農(nóng)戶低碳生產(chǎn)技術(shù)采用行為的演化博弈分析
——基于政府激勵下的低碳農(nóng)產(chǎn)品市場

□徐敬文，蘇 洋，謝亞燕

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 新疆 烏魯木齊 830052）

1 背景

2021 年中央一號文件明確指出，到2025 年，農(nóng)村生產(chǎn)生活方式綠色轉(zhuǎn)型取得積極進(jìn)展，化肥農(nóng)藥使用量持續(xù)減少，農(nóng)村生態(tài)環(huán)境得到明顯改善。要做到這些關(guān)鍵在于農(nóng)民，農(nóng)民的生產(chǎn)方式直接影響著我國農(nóng)業(yè)的健康綠色發(fā)展。

自中華人民共和國成立以來，我國的耕地面積不斷擴(kuò)大，農(nóng)用化肥施用量逐年提升，直至2015 年達(dá)到頂峰，為6 022.6 萬t。2016 年我國簽署了《巴黎氣候協(xié)定》，當(dāng)年我國的農(nóng)用化肥施用量實(shí)現(xiàn)37 年來的首次下降，且未來的5 年均呈下降趨勢，足以體現(xiàn)出我國對環(huán)境保護(hù)的重視。截至2019 年，我國農(nóng)用化肥的施用量已下降為5 403.6 萬t，低于2009 年的農(nóng)用化肥施用量，降低幅度可推溯到10 年前水平。究其根本，離不開我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展行動以及鄉(xiāng)村振興中的生態(tài)振興戰(zhàn)略。通過以上戰(zhàn)略行動的實(shí)施，極大幅度地降低了化肥、農(nóng)藥的施用量，并對以上結(jié)果產(chǎn)生了決定性的作用。

農(nóng)業(yè)低碳生產(chǎn)技術(shù)不僅可以降低化肥的使用，而且能夠提高農(nóng)戶的經(jīng)營收入。因此，農(nóng)戶會選擇對其經(jīng)營收入有顯著影響的新技術(shù)[1]。當(dāng)農(nóng)戶處于弱相對貧困狀態(tài)時，政府引導(dǎo)能夠有效帶動農(nóng)戶脫離相對貧困，農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)行為選擇是相對貧困減緩的關(guān)鍵因素，政府營造的外部環(huán)境改善可以有效引導(dǎo)農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)行為選擇[2]。因此，政府應(yīng)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)低碳生產(chǎn)技術(shù)采用的補(bǔ)貼政策的實(shí)施，保障農(nóng)戶技術(shù)采用的收益，并提高農(nóng)戶農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)的認(rèn)知程度[3]。技術(shù)采用很多時候還要考慮低碳生產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)生的邊際效益，而邊際效益又主要取決于當(dāng)?shù)氐年P(guān)鍵限制因素[4]。因此，可以認(rèn)為補(bǔ)貼政策對農(nóng)戶是否采用農(nóng)業(yè)低碳生產(chǎn)技術(shù)和采用時間均有顯著正向影響。給農(nóng)戶發(fā)放補(bǔ)貼的地區(qū)，農(nóng)戶更傾向于采用農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)，且采用時間更早[5]。農(nóng)業(yè)技術(shù)的進(jìn)步對地區(qū)的經(jīng)濟(jì)存在積極影響，可以提高當(dāng)?shù)氐娜司杖胍约皩?shí)際工資水平[6]。運(yùn)用測土配方和保護(hù)性耕作技術(shù)、物理和生物防蟲技術(shù)等農(nóng)業(yè)新技術(shù)，既能降低施肥和用藥成本，還能提高農(nóng)作物產(chǎn)量[7]。此外，農(nóng)戶的自身稟賦以及對環(huán)境保護(hù)的認(rèn)知也會顯著影響其低碳生產(chǎn)技術(shù)采用行為，農(nóng)戶文化程度越高，對環(huán)境影響有積極認(rèn)知，會顯著提高綠色生產(chǎn)技術(shù)采用面積；而年齡越大、不了解環(huán)境保護(hù)知識的農(nóng)戶，對綠色生產(chǎn)技術(shù)采用面積有負(fù)向影響[8]。

