长三角跨界环境污染事件治理研究——基于基金会介入的演化博弈模型仿真.pdf
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1、2023 年 6 月Jun.2023重庆工商大学学报(社会科学版)Journal of Chongqing Technology and Business University(Social Science Edition)第 40 卷第 3 期Vol.40 No.3doi:10.3969/j.issn.1672-0598.2023.03.003 收稿日期:2022-07-07 基金项目:国家社科基金一般项目(20BJL101)“长江经济带跨界污染协同治理及政策研究”;沪苏浙皖“长三角高质量一体化发展重大问题研究”(AHSKC2019D03)专项课题“长三角跨界突发污染事件应急联动机制研究”;
2、安徽省生态与经济发展研究中心项目“长三角绿色发展不平衡测度及协同机制研究”作者简介:陈芳(1982),女,河南永城人;博士,安徽大学经济学院副教授,主要从事区域绿色发展研究。涂宇(1997),男,安徽马鞍山人;安徽大学经济学院硕士研究生,主要从事区域绿色发展研究。本文引用格式:陈芳,涂宇.长三角跨界环境污染事件治理研究 基于基金会介入的演化博弈模型仿真J.重庆工商大学学报(社会科学版),2023,40(3):22-33.长三角跨界环境污染事件治理研究 基于基金会介入的演化博弈模型仿真陈 芳,涂 宇(安徽大学 经济学院,合肥 230601)摘要:跨界环境污染事件频发阻碍了长三角区域一体化发展。府
3、际治理博弈中环境污染外溢性使地方政府陷入囚徒困境,从而倾向选择以邻为壑的恶性竞争策略,而中央政府介入治理模式成效不彰。以演化博弈与政府行为理论为基础,创新性引入长三角跨界环境污染治理基金会与 A、B 两省构建三方演化博弈模型,对均衡点进行稳定性分析并进行仿真,进而通过厘清府际行为机理,评估长三角跨界环境污染治理基金会介入效果。研究结果表明:长三角跨界环境污染治理基金会在博弈介入效果与引导调节速度方面优势显著,对行政资源过度依赖问题纾困效应明显。提出引入三方机构参与治理、推进府际治理权力下沉、构建高效协调机制的政策建议,最终实现平等协作、优势互补、互利互惠。关键词:跨界环境污染事件;府际合作;三
4、方演化博弈模型;长江三角洲中图分类号:X321 文献标志码:A 文章编号:1672-0598(2023)03-0022-12一、引言在地方政府自发式制度探索和自上而下顶层制度安排下,长三角区域一体化发展上升为国家战略,成为我国高质量发展的重要支撑。其中,生态一体化是长三角区域高质量一体化的重要维度和内容。然而,长三角在生态保护质量和效率、污染梯度转移、水生态环境保护以及协同发展机制方面尚面临诸多制约,同时三省一市在资源利用效率、污染治理成效、产业低碳化水平、资源环境承载力、政府环境执法能力22第 3 期陈芳,涂宇:长三角跨界环境污染事件治理研究等方面存在差距,区域间合作掣肘效应短期内难以消除,
5、导致跨界环境污染事件集中频发。2013 年上海松江死猪事件、2014 年富春江水污染事件、2014 年昆山爆炸事件、2016 年 2 万吨上海垃圾转移倾倒苏州太湖事件、2017 年长江安徽铜陵段被倾倒大量工业固废事件、2018 年安徽芜湖再现 4 000 吨工业垃圾沿长江跨省非法倾倒案件、2019 年江苏盐城市化学储罐爆炸事故等典型事件表明跨界环境污染的污染源复杂、风险类型多样、高危且不确定,极易引致生态环境问题的“连锁反应”,成为长三角生态一体化的“顽疾”,不仅加重了区域内环境和社会的双重脆弱性,增加了长三角生态共保难度,增大了区域间恶性冲突的可能,还可能引起长三角地区经济、自然和社会深层次
