王奕淇, 曹国良, 李国平

(1.长安大学 经济与管理学院,陕西 西安 710064; 2.西安交通大学 经济与金融学院,陕西 西安 710061)

0 引言

黄河流域作为中华民族的母亲河,构成了我国重要的生态屏障,是我国重要的经济地带,也是建设美丽中国的关键地区。虽然当前黄河流域生态保护和环境治理已取得不少成效,但仍存在生态环境脆弱、水沙关系失衡、水资源匮乏等问题。党中央、国务院高度重视黄河问题,将黄河流域生态保护和高质量发展上升至重大国家战略。如何开展切实有效的黄河流域环境治理行动、协调流域日趋复杂的功能冲突与多元利益诉求矛盾,已成为亟待解决的问题。

演化博弈作为研究环境治理体系中利益相关者行为策略的成熟方法[1,2],对利益相关主体的环境治理策略选择具有较强的解释力[3,4]。现阶段对于环境治理演化博弈的研究主要集中于以下五个方面:一是央地政府间的环境规制行为,由于地方政府在执行环境规制过程中与中央政府目标不一致,二者在环境规制实施过程中是一种博弈关系[5],从演化博弈的视角探讨中央政府与地方政府的决策演化过程,考察央地政府的演化稳定策略[6]。二是地方政府间的合作治理行为,地方政府间的合作实际上是成员主体利益的再分配[7],府际间的合作治理是应对当前环境污染的必要途径[8]。三是地方政府规制与排污企业的博弈,地方政府的环境规制政策直接影响企业排污行为与环境治理效果[9],在不同惩罚和补贴组合措施下,排污企业的行为演化策略不同[10]。四是多重利益主体间的策略选择行为,初钊鹏等[4]、王育宝和陆扬[3]通过构建中央政府、地方政府与企业三方演化博弈,对环境治理多元主体背景下环境治理体系的运行机制进行探讨。柳歆和孟卫东[11]、潘峰等[12]通过构建公众参与的中央政府和地方政府环境保护演化博弈模型,发现公众参与可有效促进央地政府采取积极的环保行为。

综上所述,现有文献多是研究政府和企业的博弈行为,忽略了公众这一重要参与主体,即使部分研究涉及到公众,也鲜有学者将地方政府、企业与公众置于同一分析框架,并考虑有中央政府约束的三方博弈主体的策略演化。鉴于此,文章从演化博弈的视角出发,将督查力度引入地方政府的策略选择,探讨沿黄地方政府、企业和公众三方博弈主体的动态演化博弈,并通过数值仿真探究三方博弈主体的行为策略选择,揭示影响博弈主体治理流域生态环境的关键性因素。

1 问题描述与模型假设

1.1 问题描述

生态环境治理是黄河流域实现长期可持续发展的必经之路,而如何开展黄河流域生态环境治理、协调日趋复杂的多元利益诉求矛盾,已成为破除黄河流域沿线发展瓶颈的重要命题。在黄河流域环境治理的过程中,参与治理的地方政府、企业和公众受信息不对称和环境复杂性等因素的影响,均符合演化博弈有限理性的假设。因此,本文将构建地方政府、企业和公众三方参与的演化博弈模型,将以往研究中地方政府{督查,不督查}的策略集合调整为{严格督查,宽松督查},企业作为节水减排的主体,可选择节水减排和不节水减排,策略集合为{节水减排,不节水减排};公众作为监督主体,策略集合为{监督,不监督}。

1.2 模型假设

假设1地方政府对企业是否节水减排有督查权利和义务,r代表地方政府的督查力度,0

假设2当企业选择“节水减排”策略时,将在原取水量Q1的基础上节约用水N1,在原排污量Q2的基础上减少污染物排放量N2,p为水资源税额,k为环境规制标准,同时产生节水减排成本C2,并给地方政府和公众分别带来相应的环境收益R1和R2。当企业选择“不节水减排”时,会给地方政府和公众分别带来相应的环境损失L1和L2。

假设3当公众选择“监督”策略时,产生治污成本C3,此时若地方政府宽松督查,公众的监督举报会对其造成公信力损失(1-r)h1;若企业不实施节水减排措施,公众的监督举报会对其造成公信力损失h2。当公众选择“不监督”策略时,说明公众选择容忍企业的用水和排污行为或寄希望于政府督查。

假设4当有中央政府约束时,中央政府对沿黄省区的水量和水质进行考核。对于水量考核,当沿黄省区水资源消耗量低于水资源消耗上限时,中央政府给予相应的补贴T1;当水资源消耗量超过水资源消耗上限时,中央政府给予相应处罚F1。对于水质考核,当黄河流域断面水质达标(I-III类)时,中央政府给予相应的补贴T2;当黄河流域断面水质未达标(Ⅳ-劣Ⅴ类)时,中央政府给予相应处罚F2。同时,中央政府给予沿黄重点生态功能区的地方政府转移支付资金V。此外,当公众进行监督时,中央政府给予专项奖励资金I。

