霧霾治理中的協(xié)作機(jī)制研究:基于演化博弈分析

高 明， 廖夢(mèng)靈

(福州大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，福建 福州 350116)

0 引言

據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒(2002～2017)》數(shù)據(jù)顯示，2001年中國(guó)治理工業(yè)污染廢氣投資額為65.8億元，2013年上升至640.9億元，2016年為561.6億元，相對(duì)于2013年而言投資額有所下降，但卻是2001年投資額的8.5倍。不過(guò)與治理投入形成鮮明對(duì)比的是，2013年中國(guó)氣象局統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)該年度中國(guó)25個(gè)省份，100多個(gè)大中型城市受到霧霾污染的威脅，全國(guó)平均霧霾日達(dá)29.9天，創(chuàng)52年來(lái)之最[1]。近年來(lái)，地方政府加大霧霾治理執(zhí)行力度，污染情況有所改善，但效果并不顯著。從國(guó)家統(tǒng)計(jì)局、環(huán)境保護(hù)部等部委編印的《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒2017》和生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《2017年中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》可知，2017年中國(guó)338個(gè)地級(jí)及以上城市中，空氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo)城市占總數(shù)的70.7%，平均霧霾日仍有27.5天。霧霾的形成原因復(fù)雜、波及范圍廣闊，而且大氣環(huán)境屬于公共物品，具有非排他性和非競(jìng)爭(zhēng)性[2]，這使得在霧霾治理過(guò)程中容易產(chǎn)生“公共地悲劇”、“囚徒困境”等問(wèn)題，探究如何打破霧霾治理僵局是當(dāng)前面臨的巨大挑戰(zhàn)。

通過(guò)文獻(xiàn)分析可知，目前較多學(xué)者從環(huán)境規(guī)制的角度探討霧霾污染的治理對(duì)策。比如，Oliva[3]對(duì)比分析不同時(shí)期墨西哥汽車污染氣體排放情況后，提出可以通過(guò)環(huán)境規(guī)制間接影響官員腐敗成本的方式改善空氣污染。Cole等[4]以英國(guó)制造業(yè)為例研究工業(yè)活動(dòng)、環(huán)境規(guī)制和空氣污染之間的復(fù)雜關(guān)系，結(jié)果表明無(wú)論是正式的還是非正式的環(huán)境規(guī)制都能有效降低工業(yè)廢氣污染。劉晨躍等[5]運(yùn)用中介效應(yīng)方法研究中國(guó)30個(gè)主要城市2003～2014年面板數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)環(huán)境規(guī)制能有效促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)和能源消耗結(jié)構(gòu)優(yōu)化。王書(shū)斌等[6]分析了不同環(huán)境規(guī)制工具對(duì)企業(yè)投資意向和霧霾脫鉤效應(yīng)的影響，研究表明適當(dāng)?shù)奶岣攮h(huán)境管制力度和監(jiān)管強(qiáng)度可以促進(jìn)企業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展。王波等[7]將霧霾污染和現(xiàn)代環(huán)境責(zé)任理論結(jié)合，對(duì)當(dāng)前環(huán)境規(guī)制政策進(jìn)行了創(chuàng)新性研究并提出了完善建議。

也有學(xué)者從霧霾污染的跨域性和溢出性等特點(diǎn)出發(fā)，研究霧霾污染府際協(xié)同治理。比如，Kelly等[8]通過(guò)分析霧霾治理困境發(fā)現(xiàn)府際協(xié)同治理是必要的，并在此基礎(chǔ)上提出了建議。Gunningham[9]認(rèn)為可以采取協(xié)同組織模式或者府際協(xié)議模式解決霧霾污染的跨域治理問(wèn)題。Schleicher等[10]和Wang等[11]分別探討了府際協(xié)同治理措施對(duì)北京奧運(yùn)會(huì)與APEC會(huì)議期間空氣質(zhì)量的影響，研究表明聯(lián)合治理可以有效改善霧霾污染。蔡嵐[12]認(rèn)為建立橫向政府和縱向政府之間的良好合作關(guān)系，有利于控制區(qū)域性的空氣污染。李根生等[13]研究了財(cái)政約束和區(qū)域霧霾污染的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)無(wú)約束下區(qū)域間污染溢出會(huì)導(dǎo)致霧霾污染加重，而府際協(xié)同治理能解決這一問(wèn)題。白俊紅等[14]和Sigman[15]發(fā)現(xiàn)環(huán)境分權(quán)制度可以改善本區(qū)域的霧霾污染，但會(huì)加重周邊地區(qū)的污染狀況，“聯(lián)防聯(lián)控”是減輕污染跨域和溢出危害的重要舉措。

