摘要
自然生态环境具有天然的系统性，是典型的公共物品，而环境污染却具有显著的空间溢出效应，因而环境污染治理需要整体协调合作。然而，现实情况却是由于美国和加拿大等经济发达国家先签署《巴黎协定》后又相继退出，国际减排协议实际落地举步维艰；国内跨界环境污染、污染物偷排的新闻报道也数见不鲜，自然生态环境的保护经常陷入“囚徒困境”和“公地悲剧”的尴尬局面。党中央和国务院一直高度重视环境问题，保护环境早已成为国家的基本国策，生态文明建设也已上升到国家意志战略高度。国家先后出台了诸如《中华人民共和国环境保护法》和《关于推行环境污染第三方治理的意见》等法律和政策性文件，但在环境保护和环境污染治理的具体微观机制建设方面仍亟待补充和完善。生态环境的保护和环境污染治理涉及民众、政府和企业，需要三方同心协力。但三方的利益诉求各异：民众希望享受经济发展成果但不希望有环境污染；政府希望保持生产稳定并不断发展经济，还能将环境污染控制在一定程度；而企业希望减少治污负担获取更大的经济利润。因而迫切需要建立一套有效可行的利益协调和补偿机制促进各方共同合作。 基于上述考虑，本文遵循囊括个体、企业和政府三层面的研究范式，利用公共物品博弈理论、复杂网络理论和随机微分合作博弈理论结合数值仿真模拟，考虑时间动态影响和现实不确定性因素，构建了一套具有理论价值和实际应用价值的环境污染合作治理机制。论文的研究工作主要包含几个方面： (1)在个体层面，结合环境公共物品博弈特征，通过构建环境行为选择策略效用函数，研究了个体在WS小世界网络和BA无标度网络中的环境行为选择策略演化规律和群体涌现规律。并在此基础上，给出了诱导民众选择环境合作行为、减少环境污染行为的决策路径。 (2)个体层面的研究结果表明，提高个体环保行为合作水平的关键因素之一是企业的环保技术研发和创新。因此，本文在(1)的研究基础之上，在企业层面，考虑企业减排技术研发、研发技术溢出、产品竞争和碳排放税征收等多重因素构建了环境污染治理区域合作随机微分博弈模型，得到了区域内地区企业最优生产和技术研发策略、地区政府的最优碳排放税征收策略和治污策略，并给出了最优动态合作轨迹以及满足时间一致性和子博弈一致性的合作支付分配方案，同时通过数值仿真验证了合作的可行性和有效性。所建立的合作机制有利于促进企业提高整体减排技术研发水平和研发效率，合理安排产品生产量，有利于地区政府制定激励减排技术研发的碳排放税并实现区域协同治污。 (3)接着在政府层面，为实现区域资源的优化配置，基于区域经济一体化视角，考虑免费排污权的初始分配、动态排污权交易价格和生产要素溢出等多重因素构建了环境污染治理区域合作随机微分博弈模型，并给出了模型相应的反馈纳什均衡解，得到了区域内地区政府的最优动态排污策略、治污策略、排污权交易价格和合作状态轨迹，并给出了满足时间一致性和子博弈一致性的合作支付分配方案。所建立的合作机制有利于促进区域内生产要素和排污权的整体优化配置、促进整体合作治污和控制区域整体污染物存量，可有效协调区域经济发展和环境保护二者之间的关系。 (4)上述所研究的环境污染治理合作机制事实上是政府行政主导的治污模式。然而，随着市场规模的扩大及污染物种类和总量的增加，行政主导治污模式下政府所面临的压力与日俱增，因此迫切需要将行政主导治污模式转变为市场化治污模式，将政府由治污“运动员”转变为“裁判员”。鉴于此，本文进一步研究了环境污染第三方治理合作机制，构建了地方政府外部监管和激励下的排污企业和第三方治理企业之间的环境污染治理随机微分非合作Stackelberg博弈与合作博弈模型，并给出了模型相应的反馈纳什均衡解。由此给出了排污企业的最优排污策略、委托治污策略以及第三方治理企业的最优技术研发和治污策略，亦给出了最优动态合作轨迹以及满足时间一致性和子博弈一致性的合作支付分配方案，并通过理论证明和数值仿真验证了合作的可行性和有效性。所建立的合作机制可将政府主导治污模式转变为市场化互动模式，有利于减少排污企业的偷排量，促进第三方治理企业提高治污研发水平并消除虚假治理，可在一定程度上解决环境污染第三方治理市场上的信息不对称和道德风险问题，提升环境污染第三方治理的市场化、专业化和产业化发展水平。 综上所述，环境保护和环境污染治理需要民众、企业和政府三方面共同努力，是多方博弈，合作博弈在保证个体理性的同时达成了集体理性，较之非合作博弈具有明显优势。而随机微分合作博弈进一步考虑了时间动态影响和现实不确定性因素，较之一般的静态博弈更为贴近现实。另外，个体处于现实的社会网络关系之中，其行为决策必然受网络拓扑结构和网络信息交互的影响，复杂网络理论是研究个体行为决策的有力工具。本文结合公共物品博弈、复杂网络理论以及随机微分合作博弈理论所构造的环境污染合作治理机制可为环境保护和环境污染治理决策问题提供科学依据和参考。
NETL