地方政府和港口價值共創的演化博弈分析

高艷艷 高潔

摘要：為促進綠色港口發展，在低碳、共享經濟時代下，分析地方政府和港口價值共創的演化過程。基于價值共創理論，構建碳補貼和碳稅實施與否兩種情況下的地方政府和港口演化博弈模型。引入碳排放配額作為獎懲系數，進行博弈主體決策分析，展開博弈主體選擇參與價值共創的初始概率、碳補貼率和碳稅率對演化結果影響的討論。以天津港為例，驗證得到當地方政府和港口選擇參與價值共創的初始概率接近1、實施高碳補貼率（15%）和高碳稅率（15%）政策時，能加速港口綠色發展。

關鍵詞：

綠色港口; 價值共創; 演化博弈; 碳補貼; 碳稅

中圖分類號：? X321; F552

文獻標志碼：? A

Evolutionary game analysis of value co-creation between local

government and ports

GAO Yanyan， GAO Jie

（College of Transport & Communications， Shanghai Maritime University， Shanghai 201306）

Abstract：

To promote the development of green ports， the evolutionary process of value co-creation between local government and ports is analyzed in the era of low carbon and sharing economy. Based on the value co-creation theory， the evolutionary game models of local government and ports under the implementation and non-implementation of carbon subsidy and carbon tax are constructed. The carbon emission quota is introduced as a reward and punishment coefficient to conduct the decision analysis of game parties， and the influence of the initial probabilities of game parties choosing to participate in value co-creation， the carbon subsidy rate and the carbon tax rate on evolution results is discussed. Taking Tianjin Port as an example， it is verified that the initial probabilities of local government and ports choosing to participate in value co-creation being close to 1 and the implementation of high carbon subsidy rate （15%） and high carbon tax rate （15%） can accelerate the port green development.

Key words：

green port; value co-creation; evolutionary game; carbon subsidy; carbon tax

0 引 言

社會由多個利益相關者相互聯系組成，利益相關者在政策規制下共同創造經濟和生態價值[1]。不同的社會和經濟因素相互作用耦合形成復雜的服務生態系統，價值共創參與者成為價值產生的重要物質基礎，不同價值共創單元之間的關系決定了系統的演化過程，其中互惠共生模式下的共生關系更能使各價值共創單元受益[2]。由政府、核心企業和合作伙伴企業構成的價值共創系統可從合理的超額收益分配和合作成本分攤中獲得穩定、可持續發展[3]。

港口貿易往來產生大量CO、NOx和SO2等空氣污染物，造成水域污染，影響港口城市居民生活環境和附近漁業發展[4-5]。由政府與港口企業組成的服務生態系統中，港口綠色運營不僅能使港口企業獲得民眾支持，從而增加貨源，還能提高政府的經濟和環境效益，即港口企業參與綠色港口發展的過程本質上就是參與價值創造的過程。LAM等[6]、ASHRAFI等[7]等研究利益相關者關系、投資回報和公民看法對綠色港口發展的影響，提出要真正解決港口生態環境問題需要各利益相關者作為一個整體進行合作。在低碳綠色港口建設中，HOSSAIN等[8]、WANG等[9]指出政府機構有義務協助港口發展，通過合作、財政激勵和協調溝通，與所有港口利益相關者保持良好關系。從環境政策和經濟的角度，王歡明等[10]提出政府的規制約束能有效實現霧霾治理，通過實施碳補貼和碳稅來控制溫室氣體排放價格，以約束未來碳排放行為，通過調整碳排放配額來限制溫室氣體排放總量，以約束未來碳排放行為結果，兩種方式混合使用兼顧了環境質量改善與經濟增長的雙目標[11-15]。為促進綠色港口發展，TSENG等[16]、WOO等[17]針對環境政策和監管兩個關鍵因子，提出盡管環境政策和政策選擇短期內會對港口造成負面影響，但最終能夠通過激活港口活力增強港口競爭力。現實中，地方政府和港口企業都是有限理性的，基于演化博弈論探究共生關系下港口產業集群的演化穩定，可為港口的穩定發展和政府的經濟發展規劃制定提供理論支持[18]。

