區(qū)域合作減排策略選擇及提升對(duì)策研究

汪明月， 劉 宇,， 鐘 超， 李夢(mèng)明， 史文強(qiáng)

(1.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 公共政策與管理學(xué)院，北京 100049； 2.中國(guó)科學(xué)院 科技戰(zhàn)略咨詢(xún)研究院，北京 100190； 3.北京師范大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與工商管理學(xué)院，北京 100875； 4.北京理工大學(xué) 管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院，北京 100081)

0 引言

中國(guó)工業(yè)化進(jìn)程消耗了大量化石能源,同時(shí)，也導(dǎo)致了CO2排放量的劇增[1]。(The Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC)評(píng)估報(bào)告指出，過(guò)去50年來(lái)的全球變暖很大程度上與CO2為主的溫室氣體超標(biāo)排放有著密切關(guān)系[2]。國(guó)際能源署統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也表明，中國(guó)的碳排放總量于2007年超過(guò)美國(guó)，成為全球碳排放量最大貢獻(xiàn)國(guó)，2016年二氧化碳排放量占全球總排放量的19.12%[3]。2015年的世界氣候大會(huì)上，中國(guó)承諾到2030年的碳排放強(qiáng)度比2005年下降60%～65%,這將加速我國(guó)綠色低碳轉(zhuǎn)型，也為實(shí)現(xiàn)全球溫升2℃的控制目標(biāo)提供基礎(chǔ)。然而，當(dāng)前中國(guó)正處于工業(yè)化的中期，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭和石油的占比仍然較大，與完成工業(yè)化的發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)的二氧化碳排放強(qiáng)度仍然較大。作為全球最大的能源消費(fèi)國(guó)和CO2排放國(guó)，中國(guó)的二氧化碳排放強(qiáng)度還需要進(jìn)一步縮減[4]。在減排目標(biāo)和減排壓力的雙重制約下，如何選擇科學(xué)可行的減排路徑是抑制二氧化碳排放和提前達(dá)峰的重要基礎(chǔ)[5,6]。

區(qū)域主體作為減排的重要承擔(dān)者，通過(guò)不斷提高碳的利用率和可再生能源比重，逐步使經(jīng)濟(jì)發(fā)展擺脫對(duì)化石能源的依賴(lài)，進(jìn)而減少溫室氣體排放。區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡性存在于所有的經(jīng)濟(jì)體中，差異化發(fā)展必然會(huì)出現(xiàn)先發(fā)地區(qū)和后發(fā)地區(qū)[7]。區(qū)域發(fā)展的不平衡性既體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡性，還體現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)模式及其他要素稟賦等[8,9]。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的差異化必將驅(qū)動(dòng)二氧化碳排放的異化，同時(shí)，區(qū)域碳排放還存在較強(qiáng)的空間收斂與空間相關(guān)的特性，現(xiàn)有的梯度發(fā)展模式也強(qiáng)化了空間集聚效應(yīng)[10,11]。區(qū)域合作減排實(shí)現(xiàn)了區(qū)域主體間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，激活了減排的協(xié)同效應(yīng)[12]。一方面區(qū)域合作減排降低了區(qū)域內(nèi)地方政府間的信息不對(duì)稱(chēng)性，提高了各區(qū)域減排投入的意愿；一方面區(qū)域合作降低了二氧化碳的交易成本，提高了區(qū)域間合作減排的效益[13]；另一方面因?yàn)椤翱諝饬饔颉钡倪吔缤瑓^(qū)域行政邊界存在差別，區(qū)域合作減排是應(yīng)對(duì)大氣污染擴(kuò)散和跨界污染控制較為有效的機(jī)制[14]。為此，有效協(xié)調(diào)集聚空間內(nèi)各主體的收益，促進(jìn)區(qū)域間合作減排，能夠有效地降低二氧化碳排放的負(fù)外部性影響。已有的實(shí)證結(jié)果也證實(shí)了上述理論基礎(chǔ)，苑清敏等發(fā)現(xiàn)促進(jìn)區(qū)域間的產(chǎn)業(yè)合作降低了京津冀碳排放強(qiáng)度，同時(shí)，也提高碳生產(chǎn)率[15]；李炫榆等發(fā)現(xiàn)，新型城鎮(zhèn)化背景下，加強(qiáng)減排區(qū)域之間的合作是減排目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的有效途徑之一[16]。