6、矛盾激化,最终制约了长三角高质量一体化发展。虽然长三角区域就跨界环境污染事件处理问题进行了大量有益探索:苏浙沪两省一市早在 2004年 6 月就签署了国内第一份关于区域环境合作的宣言 长江三角洲区域环境合作宣言,随后长三角地区跨界环境污染纠纷处置和应急联动工作方案长三角地区跨界环境污染事件应急联动工作方案等政策方案陆续出台,为跨界联动提供了制度和政策支撑。但是,长三角跨界环境污染事件频发、区域应急联动“集体困境”以及“滚雪球”式的社会及民生问题,亟需创新完善跨界环境污染事件应急联动体系机制。现阶段关键问题在于如何破解长三角局部生态污染与整体治理低效问题,以及创新长三角跨界环境污染事件府际博弈介
7、入机制。作者认为设立第三方机构介入治理,优化府际行为的路径与效率,是引领长三角跨界污染治理、破解合作低效掣制、走向协作化高效化的优秀路径,但目前尚无对第三方机构介入治理跨区污染治理的研究文献。本文可能的边际贡献在于:(1)创新性引入长三角跨界环境污染治理基金会介入长三角跨界污染治理;(2)通过演化博弈分析对长三角跨界环境污染治理基金会介入治理效果与可行性进行评估;(3)以演化博弈分析结果为依据提出相应政策建议。二、文献综述跨界污染治理机制与优化路径的相关研究起源于 Stigler(1957)1的外溢性公共物品供给理论,Wil-liamson(1985)2认为府际行为策略是收益-成本权衡下的理性
8、选择。Wilson 等(1999)3与黄策等(2017)4认为生态环境作为具有非竞争性和非排他性的公共物品,地方政府在不受制约的情况下,为了地方经济的发展以及对税收收入的追寻,治理污染的动机由于跨界污染的外溢性所引致的搭便车问题被遏制,可能会牺牲社会的长期利益和整体利益,放松对环境的监管,造成生态效率下降。李雪松等(2014)5认为,当政府边际收益小于社会边际收益时,易造成“公地的悲剧”和“囚徒困境”等问题。加之制度性交易成本居高不下,若第三方奖惩措施缺失,则博弈双方即二省的纳什均衡解为相互偷排。沈坤荣等(2020)6提出为规避此类互害行为,切断地方政府竞争引致非期望环境污染事件的路径,跨界环
9、境污染治理的博弈机制亟待优化。跨界环境污染事件府际合作治理实践中,公约类约束和碎片化治理的效果已被 Saetevik 等(1988)7证明不够理想。故而,杨妍等(2009)8提出不能只依靠地方政府独立解决跨界环境污染治理,中央政府作为地方政府以外的第三方,应参与跨界环境事件治理。对如何提高中央政府介入效率的研究,主要有高桂林(2015)9、王宇澄(2015)10、李志红(2016)11等提出的在立法、舆论等层面对地方政府实行复合管理,完善地区生态环境治理的顶层设计,建立跨区生态补偿机制、高层协调机制以及跨越行政区的联32重庆工商大学学报(社会科学版)第 40 卷合防治法律机制,对经济发展与环境
10、污染之间的关系进行统筹协调。由于中央政府介入效果仍有较大提高空间,姜珂等(2019)12认为要解决跨界环境污染问题,传统行政手段已不再是最有效的管理工具,亟需建立以地方补偿为主、中央财政给予支持的横向生态补偿机制来弥补跨界治理合作中部分地区的治污损失,实现区域间发展权力的平衡。建立智库机构或非政府组织辅助跨界环境污染治理近年来也被Masaru(2018)13、Thomas(2020)14等学者提及,这些机构或组织可以从专业角度提供权威性的建议和意见。而在政府治理的同时,Paroussos 等(2019)15与肖建华(2020)16认为产业自身空间布局不合理、协同机制不健全等问题的优化升级也至关
