我国环境污染问题发生的博弈分析

国内环境污染问题发生的博弈分析武春友，王乐，蒋兵大连理工大学管理学院，辽宁大连，116024摘要：环境污染问题是当今国内经济和社会实现可持续发展急需解决的难题之一，各类环境污染事故给国家导致了巨大的经济损失，对国民的生产、生活导致了极大的影响。环境污染事故波及的利益主体涉及中央政府、地方政府、污染公司、社会公众四个方面，通过对中央政府与地方政府、地方政府与排放公司、排放公司与社会公众的三组博弈的分析，揭示了国内环境污染事故发生的主线因素，并提出完善污染排放治理、减少污染事故发生率的政策建议。核心词：环境污染；博弈论；政府；公司中图分类号：F205 文献标记码：A1 引言近年来，国内各地方各部门在环保方面工作力度不断加强，随着着经济增长方式的转变，环保工作获得了积极的进展1。但是目前国内环境形势仍然严峻，不断发生的污染事故给国民生产生活带来了严重的影响。5月由于受全球变暖的影响，导致太湖水温比往年偏高，太湖蓝藻大面积爆发，水质严重恶化，水利部调引4.30亿m3长江水入太湖才缓和危机。2月，江苏省盐都市由于一家化工厂偷排污水，导致城西水源遭酚类化合物污染，数十万市民饮水受到影响。这些环境事故给社会导致的巨大经济损失难以估计。面对多发的环境污染事故，国内外学者们从不同的角度研究其发生的因素。由于每一起环境事故背后都波及到若干主体，而这些主体之间又存在明显的利益关系，因此可以运用博弈论来进行进一步探讨3-9。熊鹰和徐翔等运用博弈分析措施对不同制度安排下政府环境监管与公司污染治理的决策过程进行了分析 10，周国雄以环境污染治理为例，分析出由于地方政府逐利行为所导致的中央与地方政府间利益博弈是形成政策执行难问题的重要本源11。尚宇红用一种静态的博弈模型分了地方政府之间在环境污染治理上面对的“囚徒困境”12。卢方元用演化博弈论的措施对产污公司之间、环保部门和产污公司之间互相作用时的方略选择行为进行分析 13。孙米强对政府、公司和公众在排污与监管过程中的行为选择进行了博弈分析14。上述学者的博弈分析仅就国内环境污染防治规制链条中的局部环节展开，但仅就局部环节的博弈分析还不能系统地解释国内环境事故频发的主线因素，因此必须从国内整个环境安全规制链条出发谋求合适的治理之路。本文从博弈论角度出发，系统分析国内环境污染与破坏事故频发的内在因素。基于国内环境污染防治的途径，遵循“中央政府地方政府排放公司社会公众”的逻辑框架而突出行为主体的选择性，本文对环保问题的分析以中央政府、地方政府、排放公司、社会公众四个利益主体为对象，通过建立在各主体利益最大化基本上的博弈分析来实现，因此，本文构造了三组博弈模型，即从中央政府与地方政府博弈分析开始，再到地方政府与排放公司的进一步分析，最后分析排放公司与社会公众之间的博弈，来刻画国内环境污染防治问题的复杂性与系统性，解释环境污染与破坏事故发生的内在机理，并在此基本上提出相应的政策建议。2 中央政府与地方政府之间的环境安全博弈在改革开放此前，中央政府掌握所有权力，地方政府必须完全服从中央政府制定的所有政策，因此在当时的条件下就不会产生博弈。但从改革开放后来，中央政府为了发展市场经济，对一部分权力进行了下放，从而使地方政府拥有了更多的自主权。地方政府为了自身利益和发展需要，在诸多方面开始与中央政府进行博弈，对于环境污染的防治也在其博弈的范畴内。中央政府为了保护环境，发布了有关贯彻科学发展观加强环保的决定、国家突发环境事故应急预案、全国污染源普查条例等一系列规定，还将环境绩效纳入政府考核的范畴内，目的就是但愿通过制度的建设来保护环境，减少环境污染事故的发生率。为了实现社会整体福利最大化目的，中央政府必然会通过多种宏观、微观的经济与政治手段来对有关组织施加影响，但是地方政府的动机却不尽然，地方政府的确会考虑中央政府下达的政策，但更多的会考虑其自身利益，从而与中央政府形成了博弈。在中央政府与地方政府的博弈中，中央政府处在委托人的地位，在信息上处在弱势，而地方政府则处在代理人的地位，拥有更多的信息优势。信息不对称意味着理性代理人可以运用信息优势谋取自身利益并且发生逆向选择与道德风险。如下用博弈措施对两者行为进行分析。