基于公眾參與的黃河流域環(huán)境治理演化博弈分析

王奕淇, 曹國(guó)良, 李國(guó)平

(1.長(zhǎng)安大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,陜西 西安 710064; 2.西安交通大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與金融學(xué)院,陜西 西安 710061)

0 引言

黃河流域作為中華民族的母親河,構(gòu)成了我國(guó)重要的生態(tài)屏障,是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)地帶,也是建設(shè)美麗中國(guó)的關(guān)鍵地區(qū)。雖然當(dāng)前黃河流域生態(tài)保護(hù)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(guān)系失衡、水資源匱乏等問(wèn)題。黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視黃河問(wèn)題,將黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展上升至重大國(guó)家戰(zhàn)略。如何開(kāi)展切實(shí)有效的黃河流域環(huán)境治理行動(dòng)、協(xié)調(diào)流域日趨復(fù)雜的功能沖突與多元利益訴求矛盾,已成為亟待解決的問(wèn)題。

演化博弈作為研究環(huán)境治理體系中利益相關(guān)者行為策略的成熟方法[1,2],對(duì)利益相關(guān)主體的環(huán)境治理策略選擇具有較強(qiáng)的解釋力[3,4]。現(xiàn)階段對(duì)于環(huán)境治理演化博弈的研究主要集中于以下五個(gè)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(guò)程中與中央政府目標(biāo)不一致,二者在環(huán)境規(guī)制實(shí)施過(guò)程中是一種博弈關(guān)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(guò)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(shí)際上是成員主體利益的再分配[7],府際間的合作治理是應(yīng)對(duì)當(dāng)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(bǔ)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(yáng)[3]通過(guò)構(gòu)建中央政府、地方政府與企業(yè)三方演化博弈,對(duì)環(huán)境治理多元主體背景下環(huán)境治理體系的運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行探討。柳歆和孟衛(wèi)東[11]、潘峰等[12]通過(guò)構(gòu)建公眾參與的中央政府和地方政府環(huán)境保護(hù)演化博弈模型,發(fā)現(xiàn)公眾參與可有效促進(jìn)央地政府采取積極的環(huán)保行為。

綜上所述,現(xiàn)有文獻(xiàn)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(xué)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(dòng)態(tài)演化博弈,并通過(guò)數(shù)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(guān)鍵性因素。

1 問(wèn)題描述與模型假設(shè)

1.1 問(wèn)題描述

生態(tài)環(huán)境治理是黃河流域?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路,而如何開(kāi)展黃河流域生態(tài)環(huán)境治理、協(xié)調(diào)日趨復(fù)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(guò)程中,參與治理的地方政府、企業(yè)和公眾受信息不對(duì)稱和環(huán)境復(fù)雜性等因素的影響,均符合演化博弈有限理性的假設(shè)。因此,本文將構(gòu)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(diào)整為{嚴(yán)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(shè)

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

假設(shè)2當(dāng)企業(yè)選擇“節(jié)水減排”策略時(shí),將在原取水量Q1的基礎(chǔ)上節(jié)約用水N1,在原排污量Q2的基礎(chǔ)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(biāo)準(zhǔn),同時(shí)產(chǎn)生節(jié)水減排成本C2,并給地方政府和公眾分別帶來(lái)相應(yīng)的環(huán)境收益R1和R2。當(dāng)企業(yè)選擇“不節(jié)水減排”時(shí),會(huì)給地方政府和公眾分別帶來(lái)相應(yīng)的環(huán)境損失L1和L2。

