区域经济合作中的跨界环境污染治理分析——基于合作博弈模型

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1、区域经济合作中的跨界环境污染治理分析——基于合作博弈模型+口齐亚伟(江西财经大学信息管理学院，江西南昌330032)【摘要]通过构建合作博弈模型和数值计算，分析了区域经济发展和跨界环境污染治理合作机制的形成条件。各地方政府的净效用是经济效用与跨界污染治理成本的差值，通过联盟有助于扩大经济效用增量和节约环境效用损失，利用Shapley值法分配地方政府联盟过程中获得的合作净效用；当各地方政府参与合作带来的效用大于不合作所能获得的效用时，区际合作开展经济发展和跨界环境污染的治理。[关键词】合作博弈；跨界污染；Shapley值【中图分类号】X321[文献标识码】A[文章编号】1∞3．11

2、54(加13)04-0043-03一、引言经济一体化的日益推进，以及环境污染的流动性和跨区域性，导致跨行政边界环境问题的产生，而原有的区域化环境行政管理模式很难有效地处理跨区域环境污染问题，使得地域邻接地区之问的矛盾加重。在这种背景下，分析区域经济发展和跨界环境污染治理的合作条件，对实现区域经济协调可持续发展与生态环境保护双赢的良性循环态势具有重要的意义。Krawczyk(2005)利用博弈分析了某流域内3个参与者的排污和生产情况，对纳什均衡的存在性进行了证明并予以分解。解学梅和藏至彭(2011)分析了制造业生态环境安全治理主体之间形成合作博弈的必要和充分条件。蒋美英和张鹤达(2

3、011)3A区域经济合作的基础出发，分析了博弈论在区域经济合作中的可行性。刘红刚等(2012)比较了感潮河网区域在非合作博弈状态和合作博弈状态下的污染排放量和收益，并使用Shapley值法对合作收益进行分配。已有文献多是从定性的角度分析跨界环境污染产生的根源和区际合作在跨界环境污染治理中的可行性。本文从环境治理和经济发展的区域合作优势出发，通过构建合作博弈模型和数值计算，分析区域经济发展和环境治理的合作机制和利益分配机制。二、区域经济发展与环境治理的合作博弈分析(一)合作博弈模型的求解算法环境因素是典型的公共物品，在区域经济发展过程中，各地方政府之间的利益矛盾冲突和对待公共产品的

4、非合作博弈，导致了目前区域经济发展和环境保护陷入“囚徒困境”。因此，本文采用合作博弈模型对区域经济协调可持续发展进行分析。合作博弈的标准形式为：G={N，(S)；。Ⅳ，(M。)t。ⅣJ其中，Ⅳ-(1，2，⋯，n}是由n个参与方(各地方政府)的集合；(S；)i。Ⅳ表示一个非空的对第i个参与方可行的所有策略的集合；Ⅱi是第i个参与方的特征函数(即效用函数)，它是各参与方策略的多元函数珏(S)，是S通过协调其参与方的策略保证能达到的最大效用值。本文采用Shapley值法求解合作博弈模型。

5、s蛔Pzey值法是根据各参与入对联盟带来的增值的比例来分配合作带来的效用。即将所有区域合作时得到的

6、最大效用耻(Ⅳ)以一个合理可行的方式菇∈R。。分配给参与方，￡(u)≈；表示第i个参与方所得的份额(Shapley值)。合作成功必须满足如下条件：+基金项目：国家自然科学基金项目“环境约束下要素集聚促进区域产业结构升级的机制研究”(项目编号：71273122)；江西省教育厅科学技术研究项目“基于环境约束的要素集聚对区域创新能力作用机削研究”(项目编号：G西13293)．2013年第41tg困

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105、乞名产u(Ⅳ)，i=1，2，⋯，，l(1)且墨≥u(i)，i=1，2，⋯，n(2)其中，(1)式称为总体理性条件，(2)式称为个体理性条件，即各参与方参与合作后的效用一定大于或等于合作之前的收益。如果合作博弈满足有效性、对称性和可加性公理，则可求出其唯一的Shapley值：铷)-五盟≮铲业ⅢJsh(洲(3)其中，S；是集合Ⅳ中包含参与人i的所有子集，l

106、sI表示联盟s中参与人的个数，IⅣl表示所有参与人的个数，址(S)为联盟S的总效用，“(Sly)表示参与人i离开联盟s的效用值，u(S)-u(觥

107、)表示参与人国}与联盟s与不参与的效用差，这意味着参与人i对联盟S的边际贡献，tt，(Isl)：剑剑二堕乇错掣可看作是加权因子。(二)区域经济发展和环境治理合作机制的形成在竞争与合作并存的区域经济发展过程中，要想实现区域经济一体化和跨界环境污染的治理，就要通过有效磋商达成合作各方共同认可的有约束力的协议。假设地方政府的总效用来自于两部分，一部分是经济效用毋。(‘，Pi)，其中，表示知识资本存量，P。是污染排放量，设定秽。-pi(b-等)(6>o)，表明经济效Ii用跟当地污染排放量