王奕淇, 曹國良, 李國平

(1.長安大學 經濟與管理學院,陜西 西安 710064; 2.西安交通大學 經濟與金融學院,陜西 西安 710061)

0 引言

黃河流域作為中華民族的母親河,構成了我國重要的生態(tài)屏障,是我國重要的經濟地帶,也是建設美麗中國的關鍵地區(qū)。雖然當前黃河流域生態(tài)保護和環(huán)境治理已取得不少成效,但仍存在生態(tài)環(huán)境脆弱、水沙關系失衡、水資源匱乏等問題。黨中央、國務院高度重視黃河問題,將黃河流域生態(tài)保護和高質量發(fā)展上升至重大國家戰(zhàn)略。如何開展切實有效的黃河流域環(huán)境治理行動、協調流域日趨復雜的功能沖突與多元利益訴求矛盾,已成為亟待解決的問題。

演化博弈作為研究環(huán)境治理體系中利益相關者行為策略的成熟方法[1,2],對利益相關主體的環(huán)境治理策略選擇具有較強的解釋力[3,4]?，F階段對于環(huán)境治理演化博弈的研究主要集中于以下五個方面:一是央地政府間的環(huán)境規(guī)制行為,由于地方政府在執(zhí)行環(huán)境規(guī)制過程中與中央政府目標不一致,二者在環(huán)境規(guī)制實施過程中是一種博弈關系[5],從演化博弈的視角探討中央政府與地方政府的決策演化過程,考察央地政府的演化穩(wěn)定策略[6]。二是地方政府間的合作治理行為,地方政府間的合作實際上是成員主體利益的再分配[7],府際間的合作治理是應對當前環(huán)境污染的必要途徑[8]。三是地方政府規(guī)制與排污企業(yè)的博弈,地方政府的環(huán)境規(guī)制政策直接影響企業(yè)排污行為與環(huán)境治理效果[9],在不同懲罰和補貼組合措施下,排污企業(yè)的行為演化策略不同[10]。四是多重利益主體間的策略選擇行為,初釗鵬等[4]、王育寶和陸揚[3]通過構建中央政府、地方政府與企業(yè)三方演化博弈,對環(huán)境治理多元主體背景下環(huán)境治理體系的運行機制進行探討。柳歆和孟衛(wèi)東[11]、潘峰等[12]通過構建公眾參與的中央政府和地方政府環(huán)境保護演化博弈模型,發(fā)現公眾參與可有效促進央地政府采取積極的環(huán)保行為。

綜上所述,現有文獻多是研究政府和企業(yè)的博弈行為,忽略了公眾這一重要參與主體,即使部分研究涉及到公眾,也鮮有學者將地方政府、企業(yè)與公眾置于同一分析框架,并考慮有中央政府約束的三方博弈主體的策略演化。鑒于此,文章從演化博弈的視角出發(fā),將督查力度引入地方政府的策略選擇,探討沿黃地方政府、企業(yè)和公眾三方博弈主體的動態(tài)演化博弈,并通過數值仿真探究三方博弈主體的行為策略選擇,揭示影響博弈主體治理流域生態(tài)環(huán)境的關鍵性因素。

1 問題描述與模型假設

1.1 問題描述

生態(tài)環(huán)境治理是黃河流域實現長期可持續(xù)發(fā)展的必經之路,而如何開展黃河流域生態(tài)環(huán)境治理、協調日趨復雜的多元利益訴求矛盾,已成為破除黃河流域沿線發(fā)展瓶頸的重要命題。在黃河流域環(huán)境治理的過程中,參與治理的地方政府、企業(yè)和公眾受信息不對稱和環(huán)境復雜性等因素的影響,均符合演化博弈有限理性的假設。因此,本文將構建地方政府、企業(yè)和公眾三方參與的演化博弈模型,將以往研究中地方政府{督查,不督查}的策略集合調整為{嚴格督查,寬松督查},企業(yè)作為節(jié)水減排的主體,可選擇節(jié)水減排和不節(jié)水減排,策略集合為{節(jié)水減排,不節(jié)水減排};公眾作為監(jiān)督主體,策略集合為{監(jiān)督,不監(jiān)督}。

1.2 模型假設

假設1地方政府對企業(yè)是否節(jié)水減排有督查權利和義務,r代表地方政府的督查力度,0

假設2當企業(yè)選擇“節(jié)水減排”策略時,將在原取水量Q1的基礎上節(jié)約用水N1,在原排污量Q2的基礎上減少污染物排放量N2,p為水資源稅額,k為環(huán)境規(guī)制標準,同時產生節(jié)水減排成本C2,并給地方政府和公眾分別帶來相應的環(huán)境收益R1和R2。當企業(yè)選擇“不節(jié)水減排”時,會給地方政府和公眾分別帶來相應的環(huán)境損失L1和L2。

