楊光明，羅 垚，張 帆，陳 也

(重慶理工大學(xué) 管理學(xué)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(shè)目標(biāo)在黨的十八大第一次被寫進(jìn)了政治報(bào)告，2015年10月習(xí)近平總書記在黨的十八屆五中全會(huì)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(shì)。許多國家把發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)作為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要舉措，突出了綠色的概念和內(nèi)涵[1]。2017年10月，習(xí)近平總書記在黨的十九大報(bào)告中不僅提出了解決生態(tài)文明問題的總體指導(dǎo)思想，而且還提出了切實(shí)可行的具體措施，為促進(jìn)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(chǎn)的瑰寶。三峽工程的建設(shè)為政府、企業(yè)以及公眾帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)政府而言，三峽庫區(qū)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展可推動(dòng)地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展；對(duì)居民而言，能獲得更多就業(yè)機(jī)會(huì)和發(fā)展機(jī)會(huì)；對(duì)企業(yè)而言，能夠建設(shè)這一偉大工程，不僅能帶來經(jīng)濟(jì)效益，更能提高企業(yè)的聲譽(yù)。但是建設(shè)三峽工程的同時(shí)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(yán)重等。為解決這些問題，本文就關(guān)于三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境的治理，利用演化博弈及系統(tǒng)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(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，國內(nèi)外眾多學(xué)者集思廣益，進(jìn)行了大量研究，為本文的寫作提供了研究思路。很多學(xué)者采用了博弈思想對(duì)三峽庫區(qū)生態(tài)治理問題進(jìn)行研究，但大都僅限于兩方之間的博弈，對(duì)于三方之間的博弈少有研究，導(dǎo)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(diǎn)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(xié)作治理的演化博弈機(jī)制，運(yùn)用科學(xué)有效的方法計(jì)算出三峽庫區(qū)利益相關(guān)者間的演化穩(wěn)定策略。不斷改進(jìn)三峽庫區(qū)利益博弈方協(xié)調(diào)發(fā)展能力指標(biāo)，使之全面、真實(shí)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(jì)算三峽庫區(qū)三方利益相關(guān)者的均衡狀態(tài)，建立三峽庫區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展穩(wěn)定系統(tǒng)，并建立系統(tǒng)間聯(lián)系和不同指標(biāo)間關(guān)系，確定影響三峽庫區(qū)利益相關(guān)者協(xié)調(diào)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(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注，學(xué)術(shù)界從治理試點(diǎn)方案、法制建設(shè)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(hù)問題，構(gòu)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(duì)三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境管理的影響機(jī)制，利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)不同利益主體的穩(wěn)定性策略的演化趨勢(shì)進(jìn)行仿真分析，并提出對(duì)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(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展，更影響社會(huì)的整體發(fā)展。為了解決這一問題，眾多國內(nèi)學(xué)者進(jìn)行了研究，如:黃金夏等學(xué)者從外來植物入侵的視角對(duì)三峽庫區(qū)的環(huán)境問題展開探討，提出要在強(qiáng)化消落帶生態(tài)環(huán)境管理基礎(chǔ)上，加強(qiáng)景觀基質(zhì)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(xué)者提出三峽庫區(qū)建設(shè)要搭乘鄉(xiāng)村振興的東風(fēng)，探索庫區(qū)脫貧農(nóng)民融入鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的邏輯和路徑，構(gòu)建鞏固脫貧成果長(zhǎng)效機(jī)制、轉(zhuǎn)換政策舉措、培育庫區(qū)特色產(chǎn)業(yè)和引導(dǎo)文明鄉(xiāng)風(fēng),推動(dòng)庫區(qū)農(nóng)村農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化[3];蔣文明等學(xué)者以三峽庫區(qū)箭穿洞危巖體為例，對(duì)涉水厚層危巖體的變形破壞模式和防護(hù)措施進(jìn)行研究，提出加固危巖體上部的錨索以及補(bǔ)強(qiáng)基座提高箭穿洞危巖體的穩(wěn)定性。這一防護(hù)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(jià)值[4];官冬杰等學(xué)者利用演化博弈的研究方法，對(duì)上下游政府博弈進(jìn)行基本假定,構(gòu)建演化博弈理論模型,并利用雅克比矩陣局部均衡點(diǎn)穩(wěn)定性分析得到該博弈模型的最優(yōu)解[5];李輝等學(xué)者利用ArcGIS,OpenGeoDa軟件對(duì)三峽庫區(qū)脫鉤狀態(tài)進(jìn)行空間差異及格局演化特征分析，研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的耦合關(guān)系整體水平不高,且空間差異特征較為明顯,需加強(qiáng)區(qū)域間的協(xié)調(diào)發(fā)展[6];何太蓉等學(xué)者對(duì)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(zhì)量指數(shù)進(jìn)行測(cè)度，研究發(fā)現(xiàn)庫區(qū)“新四化”與生態(tài)環(huán)境耦合協(xié)調(diào)得到了跨越式發(fā)展,但整體結(jié)構(gòu)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(xié)調(diào)發(fā)展[7];陳雅如等學(xué)者探討了三峽庫區(qū)土地利用對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響以及維護(hù)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(shì)是走向綜合,研究的關(guān)鍵挑戰(zhàn)為宏觀格局變化的環(huán)境效應(yīng)、微觀機(jī)理與過程研究、尺度效應(yīng)與尺度推繹以及模型構(gòu)建與模擬預(yù)測(cè)的展望[8]；楊春燕從政府管控的角度出發(fā)，充分調(diào)動(dòng)庫區(qū)居民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，優(yōu)化庫區(qū)資源配置，合理分配資源，以最大化實(shí)現(xiàn)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(nóng)村擴(kuò)展的現(xiàn)狀，創(chuàng)新性地提出應(yīng)該結(jié)合科技發(fā)展，加強(qiáng)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(qiáng)庫區(qū)生態(tài)文明法制建設(shè)兩方面，主要有生態(tài)文明基本權(quán)利建設(shè)以及環(huán)境法制建設(shè)：包括生態(tài)文明建設(shè)的權(quán)力保障體系建設(shè)和法律監(jiān)督體系建設(shè)、行政監(jiān)督、訴訟監(jiān)督建設(shè)[11]；冉洪述建議三峽庫區(qū)應(yīng)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(gòu)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(gè)博弈過程處于上下波動(dòng)、反復(fù)震蕩的結(jié)論[13]。

