多元主體協同環境治理視角下的企業綠色發展演化博弈

摘 要：為解決不同參與主體間利益訴求、行為動機的差異性導致的環境協同治理復雜問題，文中以企業是否采取綠色低碳技術對工藝進行改善為研究對象，集中央—地方—企業三要素，對多元協同治理環境下的綠色發展演化博弈展開深入研究。首先，基于多元主體不同行為選擇策略構建三方演化博弈模型，分析各方不同策略組合間期望收益；其次，設計復制動態方程對三方博弈均衡點及穩定性規律進行分析；然后，采用Matlab對各主體間策略選擇和互動邏輯進行數值仿真分析，探究環境協同治理中穩定演化規律及影響機制。研究結果表明，三方系統演化規律具有多重敏感性，中央政府在初始階段具有領導作用，過度監督可能出現消極作用，而更加積極的獎勵及處罰策略對于實現綠色發展具有積極的促進作用，研究成果可為環境協同治理中多元主體在不同演化階段進行最佳管理決策提供理論支撐。

關鍵詞：碳達峰碳中和；環境治理；三方主體；演化博弈

中圖分類號：X 196文獻標識碼：A文章編號：1672-7312（2024）03-0275-10

0 引言

經濟快速發展的同時帶來的環境問題日益突出，據國際能源署統計分析，約1/3的碳排放由企業采用傳統能源產生[1]。為此，環境治理問題成為各國政府和專家學者關注的焦點。為緩解環境問題帶來的危機，政府制定了系列綠色發展實施方案，并于2020年9月首次提出2030年碳達峰與2060年碳中和（以下簡稱“雙碳”）的目標。習近平總書記于2022年1月中央政治局集體學習時重申加快構建“雙碳”政策體系，推進破解環境約束突出問題。

國家統計公報顯示，2022年我國GDP同比增長3%，能源消費總量同比增長2.9%，煤炭消費增長4.3%，清潔能源增長8.5%，其中煤炭在能源消費總量中占比高達1/2，天然氣等清潔能源占比1/4，全國萬元GDP二氧化碳排放下降0.8%，全國萬元GDP能耗同比下降0.1%，原油同比增長2.9%，劣4類的近岸海域海水占比14%，環保投資資金增加了70.1%[2]。由此可見，近幾年工業污染治理進入了整治高峰期，能源低碳、環境治污等舉措在節能減排的貫徹與落實中穩步前進，環境治理改善可觀。政府干預的高效治理、企業綠色低碳的示范引領在實現“雙碳”目標中發揮重要作用。

面對多元復雜的環境問題和經濟發展，企業能源消耗關乎生態環境的長效發展，如何平衡好經濟穩定增長與環境綠色發展，達到“雙碳”目標，是我國面臨的一項重大挑戰。中央政府重視社會整體長期的可持續發展；地方政府側重中短期的經濟增長，企業偏向當下的自身利益發展，在治理過程中必然會出現主體不同策略選擇的博弈行為。因此，探索環境治理中多主體演化互動關系，將降碳與擴綠協同推進，推動政企共治局面，利用最少的資源成本，獲取最大的治理收益，對促進各方利益協調、提升環境治理效果具有重要的參考意義，也是推動“雙碳”目標高效發展的關鍵所在。國內外學者對環境治理中多元共治的研究主要集中在以下方面：

1）關于環境治理問題的研究。環境保護離不開政府治理，政府更關注環境問題治理的整體性[3-4]。CAO H J等[5]指出政績考核能夠通過地方政府策略互動對環境治理造成直接影響；

XUE J等[6]提出在環保稅制下，環保稅率以及稅收優惠等是激勵企業改善環境的重要手段；ZHANG G X等[7]基于結構—情境—行為視角提出政治成本概念，探索環境治理中存在的問題；ROBINS G等[8]引入使用社會網絡方法來研究主要水資源，指出網絡治理先決條件對環境治理的重要性；QIN M等[9]以環保政策為例，提出嚴格的環保政策對提高企業環境治理具有約束性。

