基于演化博弈理论的雾霾治理中政府环境规制策略研究

王欢明， 陈洋愉， 李 鹏

大连理工大学公共管理与法学学院， 辽宁 大连 116024

基于演化博弈理论的雾霾治理中政府环境规制策略研究

王欢明， 陈洋愉， 李 鹏

大连理工大学公共管理与法学学院， 辽宁 大连 116024

环境规制； 演化博弈； 环境治理； 雾霾

自2012年秋冬季以来，全国多地频发严重的污染天气，对各地居民的身体健康带来严重的威胁，引起了全社会广泛关注.而雾霾(重污染天气)的主要成因是工业废气排放，因而如何对相关企业进行有效规制已成为地方政府关注的核心问题.环境规制的内涵经历了包括规制主体、规制客体以及规制工具等方面的演进过程[1]，但是以政府为规制主体、以环境污染外部性为理论基础的特质并未改变.传统的环境规制是指政府针对以企业为主的环境资源利用行为产生的负外部性加以限制和调节的过程.污染源跨区域传播、企业污染全社会承受等特性表明雾霾天气外部性显著，加上大气环境产权界定高成本决定了环境规制必要性[2].严峻的治霾挑战及传统环境规制体制失灵背景下，中央政府改革规制策略，制定了一系列治霾政策，包括提供专项治霾资金、约谈治理不力的地方领导人，以及资金退还等.然而这些政策变革是否有效、是否能够实现良好的治理效果尚不明确.为此该研究通过建立演化博弈分析模型，动态模拟中央和地方政府治霾博弈过程，分析影响规制效果因素，为雾霾治理提供政策建议.

1 文献综述

早期研究集中探讨规制工具对环境规制效果的影响.如Baumol等[3]认为市场激励性规制工具比命令控制型更有优势，而自愿性的环境规制对环境表现没有什么实质作用[4].Hahn等[5]研究指出排污收费操作性强，因为排污权交易市场的自由竞争明显而更为可取.Stavins等[6]的研究则认为排污权交易优势在于环境规制主体能够控制一定期间内排污总量.当然，企业会通过不同的策略来应对不同的政策工具约束[7]，政策工具也依赖于其执行力度[8]，从而使得这些环境规制带来的效果存在差异，如一些研究显示征收排污费有利于降低污染[9- 10]，而有些研究显示没有作用[11].后期的研究焦点聚焦于具体领域，如Schmalensee等[12]研究美国二氧化硫津贴交易系统，论证设计良好的市场激励性规制工具的重要性.碳税体系也是如此[13- 14].Vandenbergh等[15]认为规制个人与家庭的消费行为是降低排放总量的重要途径.

对于环境规制中不同主体间博弈，主要从府际博弈展开.崔亚飞等[16]建立了地方政府间的污染治理策略，朱平芳等[17]结合实证分析加以完善.李国平等[18]合我国经济分权、政治集权的制度特点，实证分析省际博弈竞争对环境规制强度的作用.潘峰等[19]通过比较中央政府参与地方政府的环境规制策略，强调中央政府在跨区域环境治理中的重要性.从研究视角演变来看，从早期的博弈策略制定发展到结合特定环境问题予以分析，纳入考虑的模型变量趋于复杂，也更贴近实际.对于政企博弈，研究也比较充分，区别主要体现在建模方法、模型变量设置等方面.