假設3當公眾選擇“監(jiān)督”策略時,產生治污成本C3,此時若地方政府寬松督查,公眾的監(jiān)督舉報會對其造成公信力損失(1-r)h1;若企業(yè)不實施節(jié)水減排措施,公眾的監(jiān)督舉報會對其造成公信力損失h2。當公眾選擇“不監(jiān)督”策略時,說明公眾選擇容忍企業(yè)的用水和排污行為或寄希望于政府督查。

假設4當有中央政府約束時,中央政府對沿黃省區(qū)的水量和水質進行考核。對于水量考核,當沿黃省區(qū)水資源消耗量低于水資源消耗上限時,中央政府給予相應的補貼T1;當水資源消耗量超過水資源消耗上限時,中央政府給予相應處罰F1。對于水質考核,當黃河流域斷面水質達標(I-III類)時,中央政府給予相應的補貼T2;當黃河流域斷面水質未達標(Ⅳ-劣Ⅴ類)時,中央政府給予相應處罰F2。同時,中央政府給予沿黃重點生態(tài)功能區(qū)的地方政府轉移支付資金V。此外,當公眾進行監(jiān)督時,中央政府給予專項獎勵資金I。

2 演化博弈分析

2.1 無約束下的演化博弈分析

2.1.1 博弈支付矩陣構建

根據問題描述和模型假設,可得到無中央政府約束下,黃河流域環(huán)境治理過程中三方博弈主體的支付矩陣(表1)。同時,為簡化運算過程,令A=p(Q1-N1),B=k(Q2-N2),D=PQ1,G=kQ2,其中A和B分別代表企業(yè)進行節(jié)水減排時的水資源費用和環(huán)境規(guī)制費用,D和G分別代表企業(yè)不進行節(jié)水減排時的水資源費用和環(huán)境規(guī)制費用。

表1 無中央政府約束下地方政府、企業(yè)與公眾博弈支付矩陣

2.1.2 演化過程的均衡點

在初始階段,假設地方政府選擇嚴格督查和寬松督查的概率分別為x和1-x,(0≤x≤1);企業(yè)選擇節(jié)水減排和不節(jié)水減排的概率為y和1-y,(0≤y≤1);公眾選擇監(jiān)督和不監(jiān)督的概率為z和1-z,(0≤z≤1)。根據Malthusian方程,可推導得到博弈主體的復制動態(tài)方程。

復制動態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)是博弈各方行為策略選擇的概率保持在一個穩(wěn)定不變的水平。令三方博弈主體的復制動態(tài)方程等于0,可得到沿黃地方政府、企業(yè)和公眾在博弈過程中存在的8個特殊平衡點,分別為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 平衡點的穩(wěn)定性分析

利用推導得到的復制動態(tài)方程可求得該博弈系統(tǒng)的雅克比矩陣,將各均衡點分別代入雅克比矩陣中,可得到對應的特征值表達式。進一步根據表達式中各參數的取值范圍分情形討論各均衡點的穩(wěn)定性,發(fā)現在滿足表2穩(wěn)定性條件的情況下,E1-E6可能是演化穩(wěn)定點(ESS)。

