低碳消費研究的新視角：基于agent的仿真理論與建模

姚志超　黃鶴

摘 要：低碳消費作為低碳經(jīng)濟的分支，是一個綜合了多種學科的新興領(lǐng)域，其研究內(nèi)容的多樣性、研究對象的復雜性，都為人們開展科研提供了難題。本文介紹了基于Agent的建模方法（Agent-based Modelling，ABM）在低碳消費行為研究中的運用，分析了ABM在模擬低碳消費復雜性方面的優(yōu)勢，并對現(xiàn)有研究成果進行了梳理，對現(xiàn)時的不足進行了探究，最后討論了本領(lǐng)域未來可能的研究方向。

關(guān)鍵詞：agent；ABM；低碳消費；仿真

一、引言

“低碳消費”作為“低碳經(jīng)濟”的一部分，自從提及起就被越來越多的學者所關(guān)注。盡管關(guān)于低碳消費的研究成果豐碩，但隨著研究的深入，消費商品的特殊性，消費者的異質(zhì)性，個體間的交互性，群體層的涌現(xiàn)性等該領(lǐng)域所具有的獨特性使得傳統(tǒng)實證研究方式的弊端和局限性逐漸顯露，科研難以繼續(xù)。近幾年隨著計算實驗地不斷發(fā)展，基于agent的仿真建模（Agent-based Modelling，ABM）技術(shù)被廣泛應用于各個學科領(lǐng)域，一些學者也將其引入到低碳消費研究中，并取得了一定成果。ABM將所有研究對象視為一個整體，突破了傳統(tǒng)方式的局限，為低碳消費的研究提供了一個新的視角。

與國內(nèi)近乎空白相比，ABM的低碳消費在國外已小有所獲，但仍難以形成系統(tǒng)的理論體系。一方面是由于ABM的低碳消費研究所涉及的理論基礎(chǔ)范圍太廣，難以對其進行明確地劃分和鑒定；另一方面，學者們研究的角度以及側(cè)重點的不同，使得各自取得成果和結(jié)論難以系統(tǒng)地整合在一起。本文將對ABM的低碳消費進行理論探討，指出其比傳統(tǒng)方式更優(yōu)秀的地方，并根據(jù)自定義的分類范圍，將當前所知的研究文獻進行合適地評述和歸類，將本領(lǐng)域內(nèi)現(xiàn)今獲得的成果進行展示，意在為國內(nèi)低碳消費研究提供一些啟示。

二、方法評述

低碳消費在我國仍無統(tǒng)一的定義，但在眾多不同而又相似的定義中，筆者較為認同郭立偉（2010）所給出的定義，即低碳消費指消費領(lǐng)域人們購買和使用資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的產(chǎn)品，最大限度地節(jié)約資源、保護環(huán)境，降低二氧化碳為主的溫室氣體排放以應對氣候變化，其實質(zhì)是可持續(xù)消費。

基于Agent的建模方法是以復雜適應思想為指導的一種計算實驗的方法，它通過對復雜系統(tǒng)中元素之間的建模與仿真，使微觀行為在宏觀層面上“涌現(xiàn)”，再對現(xiàn)象進行觀察和研究。將ABM引入低碳消費研究中，不僅解決了由于傳統(tǒng)實證方法的局限性束縛了該領(lǐng)域研究的進展，更是通過對ABM的運用為相關(guān)研究帶來了無法估量的益處。

與傳統(tǒng)的實證方法相比，ABM在對待低碳消費的研究上具備一些優(yōu)勢：

1.ABM允許從個體層面考慮建模主體的異質(zhì)性，這有利于展現(xiàn)消費者的異質(zhì)性，也能有效地區(qū)分低碳商品和一般商品。通過對各種參數(shù)的設(shè)置，可以有效地表現(xiàn)出Agent之間的異質(zhì)性。用計算機仿真技術(shù)，我們可以在短時間內(nèi)進行大量的重復實驗，通過改變各變量的初始值，我們可以更好地理解各個變量的作用。

2.ABM使得模擬個體間的交互作用成為可能。社會交流能引起信息和規(guī)范的傳播，并且這些交流之后的結(jié)果能被人群所學習。通過ABM個體間的交互行為，使得學者們具備觀察和分析個體間的交互作用，并在宏觀層上展現(xiàn)出這種自下而上的群體現(xiàn)象的能力。

