中央政府與地方政府碳減排的演化博弈分析

曹　飛

(西安電子科技大學(xué) 人文學(xué)院，陜西 西安 710071)

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中央政府與地方政府碳減排的演化博弈分析

曹飛

(西安電子科技大學(xué) 人文學(xué)院，陜西 西安 710071)

摘要：低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在短期內(nèi)會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)增長放緩，同時(shí)碳減排的正外溢性導(dǎo)致減排動(dòng)力不足。因此，在推行低碳經(jīng)濟(jì)的過程中要妥善處理好中央和地方的關(guān)系。中央政府應(yīng)該主動(dòng)適應(yīng)新常態(tài)，構(gòu)建基于適度增速、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)原則上的考核體系，引導(dǎo)地方政府積極推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展。地方政府在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，應(yīng)注重區(qū)域協(xié)同推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)合作共贏，并在優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的過程中推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：低碳經(jīng)濟(jì)；碳減排；中央政府；地方政府；演化博弈；支付函數(shù)

一、引言

中國政府提出的碳減排計(jì)劃，既是對全球氣候變暖的回應(yīng)，也是對自身經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中所出現(xiàn)的資源環(huán)境雙重約束下的現(xiàn)實(shí)回應(yīng)。圍繞中國政府的碳減排計(jì)劃，學(xué)界從多個(gè)角度進(jìn)行了有益的研究，主要包括時(shí)間序列角度、驅(qū)動(dòng)因素角度、脫鉤角度和地域分解角度。比如，有學(xué)者從時(shí)間序列方面分析，對碳排放的動(dòng)態(tài)演化與庫茲涅茨曲線進(jìn)行驗(yàn)證[1-2]；有學(xué)者通過碳驅(qū)動(dòng)因素的指數(shù)分解和結(jié)構(gòu)分解方法，分析經(jīng)濟(jì)與碳排放變化的驅(qū)動(dòng)因素[3-4]；考慮到碳分解的地域落實(shí)問題，有學(xué)者在公平與效率兼顧、共同分擔(dān)但考慮地區(qū)差異等原則下進(jìn)行了分析[5-7]；還有學(xué)者從脫鉤角度分析經(jīng)濟(jì)發(fā)展是否必然以碳排放為代價(jià)[8-10]等。

上述文獻(xiàn)主要是從宏觀角度進(jìn)行分析的，具有良好的參考價(jià)值。其實(shí)低碳政策的落實(shí)最終需要企業(yè)踐行，因此要推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必須考慮企業(yè)微觀主體，滿足企業(yè)的激勵(lì)與約束兼容[11]，所以學(xué)者大多是對政府與企業(yè)的互動(dòng)博弈進(jìn)行了分析，因?yàn)榈胤秸堑吞颊叩闹贫ㄕ?，低碳效果的?shí)施更多是依靠企業(yè)的落實(shí)，因此，政府與企業(yè)的互動(dòng)是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的機(jī)制保障[12-18]?？紤]到中國低碳技術(shù)與國際上的客觀差距，也有學(xué)者對國際碳減排技術(shù)的國際轉(zhuǎn)讓進(jìn)行了分析[19-20]。

對企業(yè)主體地位的關(guān)注，是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的微觀基礎(chǔ)，對地方政府與企業(yè)的互動(dòng)機(jī)制關(guān)注，則找到了發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的中觀基礎(chǔ)，然而對地方政府自身推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)進(jìn)行考核，則需要更高一級的政府。對中國來說，單一制的國家體制決定了中央政府的高度集權(quán)，而中央政府的作用恰恰就是通過制定良好的激勵(lì)機(jī)制和完善綠色GDP考核標(biāo)準(zhǔn)來弱化地方省份的“標(biāo)尺競爭”，主動(dòng)適應(yīng)新常態(tài)，采取適度增速、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的策略。因此，地方政府與企業(yè)的低碳互動(dòng)需要更高一級的機(jī)構(gòu)或者中央政府的最后兜底管理。