國外學(xué)者也對(duì)生態(tài)環(huán)境的研究以及治理作出了探索。早在 18 世紀(jì)末，貧困與生態(tài)環(huán)境問題密切相關(guān)的觀點(diǎn)已經(jīng)引起學(xué)者的注意，并不斷地被研究[14]， 其中最著名的當(dāng)屬“貧困陷阱”(Poverty Trap)?！柏毨葳濉睂⒇毨c環(huán)境視為一個(gè)相互依賴與相互強(qiáng)化的螺旋下降過程[15]。生態(tài)補(bǔ)償，國外文獻(xiàn)通常稱之為對(duì)生態(tài)(環(huán)境)服務(wù)付費(fèi)(Payments for Ecosystem/Environmental senrices，PES)，已逐漸發(fā)展成為世界各地用以保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要手段。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)付費(fèi)(PES)的定義近10年才得以形成。學(xué)者們主要從環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度分別對(duì)PES進(jìn)行定義。具有代表性的是Nordic給出的定義，他認(rèn)為理想的PES是一種市場(chǎng)化的保護(hù)機(jī)制，需要滿足5個(gè)條件：自愿交易行為；定義明確的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)；至少有一個(gè)服務(wù)購買者；至少有一個(gè)服務(wù)提供者；當(dāng)且僅當(dāng)服務(wù)提供者保證提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，不能同時(shí)滿足以上5 條標(biāo)準(zhǔn)的 PES 項(xiàng)目被稱為 “類 PES 計(jì)劃(PES-likeschemes)”[16]。生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)方法嘗試給出更貼近現(xiàn)實(shí)狀況的 PES 定義，強(qiáng)調(diào)保護(hù)生態(tài)可持續(xù)性和公平分配。Daniel等認(rèn)為， 現(xiàn)實(shí)中的 PES 存在復(fù)雜性，表現(xiàn)在：PES 缺乏運(yùn)行良好的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)市場(chǎng)；要權(quán)衡公平和效率；作為多目標(biāo)政策工具，具有社會(huì)嵌入性[17]。因此，PES 的目標(biāo)是建立一種自然資源管理激勵(lì)機(jī)制，改變個(gè)體和集體的破壞行為，使自然資源配置中的個(gè)人決策和社會(huì)利益達(dá)成一致。由于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)市場(chǎng)的不完美以及存在社會(huì)嵌入性，所以不是所有的交易都是市場(chǎng)交易，也可以是協(xié)議支付或者公共補(bǔ)貼等。國際學(xué)術(shù)界對(duì)PES的研究成果對(duì)建立和完善三峽庫區(qū)生態(tài)補(bǔ)償制度以及推動(dòng)三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)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(fèi)和保護(hù)者獲得補(bǔ)償，其中PGP模式在許多國家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)[18-19]。國內(nèi)堅(jiān)持“區(qū)域利益與整體利益協(xié)調(diào)”“經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)協(xié)調(diào)”“責(zé)權(quán)利相統(tǒng)一”和“誰污染誰治理，誰保護(hù)誰受益，誰受益誰補(bǔ)償”等原則，強(qiáng)調(diào)流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)成本由投入者和受益者共同承擔(dān)，借助經(jīng)濟(jì)手段，協(xié)調(diào)相關(guān)者利益關(guān)系的制度安排，旨在修復(fù)和完善流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。綜上研究，多數(shù)學(xué)者側(cè)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(dòng)效應(yīng)與協(xié)調(diào)關(guān)系，較少將三者有機(jī)結(jié)合納入一個(gè)完整系統(tǒng)對(duì)三者的相互關(guān)系進(jìn)行研究，缺少耦合關(guān)系機(jī)理的闡述、未來演化關(guān)系的預(yù)測(cè)以及空間關(guān)聯(lián)效應(yīng)演化分析，缺少利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的耦合機(jī)理的時(shí)間演化預(yù)測(cè)和運(yùn)用空間統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行探究。本文從政府、企業(yè)、公眾三方出發(fā)進(jìn)行演化博弈及仿真分析，分析得到三方合作意愿最強(qiáng)烈的均衡策略，并進(jìn)行驗(yàn)證，以此找到使得三方協(xié)同治理的均衡解。