11、重要。推进省际环境污染联防联控治理,需要优化空间再生产,调整空间生产的行动、机制、节奏和布局,提升区域内经济体之间的技术扩散(Technological Diffu-sion),加强区域产业合作,从而促进省际环境联防联控治理结构的平衡和社会关系的和谐。府际合作是我国区域一体化的重要制度安排,吴建南等(2020)17与陈芳等(2020)18认为跨界环境污染事件造成的府际隔阂是阻碍长三角区域一体化国家战略实现的重要因素。当前施行的多层次管控机制与多阶段治理过程在跨界环境污染事件治理上初有成效,但长三角各地区绿色发展水平仍存在差距,且由于绿色协调低效与合作风险偏高而未到达理想效果19。现有对长三角跨
12、界环境污染事件的研究通常着眼于中央政府以财政补贴、转移支付等方式介入跨界环境污染事件治理,分析地方政府之间与中央政府的三方博弈,从而对介入手段实行优化,但很少探究切实有效的第三方非政府组织介入机制。中央政府获取地方信息具有滞后性、不完全性与不对称性,导致中央政府在介入地方跨界环境污染事件时往往丧失了时效性与灵活性,介入效果不够理想。本文基于演化博弈视角,将长三角跨界环境污染治理基金会作为博弈第三方,在信息汲取、反应速度、灵活变动三方面精准提升的同时探寻府际自发合作新媒介的可能性,构建三方动态博弈模型,分析演化过程,精准施策,为跨界环境污染事件治理提供了新思路。三、长三角跨界环境污染事件治理三方
13、动态博弈模型构建(一)基本假设长三角跨界环境污染事件治理中博弈主体为三省一市,即江苏省、浙江省、安徽省及上海市,因三省一市行政级别相同,因而具有轮换对称性质。考虑到模型复杂程度控制需求,本文在分析中将三省一市简化为决策方式与行为习惯相同的 A 省和 B 省,同时将长三角跨界环境污染治理基金会作为博弈参与方。综上,模型中博弈参与主体为 A 省、B 省以及长三角跨界环境污染治理基金会。A 省、B 省作为地方政府利益的代表、环境治理的主体与跨区污染的受害方,长三角跨界环境污染治理基金会则是社会利益和民众利益的代表。接下来,本文对影响跨界环境污染事件的 A 省、B 省以及长三角跨界环境污染治理基金会之
14、间的利益关系开展分析讨论。(二)参数变量本模型中,A 省、B 省会作出两种决策:放任偷排和监管治理;长三角跨界环境污染治理基金会也有两种决策选择:介入和不介入。假设 A 省作出放任偷排决策的概率为 x,则作出监管治理决策的概率为 1-x(0 x1);B 省作出放任偷排决策的概率为 y,做出监管治理决策的概率为 1-y(0y1);42第 3 期陈芳,涂宇:长三角跨界环境污染事件治理研究长三角跨界环境污染治理基金会介入的概率为 z,不介入的概率为 1-z(0z1)。博弈模型中的参数含义如表 1 所示。其中,RI表示基金会向参与方例行收取保障基金会照常运转的会费;CM表示基金会维系基本活动的费用;P
15、R表示受到跨区污染受害方所得到的基金会补偿;PU表示跨区污染方补缴的惩罚性费用;RL为跨区污染方所节省的污染物处理费用以及所避免的环境污染损失;CA表示治理污染恢复环境所需要的物料人力成本;CC代表双方协调沟通时花费的时间、人力与交通成本等;CZ为跨区污染受害方事后对排污方的追偿;PE为跨区污染受害方进行污染治理所带来的正外部性,主要来自跨界环境污染的外溢性;NE为跨区污染受害方进行污染治理带来的负外部性,主要为政府公信力受到的影响以及由于形象及美誉度下降造成的行政成本增加。模型通过对 RI、PR、PU的控制实现对补偿力度及会费负担的调节,进而调节长三角跨界环境污染治理基金会的介入力度。表 1