3.ABM可以在不影響民眾和環(huán)境的情況下對政策措施進行測試，并此基礎(chǔ)上提出有利于推廣低碳消費的政策建議。低碳消費方式的推廣，不僅需要學者和企業(yè)的努力，更離不開政府相關(guān)政策的幫助。ABM實驗能在相同情況不同政策措施下重復進行，在實驗過程可以隨時對政策進行調(diào)整，因此我們能通過多次模擬得到何種政策在何種情況下最有效。

三、研究現(xiàn)狀

鑒于計算實驗方法其特殊的優(yōu)勢，使其在低碳消費領(lǐng)域的應用越發(fā)廣泛，也獲得了較為豐碩的成果。為了便于對研究成果進行區(qū)分與歸類，本文將從研究者的研究視角和建模方式為依據(jù)，對相關(guān)文獻進行一個簡單梳理。

按照研究視角來分，可以將研究文獻分為微觀和宏觀兩大類。微觀層視角就是以Agent的消費者行為為主要研究對象，從主體的決策過程、認知行為、個人偏好等方面入手，來探討如何促進低碳消費的形成。而宏觀研究則更看重全局的因素，揭示群體內(nèi)在的規(guī)律，或分析各種政策建議對整個市場的影響。而通過文獻建模方式的不同，又可將研究分為以強調(diào)發(fā)現(xiàn)新理論的開放型建模和以檢驗現(xiàn)有理論為重點的封閉型建模。

本文在此基礎(chǔ)上，將相關(guān)分類進行交叉，從而形成微觀開放型、微觀封閉型、宏觀開放型和宏觀封閉型四個類別。

對于微觀開放型而言，影響消費者個體低碳消費習慣形成的因素一直是其研究的重點。Mosler和Brucks（2003）為了探尋人們可持續(xù)性利用資源的決策過程的影響因素，建立了一個資源利用的動態(tài)仿真模型。當主體處于環(huán)境資源困境時，會同時權(quán)衡社會因素和生態(tài)因素，并將之轉(zhuǎn)化為“社會生態(tài)相關(guān)性”，最終決定如何利用資源。實驗揭示了由于人們更多的關(guān)注他人的行動而非資源的不確定性，因此當不確定性增加時，人們傾向于把資源的狀況歸咎于群體行為增加了他們的消耗而不是歸因于生態(tài)因素。通過粗糙集理論的應用，為ABM提供了如何建立行為模型的建議。

利用相關(guān)學者建立的消費者決策理論作為模型框架的微觀封閉型研究也獲得了許多成果。Cantono和Silverberg（2009）研究了當一些消費者愿意為綠色產(chǎn)品付更多的費用時，個體間不同的保留價格對一款新型能源技術(shù)傳播的影響。當主體的鄰居中有人接受了該產(chǎn)品，并且產(chǎn)品的價格低于主體的保留價格（保留價格服從對數(shù)正態(tài)分布）時，主體就會選擇購買新產(chǎn)品。結(jié)果顯示，通過一個適當?shù)难a貼政策來降低低碳商品的價格能有效地促進觸發(fā)傳播過程，否則傳播無法產(chǎn)生。該研究不但支持了消費者行為學中相關(guān)的心理學假設(shè)，還對Roger（1962）提出的創(chuàng)新擴散理論進行了運用和驗證?？梢?，合理地使用ABM，可以使低碳消費領(lǐng)域的理論研究受益匪淺。

宏觀開放型一直以來也是學者們研究的重點。其中Zhang和其他一些學者（2011）研究了能影響氫電池汽車在美國市場推廣的因素。他們假設(shè)消費者的決策是建立在基于經(jīng)驗選擇以及數(shù)據(jù)分析之上。但作者發(fā)現(xiàn)，節(jié)約燃料的限令（例如那些每加侖燃料無法使用27.5公里的車輛將會面臨處罰）反而導致了高能耗的車輛市場份額增加并且加大了空氣污染。這個出乎意料的結(jié)果是因為消費者愿意支付更高的價格（由于懲罰傳遞給了廠商）去購買SUV等車輛。這些研究的開展，不但充實了低碳消費領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)，更是為各級政府在建設(shè)低碳經(jīng)濟的道路上提供了建議。

