发展生态产业链的激励机制研究

何杨平，姚若辉

(1.中山大学岭南学院，广东广州510275;2.华南师范大学经济与管理学院，广东广州510006)

生态产业链是通过模拟自然生态系统的食物链，将上游企业的副产品改造为下游企业的原料，从而从根本上消除副产品带来的污染。发展生态产业链既能带来生态效益，又能带来一定的经济效益，现已成为各国政府、学术界、企业界研究的热点。发展生态产业链的前提是，上游企业必须将自己生产的副产品改造成下游企业需要的原料。而对副产品的改造需要投入成本，这种投入，一方面，面临市场的不确定性(改造后的副产品不一定能被下游企业购买);另一方面，它产生的环境效益无法收回(正的外部性)。因此，上游企业在没有得到收益保障的情况下没有改造副产品发展生态产业链的动力。政府作为公共利益的代表，追求社会福利的最大化，因此，有动力激励企业发展生态产业链。政府如何激励企业发展生态产业链正是本文研究的主题。由于政府与企业的目标不一致，且政府与企业之间的信息不对称，但政府的目标必须通过企业来达成，从而形成了典型的委托—代理关系，其中，政府为委托人，企业为代理人。政府激励企业发展生态产业链的问题即转换为委托人如何激励代理人实现委托人的目标。

一、文献述评

1989年9月，Frosch和Gallopoulos在《科学美国人》杂志上发表《制造业的战略》一文，首次提出了生态产业链的思想。①R.A.Frosch，N.E.Gallopoulos.Strategies for Manufacturing.Scientific American，1989，9:144—152.从此以后，对生态产业链的研究越来越热。目前，国外学者对生态产业链的研究主要集中在以下几个领域:生态产业链形成机理研究②R.Cote，J.Hall.Industrial Parks as Ecosystems.Journal of Cleaner Production，1995，3(1—2):41—46;N.B.Jacobsen.Industrial Symbiosis in Kalundborg，Denmark—A Quantitative Assessment of Economic and Environmental Aspects.Journal of Industrial Ecology，2006，10(1—2):239—255.、生态产业链稳定性研究③P.Cote，E.C.Rosenthal.Designing Eco－industrial Parks:A Synthesis of Some Experience.Journal of Cleaner Production，1998(6):181—183;G.David，D.Pauline.Reflections on Implementing Industrial Ecology through Eco－industrial Park Development.Journal of Cleaner Production，2007(15):1683—1695.、生态产业链的演化研究①L.W.Baas，F.A.Boons.An Industrial Ecology Project in Practice:Exploring the Boundaries of Decision－making Levels in Regional Industrial Systems.Journal of Cleaner Production，2004，12(8—10):1073—1085;M.Chertow，J.Ehrenfeld.Organizing Self－organizing Systems:Toward a Theory of Industrial Symbiosis.Journal of Industrial Ecology，2012，16(1):13—27.。但国内外对政府如何激励企业发展生态产业链的研究仍属空白。中国有一些与之相近的文献，主要是从委托代理视角研究政府如何激励企业发展循环经济和低碳经济等。比如，郭彬等、马金山等分析了政府如何补贴引导和激励企业发展循环经济;②郭彬、张世英、郭焱等:《循环经济激励机制设计研究》，载《工业工程》2005年第6期;马金山、张强、王玲:《政府引导企业发展循环经济激励研究——基于委托—代理理论》，载《物流经济》2010年第3期。丁一运用委托代理模型研究了企业发展低碳经济的最优激励机制③丁一:《政府发展激励企业发展低碳经济的多任务委托代理模型研究》，载《学海》2011年第4期。。以上文献都是考虑存在道德风险情形下，政府如何激励企业发展循环经济或低碳经济，而没有考虑逆向选择问题。实际上，由于企业生产过程中采用的工艺不同或对改造副产品投入的固定资产不同，副产品改造的难易程度也不同。也就是说，政府在激励企业发展生态产业链时存在逆向选择问题。本文对仅存在道德风险和逆向选择与道德风险共存两种情形下政府引导企业发展生态产业链的激励机制进行比较研究，以期为指导现实提供一些参考。

二、问题描述和模型假设

政府主要通过财政补贴或税收优惠等手段给予企业经济上的支持，激励企业在发展生态产业链方面作出相应的努力。副产品改造的难易程度以及企业改造副产品的努力水平是企业的私有信息，政府无法确切知道这些信息，因此政府无法通过观察副产品改造的难易程度及企业的努力水平来给予激励。但企业改造副产品的产出结果是公共信息，政府可以通过观测产出结果来补贴企业。企业改造副产品的产出结果受副产品改造的难易程度、企业的努力水平，以及自然状态的共同影响，政府不能根据产出结果直接确定副产品改造的难易程度及努力水平，因此，政府必须设计一个合理的激励机制，针对改造难易程度不同的企业引导其选择最优的努力水平发展生态产业链。

