三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境三方協同治理演化博弈及系統仿真研究

楊光明，羅 垚，張 帆，陳 也

(重慶理工大學 管理學院， 重慶 400054)

一、研究背景

2012年11月，“美麗中國”的生態(tài)文明建設目標在黨的十八大第一次被寫進了政治報告，2015年10月習近平總書記在黨的十八屆五中全會提出綠色發(fā)展觀的新概念，這一概念的提出迅速成為全國乃至世界發(fā)展的潮流趨勢。許多國家把發(fā)展綠色產業(yè)作為促進經濟結構調整的重要舉措，突出了綠色的概念和內涵[1]。2017年10月，習近平總書記在黨的十九大報告中不僅提出了解決生態(tài)文明問題的總體指導思想，而且還提出了切實可行的具體措施，為促進三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境治理加快了步伐。 三峽工程舉世聞名，是世界上最偉大的水利工程之一，它不僅是中國的瑰寶，更是世界遺產的瑰寶。三峽工程的建設為政府、企業(yè)以及公眾帶來巨大的經濟效益。對政府而言，三峽庫區(qū)的長期可持續(xù)發(fā)展可推動地區(qū)的社會經濟發(fā)展；對居民而言，能獲得更多就業(yè)機會和發(fā)展機會；對企業(yè)而言，能夠建設這一偉大工程，不僅能帶來經濟效益，更能提高企業(yè)的聲譽。但是建設三峽工程的同時也造成了生態(tài)環(huán)境破壞。例如，生物多樣性驟減、水土流失嚴重等。為解決這些問題，本文就關于三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境的治理，利用演化博弈及系統仿真方法展開研究。

為使三峽庫區(qū)可持續(xù)發(fā)展這一目標得以實現，國內外眾多學者集思廣益，進行了大量研究，為本文的寫作提供了研究思路。很多學者采用了博弈思想對三峽庫區(qū)生態(tài)治理問題進行研究，但大都僅限于兩方之間的博弈，對于三方之間的博弈少有研究，導致其他主體在博弈中的作用被忽視，所以本文從政府、企業(yè)、公眾三方主體演化博弈的視角來研究三峽庫區(qū)的環(huán)境治理問題。

本文的創(chuàng)新點有：一是選題的前瞻性。本文的研究目的在于探討三峽庫區(qū)政府、企業(yè)以及公眾三者之間協作治理的演化博弈機制，運用科學有效的方法計算出三峽庫區(qū)利益相關者間的演化穩(wěn)定策略。不斷改進三峽庫區(qū)利益博弈方協調發(fā)展能力指標，使之全面、真實和客觀反映三峽庫區(qū)的發(fā)展。通過演化博弈和雅可比矩陣計算三峽庫區(qū)三方利益相關者的均衡狀態(tài)，建立三峽庫區(qū)協調發(fā)展穩(wěn)定系統，并建立系統間聯系和不同指標間關系，確定影響三峽庫區(qū)利益相關者協調發(fā)展的因素。二是論文選題的創(chuàng)新性。目前三峽庫區(qū)環(huán)境治理已引起國內外研究者的廣泛關注，學術界從治理試點方案、法制建設等方面做了有益探索，研究成果顯著。

本文主要研究三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境治理和保護問題，構建政府、企業(yè)和公眾三方的演化博弈模型，分析各主體在不同影響因素下的策略，探討不同利益主體對三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境管理的影響機制，利用系統動力學模型對不同利益主體的穩(wěn)定性策略的演化趨勢進行仿真分析，并提出對策和建議。

