馬 媛，潘亞君

(山東科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，山東 青島 266590)

煤炭是我國(guó)的重要能源，但煤炭開(kāi)采存在較為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，具體表現(xiàn)為：傳統(tǒng)開(kāi)采方式容易造成地下水位下降和地表水流失，礦區(qū)廢水排放對(duì)土質(zhì)、植被造成損害[1-2]；過(guò)度開(kāi)采造成巖層移動(dòng)，大面積地表塌陷[3]。因此，如何減少煤炭開(kāi)采的環(huán)境污染是實(shí)現(xiàn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。綠色開(kāi)采將綠色理念引入到煤炭開(kāi)采過(guò)程中，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新解決煤炭開(kāi)采中的水資源破壞、巖層移動(dòng)、地表塌陷等問(wèn)題，能夠最大限度地實(shí)現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益[4-6]。

1 研究現(xiàn)狀

長(zhǎng)期傳統(tǒng)開(kāi)采形成的技術(shù)路徑和市場(chǎng)環(huán)境，造成綠色開(kāi)采技術(shù)推廣受阻[3]。企業(yè)層面，受到管理層環(huán)保意識(shí)[2]、管理方式[5]等因素的制約，綠色開(kāi)采機(jī)制難以建立。由于對(duì)傳統(tǒng)開(kāi)采技術(shù)的路徑依賴(lài)，推廣新技術(shù)需要大量的資金、人力等，企業(yè)承擔(dān)較大風(fēng)險(xiǎn)[3,6]；配套設(shè)備和充填材料價(jià)格昂貴，也制約了企業(yè)綠色開(kāi)采的積極性[7]；此外，綠色開(kāi)采技術(shù)的環(huán)境外部性特征導(dǎo)致成本不能完全與企業(yè)收益掛鉤，也限制了技術(shù)的推廣[8]。政府作為監(jiān)督者，主要承擔(dān)制定懲罰機(jī)制和獎(jiǎng)勵(lì)措施的責(zé)任，獎(jiǎng)懲措施不完備[2]、監(jiān)管懈怠也影響了企業(yè)綠色開(kāi)采的積極性[7]。

針對(duì)綠色開(kāi)采技術(shù)推廣中存在的諸多問(wèn)題，申洛霖[8]運(yùn)用博弈論的理論方法研究了煤炭企業(yè)與地方政府之間策略選擇的交互影響；龍如銀等[9]從靜態(tài)博弈的角度分析了綠色開(kāi)采動(dòng)力不足的原因，進(jìn)一步分析了雙方的博弈策略。上述成果為研究企業(yè)綠色開(kāi)采提供了理論基礎(chǔ)，但上述研究成果多采用案例研究或者靜態(tài)博弈的方法。企業(yè)和政府的策略選擇是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程，博弈方會(huì)根據(jù)對(duì)方的策略以及內(nèi)外部環(huán)境變化，實(shí)時(shí)更改策略選擇。因此，本文使用演化博弈研究方法，在有限理性假設(shè)下，建立政府部門(mén)和企業(yè)的收益矩陣，分析監(jiān)管部門(mén)和企業(yè)之間策略選擇的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)，為推廣綠色開(kāi)采技術(shù)提供理論支持。

2 政府和企業(yè)的演化博弈分析

2.1 模型基本假設(shè)

假設(shè)1：博弈參與者為政府部門(mén)(包括煤炭工業(yè)管理局和環(huán)保局等)和煤炭企業(yè)。政府部門(mén)的策略為監(jiān)管(比例為x)與不監(jiān)管(比例為1-x)。煤炭企業(yè)的策略為綠色開(kāi)采(比例為y)和非綠色開(kāi)采(比例為1-y)。政府監(jiān)管的成本為Cg,不監(jiān)管的成本為0；煤炭企業(yè)綠色開(kāi)采策略下的收益為R1，非綠色開(kāi)采策略下的收益為R2。政府和企業(yè)隨機(jī)決策進(jìn)行博弈。