傳統(tǒng)博弈理論認(rèn)為，個人的行為是完全理性的，且參與者是在完全信息條件下進(jìn)行的，但在現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)生活中，參與人的完全理性與完全信息的條件是很難實(shí)現(xiàn)的。演化博弈論認(rèn)為，人們總是通過試錯的方法達(dá)到博弈均衡[9]。決策者都為有限理性人[10]，且經(jīng)濟(jì)人信念（或經(jīng)濟(jì)人假設(shè)）是西方經(jīng)濟(jì)學(xué)最經(jīng)典和基礎(chǔ)的人性假設(shè)[11]。將農(nóng)戶作為有限理性的經(jīng)濟(jì)人，且在假設(shè)建立了低碳農(nóng)產(chǎn)品市場，政府對采用低碳生產(chǎn)的農(nóng)戶進(jìn)行補(bǔ)貼的情況下，基于演化博弈理論，對農(nóng)戶是否采用低碳生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行研究。農(nóng)戶的低碳技術(shù)選擇行為是多方主體博弈的結(jié)果，除了農(nóng)戶與農(nóng)戶之間的博弈外，還有農(nóng)戶與政府之間的博弈、農(nóng)戶與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化聯(lián)合體之間的博弈。選取農(nóng)戶與農(nóng)戶之間的博弈，從農(nóng)戶收益角度出發(fā)，構(gòu)建采用低碳生產(chǎn)技術(shù)的農(nóng)戶與不采用低碳生產(chǎn)技術(shù)的農(nóng)戶的演化博弈模型。

2 模型假設(shè)與參數(shù)設(shè)置

（1）假設(shè)目前已經(jīng)建立起低碳農(nóng)產(chǎn)品市場，且低碳農(nóng)產(chǎn)品相較于常規(guī)農(nóng)產(chǎn)品價格更高，農(nóng)戶采用低碳生產(chǎn)行為政府會給予一定的補(bǔ)償。

（2）農(nóng)戶A 與農(nóng)戶B 生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品種類相同，且都能銷售出去。

（3）農(nóng)戶A 與農(nóng)戶B 都是有限理性的，且信息不是完全的；農(nóng)戶A 與農(nóng)戶B 可以采用低碳生產(chǎn)技術(shù)也可以不采用，農(nóng)戶A 與農(nóng)戶B 的策略集為{采用，不采用}。

（4）農(nóng)戶A 與農(nóng)戶B 在不采用低碳生產(chǎn)方式的情況下，每單位土地可獲得收益為I1，投入成本為C1。

（5）假設(shè)建立了低碳農(nóng)產(chǎn)品市場，農(nóng)戶A 與農(nóng)戶B 在采用低碳生產(chǎn)方式的情況下，每單位土地可獲得收益為I2，投入成本為C2。

（6）由于采用農(nóng)業(yè)低碳生產(chǎn)技術(shù)需要投入更多的資金成本和時間成本，即采用低碳生產(chǎn)技術(shù)的投入成本大于不采用低碳生產(chǎn)技術(shù)的成本，因此可以得到C2＞C1。

（7）當(dāng)農(nóng)戶都采用某種農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)時，可以產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，且農(nóng)戶之間可以相互學(xué)習(xí)模仿，從而使農(nóng)戶采用農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)的生產(chǎn)成本下降D，但即使成本降低了D，仍有C2-D＞C1。

（8）農(nóng)戶采用低碳生產(chǎn)技術(shù)每生產(chǎn)一單位的農(nóng)產(chǎn)品可獲得補(bǔ)助金F，如不采用低碳生產(chǎn)技術(shù)，則不會收到補(bǔ)貼。

根據(jù)以上假設(shè)，可得出農(nóng)戶A 與農(nóng)戶B 的收益矩陣，如表1。

表1 農(nóng)戶A 與農(nóng)戶B 演化博弈收益矩陣

表1 中的收益含義為：①農(nóng)戶A 與農(nóng)戶B 都采用農(nóng)業(yè)低碳生產(chǎn)方式時，由于產(chǎn)生了規(guī)模效益，二者收益均為I2-C2+D+F；②農(nóng)戶A 與農(nóng)戶B 均不采用低碳生產(chǎn)方式時，二者的收益均為I1-C1；③在一方選擇農(nóng)業(yè)低碳生產(chǎn)方式而另一方選擇常規(guī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式時，采用農(nóng)業(yè)低碳生產(chǎn)方式一方的收益為I2-C2+F，不采用低碳生產(chǎn)方式一方的收益為I1-C1，且（I2-C2+F）＞（I1-C1）。