二、研究綜述

三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境問題不僅影響當地的經濟發(fā)展，更影響社會的整體發(fā)展。為了解決這一問題，眾多國內學者進行了研究，如:黃金夏等學者從外來植物入侵的視角對三峽庫區(qū)的環(huán)境問題展開探討，提出要在強化消落帶生態(tài)環(huán)境管理基礎上，加強景觀基質不同尺度上的土地利用管理和優(yōu)化，形成多元化的綜合管控模式[2];何志武等學者提出三峽庫區(qū)建設要搭乘鄉(xiāng)村振興的東風，探索庫區(qū)脫貧農民融入鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的邏輯和路徑，構建鞏固脫貧成果長效機制、轉換政策舉措、培育庫區(qū)特色產業(yè)和引導文明鄉(xiāng)風,推動庫區(qū)農村農業(yè)現代化[3];蔣文明等學者以三峽庫區(qū)箭穿洞危巖體為例，對涉水厚層危巖體的變形破壞模式和防護措施進行研究，提出加固危巖體上部的錨索以及補強基座提高箭穿洞危巖體的穩(wěn)定性。這一防護措施理念及方法為庫區(qū)涉水危巖體的治理提供重要的參考價值[4];官冬杰等學者利用演化博弈的研究方法，對上下游政府博弈進行基本假定,構建演化博弈理論模型,并利用雅克比矩陣局部均衡點穩(wěn)定性分析得到該博弈模型的最優(yōu)解[5];李輝等學者利用ArcGIS,OpenGeoDa軟件對三峽庫區(qū)脫鉤狀態(tài)進行空間差異及格局演化特征分析，研究發(fā)現經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的耦合關系整體水平不高,且空間差異特征較為明顯,需加強區(qū)域間的協調發(fā)展[6];何太蓉等學者對重慶三峽庫區(qū)各區(qū)縣“新四化”發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境質量指數進行測度，研究發(fā)現庫區(qū)“新四化”與生態(tài)環(huán)境耦合協調得到了跨越式發(fā)展,但整體結構并不合理,尤其缺乏中間區(qū)縣的鏈接作用,阻礙了庫區(qū)生態(tài)環(huán)境的協調發(fā)展[7];陳雅如等學者探討了三峽庫區(qū)土地利用對生態(tài)環(huán)境的影響以及維護庫區(qū)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的重要意義，并提出了今后的主要研究趨勢是走向綜合,研究的關鍵挑戰(zhàn)為宏觀格局變化的環(huán)境效應、微觀機理與過程研究、尺度效應與尺度推繹以及模型構建與模擬預測的展望[8]；楊春燕從政府管控的角度出發(fā)，充分調動庫區(qū)居民的環(huán)境保護意識，優(yōu)化庫區(qū)資源配置，合理分配資源，以最大化實現其效用，有效控制庫區(qū)環(huán)境污染[9]；趙星琦基于庫區(qū)環(huán)境污染向農村擴展的現狀，創(chuàng)新性地提出應該結合科技發(fā)展，加強區(qū)域間合作交流，共同治理環(huán)境污染問題[10]；楊柳提出加強庫區(qū)生態(tài)文明法制建設兩方面，主要有生態(tài)文明基本權利建設以及環(huán)境法制建設：包括生態(tài)文明建設的權力保障體系建設和法律監(jiān)督體系建設、行政監(jiān)督、訴訟監(jiān)督建設[11]；冉洪述建議三峽庫區(qū)應走綠色發(fā)展之路，并作出了初步探索[12]；丁永新從企業(yè)層面構建庫區(qū)治理問題的演化博弈及仿真分析，得到了環(huán)境治理中第三方博弈不存在均衡狀態(tài)，整個博弈過程處于上下波動、反復震蕩的結論[13]。

國外學者也對生態(tài)環(huán)境的研究以及治理作出了探索。早在 18 世紀末，貧困與生態(tài)環(huán)境問題密切相關的觀點已經引起學者的注意，并不斷地被研究[14]， 其中最著名的當屬“貧困陷阱”(Poverty Trap)。“貧困陷阱”將貧困與環(huán)境視為一個相互依賴與相互強化的螺旋下降過程[15]。生態(tài)補償，國外文獻通常稱之為對生態(tài)(環(huán)境)服務付費(Payments for Ecosystem/Environmental senrices，PES)，已逐漸發(fā)展成為世界各地用以保護生態(tài)環(huán)境的重要手段。生態(tài)系統服務付費(PES)的定義近10年才得以形成。學者們主要從環(huán)境經濟學和生態(tài)經濟學的角度分別對PES進行定義。具有代表性的是Nordic給出的定義，他認為理想的PES是一種市場化的保護機制，需要滿足5個條件：自愿交易行為；定義明確的生態(tài)系統服務；至少有一個服務購買者；至少有一個服務提供者；當且僅當服務提供者保證提供生態(tài)系統服務，不能同時滿足以上5 條標準的 PES 項目被稱為 “類 PES 計劃(PES-likeschemes)”[16]。生態(tài)經濟學方法嘗試給出更貼近現實狀況的 PES 定義，強調保護生態(tài)可持續(xù)性和公平分配。Daniel等認為， 現實中的 PES 存在復雜性，表現在：PES 缺乏運行良好的生態(tài)系統服務市場；要權衡公平和效率；作為多目標政策工具，具有社會嵌入性[17]。因此，PES 的目標是建立一種自然資源管理激勵機制，改變個體和集體的破壞行為，使自然資源配置中的個人決策和社會利益達成一致。由于生態(tài)系統服務市場的不完美以及存在社會嵌入性，所以不是所有的交易都是市場交易，也可以是協議支付或者公共補貼等。國際學術界對PES的研究成果對建立和完善三峽庫區(qū)生態(tài)補償制度以及推動三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境保護工作具有重要的借鑒意義。