中央政府与地方政府在博弈中都是理性的经济人，分别代表政策的制定者与执行者。中央政府要使自身的利益最大化，就必须使所波及政策的成本最小化。每一起环境事故对经济和社会产生的负面影响是中央政府所要支付的成本，因此，中央政府为达到最大限度减少环境事故发生率这一目的而制定出相应政策。而地方政府作为政策的执行者会通过多种途径来获取有关信息，涉及中央政府的惩罚强度、监管力度等，并且在综合考虑多种变量之后采用对其自身发展最有力的行动。本文通过一种简化的模型探讨中央政府与地方政府间的不完全信息博弈的具体状况。为分析以便，假定中央政府只与一种地方政府进行博弈。用Ua表达中央政府的效用，Ub表达地方政府的效用，环境事故的发生率会直接影响到中央的收益，不仅涉及财政收入，还涉及人民对中央政府的信任、国际社会对其的评价等方面。为简化分析，暂不考虑其她变量，只考虑有形收入这一变量。设中央政府收入函数为I (m1;p)，m1是指中央政府对地方政府的监督力度，p是指环境事故的发生概率。一般而言，环境事故发生率增大，中央政府对地方政府的监督力度会有所增长，即m1是p的函数m1(p)。中央政府的最大化效用函数可表达为:maxUa=I(m1;p)-i(m1)-t(p)。其中，i(m1)+t(p)是中央政府所需支付的总成本，i(m1)是指中央政府对地方政府进行监督所发生的成本，即随着m1的增大，i(m1)会增长；t(p)是指环境事故的发生使中央政府发生的损失，环境事故发生率增长会使t(p)增长。与此同步，地方政府作为理性人，在博弈中也会使自身利益最大化，它的最大化效用函数可以表达为maxUb=E(m2;m1)-e(m1)-s(m2)。这里E(m2;m1)为地方政府收入函数，m2为地方政府对污染公司的监督力度，并且m2是的m1函数m2(m1)，即地方政府对污染公司的监督力度与中央政府的监督力度有直接的关系，如果中央政府监督力度或惩罚力度加大，必然会使地方政府对污染公司的监督力度增强。e(m1)+s(m2)是地方政府所发生的总成本 ，其中e(m1)是由于中央政府的监督力度而使其发生的额外监督成本，或者说是由于地方政府的监督力度不够被中央政府发现而对其进行惩罚所发生的成本，可视为一种间接成本；s(m2)是地方政府对污染公司进行监督所发生的成本，即随着监督力度的加大，监督成本会随之增长，是地方政府所发生的直接成本。中央政府与地方政府都在追求自身效用的最大化，因此必然会存在一组均衡值，使中央政府与地方政府的博弈达到均衡关系：因此，p与m1之间也许存在一组最优值，可表达为m1*=𝝋(p*)；同理，m1与m2之间也许存在一组最优值，可表达为m2*=𝝎(m1*)。即中央政府的监督理力度与环境事故发生率之间存在一组最优值，中央政府的监督力度与地方政府的监督力度之间存在一组最优值。中央政府和地方政府均实现最大化效用的必要条件是同步取到两组最优值，而国内目前的现状是中央政府和地方政府均没有达到自身效用最大化，频繁发生的环境污染事故就是例证。这表白中央政府与地方政府的监督力度之间，中央政府监督力度与环境事故发生率之间两组有关变量都偏离了理论上的最优值，处在一种配备失当的状态。3 地方政府与污染公司之间的博弈地方政府与污染公司之间的博弈分析是博弈链条的中间层次，有助于研究环境事故发生政府因素。一般而言，地方政府的行为与所在地的区域经济发展状况有直接的关系。当人们结识到需要由地方政府采用行动对所谓的“市场失灵”进行补救时，往往倾向于将“失灵的市场”与“抱负的政府”相结合，即一般把地方政府想象成没有偏差、没有特殊利益的机构，觉得其有能力掌握充足的信息。事实上，地方政府在解决有关事故时，会由于其自身缺陷而浮现偏差。并且，地方政府往往波及不同的利益集团，其决策不也许完全大公无私，在执行中央政策时往往会从自身利益出发，与管辖的地方公司有更多的特殊关系。为了充足理解地方政府与污染公司之间这种既密切又微妙的关系，需从博弈角度出发对两者行为进行分析。假设博弈中只有一种地方政府与一家污染公司。地方政府在此博弈中有两种选择：对污染公司的环保投入进行监督或者不进行监督。污染公司自身又存在两种选择：对地方政府进行寻租以便在不进行环保投入的状况下继续在本行业生存牟利，或者选择不进行寻租从而承当其本应投入的环境治理费用以及罚款。