16、 博弈模型中的参数及含义博弈方参数含义博弈方参数含义长三角跨界环境污染治理基金会A 省RI基金会会费PR受污方基金补偿Pu排污方补缴基金CM基金运行成本RL1跨界偷排收益CA1污染治理成本CC1合作协调成本CZ1追偿 B 省赔付B 省PE1对方污染治理带来的正外部性NE1对方污染治理带来的负外部性RL2跨界偷排收益CA2污染治理成本CC2合作协调成本CZ2追偿 A 省赔付PE2对方污染治理带来的正外部性NE2对方污染治理带来的负外部性(三)长三角跨界环境污染事件三方演化博弈策略矩阵本次演化博弈分析基于双方信息不对称,每次博弈中任意一个参与方并不知道其他参与方如何选择。A 省与 B 省在放任偷排
17、的策略或监管治理的策略中做出抉择的收益,与长三角跨界环境污染治理基金会选择介入与否的行为组合成行为矩阵收益,每种行为组合为博弈参与者所带来的收益如博弈支付矩阵:若 A 省、B 二省都选择放任偷排的策略,此时双方均需对污染治理成本、合作协调成本、对方的追偿、基金会的会费进行支付,同时获得跨界偷排、对方污染治理正外部性、基金会补偿以及追偿补偿收益。长三角跨界环境污染治理基金会此时收到会费与 A 省、B 二省的补缴基金用于支出 A、B 二省的基金补偿以及运行成本。其余情况限于篇幅不再赘述。博弈参与者行为矩阵与博弈支付矩阵如表 2 与表 3 所示。表 2 长三角跨界环境污染治理基金会不介入时博弈参与者
18、行为矩阵A 省行为放任偷排监管治理B 省行为放任偷排放任偷排,放任偷排监管治理,放任偷排监管治理放任偷排,监管治理监管治理,监管治理52重庆工商大学学报(社会科学版)第 40 卷表 3 长三角跨界环境污染事件三方博弈支付矩阵A 省行为B 省行为放任偷排(y)监管治理(1-y)放任偷排(x)RL1+PE1+zPR+CZ2-CA1-CC1-CZ1-NE1-zPU-zRIRL2+PE2+zPR+CZ1-CA2-CC2-CZ2-NE2-zPU-zRI 2zRI+2zPU-2zPR-zCMRL1+PE1-CC1-CZ1-NE1-zPU-zRI zPR+CZ1-CA2-CC2-zRI2zRI+zPU-zP
19、R-zCM监管治理(1-x)zPR+CZ2-CA1-CC1-zRIRL2+PE2-CC2-CZ2-NE2-zPU-zRI2zRI+zPU-zPR-zCMPE1-zRIPE2-zRI2zRI-zCM四、长三角跨界环境污染事件治理三方动态博弈模型分析(一)三方演化博弈的复制动态方程聂丽等(2019)20认为有限理性博弈分析的重中之重在于博弈方策略类型动态变化的速度。在长三角跨界环境污染事件治理中,博弈参与方具有有限理性,因此选择可以描述参与主体演化过程的复制动态方程。根据上述假设与给定的参数,结合博弈支付矩阵,分别构造 A 省、B 省是否偷排与长三角跨界环境污染治理基金会参与行为策略的复制动态方程
20、:1.A 省采取放任偷排与监管治理策略的期望收益与平均收益,记为 GA1、GA2、GA-:GA1=y(RL1+PE1+zPR+CZ2-CA1-CC1-CZ1-NE1-zPU-zRI)+(1-y)(RL1+PE1-CC1-CZ1-NE1-zPU-zRI)(1)GA2=y(zPR+CZ2-CA1-CC1-zRI)+(1-y)(PE1-zRI)(2)GA-=xGA1+(1-x)GA2(3)2.B 省采取放任偷排与监管治理策略的期望收益与平均收益,记为 GB1、GB2、GB-:GB1=x(RL2+PE2+zPR+CZ1-CA2-CC2-CZ2-NE2-zPU-zRI)+(1-x)(RL2+PE2-CC