國外主要采用 PGP(Provider Gets Principle)和BPP(Beneficiary Pays Principle)原則，即流域生態(tài)受益者付費和保護者獲得補償，其中PGP模式在許多國家已經實現[18-19]。國內堅持“區(qū)域利益與整體利益協調”“經濟發(fā)展與生態(tài)保護協調”“責權利相統一”和“誰污染誰治理，誰保護誰受益，誰受益誰補償”等原則，強調流域生態(tài)環(huán)境保護成本由投入者和受益者共同承擔，借助經濟手段，協調相關者利益關系的制度安排，旨在修復和完善流域生態(tài)系統服務功能。綜上研究，多數學者側重于探究三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境治理的單要素分析或者兩兩互動效應與協調關系，較少將三者有機結合納入一個完整系統對三者的相互關系進行研究，缺少耦合關系機理的闡述、未來演化關系的預測以及空間關聯效應演化分析，缺少利用系統動力學模型的耦合機理的時間演化預測和運用空間統計分析方法進行探究。本文從政府、企業(yè)、公眾三方出發(fā)進行演化博弈及仿真分析，分析得到三方合作意愿最強烈的均衡策略，并進行驗證，以此找到使得三方協同治理的均衡解。

三、三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境現狀

三峽地區(qū)位于中國中西部的交界處，起著連接東西方、南北方的橋梁作用，如圖1所示。良好的地理位置和三峽大壩的建設為三峽地區(qū)的發(fā)展提供了條件，三峽大壩的壯麗景觀為申請世界自然遺產和文化遺產奠定了基礎。但是，生物多樣性被破壞、水土流失、生態(tài)遷移、發(fā)展分割等問題制約了庫區(qū)的發(fā)展。

圖1 三峽庫區(qū)地理位置(1)2010年三峽庫區(qū)移民工作報告。

三峽工程是一項綜合水利工程，對水運和防洪具有重要作用，同時三峽工程的建設對三峽庫區(qū)的結構、地質和景觀也有很大影響。大壩的蓄水功能改變了水流走向，同時改變了庫區(qū)水環(huán)境結構，從而使水資源功能發(fā)生了一系列變化。如庫區(qū)水流速減緩減慢，自凈能力及紊動擴散能力減弱，會加大污染物濃度；庫區(qū)水滯留時間增加，臭氧能力減弱，會減少生化需氧量的降解量。三峽庫區(qū)廢水中的主要污染物是COD和氨氮，其中庫區(qū)排放占25%，另外75%是由上游地區(qū)以及影響區(qū)排放的；廢水排放中，生活、工業(yè)污水各占50%；農業(yè)污染源對于COD、氨氮總量的貢獻率各占三分之一，由此可見，生活污水，工業(yè)、農業(yè)污染對于庫區(qū)水資源造成的損害很大。

(一)三峽庫區(qū)生活污水排放情況

調查發(fā)現庫區(qū)居民的水資源保護意識比較淡薄，尤其是住在長江邊上的居民喜歡將垃圾倒在江邊，隨著雨水的沖刷，垃圾流入江中，導致水質破壞。生活污水的主要組成成分是水，僅含不到1%的固體雜質，生活污水的排放增加了氮、磷含量。蓄水后，人們利用水位上漲的便利去江邊洗衣物，直接將洗滌液排入江中，增加了磷的含量。如圖2所示，生活污水的排放量在2008—2017年逐年增加，且在2017年達到峰值，水體中的氮、磷等營養(yǎng)物質使三峽庫區(qū)干流總體處于中等營養(yǎng)濃度狀態(tài)；上游支流富營養(yǎng)化水平偏高，中下游支流富營養(yǎng)化水平偏低。隨著地表徑流和降雨的侵蝕，生活垃圾已成為庫區(qū)水質惡化的主要原因之一。

