低碳農業推廣過程中相關利益主體的演化博弈分析

摘要：推廣低碳農業是實現農業可持續發展的必然選擇，建立各相關利益主體的均衡機制是發展低碳農業的關鍵。將低碳農業的三個主要利益主體納入分析框架，構建“政府-農業企業”“農業企業-農戶”兩組演化博弈模型，探討各主體低碳發展決策的動態演化過程、演化穩定策略及其對應條件。研究結果顯示：三方的策略選擇依賴于初始狀態和關鍵參數選擇;政府通過給予補貼、碳稅返還等措施來鼓勵農業企業實行低碳生產;農業企業通過傳授低碳生產技術、改善低碳生產設施條件、分享低碳生產收益等途徑來促使農戶與其合作，最終可實現三方共贏以及低碳農業的持續發展。

關鍵詞：低碳農業;相關利益主體;演化博弈

中圖分類號：F124.5文獻標識碼：A 文章編號：1009-9107（2016）01-0059-07

引言

在氣候變暖問題日益凸顯的背景下，由于農業是溫室氣體的排放源之一，低碳農業近年來受到國內外的廣泛關注。低碳農業是以減緩溫室氣體排放為目標、以“低能耗、低排放、高效率、高碳匯”為基礎的一種新型農業發展模式，加快推廣低碳農業是實現農業可持續發展的必然選擇[1]。低碳農業在推廣過程中涉及到眾多相關利益主體，由傳統農業向低碳農業的轉變過程是眾多主體從矛盾沖突、利益協調到實現各方互利共贏的動態博弈過程，其構成了低碳農業發展的內在動力。因此，探明各相關利益主體的內在關系、建立各主體的利益均衡機制是發展低碳農業的關鍵。

國外學者對農業低碳化及其相關政策機制較早進行了研究，較多圍繞提高農地固碳功能、制定固碳政策展開。Tristram O West等認為減少農作物的產量會使農作物的碳吸附功能下降而引起碳排放量的增加，而增加農作物的產量、濫用土地也會使土地的碳吸附功能下降而導致碳排放量增加，總之農地政策的變化會影響土地的碳吸附能力[2]。Freibauer等在研究歐洲農地固碳功能時指出，禁止開發生物燃料、鼓勵農民有機耕作、強化政府的低碳政策和理念等能促使農地固碳功能的提高[3]。John M Antle認為農地固碳功能的提高可以在一定程度上通過碳交易來實現，并且碳交易也能減少土壤的碳損失率、增加農民收入[4]。

國內對低碳農業的研究開始較晚，目前主要集中在低碳農業的內涵界定和基本理論[1，5]、發展現狀[6]、模式及對策[7]等視角，而對于低碳農業涉及的利益主體的研究較少。漆雁斌、江玲利用靜態博弈方法討論了涉農企業之間、農戶之間及地方與中央政府之間在低碳農業發展中的策略選擇[8]。曾小艷、魯德銀針對農業產業化中政府、龍頭企業、農戶、消費者等主要利益相關者安全低碳行為的行動策略進行了理論上的分析，并從政府的角度提出了諸多政策建議[9]。魯德銀、王習春通過調查和分析發現，農戶、企業和消費者對低碳技術與模式的預期收益不高，企業和農戶不愿采用低碳技術與模式，消費者不愿為低碳農產品支付較高的價格[10]。

演化博弈理論在經濟管理相關問題的研究中有著越來越重要的應用，國內對關于低碳問題相關利益主體間的演化博弈也展開了豐富的研究。王京安等通過演化博弈分析發現，政府政策的合理引導、企業自身技術條件的提高可促使企業逐步趨向于低碳生產[11]。何麗紅、王秀建立了低碳供應鏈中政府和核心企業的演化博弈模型，研究發現，企業實施低碳供應鏈管理的收益和成本、政府對企業的獎懲力度都會直接影響博弈結果[12]。趙黎明等重點討論了旅游產品碳排放核算制度與相應的激勵政策下政府部門與旅游企業低碳策略的演化發展[13]。