當(dāng)前關(guān)于區(qū)域合作減排的相關(guān)研究較少。已有的研究大多聚焦于分析影響區(qū)域CO2排放的因素及減排路徑，例如，lvaro等研究發(fā)現(xiàn)在西班牙短中期碳減排措施中，提高能源效率比發(fā)展新能源更為有效和低成本[17]；Chang等以臺(tái)灣1984～2014年的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)優(yōu)化能源需求結(jié)構(gòu)可以有效降低碳排放量[18]；Tian等認(rèn)為北京實(shí)現(xiàn)碳減排的可靠路徑包括優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和改善能源需求結(jié)構(gòu)[19]；Zhang等以中國(guó)30個(gè)省(市)2000～2013的面板數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)環(huán)境創(chuàng)新和減排的關(guān)系展開(kāi)實(shí)證分析發(fā)現(xiàn)，大部分環(huán)境創(chuàng)新對(duì)減排效果有積極影響[20]；Yang等通過(guò)構(gòu)建超越對(duì)數(shù)成產(chǎn)函數(shù)分析中國(guó)能源結(jié)構(gòu)及其轉(zhuǎn)變，發(fā)現(xiàn)人力資本投資、固定資本投資及化石能源技術(shù)進(jìn)步有助于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和減排的絕對(duì)“脫鉤”[21]。黃清煌等研究發(fā)現(xiàn)不同類(lèi)型的環(huán)境規(guī)制對(duì)節(jié)能減排效率的影響存在差異[22]；徐盈之等通過(guò)實(shí)證分析發(fā)現(xiàn)，環(huán)境規(guī)制對(duì)減排不僅存在直接作用效應(yīng)，還會(huì)通過(guò)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)這一間接路徑影響碳排放[23]。除上述研究外，關(guān)于合作減排大多集中于國(guó)家層面[24]、行業(yè)層面[25]、區(qū)域?qū)用娴暮献鱗26]。

綜上所述，作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國(guó)，中國(guó)給出了明確的減排目標(biāo)和任務(wù)，設(shè)計(jì)科學(xué)可行的減排路徑是學(xué)界和政界普遍關(guān)注的問(wèn)題。區(qū)域發(fā)展的不平衡性與空間集聚性特征決定，實(shí)現(xiàn)國(guó)家層面的減排目標(biāo)要協(xié)調(diào)好集聚空間內(nèi)各主體的利益，促進(jìn)區(qū)域間合作減排?？鐓^(qū)域的合作碳減排能夠激活減排的協(xié)同收益，降低碳交易成本，提高主體的減排投入意愿。針對(duì)如何實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者分別從不同角度提出了不同的減排路徑和策略，包括提高能源效率、改善地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化能源需求結(jié)構(gòu)、環(huán)境創(chuàng)新及外部環(huán)境規(guī)制等，同時(shí)，也從國(guó)家、行業(yè)及企業(yè)減排主體出發(fā)，提出了相應(yīng)的減排策略。在一定程度上，減排技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化及環(huán)境創(chuàng)新都是多主體共同參與實(shí)現(xiàn)的。然而，以往的研究很少關(guān)注各區(qū)域主體在減排目標(biāo)實(shí)現(xiàn)中的貢獻(xiàn)，對(duì)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與減排策略選擇的內(nèi)在關(guān)系分析還不夠系統(tǒng)。為此，本文將在前人研究的基礎(chǔ)上，借助演化博弈理論，分別模擬區(qū)域內(nèi)地方政府間獨(dú)立減排、地方政府間合作減排的策略演化過(guò)程，進(jìn)而為改善區(qū)域合作減排的關(guān)系提出相關(guān)的政策建議。

1 問(wèn)題描述與參數(shù)設(shè)置

1.1 問(wèn)題描述

演化博弈理論最初形成于生物科學(xué)領(lǐng)域，將生物體假設(shè)為有限理性人。該理論強(qiáng)調(diào)有限理性主體不能準(zhǔn)確核算自身的收益和成本，通常隨著時(shí)間的推移不斷試錯(cuò)、模仿、學(xué)習(xí)，最終趨于某個(gè)穩(wěn)定策略[27]。該理論是在生物進(jìn)化論的基礎(chǔ)上建立的，用群體中選擇不同純策略的個(gè)體占總體的百分比來(lái)替代博弈論中的混合策略[20～30]。

當(dāng)區(qū)域內(nèi)所有地方政府都選擇不進(jìn)行二氧化碳排放控制時(shí)，都將蒙受因二氧化碳排放超標(biāo)所導(dǎo)致的溫度升高、海平面上升及極端氣候等造成的損失，上級(jí)政府將按照一定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行懲罰。當(dāng)一方政府采取減排策略，另一方不進(jìn)行二氧化碳減排時(shí)，減排一方將獲得因減排帶來(lái)的潛在經(jīng)濟(jì)收益(碳交易政策下，減排潛在經(jīng)濟(jì)收益=減排量*碳配額的市場(chǎng)交易價(jià))，同時(shí)也需付出相應(yīng)的減排成本，承擔(dān)因減排所帶來(lái)的短期經(jīng)濟(jì)損失以及不減排地區(qū)CO2的負(fù)外部性影響；采取不減排策略的地方政府則將蒙受二氧化碳排放所帶來(lái)的損失，同時(shí)也要接受上級(jí)政府的懲罰。當(dāng)外部政府與本地政府都進(jìn)行合作減排時(shí)，除了獲取各自的減排收益外，還將獲得協(xié)同收益。同時(shí)，做出以下假定：(1)地方政府積極開(kāi)展碳減排果是有效的，即碳排放量或排放強(qiáng)度得到控制或降低；(2)地方政府間負(fù)外部效應(yīng)影響程度相同；(3)忽略區(qū)域外部環(huán)境對(duì)本區(qū)域的影響。