2）關于博弈理論分析環境治理的研究。沈洪濤等[10]通過環境績效視角研究發現政府在環境治理中對企業的制度化執法監督具有一定的減排效果。王越等[11]從重工業碳排放利益主體視角構建政府、企業及核查機構三方博弈，通過碳排放利益均衡分配實現環境正義；LIU X M等[12]基于初始意愿差異化視角，通過中央和地方環保部門協調監管，對企業碳排放的演化進行了分析；TAN M J等[13]建立地方政府、企業以及非政府組織等“利益相關者”多元共治體系來推進農村生態環境治理；

ZHANG Y L等[14]構建了政府、企業和NGO的博弈模型，得出政府高罰款和高補貼并行會致使企業不嚴格遵循相關政策，但NGO的檢查力度不會影響企業策略選擇。

3）關于“雙碳”視角分析環境治理的研究。有學者指出應持續推進“雙碳”目標與環境治理協同發展，做到減污降碳與環境保護相互耦合[15-16]。RAUGEI M等[17]基于脆弱區域生態特征，指出光伏產業有利于生態環境的改善，是實現“雙碳”目標的有效路徑；LIU R X等[18]采用長江經濟帶城市面板等數據研究得出“雙碳”目標約束對環保督察的減排效應具有正向調節作用；GUO J等[19]基于政企博弈關系，指出技術成本、降碳效率以及碳稅政策是高耗能企業節能降碳的關鍵；ZHANG S Y等[20]提出企業低碳生產的成本、政府對企業的處罰和調控成本均會影響到企業碳減排的效果；趙川等[21]通過減排技術、碳交易價格以及企業聲譽等多因素，探究了多情景下碳交易機制與獎懲政策對企業品牌商的最優減排策略。

綜上所述，現有文獻雖然在運用演化博弈對環境治理理論及實證分析方面進行了大量探索，為文中的研究提供了有效學術借鑒和理論基礎，但也存在一定的局限和不足：主要包括我國環境治理方面的研究相對國外起步晚，現有文獻雖建立了政府、企業以及公眾等不同主體的博弈模型，但很多主要從環保督察展開研究，針對“雙碳”目標與環境治理的量化分析研究涉及不足，對政府“主動式”參與、企業“積極式”開展的策略選擇分析較少。隨著“雙碳”目標的深入推進，不同行業企業存在的環境污染、低碳轉型發展問題不容小覷。

鑒于此，文中在現有文獻研究基礎上，綜合集成考慮了中央—地方—企業三要素動態博弈性，對多元協同治理環境下的綠色發展演化博弈展開深入研究，構建了基于Malthusian的第三方動態演化博弈模型，并設計了動態復制方程的求解方法，揭示了中央、地方、企業在協同發展過程中的演化博弈規律，研究成果可為我國發展低碳經濟及企業碳減排提供理論基礎及有益借鑒。

2 演化博弈模型構建

2.1 模型描述與基本假設

參與協同治理環境的利益主體主要包括中央政府、地方政府以及綠色能源生產企業3類（以下簡稱中央—地方—企業），而企業在生產過程中采用相對落后的技術會排放大量的污染物，會對環境造成一定的污染，采用更加節能減排的綠色技術能夠降低排放物，但會追加一定的生產技術改造成本。基于此，中央—地方—企業三級參與主體構建三方演化博弈模型，對各利益方演化博弈展開研究，所構建的基于三方演化博弈結構圖如圖1所示。

在圖1的演化結構中，中央鼓勵對地方和企業具有重要的引導作用，當中央鼓勵綠色低碳時，會得到社會、經濟和環境的多重效益，使得綠色發展具有積極正向作用；地方政府和企業考慮經濟利益的發展，在中央不鼓勵時，傳統能源的生產方式收益大于采用綠色低碳帶來的收益時，兩者會選擇傳統能源生產方式；在中央的獎勵補貼、懲罰監督機制下，選擇綠色低碳的收益大于傳統技術帶來的收益時，兩者會選擇綠色低碳的方式發展。環境的協同治理與綠色低碳的發展存在相互促進關系，隨著利益主體策略選擇的動態調整，環境治理逐步趨于最優的穩定策略，在研究中做如下假設。