隨著低碳農業的進一步推廣，相關利益主體間的博弈關系更加復雜，因此需要運用更成熟的理論和方法去探析內部利益關系。本文在上述相關文獻的基礎上，運用演化博弈論的分析方法，從低碳農業的三個主要利益主體——政府、農業企業和農戶入手，構建“政府-農業企業”“農業企業-農戶”兩組演化博弈模型，探討各主體低碳發展行為策略的穩定性以及優勢穩定策略組合所需要的條件，以期建立各相關利益主體的均衡機制，為促進低碳農業的持續發展提供理論指導和決策建議。

一、“政府-農業企業”演化博弈分析

（一）模型的假設及建立

在低碳農業的推廣過程中，政府部門試圖通過各項監管措施來引導農業企業實行低碳農業生產，以此實現農業的低碳轉型。農業企業會根據外部環境和自身條件的情況，選擇是否進行低碳生產。假設政府和農業企業都以自身利益最大化為原則，兩者之間的行為博弈在有限理性和信息不完全的條件下進行。政府對農業企業的有兩個可選擇的策略：監管和不監管;農業企業也有兩個可選擇的策略：實行低碳農業生產和不實行低碳農業生產（實行傳統農業生產）。設初始狀態下，政府選擇監管的概率為p，選擇不監管的概率為1-p;農業企業選擇低碳生產的概率為q，選擇傳統生產的概率為1-q。

政府若選擇對農業企業進行監管，監管成本為Cg，包括政府搜集農業企業碳排放情況等信息耗費的人力、財力、物力，政府監管采取的方式有罰款、補貼和碳稅返還。其中，政府對實行低碳農業生產的企業給予的補貼為A，碳稅返還為T，對實行傳統農業生產的企業進行罰款F。在政府監管條件下，若企業實行低碳農業生產，政府將獲得長期經濟社會環境效益的增加，也包括政府聲譽的提高，此部分效益記為Rg。若企業實行傳統農業生產，政府要付出環境治理費用Pg。

設農業企業在傳統農業生產方式下獲得的收益為R0。若企業選擇低碳農業生產，需要付出額外的成本Ce，包括對低碳原材料、低碳技術設備、清潔能源的投資購買等;同時企業也會獲得額外收益Re，包括碳排放費用的減少、企業品牌價值的提升、獲得的良好社會聲譽等;同時，若政府選擇監管，企業可獲得低碳補貼和碳稅返還。

根據以上假設，得到政府與農業企業的博弈收益矩陣如表1所示。

（二）模型的局部均衡點穩定性分析

根據矩陣，政府實行監管與不監管的期望收益Ug1、Ug2以及平均期望收益Ug分別為：

Ug1=q（Rg-Cg-A-T）+（1-q）（F-Cg-Pg）

Ug2=-（1-q）Pg

Ug=pUg1+（1-p）Ug2

得到政府實行監管的復制動態方程為：

F（p）=dpdt=p（Ug1-Ug）=p（1-p）[[q]（Rg-A-T-F）+F-Cg]]（1）

農業企業實行低碳農業生產與傳統農業生產的期望收益Ue1、Ue2以及平均期望收益Ue分別為：

Ue1=p（R+Re+A+T-Ce）+（1-p）（R0+Re-Ce）

Ue2=p（R0-F）+（1-p）R0

Ue=qUe1+（1-q）Ue2

得到農業企業實行低碳生產的復制動態方程為：

F（q）=dqdt=q（Ue1-Ue）=q（1-q）[[p]（A+T+F）+Re-Ce]] （2）

令F（p）=0且F（q）=0，解得：

p1=0，p2=1，q*=Cg-FRg-A-T-F;q1=0，

q2=1，p*=Ce-ReA+T+F

由此得到博弈矩陣的5個局部均衡點A1（0，0）、B1（0，1）、C1（1，0）、D1（1，1）、E1（p*，q*）。其中，A1、B1、C1、D1四點為純策略均衡點，E1為一個混合策略均衡點。

根據Friedman（1991）提出的方法，檢驗動態系統的雅可比矩陣的行列式和跡的符號可以分析該系統均衡點的穩定性[14]。由式（1）和式（2）可得，在政府-農業企業系統中，雅可比矩陣J及其對應的行列式detJ和跡trJ分別為：