一方面，行業(yè)或企業(yè)與地方政府有著千絲萬縷的聯(lián)系，在分稅制的財(cái)政制度下更是如此，因此，對于地方政府來說，碳減排的任務(wù)分解在某種程度上就是財(cái)政收入減少的分解，或者說是中央政府對各省份發(fā)展機(jī)會(huì)與發(fā)展空間的分解。另一方面，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)帶來環(huán)境的改善，其環(huán)境改善的正外溢性加劇了區(qū)域碳減排的難度，因此，中國在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的過程中，必須認(rèn)真審視中央和地方的互動(dòng)機(jī)制。

二、地方政府與中央政府發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的演化博弈建?；A(chǔ)

傳統(tǒng)博弈對于主體完全理性的假設(shè)，實(shí)際上是博弈研究的一個(gè)理想?yún)⒄?。演化博弈則是對博弈主體有限理性的現(xiàn)實(shí)關(guān)照，從而使得博弈論有更廣大的應(yīng)用空間。由于信息不對稱及理性有限，各博弈主體的博弈行為往往體現(xiàn)為具有試探性的學(xué)習(xí)過程，因此博弈過程不會(huì)一次就結(jié)束，也不會(huì)一次就找到最優(yōu)均衡。因此，演化博弈反映的是博弈主體雙方策略漸進(jìn)的動(dòng)態(tài)的均衡過程，其基本概念包括演化穩(wěn)定策略(ESS)和復(fù)制動(dòng)態(tài)[21]。ESS是一種納什均衡，在這種均衡狀態(tài)下，一個(gè)種群能夠抵抗變異策略侵入而保持穩(wěn)定，其定義為：若策略s*是一個(gè)ESS，當(dāng)且僅當(dāng)：

(1)s*構(gòu)成一個(gè)Nash均衡，對任意的s，有u(s*,s*)≥u(s*,s)；

(2)如果s*≠s，滿足u(s*,s*)=u(s*,s)，則有u(s*,s)>u(s,s)。

復(fù)制動(dòng)態(tài)方程實(shí)際上描述的是某一特定策略隨著時(shí)間變化而增長的函數(shù)，其自變量是一個(gè)種群中某策略采用的比例，另一個(gè)自變量是該策略相對于平均適應(yīng)度的動(dòng)態(tài)微分方程。顯然，采用某一種策略的比重高，這個(gè)策略越有可能發(fā)展壯大；另外，某一策略比各策略的平均適應(yīng)度越大，說明該策略的回報(bào)越大，從而越有可能被選擇和發(fā)展。據(jù)此，可得如下復(fù)制動(dòng)態(tài)方程：

式中：xk為一個(gè)種群中采用策略k的比例，u(k,s)為采用策略k時(shí)的適應(yīng)度，u(s,s)為各種策略的平均適應(yīng)度，K為各種策略的總數(shù)。作為演化穩(wěn)定策略的k，需滿足：

(1)F(k)=dxk/dt=0，

(2)F′(k)<0。

三、博弈雙方支付函數(shù)的建立

(一)影響支付函數(shù)的損益變量

1.地方政府的損益變量

碳排放雖然是一種非意愿產(chǎn)出，但要想提高GDP就無法完全避免這種副產(chǎn)品。因此，碳減排也意味著經(jīng)濟(jì)增長放緩，而發(fā)展高碳經(jīng)濟(jì)則可以帶來額外的經(jīng)濟(jì)收益，用G表示。另外，地方政府退出高碳行業(yè)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，必然意味著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的關(guān)停并轉(zhuǎn)，涉及企業(yè)的職工安置和本地的就業(yè)壓力、社保壓力等，由此帶來的成本叫做退出費(fèi)用，用R表示，但是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，地方政府可以獲得中央政府的獎(jiǎng)勵(lì)。如果地方政府不發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，那么地方政府就要付出較高的稅率與費(fèi)率，假設(shè)w表示中央政府對高碳行業(yè)所征稅收的稅率，r表示中央政府對高碳行業(yè)按比例征收的排污費(fèi)征收率，那么在發(fā)展高碳經(jīng)濟(jì)的情況下，地方政府可以獲得扣除中央稅與排污費(fèi)剩余后的收入G(1-w-r)。