1.2 參數(shù)設(shè)置

根據(jù)地方政府間二氧化碳減排控制博弈問(wèn)題描述，現(xiàn)將有關(guān)參數(shù)定義如下：

(1)本地政府和外部政府CO2排放量為qi(q2>q1)，地方政府結(jié)合本轄區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)及其他因素確定地方政府的減排率為li(0≤li≤1)。通過(guò)采取減排措施，地方政府可以取得一定的潛在經(jīng)濟(jì)收益，潛在的經(jīng)濟(jì)收益表現(xiàn)為直接間接地減少配額的市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)量，可表示為R1=pq1l1，同理，外部政府減排的潛在經(jīng)濟(jì)收益為R2=pq2l2，其中，p為碳排放權(quán)交易市場(chǎng)中配額的交易價(jià)格。

(5)外部政府與本地政府進(jìn)行合作減排時(shí)，雙方通過(guò)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，產(chǎn)生“1+1>2”的協(xié)同效應(yīng)所獲得的收益稱(chēng)之為協(xié)同收益。協(xié)同收益取決于雙方減排的互補(bǔ)性，假設(shè)本地政府在外部政府的支持下獲取收益的協(xié)同收益系數(shù)為φ21，則協(xié)同收益可表示為RS=φ21σ1σ2，協(xié)同收益既包括經(jīng)濟(jì)收益，也包括氣候環(huán)境優(yōu)化的社會(huì)效益，收益的大小取決于減排主體的努力程度。從函數(shù)關(guān)系式可以出，協(xié)調(diào)收益大小取決了雙方的努力，只要有一方努力程度較小，協(xié)調(diào)收益就會(huì)變小，當(dāng)一方不采取減排努力時(shí)，協(xié)調(diào)收益為0。

(6)本地政府為實(shí)現(xiàn)與外部政府達(dá)成合作減排目標(biāo)所付出的交易成本，解釋了主體雙方為達(dá)成協(xié)議所動(dòng)用的資源，可以表示為Ce=β(1-σ1σ2)，減排主體努力程度越高，達(dá)成合作減排所需耗費(fèi)的資源越少，即交易成本越小，β為一個(gè)起調(diào)節(jié)作用的常數(shù)。

(7)上級(jí)政府對(duì)不進(jìn)行二氧化碳減排的地方政府按照其搭便車(chē)水平給予一定程度的懲罰，分別為F1=μ(1-σ1)和F2=μ(1-σ2)，為相應(yīng)的懲罰系數(shù)，1-σI為“搭便車(chē)”程度。

(8)假設(shè)二氧化碳排放的負(fù)外部效應(yīng)和減排的正外部效應(yīng)均為常數(shù)θ，且0<θ<1,，當(dāng)區(qū)域內(nèi)地方政府與外部政府均采取不減排策略和均采取減排策略的情形下，外部效應(yīng)不明顯，可以不予考慮。

2 地方政府間獨(dú)立減排演化博弈模型

2.1 獨(dú)立減排博弈演化過(guò)程中的平衡點(diǎn)

以本地政府為例，當(dāng)外部政府與本地政府均選擇不減排策略時(shí)，本地政府將遭受上級(jí)政府的懲罰、CO2排放帶來(lái)的損失以及外部政府CO2擴(kuò)散對(duì)本轄區(qū)負(fù)外部效應(yīng)的影響；當(dāng)本地政府不減排，外部政府減排時(shí)，本地政府受到外部政府的正外部效應(yīng)影響，將面臨CO2排放所帶來(lái)的損失和上級(jí)政府的懲罰；當(dāng)本地政府減排，外部政府不減排時(shí)，本地政府將獲得因減排所帶來(lái)的潛在經(jīng)濟(jì)收益，相應(yīng)地也需要承擔(dān)了一定的減排成本、減排的短期經(jīng)濟(jì)損失以及外部政府的負(fù)外部性影響；當(dāng)外部政府與本地政府采取合作減排策略時(shí)，減排將帶來(lái)一定的潛在經(jīng)濟(jì)收益，同時(shí)，也要承擔(dān)一定的減排成本和經(jīng)濟(jì)損失，以此確定外部政府與本地政府的支付矩陣如表1所示。