三、三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

三峽地區(qū)位于中國中西部的交界處，起著連接?xùn)|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(shè)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(qǐng)世界自然遺產(chǎn)和文化遺產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。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(bào)告。

三峽工程是一項(xiàng)綜合水利工程，對(duì)水運(yùn)和防洪具有重要作用，同時(shí)三峽工程的建設(shè)對(duì)三峽庫區(qū)的結(jié)構(gòu)、地質(zhì)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(shí)改變了庫區(qū)水環(huán)境結(jié)構(gòu)，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(dòng)擴(kuò)散能力減弱，會(huì)加大污染物濃度；庫區(qū)水滯留時(shí)間增加，臭氧能力減弱，會(huì)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(nóng)業(yè)污染源對(duì)于COD、氨氮總量的貢獻(xiàn)率各占三分之一，由此可見，生活污水，工業(yè)、農(nóng)業(yè)污染對(duì)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(diào)查發(fā)現(xiàn)庫區(qū)居民的水資源保護(hù)意識(shí)比較淡薄，尤其是住在長(zhǎng)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(dǎo)致水質(zhì)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(zhì)，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(dá)到峰值，水體中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)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(zhì)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(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展特色數(shù)據(jù)庫。

(二)三峽庫區(qū)工業(yè)污水排放情況

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)得知，工業(yè)在三峽庫區(qū)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)體系中占據(jù)主導(dǎo)地位，工業(yè)的發(fā)展帶來的負(fù)面影響比較大，大量污染物的排放對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了較大負(fù)面影響。道路揚(yáng)塵、工業(yè)排放物、汽車尾氣，或直接排放進(jìn)入大氣，或通過大氣環(huán)流遠(yuǎn)程近程輸送至三峽庫區(qū)大氣層，都會(huì)對(duì)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(shì)，在2017年達(dá)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(dá)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(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展特色數(shù)據(jù)庫。