假設1：三方博弈主體均具備有限理性經濟人假設特征。在不考慮社會、非政府組織及公眾等外界環境影響的條件下，博弈中涉及中央、地方及碳排企業3個主體，且三者之間的信息不對稱。

假設2：在“雙碳”目標下，中央及地方結合環境治理目標后，各級政府存在偏好假設，三者均考慮各自的成本和收益問題，不斷追求利益最大化，企業通過執行低碳政策能夠有效改善并提升環境治理工作。

假設3：中央的策略選擇為“鼓勵綠色低碳”和“不鼓勵綠色低碳”。中央制定“雙碳”政策后，在治理環境問題過程中，中央鼓勵綠色低碳時所獲得的直接收益為B1，所付出的監督成本為F1；若地方推行此政策，中央會獲得額外收益B2，若地方不推行綠色低碳，中央需要付出治理成本為F2。

假設4：地方的策略選擇為“推行低碳”和“不推行低碳”。地方在環境治理時不推行低碳，選擇傳統方式獲得的收益為E1，付出成本為C1；若地方推行低碳，會獲得額外收益為E2，付出額外成本為C1+C2，則地方的收益為E1+E2，成本為C1+C2；在中央鼓勵綠色低碳時，若地方推行將獲得來自中央給予的獎勵P1，地方不推行時獲得中央政府的處罰為S1。

假設5：企業的策略選擇為“采取低碳”和“不采取低碳”。企業不采取低碳，選擇傳統方式生產所獲得的收益為E3，所付出的成本為C3；若企業采取低碳，將獲得額外收益E4，付出額外成本C4，則企業采取低碳時的收益為E3+E4，成本為C3+C4；在鼓勵綠色低碳情況下，企業采取低碳將獲得來自中央給予的獎勵為P2，不采取時將受到地方處罰為S2。

假設6：行為策略采取的概率。假設在“雙碳”目標下，中央選擇鼓勵低碳的概率為x（0≤x≤1），不鼓勵低碳的概率為1-x。地方選擇推行低碳的概率為y（0≤y≤1），不推行低碳的概率為1-y；企業采取低碳的概率為z（0≤z≤1），不采取低碳的概率為1-z。文中在構建三方演化博弈矩陣中使用到的參數及含義見表1。

2.2 三方演化博弈的模型構建

文中所構建的中央—地方—企業三方演化博弈在不同階段的博弈支付矩陣見表2。

根據Malthusian動態方程基本理論，所得到的中央行為策略的復制動態方程見式（4）。

x，y，z∈[0，1]分別表示中央政府鼓勵、地方政府推行、企業采取時對應的概率。

同樣基于Malthusian動態方程理論得出地方行為策略復制動態方程見式（8）。

同上得出企業行為策略復制動態方程見式（12）。

根據上述F（x），F（y），F（z）3個復制動態方程組，可得到中央、地方及企業之間博弈的動態演化的三維動力系統見式（13）。

令F（x）=0，F（y）=0，F（z）=0，β=2E3-C4+E4+S2，η=P1+S1，=F1-B1-S1，可得出多元主體協同治理環境下的復制動力系統的雅克比矩陣見式（14）。

2.3 三方演化策略均衡點及穩定性分析

使導數方程組（13）為零，對其求解得出中央、地方及企業在博弈中存在14個駐點。包括8個純策略均衡點：D1（0，0，0），D2（1，0，0），D3（0，1，0），D4（0，0，1），D5（1，1，0），D6（1，0，1），D7（0，1，1），D8（1，1，1）；6個非穩定狀態平衡點。由于在非對稱演化博弈中穩定的平衡點只在純策略平衡點中，所以文中只討論8個純策略均衡點的漸進穩定性。以平衡點D1（0，0，0）為例，得到的雅克比矩陣見式（15）。

