林業(yè)碳匯供給穩(wěn)定性的演化博弈分析*

蘇蕾，袁辰，貫君

(東北林業(yè)大學 經(jīng)濟管理學院，哈爾濱 150040)

在十九大報告中，習近平總書記指出，在過去的5年里，中國是世界生態(tài)文明建設的重要貢獻者。落實減排承諾是中國為全球生態(tài)文明建設的發(fā)展做出重要貢獻的有效措施。相對于其他的碳減排措施，林業(yè)碳匯具有生態(tài)、社會和經(jīng)濟效益兼具的優(yōu)勢，但林業(yè)碳匯項目周期較長、前期投資較大、收益滯后期較長的特點在一定程度上使得林業(yè)經(jīng)營者供給林業(yè)碳匯的意愿較低，進而使得林業(yè)碳匯供給的穩(wěn)定性相對較低，不利于林業(yè)碳匯生態(tài)和社會效益的實現(xiàn)。國內外學者對林業(yè)碳匯的供給進行了相關研究。國外學者研究發(fā)現(xiàn)對氣候變化的態(tài)度等因素影響了美國私有林所有者供給林業(yè)碳匯的意愿[1]；教育水平等因素影響了美國非工業(yè)林所有者對林業(yè)碳匯項目的態(tài)度[2]。國內學者研究發(fā)現(xiàn)建立合理的林業(yè)碳匯項目的簽批規(guī)則有利于提高林業(yè)碳匯的有效供給[3]；性別和經(jīng)營經(jīng)驗等因素影響了林農經(jīng)營碳匯林的意愿[4]；林農的環(huán)保意識、文化程度、對林業(yè)碳匯概念的認知以及相關政府機構提供的林業(yè)碳匯政策信息和林業(yè)碳匯技術的可靠性等因素影響了林農參與林業(yè)碳匯項目的積極性[5-6]。截至2019年2月，國內結合政府的扶持決策和林業(yè)經(jīng)營者的行為選擇來剖析林業(yè)碳匯供給的研究相對較少。演化博弈理論假設博弈參與者是有限理性的[7]。在演化博弈理論中，博弈參與者的策略選擇被看作一個動態(tài)過程，即從動態(tài)的視角來分析博弈體系均衡策略的實現(xiàn)過程，進而直觀地描述博弈策略的動態(tài)變化[8]。復制動態(tài)方程和演化穩(wěn)定策略是演化博弈理論的核心內容[9]。因此，通過構建地方政府和林業(yè)經(jīng)營者的演化博弈模型，分析其演化穩(wěn)定策略及演化路徑，來剖析影響林業(yè)碳匯供給穩(wěn)定性的因素，并依據(jù)此為提高林業(yè)碳匯供給的穩(wěn)定性提出相應的建議。

1 研究方法

開展林業(yè)碳匯項目的林業(yè)經(jīng)營者是林業(yè)碳匯的供給主體，其行為抉擇直接影響了林業(yè)碳匯供給的穩(wěn)定性，進而影響了林業(yè)碳匯生態(tài)和社會效益的實現(xiàn)程度。林業(yè)經(jīng)營者提供林業(yè)碳匯的主要目的在于獲取碳匯收益。由于林業(yè)碳匯項目具有前期投資大等特點和林業(yè)碳匯需求的特殊性等因素，政府對林業(yè)碳匯的扶持與否在一定程度上影響了林業(yè)經(jīng)營者的行為抉擇，進而影響了林業(yè)碳匯供給的穩(wěn)定性。政府扶持林業(yè)碳匯發(fā)展的主要目的在于通過林業(yè)碳匯的穩(wěn)定供給來實現(xiàn)其生態(tài)和社會訴求。

1.1 基本假設

政府和林業(yè)經(jīng)營者是博弈參與雙方，其中政府是扶持政策的制定者，林業(yè)經(jīng)營者是林業(yè)碳匯項目的實施者。2017年底，國家發(fā)改委印發(fā)了《全國碳排放權交易市場建設方案(發(fā)電行業(yè))》。自此之后，相關中央政府機構下發(fā)了一些有利于推動林業(yè)碳匯發(fā)展的政策，包括《關于生態(tài)環(huán)境保護助力打贏精準脫貧攻堅戰(zhàn)的指導意見》《建立市場化、多元化生態(tài)保護補償機制行動計劃》等。作為中央政策的承接者，地方政府扶持林業(yè)碳匯發(fā)展的積極性影響了林業(yè)經(jīng)營者提供林業(yè)碳匯的意愿。因此，將博弈參與者界定為林業(yè)經(jīng)營者和地方政府，為構建模型做出以下基本假設：

