基于非对称演化博弈的京冀雾霾协同治理联盟稳定性分析-马翔.pdf
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1、第26卷 第5期2017年5月运 筹 与 管 理OPERATIONS RESEARCH AND MANAGEMENT SCIENCEV0126,No5Mav 2017基于非对称演化博弈的京冀雾霾协同治理联盟稳定性分析马翔12, 张国兴1(I兰州大学管理学院,甘肃兰州;2中国政府绩效管理研究中心,甘肃兰州730000)摘 要:当前,雾霾已成为制约首都经济、社会发展的首要环境问题。本文基于生态补偿及生态索赔的视角,构建了京冀雾霾治理联盟的非对称演化博弈模型,分析了京冀雾霾治理联盟的稳定性,并得到最优策略组合。研究结果表明:在不实行行政干预的情况下,由于成本因素及当地政府生态索赔措施的疲软,企业不会
2、自主选择节能减排策略。合理的生态补偿标准对于企业采取节能减排策略至关重要。当两地生态索赔的总值低于企业节能减排的成本时,无益于企业采取节能减排策略,且生态补偿的额度过高会使得企业宁愿索赔不治污。只有两地生态索赔的总值高于企业节能减排成本,企业才会采取节能减排策略,并且实施节能减排策略不会被生态补偿的额度撼动。关键词:演化博弈分析;生态补偿;生态索赔;节能减排;稳定策略中图分类号:C93 文章标识码:A文章编号:1007-3221(2017)05004508 doi:1012005orms20170107Asymmetrical Evolutionary Game Model of Haze G
3、overnanceAlliance in Beijing and Hebei ProvinceMA Xian91一ZHANG Guoxin91(1School of Management,Lanzhou University,Lanzhou 730000,China;2Center For Studies of ChineseGovernment Performatrce Management,Lanzhou 730000,China)Abstract:Currently,haze has become the primary environmental problem restricting
4、 the development of economyand society in BeijingBased on the perspective of ecological compensation and ecological claim,this paper con-structs the asymmetrical evolutionary gaine model of haze governance alliance in Beijing and Hebei province,analyzes the stability of this alliance and finally get
5、s the optimal strategy combinationThe results show that with-out the administrative intervention,enterprises will not choose energy conservation and emission reduction for thecost and weak ecological claim of local governmentReasonable ecological claim standard is crucial for enterprises taking ener
6、gy conservation and emission reduction strategyIf the total value of ecological claim in these twocities is lower than the cost of energy conservation and emission reduction,enterprises will not prefer energy conservation and emission reduction,and they will prefer claim rather than govern pollution
7、 when ecological claim istoo highOnly when the total value of ecological claim in these two cities is higher than the cost of energy conser-vation and emission reduction,will they choose energy conservation and emission reduction strategy,and thisstrategy will not be affected by the amount of ecolog