2.影響中央政府決策的損益變量

如果地方政府退出高碳行業(yè)，由此將引起中央政府G(r+w)的損失，但地方政府退出高碳行業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)、政治、環(huán)境正的外部效應(yīng)，用J表示，且中央政府要按比例對地方政府的碳減排行為進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，假設(shè)獎(jiǎng)勵(lì)系數(shù)為a，0

(二)支付函數(shù)的構(gòu)建

按照損益變量的設(shè)定，并進(jìn)一步設(shè)定地方政府發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的概率為p，發(fā)展高碳經(jīng)濟(jì)的概率為1-p，中央政府對地方政府發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)進(jìn)行激勵(lì)的概率為q，不激勵(lì)的概率為1-q，得到中央政府與地方政府的演化博弈支付矩陣，如表1所示。

表1　央地碳減排的對稱演化博弈矩陣

四、演化穩(wěn)定策略求解

(一)收益期望函數(shù)構(gòu)建

根據(jù)上文分析，可以構(gòu)建博弈雙方的收益期望函數(shù)，其中：

1.地方政府的收益期望函數(shù)為：

E退出=q(-G-R+aJ)+(1-q)·

(-G-R)=-G-R+qaJ，

E不退出=q[G(1-r-w)]+(1-q)·

[G(1-r-w)]= G(1-r-w)

E地方政府=pE退出+(1-p)E不退出

=p(-G-R+qaJ)+(1-p) G(1-r-w)

2.中央政府的收益期望函數(shù)為：

E激勵(lì)=p[J-aJ-G(r+w)-c]+(1-p)·

[G(r+w) -Z]=pJ-paJ-(1-2p)·

G(r+w)-pc-(1-p)z

E不激勵(lì)=p[J-G(r+w)-H]+(1-p)·

[G(r+w)-Z]=pJ-pH+(1-2p)·

G(r+w)-(1-p)z

E中央政府=qE激勵(lì)+(1-q)E不激勵(lì)

=q[pJ-paJ-(1-2p)G(r+w)-

pc-(1-p)z]+(1-q)[pJ-pH+(1-2p)·

G(r+w) -(1-p)z]=

-pqaJ+(-2q-2p+4pq+1)·

G(r+w)-pqc-pH+qpH+pJ-(1-p)z

(二)基于復(fù)制動(dòng)態(tài)方程的演化穩(wěn)定策略求解

1.地方政府復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：

F (p)=dp/dt=p(E退出-E地方政府)

=p(1-p)[-G-R+qaJ-G(1-r-w)]，

F′(p)=(1-2p)[-G-R+qaJ-G(1-r-w)]，

令F (p)=dp/dt=0，解得：

由復(fù)制動(dòng)態(tài)微分方程穩(wěn)定性定理及演化穩(wěn)定策略性質(zhì)知，當(dāng)F(p)=0，F(xiàn)′(p)<0時(shí)，p*為演化穩(wěn)定策略。討論：

2.中央政府復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：

F(q)=dq/dt=q(E激勵(lì)-E中央政府)

=q (1-q)[-paJ-(2-4P)G(r+w)-

pc+ph]，

F′(q)=(1-2q)[-paJ-

(2-4P)G(r+w)-pc+ph]，

令F (q)=dq/dt=0，解得：

q*=0，q*=1，

由復(fù)制動(dòng)態(tài)微分方程穩(wěn)定性定理及演化穩(wěn)定策略性質(zhì)知，當(dāng)F(q)=0，F(xiàn)′(q)<0時(shí)，q*為演化穩(wěn)定策略。討論：