(三)三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)污染情況

由于三峽工程的建設(shè)，許多居民不得不搬遷至其他地方。新開墾的土地肥力相對(duì)較低，產(chǎn)量較少，不得不以化肥作為輔助，而化肥的過度使用容易導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞和土壤肥力下降，水土流失也容易導(dǎo)致水資源污染。因此，農(nóng)民施肥行為與土壤污染之間存在復(fù)雜關(guān)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(nóng)業(yè)較為發(fā)達(dá)，農(nóng)耕用地較多。相反，南岸、渝中、渝北等區(qū)(縣)由于農(nóng)村人口和耕地面積較少，農(nóng)業(yè)污染也因此較低。由上表數(shù)據(jù)可以分析出，耕地、生活廢水以及畜牧業(yè)等對(duì)氮磷的貢獻(xiàn)率名列前茅。耕地、農(nóng)村生活污水和生活垃圾對(duì)氮磷負(fù)荷的貢獻(xiàn)率分別為66.4%和5.6%，對(duì)總磷負(fù)荷的貢獻(xiàn)率分別為67.3%和4.1%，耕地對(duì)總氮負(fù)荷的貢獻(xiàn)率分別為82.9%和76.1%。畜禽對(duì)總氮負(fù)荷的貢獻(xiàn)率為76.1%，家禽養(yǎng)殖業(yè)對(duì)豐都縣和長(zhǎng)壽區(qū)的總氮負(fù)荷分別為5.9%和4.9%，忠縣和江津區(qū)耕地對(duì)總磷負(fù)荷的貢獻(xiàn)率分別為80.1%和77.6%。巫山縣畜禽養(yǎng)殖業(yè)對(duì)總氮負(fù)荷的貢獻(xiàn)率為77.6%，云陽縣畜禽養(yǎng)殖業(yè)對(duì)氮磷負(fù)荷貢獻(xiàn)率分別為80.1%和77.6%(4)數(shù)據(jù)來源：長(zhǎng)江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)公報(bào)-中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部。。由此可見，耕作是農(nóng)業(yè)氮磷污染的主要來源。

農(nóng)藥造成污染的情況如圖6所示，2008—2012年農(nóng)業(yè)農(nóng)藥的使用量中有機(jī)磷農(nóng)藥施用量最大,且有上升趨勢(shì)，說明庫區(qū)使用劇毒農(nóng)藥的情況仍然普遍。2012年以來逐年下降，說明農(nóng)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(shí)現(xiàn)科學(xué)播種，用科技手段治理害蟲，減少農(nóng)藥化肥用量，減輕環(huán)境壓力。

圖4 重慶市各區(qū)縣農(nóng)業(yè)面源污染物總氮負(fù)荷量—污染程度(5)圖表來源：三峽庫區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展特色數(shù)據(jù)庫。

圖5 重慶市各區(qū)縣農(nóng)業(yè)面源污染物總磷負(fù)荷強(qiáng)度—污染程度(6)圖表來源：三峽庫區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展特色數(shù)據(jù)庫。

圖6 2008—2017年三峽庫區(qū)農(nóng)藥使用量(7)數(shù)據(jù)來源：長(zhǎng)江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)公報(bào)-中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部。

綜上，庫區(qū)的環(huán)境污染主要來源于生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)三個(gè)方面，雖然經(jīng)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(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，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(xié)調(diào)配合，共同努力才能實(shí)現(xiàn)庫區(qū)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

四、研究假設(shè)與模型構(gòu)建

(一)博弈假設(shè)

在構(gòu)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(hù)和不保護(hù)機(jī)制。在企業(yè)的發(fā)展過程中，由于會(huì)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(huì)根據(jù)自己的利益需求做出相應(yīng)的行為選擇。政府作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要引導(dǎo)力量，對(duì)企業(yè)有監(jiān)管責(zé)任，對(duì)公眾舉報(bào)投訴的不良行為應(yīng)給予相應(yīng)處罰。只有當(dāng)企業(yè)、政府和公眾三方主體找到一個(gè)合適的均衡機(jī)制，才能實(shí)現(xiàn)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(chǔ)上，本文做出如下假設(shè)(假設(shè)的參數(shù)符號(hào)以及意義如表1所示)。

