地方政府與物流企業在低碳技術創新中的演化博弈分析

肖林功

摘要：基于物流企業低碳發展需要，構建了地方政府與物流企業行為選擇演化博弈模型，并對模型均衡點的局部穩定性進行分析，通過數值仿真模擬了物流企業低碳技術創新的動態演化過程，分析影響物流企業低碳技術創新的主要因素。研究結果表明：物流企業處罰罰款和低碳技術創新成本，地方政府監管成本、罰款收益與創新補貼均影響地方政府與物流企業行為選擇演化穩定策略。

Abstract： Based on low carbon logistics enterprise development needs， build a evolutionary game model and logistics enterprise behavior of local government， and local stability of equilibrium model is analyzed， through numerical simulation the dynamic evolution process of low carbon logistics enterprise technology innovation， analyses the main factors affecting logistics enterprise low carbon technology innovation. The results show that the penalties and fines of logistics enterprises and the innovation costs of low-carbon technologies， as well as the regulatory costs， penalty benefits and innovation subsidies of local governments all affect the evolution and stability of the behavioral choices of local governments and logistics enterprises.

關鍵詞： 物流企業;地方政府;低碳技術創新;演化博弈

0? 引言

我國物流業作為新興的第三產業，擁有廣闊的市場，但隨著物流量的增加，各環節的碳排放量也相應的越來越大，進而使得物流對生態環境的影響也愈發顯著。隨著低碳經濟的發展，物流企業實現低碳技術創新在促進國民經濟發展和實現節能減排目標中發揮著重要作用。

低碳技術創新是指以減輕或消除生態環境污染、節約資源和能源、保護環境為目的，遵循生態經濟自身發展規律進行的技術創新行為[1，2]。低碳技術創新建立在維護生態環境和可持續發展的基礎上，符合和諧社會發展的要求和人類生存發展的利益，代表未來物流發展的方向和趨勢。實行低碳技術創新是提高能源利用率進而實現節能減排目標的根本途徑[3]。企業如何將低碳政策帶來的成本挑戰轉化為低碳技術的提升過程，進而提高低碳經濟效益與市場競爭力，實施低碳技術創新戰略在此機遇轉變過程中尤為重要[4]。

文章基于演化博弈理論，構建地方政府與物流企業演化博弈模型，分析低碳經濟下地方政府與物流企業行為策略選擇，并通過仿真分析物流企業進行低碳技術創新的影響因素，提出促進物流企業低碳技術創新和政府規制的建議，為物流企業低碳發展提供理論依據。

1? 模型假設及構建

1.1 基本假設

假設1：博弈雙方參與者為地方政府和物流企業，雙方都是理性決策者，以追求自身利益最大化為最終目標。地方政府行為策略有兩種，即對物流企業低碳技術創新行為選擇監管和不監管。物流企業的行為策略有兩種，即進行低碳技術創新和不進行低碳技術創新。

假設2：設物流企業進行低碳技術創新獲得的基本收益為E1，按照傳統生產方式獲得的基本收益為E1;當物流企業進行低碳技術創新需付出新的機器設備引進和低碳技術研發的成本[5]，設物流企業進行低碳技術創新投入的總成本為C1，政府對物流企業低碳技術創新補貼為T。當物流企業不進行低碳技術創新時，需要向地方政府支付的罰款為F1，物流企業按照傳統生產方式的成本為C1，其中C1>C1。

假設3：設政府對物流企業低碳技術創新進行監管，則政府監管付出的成本為C2，政府對物流企業低碳技術創新行為不監管，物流企業按照傳統生產方式時，政府需要承擔污染治理費用為f，同時對物流企業不進行低碳技術創新行為進行處罰，地方政府獲得的罰款收益為F2。物流企業進行低碳生產時，環境的改善能帶動整個社會福利的提高[6]，地方政府能夠獲得潛在社會收益，設地方政府潛在社會收益為E2。

假設4：在雙方博弈過程中，假設地方政府選擇監管策略的比例x，選擇不監管策略的比例為1-x，物流企業選擇進行低碳技術創新策略的比例為y，選擇不進行低碳技術創新的比例為1-y;其中0？燮x，y？燮1。