J=[（1-2p）[q（Rg-A-T-F）+F-Cg]p（1-p）（Rg-A-T-F）

q（1-q）（A+T+F）（1-2q）[p（A+T+F）+Re-Ce]]

detJ=（1-2p）（1-2q）[q（Rg-A-T-F）+F-Cg][p（A+T+F）+Re-Ce]

-pq（1-p）（1-q）（Rg-A-T-F）（A+T+F）

trJ=（1-2p）[q（Rg-A-T-F）+F-Cg]+（1-2q）[p（A+T+F）+Re-Ce]

農業企業改變傳統生產方式轉向低碳生產，需要投入大量的人力、設備、技術，盡管從長遠利益考慮，Re大于Ce是可能實現的，但在短期內獲得Regt;Ce是不現實的，因此在一定時期內，假定存在Cegt;Re。此外，為充分說明博弈的經濟含義，假定Rggt;Cg+A+T，即在政府監管條件下，農業企業低碳生產而使政府獲得的長期效益的增加大于其監管成本和對企業給予的補貼、碳稅返還之和。根據5個局部均衡點對應的detJ和trJ結果，需要討論Cg-F、Re+A+T+F-Ce和Rg-A-T-F是否大于零。若Cggt;F，由于Rggt;Cg+A+T，則恒有Rggt;A+T+F;同理，若Rg

當Cggt;F且Cegt;Re+A+T+F時，盡管政府對農業企業實行監管政策，但是采取的各種干預方式的力度均不足。政府對非低碳生產企業的罰款較小（F），不足以補償其付出的較大的監管成本（Cg）;對低碳生產企業的補貼（A）和碳稅返還（T）也較小，而企業的低碳生產的額外成本太大（Ce），導致其沒有動力采取低碳生產決策，雙方的策略選擇將傾向于（不監管，傳統農業生產）。為改變這種情況，首先要采取措施降低政府的監管成本，提高監管的積極性。政府可以借助并發揮公眾、媒體和非政府組織的力量，讓其參與到對農業企業生產的監督中來，同時創建良好的社會輿論機制，增加監管的聲譽效益。

當Cggt;F且Ce

演化博弈的最終均衡結果取決于博弈的初始狀態，當初始狀態位于區域A1C1E1B1時，系統將收斂于A1（0，0）;當初始狀態位于區域C1D1B1E1時，系統將收斂于D1（1，1）。為了在更大的可能性上得到（監管，低碳農業生產）這個希望的均衡結果，需要擴大區域C1D1B1E1，同時減少區域A1C1E1B1。各區域的大小是由鞍點E1（p*，q*）決定的，如果要擴大區域C1D1B1E1，則要求鞍點E1（p*，q*）向左下方移動，這要求p*=Ce-ReA+T+F與q*=Cg-FRg-A-T-F的值變小。

從各個參數來看，政府降低監管成本、增加對企業的罰款、補貼和碳稅返還;企業降低低碳生產成本、增加低碳生產收益，都會使p*和q*變小。

當RgRe+A+T+F時，政府對非低碳生產農業企業的罰款足夠大，但是對低碳生產企業的補貼和碳稅返還相對較小，企業同樣傾向于傳統生產，系統最終向（監管，傳統農業生產）演化。

當Rg

為使系統更好地向（監管，低碳農業生產）演化，從政府的角度看，一方面要加大監管力度，另一方面要試圖降低企業轉向低碳農業生產的成本（向企業提供低碳技術、設備、人才支持等）、增加企業低碳生產的額外收益（幫助企業加大低碳產品和服務的宣傳力度等）。

二、“農業企業-農戶”演化博弈分析

（一）模型的假設及建立

農戶是低碳農業的重要參與主體，其與農業企業之間的關系比較復雜，兩者需要合作來實現各自的利益訴求，但又存在利益沖突。在“企業+農戶”的農業經營模式中，農業企業通常是低碳農業生產的領導決策者，而農戶是具體執行者。在農業企業選擇低碳生產決策的前提條件下，為確保低碳農業的規范生產，假設雙方通常會簽訂相關的低碳生產標準協議。農戶在企業提供的低碳技術的指導下進行規范生產，農業企業則將低碳生產經營帶來的利益分配一部分給農戶。但是，由于實際經濟活動的復雜性和利益聯結機制的脆弱性，企業可能不愿意把低碳生產經營的利益分配給農戶，農戶出于自身利益考慮，也不一定會按規范低碳生產。