地方政府有扶持和不扶持兩種策略，林業(yè)經(jīng)營者有提供和不提供兩種策略。假設在博弈的初始階段，地方政府選擇扶持的概率為y，選擇不扶持的概率為1-y；林業(yè)經(jīng)營者選擇提供的概率為x，選擇不提供的概率為1-x。

1.2 演化博弈模型構建

林業(yè)經(jīng)營者若選擇供給林業(yè)碳匯，則可通過林業(yè)碳匯的市場交易等途徑來獲取碳匯收益(R碳匯)，但需承擔林業(yè)碳匯項目的前期準備成本(C準備)和后期成本(C后期)，即林業(yè)碳匯項目的申請費、勘測設計費和獲取碳匯測量報告等其他報告所花費的費用以及安排項目計入期后相關工作所需的費用等。若地方政府開展相應的扶持工作，對林業(yè)碳匯項目前期和后期所需花費的相關費用實施減免或優(yōu)惠。假設減免率為P(0

表1 林業(yè)經(jīng)營者和地方政府的收益矩陣Table 1 The income matrix of the forestry operators and the local governments

U1=y[(R碳匯-C撫育)A-(C準備+C后期)(1-P)]+(1-y)[(R碳匯-C撫育)A-(C準備+C后期)]

=[(yP-1)(C準備+C后期)]+(R碳匯-C撫育)A

⑴

U2=y[(R木材-C撫育-C采伐)A]+(1-y)[(R木材-C撫育-C采伐)A]

窖內堆放薯塊的高度，因品種和窖的條件而不同。地下或半地下窖堆放時，不耐藏的、易發(fā)芽的品種堆高為0.5～l米；耐貯藏、休眠期中等的品種堆高1.5～2米；耐貯藏、休眠期長的品種堆高2～3米.但最高不宜超過3米。同時還要考慮貯藏窖的容積，貯藏量不能超過全窖容積的2/3，最好為1/2左右，以便管理。溝藏時薯堆高度以l米左右為宜。

=[(R木材-C撫育-C采伐)]A

⑵

=x[(yp-1)(C準備+C后期)+(R碳匯-R木材+C采伐)A]+[(R木材-C撫育-C采伐)]A

⑶

V1=x(R生態(tài)+R社會-C政府)+(1-x)(R其他-C政府)

=x(R生態(tài)+R社會-R其他)+R其他-C政府

⑷

V2=x(R生態(tài)+R社會)+(1-x)(R其他-C其他)

=x(R生態(tài)+R社會-R其他+C其他)+R其他-C其他

⑸

⑹

林業(yè)經(jīng)營者的復制動態(tài)方程為：

⑺

地方政府的復制動態(tài)方程為：

⑻

地方政府和林業(yè)經(jīng)營者的復制動態(tài)方程共同構成了博弈的動態(tài)復制系統(tǒng)。令dx/dt=0，dy/dt=0，可知該博弈系統(tǒng)的均衡點為：(0，0)，(0，1)，(1，0)，(1，1)。令x*=(C其他-C政府)÷(C其他)，y*=[(C準備+C后期)-A(R碳匯-R木材+C采伐)]÷[(C準備+C后期)P]，當且僅當0

2 博弈系統(tǒng)均衡點穩(wěn)定性分析

表2 各均衡點處雅克比矩陣的跡和行列式Table 2 Traces and determinants of Jacobian matrix at each equilibrium point

通過構建雅克比矩陣分析演化博弈系統(tǒng)中各均衡點的穩(wěn)定性，各均衡點的雅克比矩陣行列式和跡的表達式如表2所示。當雅克比矩陣跡的值符號為負且行列式的值符號為正時，表明該均衡點具備局部穩(wěn)定性[10]。

detJ=(1-2x)[(yp-1)(C準備+C后期)+(R碳匯-R木材+C采伐)A](1-2y)[C其他(1-x)-C政府]-x(1-x)[p(C準備+C后期)]y(1-y)(-C其他)

⑼

trJ=(1-2x)[(yp-1)(C準備+C后期)+(R碳匯-R木材+C采伐)A]+(1-2y)[C其他(1-x)-C政府]

⑽

3 博弈系統(tǒng)演化穩(wěn)定策略的參數(shù)討論

第一，當[AR碳匯-(C準備+C后期)]-A[(R木材-C采伐)]>0，[AR碳匯-(1-P)(C準備+C后期)]-A[(R木材-C采伐)]>0，C其他>C政府或C其他

表3 穩(wěn)定性分析結果Table 3 Stability analysis results

第二，當[AR碳匯-(C準備+C后期)]-A[(R木材-C采伐)]<0，C其他0(情形2)時，各均衡點的穩(wěn)定性分析結果如表4所示。當?shù)胤秸_展林業(yè)碳匯扶持工作的成本較大，林業(yè)經(jīng)營者提供林業(yè)碳匯所獲得的碳匯收益相對較低時，博弈系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略為(不提供，不扶持)。在這種情形下，林業(yè)碳匯供給的不穩(wěn)定使得其所具備的生態(tài)、社會和經(jīng)濟效益均難以實現(xiàn)，可能將導致森林資源的持續(xù)惡化。