表2 各均衡點的穩(wěn)定性條件

2.2 有約束下的演化博弈分析

2.2.1 演化過程的均衡點

2.2.2 平衡點的穩(wěn)定性分析

同理,將均衡點分別代入雅克比矩陣中,可得到對應的特征值表達式,并進一步根據表達式中各參數的取值范圍分情形討論各均衡點的穩(wěn)定性,詳見表3。

表3 各均衡點的穩(wěn)定性條件

3 數值仿真

3.1 參數賦值依據

模型需要賦初始值的參數主要包括三方博弈主體參與黃河流域環(huán)境治理時需要付出的成本費用以及獎懲數額,其中C2,G和V為主要參數,其余參數可根據與主要參數的關系確定和調整。C2作為企業(yè)選擇節(jié)水減排策略時產生的治理成本,采用“當年完成工業(yè)企業(yè)環(huán)保驗收項目環(huán)保投資”為其賦值,G作為企業(yè)不節(jié)水減排時被征收的環(huán)境規(guī)制費用,采用“排污費征收額”為其賦值,V作為中央政府給予沿黃省區(qū)重點生態(tài)功能區(qū)的轉移支付資金,采用“重點生態(tài)功能區(qū)轉移支付額”為其賦值[5]。參數賦值數據來源于2013—2018年的《中國環(huán)境年鑒》、《中國城市統(tǒng)計年鑒》以及沿黃省區(qū)的統(tǒng)計年鑒。參考初釗鵬等[4]的做法,采用2012—2017年的算術平均數計算三個參數的比例,得到C2=12,G=2,V=2。由于地方政府可通過征收環(huán)境規(guī)制費用實現環(huán)境成本內部化,因此可適當提高對不進行節(jié)水減排的企業(yè)征收的環(huán)境規(guī)制費用[13]。此外,借鑒高明和廖夢靈[14]的研究,進一步假設C1=10,C3=5,滿足地方政府的督查成本小于企業(yè)治污成本且大于公眾監(jiān)督成本的假定,其余參數根據不同情形下的穩(wěn)定性條件進行賦值。

3.2 無約束下的情景仿真

將沿黃地方政府x的初始值分別設定為0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,企業(yè)和公眾的初始值分別設定為y=0.5,z=0.5。此外,假設各情形下C1=10,C2=12,C3=5,r=0.5。同時,鑒于篇幅,僅列出情形1和情形6的仿真圖。

情形1(0,0,0)為ESS。將參數取值為A=0.5,B=1,D=1,G=2,M=1,S=6,W=3,沿黃地方政府、企業(yè)和公眾會傾向選擇(寬松督查,不節(jié)水減排,不監(jiān)督)的策略演化。說明對于沿黃地方政府,當地方政府嚴格督查的成本大于其對不節(jié)水減排的企業(yè)征收的水資源費用、環(huán)境規(guī)制費用和給予的懲罰數額三者之和時,地方政府會傾向選擇寬松督查的策略;對企業(yè)而言,當企業(yè)獲得的地方政府獎勵、企業(yè)不節(jié)水減排時被征收的水資源費用、環(huán)境規(guī)制費用和懲罰數額越低時,或企業(yè)的治理成本、節(jié)水減排時被征收的水資源費用和環(huán)境規(guī)制費用越高時,企業(yè)會傾向選擇不節(jié)水減排的策略;對公眾而言,當地方政府給予公眾舉報的獎勵小于公眾監(jiān)督成本時,公眾會傾向選擇不監(jiān)督的策略。同時,隨著地方政府選擇嚴格督查概率的下降,企業(yè)會更快演化至不節(jié)水減排的狀態(tài),而公眾越慢演化至不監(jiān)督的狀態(tài)。如圖1(a)所示。

(a)情形1 (b)情形6

情形2(0,0,1)為ESS。將參數取值為A=0.5,B=1,D=1,G=2,M=1,S=6,S=6,W=6,h1=3,h2=2,三方博弈主體會傾向于選擇(寬松督查,不節(jié)水減排,監(jiān)督)的策略演化。

情形3(0,1,0)為ESS。將參數取值為A=0.5,B=1,D=1,G=2,M=1,S=12,三方博弈主體會傾向于選擇(寬松督查,節(jié)水減排,不監(jiān)督)的策略演化。

情形4(1,0,0)為ESS。將參數取值為A=2,B=2,D=4,G=4,M=3,S=4,W=3,三方博弈主體會傾向于選擇(嚴格督查,不節(jié)水減排,不監(jiān)督)的策略演化。

情形5(1,0,1)為ESS。將參數取值為A=0.5,B=1,D=1,G=2,M=1,S=6,W=6,h1=13,h2=2,三方博弈主體會傾向于選擇(嚴格督查,不節(jié)水減排,監(jiān)督)的策略演化。

情形6(1,1,0)為ESS。將參數取值為A=5,B=6,D=10,G=12,M=4,S=6,三方博弈主體會傾向于選擇(嚴格督查,節(jié)水減排,不監(jiān)督)的策略演化。同時,隨著地方政府選擇嚴格督查概率的上升,企業(yè)和公眾也會更快演化至節(jié)水減排和不監(jiān)督的狀態(tài)。如圖1(b)所示。