表1 地方政府間獨(dú)立減排的博弈支付矩陣

(1-rB){q1[pl1-kq1(1-l1)2]-

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

由式(4)和式(5)可以確定一個(gè)二維動(dòng)力系統(tǒng)(I)：

為方便后續(xù)分析，令(rAD,rBD)=(rA,rB)。

命題1二氧化碳減排主體非對(duì)稱(chēng)復(fù)制動(dòng)態(tài)演化博弈在不同均衡狀態(tài)下的平衡點(diǎn)分別為

(rA,rB)=(0,0),(rA,rB)=(1,0)，(rA,rB)=(0,1)，(rA,rB)=(1,1)

(rA,rB)=(rAD,rBD)也是系統(tǒng)的平衡點(diǎn)。

(rA,rB)=(0,0)，(rA,rB)=(1,0)

(rA,rB)=(0,1)，(rA,rB)=(1,1)

是系統(tǒng)平衡點(diǎn)。令

2.2 演化博弈平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性分析

上面通過(guò)復(fù)制動(dòng)態(tài)方程求出的四個(gè)平衡點(diǎn)有的可能不是系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略，根據(jù)Friedman提出的方法，即通過(guò)構(gòu)建系統(tǒng)的雅可比矩陣(Jacobim)J來(lái)判斷演化博弈平衡點(diǎn)的局部穩(wěn)定性[33]。無(wú)任何約束下獨(dú)立減排系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的雅可比矩陣為

如果滿(mǎn)足跡條件(雅克比矩陣對(duì)角線(xiàn)上元素之和小于0)和雅克比矩陣行列式條件(行列式大于0)，分別記為trJ、detJ，那么，復(fù)制動(dòng)態(tài)方程的平衡點(diǎn)是局部穩(wěn)定的，該平衡點(diǎn)即為演化穩(wěn)定策略。

證明根據(jù)文獻(xiàn)[34]給出的演化穩(wěn)定策略的判斷方法，可計(jì)算出雅可比矩陣J在各個(gè)平衡點(diǎn)的行列式的符號(hào)和跡的符號(hào)，以此判斷四種情形下的局部穩(wěn)定性，具體如表2所示，證畢。

表2 四種情形下系統(tǒng)平衡點(diǎn)的局部穩(wěn)定性

2.3 演化結(jié)果分析

通過(guò)上述分析，可以得到本地政府和外部政府在不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平下的演化博弈過(guò)程，演化相位圖如圖1所示。通過(guò)分析動(dòng)態(tài)演化相位圖，可以得出以下分析結(jié)果：

圖1 地方政府間獨(dú)立減排在不同情形下的演化相位圖

(1)當(dāng)本地政府和外部政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展都在一個(gè)較低水平時(shí)，如情形(1)所示，此時(shí)(0,1)和(1,0)是鞍點(diǎn)，(0,0)是不穩(wěn)定點(diǎn)，(1,1)是穩(wěn)定點(diǎn)，即{減排，減排}是本地政府和外部政府的演化穩(wěn)定策略。此時(shí)，實(shí)行減排所帶來(lái)短期經(jīng)濟(jì)損失較小，帶來(lái)的收益大于不減排策略的收益。該結(jié)果出現(xiàn)的一個(gè)可能的原因在于經(jīng)濟(jì)后發(fā)地區(qū)工業(yè)發(fā)展相對(duì)薄弱，二氧化碳排放較少，減排成本相對(duì)較低。

(2)隨著外部政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度，本地政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平仍處于較低水平時(shí)，如情形(2)所示，此時(shí)(0,1)和(1,1)是鞍點(diǎn)，(0,0)是不穩(wěn)定點(diǎn)，(1,0)是穩(wěn)定點(diǎn)，即{減排，不減排}是本地政府和外部政府的演化穩(wěn)定策略。此時(shí)，經(jīng)濟(jì)后發(fā)地區(qū)通過(guò)減排所帶來(lái)的收益大于不減排情形下的收益，經(jīng)濟(jì)先發(fā)地區(qū)通過(guò)減排所帶來(lái)的收益小于不減排情形下的收益，經(jīng)過(guò)多次博弈后，外部政府采取減排策略的意愿降低。最終形成經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的區(qū)域減排意向薄弱，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低的區(qū)域有減排意愿，但是減排效果不顯著的局面，同理情形(3)。

(3)當(dāng)本地政府和外部政府經(jīng)濟(jì)水平均發(fā)展到一定程度時(shí)，如情形(4)所示，此時(shí)(0,0)和(1,1)是不穩(wěn)定點(diǎn)，(0,1)和(1，0)是穩(wěn)定點(diǎn)，(rAD,rBD)是鞍點(diǎn)。二氧化碳排放的公共物品屬性、排放核查成本及獎(jiǎng)懲力度高等原因，“搭便車(chē)”行為將影響其他減排主體的積極性，導(dǎo)致地方政府對(duì)減排博弈最終會(huì)向地方政府一方減排一方不減排的方向演進(jìn)。

3 地方政府間合作減排演化博弈分析

3.1 減排博弈演化過(guò)程中的平衡點(diǎn)