從公式給出的雅克比矩陣，可知平衡點D1（0，0，0）所對應的特征值分別為：λ1=-（B1-F2-S1），λ2=E2-C2+S2，λ3=C3-E3。同理，將D2到D8的平衡點帶入雅克比矩陣，得到8個平衡點對應的特征值見表3。

根據表3中的系統平衡點及特征值，對

D1-D8的漸進維穩定性進行分析。

1）在D1（0，0，0）中，當滿足條件F1＞B1+S1，E2+S2＜C2，C3＜E3，即全部特征值小于0時，D1是一個穩定點。此時，中央鼓勵綠色低碳所付出的監督成本大于所得到的收益，中央不鼓勵；地方采取綠色低碳帶來的收益低于其付出的額外成本，地方不推行；企業采取傳統生產得到的收益超過所付出的成本，企業出于利益考慮會選擇傳統生產，即企業不采取綠色低碳。

2）在D2（1，0，0）中，當滿足條件F1＜B1+S1，E2+S2+P1+S1＜C2，C3＜E3時，D2是一個穩定點。此時，中央鼓勵綠色低碳所獲得的收益大于付出的監督成本，中央選擇鼓勵；綠色低碳時地方政府帶來的收益低于其付出的成本，同時，地方政府會接受中央政府的處罰，選擇不推行綠色低碳；企業采取傳統生產得到的收益超過所付出的成本，企業不采取綠色低碳。

3）在D3（0，1，0）中，當各參數滿足基本條件F1+P1＞B1，E2+S2＞C2，E3+E4+S2＜C3+C4時，D3是一個穩定點。此時，中央鼓勵綠色低碳所付出的成本（包括給地方的獎勵）大于所得到的直接收益，中央不鼓勵；地方采取綠色低碳獲得的收益超出付出的成本，地方采取綠色低碳；企業低碳時的成本高于收益，企業接受地方政府的罰款，且企業不采取綠色低碳。

4）在D4（0，0，1）中，當滿足條件F1＞B1+S1，E2＜C2，C3＞E3時，D4是一個穩定點。此時，中央鼓勵綠色低碳所付出的監督成本大于收益，中央不鼓勵；地方政府采取綠色低碳的成本高于其額外收益，地方不推行綠色低碳；企業采取傳統生產付出的成本高于所得到的收益，企業采取綠色低碳。

5）在D5（1，1，0）中，當滿足條件F1+P1＜B1，E2+S2+P1+S1＞C2，E3+E4+S2+P2＜C3+C4時，D5是穩定點。此時，中央鼓勵綠色低碳所獲得的收益大于付出的成本（包括對地方的獎勵），中央選擇鼓勵；地方獲得中央的獎勵，其獲得收益大于付出成本，地方推行低碳；企業采取低碳時的成本高于收益，企業選擇不采取綠色低碳。

6）在D6（1，0，1）中，當滿足條件F1＜B1+S1，E2+P1+S1＜C2，C3＞E3時，D6是一個穩定點。此時，中央鼓勵綠色低碳所獲得的收益大于付出的監督成本，中央選擇鼓勵；地方政府所獲收益低于成本，地方不推行綠色低碳，企業采取傳統生產付出的成本高于所得到的收益，企業會采取綠色低碳。

7）在D7（0，1，1）中，當滿足F1+P1+P2＞B1，E2＞C2，E3+E4+S2＞C3+C4時，D7是一個穩定點。此時，中央鼓勵綠色低碳時帶來的收益小于成本，中央不鼓勵，地方采取綠色低碳的額外收益高于其成本，地方推行綠色低碳；企業采取低碳獲得的收入高于付出的成本，企業采取低碳策略。