相比起前三者，宏觀封閉型的研究更側(cè)重觀察和總結(jié)基于消費者行為理論的市場動態(tài)。Janssen和Jager（2002）著手如何在市場中推廣新生產(chǎn)的綠色產(chǎn)品進行研究，并構(gòu)建了包括消費者、企業(yè)和政府在內(nèi)的一個相對完整的市場模型，最后得出結(jié)論，引入稅收政策的速度對于整個商品的擴散是至關(guān)重要的。該仿真的實驗數(shù)據(jù)還驗證了鎖定效應以及Rogers的擴散理論。

這些研究成果，從不同的研究視角以及課題內(nèi)容來充實、拓展了基于Agent的低碳消費行為研究領(lǐng)域內(nèi)容，為今后更加深入研究奠定了基礎(chǔ)。

四、現(xiàn)時的不足

ABM的引入，雖然在一定程度上彌補傳統(tǒng)實證方法的不足，為低碳消費的研究提供了一個新的視角，但基于計算實驗方法的低碳消費也存在一些缺陷：

1.對象難以建模

低碳消費是一種以“低碳”為導向的共生型消費方式（張浩，2010），其涉及面較廣，對于其行為和對象的特殊性難以描述，單是低碳商品的建模就是一個大難題。雖然價格能輕易量化，但商品對于消費者和環(huán)境的影響卻難以用數(shù)值表示出來，如何將這些指標進行定量描述，給低碳消費建模造成了困擾。

2.消費者決策過程不明朗

多數(shù)學者贊同仿真模型越貼近真實的消費者，結(jié)論越可靠。然而由于人類的內(nèi)心活動復雜，大多文獻為了簡化模型，只對重點研究的目標進行建模和分析，然而由于對消費者決策過程的認知不同，會產(chǎn)生不同理論框架導致所得結(jié)論完全不同的情況。

上面兩點是許多人質(zhì)疑ABM的有效性的原因，也是現(xiàn)今擺在ABM的低碳消費研究的難點，解決上述問題的有效途徑就是加速建立一套完善的相關(guān)理論框架。

五、未來的研究方向

總體而言，與其他研究領(lǐng)域相比，基于Agent建模的低碳消費研究仍處于起步階段，相關(guān)體系和框架尚未完善，學科內(nèi)涵及研究內(nèi)容沒有統(tǒng)一規(guī)范的描述，因而擴充理論基礎(chǔ)和克服當前缺陷不足是本領(lǐng)域急需解決的問題，而以下兩方面可作為今后研究的內(nèi)容：

1.態(tài)度—行為鴻溝的研究

大量研究表明，在低碳消費者中存在著態(tài)度—行為鴻溝：即消費者并沒有購買他們在各種調(diào)研或活動中所宣傳要購買的低碳產(chǎn)品或服務，或者不愿意給以更高的價格購買相應的產(chǎn)品或服務（張浩，2012）?，F(xiàn)有的文獻指出，鴻溝的形成既有外部環(huán)境的影響，也有個人內(nèi)部因素的作用，而ABM能有效控制各種因素的變化，因此借助基于Agent的低碳消費建模有助于了解和克服態(tài)度—行為鴻溝。

2.中國化的研究

作為發(fā)展中國家的中國，由于低碳觀念普及的落后以及經(jīng)濟水平的差異，我國低碳消費市場雖然存在于外國市場相同的地方，但也有自身特有的現(xiàn)象，在國外適用的結(jié)論和政策，并不一定能在我國產(chǎn)生相同的結(jié)果。如何結(jié)合中國特殊的國情和政府政策來研究低碳消費，對于今后的研究仍具有非常重要的現(xiàn)實意義。

六、結(jié)束語

人類作為一種復雜的生物，心理過程難以描述，影響機理更是不易推測，而低碳消費作為一種全新的消費模式，其自身獨特的特性也是研究的難點，因此借由計算實驗的方法來模擬消費者行為、預測行為結(jié)果、測試政策結(jié)果仍具有較大難度。但基于計算實驗的低碳消費研究為傳統(tǒng)實證研究局限所困的學者們帶來了一種全新的視角，自下而上地來觀察這個復雜的過程，因此與實證研究方法相輔相成。解決問題的方法永遠不止一種，單一的方式往往會使研究者陷入窘境，難以突破。只有不斷開拓視野，樂于接受新思想，嘗試新方法，才能使研究得以更進一步地發(fā)展。（作者單位：1.南京航空航天大學經(jīng)濟與管理學院；2.河南省淮濱縣欄桿鎮(zhèn)初級中學）

參考文獻：

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