2 演化博弈分析

2.1 无约束下的演化博弈分析

2.1.1 博弈支付矩阵构建

根据问题描述和模型假设,可得到无中央政府约束下,黄河流域环境治理过程中三方博弈主体的支付矩阵(表1)。同时,为简化运算过程,令A=p(Q1-N1),B=k(Q2-N2),D=PQ1,G=kQ2,其中A和B分别代表企业进行节水减排时的水资源费用和环境规制费用,D和G分别代表企业不进行节水减排时的水资源费用和环境规制费用。

表1 无中央政府约束下地方政府、企业与公众博弈支付矩阵

2.1.2 演化过程的均衡点

在初始阶段,假设地方政府选择严格督查和宽松督查的概率分别为x和1-x,(0≤x≤1);企业选择节水减排和不节水减排的概率为y和1-y,(0≤y≤1);公众选择监督和不监督的概率为z和1-z,(0≤z≤1)。根据Malthusian方程,可推导得到博弈主体的复制动态方程。

复制动态系统的稳定状态是博弈各方行为策略选择的概率保持在一个稳定不变的水平。令三方博弈主体的复制动态方程等于0,可得到沿黄地方政府、企业和公众在博弈过程中存在的8个特殊平衡点,分别为E1(0,0,0),E2(0,0,1),E3(0,1,0),E4(1,0,0),E5(1,0,1),E6(1,1,0),E7(0,1,1),E8(1,1,1)。

2.1.3 平衡点的稳定性分析

利用推导得到的复制动态方程可求得该博弈系统的雅克比矩阵,将各均衡点分别代入雅克比矩阵中,可得到对应的特征值表达式。进一步根据表达式中各参数的取值范围分情形讨论各均衡点的稳定性,发现在满足表2稳定性条件的情况下,E1-E6可能是演化稳定点(ESS)。

表2 各均衡点的稳定性条件

2.2 有约束下的演化博弈分析

2.2.1 演化过程的均衡点

2.2.2 平衡点的稳定性分析

同理,将均衡点分别代入雅克比矩阵中,可得到对应的特征值表达式,并进一步根据表达式中各参数的取值范围分情形讨论各均衡点的稳定性,详见表3。

表3 各均衡点的稳定性条件

3 数值仿真

3.1 参数赋值依据

模型需要赋初始值的参数主要包括三方博弈主体参与黄河流域环境治理时需要付出的成本费用以及奖惩数额,其中C2,G和V为主要参数,其余参数可根据与主要参数的关系确定和调整。C2作为企业选择节水减排策略时产生的治理成本,采用“当年完成工业企业环保验收项目环保投资”为其赋值,G作为企业不节水减排时被征收的环境规制费用,采用“排污费征收额”为其赋值,V作为中央政府给予沿黄省区重点生态功能区的转移支付资金,采用“重点生态功能区转移支付额”为其赋值[5]。参数赋值数据来源于2013—2018年的《中国环境年鉴》、《中国城市统计年鉴》以及沿黄省区的统计年鉴。参考初钊鹏等[4]的做法,采用2012—2017年的算术平均数计算三个参数的比例,得到C2=12,G=2,V=2。由于地方政府可通过征收环境规制费用实现环境成本内部化,因此可适当提高对不进行节水减排的企业征收的环境规制费用[13]。此外,借鉴高明和廖梦灵[14]的研究,进一步假设C1=10,C3=5,满足地方政府的督查成本小于企业治污成本且大于公众监督成本的假定,其余参数根据不同情形下的稳定性条件进行赋值。

3.2 无约束下的情景仿真

将沿黄地方政府x的初始值分别设定为0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,企业和公众的初始值分别设定为y=0.5,z=0.5。此外,假设各情形下C1=10,C2=12,C3=5,r=0.5。同时,鉴于篇幅,仅列出情形1和情形6的仿真图。

情形1(0,0,0)为ESS。将参数取值为A=0.5,B=1,D=1,G=2,M=1,S=6,W=3,沿黄地方政府、企业和公众会倾向选择(宽松督查,不节水减排,不监督)的策略演化。说明对于沿黄地方政府,当地方政府严格督查的成本大于其对不节水减排的企业征收的水资源费用、环境规制费用和给予的惩罚数额三者之和时,地方政府会倾向选择宽松督查的策略;对企业而言,当企业获得的地方政府奖励、企业不节水减排时被征收的水资源费用、环境规制费用和惩罚数额越低时,或企业的治理成本、节水减排时被征收的水资源费用和环境规制费用越高时,企业会倾向选择不节水减排的策略;对公众而言,当地方政府给予公众举报的奖励小于公众监督成本时,公众会倾向选择不监督的策略。同时,随着地方政府选择严格督查概率的下降,企业会更快演化至不节水减排的状态,而公众越慢演化至不监督的状态。如图1(a)所示。

(a)情形1 (b)情形6

情形2(0,0,1)为ESS。将参数取值为A=0.5,B=1,D=1,G=2,M=1,S=6,S=6,W=6,h1=3,h2=2,三方博弈主体会倾向于选择(宽松督查,不节水减排,监督)的策略演化。

情形3(0,1,0)为ESS。将参数取值为A=0.5,B=1,D=1,G=2,M=1,S=12,三方博弈主体会倾向于选择(宽松督查,节水减排,不监督)的策略演化。