假設(shè)3當(dāng)公眾選擇“監(jiān)督”策略時(shí),產(chǎn)生治污成本C3,此時(shí)若地方政府寬松督查,公眾的監(jiān)督舉報(bào)會(huì)對(duì)其造成公信力損失(1-r)h1;若企業(yè)不實(shí)施節(jié)水減排措施,公眾的監(jiān)督舉報(bào)會(huì)對(duì)其造成公信力損失h2。當(dāng)公眾選擇“不監(jiān)督”策略時(shí),說(shuō)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(shè)4當(dāng)有中央政府約束時(shí),中央政府對(duì)沿黃省區(qū)的水量和水質(zhì)進(jìn)行考核。對(duì)于水量考核,當(dāng)沿黃省區(qū)水資源消耗量低于水資源消耗上限時(shí),中央政府給予相應(yīng)的補(bǔ)貼T1;當(dāng)水資源消耗量超過(guò)水資源消耗上限時(shí),中央政府給予相應(yīng)處罰F1。對(duì)于水質(zhì)考核,當(dāng)黃河流域斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)(I-III類)時(shí),中央政府給予相應(yīng)的補(bǔ)貼T2;當(dāng)黃河流域斷面水質(zhì)未達(dá)標(biāo)(Ⅳ-劣Ⅴ類)時(shí),中央政府給予相應(yīng)處罰F2。同時(shí),中央政府給予沿黃重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的地方政府轉(zhuǎn)移支付資金V。此外,當(dāng)公眾進(jìn)行監(jiān)督時(shí),中央政府給予專項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)資金I。

2 演化博弈分析

2.1 無(wú)約束下的演化博弈分析

2.1.1 博弈支付矩陣構(gòu)建

根據(jù)問(wèn)題描述和模型假設(shè),可得到無(wú)中央政府約束下,黃河流域環(huán)境治理過(guò)程中三方博弈主體的支付矩陣(表1)。同時(shí),為簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程,令A(yù)=p(Q1-N1),B=k(Q2-N2),D=PQ1,G=kQ2,其中A和B分別代表企業(yè)進(jìn)行節(jié)水減排時(shí)的水資源費(fèi)用和環(huán)境規(guī)制費(fèi)用,D和G分別代表企業(yè)不進(jìn)行節(jié)水減排時(shí)的水資源費(fèi)用和環(huán)境規(guī)制費(fèi)用。

表1 無(wú)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(guò)程的均衡點(diǎn)

在初始階段,假設(shè)地方政府選擇嚴(yán)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(jù)Malthusian方程,可推導(dǎo)得到博弈主體的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程。

復(fù)制動(dòng)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(gè)穩(wěn)定不變的水平。令三方博弈主體的復(fù)制動(dòng)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(guò)程中存在的8個(gè)特殊平衡點(diǎn),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(diǎn)的穩(wěn)定性分析

利用推導(dǎo)得到的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程可求得該博弈系統(tǒng)的雅克比矩陣,將各均衡點(diǎn)分別代入雅克比矩陣中,可得到對(duì)應(yīng)的特征值表達(dá)式。進(jìn)一步根據(jù)表達(dá)式中各參數(shù)的取值范圍分情形討論各均衡點(diǎn)的穩(wěn)定性,發(fā)現(xiàn)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(diǎn)(ESS)。

表2 各均衡點(diǎn)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(guò)程的均衡點(diǎn)

2.2.2 平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性分析

同理,將均衡點(diǎn)分別代入雅克比矩陣中,可得到對(duì)應(yīng)的特征值表達(dá)式,并進(jìn)一步根據(jù)表達(dá)式中各參數(shù)的取值范圍分情形討論各均衡點(diǎn)的穩(wěn)定性,詳見(jiàn)表3。

表3 各均衡點(diǎn)的穩(wěn)定性條件

3 數(shù)值仿真

3.1 參數(shù)賦值依據(jù)