目前，將碳補貼、碳稅和碳排放配額引入政府和港口企業演化博弈的研究較少。本文基于價值共創理論，選取可支配能力、參與成本系數、獎懲系數、碳補貼率、碳稅率和博弈主體選擇參與價值共創的概率等為影響地方政府和港口企業參與價值共創的因素[3，6-7，11-17]，構建碳補貼和碳稅實施與否兩種情況下的演化博弈模型，從選擇參與價值共創的初始概率、碳補貼率和碳稅率角度進行分析并得出結論，并根據結論對未來綠色港口的發展提出一些建議。

1 模型構建

1.1 基本假設

基于博弈主體的有限理性構建地方政府和港口企業的演化博弈模型[19]。基本假設如下：H1：地方政府和港口企業都是有限理性的主體，資金或經驗不足等會影響其參與價值共創的行為。

H2：地方政府和港口企業的支付成本依賴于行為選擇和自身屬性。博弈雙方開展非對稱博弈，在參與成本和自身利益抉擇下，博弈主體可選擇參與或不參與價值共創，即有2種策略可選擇，參與策略和不參與策略。

H3：地方政府用基準分配法計算港口企業的初始（免費）碳排放配額，用增減初始碳排放配額的方式對港口企業進行獎懲[20]。假設港口實際碳排放量超出所得初始碳排放配額。

H4：地方政府考慮我國國情、港口生產能力和民眾建議，對港口企業實施碳補貼和碳稅。

1.2 支付矩陣

地方政府始終貫徹節能減排理念且擁有一定的綠色港口支出預算。記地方政府可支配能力為TA（TA>0），執行和監管成本為CATA（CA為參與成本系數，0<CA<1），資金或人員限制下投入程度為αA，0<αA<1且αA=CA-（100-N）CA/100，其中地方政府執行力綜合得分N是基于執行能力、執行條件和執行效力[21-22]這3個指標得出的。

記港口企業可支配能力（包括固定資產，流動資金，以及營業、管理和研發費用）[23]為TB（TB>0），參與價值共創的成本[24]為CBTB（CB為參與成本系數，0

當港口企業參與價值共創時，環境污染治理成本降低，地方政府從中獲得一定的環境效益，設地方政府的轉化收益系數為βA，則地方政府從中獲得的轉化收益為βAαBTB（0<βA<1）;當地方政府選擇參與價值共創時，會組織開展港口人員技能培訓等活動，這使得港口企業的生產和環境效益增加，設港口企業的轉化收益系數為βB，則港口企業從中獲得的轉化收益為βBαATA（0<βB<1）。

當博弈雙方均選擇參與策略時，在信息共享等合作過程中產生額外總收益R=（αATA+αBTB）/2，R>0;令γA和γB分別為地方政府和港口企業的額外收益分配系數，在多勞多得分配原則下，地方政府額外收益為γAR，港口企業額外收益為γBR，其中γA=αATA/（αATA+αBTB），γB=1-γA，0<γA<1，0<γB<1。當港口企業選擇參與價值共創時，獲得地方政府獎勵的初始碳排放配額，價值為θ1TB，由地方政府支出，這里θ1為獎勵系數;反之，受到懲罰，減少初始碳排放配額，價值為θ2TB，歸入地方政府收益，這里θ2為懲罰系數。為保證獎懲系數取值的合理性，θ1和θ2（0<θ1<1，0<θ2<1）取某港口至少近三年集裝箱吞吐量增比的平均值。當實施碳補貼和碳稅時，港口企業選擇參與策略的碳補貼λ1TA和選擇不參與策略的碳稅λ2TA分別為地方政府支出和收益。碳補貼率λ1和碳稅率λ2分低（5%）、中（10%）、高（15%）[15]3種情況進行討論。系統的支付矩陣見表1。