地方政府对污染公司进行监督需要成本，污染公司的寻租行为也需要成本。设C1为地方政府对污染公司进行监督所发生的成本，C2为地方政府不对污染公司进行监督所承当的成本（涉及中央政府对其的惩罚以及自身政绩减少等）。R为污染公司在正常生产状况下的正常收益，S1为污染公司正常生产时进行的环保投入（如果污染公司对政府进行寻租，则此支出不发生，反而成为污染公司的额外收益），S2为污染公司对地方政府进行寻租而发生的成本，S3为地方政府选择监督方略时对污染公司的惩罚。一般状况下，S1会不小于S2与S3之和，否则污染公司也不会选择对地方政府进行寻租。假设S1 S2+S3，在此条件下，不存在纯战略的纳什均衡，因此分析求解混合战略下的纳什均衡，如图1所示：污染公司地方政府寻租不寻租监督不监督S2+S3-C1，R+S1-S2-S3-C1，RS2-C2，R+S1-S2-C2，R+S1图1 地方政府与污染公司的博弈分析设地方政府对污染公司进行监督的概率为x，则不进行监督的概率为1-x；污染公司对地方政府进行寻租的概率为y，则不进行寻租的概率为1-y。令Eb为地方政府的盼望收益，Ec为污染公司的盼望收益，分析如下：若x为固定值，则污染公司对地方政府进行寻租(y=1)和不进行寻租(y=0)时，污染公司的盼望收益分别为Ec(x,1)=R+S1-S2- xS3；Ec(x,0)=R+S1-xS1，解Ec(x,1)= Ec(x,0)，可得x*=S2/(S1-S3)，即如果地方政府监督的概率不小于S2/(S1-S3)，污染公司的最优选择是进行寻租；如果地方政府监督的概率不不小于S2/(S1-S3)，污染公司的最优选择是不进行寻租；如果地方政府监督的概率等于S2/(S1-S3)，污染公司可随机选择与否寻租。若y为固定值，则地方政府对污染公司进行监督(x=1)和不进行监督(x=0)时，地方政府的盼望收益分别Eb(1,y)=yS2+yS3-C1；Eb(0,y)=yS2-C2，解Eb(1,y)= Eb(0,y)，可得y*=(C1-C2)/S3，即如果污染公司寻租的概率不不小于(C1-C2)/S3，地方政府的最优选择是不监督；如果污染公司寻租的概率不不小于(C1-C2)/S3，地方政府的最优选择是监督；如果污染公司寻租的概率等于(C1-C2)/S3，地方政府可随机选择与否监督。因此，混合战略的纳什均衡是x*=S2/(S1-S3)，y*=(C1-C2)/S3，即地方政府对污染公司以S2/(S1-S3)的概率进行监督，污染公司以(C1-C2)/S3对政府进行寻租。地方政府在博弈中的均衡值x*与污染公司的寻租成本S2、污染公司的正常生产时的环保投入金额S1、地方政府对污染公司的惩罚金额S3有直接关系：当(S1-S3)为固定值时，若x*增长，S2也会随之增长，即本地方政府的监督力度提高时，污染公司会通过增长寻租金额来保持均衡；如果S1、S2为固定值，S3会随着x*的提高而提高，即地方政府的监督力增强会使得其对污染公司的罚金增长。污染公司在博弈中的纳什均衡值y*与地方政府的监督成本C1、地方政府不对污染公司进行监督时所承当的成本C2、地方政府选择监督方略时对污染公司的惩罚S3有直接关系：当(C1-C2)为固定值时，y*会随着S3的增大而减小，即污染公司的寻租概率会与地方政府的惩罚金额成反比；如果C2、S3为固定值，则y*会随着C1的增长而增长，阐明地方政府对污染公司的监督投入越大，污染公司的寻租概率也就越高，反之，如果地方政府对污染公司的监督投入越少，则污染公司的寻租概率也就越低。目前国内仍以GDP作为地方政府的绩效评价指标，地方政府的财政收入也与公司的经济利益息息有关，因此地方政府与本地公司关系复杂，地方政府与公司之间的利益一体化倾向越来越强。因此地方政府对污染公司的监督概率远不不小于均衡概率x*，而污染公司的寻租概率也远高于均衡值y*，最后导致环境事故发生概率较高。4 社会公众与污染公司之间的博弈污染公司与社会公众之间的博弈分析是博弈链条的最直接层次，污染公司的基本选择可以分为两种：一种是环保投入充足，利润相对减少但实现了排放达标；另一种是环保投入局限性，节省的环保投资转变为利润但排放不达标。