假設(shè)2：煤炭企業(yè)選擇綠色開(kāi)采策略，在政府監(jiān)管的情況下，企業(yè)的收益為R1-C1+T。其中，C1表示企業(yè)的綠色開(kāi)采成本；T表示綠色開(kāi)采企業(yè)獲得的政府補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠等相關(guān)獎(jiǎng)勵(lì)。政府的收益為T(mén)0-Cg,其中，T0表示環(huán)境改善帶來(lái)的整個(gè)社會(huì)福利的提高。在政府不監(jiān)管的情況下，煤炭企業(yè)的收益為R1-C1，政府的收益為T(mén)0。

假設(shè)3：煤炭企業(yè)選擇非綠色開(kāi)采策略，在政府監(jiān)管的條件下，企業(yè)收益為R2-C2-F。其中，F(xiàn)表示煤炭企業(yè)非綠色開(kāi)采受到的懲罰或者損失的收益；C2表示企業(yè)非綠色開(kāi)采的成本。政府收益為G-Cg，其中，G表示政府對(duì)企業(yè)采取懲罰而獲得的收益。政府不監(jiān)管條件下，煤炭企業(yè)的收益R2-C2，政府的收益為0。

2.2 模型收益矩陣

建立博弈雙方收益矩陣，見(jiàn)表1。由于政府和煤炭企業(yè)不能準(zhǔn)確判斷對(duì)方的策略選擇，博弈雙方以一定的概率進(jìn)行策略選擇，進(jìn)而形成一種混合策略。無(wú)論哪一方獨(dú)自改變自己的策略都不會(huì)增加額外收益。因此，本文通過(guò)演化博弈分析此混合策略。

表1 博弈雙方收益矩陣Table 1 Return matrix for both game players

通過(guò)表1的政府監(jiān)管部門(mén)和煤炭企業(yè)的收益矩陣，可得下面幾種收益。

1) 政府監(jiān)管與不監(jiān)管的期望收益和平均收益分別見(jiàn)式(1)～(3)。

E11=y(To-Cg)+(1-y)(G-Cg)=

G-Cg+yTo-yG

(1)

E12=yTo+(1-y)×0=yTo

(2)

(3)

政府采取監(jiān)管策略的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程見(jiàn)式(4)。

x(1-x)(-yG+G-Cg)

(4)

2) 企業(yè)綠色開(kāi)采和非綠色開(kāi)采策略的期望收益和平均收益分別見(jiàn)式(5)～(7)。

E21=x(R1-C1+T)+(1-x)(R1-C1)=

R1-C1+xT

(5)

E22=x(R2-C2-F)+(1-x)(R2-C2)=

R2-C2-xF

(6)

(7)

因此，企業(yè)采取綠色開(kāi)采策略的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程見(jiàn)式(8)。

y(1-y)[x(T+F)+R1-C1-R2+C2]

(8)

由式(4)和式(8)組成的微分方程系統(tǒng)的雅可比矩陣來(lái)判斷其平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性，見(jiàn)式(9)。

(9)

系統(tǒng)局部均衡點(diǎn)處的具體取值見(jiàn)表2。

其中：

(10)

(11)

2.3 博弈演化結(jié)果

2.3.1 情形1：G

此種情況下，政府監(jiān)管成本高于政府對(duì)非綠色開(kāi)采企業(yè)的罰款，在扣除成本和政府罰款之后，企業(yè)非綠色開(kāi)采所獲收益依然高于綠色開(kāi)采的利潤(rùn)和政府獎(jiǎng)勵(lì)。系統(tǒng)演化穩(wěn)定結(jié)果見(jiàn)表3。只有A(0,0)是演化穩(wěn)定策略，對(duì)應(yīng)的策略組合為(不監(jiān)管，非綠色開(kāi)采)。圖1為對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演化圖。在該種情況下，政府方面G