1.2 演化博弈模型構建

基于上述假設，構建了地方政府和物流企業間演化博弈支付矩陣，見表1。

1.3 演化博弈模型穩定性分析

設物流企業選擇“進行”低碳技術創新策略的期望收益為U1，選擇“不進行”低碳技術創新策略的期望收益為U2，平均期望收益為■，則有：

結論1：在情形（1）下，即F2-C2>0，E1-E1-C1+C1>0時，系統（L）演化穩定均衡點為（0，1），表示地方政府選擇不監管物流企業低碳技術創新行為，物流企業選擇進行低碳技術創新（見表2）。E1-C1表示物流企業選擇進行低碳技術創新的凈收益，E1-C1表示物流企業不進行低碳技術創新的凈收益。當物流企業選擇進行低碳技術創新的凈收益大于不進行低碳技術創新的凈收益，且地方政府獲得的罰金收益大于其監管成本時，物流企業選擇進行低碳技術創新，政府選擇不監管是系統演化穩定策略（ESS）。

結論2：在情形（2）下，即F2-C2>0，E1-E1-C1+C1+T+F1<0時，系統（L）演化穩定均衡點為（1，0），表示地方政府選擇監管物流企業低碳技術創新行為，物流企業選擇不進行低碳技術創新（見表2）。物流企業選擇低碳技術創新策略會產生負的凈收益，為避免利益受損，最終不選擇進行低碳技術創新。

結論3：在情形（3）下，即F2-C2<0，E1-E1-C1+C1>0時，物流企業選擇進行低碳技術創新的凈收益大于0，同時地方政府獲得的罰金收益小于其監管成本時， （0，1）為系統（L） 演化穩定均衡點（見表2）。政府選擇不監管，物流企業選擇進行低碳技術創新是系統演化穩定策略（ESS）。

結論4：在情形（4）下，即F2-C2<0，E1-E1-C1+C1<0，E1-E1-C1+C1+T+F1>0時，地方政府獲得的罰金收益小于其監管成本，物流企業進行低碳技術創新的凈收益小于0，物流企業受到處罰罰款與獲得政府補貼之和大于物流企業進行低碳技術創新的凈收益，系統（L）演化穩定均衡點為 （0，0）（見表2），表示政府選擇不監管物流企業低碳技術創新行為，物流企業不進行低碳技術創新。

結論5：在情形（5）下，即F2-C2<0，E1-E1-C1+C1<0，E1-E1-C1+C1+T+F1<0時，系統（L）演化穩定均衡點為 （0，0）（見表2），物流企業受到處罰罰款，獲得政府補貼與進行低碳技術創新的凈收益為正，政府選擇不監管物流企業低碳技術創新行為，物流企業不進行低碳技術創新。

2? 數值仿真

上述利用演化博弈理論分析了地方政府與物流企業在不同情形下的行為策略選擇，為進一步探究不同政府監管強度，企業參與程度，處罰罰款及政府補貼下，地方政府與物流企業行為策略演化穩定性，運用MATLAB對地方政府和物流企業行為策略的動態演化過程進行仿真分析。

情形（1）：當F2-C2>0，E1-E1-C1+C1>0時，系統（L）演化穩定均衡點為 （0，1）。對各參數分別進行取值E1=1，E1=0.5，F1=0.3，F2=0.3，C1=0.7，C1=0.3，C2=0.2，T=0.1，地方政府與物流企業的動態演化趨勢如圖1所示。隨著演化迭代次數的增加，地方政府選擇監管策略的比例越小，物流企業選擇進行低碳技術創新的比例越大。當物流企業進行低碳技術創新的收益大于不進行低碳技術創新的收益時，即使政府不監管，物流企業也趨向于選擇低碳技術創新。