2 模型求解與分析

2.1 均衡點求解

2.4 演化相圖和參數影響

由表2得到不實施與實施碳補貼和碳稅兩種情況下系統的演化穩定策略均為（參與，參與）和（不參與，不參與），價值共創系統最終的演化穩定策略不僅取決于系統的初始狀態，更取決于系統的鞍點位置，即損益參數的取值[19]。由均衡點繪制出系統演化相位圖，如圖1所示，圖中x軸和y軸分別為地方政府和港口企業選擇參與價值共創的概率。

博弈系統的初始狀態決定了系統的收斂結果，由圖1得到：折線BO*C和BO**C是系統收斂于不同演化穩定策略的臨界線。當不實施碳補貼和碳稅時，地方政府和港口企業的演化博弈過程分布在ABO*CA和DBO*CD兩部分：若博弈雙方初始行為組合點落在ABO*CA內，系統將收斂于均衡點A（0，0），即系統的演化穩定策略為（不參與，不參與）;若落在DBO*CD部分，系統將收斂于均衡點D（1，1），即系統的演化穩定策略為（參與，參與）。圖1中O**位于O*的正左方，DBO**CD的面積大于DBO*CD的面積，說明碳補貼和碳稅能增加系統收斂于（參與，參與）的概率，促進博弈雙方共同參與價值共創。

在實施碳補貼和碳稅時，保證其他條件不變，由均衡點O**的表達式可知：λi（i=1，2）決定了系統鞍點的位置，即決定了博弈雙方共同參與的概率。若增加碳補貼率λ1或碳稅率λ2，鞍點向左平移，DBO**CD面積增大，系統收斂于（參與，參與）的概率增大;反之，減小碳補貼率λ1或碳稅率λ2，博弈雙方共同參與的概率會降低。因此，高碳補貼率和高碳稅率更能促進地方政府和港口企業共同參與價值共創。

3 仿真分析

3.1 天津港基本信息

面對經濟和綠色環保的形勢變化，天津港作為輻射全球的集裝箱樞紐港，在綠色港口建設上持續用力。天津市政府積極追求綠色生態發展，如天津市生態環境局實施環境監管監測并制定《船舶水污染防治技術政策》等。天津市政府和天津港參數取值見表3，數據來源于《天津市2019年預算執行情況和2020年預算》、《2019年天津市生態環境狀況公報》、天津市人民政府、天津市交通運輸委員會、《天津港股份有限公司2019年度財務報表審計報告》、《天津港股份有限公司2019年企業社會責任報告》、《天津港股份有限公司2019年年報》和中華人民共和國交通運輸部。

3.2 數值仿真與分析

利用MATLAB進行仿真分析，探討選擇參與價值共創的初始概率、碳補貼率和碳稅率對演化結果的影響。

3.2.1 選擇參與價值共創的初始概率對演化結果的影響

數值仿真結果見圖2。x0和y0分別為天津市政府和天津港選擇參與價值共創的初始概率。

由圖2a和2b得出，不實施碳補貼和碳稅的演化穩定策略為（不參與，不參與）。當x0不變時，y0越接近1，系統的收斂速度越慢;當y0不變時，x0越接近1，系統的收斂速度越慢。由此可知，天津市政府和天津港將基于自身利益最大化考慮綠色港口建設，若參與綠色港口建設所獲的收益難以彌補支出成本，博弈主體逐漸趨向于選擇不參與策略。

從圖2c和2d可知，實施碳補貼和碳稅時，系統的演化穩定策略為（參與，參與）。當x0不變時，y0越接近1，系統的收斂速度越快;當y0不變時，x0越接近1，系統的收斂速度越快。圖2b和2d的對比說明，碳補貼和碳稅政策能促進博弈雙方共同參與價值共創。