假設農業企業和農戶都追求自身利益最大化，雙方都是有限理性，且博弈是在信息不完全的條件下進行的。農業企業對農戶的有兩個可選擇的策略：分配低碳收益和不分配低碳收益;農戶也有兩個可選擇的策略：按規范生產和不按規范生產。設初始狀態下，農業企業選擇分配收益的概率為m，選擇不分配的概率為1-m;農戶選擇按規范生產的概率為n，選擇不按規范生產的概率為1-n。

設企業分配給農戶的收益為W;農戶按規范生產會使企業低碳生產的勞動力成本下降，此部分收益記為Rb;農戶不按規范生產給企業帶來的經濟損失為D;當農戶按規范生產，而企業不分配低碳收益給農戶時，農戶會向地方政府申訴，政府對企業實施罰款Fb，罰款補償給農戶。

農戶若選擇按規范生產，需要付出額外成本Cp，包括替換已有高碳技術而引致的產能減少、學習低碳農業技術的成本、勞動投入的增加等;同時會得到規范生產帶來的額外效益Rp，包括文化技能素質的提高、農業生產設施條件的改善等。當企業分配低碳收益給農戶，而農戶不按規范生產時，農戶要向企業支付違約金Fp。

根據以上假設，得到農業企業與農戶的博弈收益矩陣如表3所示。

（二）模型的局部均衡點穩定性分析

參考政府-農業企業系統模型復制動態方程的推導方法，根據表3，得到農業企業選擇分配收益、農戶選擇按規范生產的復制動態方程分別為：

F′（m）=dmdt=m（Ub1-Ub）=m（1-m）[[n]（Fb-Fp）+Fp-W] "（3）

F′（n）=dndt=n（Up1-Up）=n（1-n）[[m]（Fp-Fb）+Rp+Fb-Cp] "（4）

令F′（m）=0且F′（n）=0，解得：m1=0，m2=1，n*=W-FpFb-Fp;n1=0，n2=1，m*=Rp+Fb-CpFb-Fp

從而得到農業企業與農戶組成的動態演化博弈矩陣的5個局部均衡點為A2（0，0）、B2（0，1）、C2（1，0）、D2（1，1）、E2（m*，n*）。

根據式（3）和式（4），在農業企業-農戶系統中，雅可比矩陣J及其對應的行列式detJ和跡trJ為：

J=[（1-2m）[[n]（Fb-Fp）+Fp-W]m（1-m）（Fb-Fp）

n（1-n）（Fp-Fb）（1-2n）[[m]（Fp-Fb）+Rp+Fb-Cp]]

detJ=（1-2m）（1-2n）[[n]（Fb-Fp）+Fp-W][[m]（Fp-Fb）+Rp+Fb-Cp]-

mn（1-m）（1-n）

（F_b-F_p）2trJ=（1-2m）[[n]（Fb-Fp）+Fp-W]+（1-2n）[[m]（Fp-Fb）+Rp+Fb-Cp]

假設FpW，否則農戶一般情況下不會愿意與企業簽訂協議，企業也不會把收益分配給農戶，雙方不存在合作的可能性。根據上述5個局部均衡點對應的detJ和trJ結果，需要討論Rp+Fb-Cp與Rp+Fp-Cp的是否大于0。由于F_bgt;F_p，若Cpgt;Rp+Fb，必有Cpgt;Rp+Fp;同理，若Cp

當C_pgt;R_p+F_b時，農戶按規范低碳生產帶來的額外效益較小（Rp），或者政府對農業企業不分配收益而實施的罰款較小（Fb），二者之和小于農戶選擇低碳生產所要付出的額外成本（Cp），系統將會收斂于A2（0，0），即（不分配收益，不按規范生產）這一均衡狀態，這是地方政府不愿看到的結果。從自身短期利益考慮，由傳統生產方式和習慣轉向新型的低碳生產方式付出的成本很大，農戶寧愿支付違約金也不愿按規范低碳生產，但長遠來看，這對農戶自身和農業企業的發展都是不利的。為促使農戶合作推廣低碳農業，政府和農業企業必須著力降低農戶的低碳生產成本、增加農戶的低碳生產效益。可采取的具體措施包括引導農戶改變生產觀念、增加對農戶的收益分配、對農戶免費進行低碳種植生產技術培訓、提供或改善低碳農業生產設施等等。