與此同時(shí)，還有部分學(xué)者基于演化博弈論研究多元主體聯(lián)動(dòng)治理機(jī)制，探討霧霾治理過(guò)程中使多方主體達(dá)成合作并長(zhǎng)期保持穩(wěn)定關(guān)系的條件。比如，Ma等[16]運(yùn)用演化博弈理論分析參與主體在政府監(jiān)督和非政府監(jiān)督下的行為，闡述了政府參與霧霾治理的重要性。Guo[17]從合作利益的角度出發(fā)，探討了各利益主體在霧霾治理行動(dòng)中的演化趨勢(shì)和穩(wěn)定策略。高明等[18]通過(guò)建立中央政府和地方政府間的演化博弈模型，研究影響大氣污染合作治理聯(lián)盟形成的因素。王歡明等[19]在此基礎(chǔ)上引入企業(yè)主體，通過(guò)對(duì)比分析找出滿足霧霾治理行動(dòng)中利益相關(guān)者需求的協(xié)作機(jī)制。徐瑩等[20]研究了霧霾背景下政府和交通企業(yè)的演化軌跡，Li等[21]認(rèn)為無(wú)公眾參與的政府-企業(yè)治理模式不能使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，結(jié)果表明公眾參與程度確實(shí)會(huì)顯著影響治理效果[22～24]。

總的來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在霧霾治理方面取得了豐富的研究成果，也為本文提供了重要的理論基礎(chǔ)，但仍有其局限性：一方面，現(xiàn)有研究側(cè)重于從環(huán)境規(guī)制、企業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和府際協(xié)同治理等角度探討霧霾治理對(duì)策，缺乏對(duì)治理主體的行為選擇及其動(dòng)力機(jī)制研究；另一方面，在基于演化博弈論的霧霾治理研究中，主要考慮的是政府和企業(yè)之間的博弈關(guān)系，忽略了公眾這一重要參與主體，即使部分研究涉及到公眾，也是通過(guò)兩兩博弈對(duì)主體策略進(jìn)行演化分析，無(wú)法實(shí)時(shí)觀測(cè)條件變化對(duì)三方策略的影響，但現(xiàn)實(shí)中環(huán)境治理(包括霧霾治理)行為是三方治理主體共同作用過(guò)程。鑒于此，本文運(yùn)用演化博弈基本理論，在有限理性的假設(shè)前提下，構(gòu)建三方動(dòng)態(tài)博弈模型，分析霧霾治理過(guò)程中地方政府、污染企業(yè)和公眾的動(dòng)態(tài)特性，從而揭示各方形成協(xié)作機(jī)制的條件，為改善霧霾污染提供政策建議。

1 霧霾治理中的三方博弈模型構(gòu)建

1.1 基本假設(shè)

(1) 地方政府與公眾之間的博弈

地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率是地方官員晉升機(jī)制中的重要考核標(biāo)準(zhǔn)之一，在此背景下，地方官員會(huì)采取“騎蹺蹺板”的方式有選擇的對(duì)污染企業(yè)進(jìn)行治理，以推動(dòng)本地區(qū)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，從而獲得快速升遷的機(jī)會(huì)[25,26]。隨著社會(huì)的發(fā)展和公眾對(duì)生活環(huán)境質(zhì)量的重視，人們開(kāi)始關(guān)注霧霾污染所帶來(lái)的嚴(yán)重后果，不再盲目推崇先經(jīng)濟(jì)后環(huán)保的理念。以犧牲環(huán)境為代價(jià)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，雖然可以幫助地方官員獲得晉升捷徑，但會(huì)對(duì)公眾身體健康產(chǎn)生威脅，降低幸福指數(shù)，引發(fā)公眾的不滿意感。且隨著中國(guó)政治制度不斷完善，公眾的想法和意見(jiàn)越來(lái)越受到重視[27]，公眾可以選擇信訪、舉報(bào)、聽(tīng)證等方式表達(dá)訴求。

