经济的收敛

图4　p=0.2时中央政府的激励策略收敛

(2)若p>p*=0.421，给定地方政府发展低碳经济的概率大于临界值0.421时，则中央政府的激励的最优策略是激励。比如取p=0.8，则中央政府的激励策略随时间变动的动态进化过程如图5所示。由图5可见，在给定地方政府发展低碳经济的概率大于0.421时，中央政府的激励策略最终收敛于1，即当地方政府积极推进低碳经济时，中央政府的最优策略是激励，因为不激励将承担巨大的信誉成本H。

图5　p=0.8时中央政府的激励策略收敛

六、对策与建议

综上分析，中国碳减排的顺利进行需要中央政府与地方政府的协同配合，构建中央政府与地方政府的良性互动关系，在推动适应经济新常态的经济转型中实现碳减排与经济效益的同步完成。

(一)对于中央政府来说

1.确定差异化的碳减排策略

中央政府要充分考虑到中国经济发展、社会进步、碳排放的历史累计与环境保护不均衡的事实，采取差异化的碳减排分解任务。既要考虑到碳排放的效率，又要考虑到碳减排的公平性与历史累计，合理确定区域碳减排分解任务。东部地区经济发展已经奠定了良好的基础，为碳减排的推进提供了可能，但东部地区碳效率较高，因此就要考虑到碳减排的机会成本；中、西部地区经济发展相对滞后，因此应该适当地予以经济发展方面的倾斜，但要考虑到其碳效率低下而可能带来的环境效应。

2.采取合适的激励机制

如前所述，碳减排的正外溢性超过了某一省区的辖区，导致碳减排激励不足。因此，中央政府作为各省区的上级单位与全社会的代表，有必要也有可能进行激励。在新常态的发展情况下，中央政府对于地方政府的奖励不再唯GDP至上，而是更加注重结构优化、创新驱动与合理增速，因此对于高碳行业要敢于通过加征排污费、营业税等方式，加快高碳行业转型。

(二)对于地方政府来说

1.确立互利共赢的发展战略

地方政府进行碳减排或者发展低碳经济，从短期来看可能导致自身经济发展过缓，且碳减排的好处由相邻省区共享。但如果每个省区都积极发展低碳经济的话，实际上得到的是整个区域的环境改善，并且从长远来看，有助于实现整个区域经济发展的新常态。

2.坚持创新驱动低碳战略

中央政府的考核机制的改变既是中国经济发展有了一定基础之后的积极回应，也是由于环境问题倒逼而作出的回应。地方政府要积极推进创新驱动政策，减少要素与投资的粗放式投入。因此，地方政府应该在辖区内通过土地、税收、资金等层面向地方行业、低碳企业倾斜，推动企业转型、产业升级，避免触底竞争与产业重构，促进低碳经济发展的新常态。

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