21、2-CZ2-NE2-zPU-zRI)(4)GB2=x(zPR+CZ1-CA2-CC2-zRI)+(1-x)(PE2-zRI)(5)GB-=yGB1+(1-y)GB2(6)3.长三角跨界环境污染治理基金会采取介入与不介入策略的期望收益与平均收益,记为 G1、G2、?G:G1=xy(2RI+PU-PR-CM)+(x+y-2xy)(2RI+PU-PR-CM)+(xy-x-y+1)(2RI-CM)(7)G2=0(8)G-=zG1+(1-z)G2(9)联立(1)、(2)、(3),得 A 省排放策略的复制动态微分方程为:dGA-dt=x GA1-GA-()=x(1-x)(RL1+(y-1)CC1-CZ1-
22、NE1+yPE1-zPU)(10)62第 3 期陈芳,涂宇:长三角跨界环境污染事件治理研究联立(4)、(5)、(6),得 B 省排放策略的复制动态微分方程为:dGB-dt=x GB1-GB-()=x 1-x()RL2+y-1()CC2-CZ2-NE2+yPE2-zPU()(11)联立(7)、(8)、(9)则长三角跨界环境污染治理基金会介入策略的复制动态微分方程为:dG-dt=z G1-G-()=z(1-z)(x+y-xy)(PU-PR-CM)+2RI-CM)(12)(二)三方博弈策略均衡点与其稳定性分析A 省、B 省及长三角跨界环境污染治理基金会的三维动态复制动力系统即式(10)、式(11)、
23、式(12)。由 Smith 于 1973 年定义的 ESS(Evolutionary Stable Strategy)演化稳定策略是指一种由于演化使最终各方趋于稳定的纳什均衡点,要分析演化博弈的可能结果就需要找到这个三维动力系统 ESS 点。根据 Fried-man(1991)21的判别法,求出系统偏导数组成 Jacobian 矩阵:J=F x()xF x()yF x()zF y()xF y()yF y()zF z()xF z()yF z()z=(1-2x)(RL1+(y-1)(CC1-CZ1-NE1+yPE1-zPUx(1-x)(PE1+CC1)-x(1-x)PUy(1-y)(PE2+CC2
24、)(1-2y)(RL2+(x-1)CC2-CZ2-NE2+xPE2-zPU)-y(1-y)PUz(1-z)(1-y)(PU-PR-CM)z(1-z)(1-x)(PU-PR-CM)(1-2z)(x+y-xy)(PU-PR-CM)+2RI-CM计算 Jacobian 矩阵 J,令 F(x)=F(y)=F(z)=0,Hofbauer 等(1990)22的研究表明三维动力系统只需要对 8 个边界点,即(0,0,0)、(0,0,1)、(0,1,0)、(1,0,0)、(0,1,1)、(1,0,1)、(1,1,0)、(1,1,1)进行稳定性考察,结果如表 4 所示。表 4 均衡点的稳定性均衡点均衡条件稳定性
25、(0,0,0)RL1CC1+CZ1+NE1,RL2CC2+CZ2+NE2,2RI-CM0不稳定(0,0,1)RL1CC1+CZ1+NE1+PU,RL2CC2+CZ2+NE2+PU,CM-2RI0稳定(ESS)(0,1,0)RL1+PE1CZ1+,CC2+CZ2+NE2RL2,PU+2RIPR+CM不稳定(1,0,0)CC1+CZ1+NE1RL1,RL2+PE2CZ2+,PU+2RIPR+CM不稳定(0,1,1)RL1+PE1CZ1+NE1+PU,CC2+CZ2+NE2+PURL2,PR+CMPU+2RI稳定(ESS)(1,0,1)CC1+CZ1+NE1+PURL1,RL2+PE2CZ2+NE2
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