3.地方政府與中央政府群體復(fù)制動(dòng)態(tài)及其穩(wěn)定性

綜上分析，進(jìn)一步地，將博弈雙方的復(fù)制動(dòng)態(tài)關(guān)系用一個(gè)二維的平面坐標(biāo)來表示，如圖1所示。在圖1中，O點(diǎn)和B點(diǎn)是演化穩(wěn)定策略，O點(diǎn)雖然是穩(wěn)定策略，但是一種消極的穩(wěn)定策略，即地方政府不發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，中央政府也不采取激勵(lì)力度，實(shí)際上將導(dǎo)致低碳經(jīng)濟(jì)難以發(fā)展。B點(diǎn)是最理想的結(jié)果，地方政府積極發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，而中央政府則對于地方政府的低碳經(jīng)濟(jì)策略予以激勵(lì)，最終進(jìn)入良性循環(huán)。在圖1的右上區(qū)域，即Ⅲ區(qū)，由虛線所圍成的區(qū)域內(nèi)，雙方行為收斂于B點(diǎn)，這樣會(huì)收斂到帕累托最優(yōu)均衡B(1，1)。反之，如果初始狀態(tài)位于圖1的左下區(qū)域，即Ⅰ區(qū)，則雙方行為收斂于O點(diǎn)，即系統(tǒng)會(huì)收斂到帕累托劣均衡O(0，0)。在圖1的Ⅱ、Ⅳ區(qū)域，雙方各有0.5的概率落入Ⅰ區(qū)和Ⅲ區(qū)。

圖1　博弈雙方群體復(fù)制動(dòng)態(tài)及其穩(wěn)定性示意圖

(1)要使系統(tǒng)以最大可能收斂于帕累托最優(yōu)均衡B(1，1)，顯然需要盡可能放大Ⅲ區(qū)的面積，從直觀來看Ⅲ區(qū)面積越大，越有可能收斂于B點(diǎn)；從政策可行性來說，Ⅲ區(qū)越大實(shí)際上意味著q*和p*都很小，從而很容易實(shí)現(xiàn)p>p*，q>q*。

五、數(shù)值分析

本文運(yùn)用MATLAB軟件模擬不同初始狀態(tài)下其策略選擇的動(dòng)態(tài)進(jìn)化過程。假設(shè)博弈支付矩陣中各參數(shù)值分別如下(單位：萬元)： 經(jīng)營利潤G=1000，退出費(fèi)用R=200，a=0.5,J=5000,aJ=2500，h=3000,c=200,r=0.3,w=0.1。

(一)地方政府發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的收斂分析

(1)若q

圖2　q=0.1時(shí)地方政府發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的收斂

(2)若q>q*=0.6，也就是給定中央政府的激勵(lì)概率大于臨界值0.6，則地方政府的最優(yōu)策略是退出。比如，給定q=0.9，則地方政府發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的策略隨時(shí)間變動(dòng)的動(dòng)態(tài)進(jìn)化過程如圖3所示。由圖3可見，在給定中央政府激勵(lì)的概率大于臨界值0.6時(shí)，地方政府發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的策略得到了應(yīng)有的補(bǔ)償，從而地方政府將選擇發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)策略。

(二)中央政府激勵(lì)策略的收斂分析

(1)若p

圖3　q=0.9時(shí)地方政府發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的收斂

圖4　p=0.2時(shí)中央政府的激勵(lì)策略收斂

(2)若p>p*=0.421，給定地方政府發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的概率大于臨界值0.421時(shí)，則中央政府的激勵(lì)的最優(yōu)策略是激勵(lì)。比如取p=0.8，則中央政府的激勵(lì)策略隨時(shí)間變動(dòng)的動(dòng)態(tài)進(jìn)化過程如圖5所示。由圖5可見，在給定地方政府發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的概率大于0.421時(shí)，中央政府的激勵(lì)策略最終收斂于1，即當(dāng)?shù)胤秸e極推進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)，中央政府的最優(yōu)策略是激勵(lì)，因?yàn)椴患?lì)將承擔(dān)巨大的信譽(yù)成本H。