區(qū)域內(nèi)本地政府與外部政府采取合作減排策略與采取單獨(dú)減排的支付矩陣的區(qū)別在于，當(dāng)?shù)卣屯獠空x擇減排策略時(shí)，各地方政府除了獲得因減排所帶來(lái)的收益，承擔(dān)的減排成本及經(jīng)濟(jì)損失外，還將帶來(lái)合作減排的協(xié)同收益，同時(shí)，也要支付為達(dá)成合作減排關(guān)系的交易成本。協(xié)同收益存在于通過(guò)合作實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，降低了地方政府的減排成本；存在于通過(guò)合作加深了區(qū)域內(nèi)地方政府間的互信程度，提高了地方政府的努力程度；存在于通過(guò)合作擴(kuò)大了CO2的“流域空間”，降低了排放的負(fù)外部性作用，間接提高了減排意愿。

根據(jù)3.1所提供的分析方法，可以構(gòu)建一個(gè)二維動(dòng)力系統(tǒng)(I′)：

(7)

3.2 協(xié)同收益小于交易成本下演化博弈平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性分析

協(xié)同收益小于交易成本下，區(qū)域合作減排系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的雅可比矩陣為：

通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)協(xié)同收益小于交易成本時(shí)，地方政府選擇獨(dú)立減排策略與選擇合作減排的策略的情形相似。因?yàn)閰f(xié)同收益大于交于成本，未能實(shí)現(xiàn)了減排主體之間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，側(cè)面提高了減排成本，影響了地方政府的減排意愿。

3.3 協(xié)同收益大于交易成本下演化博弈平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性分析

命題6當(dāng)協(xié)同收益大于交易成本時(shí)，即φ21σ1σ2+1-σ1σ2>0時(shí)，存在如下四種情形：

證明可計(jì)算出雅可比矩陣J在各個(gè)平衡點(diǎn)的行列式的符號(hào)和跡的符號(hào)，以此判斷四種情形下的局部穩(wěn)定性，具體如圖2所示，證畢。

通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，(1)區(qū)域內(nèi)本地政府和外部政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平均很低時(shí)，無(wú)論交易成本與協(xié)同收益的關(guān)系是什么，{減排，減排}都是地方政府的穩(wěn)定策略，主要是因?yàn)椴扇p排策略對(duì)本轄區(qū)經(jīng)濟(jì)損失較小，且能夠帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)收益和社會(huì)收益，但減排效果不顯著；(2)合作減排情形下，當(dāng)協(xié)同收益小于交易成本時(shí)，隨著一方經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的快速提高，出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展差距后，地方政府減排博弈最終會(huì)向一方減排一方不減排的方向演進(jìn)；(3)當(dāng)協(xié)同收益大于交易成本時(shí)，前三種情形下的穩(wěn)定策略均為{減排，減排}，也即通過(guò)合作減排，實(shí)現(xiàn)了資源的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，降低了碳排放的負(fù)外部效應(yīng)。第四種情形的穩(wěn)定演化策略可能是{減排，減排}{不減排，不減排}，由鞍點(diǎn)和兩個(gè)不穩(wěn)定點(diǎn)連成的折線(xiàn)構(gòu)成系統(tǒng)收斂狀態(tài)的臨界線(xiàn)，在折線(xiàn)右上方，系統(tǒng)收斂到{減排，減排}，在折線(xiàn)的左下方，系統(tǒng)收斂到{不減排，不減排}，但系統(tǒng)具體沿哪條路徑到哪一狀態(tài)與博弈系統(tǒng)的初始狀態(tài)和支付矩陣有關(guān)。

圖2 協(xié)同收益大于交易成本的合作減排演化相位圖

3.4 參數(shù)變化對(duì)情形(4)系統(tǒng)演化穩(wěn)定均衡結(jié)果分析

當(dāng)本地政府和外部政府經(jīng)濟(jì)水平均發(fā)展到一定程度時(shí)，雙方演化博弈的穩(wěn)定策略為{減排，減排}或{不減排，不減排}。系統(tǒng)具體收斂至哪個(gè)狀態(tài)由臨界線(xiàn)下方區(qū)域Ⅰ的面積s1和臨界線(xiàn)上方區(qū)域Ⅱ的面積s2的大小決定：當(dāng)s1=s2時(shí)，系統(tǒng)收斂到兩種狀態(tài)的概率相等，當(dāng)s1>s2時(shí)，系統(tǒng)收斂到{不減排，不減排}的概率大于收斂到{減排，減排}的概率；當(dāng)s1