国外相关领域的研究主要采用案例分析的研究方法，探讨环境跨区域治理的实践.Walter等[20]通过对英国及意大利的案例分析，论述区域环境治理的路径并预测发展趋势.Burby等[21]对比强制性与合作性的府际政策的优劣，发现府际合作的跨区域环境治理模式将是未来环境治理的主流.蒂姆·佛西[22]比较合作环境治理案例中成功和失败的经验，发现来自不同区域的大量参与者的参与能保证政策得以执行而非地点转移，是合作环境治理成功的关键.Glasbergen[23]提出实现环境治理目标要求公共部门与私人部门清晰的沟通，建立网络化管理的模式实现共识.Carter等[24]在分析中国哈尔滨市环境治理失败的例子后，发现中国环境治理体系存在变化特征，包括中央政府与地方政府关系趋于不稳定、媒体报道呈现逐渐独立于政府控制的特征以及中国融入国际一体化的趋势等.国际化环境规制体系促进中国企业在环保措施方面做得更好[25].Lawrence[26]通过分析美国污染物排放清除项目，认为合作机制增强了政府官员执行生态管理制度的能力和意愿.综合来看，现有研究较少考虑发展中国家环境规制的政策环境，尤其是较少考虑中央与地方、地方与企业等多主体博弈，对雾霾治理实践的参考价值有限.

环境规制的政策约束条件将显著制约规制参与人的行动策略以及治理效果.当前，为雾霾治理专设的规制政策对治理参与方的影响尚不明确，而文献分析发现缺乏在新型雾霾治理体制约束下的建模分析，对于雾霾治理中政府规制策略的探讨较少.以中央和地方政府为主的治霾主体亟需行动策略的理论指导，且为各方制定行动策略也将显著提升治理效果.该研究通过建立现有环境规制激励机制约束下中央政府与地方政府、地方政府与企业的博弈过程，旨在制定政府规制均衡策略，为雾霾治理实践提供理论指导.

2 博弈模型

2.1 博弈主体和行为选择

遭遇雾霾污染的挑战以及传统环境规制体制引致规制失灵的困境，中央政府为雾霾治理制定了一系列环境政策，包括《大气污染防治行动计划》《大气污染防治目标责任书》以及《大气污染防治行动计划实施情况考核办法(试行)》，同时为支持各地治霾，中央财政还配套安排大气污染防治专项资金.但是在具体环境管理中，地方政府有很大权力与自由度，中央与地方建立的是一种环境分权管理制度.这构成了不同层级政府间、政府与企业间博弈主要约束条件.

选取中央政府及地方政府作为博弈模型参与方，从最佳规制效果和规制强度维度构建双方最佳规制策略.分析影响最佳规制策略因素，建言雾霾治理实践.

2.2 模型参数与假设

假设1：参与人相关假设.参与人包括中央政府和地方政府.由于中央和地方面临不同政策环境约束，如区域发展水平、行政职能差异，信息不对称造成博弈信息不完全，且各级政府政策选项与决策能力有限，构成有限理性参与人.其中，中央政府与地方政府效用函数分别设为Ug1和Ug0.

假设5：尾气排放减排量代表治理效果.社会福利函数代表中央政府总效用，包括治霾资金成本、监管成本、未完成治理任务地方政府资金退还，以及雾霾治理对社会福利改善.地方政府效用由治霾资金收益、监管成本、未完成治理任务下资金退还、政治成本，以及环境税收益组成.

假设6：中央政府效用与资金成本、监管成本负相关，与资金退还、雾霾治理带来的社会福利改善正相关.地方政府效用与治霾资金收益、环境税收益正相关，与监管成本、未完成治理任务下资金退还和政治成本负相关.

3 模型演化及分析

对政府规制策略的讨论从最佳规制效果和规制强度两个维度展开.均衡规制策略追求最佳规制效果，通过分析影响中央政府层面实现的最佳规制效果因素，制定中央政府的规制策略.对监管强度的讨论是政府环境规制中重要的研究内容，对它的分析能够丰富规制策略的内容.