圖5　p=0.8時(shí)中央政府的激勵(lì)策略收斂

六、對策與建議

綜上分析，中國碳減排的順利進(jìn)行需要中央政府與地方政府的協(xié)同配合，構(gòu)建中央政府與地方政府的良性互動(dòng)關(guān)系，在推動(dòng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)新常態(tài)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型中實(shí)現(xiàn)碳減排與經(jīng)濟(jì)效益的同步完成。

(一)對于中央政府來說

1.確定差異化的碳減排策略

中央政府要充分考慮到中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、碳排放的歷史累計(jì)與環(huán)境保護(hù)不均衡的事實(shí)，采取差異化的碳減排分解任務(wù)。既要考慮到碳排放的效率，又要考慮到碳減排的公平性與歷史累計(jì)，合理確定區(qū)域碳減排分解任務(wù)。東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)奠定了良好的基礎(chǔ)，為碳減排的推進(jìn)提供了可能，但東部地區(qū)碳效率較高，因此就要考慮到碳減排的機(jī)會(huì)成本；中、西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對滯后，因此應(yīng)該適當(dāng)?shù)赜枰越?jīng)濟(jì)發(fā)展方面的傾斜，但要考慮到其碳效率低下而可能帶來的環(huán)境效應(yīng)。

2.采取合適的激勵(lì)機(jī)制

如前所述，碳減排的正外溢性超過了某一省區(qū)的轄區(qū)，導(dǎo)致碳減排激勵(lì)不足。因此，中央政府作為各省區(qū)的上級單位與全社會(huì)的代表，有必要也有可能進(jìn)行激勵(lì)。在新常態(tài)的發(fā)展情況下，中央政府對于地方政府的獎(jiǎng)勵(lì)不再唯GDP至上，而是更加注重結(jié)構(gòu)優(yōu)化、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)與合理增速，因此對于高碳行業(yè)要敢于通過加征排污費(fèi)、營業(yè)稅等方式，加快高碳行業(yè)轉(zhuǎn)型。

(二)對于地方政府來說

1.確立互利共贏的發(fā)展戰(zhàn)略

地方政府進(jìn)行碳減排或者發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，從短期來看可能導(dǎo)致自身經(jīng)濟(jì)發(fā)展過緩，且碳減排的好處由相鄰省區(qū)共享。但如果每個(gè)省區(qū)都積極發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的話，實(shí)際上得到的是整個(gè)區(qū)域的環(huán)境改善，并且從長遠(yuǎn)來看，有助于實(shí)現(xiàn)整個(gè)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新常態(tài)。

2.堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)低碳戰(zhàn)略

中央政府的考核機(jī)制的改變既是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展有了一定基礎(chǔ)之后的積極回應(yīng)，也是由于環(huán)境問題倒逼而作出的回應(yīng)。地方政府要積極推進(jìn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)政策，減少要素與投資的粗放式投入。因此，地方政府應(yīng)該在轄區(qū)內(nèi)通過土地、稅收、資金等層面向地方行業(yè)、低碳企業(yè)傾斜，推動(dòng)企業(yè)轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級，避免觸底競爭與產(chǎn)業(yè)重構(gòu)，促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新常態(tài)。

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[責(zé)任編輯勇慧]

收稿日期：2016-03-29

基金項(xiàng)目:教育部人文社會(huì)科學(xué)研究青年基金項(xiàng)目(編號：14YJC790004)；陜西省人文社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目(編號：13D264).

作者簡介：曹飛,西安電子科技大學(xué)人文學(xué)院副教授，經(jīng)濟(jì)學(xué)博士,主要從事城鎮(zhèn)化、區(qū)域經(jīng)濟(jì)研究.

中圖分類號：F293.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1009-3699(2016)04-0433-06