8）在D8（1，1，1）中，當滿足條件F1+P1+P2＜B1，E2+P2+S1＞C2，E3+E4+S2+P2＞C3+C4時，D8是穩定點。此時，中央鼓勵綠色低碳帶來的收入高于成本，中央鼓勵；地方獲得中央獎勵，總體收入大于成本，地方推行綠色低碳；企業采取低碳獲得中央獎勵，且收入高于成本，企業采取綠色低碳。

3 數值仿真結果

3.1 演化穩定性分析討論

為更直觀觀察環境治理過程中，參與綠色低碳三方主體從初始、發展到成熟的動態演化博弈過程，文中參考現有文獻基于三方演化博弈的建筑業碳減排治理研究的設置方法，運用Matlab軟件隨機生成100組不同的x、y、z初始策略點，對演化過程進行數值模擬，分析主體間的策略選擇。經調研，我國污水處理平均成本見表4。

以污水處理為例，基于對上市公司的數據調研，以10億立方米為例，對文中構建模型進行數值仿真，其中，各階段初始演化參數見表5。

其中，均衡點（1，0，0）與（0，1，1）的演化博弈仿真結果如圖2所示。

在圖2中不同顏色表明不同策略的三方博弈的過程，均衡點（1，0，0）在滿足F1＜B1+S1，E2+S2+P1+S1＜C2，C3＜E3的穩定性條件下，（1，0，0）是系統穩定的ESS。根據圖2（a）動態演化仿真表明，在環境治理初期，面對外部壓力和經濟可持續發展，國家對環境治理比較重視。中央政府出于社會公共利益角度會選擇鼓勵綠色低碳；但在激勵和獎懲上缺乏創新機制，面對中央政府的鼓勵，地方政府和企業更多考慮到自身經濟利益會選擇不采取低碳。在均衡點（0，1，1）在滿足F1+P1+P2＞B1，E2＞C2，E3+E4+S2＞C3+C4的穩定性條件下，（0，1，1）是系統穩定的ESS。根據圖2（b）動態演化仿真表明，隨著中央的政策法規的完善和強有力的監督執行，雙向抉擇的地方政府整體性責任意識增強，出于長遠考慮的企業逐步提高了環境整治意識，此時，在中央不鼓勵的情況下，地方和企業會增加選擇綠色低碳的積極性概率。均衡點（1，1，1）的演化博弈仿真結果如圖3所示。

由圖3可知，三方參與主體博弈的均衡點（1，1，1）在滿足F1+P2+P2＜B1，E2+P1+S1＞C2，E3+E4+S2+P2＞C3+C4的穩定性條件下，（1，1，1）是系統穩定的ESS。根據圖3動態演化仿真表明，經過不斷的演化迭代，中央政府積極鼓勵時選擇降低監督成本，此時三方博弈主體策略選擇進入良性循環。政府對企業適當的獎勵和高懲罰督促，企業從傳統生產方式向著采取綠色低碳方向進行演化，三方利益主體的策略逐步達成最優穩定策略。

3.2 敏感性分析與討論

在理論分析的基礎上，考慮均衡點（1，1，1）情形下對系統進行敏感性分析，探究不同的參數變化對三方主體演化結果的影響。主要考慮中央對地方的罰款S1、中央政府的監督成本F1、中央政府對企業的獎勵P23個參數；（其他參數對演化結果的影響分析同下，不重復闡述）。在參數設置時，文中結合實際情況并參考已有文獻，設置三方參與主體的初始概率為（0.3，0.5，0.7），初始時間為0，演化結束時間為10，在滿足F1+P1+P2＜B1，E2+P1+S1＞C2，E3+E4+S2+P2＞C3+C4條件下，初始參數值設置為：B1=8，B2=10，P1=3，P2=2，S1=3，S2=4，F1=2，F2=5，C1=5，C2=2，C3=6，C4=3，E1=6，E2=3，E3=8，E4=5。其中，中央對地方的罰款S1的敏感性分析如圖4所示。