為了簡(jiǎn)化模型，本文假設(shè)本地政府和外部政府所采取的減排率相當(dāng)，可以計(jì)算出下方區(qū)域Ⅰ的面積為

可以發(fā)現(xiàn)影響面積的因素有很多，但是可以得出以下兩個(gè)下命題：

命題7碳配額的市場(chǎng)成交價(jià)格P越高，區(qū)域內(nèi)本地政府和外部政府均采取減排的概率越大，反之均采取減排策略的概率越小。當(dāng)碳配額的市場(chǎng)的成交價(jià)格P提高時(shí)，排放所付出的代價(jià)也隨之提高，出于利益的驅(qū)動(dòng)，區(qū)域之間勢(shì)必要采取合作策略，降低減排成本，這類(lèi)合作表現(xiàn)為區(qū)域低碳技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)新的合作，也可以是區(qū)域之間產(chǎn)業(yè)的合作。

命題8當(dāng)區(qū)域內(nèi)本地政府和外部政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差距越小，區(qū)域內(nèi)本地政府和外部政府均采取減排的概率越大，反之均采取不減排策略的概率越大。這個(gè)結(jié)論與前面的研究相一致，也意味著在不同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平下，同一政策的效果可能存在差距,也間接說(shuō)明在推進(jìn)區(qū)域合作減排的對(duì)象選擇方面要有一定的側(cè)重和優(yōu)先序。

4 算例分析

前文利用借助演化博弈理論，模擬了區(qū)域內(nèi)地方政府獨(dú)立減排、合作減排的策略選擇演化過(guò)程，為了進(jìn)一步驗(yàn)證模型推導(dǎo)的正確性與結(jié)論的合理性，本文將借助數(shù)值仿真的方法對(duì)不同情形下地方政府的減排策略進(jìn)行分析。算例的相關(guān)參數(shù)設(shè)置如下：區(qū)域內(nèi)本地政府和外部政府的減排努力水平σi分別設(shè)置為{0.6,0.8}；本地政府和外部政府的減排率li分別設(shè)置為{0.6,0.4}；因二氧化碳排放造成損失的系數(shù)k=2.5；本地政府在外部政府的支持下獲取的協(xié)同收益系數(shù)為φ21=2.5(獨(dú)立減排情形下設(shè)為0)；中央政府對(duì)地方住政府的懲罰系數(shù)μ=1.5；CO2排放的外部效應(yīng)系數(shù)θ=0.09；本地政府和外部政府的碳排放量qi分別為{0.19,0.52}億噸；碳交易市場(chǎng)配額交易價(jià)格P為50元/噸；減排成本的調(diào)節(jié)系數(shù)α=6，協(xié)同收益調(diào)整系數(shù)β=0.5，短期經(jīng)濟(jì)損失的調(diào)節(jié)系數(shù)φ=100。由于篇幅有限，本文僅列示出不同情形下，本地政府減排策略選擇的演進(jìn)過(guò)程，外部政府的策略選擇情形與前文的證明過(guò)程一致。

將上述的相關(guān)參數(shù)分別帶入命題(2)及二維動(dòng)力系統(tǒng)(I)中，利用Matlab 2017可以給出不同博弈情形下的本地政府、外部政府的策略選擇情況。圖(a)～(c)描述了地方政府獨(dú)立減排情形下，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)地方政府減排策略選擇的影響。其中，圖(a)表示本地政府和外部政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低時(shí)(g1=5，g2=7)，地方政府間獨(dú)立減排下的策略選擇情形，可以看出本地政府將向著減排策略方向進(jìn)行演進(jìn)；圖(b)表示獨(dú)立減排條件下，本地政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度(g1=15，g2=7)，外部政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平仍處于較低水平時(shí)的策略選擇，可以看出本地政府向減排策略方向進(jìn)行演進(jìn)；圖(c)刻畫(huà)了當(dāng)本地政府和外部政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平均達(dá)到一定程度時(shí)的策略選擇(g1=15，g2=20)，可以發(fā)現(xiàn)本地政府和外部政府的策略選擇是按一定比例采取減排策略，一定比例采取不減排策略，且采取減排的比例低于不減排的比例。

將上述的相關(guān)參數(shù)分別帶入命題(5)及二維動(dòng)力系統(tǒng)(I′)中，圖(d)～(f)給出了地方政府間合作減排情形下，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)地方政府減排策略選擇的影響。圖(d)表示本地政府和外部政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低時(shí)(g1=3，g2=5)，合作減排(協(xié)同收益小于交易成本)下的策略選擇，可以看出本地政府將向著減排策略進(jìn)行演進(jìn)，與獨(dú)立減排不同的是演進(jìn)的速度更快，說(shuō)明區(qū)域合作能夠提高經(jīng)濟(jì)后發(fā)地區(qū)間的減排意愿；圖(e)表示合作減排條件(協(xié)同收益小于交易成本)下，外部政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度，本地政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平仍處于較低水平時(shí)的策略選擇(g1=3，g2=10)，可以看出本地政府向減排策略進(jìn)行演進(jìn)，外部政府向著不減排的方向演進(jìn)，對(duì)比發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)減排意愿產(chǎn)生一定的負(fù)向影響，同時(shí)，區(qū)域間合作也能夠減緩不減排策略演進(jìn)的速度，表現(xiàn)為圖(b)的坡度相對(duì)于圖(e)更為緩和；圖(f)刻畫(huà)了當(dāng)本地政府和外部政府經(jīng)濟(jì)水平均發(fā)展到一定程度時(shí)的策略選擇(g1=8，g2=10)，可以發(fā)現(xiàn)本地政府的策略選擇是按一定比例采取減排策略，一定比例采取不減排策略，且采取減排的比例高于不減排的比例。通過(guò)上述比較分析可以發(fā)現(xiàn)，即使協(xié)同收益小于交易成本，合作減排也能夠提高減排意愿，降低不減排策略采取的速度。