表1 參數(shù)符號(hào)以及意義

將企業(yè)正常經(jīng)營得到的收入定為R1，如果企業(yè)提高自身環(huán)保意識(shí)，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(jìn)行環(huán)保生產(chǎn)，會(huì)給企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益，但同時(shí)造成的生態(tài)污染會(huì)受到公眾的批評(píng)，從而向政府申訴，導(dǎo)致企業(yè)的聲譽(yù)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(duì)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(bǔ)償C2。通常政府鼓勵(lì)企業(yè)積極實(shí)行節(jié)能減排最直接的途徑就是給予經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)勵(lì)，因此將企業(yè)獲得政府補(bǔ)貼記為R2。隨著環(huán)境保護(hù)優(yōu)先，綠色發(fā)展的建設(shè)理念的提出，社會(huì)對(duì)環(huán)境的要求日益提高，提高環(huán)保意識(shí)將會(huì)具有更大的可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，將環(huán)境污染導(dǎo)致的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和聲譽(yù)的損失成本記為C3。當(dāng)今綠色發(fā)展已成為潮流趨勢(shì)，企業(yè)繼續(xù)污染排放必將導(dǎo)致C3成本的增加。

為了更好地對(duì)企業(yè)行為進(jìn)行管控，政府會(huì)對(duì)污染企業(yè)進(jìn)行懲罰，政府通過對(duì)污染企業(yè)的罰款獲得3%的利益，與此同時(shí)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(cái)力；相反，如果政府對(duì)企業(yè)監(jiān)管不力，污染物排放嚴(yán)重，導(dǎo)致霧霾加重，政府會(huì)面臨更多的投訴，讓公眾喪失信心，我們將政府監(jiān)管不嚴(yán)造成的損失、聲望的損失以及公眾對(duì)污染企業(yè)的批評(píng)記為政治成本C5。

對(duì)于公眾而言，要積極參與環(huán)境保護(hù)和污染治理，提高對(duì)企業(yè)排污行為的監(jiān)管，如有發(fā)現(xiàn)問題需及時(shí)向政府報(bào)告，將公眾的監(jiān)督成本記為C6，企業(yè)的污染行為對(duì)公眾造成的損害記為C7。

(二)博弈模型

設(shè)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(shí)施監(jiān)管策略的概率為y，則地方政府不實(shí)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，F(xiàn)2(y)=0，F(xiàn)3(z)=0，可以得到8個(gè)平衡點(diǎn)，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(gè)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(dāng)DF1(x)/dx，DF2(y)/dy，dF3(Z)/dz時(shí)，E9為三方博弈的穩(wěn)定點(diǎn)。

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

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

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

結(jié)論：為了引導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展模式，主要從兩方面入手，一方面加強(qiáng)監(jiān)管力度，強(qiáng)化政府監(jiān)管力度和公眾監(jiān)管，加強(qiáng)兩者之間的合作交流，不給企業(yè)鉆漏洞的機(jī)會(huì)；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(duì)于公眾的生活來說至關(guān)重要，特別是在習(xí)主席提出“金山銀山不如綠水青山”的發(fā)展理念后，更加強(qiáng)調(diào)了環(huán)境保護(hù)的重要性，因此公眾也需要積極加入到生態(tài)保護(hù)中來。

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

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

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

結(jié)論：要加強(qiáng)政府監(jiān)管部門和公眾之間的聯(lián)系，明確雙方職責(zé)，一方面公眾要對(duì)政府監(jiān)管結(jié)構(gòu)的作用發(fā)揮進(jìn)行監(jiān)督，另一方面公眾也要成為政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)的得力幫手，雙方合作，可以適當(dāng)降低監(jiān)督成本，政府監(jiān)管部門出現(xiàn)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(shù)創(chuàng)新、人員培訓(xùn)、大眾監(jiān)督等方式降低監(jiān)管成本，同時(shí)對(duì)污染超標(biāo)企業(yè)加大懲罰力度。

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

當(dāng)C2xy-C3>0時(shí)，此時(shí)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(zhuǎn)變到參與監(jiān)督的策略演化，也即參與監(jiān)督是此時(shí)的演化穩(wěn)定策略。

當(dāng)C2xy-C3<0時(shí)，此時(shí)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(zhuǎn)變到不參與監(jiān)督的策略演化，也即不參與監(jiān)督是此時(shí)的演化穩(wěn)定策略。