3 農(nóng)戶與農(nóng)戶演化博弈均衡分析

假設(shè)農(nóng)戶A 與農(nóng)戶B 采用低碳生產(chǎn)技術(shù)的概率均為x，則農(nóng)戶A 與農(nóng)戶B 均不采用低碳生產(chǎn)技術(shù)的概率為1-x，其中0≤x≤1。

農(nóng)戶采用低碳生產(chǎn)技術(shù)的期望收益為：

農(nóng)戶不采用低碳生產(chǎn)技術(shù)的期望收益為：

農(nóng)戶群體混合策略的平均期望收益為：

農(nóng)戶采用低碳生產(chǎn)技術(shù)的復(fù)制動態(tài)方程為：

4 農(nóng)戶與農(nóng)戶演化博弈穩(wěn)定性分析

根據(jù)復(fù)制動態(tài)方程穩(wěn)定性定理[12]，滿足演化穩(wěn)定策略（ESS）的x 應(yīng)該滿足F（x）=0，F(xiàn)’（x）＜0。

可得出該演化博弈上的穩(wěn)定狀態(tài)的解為：x1=0；x2=1；而x3=[（I1-C1）-（I2-C2+F）]/D，根據(jù)前面假設(shè)，（I2-C2+F）＞（I1-C1），所以x3＜0，由于x是農(nóng)戶采用低碳生產(chǎn)技術(shù)的概率，而概率不可能小于0，因此舍去x3。下面還需驗(yàn)證x1=0、x2=1 這兩個穩(wěn)定狀態(tài)是否都為演化穩(wěn)定策略。

根據(jù)假設(shè)，（I2-C2+F）＞（I1-C1），D＞0，F(xiàn)＞0，F(xiàn)’（x=0）=[（I2-C2+F）-（I1-C1）+D]＞0；F’（x=1）=-[（I2-C2+F）-（I1-C1）+D]＜0。則x1=0 不是演化穩(wěn)定策略，x2=1 是演化穩(wěn)定策略，也就是說，在建立低碳農(nóng)產(chǎn)品市場情況下，農(nóng)戶群體中只要有農(nóng)戶采用了低碳生產(chǎn)技術(shù)，則其他的農(nóng)戶經(jīng)過學(xué)習(xí)及模仿，最終都會采用低碳生產(chǎn)技術(shù)，從而最終導(dǎo)致該農(nóng)戶群體中所有的個體都采用低碳生產(chǎn)技術(shù)。

5 結(jié)論

以建立低碳農(nóng)產(chǎn)品市場為前提條件，采用演化博弈分析法，僅研究農(nóng)戶與農(nóng)戶之間是否會采用低碳生產(chǎn)技術(shù)的內(nèi)部轉(zhuǎn)化過程進(jìn)行模型構(gòu)建和數(shù)值仿真，通過以上研究得出如下結(jié)論。

（1）建立及完善低碳農(nóng)產(chǎn)品市場，提高低碳農(nóng)產(chǎn)品價格，從而提升采用低碳生產(chǎn)技術(shù)的農(nóng)戶收益，是激勵農(nóng)戶采用低碳生產(chǎn)技術(shù)行之有效的辦法。建立和完善低碳農(nóng)產(chǎn)品市場還可以從健全市場機(jī)制、消費(fèi)者的角度出發(fā)，讓采用低碳生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)的低碳農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)在市場上以價格的形式體現(xiàn)，使采用低碳生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)民所得的收益高于不采用低碳生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)民，從根本上保證了農(nóng)民的收益，提高了農(nóng)民低碳生產(chǎn)的積極性。從長遠(yuǎn)角度出發(fā)，這是加快我國低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展最根本的辦法。

（2）在農(nóng)戶收益矩陣中可以得出，農(nóng)戶低碳生產(chǎn)的收益受政府補(bǔ)貼以及規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益的影響，規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益是農(nóng)戶受采用低碳生產(chǎn)技術(shù)成本的影響。現(xiàn)階段，我國的低碳農(nóng)產(chǎn)品市場機(jī)制還不完善，農(nóng)戶采用低碳生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品在售出價格方面會存在一定的風(fēng)險。因此，為促進(jìn)農(nóng)戶采用低碳生產(chǎn)技術(shù)，要從降低市場風(fēng)險以及成本的角度出發(fā)，政府應(yīng)增加低碳補(bǔ)貼機(jī)制，推廣低碳技術(shù)，使企業(yè)減稅減負(fù)，降低農(nóng)業(yè)低碳生產(chǎn)技術(shù)成本，從根本上激勵農(nóng)民采用低碳生產(chǎn)技術(shù)。