8、ical claimKey words:evolutionary game analysis;ecological compensation;ecological claim;energy conservation andemission reduction;stability strategy0 引言当前,13益严重的雾霾问题已成为困扰首都经济、社会发展的首要环境问题。据中国环境发展报告(2014)调查显示,北京空气质量已连续五年全国倒数,北京及其周边的城市空气质量指数长期占据空气质量榜末尾的优先位置。屡屡爆表的空气质量指数显示了越治越污的雾霾治理现状。治霾,似乎陷入一个怪圈。值得关注的是,
9、近年来收稿日期:2016-03-11基金项目:国家自然科学基金重点项目(71433005);国家自然科学基金面上项目(71373107);兰州大学2014中央高校基本科研业务费专项资金项目(14LZUJBWZD011,14LZUWZD003);2015兰州大学中央高校基本科研业务费专项资金资助(15LZUJBWZD015)作者简介:马翔(1990一),男,甘肃民勤人,兰州大学管理学院博士研究生,研究方向:政府绩效管理;张国兴(1978-),男,内蒙商都人,教授,博士生导师,研究5-向:企业管理,资源与环境管理。万方数据46 运 筹 与 管 理 2017年第26卷每年的两会环境类提案里面雾霾治理
10、提案总会占比很大,并已经得到高层的重视,李克强总理多次强调要向雾霾宣战。节能减排指标亦被写进(2015政府工作报告,并在各项指标中处于靠前的位置,报告指出:要深入实施大气污染防治行动计划,实行包含京津冀区域的联防联控,推动燃煤电厂超低排放改造。北京绝不可能在雾霾治理中独善其身,也不可能以一己之力同雾霾相抗衡,必须同周边省市建立协作机制,共同治理。在北京及其周边的省市之中,雾霾治理的关键在于津冀两地的环境治理,而津冀环境治理的关键在于河北相关企业的节能减排。环保部日前发布的2014年城市空气质量最差榜,河北就占了7个。通过产业结构分析发现,河北高污染、高耗能产业比重大,其中钢铁、建材、电力三个行
11、业煤炭消费量占全省能源消费总量的896详情见新华网:http:newsxinhuanetcornlocal20140917c一1 l 12521926。htm。鉴于河北产业结构不合理,中央政府和河北省政府也下达了向过剩产能“开刀”的命令。但是,由于长期以来地方政府的职能缺位、生态索赔标准过低、产能淘汰及改造成本过高等原因【1“,往往使环保政策濒临流产。北京作为首都和政治中心而在治污投入及政策支撑上有着河北无法比拟的优势。在河北治污乏力的情境之下,北京是否应该多发挥政策优势和资源优势去推动河北的节能减排成为了一个现实命题。1文献述评目前,环境污染治理联盟作为解决区域公共环境问题的有效工具已成为学
12、术界关注的热点,就现有文献来看,按照研究视角的不同可以分为两类:基于跨域合作理论视角的经验研究以及基于合作博弈视角的模型研究。学界针对跨域合作理论视角的研究视域相对宽泛。较多文献是基于法制环境视域下开展研究,Andreas Klinke通过规范性研究设计发现,多层次社会参与、公共协商及跨区域环境治理可以保证跨区域治理的有效性p。;Jtirg Balsiger等学者亦得到相似的结论,他们通过跨界区域环境治理制度变迁的研究表明:功能性、多层治理和公民参与是积极影响跨区域治理三个措施。;Victor Galaz等学者提供了一个遵循全球环境治理的视角,他们讨论了四个相互关联的全球环境治理的挑战,以及一
13、些可能用来解决这些问题的方法j;梁平汉等学者通过实证研究发现,法制环境与地方环境污染有着明显的相关关系,法制环境越差,区域非法排污行为越严重。基于区域经济学视域开展研究方面,Mouez Fodha等学者使用二氧化碳和二氧化硫作为环境指标,GDP作为经济指标进行实证研究,发现污染物的排放与人均国民生产总值呈倒u型演化,减排政策和更多污染治理费用的投资不会损害经济增长,且它是区域经济实现可持续增长的一种可行的政策工具。;赵新峰等学者从经济基础、行政体制和协调机制三个方面探究京津冀治污政策不协调的原因,结果显示,区域发展不平衡,唯GDP主义对治理联盟的有效性有重要影响。7。汪伟全基于跨区域治理理论,
14、系统归纳了北京地区污染治理的问题症结,并提出建立创新机制、政府主导、市场协同的跨区域治理模式坤j。相比跨区域合作理论视角,基于博弈视角的模型研究视域更为聚焦。常见的文献是基于生态补偿或生态索赔视域下的合作博弈问题。JacekKrawczyk应用进化博弈理论研究了控制污染的环境管理问题中,监管机构的生态索赔及其税收费用的标准一。;徐大伟等学者基于演化博弈理论对流域上下游的生态补偿进行了利益冲突分析,认为上游政府在中央政府干预下采取保护河流策略的收益比不保护策略要大;卢方元对产污企业及环保部门之问博弈行为进行研究,结果表明:企业处理污染物的收益过低且环保部门处罚力度过轻时,污染必然发生;张国兴等学