表2 局部均衡點(diǎn)處取值情況Table 2 Values at the local partial equilibrium point

表3 情形1的局部穩(wěn)定性分析Table 3 Partial stability of case 1

圖1 情形1演化結(jié)果Fig.1 Evolution results of case 1

2.3.2 情形2：GC1-C2

政府監(jiān)管成本高于政府對(duì)非綠色開(kāi)采企業(yè)的罰款，企業(yè)綠色開(kāi)采與非綠色開(kāi)采收益增加大于兩者的成本增加。系統(tǒng)演化穩(wěn)定結(jié)果見(jiàn)表4。只有B(0,1)是演化穩(wěn)定策略，對(duì)應(yīng)的策略組合為(不監(jiān)管，綠色開(kāi)采)。此時(shí)的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演化結(jié)果如圖2所示。在該種情況下，政府方面G

2.3.3 情形3：G>Cg，R-C1+T

政府對(duì)非綠色開(kāi)采企業(yè)的罰款高于監(jiān)管成本，企業(yè)非綠色開(kāi)采收益在扣除成本與罰款后仍然大于綠色開(kāi)采利潤(rùn)與獎(jiǎng)勵(lì)。系統(tǒng)演化穩(wěn)定結(jié)果見(jiàn)表5。只有C(1,0)是演化穩(wěn)定策略，對(duì)應(yīng)的策略組合為(監(jiān)管，非綠色開(kāi)采)。圖3為系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演化結(jié)果。政府對(duì)非綠色開(kāi)采企業(yè)的罰款所得高于監(jiān)管成本，政府監(jiān)管積極性提高。而企業(yè)由于非綠色開(kāi)采獲得的收益在扣除開(kāi)采成本和政府罰款后仍然高于有政府獎(jiǎng)勵(lì)政策下的綠色開(kāi)采所得，從“經(jīng)濟(jì)人”角度考慮，企業(yè)會(huì)選擇綠色開(kāi)采。

表4 情形2的局部穩(wěn)定性分析Table 4 Partial stability of case 2

圖2 情形2演化結(jié)果Fig.2 Evolution results of case 2

表5 情形3的局部穩(wěn)定性分析Table 5 Partial stability of case 3

平衡點(diǎn)TrJ(跡)DetJ(行列式)結(jié)果A(0,0) 不確定-鞍點(diǎn)B(0,1) 不確定-鞍點(diǎn)C(1,0) -+ESSD(1,1) ++不穩(wěn)定點(diǎn)

2.3.4 情形4：G>Cg，-F-T

政府對(duì)非綠色開(kāi)采企業(yè)的罰款高于監(jiān)管成本，企業(yè)非綠色開(kāi)采利潤(rùn)大于綠色開(kāi)采利潤(rùn)，但企業(yè)非綠色開(kāi)采在扣除政府對(duì)其罰款之后小于政府對(duì)綠色開(kāi)采補(bǔ)貼與利潤(rùn)之和。演化穩(wěn)定結(jié)果見(jiàn)表6。系統(tǒng)不存在演化穩(wěn)定策略，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演化結(jié)果如圖4所示。監(jiān)管之初，政府獲得收益達(dá)到了期望值，會(huì)選擇監(jiān)管；考慮到政府監(jiān)管，企業(yè)會(huì)選擇綠色開(kāi)采；然而，政府繼續(xù)監(jiān)管除了增加監(jiān)管成本，還要給予企業(yè)相應(yīng)的補(bǔ)貼和優(yōu)惠，于是，政府選擇不監(jiān)管；企業(yè)因?yàn)檎牟槐O(jiān)管繼而選擇非綠色開(kāi)采。如此反復(fù)，兩博弈主體之間沒(méi)有穩(wěn)定演化策略。

圖3 情形3演化結(jié)果Fig.3 Evolution results of case 3

表6 情形4的局部穩(wěn)定性分析Table 6 Partial stability of case 4

平衡點(diǎn)TrJ(跡)DetJ(行列式)結(jié)果A(0,0)不確定-鞍點(diǎn)B(0,1)不確定-鞍點(diǎn)C(1,0)不確定-鞍點(diǎn)D(1,1)不確定-鞍點(diǎn)O(x?,y?)00中心點(diǎn)

圖4 情形4演化結(jié)果Fig.4 Evolution results of case 4

3 仿真設(shè)計(jì)