(2) 地方政府與污染企業(yè)之間的博弈

在追求經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度的時(shí)期，地方政府和污染企業(yè)之間的矛盾并不深。不過(guò)近年來(lái)，空氣質(zhì)量嚴(yán)重下降，地方政府受到中央政府和公眾的雙重壓力，不得不重新考慮和污染企業(yè)之間的利益關(guān)系。原毅軍等[28]認(rèn)為，地方政府對(duì)污染企業(yè)監(jiān)察力度的改變會(huì)對(duì)霧霾污染的治理效果產(chǎn)生重要影響。一方面，若地方政府對(duì)污染企業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格治理，則需投入大量的時(shí)間和治理成本，但也會(huì)帶來(lái)地方政府形象提升等潛在收益，同時(shí)污染企業(yè)的經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)會(huì)減少，在此情況下污染企業(yè)會(huì)根據(jù)地方政府對(duì)直接排污的處罰力度調(diào)整自己的策略；另一方面，若地方政府對(duì)污染企業(yè)不進(jìn)行嚴(yán)格治理，則可以讓污染企業(yè)獲得更大收益，但會(huì)對(duì)自身形象產(chǎn)生負(fù)面影響，且加重霧霾污染。

(3) 污染企業(yè)與公眾之間的博弈

在霧霾治理中，污染企業(yè)和公眾都站在自身利益最大化的角度來(lái)考慮問(wèn)題。污染企業(yè)在政府進(jìn)行嚴(yán)格治理且罰款成本較高時(shí)，傾向于采取凈化排污方式，這可能會(huì)減少企業(yè)利潤(rùn)，但可以緩解霧霾污染狀況，此時(shí)污染企業(yè)和公眾形成一種良好的互惠關(guān)系；不過(guò)污染企業(yè)在政府不進(jìn)行嚴(yán)格治理或者進(jìn)行嚴(yán)格治理但罰款成本較低時(shí)，更喜歡選擇直接排污方式，從而使自己利潤(rùn)最大化。此時(shí)公眾會(huì)綜合考量監(jiān)督成本和良好生存環(huán)境帶來(lái)的潛在收益，通過(guò)舉報(bào)、上訪等方式來(lái)約束污染企業(yè)的行為。

根據(jù)上述分析，地方政府綜合考慮區(qū)域環(huán)境效益和污染帶來(lái)的負(fù)面影響，其行為策略可以選擇嚴(yán)格治理和不嚴(yán)格治理；污染企業(yè)綜合考慮自身經(jīng)濟(jì)效益以及地方政府的懲罰力度，其行為策略可以選擇凈化排污和直接排污；公眾綜合考慮舉報(bào)污染企業(yè)所獲得的收益和監(jiān)督污染企業(yè)排污所帶來(lái)的成本，其行為策略可以選擇監(jiān)督和不監(jiān)督。為了更好的建立地方政府、污染企業(yè)和公眾三方博弈模型，本文基于實(shí)際情況，設(shè)立如下假設(shè)：

假設(shè)1在博弈初始階段，地方政府選擇“嚴(yán)格治理”和“不嚴(yán)格治理”策略的概率分別為x、1-x；污染企業(yè)選擇“凈化排污”和“直接排污”策略的概率分別為y、1-y；公眾選擇“監(jiān)督”和“不監(jiān)督”策略的概率分別為z、1-z。其中0≤x≤1、0≤y≤1、0≤z≤1。

假設(shè)2從地方政府的角度分析，選擇嚴(yán)格治理策略付出的成本為C1，此刻若污染企業(yè)進(jìn)行凈化排污的同時(shí)公眾選擇監(jiān)督策略使得當(dāng)?shù)仂F霾污染得到改善，會(huì)給地方政府帶來(lái)潛在的社會(huì)收益U1；相反，只要污染企業(yè)或公眾任一主體選擇不合作方式，都會(huì)加重霧霾污染，此時(shí)因上級(jí)政府懲罰和公信力下降帶來(lái)的負(fù)收益為P1。

假設(shè)3從污染企業(yè)的角度分析，在正常情況下其收益為R。當(dāng)污染企業(yè)選擇凈化排污策略時(shí)，因購(gòu)買凈化設(shè)備和環(huán)保材料所產(chǎn)生的成本為C2，同時(shí)若地方政府選擇嚴(yán)格治理策略，污染企業(yè)因采取凈化排污方式可獲得地方政府獎(jiǎng)勵(lì)W1；當(dāng)污染企業(yè)選擇直接排污策略時(shí)，可能會(huì)獲得額外收益，但由此造成的霧霾污染嚴(yán)重化給污染企業(yè)和公眾帶來(lái)的潛在損失為P2、P3，不過(guò)若此時(shí)地方政府進(jìn)行嚴(yán)格治理或公眾采取監(jiān)督策略，污染企業(yè)會(huì)受到政府罰款G。