圖2 2008—2017年三峽庫區(qū)生活污水排放情況(2)圖表來源：三峽庫區(qū)經濟社會發(fā)展特色數據庫。

(二)三峽庫區(qū)工業(yè)污水排放情況

據調查統計得知，工業(yè)在三峽庫區(qū)經濟結構體系中占據主導地位，工業(yè)的發(fā)展帶來的負面影響比較大，大量污染物的排放對環(huán)境產生了較大負面影響。道路揚塵、工業(yè)排放物、汽車尾氣，或直接排放進入大氣，或通過大氣環(huán)流遠程近程輸送至三峽庫區(qū)大氣層，都會對環(huán)境和人體造成一定傷害，引發(fā)環(huán)境污染、人體疾病等問題。如圖3所示，工業(yè)污水排放量從2009年到2017年整體上呈減少趨勢，在2017年達到了最低；至2016年，三峽庫區(qū)有193座污水處理廠，日處理能力達291萬噸，說明近年來三峽庫區(qū)的污水處理能力大大提升，排放量也有所減少。

圖3 2008—2017年三峽庫區(qū)工業(yè)污水排放情況分析(3)圖表來源：三峽庫區(qū)經濟社會發(fā)展特色數據庫。

(三)三峽庫區(qū)農業(yè)污染情況

由于三峽工程的建設，許多居民不得不搬遷至其他地方。新開墾的土地肥力相對較低，產量較少，不得不以化肥作為輔助，而化肥的過度使用容易導致土壤結構破壞和土壤肥力下降，水土流失也容易導致水資源污染。因此，農民施肥行為與土壤污染之間存在復雜關系。

如圖4和圖5所示，從空間分布來看，江津、開州、涪陵以及萬州等區(qū)(縣)的氮磷排放程度均為前列，主要是由于這些地區(qū)的農業(yè)較為發(fā)達，農耕用地較多。相反，南岸、渝中、渝北等區(qū)(縣)由于農村人口和耕地面積較少，農業(yè)污染也因此較低。由上表數據可以分析出，耕地、生活廢水以及畜牧業(yè)等對氮磷的貢獻率名列前茅。耕地、農村生活污水和生活垃圾對氮磷負荷的貢獻率分別為66.4%和5.6%，對總磷負荷的貢獻率分別為67.3%和4.1%，耕地對總氮負荷的貢獻率分別為82.9%和76.1%。畜禽對總氮負荷的貢獻率為76.1%，家禽養(yǎng)殖業(yè)對豐都縣和長壽區(qū)的總氮負荷分別為5.9%和4.9%，忠縣和江津區(qū)耕地對總磷負荷的貢獻率分別為80.1%和77.6%。巫山縣畜禽養(yǎng)殖業(yè)對總氮負荷的貢獻率為77.6%，云陽縣畜禽養(yǎng)殖業(yè)對氮磷負荷貢獻率分別為80.1%和77.6%(4)數據來源：長江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測公報-中華人民共和國環(huán)境保護部。。由此可見，耕作是農業(yè)氮磷污染的主要來源。

農藥造成污染的情況如圖6所示，2008—2012年農業(yè)農藥的使用量中有機磷農藥施用量最大,且有上升趨勢，說明庫區(qū)使用劇毒農藥的情況仍然普遍。2012年以來逐年下降，說明農藥的使用得到有效控制，但是使用量仍然很高，因此要大力實現科學播種，用科技手段治理害蟲，減少農藥化肥用量，減輕環(huán)境壓力。

圖4 重慶市各區(qū)縣農業(yè)面源污染物總氮負荷量—污染程度(5)圖表來源：三峽庫區(qū)經濟社會發(fā)展特色數據庫。

圖5 重慶市各區(qū)縣農業(yè)面源污染物總磷負荷強度—污染程度(6)圖表來源：三峽庫區(qū)經濟社會發(fā)展特色數據庫。

圖6 2008—2017年三峽庫區(qū)農藥使用量(7)數據來源：長江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測公報-中華人民共和國環(huán)境保護部。

綜上，庫區(qū)的環(huán)境污染主要來源于生活、工業(yè)和農業(yè)三個方面，雖然經過多年的治理有所改善，但污水處理率仍需繼續(xù)提升，想要實現這一目標，并不是單純依靠某一主體就能完成的，需要政府、居民和企業(yè)協調配合，共同努力才能實現庫區(qū)可持續(xù)發(fā)展的目標。