圖3 不同情形下本地政府減排策略的演進(jìn)過(guò)程

5 研究結(jié)論與政策建議

5.1 研究結(jié)論

區(qū)域發(fā)展的不平衡性決定減排路徑和減排措施要從區(qū)域發(fā)展的實(shí)際出發(fā)，國(guó)外成熟的減排政策不一定適合中國(guó)的減排實(shí)際。邊界清晰的區(qū)域主體是碳減排的主要承擔(dān)者，合作減排實(shí)現(xiàn)了區(qū)域主體間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，激活了減排的協(xié)同效應(yīng)。一方面降低了區(qū)域內(nèi)地方政府間的信息不對(duì)稱(chēng)性，提高了各區(qū)域減排投入的意愿；一方面區(qū)域合作降低了碳配額交易的成本，提高了區(qū)域間合作減排的效益；另一方面“空氣流域”的邊界同區(qū)域行政邊界存在差別，合作減排是應(yīng)對(duì)大氣污染擴(kuò)散和跨界污染控制較為有效的機(jī)制。降低實(shí)際碳排放率容易對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生短期的影響，然而，也會(huì)倒逼主體技術(shù)創(chuàng)新能力提高，進(jìn)而降低減排成本。地方政府要圍繞經(jīng)濟(jì)發(fā)展和二氧化碳減排進(jìn)行綜合考慮，不斷優(yōu)化策略選擇，實(shí)現(xiàn)自身利益最大化。為此，本文借助演化博弈理論模擬了區(qū)域內(nèi)地方政府減排策略，并借助數(shù)值仿真工具進(jìn)一步驗(yàn)證模型推導(dǎo)的正確性與結(jié)論的合理性，得出以下幾個(gè)結(jié)論：

區(qū)域內(nèi)地方政府間獨(dú)立減排情形下，(1)當(dāng)本地政府和外部政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平均處于較低水平時(shí)，實(shí)行減排政策所帶來(lái)短期經(jīng)濟(jì)損失較小，潛在經(jīng)濟(jì)收益大于不減排策略的收益，一個(gè)可能原因是經(jīng)濟(jì)后發(fā)地區(qū)工業(yè)發(fā)展相對(duì)薄弱，碳排放較少，減排成本相對(duì)較低；(2)隨著外部政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度，本地政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平仍處于較低時(shí)，經(jīng)過(guò)多次博弈后外部政府采取減排的意愿降低，最終形成經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的區(qū)域減排意向薄弱，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不高的區(qū)域，有減排意愿，但是減排效果不顯著的局面；(3)當(dāng)本地政府和外部政府經(jīng)濟(jì)水平均發(fā)展到一定程度時(shí)，由于碳排放的公共物品屬性、排放核查成本及獎(jiǎng)懲力度高等原因，“搭便車(chē)”行為將影響其他減排主體的積極性，導(dǎo)致地方政府減排博弈最終會(huì)向地方政府一方減排一方不減排的方向演進(jìn)。

區(qū)域內(nèi)地方政府間合作減排情形下，(1)當(dāng)協(xié)同收益小于交易成本時(shí)，地方政府獨(dú)立減排策略與合作減排的策略的情形相似。因?yàn)閰f(xié)同收益小于交于成本，未能實(shí)現(xiàn)了減排主體之間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，側(cè)面提高了減排成本，影響了地方政府減排的合作意愿；(2)當(dāng)協(xié)同收益大于交易成本時(shí)，前三種情形下的穩(wěn)定策略均為{減排，減排}，也即通過(guò)合作減排，實(shí)現(xiàn)了資源的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，降低了碳排放的負(fù)外部效應(yīng)；第四種情形的穩(wěn)定演化策略可能是{減排，減排}{不減排，不減排}，策略的選擇受到相關(guān)因素的影響；(3)適當(dāng)?shù)靥岣咛寂漕~的市場(chǎng)價(jià)格有利于促進(jìn)區(qū)域合作減排的形成；(4)區(qū)域內(nèi)本地政府和外部政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差距越小，地方政府均采取減排的概率越大。