為更直觀(guān)地描述博弈中各參數(shù)對(duì)演化穩(wěn)定策略的影響，下面使用Matlab對(duì)演化博弈四種情形進(jìn)行仿真檢驗(yàn)，以探究其對(duì)演化穩(wěn)定狀態(tài)的影響機(jī)制。

3.1 情形1博弈仿真

根據(jù)情形1的條件設(shè)置各參數(shù)并進(jìn)行調(diào)整，得到仿真結(jié)果如圖5所示。此時(shí)，政府監(jiān)管收益低于預(yù)期收益，而監(jiān)管成本較高，調(diào)整這兩個(gè)參數(shù)不會(huì)影響最終的演化穩(wěn)定策略。但政府監(jiān)管成本和預(yù)期收益會(huì)對(duì)博弈系統(tǒng)達(dá)到均衡狀態(tài)的速率有所影響。在該情況下，調(diào)整企業(yè)的綠色開(kāi)采收益、非綠色開(kāi)采收益、綠色開(kāi)采成本、非綠色開(kāi)采成本、政府補(bǔ)貼及非綠色開(kāi)采情況下政府罰款和企業(yè)損失參數(shù)會(huì)對(duì)演化穩(wěn)定策略有影響。綠色開(kāi)采利潤(rùn)與非綠色開(kāi)采利潤(rùn)之差較小時(shí)，部分小企業(yè)會(huì)選擇綠色開(kāi)采，這部分企業(yè)沒(méi)有政府罰款，其政府補(bǔ)貼正好能彌補(bǔ)與非綠色開(kāi)采利潤(rùn)差值。而大部分企業(yè)會(huì)選擇非綠色開(kāi)采以獲取更多收益，說(shuō)明政府對(duì)其懲罰力度較小，且政府的補(bǔ)貼等獎(jiǎng)勵(lì)政策對(duì)其吸引力較小。對(duì)于推廣綠色開(kāi)采技術(shù)，此情況應(yīng)當(dāng)引起重視，以便及時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧└倪M(jìn)企業(yè)僥幸心理，否則綠色開(kāi)采技術(shù)難以推廣，甚至環(huán)境和資源等會(huì)進(jìn)一步破壞。

圖5 情形1仿真結(jié)果Fig.5 Simulation results of case 1

3.2 情形2博弈仿真

根據(jù)情形2的條件設(shè)置各參數(shù)并進(jìn)行調(diào)整，得到仿真結(jié)果如圖6所示。政府監(jiān)管收益低于預(yù)期收益，而監(jiān)管成本較高，調(diào)整這兩個(gè)參數(shù)并不能影響最終的演化穩(wěn)定策略。但政府監(jiān)管成本和預(yù)期收益會(huì)對(duì)達(dá)到均衡狀態(tài)的速率有所影響。在該情況下，調(diào)整企業(yè)的綠色開(kāi)采收益、非綠色開(kāi)采收益、綠色開(kāi)采成本、非綠色開(kāi)采成本、政府補(bǔ)貼及非綠色開(kāi)采情況下政府罰款和企業(yè)損失等參數(shù)不會(huì)改變演化穩(wěn)定策略，只會(huì)影響博弈系統(tǒng)達(dá)到均衡狀態(tài)的速率。企業(yè)綠色開(kāi)采收益和成本等參數(shù)的改變加速了演化博弈達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。情形2在現(xiàn)實(shí)生活中并不常見(jiàn)，一般會(huì)出現(xiàn)在管理層思想先進(jìn)，資源雄厚的企業(yè)。絕大數(shù)傳統(tǒng)企業(yè)思想固化不會(huì)主動(dòng)對(duì)開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行改革。