由圖4可知，隨著時間的推移，地方政府和企業的策略選擇速度相比較中央政府更敏感。罰款S1增加給中央政府帶來收益，中央向鼓勵綠色低碳方向演化；地方和企業在高罰款時選擇綠色低碳的策略積極性相對高些。總的來說，罰款S1對地方和企業策略選擇的敏感性高于中央。加大罰款力度時，3個主體行為策略均向綠色低碳方向演化，逐步趨于最優穩定發展。中央鼓勵綠色低碳時付出的監督成本F1的敏感性分析如圖5所示。

由圖5可知，隨著監督成本的增加會減少中央政府鼓勵綠色低碳的意愿，中央政府將選擇不鼓勵綠色低碳，對地方政府和企業開展綠色低碳有阻滯影響。和企業相比，監督成本對地方政府的影響更明顯，但企業的策略選擇比地方政府策略選擇更先達到穩定狀態。總體上，監督成本的降低使得地方政府和企業策略選擇的速度增加，均向著綠色低碳方向演化。中央鼓勵綠色低碳時給與企業的獎勵P2的敏感性分析如圖6所示。

由圖6可知，隨著獎勵P2的減少，中央政府選擇鼓勵的增幅明顯，地方政府選擇推行的概率增加。而企業隨著獎勵P2的增加，采取綠色低碳的概率相比較于地方政府更大，但增幅不是很明顯，這表明政府的獎勵對企業的綠色低碳具有促進作用。總的來說，在鼓勵綠色低碳中，中央政府適度的獎勵，有利于三方主體行為策略演變為最優策略。

4 結論與建議

4.1 結論

1）在不同發展階段，利益相關者的決策行為對綠色低碳的實施具有顯著影響。從低碳初始階段到發展階段再到成熟階段，經過不同策略選擇的迭代，中央應采取動態的獎懲補貼政策措施，引導其他主體從“強制性”轉變到“主動性”，增強主體間“排碳有成本、減碳有收益”的發展意識，有助于三方主體行為策略達到良好循環狀態。

2）中央采取的監督成本和獎罰力度的強弱對地方和企業的行為策略選擇有明顯影響。加大處罰和減少監督成本能夠提升中央的監管意愿，從而調動地方和企業采取綠色低碳的積極性；高罰款和對企業低獎勵能提高地方推行綠色低碳的主動性；高罰款和對企業高獎勵能夠很好地規制企業。在低碳的不同階段，利益相關者會收到不同因素的影響，不斷調整他們的行為策略，有助于環境治理的發展。

3）企業作為執行者，應以中央宏觀選擇方向作為前提指導，能夠促進經濟的高效發展。在所有策略選擇中，企業與地方政府同向發展時，企業將獲利，反之則會虧損。且當中央政府鼓勵綠色低碳，地方政府與企業都實行綠色低碳時，企業獲利最多。

4.2 建議

1）對中央而言，在推動公共事務治理時應建立統一標準，減少地方政府的投機行為；同時，健全碳排放權市場交易制度，建立有效的低碳監管體系，提升監管部門的專業水平，調動地方政府及企業的創新主動性，緩解利益主體間的信息不對稱，實現環境長效治理。

2）對地方而言，根據中央宏觀指導意見，對企業采取多樣化的激勵措施，如專項資金、稅收優惠等，充分發揮地方政府的傳承作用，當企業采取傳統生產方式過度影響環境治理時，應該加大對企業的懲罰力度，進一步減少環境問題的惡化。綠色低碳推行的增量成本是影響地方政府選擇的重要依據，地方政府應該從整體全局的多角度去考慮公共利益，地方政府的主動性會影響到中央政策的制定和企業政策的實施。

3）對企業而言，作為追求經濟利益最大化的行為主體，企業應該長遠考慮，提升對環境治理能力和綠色低碳意識，加強對低碳技術的研究和方法的融合，減少碳排放污染。參考文獻：

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