5.2 政策建議

通過(guò)上述研究結(jié)論可以知道，推進(jìn)區(qū)域合作減排最為關(guān)鍵的舉措在于如何提高協(xié)同收益和降低交易成本，為此，提出以下幾點(diǎn)建議：

(1)上級(jí)政府要將直接資助地方政府減排變?yōu)榇罱ㄆ饏^(qū)域合作交流平臺(tái)。由于各地資源稟賦不同，主體之間通過(guò)合作實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，是降低減排成本、提高減排潛力和資源利用效率的必然選擇。協(xié)同收益取決于雙方減排的互補(bǔ)性，然而，由于信息不對(duì)稱(chēng)和搜尋成本的存在，大大降低了地方政府間互補(bǔ)的可行性和高效性，需要上級(jí)政府搭建地方政府間合作減排的“橋梁”。這類(lèi)平臺(tái)包括交易信息服務(wù)平臺(tái)、產(chǎn)業(yè)對(duì)接供需平臺(tái)及人才共享交流平臺(tái)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有資源與服務(wù)資源的有機(jī)整合，提供一個(gè)減排技術(shù)、低碳項(xiàng)目及人才服務(wù)集成創(chuàng)新的途徑，提高資源利用率，降低搜尋、開(kāi)發(fā)及交易的成本，實(shí)現(xiàn)減排與地區(qū)經(jīng)濟(jì)并重發(fā)展的模式。

(2)通過(guò)有效政策組合激發(fā)地方政府減排活力。區(qū)域內(nèi)地方政府間的合作減排能否實(shí)現(xiàn)很大程度上取決于地方政府的努力程度，努力程度越大協(xié)同收益越大，且合作的交易成本越小。地方政府減排努力較低的原因可以歸結(jié)為減排對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的沖擊，二氧化碳排放的外部效應(yīng)及“搭便車(chē)”存在的可能性等。如何激發(fā)主體的減排努力是當(dāng)前亟需解決的難題。上級(jí)政府要綜合應(yīng)用好行政、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)及法律等手段，用活財(cái)稅、產(chǎn)業(yè)、價(jià)格及金融等政策，多管齊下激發(fā)節(jié)能減排的內(nèi)生動(dòng)力。歸根到底既要做到政策之間的協(xié)同，體現(xiàn)為推進(jìn)低碳發(fā)展的趨同性，還要做到政策的特色性，體現(xiàn)為“一區(qū)一策”的特性，更好地彌補(bǔ)政策體系的不足，以此提高地方政府減排努力水平。

(3)發(fā)揮好碳配額價(jià)格倒逼合作減排的作用。碳交易機(jī)制將碳排放權(quán)作為一類(lèi)商品，通過(guò)發(fā)揮市場(chǎng)化減排激勵(lì)機(jī)制，在有效減少碳排放規(guī)模的同時(shí)，還將鼓勵(lì)低碳技術(shù)創(chuàng)新(共享)。在中國(guó)碳市場(chǎng)建設(shè)所遵循的循序漸進(jìn)原則下，科學(xué)地確定行業(yè)納入范圍、配額分配和管理的機(jī)制及靈活履約機(jī)制等，合理調(diào)控碳排放權(quán)交易市場(chǎng)中配額的交易價(jià)格，倒逼區(qū)域主體開(kāi)展合作碳減排。

(4)準(zhǔn)確識(shí)別出可以推進(jìn)合作減排的空間區(qū)域。區(qū)域合作減排受到地區(qū)間經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異的影響，地區(qū)之間差距越小，采取合作減排的概率越大，同時(shí)減排對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在一定的短期沖擊，需要合作規(guī)劃出適合推進(jìn)合作減排的空間區(qū)域。率先鼓勵(lì)發(fā)展水平相當(dāng)?shù)膮^(qū)域開(kāi)展合作減排活動(dòng)，以此形成可供推廣和復(fù)制的經(jīng)驗(yàn)，再不斷擴(kuò)大合作減排的空間范圍。

(5)大力推進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)減排與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)同發(fā)展。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)是有效解決減排和經(jīng)濟(jì)發(fā)展間矛盾的有效措施。低碳經(jīng)濟(jì)在強(qiáng)調(diào)較低碳排放和較高資源利用率的同時(shí)，也注重通廢物廢料的循環(huán)利用來(lái)減少二氧化碳排放，是一種綠色可持續(xù)發(fā)展模式。為此，地方政府要積極做好傳統(tǒng)高能耗產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，即通過(guò)低碳技術(shù)創(chuàng)新等方式降低單位產(chǎn)值的碳排放量，同時(shí)，也要積極布局低碳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是一條實(shí)現(xiàn)跳躍式發(fā)展的有效途徑。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)一方面降低了減排壓力，與此同時(shí)碳配額也將作為一種資產(chǎn)，讓減排成為一種具有經(jīng)濟(jì)收益的活動(dòng)。