在此仅考虑地方政府和生态产业链的上游企业(生产副产品的企业)，政府为委托人，企业为代理人。

假设1 信息与风险。假设政府是风险中性的，企业是风险规避的。记θ表示副产品改造的难易程度，假定 θ∈{θL，θH}，θL＜ θH。θH表示副产品改造难度小，即容易改造;θL表示副产品改造难度大。政府不清楚副产品改造难易类型，对副产品改造难易程度的先验概率分布是:改造容易类型θH的概率为β(0≤β≤1);改造困难类型θL的概率为1－β。记 a为企业为改造副产品所作出的努力水平。

假设2 产出函数。企业改造副产品的产出结果由副产品改造难易类型、努力水平和外界的状态共同决定。设可观测变量qi=θiai+ε，其中，ε是服从均值为0、方差等于σ2的正态分布随机变量，代表外生的不确定因素。企业改造副产品成为下游企业的原材料，一方面改善了环境，另一方面获得了经济效益。记企业改造副产品产生的效益(包括环境效益和经济效益)为B(qi)，可用货币来衡量。为了简化，不妨设定B(qi)=qi。

假设3 成本函数。企业改造副产品的成本与改造难易程度和努力水平有关，记为φ(θ，a)。为简化起见，假定 φ(θi，ai)，其中，c＞0代表成本系数;φa＞0(下标表示被求导变量，以下同)，意味着企业越努力，改造成本越高;φaa＞0，意味着努力的边际成本是非负递增函数;φθ＜0，意味着副产品越容易改造，改造成本越低;φaθ＜0，意味着改造容易类型的企业的努力的边际成本较小。

假设4 合同参数。针对副产品改造难易不同的企业，最优激励合同设计意味着，政府应该对不同类型的企业提供有区别的激励合同，即提供一组合同供企业选择，企业通过选择其中的一个合同来揭示它的类型。因此，激励机制为二维决策向量:{ ai，S( qi) }。其中，ai表示属于改造难易类型为 θi的企业的努力水平;S( qi)表示线性报酬激励合同，函数或为:S(qi)=ki+tiqi(记为 Si，i=L，H)，其中，ki为政府给改造难易类型为θi的企业的固定补贴;ti(ti≥0)表示政府对改造难易类型为θi的企业的激励因子。

三、仅存在道德风险时的最优合同

首先探讨仅存在道德风险情况下签订合同的情形。假设政府能观察到副产品改造的难易类型，但无法观察到企业改造副产品的努力程度，在此情况下，唯一激励问题是道德风险。博弈时序如图1所示。政府(委托人)根据观察到的企业(代理人)类型θ提出一组不同的合同，企业看到合同的转移支付后，决定是否接受政府提出的合同，如果接受合同则企业根据自己的类型选择对副产品改造的努力水平，最后双方根据产出实现支付。

图1 道德风险下激励模型的博弈时序

在此模型中，企业的实际货币收入为:

由于企业是风险规避的，企业的效用函数具有不变绝对风险规避特征，即μ=－exp(－ρw)(其中，ρ＞0是绝对风险规避度量)，则企业的确定性等价收入CE为:

政府为风险中性的，政府的期望效用等于期望收入，可表示为:

于是，对于仅存在道德风险时，政府设计的激励合同可表示为:

上述优化问题中，式(1)是政府收入最大化目标函数;式(2)是企业激励相容约束IC，表示企业投入的最优反应函数;式(3)是企业的参与约束IR，企业只有在确保它的确定性等价收入为非负的前提下才会接受合同。由于企业参与约束并不产生激励，在最优的情况下政府没有必要支付企业更多，参与约束为紧，即等式成立。

求解上述的最优化问题为:

由此可见:

结论1:在仅存在道德风险情形下，政府对两类企业的激励因子与成本系数、绝对风险偏好系数以及随机冲击的方差成反比;两类企业的努力水平与成本系数、绝对风险偏好系数以及随机冲击的方差成反比。副产品改造容易类型企业的激励因子和努力水平大于改造难类型企业。

四、逆向选择与道德风险同时存在时的最优合同

逆向选择与道德风险同时存在情形下，政府既不知副产品改造的难易类型，也无法观察企业改造副产品的努力程度。在此情形下，博弈顺序如图2所示。企业知道自己的类型θ，但政府不知道，政府设计一组激励合同，企业接受或拒绝这个合同。如果选择拒绝，博弈结束;如果选择接受，企业根据自己的类型选择努力水平。最后，产出q实现，产出是共同知识，根据激励合同，政府支付给企业报酬。

图2 逆向选择和道德风险共存下激励模型的博弈时序

根据前面的分析，在存在道德风险情形下，企业选择的最优努力水平为在存在逆向选择情形下，真实披露信息者获得的收益不应低于说谎者获得的收益，即改造容易(困难)类型企业选择适合的合同获得的收益不低于模仿困难(容易)类型企业选择相应的合同获得的收益，因此有:

同样，企业只有在确保它的确定性等价收入为非负的前提下才会接受合同，企业的参与约束可以表述为:

因此，在逆向选择与道德风险同时存在时的最优激励合同可以表示为:

上述优化问题中，式(6)是政府收入最大化目标函数;式(7)(8)是企业激励相容约束IC;式(9)(10)是企业的参与约束IR。在这里，改造困难类型企业的参与约束和改造容易类型企业的激励相容约束是紧的，求解以上模型得:

由此可见:

结论2:在逆向选择与道德风险共存情形下，政府对两类企业的激励因子与成本系数、绝对风险偏好系数以及随机冲击的方差成反比;两类企业的努力水平与成本系数、绝对风险偏好系数以及随机冲击的方差成反比;改造容易类型企业的激励因子和努力水平与政府的先验概率β无关;改造困难类型企业的激励因子和努力水平与政府的先验概率β成反比:政府越相信他碰到的是一个改造困难类型的企业，政府的激励因子越大，企业越努力。

对以上两种情况的分析进行比较得到:

结论3:副产品改造容易类型企业的努力水平和激励因子在仅存在道德风险时和逆向选择与道德风险同时存在时是相同的;但副产品改造困难类型企业的努力水平、激励因子在逆向选择与道德风险同时存在时比仅存在道德风险时都低，即改造困难类型企业存在向下的扭曲，扭曲的程度依赖于难易差异(θ3H－θ3L)和政府的先验概率β。

五、算例分析

为了更好了解仅存在道德风险情形下和逆向选择与道德风险共存情形下最优合同的差异，检验不同激励合同对企业的激励作用，运用算例对前面模型中的相关结论进行验证。

为了简化，取 θL=2，θH=5，分别对外生变量 c，ρ，σ2，β取不同的值，观察在不同情形下激励因子、努力水平以及确定性等价收入的数值变化情形，如表1所示。

表1 外生变量的变化对最优合同的影响

在表1中，对仅存在道德风险情形的观察发现，正如结论1所示，政府对两类企业的激励因子与成本系数、绝对风险偏好系数以及随机冲击的方差成反比;两类企业的努力水平与成本系数、绝对风险偏好系数以及随机冲击的方差成反比。改造容易类型企业的激励因子和努力水平大于改造困难类型企业。企业选择与其改造难易类型相符的合同的确定性等价收入为零。同时也发现，如果改造困难类型企业成功模仿改造容易类型企业，将获得正的确定性等价收入(CE°L＞0)，而改造容易类型的企业成功模仿改造困难类型企业，确定性等价收入为负(CE°H＜0)。也就是说，改造困难类型企业有模仿改造容易类型企业的动机。如果政府无法准确观察到企业的类型，采用此合同将导致改造困难类型企业欺骗政府以获得高的收益。

对逆向选择与道德风险共存情形的观察发现，正如结论2所示，改造容易类型企业和改造困难类型企业的激励因子和努力水平都与成本系数、绝对风险偏好系数以及随机冲击的方差成反比;改造困难类型企业的激励因子和努力水平与政府的先验概率β成反比。改造容易类型企业选择与其类型相符的合同时，确定性等价收入为正，与它模仿改造困难类型企业的确定性等价收入相同，因此，改造容易类型企业没有动机模仿改造困难类型企业。改造困难类型企业选择与其类型相符的合同时，确定性等价收入为零，如果模仿改造容易类型企业，确定性等价收入为负，因此，改造困难类型企业仍然没有动机去模仿改造容易类型企业。可见，此时的这一组合同保证了两种类型的企业都会真实显示自己的类型，而不会去模仿对方。

对两种情形的比较发现，正如结论3所示，改造容易类型企业的努力水平和激励因子在仅存在道德风险时和逆向选择与道德风险同时存在时是相同的;但改造困难类型企业的努力水平、激励因子在逆向选择与道德风险同时存在时比仅存在道德风险时都低，即改造困难类型企业存在向下的扭曲。

六、几点建议

针对企业自身发展生态产业链动力不足的问题，本文建立了政府对上游企业的激励模型。通过对仅存在道德风险下和逆向选择与道德风险共存下的激励模型的分析，得出上述三点结论，进而本文提出三点政策建议。

1.政府应根据企业对风险的不同态度采取不同的激励方案。对风险规避度低的企业，比如更具冒险精神的初创企业，应给予较强的激励;对于风险规避度高的企业，比如追求稳定发展的成熟型企业，应给予较弱的激励。

2.政府的激励强度应根据企业改造副产品的产出(主要是环境效益)的可观测程度的不同而不同。观测难度越大，越应该降低激励强度，相反，应该提高激励强度。即当环境效益的测量技术不成熟时，应采取较弱的激励;当测量技术较成熟时，应采取较强的激励。

3.政府应对改造难易程度不同的企业实施不同的激励方案。当政府无法观察到企业的副产品改造的难易程度时，对改造容易类型企业保持同可观察时同样的激励强度，而对改造困难类型企业实施低于可观察时的激励强度。