四、研究假設與模型構建

(一)博弈假設

在構建演化博弈模型之前，本文以政府、企業(yè)和公眾三方作為模型建立主體。其中，政府的可供選擇策略：監(jiān)管和不監(jiān)管；公眾的可供選擇策略：監(jiān)督和不監(jiān)督；企業(yè)的可供選擇策略：保護和不保護機制。在企業(yè)的發(fā)展過程中，由于會受到自身發(fā)展策略選擇的影響，有限理性的政府群體、企業(yè)和公眾會根據自己的利益需求做出相應的行為選擇。政府作為產業(yè)發(fā)展的主要引導力量，對企業(yè)有監(jiān)管責任，對公眾舉報投訴的不良行為應給予相應處罰。只有當企業(yè)、政府和公眾三方主體找到一個合適的均衡機制，才能實現博弈模型的良性循環(huán)，防止生態(tài)破壞造成的不良影響。在此基礎上，本文做出如下假設(假設的參數符號以及意義如表1所示)。

表1 參數符號以及意義

將企業(yè)正常經營得到的收入定為R1，如果企業(yè)提高自身環(huán)保意識，積極節(jié)能減排需要付出的成本為C1；相反，如果企業(yè)不積極進行環(huán)保生產，會給企業(yè)帶來更高的經濟效益，但同時造成的生態(tài)污染會受到公眾的批評，從而向政府申訴，導致企業(yè)的聲譽受到一定程度的影響。因此，在公眾參與監(jiān)督的情況下，如果企業(yè)對環(huán)境造成一定的污染需要按照政府要求向公眾支付生態(tài)補償C2。通常政府鼓勵企業(yè)積極實行節(jié)能減排最直接的途徑就是給予經濟獎勵，因此將企業(yè)獲得政府補貼記為R2。隨著環(huán)境保護優(yōu)先，綠色發(fā)展的建設理念的提出，社會對環(huán)境的要求日益提高，提高環(huán)保意識將會具有更大的可持續(xù)競爭優(yōu)勢，將環(huán)境污染導致的競爭優(yōu)勢和聲譽的損失成本記為C3。當今綠色發(fā)展已成為潮流趨勢，企業(yè)繼續(xù)污染排放必將導致C3成本的增加。

為了更好地對企業(yè)行為進行管控，政府會對污染企業(yè)進行懲罰，政府通過對污染企業(yè)的罰款獲得3%的利益，與此同時政府需要支付的監(jiān)管成本記為C4，包括大量的人力、物力和財力；相反，如果政府對企業(yè)監(jiān)管不力，污染物排放嚴重，導致霧霾加重，政府會面臨更多的投訴，讓公眾喪失信心，我們將政府監(jiān)管不嚴造成的損失、聲望的損失以及公眾對污染企業(yè)的批評記為政治成本C5。

對于公眾而言，要積極參與環(huán)境保護和污染治理，提高對企業(yè)排污行為的監(jiān)管，如有發(fā)現問題需及時向政府報告，將公眾的監(jiān)督成本記為C6，企業(yè)的污染行為對公眾造成的損害記為C7。

(二)博弈模型

設企業(yè)排放概率為x，則不排放概率為1-x。如果地方政府實施監(jiān)管策略的概率為y，則地方政府不實施監(jiān)管策略的概率為1-y。如果公眾參與監(jiān)管的概率為z，公眾不參與監(jiān)管的概率為1-z。排放企業(yè)、政府和公眾的效益分別使用U1、U2和U3表示(如表2所示)。

表2 政府、企業(yè)、公眾三方博弈矩陣

1.排污企業(yè)的博弈策略

U11=-CPyz-Fy+R-H1

(1)

U12=Py+R-C1

(2)

U1=xU11+(1-x)U12

(3)

F1(x)=dx/dt=x(1-x)?-C2yz-(R3+R2)y-C3+C1)」

(4)

2.政府的博弈策略

U21=-C4-R2+x(R2+R3)

(5)

U22=-C5x

(6)

U2=yU21+(1-y)U22

(7)

F2(y)=dy/dt=y(1-y)?-C2-R2+x(R2+R3+C5)」

(8)

3.公眾的博弈策略

U31=C2xy-C7x-C6

(9)

U32=-C7x

(10)

U3=zU31+(1-z)U32

(11)

F3(z)=dz/dt=z(1-z)C2xy-C3

(12)