假設(shè)4從公眾的角度來(lái)看，當(dāng)公眾選擇監(jiān)督策略時(shí)，舉報(bào)污染企業(yè)所產(chǎn)生的成本為C3，獲得的地方政府獎(jiǎng)勵(lì)為W2，同時(shí)若地方政府進(jìn)行嚴(yán)格治理或污染企業(yè)選擇凈化排污所形成的良好生活環(huán)境帶來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)收益為U2。

1.2 支付函數(shù)構(gòu)建

根據(jù)以上假設(shè)和參數(shù)設(shè)定，可以得到八種不同策略組合下地方政府、污染企業(yè)和公眾的支付矩陣,如表1所示。

表1 三方博弈的支付矩陣

2 演化博弈分析

2.1 博弈主體的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程

通過(guò)對(duì)以上分析可知，地方政府選擇“嚴(yán)格治理”和“不嚴(yán)格治理”策略的期望收益及群體平均收益分別為:

U11=yz(-C1+U1-W1-W2)+y(1-z)(-C1-P1-W1)+

z(1-y)(-C1-P1-W2+G)+(1-y)(1-z)(-C1-P1+G)

U12=y(1-z)(-P1)+z(1-y)(-P1+G)+

(1-y)(1-z)(-P1)

根據(jù)Malthusian模型，構(gòu)建地方政府選擇“嚴(yán)格治理”策略時(shí)的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程：

F(x)=x(1-x)(U11-U12)

=x(1-x)[y(-W1-G)+

z(-W2-G)+yz(G+U1)+G-C1]

(1)

同理，污染企業(yè)選擇“凈化排污”和“直接排污”策略的期望收益及群體平均收益分別為：

U21=xz(R-C2+W1)+x(1-z)(R-C2+W1)+

(1-x)z(R-C2)+(1-x)(1-z)(R-C2)

U22=xz(R+B-P2-G)+x(1-z)(R+B-P2-G)+

(1-x)z(R+B-P2-G)+(1-x)(1-z)(R+B-P2)

根據(jù)Malthusian方程，構(gòu)建污染企業(yè)選擇“凈化排污”策略時(shí)的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程：

H(y)=y(1-y)(U21-U22)

=y(1-y)[x(W1+G)+zG-xzG-C2-B+P2]

(2)

同理，公眾選擇“監(jiān)督”和“不監(jiān)督”策略的期望收益及群體平均收益分別為：

U31=xy(-C3+W2+U2)+x(1-y)(-C3+W2-P3+U2)+

(1-x)y(-C3+U2)+(1-x)(1-y)(-C3-P3)

U32=x(1-y)(-P3)+(1-x)(1-y)(-P3)

根據(jù)Malthusian方程，構(gòu)建公眾選擇“監(jiān)督”策略時(shí)的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程：

E(z)=z(1-z)(U31-U32)

=z(1-z)[x(W2+U2)+yU2-xyU2-C3]

(3)

2.2 博弈三方主體策略的演化穩(wěn)定性分析

由(1)～(3)式，可得地方政府、污染企業(yè)和公眾三方主體的動(dòng)力系統(tǒng)：

(4)

為了求得系統(tǒng)平衡點(diǎn)，根據(jù)方程(4)，令：

(5)

對(duì)(5)式求解，可以得到8個(gè)特殊均衡點(diǎn)(0,0,0)、(0,0,1)、(0,1,0)、(0,1,1)、(1,0,0)、(1,0,1)、(1,1,0)、(1,1,1)。

李雅普諾夫穩(wěn)定性理論認(rèn)為通過(guò)建立方程的Jacobi矩陣，分析該矩陣在各均衡點(diǎn)處的特征值，可判斷系統(tǒng)的漸進(jìn)穩(wěn)定性。方程(4)的雅克比矩陣J為:

將8個(gè)特殊均衡點(diǎn)分別代入Jacobi矩陣中，由此可得對(duì)應(yīng)Jacobi矩陣的特征值，表2所示為各均衡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的特征值。