15、者通过基于信号博弈,对政府与企业合谋情形进行分析,认为建立更全面、多维度的考核指标,发挥社会公众、媒体第三方的质询和监督权可有效约束政企合谋行为1;Sikhar Barari等学者通过建立演化博弈模型,来数值模拟满足不同市场和行政约束下的联盟合作治污方案,并给出联盟额外绿化投资无效的条件,惩罚成本与治理效果是连续的关系。13。;黄彬彬等学者研究了不完备信息下生态补偿中主客体的两阶段动态博弈,分析了相邻区域的最优策略及不完全信息对补偿额度的影响1“。部分文献应用演化博弈论的Shapley值法研究区域污染治理中的收益分配方法,Dinar等学者以加州圣华金河污水排放为案例,研究了治污费用在不同排污者
16、之间的分配”;Steffen Jprgensen等学者构建区域之间的合作治污博弈模型,通过Shapley值法对区域之间的公平分配进行了求解;薛俭等学者利用Shapley法给出了京津冀三省(市)之间大气污染治理的治万方数据第5期 马翔,等:基于非对称演化博弈的京冀雾霾协同治理联盟稳定性分析 47污费用分摊3。徐建中等学者研究了低碳经济下政府、制造企业和消费群体三方决策行为演化过程;吴瑞明等学者在假设不存在污染循环经济概念的条件下,建立了污染企业、政府及受害方的三方演化博弈模型,研究结果显示:环境质量取决于政府“。综上所述,国内外学界均关注到了区域污染治理问题,就基于跨域合作理论视角的经验研究类文
17、献来看,研究视域宽泛、侧重于区域经济学、行政管理学的理论方法,这类研究方法过于注重制度变迁与演化,缺乏污染治理的微观应对政策;就基于合作博弈视角的模型研究类文献而言,研究领域更为聚焦,且偏爱于演化博弈论、应用数学的研究方法,但在对模型参数现实意义的解释上有待进一步改善。就京冀治污联盟的关系来看,联盟之间既有合作又有博弈,联盟不同的演化结果最终反映在治污效果上。在前人研究的基础之上,本文基于生态补偿及生态索赔的视角,运用非对称演化博弈理论对京冀雾霾协同治理联盟的演化问题进行了深入的分析。2演化博弈模型与稳定策略21非对称演化博弈模型演化博弈理论主要研究在群体成员处于有限理性的基本情境下,基于微分
18、方程或偏微分方程理论来判断其决策演化的动态过程及稳定性。由演化博弈理论衍生出多种决策模型,其中最为常见的是复制动态演化博弈模型心。根据博弈双方群体地位的异同,演化博弈又可分为对称演化博弈与非对称演化博弈忙“。对京冀雾霾协同治理联盟而言,博弈方主要涉及北京政府与河北企业,北京市环境保护监测中心对当地雾霾贡献率的统计表明:贡献最大的为外地传输H1。北京的外围是河北,河北钢铁产业数量多、产能大,水泥厂超过600家,会排放相当数量的污染物到大气中,大气是流动的,流动到北京形成严重雾霾也就不足为奇。北京对其自身雾霾的贡献处于从属地位,河北污染企业的治理情况对北京的雾霾治理有着积极的影响,因此,北京会与河
19、北结成雾霾治理联盟。就联盟双方的地位来看,北京因政治中心所在地而相对河北有着毋庸置疑的优势,能够出台更多的政策工具去影响河北企业,双方之间的博弈是非对称的。考虑北京作为高耗能、高污染企业的受害方之一,会利用政策工具来力图减轻来自污染企业的雾霾侵害。本文将可供选择的策略分为两种,分别为:基于“生态补偿及生态索赔”原则的干预型策略和基于“谁污染谁治理”原则的放任型策略。具体而言,干预型策略是指北京会对河北企业进行治污的生态补偿,以期抵消企业节能减排所带来的成本,调动企业合作治理雾霾的积极性;一旦企业抵抗治污政策,北京将会对其进行生态索赔,索赔最终以货币的形式表现。放任型策略是指虽然北京关心河北企业
20、的节能减排,但却秉持谁污染谁治理的原则,完全依靠河北政府去治理企业的污染问题。就面临治污压力的河北企业来看,根据其是否支持节能减排而将策略分为两种。表1所示的博弈模型给出了北京政府、河北企业双方在各自策略行为上的收益矩阵。曰是企业在不实行节能减排政策前的原有收益,C是企业实行节能减排的成本,G是企业不节能减排时北京政府的损失,P是干预型策略下的北京政府对于企业的生态补偿,r。为企业不节能减排时当地政府的生态索赔,佗为企业不节能减排时北京政府的生态索赔,参数日、C、G、P、T、T2均大于0。表1雾霾治理联盟的非对称演化博弈模型北京政府1二预型 放任型河北 节能减排 (B+PC,一P) (BC,0
21、)企业 不节能减排 (B+P一丁1一疋,丁2一PG) (Bn,一G)22演化稳定策略假设戈为采取节能减排策略的企业比例,显然1一石为采取不节能减排策略的企业比例;Y为北京政府中选择干预型策略的比例,1一Y为选择放任型策略的比例。可以得到河北治污企业在两种策略下的期望收益e H,e。:及企业整体的平均收益E。:e。=Y(B+PC)+(1一Y)(BC)=yP+日一C (1)e。:=Y(B+Prl一疋)+(1一Y)(BT,)=yPy咒+日一T1 (2)E1=x,e11+(1一戈)e12=xyT2+石(丁,一C)+Y(PT2)+BT。 (3)北京政府在两种策略下的期望收益e:,e:及政府整体的平均收益
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