演化博弈穩(wěn)定性分析：

令F1(x)=0，F2(y)=0，F3(z)=0，可以得到8個平衡點，分別為E1=(0,0,0)，E2=(1,0,0)，E3=(0,1,0)，E4=(0,0,1)，E5=(1,1,0)，E6=(1,0,1)，E7=(0,1,1)，E8=(1,1,1)。另外，存在一個E9，范圍為Ω={(x,y,z)|0

(13)

Df1(x)/dx=(1-2x)[-C2-R2+x(R3+R2+C5)]

(14)

Df2(y)/dy=(1-2y)[-C2-R2+x(R3+R2+C5)]

(15)

Df3(z)/dz=(1-2z)C2xy-C3

(16)

由演化博弈的穩(wěn)定性理論可知，當DF1(x)/dx，DF2(y)/dy，dF3(Z)/dz時，E9為三方博弈的穩(wěn)定點。

排污企業(yè)的演化穩(wěn)定策略。根據公式[-C2-R2+x(R3+R2+C5)]，表示當X取任意概率值，系統都處于穩(wěn)定狀態(tài)，不會繼續(xù)演化。

當[-C2-R2+x(R3+R2+C5)]>0時，根據微分方程穩(wěn)定性判別條件，當F′(x)≤0時，演化趨于穩(wěn)定狀態(tài)，此時可得x=1是演化穩(wěn)定策略。表示在這個情況下，排污企業(yè)將會進行從不污染到污染的策略演化，也就是此時的演化穩(wěn)定策略為污染。

當[-C2-R2+x(R3+R2+C5)]<0時，同理可得x=0是此時的演化穩(wěn)定策略。表示在這個情況下，排污企業(yè)將會進行從污染到不污染的策略演化，也就是此時的演化穩(wěn)定策略為不污染。

結論：為了引導企業(yè)實現綠色發(fā)展模式，主要從兩方面入手，一方面加強監(jiān)管力度，強化政府監(jiān)管力度和公眾監(jiān)管，加強兩者之間的合作交流，不給企業(yè)鉆漏洞的機會；另一方面加大懲罰力度，懲罰包括政府罰款以及公眾損失，加大前者可以給企業(yè)帶來警示作用，公眾損失是指企業(yè)的環(huán)境污染給公眾造成的不利影響，環(huán)境對于公眾的生活來說至關重要，特別是在習主席提出“金山銀山不如綠水青山”的發(fā)展理念后，更加強調了環(huán)境保護的重要性，因此公眾也需要積極加入到生態(tài)保護中來。

政府的演化穩(wěn)定策略。根據公式[-C2-R2+x(R3+R2+C5)]=0，表示y取任意概率值，系統都是處于穩(wěn)定狀態(tài)，不再繼續(xù)演化。

當[-C2-R2+x(R3+R2+C5)]>0時，可以分析得出，此時y=1是演化穩(wěn)定策略，表明此時政府將要由不監(jiān)管向監(jiān)管策略逐漸演化，表明此時的演化穩(wěn)定策略為政府監(jiān)管。

當[-C2-R2+x(R3+R2+C5)]<0時，則可得y=0是演化穩(wěn)定策略，表明此時政府將要由監(jiān)管向不監(jiān)管策略逐漸演化，表明此時的演化穩(wěn)定策略為政府不監(jiān)管。

結論：要加強政府監(jiān)管部門和公眾之間的聯系，明確雙方職責，一方面公眾要對政府監(jiān)管結構的作用發(fā)揮進行監(jiān)督，另一方面公眾也要成為政府監(jiān)管機構的得力幫手，雙方合作，可以適當降低監(jiān)督成本，政府監(jiān)管部門出現監(jiān)管漏洞的主要原因之一就是監(jiān)管成本過高，通過技術創(chuàng)新、人員培訓、大眾監(jiān)督等方式降低監(jiān)管成本，同時對污染超標企業(yè)加大懲罰力度。

公眾的演化穩(wěn)定策略。根據公式C2xy-C3=0，表示z取任意概率值，系統都是處于穩(wěn)定狀態(tài)，不再繼續(xù)演化。

當C2xy-C3>0時，此時得出z=1是演化穩(wěn)定策略，這表示公眾將逐漸從不參與監(jiān)督轉變到參與監(jiān)督的策略演化，也即參與監(jiān)督是此時的演化穩(wěn)定策略。

當C2xy-C3<0時，此時得出z=0是演化穩(wěn)定策略，這表示公眾將逐漸從參與監(jiān)督轉變到不參與監(jiān)督的策略演化，也即不參與監(jiān)督是此時的演化穩(wěn)定策略。