表2 各均衡點(diǎn)的特征值

由表2分析可得：(0,0,1)只能是不穩(wěn)定點(diǎn)，因?yàn)棣?=C3>0恒成立；(1,0,1)也只能是不穩(wěn)定點(diǎn)，因?yàn)棣?=W2+C1>0恒成立；(1,1,0)也是不穩(wěn)定點(diǎn)，因?yàn)棣?=W1+C1>0恒成立。在滿足表3穩(wěn)定性條件的情況下，(0,0,0)、(0,1,0)、(0,1,1)、(1,0,0)、(1,1,1)可能是ESS。

表3 均衡點(diǎn)穩(wěn)定性條件

3 數(shù)值實(shí)驗(yàn)與仿真

3.1 不同條件下的情景分析

根據(jù)博弈模型穩(wěn)定性分析可知，霧霾治理行動(dòng)中地方政府、污染企業(yè)和公眾在不同穩(wěn)定性條件下的策略選擇是有差別的。為了更直觀地研究所構(gòu)建博弈模型，本文運(yùn)用matlab對(duì)上述5種穩(wěn)定性條件下策略組合的演化過(guò)程進(jìn)行數(shù)值仿真。

情景1地方政府、污染企業(yè)和公眾采取(不嚴(yán)格治理、直接排污、不監(jiān)督)策略演化

將參數(shù)取值為W1=2，W2=1,C1=6,U1=8,U2=5,G=4,B=4,P2=2,C3=3,U2=2。地方政府、污染企業(yè)和公眾策略初始值設(shè)定為x(0)=0.5,y(0)=0.5,z(0)=0.5。仿真結(jié)果如圖1所示。

圖1 博弈主體在穩(wěn)定性條件①下的演化軌跡

從圖1可知，在參數(shù)取值滿足穩(wěn)定性條件①-C1+G<0、-C2-B+P2<0且-C3<0，即地方政府嚴(yán)格治理成本大于污染企業(yè)直接排污的罰款金額、污染企業(yè)凈化排污成本大于污染企業(yè)直接排污的額外收益與潛在損失之差、公眾監(jiān)督成本大于零時(shí)，三方博弈主體會(huì)傾向于采取(不嚴(yán)格治理、直接排污、不監(jiān)督)策略，此時(shí)(0,0,0)是ESS。這說(shuō)明只要地方政府嚴(yán)格治理成本過(guò)高或者污染企業(yè)直接排污的罰款金額過(guò)低，地方政府在治理行動(dòng)中無(wú)利可圖便會(huì)選擇不嚴(yán)格治理策略。而地方政府放松治理又會(huì)減小污染企業(yè)排污的外在威脅和壓力，選擇直接排污策略能讓污染企業(yè)獲得更大利益。在地方政府和污染企業(yè)都進(jìn)行消極治理的情況下，公眾在治理行動(dòng)中付出的成本大于收益，只能選擇不監(jiān)督策略。在這種情況下三方博弈主體皆采取消極治理態(tài)度，系統(tǒng)進(jìn)入最糟糕狀態(tài)，霧霾污染變得更加嚴(yán)重。

情景2地方政府、污染企業(yè)和公眾采取(嚴(yán)格治理、直接排污、不監(jiān)督)策略演化

將參數(shù)取值為W1=2,W2=1,C1=6,U1=8,C2=5,G=7,B=4,P2=2,C3=3,U2=2，相較于情景1，僅提高了污染企業(yè)直接排污罰款金額G的值。地方政府、污染企業(yè)和公眾策略初始值設(shè)定為x(0)=0.5,y(0)=0.5,z(0)=0.5。仿真結(jié)果如圖2所示。

圖2 博弈主體在穩(wěn)定性條件②下的演化軌跡

從圖2可知，在參數(shù)取值滿足穩(wěn)定性條件②C1-G<0,W1+G-C2-B+P2<0且U2+W2-C3<0，即污染企業(yè)直接排污的罰款金額大于地方政府嚴(yán)格治理成本，污染企業(yè)直接排污的額外收益、潛在損失與直接排污罰款之差大于污染企業(yè)凈化排污獎(jiǎng)勵(lì)與成本之差，且公眾監(jiān)督成本大于公眾監(jiān)督帶來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)收益與政府給公眾監(jiān)督的獎(jiǎng)勵(lì)之和時(shí)，均衡點(diǎn)(1,0,0)是ESS。直接排污罰款于地方政府而言是嚴(yán)格治理行為下的收益，罰款金額的增加使地方政府在治理行動(dòng)中受益，在利益最大化目標(biāo)的驅(qū)使下自然會(huì)選擇嚴(yán)格治理策略。雖然直接排污罰款對(duì)污染企業(yè)策略選擇也會(huì)產(chǎn)生一定影響，但相對(duì)于直接排污收益和凈化排污成本，罰款金額還不足以迫使污染企業(yè)選擇凈化排污策略。