結(jié)論：根據(jù)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(guān)，不能通過降低企業(yè)生產(chǎn)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(duì)于污染超標(biāo)或者尋找監(jiān)管漏洞的企業(yè)行為必須嚴(yán)厲懲罰；另外負(fù)面反饋帶給企業(yè)的也可以算作是懲罰，因?yàn)槠髽I(yè)喪失了政府和公眾的信任，會(huì)造成一定的聲譽(yù)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(dāng)企業(yè)選擇污染策略可以獲得巨大經(jīng)濟(jì)效益時(shí)，如何讓其放棄巨大收益選擇保護(hù)策略成為一個(gè)較大難題。因此，政府部門應(yīng)該實(shí)行獎(jiǎng)懲并立，對(duì)選擇保護(hù)策略行為的企業(yè)給予一定的物質(zhì)和名譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì)。

五、生態(tài)治理三方仿真分析

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)最早是由麻省理工學(xué)院的J.W.Forreste教授提出的，這一理論主要運(yùn)用于分析和研究信息反饋，是一門結(jié)合自然學(xué)科和社會(huì)學(xué)科的綜合學(xué)科。它以定性分析與定量分析相結(jié)合，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過實(shí)際生活中觀測(cè)到的相關(guān)信息建立仿真模型，用以研究復(fù)雜的社會(huì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)行為[20]。

三峽庫區(qū)生態(tài)治理的效果取決于政府對(duì)生態(tài)環(huán)境的管理程度，地方政府對(duì)生態(tài)保護(hù)的積極性直接影響到區(qū)域環(huán)境保護(hù)機(jī)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(jīng)濟(jì)發(fā)展中帶來的負(fù)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(jié)果存在時(shí)效性，這導(dǎo)致政府早期治療效果不顯著，正是由于這種時(shí)效性，短期的環(huán)境治理效果不明顯，因此地方政府可能會(huì)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(hù)措施，企業(yè)可能會(huì)為了追求短期的經(jīng)濟(jì)效益，不會(huì)采取保護(hù)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(jī)制的長(zhǎng)期穩(wěn)定和公共價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。三峽流域系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的仿真運(yùn)行主要是驗(yàn)證上述演化博弈仿真結(jié)果的正確性和有效性，本文基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)思想，在Vensim上進(jìn)行仿真研究。根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，本文驗(yàn)證上述演化博弈模型的結(jié)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(gòu)建一個(gè)具有兩個(gè)循環(huán)和多變量的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。

在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型中，SD系統(tǒng)的初值是一個(gè)關(guān)鍵變量，不同的數(shù)值設(shè)置會(huì)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(hù)模式下的成本、企業(yè)不受保護(hù)時(shí)的基本效用以及企業(yè)采用保護(hù)策略的概率等方面通過改變參數(shù)進(jìn)行不同狀態(tài)的模擬，以觀察其對(duì)演化結(jié)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(guān)系模型

根據(jù)上述參數(shù)的假設(shè)和公式(1)～(13)。再利用Matlab 2016b對(duì)政府、企業(yè)以及公眾三方的演化穩(wěn)定策略進(jìn)行仿真分析，仿真結(jié)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(duì)政府補(bǔ)貼概率會(huì)產(chǎn)生一定影響，且成本值越大，政府采取補(bǔ)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(huì)采取補(bǔ)貼策略；由圖9可知，在X初始值固定為0.5時(shí)，不同成本值，企業(yè)改進(jìn)的概率不同，當(dāng)成本值為1、1.5或2時(shí)，企業(yè)改進(jìn)的概率曲線圖向下收斂，并逐漸趨于0，當(dāng)成本為2.5或3時(shí)，企業(yè)改進(jìn)的概率曲線圖出現(xiàn)波動(dòng)，但企業(yè)選擇改進(jìn)的趨勢(shì)都逐漸穩(wěn)定于1，達(dá)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(huì)趨向于1，達(dá)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(jié)論：根據(jù)對(duì)模型中關(guān)鍵變量值的調(diào)整，動(dòng)態(tài)對(duì)比政府企業(yè)保護(hù)補(bǔ)貼行為概率的演化趨勢(shì)，基本與上文中雙方動(dòng)態(tài)演化路徑相吻合。政府補(bǔ)貼與企業(yè)保護(hù)成本這兩種參數(shù)會(huì)對(duì)雙方采取措施概率的收斂速度與方向產(chǎn)生影響，參數(shù)值的適當(dāng)調(diào)整會(huì)使企業(yè)和政府的保護(hù)(補(bǔ)貼)演化行為趨于穩(wěn)定。企業(yè)和政府共同改變時(shí)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)與各自改變時(shí)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的差值會(huì)決定其演化方向。當(dāng)前者大于后者時(shí)，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(shí)施保護(hù)補(bǔ)償行為，達(dá)到演化博弈中帕累托最優(yōu)狀態(tài)。