結論：根據上文可知，公眾的策略選擇與政府和企業(yè)的策略選擇緊密相關，不能通過降低企業(yè)生產率來降低污染物排放量，所以為了使企業(yè)減少污染排放，政府部門需要加大監(jiān)管力度和懲罰力度，對于污染超標或者尋找監(jiān)管漏洞的企業(yè)行為必須嚴厲懲罰；另外負面反饋帶給企業(yè)的也可以算作是懲罰，因為企業(yè)喪失了政府和公眾的信任，會造成一定的聲譽損失，同樣不利于企業(yè)的發(fā)展；另外同樣要引起重視的是，當企業(yè)選擇污染策略可以獲得巨大經濟效益時，如何讓其放棄巨大收益選擇保護策略成為一個較大難題。因此，政府部門應該實行獎懲并立，對選擇保護策略行為的企業(yè)給予一定的物質和名譽獎勵。

五、生態(tài)治理三方仿真分析

系統動力學最早是由麻省理工學院的J.W.Forreste教授提出的，這一理論主要運用于分析和研究信息反饋，是一門結合自然學科和社會學科的綜合學科。它以定性分析與定量分析相結合，利用計算機技術，通過實際生活中觀測到的相關信息建立仿真模型，用以研究復雜的社會動態(tài)系統行為[20]。

三峽庫區(qū)生態(tài)治理的效果取決于政府對生態(tài)環(huán)境的管理程度，地方政府對生態(tài)保護的積極性直接影響到區(qū)域環(huán)境保護機制的建立。由于生態(tài)資源的完整性、行政區(qū)域的劃分以及生態(tài)環(huán)境破壞在經濟發(fā)展中帶來的負面效益，因此三峽庫區(qū)生態(tài)治理過程中需要政府投入大量資金，再加上流域治理結果存在時效性，這導致政府早期治療效果不顯著，正是由于這種時效性，短期的環(huán)境治理效果不明顯，因此地方政府可能會選擇短期收益，加劇環(huán)境污染;政府采取不積極的生態(tài)保護措施，企業(yè)可能會為了追求短期的經濟效益，不會采取保護措施；由于政府和企業(yè)的不作為，公眾也可能采取不作為狀態(tài)，這將不利于三峽庫區(qū)環(huán)境治理機制的長期穩(wěn)定和公共價值的實現。三峽流域系統動力學模型的仿真運行主要是驗證上述演化博弈仿真結果的正確性和有效性，本文基于系統動力學思想，在Vensim上進行仿真研究。根據系統動力學，本文驗證上述演化博弈模型的結論，并且分析不同監(jiān)督成本下的政府、企業(yè)和公眾的行為策略變化，研究影響三方主體策略選擇的影響因素，構建一個具有兩個循環(huán)和多變量的系統動力學模型。

在系統動力學模型中，SD系統的初值是一個關鍵變量，不同的數值設置會影響模型的演化范圍和速度。本文的仿真過程主要從政府企業(yè)支付的成本、保護模式下的成本、企業(yè)不受保護時的基本效用以及企業(yè)采用保護策略的概率等方面通過改變參數進行不同狀態(tài)的模擬，以觀察其對演化結果的影響。

圖7 三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境治理中政府、企業(yè)、公眾三方博弈因果關系模型

根據上述參數的假設和公式(1)～(13)。再利用Matlab 2016b對政府、企業(yè)以及公眾三方的演化穩(wěn)定策略進行仿真分析，仿真結果如圖8所示。

圖8 政府策略行為的演化

從圖8中可知，不同成本的取值，對政府補貼概率會產生一定影響，且成本值越大，政府采取補貼的概率曲線圖越平緩，但是最終均趨于1，說明政府最終會采取補貼策略；由圖9可知，在X初始值固定為0.5時，不同成本值，企業(yè)改進的概率不同，當成本值為1、1.5或2時，企業(yè)改進的概率曲線圖向下收斂，并逐漸趨于0，當成本為2.5或3時，企業(yè)改進的概率曲線圖出現波動，但企業(yè)選擇改進的趨勢都逐漸穩(wěn)定于1，達到穩(wěn)定均衡狀態(tài)；圖10表示無論成本取值如何，公眾選擇監(jiān)督策略的概率都會趨向于1，達到穩(wěn)定均衡狀態(tài)，說明最終公眾的最優(yōu)策略為監(jiān)督。