3.1 中央政府规制策略

3.1.1 最佳规制效果

据此，中央政府的总目标效用函数：

(1)

中央政府的最优规划解：

(2)

(3)

将式(2)(3)相加得：

(4)

通过最优规划得到的求解结果就是中央政府能够获得的最高减排量：

(5)

(6)

(7)

3.1.2 最佳规制强度

由式(2)或式(3)可得中央政府最佳监管强度：

(8)

3.2 地方政府规制策略

3.2.1 最佳规制效果

3.2.1.1 忽略企业行为

该节分析在忽略企业行为、仅考虑中央政府约束条件下地方政府效用函数：

(9)

同样，采用最优规划法获得地方政府最优减排量：

(10)

3.2.1.2 考虑企业行为

不失一般性，假设地方政府的减排计划量为p，初始排放量为P.设企业实际排放量为p3.当地方政府发现企业的超排行为，补征税额为αt(p3-P+p)，罚款额设为αf(p3-P+p)，其他假设同(1).据此可以获得地方政府的效用函数：

α[t(p3-P+p)+f(p3-P+p)]-

(11)

同理，最优规划法求解得地方政府最佳规制效果：

(12)

根据上式，发现企业的偷排、瞒报行为并不影响地方政府规制效果，监管强度α、超排的罚款f、间接成本h以及补缴环境税额t(p-p3)不能改变地方政府规制效果，现有地方政府对于企业的激励政策失效，导致规制失灵.上式也说明中央政府的监管强度、对地方政府的收回资金等负向激励措施等能够改善地方政府规制效果，这与上节的分析结论相悖.

当前环境治理的实践也印证了负向激励措施的低效率，一定程度上验证了其规制失灵.以2003—2010年河北省工业烟尘排放与排污费征收数据为例(见图1).对比走势可以发现，2003—2006年河北省的排污费征收总额上升约100%，但是对应的工业废气排放量仅下降约21%，且2004—2006年保持平稳水平.从全国层面的数据来看(见图2)，政府监管、征收环境税费促成环境规制失灵的现象更为明显.对比排污收费总额与废气排放总量走势可以发现，2003—2010年全国征收的排污费总额上升约220%，但是同时期全国工业废气排放总量仅下降约40%，并且2003—2006年幅度微弱.地方和国家层面的数据都印证了监管、罚款、补税等惩罚措施的规制低效率，存在规制失灵的可能.

图1 2003—2010年河北省排污费与工业废气排放量[27]Fig.1 Total sewage charges and total amount of industrial waste gas(dust)in Hebei from 2003 to 2010

图2 2003—2010年全国排污费与工业废气排放量[28] Fig.2 National total sewage charges and total amount of industrial waste gas from 2003 to 2010

3.2.2 最佳规制强度

由式(12)分别对p、p3求导，令导数为零，可得：

(13)

由式(13)可得：

由式(13)可得，最佳的监管概率α由环境税率t、企业边际减排成本TCp3′(p3)、对企业超排的边际罚款fΔ0′(p3-P+p)以及企业超排的边际间接损失(包括名誉损失、政治成本等)hΔ0′(p3-P+p)决定.

依据假设，超排罚款函数fΔ0(p3-P+p)和超排间接成本函数hΔ0(p3-P+p)都是增函数，但是边际增加值呈下降趋势，即fΔ0Δ0″(p3-P+p)<0，hΔ0Δ0″(p3-P+p)<0.地方政府对于企业的超排行为不应采取严罚的手段，随着企业超排量的加大，更好的规制手段不是加大惩罚力度，而是从更加合理的环境税费t以及降低企业边际减排成本TCp3′(p3)上着手.

现有监管与处罚措施都无益于雾霾治理.合理的环境税t以及企业减排边际成本TCp3′(p3)才是治理的关键.由于企业可能隐瞒减排成本，且不同企业的成本互异，制定统一的最优环境税难以实现，而最佳的环境税与企业边际减排成本有关，所以帮助企业降低减排边际成本更具可操作性.对于企业，传统的环境规制中通过规制俘获能够减少被监管强度，但是需要支付俘获成本且无法获得其他经济利益.企业无论从降低环境治理成本、增加盈利，还是从减少被监管强度考虑，提升生产技术以降低边际减排成本TCp3′(p3)同样是最优策略.综合来看，降低企业减排边际成本是地方政府和企业的共同治理目标，技术研发是重要途径.