表4 穩(wěn)定性分析結果Table 4 Stability analysis results

第三，當[AR碳匯-(C準備+C后期)]-A[(R木材-C采伐)]<0，[AR碳匯-(1-P)(C準備+C后期)]-A[(R木材-C采伐)]<0，C其他>C政府時，各均衡點的穩(wěn)定性分析結果如表5所示。均衡點的穩(wěn)定性分析結果表明，當?shù)胤秸袚钠渌麚p失較大，林業(yè)經(jīng)營者所獲得的碳匯收益較低時，博弈的演化穩(wěn)定策略為(不提供，扶持)。這表明地方政府應注重提升相關扶持工作的有效性。此外，若林業(yè)經(jīng)營者不積極響應相關的扶持政策，則可能會降低地方政府開展扶持工作的積極性，進而可能導致博弈系統(tǒng)朝(不提供，不扶持)的方向演化。為此，地方政府機構應開展切實有效的扶持工作，林業(yè)經(jīng)營者在有政策扶持的情況下應積極利用政策便利來供給林業(yè)碳匯，以提高林業(yè)碳匯供給的穩(wěn)定性。

表5 穩(wěn)定性分析結果Table 5 Stability analysis results

第四，當[AR碳匯-(C準備+C后期)]-A[(R木材-C采伐)]<0，[AR碳匯-(1-P)(C準備+C后期)]-A[(R木材-C采伐)]>0，C其他>C政府時，各均衡點的穩(wěn)定性分析結果如表6所示。此時，博弈系統(tǒng)中不存在任何演化穩(wěn)定策略。根據(jù)復制動態(tài)方程可知，F(xiàn)′(x)=(1-2x)[(yp-1)(C準備+C后期)+(R碳匯-R木材+C采伐)A]，當y>y*時，則F′(1)<0，F(xiàn)′(0)>0，x=1為穩(wěn)定的演化策略，此時林業(yè)經(jīng)營者均選擇提供林業(yè)碳匯是博弈系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)，演化相位圖如圖1(a)所示。當y0，F(xiàn)′(0)<0，x=0為穩(wěn)定的演化策略。當博弈系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)時，林業(yè)經(jīng)營者均做出不提供的策略選擇，演化相位圖如圖1(b)所示。同理，F(xiàn)′(y)=(1-2y)[C其他(1-x)-C政府]，當x>x*時，F(xiàn)′(0)<0，F(xiàn)′(1)>0，y=0為穩(wěn)定的演化策略，即當博弈系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)時，地方政府均選擇不扶持林業(yè)碳匯的發(fā)展，演化相位圖如圖1(c)所示。當x0，F(xiàn)′(1)<0，y=1為穩(wěn)定的演化策略，即此時地方政府均選擇扶持林業(yè)碳匯的發(fā)展是博弈系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)，演化相位圖如圖1(d)所示。綜上所述，可將博弈系統(tǒng)的演化相位圖劃分為4個區(qū)域，如圖2所示。

表6 穩(wěn)定性分析結果Table 6 Stability analysis results

當林業(yè)經(jīng)營者和地方政府的博弈初始狀態(tài)位于圖 2 中的A區(qū)域時，演化博弈系統(tǒng)的均衡點將收斂于(1，1)點，即博弈系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略為(提供，扶持)。反之，當博弈的初始狀態(tài)位于圖2中的D區(qū)域時，演化博弈系統(tǒng)的均衡點將收斂于(0，0)點，即博弈系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略為(不提供，不扶持)。當博弈的初始狀態(tài)位于圖2中的B區(qū)域和C區(qū)域時，演化博弈系統(tǒng)的均衡點將分別收斂于(1，0)點和(0，1)點。其中，前者意味著博弈系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略為(提供，不扶持)，后者意味著(不提供，扶持)是博弈系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略。