情景3地方政府、污染企業(yè)和公眾采取(不嚴(yán)格治理、凈化排污、不監(jiān)督)策略演化

將參數(shù)取值為W1=2,W2=1,C1=6,U1=8,C2=5,G=4,B=4,P2=10,C3=3,U2=2,相較于情景1，加大了直接排污給污染企業(yè)帶來(lái)的潛在損失P2的值。地方政府、污染企業(yè)和公眾策略初始值設(shè)定為x(0)=0.5,y(0)=0,5,z(0)=0.5。仿真結(jié)果如圖3所示。

圖3 博弈主體在穩(wěn)定性條件③下的演化軌跡

從圖3可知，在滿足穩(wěn)定性條件③-W1-C1<0、C2+B-P2<0且U2-C3<0，即地方政府對(duì)污染企業(yè)凈化排污的獎(jiǎng)勵(lì)與嚴(yán)格治理成本之和大于零、直接排污給污染企業(yè)帶來(lái)的潛在損失大于污染企業(yè)凈化排污成本與直接排污的額外收益之和、公眾監(jiān)督成本大于公眾監(jiān)督帶來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)收益時(shí)，均衡點(diǎn)(0,1,0)是ESS。這說(shuō)明增加污染企業(yè)直接排污的潛在損失是迫使污染企業(yè)選擇凈化排污方式的重要舉措，這種損失可能是違法排污導(dǎo)致公司形象損壞和市場(chǎng)認(rèn)可度降低等。但相對(duì)于地方政府和公眾而言，污染企業(yè)直接排污的潛在損失不會(huì)對(duì)他們?cè)斐商笥绊懀砸廊槐３窒麡O治理態(tài)度。

情景4地方政府、污染企業(yè)和公眾采取(不嚴(yán)格治理、凈化排污、監(jiān)督)策略演化

將參數(shù)取值為W1=2,W2=1,C1=6,U1=8,C2=5,G=4,B=4,P2=10,C3=3,U2=3，相較于情景3，提高了公眾監(jiān)督帶來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益U2的值，減小了公眾監(jiān)督成本C3的值。地方政府、污染企業(yè)和公眾策略初始值設(shè)定為x(0)=0.5,y(0)=0.5,z(0)=0.5。仿真結(jié)果如圖4所示。

圖4 博弈主體在穩(wěn)定性條件④下的演化軌跡

從圖4可知，在參數(shù)取值滿足穩(wěn)定性條件④-W1-W2-C1+U1<0、-G+C2+B-P2<0且C3-U2<0，即地方政府給其他主體的治理獎(jiǎng)勵(lì)與嚴(yán)格治理成本之和大于嚴(yán)格治理的潛在收益、污染企業(yè)直接排污的潛在損失與直接排污罰款之和大于凈化排污成本與直接排污的額外收益之和、公眾監(jiān)督的長(zhǎng)遠(yuǎn)收益大于監(jiān)督成本時(shí)，均衡點(diǎn)(0,1,1)是ESS。這說(shuō)明公眾在作出策略選擇時(shí)會(huì)綜合考量自身收益和參與成本，提高收益、減少成本能有效推動(dòng)公眾參與霧霾治理。

情景5地方政府、污染企業(yè)和公眾采取(嚴(yán)格治理、凈化排污、監(jiān)督)策略演化

將參數(shù)取值為W1=2,W2=1,C1=6,U1=10,C2=5,G=4,B=4,P2=10,C3=3,U2=3，相較于情景4，提高了地方政府嚴(yán)格治理時(shí)的潛在收益U1的值。地方政府、污染企業(yè)和公眾策略初始值設(shè)定為x(0)=0.5,y(0)=0,5,z(0)=0.5。仿真結(jié)果如圖5所示。