圖9 政府策略行為的演化

圖10 公眾策略行為的演化

結論：根據對模型中關鍵變量值的調整，動態(tài)對比政府企業(yè)保護補貼行為概率的演化趨勢，基本與上文中雙方動態(tài)演化路徑相吻合。政府補貼與企業(yè)保護成本這兩種參數會對雙方采取措施概率的收斂速度與方向產生影響，參數值的適當調整會使企業(yè)和政府的保護(補貼)演化行為趨于穩(wěn)定。企業(yè)和政府共同改變時風險系數與各自改變時風險系數的差值會決定其演化方向。當前者大于后者時，企業(yè)與政府可能選擇不合作態(tài)度，相反，企業(yè)和政府有更大合作態(tài)度實施保護補償行為，達到演化博弈中帕累托最優(yōu)狀態(tài)。

六、研究結論與研究建議

本文主要針對三峽庫區(qū)目前存在的生態(tài)問題，將影響庫區(qū)發(fā)展的三大主體(政府、企業(yè)與公眾)建立起三方演化博弈模型，對3個行為主體相互間的影響機制進行探索，并進行仿真分析，結合以上對演化博弈模型分析研究，得出以下結論與建議。

(一)研究結論

博弈分析結論表明主體的積極性和監(jiān)督成本是影響策略選擇的重要因素。① 只有當企業(yè)意識到選擇不保護策略的成本過高時，企業(yè)才會選擇保護策略，因此最終的最優(yōu)策略為政府補貼、企業(yè)改進和公眾監(jiān)督；影響企業(yè)保護環(huán)境的主要因素為政府罰金和政府補貼，并且政府罰金對企業(yè)的作用效果更好。設置較高的罰金更能有效的提高企業(yè)采取保護策略的積極性和主動性，如果同時采取高補貼和高罰金的制度，很大可能會降低企業(yè)改進的積極性，所以只有在罰金大于補貼時，企業(yè)才會采取保護措施。② 主體參與的積極性也是策略選擇的重要影響因素，充分調動政府人員、企業(yè)和居民參與環(huán)境治理和生態(tài)保護的主動性，這樣才能充分發(fā)揮其潛能，實現庫區(qū)可持續(xù)綠色發(fā)展的長期目標。

(二)研究建議

1.推動政企合作，確保主體策略選擇

從政府和企業(yè)達成均衡穩(wěn)定狀態(tài)來看，應該推動雙方達成合作，制定有約束性質的條例以約束雙方的策略選擇，通過對三峽庫區(qū)不同流域水質比較，對水質惡化地區(qū)采取經濟懲罰的方式，對水質改善地區(qū)給予物質和名譽獎勵，完善生態(tài)補償機制，實現合作共贏。

2.實現多角度的監(jiān)督方式，加強群防群控能力

保護環(huán)境是每個人的責任，且環(huán)境治理是一項長期的、復雜的工程，需要公眾參與其中，特別是要發(fā)揮公益組織的作用，加強政府和公益組織之間的合作，定期開展公益活動，包括知識講座、公益比賽等，以此提高公眾的積極性和自覺性，對表現突出的公眾給予適當的獎勵，同時充分發(fā)揮互聯網傳播范圍廣、傳播速度快的特點，利用多平臺進行環(huán)境保護宣傳，提高公眾的自覺性，共同建設和諧美好的家園。

3.完善生態(tài)補償機制

只有政府參與制定適宜的獎懲機制，才能使得三峽庫區(qū)三方博弈達到最優(yōu)均衡解，以縣為單位劃分水質交界線，每年對水質進行檢測，對較之上一年度水質改善的區(qū)縣給予適當的補償，在政府的推動下實現區(qū)域一體化，促進不同區(qū)縣之間的交流合作，特別是對生態(tài)治理取得成效的地區(qū)，加大補償力度，提高當地政府的積極性，實現可持續(xù)發(fā)展的目標。

4.建立企業(yè)排污信息網

利用互聯網技術建立企業(yè)信息網，記錄那些抽查排污超標的企業(yè)，設置排污標準，對于那些超過標準設置的企業(yè)，將其加入黑名單，其他地區(qū)政府可以通過信息網查詢該企業(yè)的信譽情況，拒絕那些加入黑名單的企業(yè)或者次數較多企業(yè)的落戶申請，另外在重點污染企業(yè)的污染物排放口安裝自動檢測系統，對企業(yè)污染物的排放進行動態(tài)監(jiān)督。