綜上，天津市政府應該在保證自身可持續發展的同時積極追求綠色生態發展，實施合理的碳補貼和碳稅政策，增加天津港參與價值共創的收益，促使其積極進行綠色低碳運營。天津市政府和天津港選擇參與價值共創的初始概率越大，天津港在綠色港口建設中的發展速度就越快。

3.2.2 碳補貼率和碳稅率對演化結果的影響

當x0=0.8時，碳補貼率λ1和碳稅率λ2對演化結果的影響見圖3。

當天津市政府和天津港選擇參與價值共創的初始概率不變時，對比圖2d、3a和3b，保證碳稅率λ2不變，碳補貼率λ1越高，系統收斂到演化穩定策略（參與，參與）的速度越快;對比圖3c與3d，保證碳補貼率λ1不變，碳稅率越高，系統收斂到演化穩定策略（參與，參與）的速度越快。這說明天津市政府制定的碳補貼率和碳稅率越高，天津港參與價值共創的收益越大，越能激勵天津港積極投身于綠色港口建設。

圖2d和圖3中，保證天津市政府和天津港選擇參與價值共創的初始概率不變。當中、高碳補貼率（碳稅率）至少存在一個時，系統的演化穩定策略為（參與，參與），當高碳補貼率和高碳稅率同時存在時系統的收斂速度最快;但是，低碳補貼率和低碳稅率條件下系統將收斂到演化穩定策略（不參與，不參與）。圖3f的演化軌跡經歷了先上升后下降，這表明當碳補貼率或碳稅率變化較大時，天津港的進化方向會明顯改變，進一步證實碳補貼率和碳稅率的合理制定能有效改變系統的最終演化穩定狀態，高碳補貼率和高碳稅率政策兼顧了天津港的經濟與生態效益，使其更加堅定綠色港口發展方向。

4 結論與建議

實施合理的碳補貼和碳稅政策可使綠色港口發展速度加快，當地方政府和港口企業選擇參與價值共創的初始概率接近1、實施高碳補貼率和高碳稅率政策時，系統收斂到演化穩定策略（參與，參與）的速度最快，能加快實現港城共榮，有利于推動港口國際影響力和綜合競爭力提升。

結合以上結論，對促進綠色港口發展提出以下建議：（1）增加地方政府和港口企業選擇參與價值共創的初始概率。前文分析表明，天津市政府和天津港選擇參與價值共創的初始概率x0和y0越接近1，越有利于系統收斂到演化穩定策略（參與，參與）。因此，地方政府和港口企業應將環境效益置于經濟效益之上，提高環境保護意識和社會責任感，積極主動地參與價值共創。

（2）建立高補貼率和高碳稅率機制。實施碳補貼和碳稅政策能增加天津市政府和天津港均選擇參與價值共創的概率，且高碳補貼率和高碳稅率能加快系統收斂到演化穩定策略（參與，參與）的速度。地方政府應結合國情、港口生產能力及民眾建議制定較高的碳補貼率和碳稅率，助推綠色港口發展。

（3）健全民眾反饋機制，加強政民互動。民眾意見影響碳補貼率和碳稅率的制定，進一步影響地方政府和港口企業的支付成本和行為選擇。地方政府應升級政民互動平臺，鼓勵公民建言獻策，實施更合理的碳補貼和碳稅政策。

本文研究了地方政府和港口企業參與價值共創的演化過程，引進碳排放配額、碳補貼和碳稅三個有效減排措施，對綠色港口發展研究提供一定的參考依據。但本文的博弈模型僅針對地方政府與港口企業“一對一”的行為選擇，在未來將進一步研究中央政府與多個港口“一對多”的價值共創行為。

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（編輯 趙勉）

收稿日期： 2020-11-18

修回日期： 2021-03-17

作者簡介：

高艷艷（1996—），女，河南安陽人，碩士研究生，研究方向為國際港口現代化管理，（E-mail）2870513807@qq.com;

高潔（1979—），女，江蘇太倉人，副教授，碩導，博士，研究方向為港口管理、港口供應鏈管理等，（E-mail）jiegao@shmtu.edu.cn