模型需要賦初始值的參數(shù)主要包括三方博弈主體參與黃河流域環(huán)境治理時(shí)需要付出的成本費(fèi)用以及獎(jiǎng)懲數(shù)額,其中C2,G和V為主要參數(shù),其余參數(shù)可根據(jù)與主要參數(shù)的關(guān)系確定和調(diào)整。C2作為企業(yè)選擇節(jié)水減排策略時(shí)產(chǎn)生的治理成本,采用“當(dāng)年完成工業(yè)企業(yè)環(huán)保驗(yàn)收項(xiàng)目環(huán)保投資”為其賦值,G作為企業(yè)不節(jié)水減排時(shí)被征收的環(huán)境規(guī)制費(fèi)用,采用“排污費(fèi)征收額”為其賦值,V作為中央政府給予沿黃省區(qū)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的轉(zhuǎn)移支付資金,采用“重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)轉(zhuǎn)移支付額”為其賦值[5]。參數(shù)賦值數(shù)據(jù)來(lái)源于2013—2018年的《中國(guó)環(huán)境年鑒》、《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》以及沿黃省區(qū)的統(tǒng)計(jì)年鑒。參考初釗鵬等[4]的做法,采用2012—2017年的算術(shù)平均數(shù)計(jì)算三個(gè)參數(shù)的比例,得到C2=12,G=2,V=2。由于地方政府可通過(guò)征收環(huán)境規(guī)制費(fèi)用實(shí)現(xiàn)環(huán)境成本內(nèi)部化,因此可適當(dāng)提高對(duì)不進(jìn)行節(jié)水減排的企業(yè)征收的環(huán)境規(guī)制費(fèi)用[13]。此外,借鑒高明和廖夢(mèng)靈[14]的研究,進(jìn)一步假設(shè)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(shù)根據(jù)不同情形下的穩(wěn)定性條件進(jìn)行賦值。

3.2 無(wú)約束下的情景仿真

將沿黃地方政府x的初始值分別設(shè)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(shè)定為y=0.5,z=0.5。此外,假設(shè)各情形下C1=10,C2=12,C3=5,r=0.5。同時(shí),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(shù)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(huì)傾向選擇(寬松督查,不節(jié)水減排,不監(jiān)督)的策略演化。說(shuō)明對(duì)于沿黃地方政府,當(dāng)?shù)胤秸畤?yán)格督查的成本大于其對(duì)不節(jié)水減排的企業(yè)征收的水資源費(fèi)用、環(huán)境規(guī)制費(fèi)用和給予的懲罰數(shù)額三者之和時(shí),地方政府會(huì)傾向選擇寬松督查的策略;對(duì)企業(yè)而言,當(dāng)企業(yè)獲得的地方政府獎(jiǎng)勵(lì)、企業(yè)不節(jié)水減排時(shí)被征收的水資源費(fèi)用、環(huán)境規(guī)制費(fèi)用和懲罰數(shù)額越低時(shí),或企業(yè)的治理成本、節(jié)水減排時(shí)被征收的水資源費(fèi)用和環(huán)境規(guī)制費(fèi)用越高時(shí),企業(yè)會(huì)傾向選擇不節(jié)水減排的策略;對(duì)公眾而言,當(dāng)?shù)胤秸o予公眾舉報(bào)的獎(jiǎng)勵(lì)小于公眾監(jiān)督成本時(shí),公眾會(huì)傾向選擇不監(jiān)督的策略。同時(shí),隨著地方政府選擇嚴(yán)格督查概率的下降,企業(yè)會(huì)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(shù)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(huì)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(shù)取值為A=0.5,B=1,D=1,G=2,M=1,S=12,三方博弈主體會(huì)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(shù)取值為A=2,B=2,D=4,G=4,M=3,S=4,W=3,三方博弈主體會(huì)傾向于選擇(嚴(yán)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(shù)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(huì)傾向于選擇(嚴(yán)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(shù)取值為A=5,B=6,D=10,G=12,M=4,S=6,三方博弈主體會(huì)傾向于選擇(嚴(yán)格督查,節(jié)水減排,不監(jiān)督)的策略演化。同時(shí),隨著地方政府選擇嚴(yán)格督查概率的上升,企業(yè)和公眾也會(huì)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(duì)沿黃地方政府x、企業(yè)y和公眾z的初始值設(shè)定與無(wú)中央政府約束下的情景一致。此外,假設(shè)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(dāng)參數(shù)取值滿足相應(yīng)的穩(wěn)定性條件時(shí),三方博弈主體也會(huì)傾向于做出與無(wú)中央政府約束時(shí)相應(yīng)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(yán)格督查、節(jié)水減排、監(jiān)督的速度變快,說(shuō)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(jìn)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(lái)重點(diǎn)討論情形7和情形8。