從圖5可知，在參數(shù)取值滿足穩(wěn)定性條件⑤W1+C1+W2-U1<0、-W1-G+C2+B-P2<0且C3-U2-W2<0，即地方政府嚴(yán)格治理的潛在收益大于給其他主體的治理獎(jiǎng)勵(lì)與嚴(yán)格治理成本之和，污染企業(yè)凈化排污獎(jiǎng)勵(lì)與成本之差大于污染企業(yè)直接排污的額外收益、潛在損失與直接排污罰款之差，且公眾監(jiān)督帶來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)收益與地方政府給公眾監(jiān)督的獎(jiǎng)勵(lì)之和大于公眾監(jiān)督成本時(shí)，均衡點(diǎn)(1,1,1)是ESS。這說(shuō)明在污染企業(yè)和公眾都傾向于積極參與霧霾治理時(shí)，只要提高地方政府在霧霾治理中獲得的潛在收益，如公共形象和公信力的提升等，便可以使系統(tǒng)進(jìn)入良性循環(huán)階段。

圖5 博弈主體在穩(wěn)定性條件⑤下的演化軌跡

3.2 群體策略初值變化對(duì)演化結(jié)果的影響

由復(fù)制動(dòng)態(tài)方程分析可知，一方博弈主體的演化均衡狀態(tài)會(huì)受到其他主體決策比例的影響。考慮到上述情景分析中三方博弈主體策略初值設(shè)定的單一性，本文通過(guò)調(diào)整初始值對(duì)群體策略演化結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，以消除初值選取對(duì)結(jié)果可信度的影響，增強(qiáng)結(jié)果的說(shuō)服力。

首先研究參數(shù)取值滿足穩(wěn)定性條件⑤時(shí)，三方博弈主體策略初值變化對(duì)演化結(jié)果的影響，如圖6至圖11所示，此時(shí)參數(shù)取值同情景5。

圖6、圖7考察了三方博弈主體策略初值變化對(duì)地方政府群體策略演化路徑的影響。從圖中可知，地方政府群體選擇嚴(yán)格治理策略比例越大，系統(tǒng)演化至x→1的時(shí)間就越短、速度越快，此外該群體演化速度還會(huì)受污染企業(yè)和公眾策略初值變化的影響。說(shuō)明在滿足各方利益訴求的前提下，x、y、z初值設(shè)定的差異雖然會(huì)對(duì)地方政府群體策略演化路徑產(chǎn)生一定影響，但不會(huì)改變?cè)撊后w的最終策略選擇。

圖6 x初值變化對(duì)地方政府群體策略演化的影響

圖7 y、z初值變化對(duì)地方政府群體策略演化的影響

圖8 y初值變化對(duì)污染企業(yè)群體策略演化的影響

圖9 x、z初值變化對(duì)污染企業(yè)群體策略演化的影響

圖8、圖9考察了三方博弈主體策略初值變化對(duì)污染企業(yè)群體策略演化路徑的影響。如圖所示，y值會(huì)隨著時(shí)間的變化先減小后增加，這可能是因?yàn)閯傞_(kāi)始地方政府對(duì)直接排污行為不夠重視，污染企業(yè)對(duì)此抱有僥幸心理，希望通過(guò)直接排污策略獲得更大利益。后來(lái)隨著時(shí)間推移，地方政府加大監(jiān)管力度，公眾參與意識(shí)逐漸加強(qiáng)，迫使越來(lái)越多污染企業(yè)采取凈化排污策略并最終演化至均衡狀態(tài)。

圖10、圖11考察了三方博弈主體策略初值變化對(duì)公眾群體策略演化路徑的影響。如圖所示，雖然三方博弈主體策略初值變化時(shí)公眾群體策略演化速度也不盡相同，但未改變z→1的演化結(jié)果。公眾在霧霾污染中一直扮演著受害者的角色，霧霾污染日益嚴(yán)重對(duì)公眾的生產(chǎn)生活影響也越來(lái)越大，因此公眾對(duì)于霧霾治理的態(tài)度也會(huì)更加積極。

圖10 z初值變化對(duì)公眾群體策略演化的影響

圖11 x、y初值變化對(duì)公眾群體策略演化的影響

綜上所述，在參數(shù)取值滿足穩(wěn)定性條件⑤時(shí)，地方政府、污染企業(yè)和公眾的策略初值變化會(huì)影響主體演化速度，但不會(huì)改變博弈主體的最終策略選擇，此時(shí)均衡點(diǎn)(1,1,1)是ESS。