當Cp

三、結論

本文對低碳農業推廣過程中相關利益主體的內部關系進行了分析，建立了政府與農業企業之間、農業企業與農戶之間低碳決策行為的動態演化博弈模型，對各主體演化策略的穩定性進行了分析和討論，得出以下主要結論：

1.政府部門對農業企業不監管或者采取的監管措施力度不夠時，農業企業實行低碳農業生產的積極性會受到嚴重挫傷，系統會向（不監管，傳統農業生產）演化。因此必須采取措施降低政府的低碳監管成本，增加監管收益。可以通過充分調動公眾、媒體和非政府組織參與對農業企業生產的監督，降低政府的監督和管理費用;同時，建立良好的社會輿論機制體系，使得政府通過監管能獲得較大的聲譽效益，以此激勵政府加大監管力度。

2.農業企業是否實行低碳農業生產主要受低碳生產成本、低碳生產額外收益、政府監管力度（包括高碳罰款、低碳補貼和碳稅返還）三個參數的影響。因此，政府要加大對非低碳生產農業企業的懲罰力度，給予低碳生產企業合理的財政補貼和碳稅優惠，同時可以對實行低碳生產的農業企業提供低碳發展技術設備、信息、人才等的支持，加大對企業低碳產品和服務的宣傳。總之要采取各種措施來降低企業的低碳生產成本，使其獲得更多的低碳效益，從而引導和幫助農業企業更好地開展低碳生產。

3.農戶是否按規范低碳生產主要受低碳生產成本、低碳生產額外效益、企業分配的低碳收益、不按規范生產而支付的違約金幾個參數的影響。農業企業要積極向農戶傳授低碳生產技術、改善低碳農業的基礎設施建設、增加對農戶的收益分配，同時通過加大宣傳力度來增強農戶的低碳意識和理念，提高農戶的積極性和主動性，促使農戶合作推廣低碳農業。在引導農戶從事低碳農業生產的過程中，農業企業要充分考慮到農戶的切身利益，當農戶不選擇低碳生產時，農戶自身和企業的長遠利益都將受到不利影響。

總之，政府通過給予補貼、碳稅返還等措施來鼓勵農業企業實行低碳生產;農業企業通過傳授低碳生產技術、改善低碳生產設施條件、分享低碳生產收益等途徑來提高農戶的積極性，促使農戶與其合作，最終可實現三方共贏以及低碳農業的持續發展。

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Evolutionary Game Analysis of Respective Stakeholders

During Promotion Process of Lowcarbon Agriculture

HE Xiaozhou， TANG Wan， PENG Yong

（College of Economics and Business Administration， Chongqing University， Chongqing 400044， China）

Abstract：The promotion of lowcarbon agriculture is the inevitable choice for the realization of sustainable development of agriculture， and the key to develop lowcarbon agriculture is to establish balancing mechanism of interests among respective stakeholders. This paper builds an evolutionary game framework which contains the governments， agricultural enterprises and farmers， establishes two groups of evolutionary game models： government and agricultural enterprise， agricultural enterprise and farmer， and discusses the dynamic evolution processes of their decisions in lowcarbon development， evolutionary stable strategy and its corresponding conditions. The results showed that three stakeholders’ choices of strategy were dependent on the initial state and their choices of some key parameters. Tripartite benefit and sustainable development of lowcarbon agriculture will be finally realized by following ways： for the government， encouraging agricultural enterprises to implement lowcarbon production by giving them subsidies， carbon tax returns and other measures; for agricultural enterprises， imparting lowcarbon production technologies， improving conditions of production facilities and sharing profits to spur farmers to cooperate with them.

Key words：lowcarbon agriculture; respective stakeholders; evolutionary game