情形7(0,1,1)為ESS。將參數(shù)取值為S=12,h2=2,V=2,T1=2,T2=2,I=6,三方博弈主體會(huì)傾向于選擇(寬松督查,節(jié)水減排,監(jiān)督)的策略演化。與無(wú)中央政府約束的情景相比,中央政府的約束可促進(jìn)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(shù)取值為S=12,h2=2,V=2,T1=6,T2=6,I=6,三方博弈主體會(huì)傾向于選擇(嚴(yán)格督查,節(jié)水減排,監(jiān)督)的策略演化。與無(wú)中央政府約束的情景相比,中央政府的約束可促進(jìn)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(dòng)其初始值、其他兩方博弈主體初始值固定時(shí)的演化路徑。由無(wú)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(shù)取值滿足不同的穩(wěn)定性條件時(shí),地方政府、企業(yè)和公眾最終的穩(wěn)定策略點(diǎn)不同,且策略初始值的變化會(huì)影響博弈主體的演化速度,但不會(huì)改變其最終策略選擇。另外,相較于無(wú)中央政府約束的情景,有中央政府約束能促進(jìn)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(shuō)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(jié)論與建議

本文通過(guò)構(gòu)建無(wú)中央政府約束和有中央政府約束下的演化博弈模型,對(duì)“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(guò)程的策略演化進(jìn)行分析,并進(jìn)行數(shù)值模擬,得到以下結(jié)論:一是在參數(shù)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(huì)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(huì)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(dá)到(嚴(yán)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(wú)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(duì)應(yīng)的穩(wěn)定性條件下,演化至嚴(yán)格督查、節(jié)水減排、監(jiān)督的速度變快,說(shuō)明中央政府的約束促進(jìn)博弈主體選擇積極治理流域環(huán)境的策略。

根據(jù)研究結(jié)論,提出以下建議:

一是加大中央政府獎(jiǎng)懲力度。中央政府應(yīng)對(duì)黃河流域制定合理的政策,增強(qiáng)地方政府環(huán)境治理的監(jiān)督與干預(yù),并根據(jù)對(duì)黃河流域水量和水質(zhì)的考核結(jié)果,加大對(duì)沿黃地方政府的獎(jiǎng)懲力度,同時(shí)給予公眾一定的舉報(bào)獎(jiǎng)勵(lì)。二是強(qiáng)化地方政府環(huán)保履責(zé)。地方政府應(yīng)制定合理的水資源稅額和環(huán)境規(guī)制標(biāo)準(zhǔn),提高對(duì)節(jié)水減排企業(yè)的獎(jiǎng)懲力度,促使企業(yè)積極節(jié)水減排。同時(shí),引導(dǎo)公眾積極參與黃河流域環(huán)境治理,提高對(duì)公眾監(jiān)督舉報(bào)的獎(jiǎng)勵(lì)。三是落實(shí)企業(yè)治污主體責(zé)任。企業(yè)應(yīng)提升自身環(huán)保意識(shí),不糾結(jié)于短期的經(jīng)濟(jì)利益損失,積極進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,尋求節(jié)水減排的新型發(fā)展道路。同時(shí),可請(qǐng)求政府給予資金扶持,并通過(guò)積極節(jié)水減排來(lái)獲得公眾的支持,利用良好的聲譽(yù)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)更大化。最后,完善公眾參與監(jiān)督機(jī)制。公眾應(yīng)提高環(huán)境保護(hù)的意識(shí),利用媒體、舉報(bào)機(jī)制等相關(guān)渠道對(duì)企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督,維護(hù)自身利益。同時(shí)公眾應(yīng)合理利用中央與地方政府對(duì)舉報(bào)的獎(jiǎng)勵(lì),做到監(jiān)督有度、舉報(bào)有理,有序參與環(huán)境治理。