同理，參照上述方法考察其他四種穩(wěn)定性條件下策略初值變化對(duì)演化結(jié)果的影響，發(fā)現(xiàn)演化穩(wěn)定策略不會(huì)因初值選取的變化而變化，也就說(shuō)情景分析中的結(jié)果是可信的。鑒于篇幅所限，另外四種情況未在文中進(jìn)行詳細(xì)闡述。

4 結(jié)論及建議

在霧霾治理過(guò)程中，如何處理地方政府、污染企業(yè)和公眾的合作關(guān)系，是建立協(xié)作機(jī)制的關(guān)鍵所在。本文通過(guò)對(duì)博弈模型進(jìn)行數(shù)值實(shí)驗(yàn)和仿真分析，得出以下結(jié)論：

(1)地方政府、污染企業(yè)和公眾在不同穩(wěn)定性條件下的策略選擇均不同。當(dāng)系統(tǒng)處于三方博弈主體都不治理的情景下，可通過(guò)增加直接排污罰款金額與政府嚴(yán)格治理潛在收益、提高污染企業(yè)直接排污潛在損失、降低公眾參與成本與提高長(zhǎng)遠(yuǎn)收益等方式分別推動(dòng)地方政府、污染企業(yè)和公眾采取積極治理策略，使系統(tǒng)向x→1,y→1,z→1的理想狀態(tài)演化。

(2)在參數(shù)取值確定的情況下，地方政府、污染企業(yè)和公眾任一博弈主體的策略演化速度會(huì)受到自身策略選擇比例及另外兩主體策略選擇比例的影響，但無(wú)論x、y、z取值如何變化，都不會(huì)改變博弈群體的最終策略決策。

根據(jù)上述研究結(jié)論，為了促進(jìn)霧霾治理協(xié)作機(jī)制的形成，提出如下建議：

(1)積極構(gòu)建地方政府為主導(dǎo)，污染企業(yè)為主體和公眾參與的三元主體聯(lián)動(dòng)治理模式，降低地方政府嚴(yán)格治理成本、提高嚴(yán)格治理收益。一方面，地方政府要積極發(fā)揮帶頭作用，充分利用內(nèi)部資源和信息，動(dòng)員專家學(xué)者，為霧霾治理提出專業(yè)意見(jiàn)；另一方面，通過(guò)公共媒體積極宣傳全民參與霧霾治理的必要性，提高公眾環(huán)保意識(shí)，合理利用公眾的隱性監(jiān)督功能，提高霧霾治理效率。

(2)加大對(duì)污染企業(yè)采取直接排污方式的打壓力度，降低污染企業(yè)直接排污的可能性。考慮到地方政府罰款是推動(dòng)污染企業(yè)采用凈化排污技術(shù)的主要約束力，因此地方政府可以通過(guò)行政管制的方式來(lái)約束污染企業(yè)。同時(shí)增加對(duì)凈化排污企業(yè)的獎(jiǎng)勵(lì)，向污染企業(yè)表明政府對(duì)霧霾治理的決心。

(3)制定相應(yīng)的激勵(lì)政策，鼓勵(lì)企業(yè)和公眾積極參與霧霾治理。一是對(duì)企業(yè)進(jìn)行激勵(lì)。在貫徹執(zhí)行“污染者付費(fèi)原則”的前提下，根據(jù)地方財(cái)政能力對(duì)污染企業(yè)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和設(shè)備更新等進(jìn)行激勵(lì)，如減免稅收制度、公共資金補(bǔ)助等。企業(yè)在激勵(lì)制度的引導(dǎo)下，會(huì)更加重視環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的平衡，有利于社會(huì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。二是對(duì)公眾個(gè)人和環(huán)保組織進(jìn)行激勵(lì)。地方政府可以根據(jù)公眾對(duì)霧霾治理的貢獻(xiàn)值，給予適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)，提高他們的參與收益，降低參與成本。

本文探討了影響霧霾治理協(xié)作機(jī)制形成的條件，分析了不同情景下博弈主體的策略選擇，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為政策的制定和改善提供了建議。但是在實(shí)際的霧霾治理過(guò)程中，影響三方博弈主體演化至理想狀態(tài)的條件更加復(fù)雜，所以在后續(xù)的研究工作中，應(yīng)該將更多的參數(shù)考慮到博弈模型中。