情形（2）：當F2-C2>0，E1-E1-C1+C1+T+F1<0時，系統（L） 演化穩定均衡點為（1，0）。對各參數分別進行取值E1=0.4，E1=0.5，F1=0.3，F2=0.3，C1=0.7，C1=0.3，C2=0.2，T=0.1，地方政府與物流企業的動態演化趨勢如圖2所示。地方政府獲得的罰款收益大于其監管成本時，地方政府趨向于選擇監管策略。物流企業進行低碳技術創新獲得負收益，即使地方政府選擇加強監管并對物流企業罰款與補償，不足彌補物流企業損失，物流企業仍不進行低碳技術創新。

情形（3）：當F2-C2<0，E1-E1-C1+C1>0時，系統（L） 演化穩定均衡點為（0，1）。對各參數分別進行取值E1=1，E1=0.5，F1=0.2，F2=0.2，C1=0.7，C1=0.3，C2=0.3，T=0.1，地方政府與物流企業的動態演化趨勢如圖3所示。地方政府獲得罰款收益小于其監管成本，地方政府最終選擇不監管。物流企業進行低碳技術創新能夠長久獲得凈利潤，物流企業將趨向于選擇低碳技術創新。

情形（4）：當F2-C2<0，E1-E1-C1+C1<0，E1-E1-C1+C1+T+F1>0時，系統（L）演化穩定均衡點為（0，0）。對各參數分別進行取值E1=0.4，E1=0.5，F1=0.2，F2=0.2，C1=0.7，C1=0.3，C2=0.3，T=0.4，地方政府與物流企業的動態演化趨勢如圖4所示。地方政府獲得罰款收益小于其監管成本，物流企業選擇進行低碳技術創新將獲得負收益，政府通過補貼彌補企業部分受損利潤，但增加了政府負擔，地方政府最終選擇不監管，物流企業選擇不創新。

情形（5）：當F2-C2<0，E1-E1-C1+C1<0，E1-E1-C1+C1+T+F1<0時，系統（L）演化穩定均衡點為（0，0）。對各參數分別進行取值 E1=0.4，E1=0.5，F1=0.2，F2=0.2，C1=0.7，C1=0.3，C2=0.3，T=0.1，地方政府與物流企業的動態演化趨勢如圖5所示。地方政府獲得罰款收益小于其監管成本，物流企業選擇進行低碳技術創新將獲得負收益，政府補貼不足彌補企業受損利潤。地方政府最終選擇不監管，物流企業選擇不創新。

3? 結論及建議

基于演化博弈理論，構建地方政府與物流企業行為選擇的演化博弈模型，并通過數值仿真模擬不同情形下政企行為選擇的演化過程。研究結果表明：

①地方政府監管成本、罰款收益與創新補貼，物流企業處罰罰款和低碳技術創新成本都影響著雙方之間行為選擇的演化穩定策略。當物流企業選擇進行低碳技術創新的凈收益為正時都會選擇進行低碳技術創新。②當物流企業獲得凈收益為負，即使政府進行補貼仍不能彌補受損的利潤，物流企業選擇不進行低碳技術創新。此時，政府對物流企業進行處罰獲得的罰金收益遠大于其監管成本，地方政府會選擇監管策略。③當地方政府對物流企業所處罰金小于其監管成本時，地方政府對物流低碳技術創新進行補貼仍不能彌補企業受損利潤，地方政府選擇不監管，物流企業選擇不進行低碳技術創新。當地方政府不監管，物流企業不受懲罰，物流企業進行低碳技術創新通過政府補貼獲得正收益，從長遠來看，其收益小于不進行低碳技術創新獲得的收益，物流企業選擇不進行低碳技術創新策略。

基于以上結論，給出如下建議：

①物流企業低碳技術創新成本是物流企業進行低碳技術創新的重要阻礙，物流企業應加大科研投入提升低碳技術創新能力，并與高校、研發機構加強合作，與同行業間協同創新降低低碳生產成本。②地方政府補貼影響著物流企業低碳技術創新策略選擇。政府應加強對物流企業低碳技術創新的補貼力度并與懲罰相結合，激勵物流企業低碳技術研發，選擇低碳技術創新。③地方政府是否對物流企業進行監管，主要取決于地方政府監管成本和罰款收益。地方政府應通過多種途徑降低監管成本，如市民監督、網絡監督等，并加強對不選擇低碳技術創新物流企業的處罰力度。

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