4 结论及建议

a) 中央政府是避免规制失灵的关键.在缺乏来自中央政府的约束下，各地政府雾霾治理的正负外部性无法内部化，引入中央政府规制约束，分配治理成本、提供资金支持，是避免规制失灵的关键.对地方政府治霾的资金支持构成中央政府治霾策略重要内容.雾霾治理的边际社会效用递减规律，决定了中央政府对地方政府雾霾治理的资金扶持力度应该边际递减，才能避免地方政府提高减排目标却无法提升规制效果的困境.

b) 中央政府对地方政府的激励.无论是中央政府层面还是地方政府层面，基于《大气污染防治目标责任书》《大气污染防治行动计划实施情况考核办法》等建立的激励假设，包括超排导致领导人被约谈、有关项目暂停审批等政治处罚以及退还资金等经济处罚均对规制效果没有显著影响，只存在降低中央政府监管成本的意义，中央政府财政支持才是决定治理效果的关键因素，现有负向激励体制亟待优化在中央专项治霾资金使用中，分配标准是核心.通过分析中央和地方最优减排量函数，发现申报减排量在资金分配中的权重对因变量的影响相逆，也即无法制定同时实现中央和地方最佳规制效果的资金分配权重.

c) 地方政府对企业的规制策略.在忽略了企业的瞒报、偷排行为的条件下，中央和地方的监管都无法影响最佳规制效果.引入企业行为，中央政府监管将提高地方政府治理效果，而地方层面的监管才真正无效.所以，完善自上而下的监管体系对中央政府尤为重要，地方政府的重心应是事前激励而非事中监管.当环境税为零，将不存在任何环境治理改进，所以将各类替代性制度统一规范为环境税制势在必行.这也为于2016年9月面向公众征求意见的《环境保护税法(草案)》提供了理论基础.并且在雾霾污染较为严重的早期，应课以重税.随着污染得到进一步缓解，环境税率应逐步降低才能实现更好的规制效果.地方政府对企业的处罚措施，如罚款和补缴税款，都无法产生治理效果.企业最优排放量由企业减排成本以及环境税率决定.最优环境税率因信息不完全而难以实现，协助企业降低减排边际成本更具实践意义.它不仅能显著提高治理效果、削减政府监管成本，而且激发企业减排积极性，构成政府和企业共同目标.雾霾治理不是企业与政府对立，而是社会协作共赢.

由于雾霾治理属于新兴环境治理问题，可用的实证分析论据、数据有限.论文写作过程中尝试向部分地方政府获取有关数据，但没有得到反馈，所以缺乏模型演化博弈分析结论的数据输入与模拟，将在未来进一步研究中进行补充.

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Government Strategy for Smog Regulation： Evidence from Evolutionary Game Theory

WANG Huanming， CHEN Yangyu， LI Peng

School of Public Administration and Law， Dalian University of Technology， Dalian 116024， China

environmental regulation； evolutionary game； environmental governance； smog

2016- 08- 05

2017- 01- 11

国家自然科学基金青年项目(71303028)；辽宁省社科基金一般项目(L16BGL013)

王欢明(1984-)，男，江西瑞昌人，讲师，博士，主要从事公共政策、公共服务治理研究，whm715@126.com.

X01

1001- 6929(2017)04- 0621- 07

A

10.13198j.issn.1001- 6929.2017.01.91

王欢明，陈洋愉，李鹏.基于演化博弈理论的雾霾治理中政府环境规制策略研究[J].环境科学研究，2017，30(4)：621-627.

WANG Huanming，CHEN Yangyu，LI Peng.Government strategy for smog regulation：evidence from evolutionary game theory[J].Research of Environmental Sciences，2017，30(4)：621-627.