当污染公司排放达标时，社会公众与污染公司和平相处；当污染公司排放不达标时，社会公众的健康等利益将受到直接影响。为了维护自身利益，社会公众会通过多种方式来影响污染公司的行为，通过诉讼获得补偿是目前最为有效的方式之一。设公司的利润为R，减少的环保投入金额为F，因此导致被社会公众诉讼被地方政府惩罚金额为G，同步需补偿社会公众金额为P；社会公众受污染影响的利益损失为L，社会公众的诉讼的总成本为C（当诉讼成本较低时表达为C1，成本较高时表达为C2，因此C1 C2）。则社会公众与污染公司的博奕关系表达如图2所示：(R-F，0)排放达标排放不达标污染企业社会公众低成本高成本诉讼不诉讼(R-P-G，P-C1-L)(R，-L)(R-P-G，P-C2-L)(R，-L) 图2 社会公众与污染公司的博弈分析在信息为不完全的状况下，社会公众处在信息弱势，即公众无法精确理解诉讼的成本，并且得到的补偿收益也许局限性以弥补诉讼的高成本，即浮现C1PV2时社会公众就可以选择诉讼，即x(C1-C2)-C1+P-L-L，求解得x(P-C1)/(C2-C1)，因此当高成本的发生概率满足x(P-C1)/(C2-C1)时，社会公众就会选择诉讼。在信息为完全畅通的状况下，社会公众可以明确理解诉讼的成本。由于各地方政府对于所辖区内的污染公司的监督管理限度不同，并且地措施规的健全限度也不同。因此会浮现两种状况，即补偿收益不不小于诉讼成本，或者补偿收益达于诉讼成本。当补偿收益不不小于诉讼成本时，即PC1C2时，P-C1-L-L，且P-C2-L-L，此时无论诉讼成本为多少，社会公众都不会选择诉讼，社会公众的收益为-L。当社会公众选择不诉讼时，公司有两种选择，即排放不达标时的收益R，或者排放达标时的收益R-F，显然公司会选择排放不达标。当补偿收益不小于诉讼成本时，即C1C2-L，且P-C2-L-L，此时居民显然会选择诉讼。当居民选择诉讼时，公司的两种选择，分别为排放不达标时的R-P-G，和排放达标时的R-F。当R-FR-P-G时，公司会选择排放不达标。5 减少环境污染事故的政策建议上述三组博弈模型的仅仅是简朴博弈条件下的理论分析，尚有某些博弈条件没有考虑，现状中会更复杂。但这三组模型提供的某些启示，可以作为国内减少环境污染事故的政策建议。一方面，应完善环保的法律体系，加大中央政府对地方政府的环境监督力度。国内中央政府的监管力度与地方政府的监管力度在理论上还没有达到最优值，这种状况的重要因素是中央与地方两者之间的利益存在分歧，地方政府可以在其单独行动的范畴内选择最有助于自身利益的方略，从而在一定限度上忽视了中央政府的环境政策。为了减少环境污染事故的发生，中央政府必须进一步完善强化有关的环境法律法规，加强对地方政府的监督力度和惩罚力度，同步还应当设立某些正面的鼓励措施，使中央政府与地方政府之间的利益一致性增强。最后使中央政府的监督力度与地方政府的监督力度达到最优状态。另一方面，应打破地方政府与公司之间的利益关系，加强地方政府对污染公司的监督惩罚力度。地方政府的监督力度不够，必然导致污染公司减少本应进行的环保投入，获得更多利润。利润增长后，公司对地方政府的寻租能力又获得提高，从而形成恶性循环。因此必须规定地方政府进一步完善地方环境法规制度，制定严格的污染物排放原则，提高对公司的环境安全监督力度，加大对超标排放公司的惩罚力度，增长公司的排污成本，使公司在主观上控制排放。同步，当公司发现寻租无效后来，自然会把寻租成本转移到环保投入方面，不仅可以直接减少环境污染事故发生率，尚有助于减少地方政府的腐败行为。最后，加强环境信息的公开化、透明化，引导社会公众参与环境监督。中央和地方政府应当发挥社会公众和媒体的监督作用，建立健全环境问题举报制度，对举报违规生产、违规排放、隐瞒事故的公众予以奖励。提高公众的环保意识，减少环境问题的诉讼成本，提高污染公司环境补偿的额度。这种方略可以吸引社会公众积极参与，在一定限度上减少了政府部门的环境监督成本，实现了从外部约束污染公司排放，从而使污染公司达到自觉达标排放。