基于系统动力学的区域林业碳汇市场中三方主体利益行为演化博弈分析

王惜凡，戚朝辉，丁 胜

（南京林业大学 经济管理学院，南京210037）

1 引言

国家发改委在积累归纳2 省5 市7 个试点碳市场和福建碳市场的运作管理经验后，于2017 年印发了《全国碳排放权交易市场建设方案》，标志我国碳排放交易体系完成初步总设计，全国统一碳市场正式开始运行；据估全国碳交易市场将在2025 年完全建成并投入使用，期间，区域碳汇市场在减排任务中发挥着主导作用。作为区域碳汇市场的三方主体，地方政府、企业、林农若能在满足各自利益的同时建立良性的合作关系，碳汇市场的发展就能够带来“多赢”的局面。

目前我国正处于碳汇市场建设初期，区域碳汇市场尚不具备成熟的供需调节功能[1]，而多数相关的利益博弈研究是基于政府与供需方分别进行的，缺乏整个市场框架下多主体的博弈研究，而无法体现多方博弈在动态选择下的相互作用与影响。因此，本文以区域林业碳汇市场为研究对象，针对地方政府、企业、农户三方参与引起的系统复杂性问题，通过演化博弈法分析不同行为选择下的演化路径，找出影响博弈三方行为策略选择的变量，并结合分析结论提出增强主体参与度的相关建议，以促进区域碳汇市场的发展。

1 区域碳汇市场中三方博弈模型的建立

1.1 博弈参与者策略的选择和参数的假定

对本文所研究的演化博弈进行如下的假设:

1.1.1 博弈中三个参与者

博弈中三个参与者是地方政府、企业和林农，均为有限理性经济人，只以现有策略为条件，无事先预测能力但有事后判断能力。根据风险偏好学说，鉴于地方政府在市场建设中的关键性，本文假设政府为风险偏好型，而林农和企业均为风险规避型。

1.1.2 行为策略

政府部门在博弈过程中会出现两种行为:①投入到碳汇市场的建设中:奖励企业的降碳控排行为、对超排行为征收碳税，补贴林农碳汇营林；②不投入碳汇市场建设:对企业碳排放行为不加以规范引导，对林农参与碳汇建设不予补助。设政府部门“投入”和“不投入”的概率分别为x和1-x。

企业在博弈过程种会出现两种行为:①积极配合碳汇市场建设:增大减排创新投入、购买市场中的森林碳汇；②被动参与（后称为“不配合”）碳汇市场建设:企业不愿支持减排创新，只在政府强制减排政策下被动完成最低标准的要求。设企业“配合”和“不配合”的概率分别为y和1-y。

林农在博弈过程中会出现两种行为:①参与森林碳汇供给:与政府或企业签订碳汇造林项目；②不参与森林碳汇供应:选择种植商品林。设林农“参与”和“不参与”的概率分别为z和1-z。

1.1.3 政府成本与收益

G为碳汇市场建设运作后所带来环境及社会等方面的政绩收益[2]，C为市场建设无效后因环境破坏所付出的生态补救成本，F1,F2,F3分别为政府持续投入碳汇市场建设时对企业减碳行为的激励经济补贴、对企业超排行为收取的惩罚碳税和对林农碳汇造林的补贴金额。aG表示（投入，不配合，参与）策略下政府仍然可获得的政绩收益，其中a为策略选择时林农对市场推动的建设性比重。同理，bG表示（投入，配合，不参与）策略下政府获得的多方面政绩收益，b为策略选择时企业对推动市场的建设性比重（0＜a，b＜1）。

1.1.4 企业成本与收益

E为企业在配合市场建设时获得良性发展的获利，T1和T2分别为企业配合时对内部减排创新的投入和购买森林碳汇的投入。

1.1.5 林农的成本与收益

R为相比其他经营项目（此处假设为商品林）林农参与林业碳汇林供给所付出的额外造林成本。F3+T2表示三方合作时相比其他经营项目（商品林）林农参与碳汇供给时获得的利润。三方博弈的收益矩阵如表1和表2所示。

表1 政府投入碳汇市场建设下（x）三方博弈收益矩阵

表2 政府不投入碳汇市场建设下（1-x）三方博弈收益矩阵

1.2 演化博弈分析

①假设政府“投入”与“不投入”的期望收益及混合策略的期望收益分别为Ex1，Ex2，----Ex，可得:根据演化博弈论，政府策略的动态变化速度可用如下复制动态方程表示:

②假设企业“配合”与“不配合”的期望收益及混合策略的期望收益分别为Ey1，Ey2，----Ey，可得:

企业策略的动态变化速度可以用如下复制动态方程表示:

③假设林农“参与”与“不参与”的期望收益及混合策略的期望收益分别为可得:

林农策略的动态变化速度可用如下复制动态方程表示:

上述复制的动力学方程组（2）（4）（6）反映了地方政府、企业和林农间策略调整的方向和速度，三者都等于零时表明策略调整的速度趋向于零，即该演化博弈系统达到一个相对稳定的平衡状态。

1.3 SD演化博弈模型

根据上述博弈的假设分析以及复制动态方程设定的博弈系统之间函数关系级变量，速率变量和辅助变量[3]，本文构建了碳汇市场主体系统动力学博弈模型，如图1所示。

2 案例仿真

广东省碳交易试点于2013 年12 月正式启动运行，配额清缴履约率连续四年达100%，在我国七大碳交易试点中规模第二，市场占比29.3%。根据2018年广东省新一轮森林资源二类调查数据成果，广东省森林覆盖率为58.59%，森林蓄积量为5.52亿m3，林业碳汇发展潜力巨大[4]。为检验SD 演化博弈模型的有效性，本文以广东省碳汇市场发展状况为例，利用Vensim PLE 软件进行仿真模拟分析。

根据广东省年鉴和文献查阅，将2014 年广东省碳汇市场中各变量的状态作为仿真起始值，使用Logit回归将各辅助变量每年的状态值与TIME变量关联进行回归预测。本文假设市场各方运作后的政府政绩收益G=50 亿元/年，政府选择“不投入”所导致的额外环境成本C=30亿元/年。由于目前广东省政府尚未实行针对企业超排行为的碳税机制，我们假设碳税F2=0.001 亿元/年。根据风险偏好假设，政府为风险偏好型，取x=0.7，企业和林农为风险规避型，y=z=0.4。假设INITIAL TIME=1，FINAL TIME=20，UNITS FOR TIME=YEAR，仿真得到初始状态下的三方行为概率如图2所示。

由该省市场主体的SD 演化博弈概率模拟曲线可见，三者的参与概率最终均趋向于1，说明在政府占据市场建设主导地位的情况下，林农“参与”和企业“配合”的收益会被政府的“投入”带动，使得三方达到合力建设市场的均衡状态。对曲线进一步分析可得，林农的策略曲线与企业较为相似，开始行为概率下降至谷底后迅速回升直至为1，原因可能为两主体均为风险规避型，对市场预期的不明确导致初期的参与意愿不强；两条曲线不同的是企业的曲线坡度更为平缓，初期参与意愿弱的状态保持时间较长，推测是相较企业，政府对林农的鼓励政策推行力度更强，曲线走向也与当前市场需求不足的现状吻合。

3 结论及政策建议

本文建立了区域碳汇市场中政府、企业和林农三方博弈模型，运用演化博弈论和系统动力学方法分析市场发展过程中三方行为的动态选择机制，其中仿真数值是在模拟的条件下进行，分析得到如下结论:

①三方的行为选择是互相作用的，该过程中，政府为加强社会建设和推进生态文明建设，“投入”市场建设的意愿始终比较强，而企业、林农作为趋利的有限理性人，在主要考虑经济利益的基础上进行策略选择[5]。

②在国内碳汇市场供需失衡的现状下，从刺激供给角度增加对林农的补贴力度并不能解决当前问题，反而增加政府财政赤字，对博弈演化的稳定趋向产生消极影响。

③提高碳汇市场交易额是解决当前市场供需问题的有效路径，碳汇交易额的提升能够在市场引入新兴产业，有利于市场结构升级，同时企业也可以通过对碳排放权的交易获得收益；此外，林农根据交易额的提升判断市场预期良好，增强“参与”供给的意愿[6]。

根据上述分析结果，为促进区域碳汇市场得到平稳发展，本文提供以下政策建议:

①合理控制碳汇林补贴费用。在目前的市场条件下，地方政府应该将更多精力投入到拉动市场需求方。需求被激发，市场机制也逐步运作，形成需求拉动供给的正向反馈。政府可对补贴费用进行上限控制，同时降低补贴门槛，在控制碳汇林的供给规模的同时精准扶贫。

②适当降低对企业碳汇配额的发放，制定初步的碳税政策。目前市场需求不足的部分原因在于控排企业在足够的配额下缺乏对市场碳汇的购买动机，在降低企业碳配额分配量的同时结合合理的碳税政策，可涉及更多行业和大多数企业。

③充分发挥地方政府的主导作用，完善碳交易市场的立法与监管机制。碳交易市场的体制改革涉及能源结构、生态环境、金融税收等多个方面，只有在法律的保障下，市场才有机会形成畅销机制，政府应在发展市场的同时制定相关法律法规和配套政策，加强碳排放额核定和管控的标准化。

图1 碳汇市场主体系统动力学博弈模型

图2 初始状态下三方行为概率分析