圖 1 演化相位圖Figure 1 Evolution phase diagram

(提供，扶持)是有利于提高林業(yè)碳匯供給穩(wěn)定性的期望演化穩(wěn)定策略。在這種策略選擇下，地方政府積極開展林業(yè)碳匯的相關扶持工作，林業(yè)經(jīng)營者積極供給有效的林業(yè)碳匯。這不僅有利于最大化地實現(xiàn)林業(yè)碳匯的生態(tài)、社會和經(jīng)濟效益，更有利于形成可推動林業(yè)碳匯持續(xù)發(fā)展的良性循環(huán)。因此，應使博弈的初始狀態(tài)位于圖2中的A區(qū)域。為此，應使A區(qū)域盡可能較大，在圖2中的表現(xiàn)即為使x*變大、y*變小。由x*與y*的表達式可知，其他損失C其他、林業(yè)碳匯的扶持成本C政府、林業(yè)碳匯項目的經(jīng)營成本(包括前期成本C準備和后期成本C后期)C經(jīng)營成本、采伐成本C采伐、林地面積A、碳匯收益R碳匯、扶持力度P以及木材收益R木材是影響x*和y*值的主要因素。令x*和y*分別對各變量參數(shù)求導，即可通過各變量參數(shù)與x*和y*的單調關系得出推動博弈系統(tǒng)朝理想狀態(tài)演化的途徑，進而可以得到有利于提高林業(yè)碳匯供給穩(wěn)定性的有效措施。

圖 2 演化相位圖Figure 2 Evolution phase diagram

表7 參數(shù)變化對博弈演化方向的影響Table 7 Effect of parameter changes on the evolution direction of the game

通過提高碳匯收益、加大對林業(yè)碳匯的扶持力度、相對提高木材的采伐成本、擴大林地面積、降低林業(yè)碳匯的扶持成本以及降低林業(yè)碳匯項目經(jīng)營成本等措施有利于促使博弈的初始狀態(tài)位于圖2的A區(qū)域(表7)，即使地方政府選擇積極開展林業(yè)碳匯的扶持工作，林業(yè)經(jīng)營者選擇積極供給有效的林業(yè)碳匯。

4 建議

通過地方政府和林業(yè)經(jīng)營者的演化博弈分析結果可知，在不同條件下，博弈系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略有所不同。林業(yè)碳匯項目的經(jīng)營成本、林業(yè)碳匯的扶持成本以及扶持政策的有效性等因素會影響博弈的演化方向，進而會影響林業(yè)碳匯供給的穩(wěn)定性以及林業(yè)碳匯的生態(tài)、社會和經(jīng)濟效益的實現(xiàn)。

4.1 制定切實有效且精簡的林業(yè)碳匯扶持政策

地方政府應通過制定相關優(yōu)惠政策和建立林業(yè)碳匯項目貸款擔保制度等措施來切實地降低林業(yè)碳匯項目的經(jīng)營成本，拓寬林業(yè)碳匯項目實施者的融資渠道，以提高相關林業(yè)經(jīng)營者的盈利能力和融資能力，激勵林業(yè)經(jīng)營者積極提供林業(yè)碳匯，提高林業(yè)碳匯供給的穩(wěn)定性。值得注意的是，地方政府制定的扶持政策應兼具有效性和精簡性，以避免扶持成本過大。與此同時，地方政府還應通過加大對林業(yè)人力資源的開發(fā)和投入，建立林業(yè)碳匯人才的專項培育經(jīng)費等途徑，來推進相關林業(yè)人才質量的提高，以在一定程度上推動林業(yè)碳匯扶持成本的降低和扶持政策有效性的提高。此外，在健全林業(yè)碳匯市場的交易規(guī)則和完善林業(yè)碳匯項目的監(jiān)管制度的基礎上，地方政府還應建立林業(yè)碳匯的推廣機制，即通過網(wǎng)絡等媒體渠道，用專業(yè)化和通俗化兼具的科普內容，向社會公眾宣傳林業(yè)碳匯的生態(tài)功能，來深化社會公眾對林業(yè)碳匯的認同感，提高相關林業(yè)經(jīng)營者的社會認知度，以推動林業(yè)碳匯供給穩(wěn)定性的提高。

4.2 發(fā)揮林業(yè)經(jīng)營者的自主能動性

作為林業(yè)碳匯的供給主體，林業(yè)經(jīng)營者應不斷地提高自身開展林業(yè)碳匯項目的實力，通過改進技術和管理方法等途徑來提高自身的經(jīng)營能力，以在有政府扶持時能最大化地利用相關政策所帶來的經(jīng)營便利來增加林業(yè)碳匯的供給，推動林業(yè)碳匯生態(tài)和社會效益的實現(xiàn)。為此，林業(yè)經(jīng)營者應積極引進新的森林撫育技術和森林經(jīng)營管理方法，制定詳細的項目實施計劃，包括樹種選擇和種植比例等，以提高林業(yè)碳匯供給的穩(wěn)定性。此外，林業(yè)經(jīng)營者還應提高自身社會責任感并注重林業(yè)碳匯項目在扶貧中的作用，積極地參與到精準扶貧的工作中，以提高林業(yè)碳匯的綜合效益。例如，林業(yè)經(jīng)營者可雇傭當?shù)刎毨魜肀O(jiān)管森林動態(tài)，以防止盜伐和防范森林火災等風險的發(fā)生。