3.3 有約束下的情景仿真

為更好的作比較,在有中央政府約束的情景中,對沿黃地方政府x、企業(yè)y和公眾z的初始值設定與無中央政府約束下的情景一致。此外,假設各情形下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)為ESS的情形1-情形6中,當參數取值滿足相應的穩(wěn)定性條件時,三方博弈主體也會傾向于做出與無中央政府約束時相應情形下的相同選擇,但中央政府的約束可使沿黃地方政府、企業(yè)和公眾演化至寬松督查、不節(jié)水減排、不監(jiān)督的速度變慢,而演化至嚴格督查、節(jié)水減排、監(jiān)督的速度變快,說明中央政府的約束可有效減緩博弈主體選擇消極治理黃河流域環(huán)境的策略,促進博弈主體選擇積極治理流域環(huán)境的策略。鑒于篇幅便不一一列出,接下來重點討論情形7和情形8。

情形7(0,1,1)為ESS。將參數取值為S=12,h2=2,V=2,T1=2,T2=2,I=6,三方博弈主體會傾向于選擇(寬松督查,節(jié)水減排,監(jiān)督)的策略演化。與無中央政府約束的情景相比,中央政府的約束可促進企業(yè)和公眾在地方政府寬松督查的條件下也能選擇節(jié)水減排和監(jiān)督的演化穩(wěn)定策略。如圖2(a)所示。

(a)情形7 (b)情形8

情形8(1,1,1)為ESS。將參數取值為S=12,h2=2,V=2,T1=6,T2=6,I=6,三方博弈主體會傾向于選擇(嚴格督查,節(jié)水減排,監(jiān)督)的策略演化。與無中央政府約束的情景相比,中央政府的約束可促進三方博弈主體共同積極治理黃河流域生態(tài)環(huán)境。如圖2(b)所示。

同理可得到企業(yè)或公眾變動其初始值、其他兩方博弈主體初始值固定時的演化路徑。由無中央政府約束和有中央政府約束兩種情景下的仿真可知,在參數取值滿足不同的穩(wěn)定性條件時,地方政府、企業(yè)和公眾最終的穩(wěn)定策略點不同,且策略初始值的變化會影響博弈主體的演化速度,但不會改變其最終策略選擇。另外,相較于無中央政府約束的情景,有中央政府約束能促進沿黃地方政府、企業(yè)和公眾共同積極治理黃河流域生態(tài)環(huán)境,說明中央政府的約束有利于完善黃河流域生態(tài)環(huán)境治理體系。

4 結論與建議

本文通過構建無中央政府約束和有中央政府約束下的演化博弈模型,對“地方政府-企業(yè)-公眾”三方博弈主體在黃河流域環(huán)境治理過程的策略演化進行分析,并進行數值模擬,得到以下結論:一是在參數取值確定的情況下,地方政府、企業(yè)和公眾的策略演化速度會受到自身和其他兩方主體策略選擇概率的影響,但各主體選擇概率的變化不會改變博弈主體的最終行為策略選擇。二是在有中央政府的約束下,三方博弈主體能夠達到(嚴格督查,節(jié)水減排,監(jiān)督)的理想演化穩(wěn)定均衡。三是相較于無中央政府約束的情景,中央政府的約束可使三方博弈主體在相對應的穩(wěn)定性條件下,演化至嚴格督查、節(jié)水減排、監(jiān)督的速度變快,說明中央政府的約束促進博弈主體選擇積極治理流域環(huán)境的策略。

根據研究結論,提出以下建議:

一是加大中央政府獎懲力度。中央政府應對黃河流域制定合理的政策,增強地方政府環(huán)境治理的監(jiān)督與干預,并根據對黃河流域水量和水質的考核結果,加大對沿黃地方政府的獎懲力度,同時給予公眾一定的舉報獎勵。二是強化地方政府環(huán)保履責。地方政府應制定合理的水資源稅額和環(huán)境規(guī)制標準,提高對節(jié)水減排企業(yè)的獎懲力度,促使企業(yè)積極節(jié)水減排。同時,引導公眾積極參與黃河流域環(huán)境治理,提高對公眾監(jiān)督舉報的獎勵。三是落實企業(yè)治污主體責任。企業(yè)應提升自身環(huán)保意識,不糾結于短期的經濟利益損失,積極進行技術創(chuàng)新,尋求節(jié)水減排的新型發(fā)展道路。同時,可請求政府給予資金扶持,并通過積極節(jié)水減排來獲得公眾的支持,利用良好的聲譽實現利潤更大化。最后,完善公眾參與監(jiān)督機制。公眾應提高環(huán)境保護的意識,利用媒體、舉報機制等相關渠道對企業(yè)進行監(jiān)督,維護自身利益。同時公眾應合理利用中央與地方政府對舉報的獎勵,做到監(jiān)督有度、舉報有理,有序參與環(huán)境治理。