参照文献：1 温家宝，第十届全国人民代表大会第五次会议政府工作报告，3月5日2 国家环保总局，全国环境记录公报，9月24日3 Coppola and Szidarovszky, E. Coppola Jr. and F. Szidarovszky, Conflict between water supply and environmental health risk: a computational neural network approach, International Game Theory Review 6 (4) (), pp. 4754924 Raquel, S; Ferenc, S; Emery, C; Abraham, R Application of game theory for a groundwater conflict in Mexico. Journal of Environment Management, vol.84,no.4,pp.560-571,5 Msangi, S., Learning in non-cooperative groundwater extraction application of an entropy filter to a dynamic game. In: Paper presented at the Second Conference on Information and Entropy Econometrics: Theory, Method, and Applications, Washington, DC, September 2325, 6 Nakas, M.D., Wichelns D., Montgomery, I., . Game theory analysis of competition for groundwater involving El Paso, Texas and Ciudad Juarez, Mexico. In: Paper presented at “Moving with the Speed of Change”, the Annual Meeting of the American Agricultural Economics Association, Long Beach, CA, July 1831, .7 Supalla, B. Klaus, O. Yeboah and R. Bruins, A game theory approach to deciding who will supply instream flow water, Journal of the American Water Resources Association 38 (4) (), pp. 9599668 Kilgour, D.M.and Okada, N. Load control regulation of water pollution: an analysis using game theory, Journal of Environment Management, vol. 27, no. 2, , pp. 179-194, 19889 R.P. Lejano and C.A. 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Based on the analysis of the three games between central government and local governments, between local governments and polluting enterprises, between polluting enterprises and local governments, explains the basic causes of environment pollution accidents in China, and puts forward policy suggestion for the environment protection. Key words: Environment Pollution; Game Theory; Government; Enterprise