3.3 情形3博弈仿真

根據(jù)情形3的條件設(shè)置各參數(shù)并進(jìn)行調(diào)整，得到仿真結(jié)果如圖7所示。政府實(shí)施監(jiān)管之初經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)企業(yè)的懲罰力度較小，所獲收益低于預(yù)期，政府監(jiān)管意愿會(huì)較小；后期隨著監(jiān)管制度的完善，政府最終會(huì)選擇監(jiān)管。調(diào)整這兩個(gè)參數(shù)不會(huì)影響最終的演化穩(wěn)定策略。但政府監(jiān)管成本和預(yù)期收益會(huì)對(duì)博弈系統(tǒng)達(dá)到均衡狀態(tài)的速率有所影響。在該情況下，調(diào)整企業(yè)的綠色開(kāi)采收益、非綠色開(kāi)采收益、綠色開(kāi)采成本、非綠色開(kāi)采成本、政府補(bǔ)貼及非綠色開(kāi)采罰款和企業(yè)損失等參數(shù)也不會(huì)改變演化穩(wěn)定策略，只會(huì)影響博弈系統(tǒng)達(dá)到均衡狀態(tài)的速率。情形3在現(xiàn)實(shí)生活中比較常見(jiàn)，煤炭企業(yè)屬于傳統(tǒng)企業(yè)，管理層思想固化， 不愿意引進(jìn)創(chuàng)新人才對(duì)開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行改革，而政府作為綠色開(kāi)采技術(shù)的推動(dòng)者，必然要采取措施對(duì)企業(yè)進(jìn)行整頓。

圖6 情形2仿真結(jié)果Fig.6 Simulation results of case 2

圖7 情形3仿真結(jié)果Fig.7 Simulation results of case 3

3.4 情形4博弈仿真

根據(jù)情形4的條件設(shè)置各參數(shù)并進(jìn)行調(diào)整，得到仿真結(jié)果如圖8所示。此情形中沒(méi)有穩(wěn)定均衡策略，得到中心點(diǎn)(0.5,0.5)。在此情況下政府和企業(yè)都選擇了混合戰(zhàn)略，博弈雙方會(huì)根據(jù)彼此策略的變化改變策略，雙方有一定的相互依賴(lài)性，這種策略選擇有一定的周期性。

圖8 情形4仿真圖Fig.8 Simulation results of case 4

4 建 議

1) 完善綠色開(kāi)采制度體系。將礦區(qū)周?chē)牡乇硭菝娣e、水污染程度等納入績(jī)效考核，通過(guò)給予企業(yè)相應(yīng)補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠政策，激發(fā)企業(yè)綠色開(kāi)采的積極性。遵循“誰(shuí)綠色、誰(shuí)受益”的原則，支持企業(yè)使用綠色開(kāi)采技術(shù)，給予企業(yè)綠色開(kāi)采設(shè)備和材料購(gòu)買(mǎi)的補(bǔ)貼。

2) 降低綠色開(kāi)采風(fēng)險(xiǎn)。完善綠色開(kāi)采法律法規(guī)，明確煤炭資源屬于國(guó)有，使綠色開(kāi)采有法可依。通過(guò)立法解決煤炭開(kāi)采過(guò)程中對(duì)地表及水資源等污染的問(wèn)題，推動(dòng)綠色開(kāi)采技術(shù)的推廣，降低綠色開(kāi)采的風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)企業(yè)權(quán)益。

3) 強(qiáng)化綠色開(kāi)采的內(nèi)在激勵(lì)。營(yíng)造“誰(shuí)綠色、誰(shuí)光榮”的氛圍，對(duì)于更換綠色開(kāi)采設(shè)備的企業(yè)，政府不但給予企業(yè)一定的補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠政策，并授予供應(yīng)商和開(kāi)采企業(yè)榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)，調(diào)動(dòng)企業(yè)使用先進(jìn)開(kāi)采技術(shù)的積極性，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)和供應(yīng)商的雙贏(yíng)。

4) 推動(dòng)綠色開(kāi)采技術(shù)的市場(chǎng)化。大力建設(shè)市場(chǎng)化的技術(shù)中介服務(wù)體系，結(jié)合企業(yè)對(duì)開(kāi)采過(guò)程中對(duì)設(shè)備、材料等的需求，有效解決企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新成本高的難題。加大對(duì)技術(shù)服務(wù)部門(mén)的溝通，形成市場(chǎng)化、網(wǎng)絡(luò)化和專(zhuān)業(yè)化的技術(shù)交流平臺(tái)。