情形4(1,0,0)为ESS。将参数取值为A=2,B=2,D=4,G=4,M=3,S=4,W=3,三方博弈主体会倾向于选择(严格督查,不节水减排,不监督)的策略演化。

情形5(1,0,1)为ESS。将参数取值为A=0.5,B=1,D=1,G=2,M=1,S=6,W=6,h1=13,h2=2,三方博弈主体会倾向于选择(严格督查,不节水减排,监督)的策略演化。

情形6(1,1,0)为ESS。将参数取值为A=5,B=6,D=10,G=12,M=4,S=6,三方博弈主体会倾向于选择(严格督查,节水减排,不监督)的策略演化。同时,随着地方政府选择严格督查概率的上升,企业和公众也会更快演化至节水减排和不监督的状态。如图1(b)所示。

3.3 有约束下的情景仿真

为更好的作比较,在有中央政府约束的情景中,对沿黄地方政府x、企业y和公众z的初始值设定与无中央政府约束下的情景一致。此外,假设各情形下C1=10,C2=12,C3=5,A=0.5,B=1,D=1,G=2,M=1,r=0.5。

在(0,0,0),(0,0,1),(0,1,0),(1,0,0),(1,0,1),(1,1,0)为ESS的情形1-情形6中,当参数取值满足相应的稳定性条件时,三方博弈主体也会倾向于做出与无中央政府约束时相应情形下的相同选择,但中央政府的约束可使沿黄地方政府、企业和公众演化至宽松督查、不节水减排、不监督的速度变慢,而演化至严格督查、节水减排、监督的速度变快,说明中央政府的约束可有效减缓博弈主体选择消极治理黄河流域环境的策略,促进博弈主体选择积极治理流域环境的策略。鉴于篇幅便不一一列出,接下来重点讨论情形7和情形8。

情形7(0,1,1)为ESS。将参数取值为S=12,h2=2,V=2,T1=2,T2=2,I=6,三方博弈主体会倾向于选择(宽松督查,节水减排,监督)的策略演化。与无中央政府约束的情景相比,中央政府的约束可促进企业和公众在地方政府宽松督查的条件下也能选择节水减排和监督的演化稳定策略。如图2(a)所示。

(a)情形7 (b)情形8

情形8(1,1,1)为ESS。将参数取值为S=12,h2=2,V=2,T1=6,T2=6,I=6,三方博弈主体会倾向于选择(严格督查,节水减排,监督)的策略演化。与无中央政府约束的情景相比,中央政府的约束可促进三方博弈主体共同积极治理黄河流域生态环境。如图2(b)所示。

同理可得到企业或公众变动其初始值、其他两方博弈主体初始值固定时的演化路径。由无中央政府约束和有中央政府约束两种情景下的仿真可知,在参数取值满足不同的稳定性条件时,地方政府、企业和公众最终的稳定策略点不同,且策略初始值的变化会影响博弈主体的演化速度,但不会改变其最终策略选择。另外,相较于无中央政府约束的情景,有中央政府约束能促进沿黄地方政府、企业和公众共同积极治理黄河流域生态环境,说明中央政府的约束有利于完善黄河流域生态环境治理体系。

4 结论与建议

本文通过构建无中央政府约束和有中央政府约束下的演化博弈模型,对“地方政府-企业-公众”三方博弈主体在黄河流域环境治理过程的策略演化进行分析,并进行数值模拟,得到以下结论:一是在参数取值确定的情况下,地方政府、企业和公众的策略演化速度会受到自身和其他两方主体策略选择概率的影响,但各主体选择概率的变化不会改变博弈主体的最终行为策略选择。二是在有中央政府的约束下,三方博弈主体能够达到(严格督查,节水减排,监督)的理想演化稳定均衡。三是相较于无中央政府约束的情景,中央政府的约束可使三方博弈主体在相对应的稳定性条件下,演化至严格督查、节水减排、监督的速度变快,说明中央政府的约束促进博弈主体选择积极治理流域环境的策略。

根据研究结论,提出以下建议:

一是加大中央政府奖惩力度。中央政府应对黄河流域制定合理的政策,增强地方政府环境治理的监督与干预,并根据对黄河流域水量和水质的考核结果,加大对沿黄地方政府的奖惩力度,同时给予公众一定的举报奖励。二是强化地方政府环保履责。地方政府应制定合理的水资源税额和环境规制标准,提高对节水减排企业的奖惩力度,促使企业积极节水减排。同时,引导公众积极参与黄河流域环境治理,提高对公众监督举报的奖励。三是落实企业治污主体责任。企业应提升自身环保意识,不纠结于短期的经济利益损失,积极进行技术创新,寻求节水减排的新型发展道路。同时,可请求政府给予资金扶持,并通过积极节水减排来获得公众的支持,利用良好的声誉实现利润更大化。最后,完善公众参与监督机制。公众应提高环境保护的意识,利用媒体、举报机制等相关渠道对企业进行监督,维护自身利益。同时公众应合理利用中央与地方政府对举报的奖励,做到监督有度、举报有理,有序参与环境治理。