六、研究結(jié)論與研究建議

本文主要針對(duì)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(duì)3個(gè)行為主體相互間的影響機(jī)制進(jìn)行探索，并進(jìn)行仿真分析，結(jié)合以上對(duì)演化博弈模型分析研究，得出以下結(jié)論與建議。

(一)研究結(jié)論

博弈分析結(jié)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(dāng)企業(yè)意識(shí)到選擇不保護(hù)策略的成本過高時(shí)，企業(yè)才會(huì)選擇保護(hù)策略，因此最終的最優(yōu)策略為政府補(bǔ)貼、企業(yè)改進(jìn)和公眾監(jiān)督；影響企業(yè)保護(hù)環(huán)境的主要因素為政府罰金和政府補(bǔ)貼，并且政府罰金對(duì)企業(yè)的作用效果更好。設(shè)置較高的罰金更能有效的提高企業(yè)采取保護(hù)策略的積極性和主動(dòng)性，如果同時(shí)采取高補(bǔ)貼和高罰金的制度，很大可能會(huì)降低企業(yè)改進(jìn)的積極性，所以只有在罰金大于補(bǔ)貼時(shí)，企業(yè)才會(huì)采取保護(hù)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(diào)動(dòng)政府人員、企業(yè)和居民參與環(huán)境治理和生態(tài)保護(hù)的主動(dòng)性，這樣才能充分發(fā)揮其潛能，實(shí)現(xiàn)庫區(qū)可持續(xù)綠色發(fā)展的長(zhǎng)期目標(biāo)。

(二)研究建議

1.推動(dòng)政企合作，確保主體策略選擇

從政府和企業(yè)達(dá)成均衡穩(wěn)定狀態(tài)來看，應(yīng)該推動(dòng)雙方達(dá)成合作，制定有約束性質(zhì)的條例以約束雙方的策略選擇，通過對(duì)三峽庫區(qū)不同流域水質(zhì)比較，對(duì)水質(zhì)惡化地區(qū)采取經(jīng)濟(jì)懲罰的方式，對(duì)水質(zhì)改善地區(qū)給予物質(zhì)和名譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì)，完善生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，實(shí)現(xiàn)合作共贏。

2.實(shí)現(xiàn)多角度的監(jiān)督方式，加強(qiáng)群防群控能力

保護(hù)環(huán)境是每個(gè)人的責(zé)任，且環(huán)境治理是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、復(fù)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(qiáng)政府和公益組織之間的合作，定期開展公益活動(dòng)，包括知識(shí)講座、公益比賽等，以此提高公眾的積極性和自覺性，對(duì)表現(xiàn)突出的公眾給予適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)，同時(shí)充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)傳播范圍廣、傳播速度快的特點(diǎn)，利用多平臺(tái)進(jìn)行環(huán)境保護(hù)宣傳，提高公眾的自覺性，共同建設(shè)和諧美好的家園。

3.完善生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制

只有政府參與制定適宜的獎(jiǎng)懲機(jī)制，才能使得三峽庫區(qū)三方博弈達(dá)到最優(yōu)均衡解，以縣為單位劃分水質(zhì)交界線，每年對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)較之上一年度水質(zhì)改善的區(qū)縣給予適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，在政府的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)區(qū)域一體化，促進(jìn)不同區(qū)縣之間的交流合作，特別是對(duì)生態(tài)治理取得成效的地區(qū)，加大補(bǔ)償力度，提高當(dāng)?shù)卣姆e極性，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

4.建立企業(yè)排污信息網(wǎng)

利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立企業(yè)信息網(wǎng)，記錄那些抽查排污超標(biāo)的企業(yè)，設(shè)置排污標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于那些超過標(biāo)準(zhǔn)設(shè)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(wǎng)查詢?cè)撈髽I(yè)的信譽(yù)情況，拒絕那些加入黑名單的企業(yè)或者次數(shù)較多企業(yè)的落戶申請(qǐng)，另外在重點(diǎn)污染企業(yè)的污染物排放口安裝自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)企業(yè)污染物的排放進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)督。