地方政府和港口价值共创的演化博弈分析

高艳艳 高洁

摘要：为促进绿色港口发展，在低碳、共享经济时代下，分析地方政府和港口价值共创的演化过程。基于价值共创理论，构建碳补贴和碳税实施与否两种情况下的地方政府和港口演化博弈模型。引入碳排放配额作为奖惩系数，进行博弈主体决策分析，展开博弈主体选择参与价值共创的初始概率、碳补贴率和碳税率对演化结果影响的讨论。以天津港为例，验证得到当地方政府和港口选择参与价值共创的初始概率接近1、实施高碳补贴率（15%）和高碳税率（15%）政策时，能加速港口绿色发展。

关键词：

绿色港口; 价值共创; 演化博弈; 碳补贴; 碳税

中图分类号：  X321; F552

文献标志码：  A

Evolutionary game analysis of value co-creation between local

government and ports

GAO Yanyan， GAO Jie

（College of Transport & Communications， Shanghai Maritime University， Shanghai 201306）

Abstract：

To promote the development of green ports， the evolutionary process of value co-creation between local government and ports is analyzed in the era of low carbon and sharing economy. Based on the value co-creation theory， the evolutionary game models of local government and ports under the implementation and non-implementation of carbon subsidy and carbon tax are constructed. The carbon emission quota is introduced as a reward and punishment coefficient to conduct the decision analysis of game parties， and the influence of the initial probabilities of game parties choosing to participate in value co-creation， the carbon subsidy rate and the carbon tax rate on evolution results is discussed. Taking Tianjin Port as an example， it is verified that the initial probabilities of local government and ports choosing to participate in value co-creation being close to 1 and the implementation of high carbon subsidy rate （15%） and high carbon tax rate （15%） can accelerate the port green development.

Key words：

green port; value co-creation; evolutionary game; carbon subsidy; carbon tax

0 引 言

社会由多个利益相关者相互联系组成，利益相关者在政策规制下共同创造经济和生态价值[1]。不同的社会和经济因素相互作用耦合形成复杂的服务生态系统，价值共创参与者成为价值产生的重要物质基础，不同价值共创单元之间的关系决定了系统的演化过程，其中互惠共生模式下的共生关系更能使各价值共创单元受益[2]。由政府、核心企业和合作伙伴企业构成的价值共创系统可从合理的超额收益分配和合作成本分摊中获得稳定、可持续发展[3]。

港口贸易往来产生大量CO、NOx和SO2等空气污染物，造成水域污染，影响港口城市居民生活环境和附近渔业发展[4-5]。由政府与港口企业组成的服务生态系统中，港口绿色运营不仅能使港口企业获得民众支持，从而增加货源，还能提高政府的经济和环境效益，即港口企业参与绿色港口发展的过程本质上就是参与价值创造的过程。LAM等[6]、ASHRAFI等[7]等研究利益相关者关系、投资回报和公民看法对绿色港口发展的影响，提出要真正解决港口生态环境问题需要各利益相关者作为一个整体进行合作。在低碳绿色港口建设中，HOSSAIN等[8]、WANG等[9]指出政府机构有义务协助港口发展，通过合作、财政激励和协调沟通，与所有港口利益相關者保持良好关系。从环境政策和经济的角度，王欢明等[10]提出政府的规制约束能有效实现雾霾治理，通过实施碳补贴和碳税来控制温室气体排放价格，以约束未来碳排放行为，通过调整碳排放配额来限制温室气体排放总量，以约束未来碳排放行为结果，两种方式混合使用兼顾了环境质量改善与经济增长的双目标[11-15]。为促进绿色港口发展，TSENG等[16]、WOO等[17]针对环境政策和监管两个关键因子，提出尽管环境政策和政策选择短期内会对港口造成负面影响，但最终能够通过激活港口活力增强港口竞争力。现实中，地方政府和港口企业都是有限理性的，基于演化博弈论探究共生关系下港口产业集群的演化稳定，可为港口的稳定发展和政府的经济发展规划制定提供理论支持[18]。

目前，将碳补贴、碳税和碳排放配额引入政府和港口企业演化博弈的研究较少。本文基于价值共创理论，选取可支配能力、参与成本系数、奖惩系数、碳补贴率、碳税率和博弈主体选择参与价值共创的概率等为影响地方政府和港口企业参与价值共创的因素[3，6-7，11-17]，构建碳补贴和碳税实施与否两种情况下的演化博弈模型，从选择参与价值共创的初始概率、碳补贴率和碳税率角度进行分析并得出结论，并根据结论对未来绿色港口的发展提出一些建议。

1 模型构建

1.1 基本假设

基于博弈主体的有限理性构建地方政府和港口企业的演化博弈模型[19]。基本假设如下：H1：地方政府和港口企业都是有限理性的主体，资金或经验不足等会影响其参与价值共创的行为。

H2：地方政府和港口企业的支付成本依赖于行为选择和自身属性。博弈双方开展非对称博弈，在参与成本和自身利益抉择下，博弈主体可选择参与或不参与价值共创，即有2种策略可选择，参与策略和不参与策略。

H3：地方政府用基准分配法计算港口企业的初始（免费）碳排放配额，用增减初始碳排放配额的方式对港口企业进行奖惩[20]。假设港口实际碳排放量超出所得初始碳排放配额。

H4：地方政府考虑我国国情、港口生产能力和民众建议，对港口企业实施碳补贴和碳税。

1.2 支付矩阵

地方政府始终贯彻节能减排理念且拥有一定的绿色港口支出预算。记地方政府可支配能力为TA（TA>0），执行和监管成本为CATA（CA为参与成本系数，0<CA<1），资金或人员限制下投入程度为αA，0<αA<1且αA=CA-（100-N）CA/100，其中地方政府执行力综合得分N是基于执行能力、执行条件和执行效力[21-22]这3个指标得出的。

记港口企业可支配能力（包括固定资产，流动资金，以及营业、管理和研发费用）[23]为TB（TB>0），参与价值共创的成本[24]为CBTB（CB为参与成本系数，0

当港口企业参与价值共创时，环境污染治理成本降低，地方政府从中获得一定的环境效益，设地方政府的转化收益系数为βA，则地方政府从中获得的转化收益为βAαBTB（0<βA<1）;当地方政府选择参与价值共创时，会组织开展港口人员技能培训等活动，这使得港口企业的生产和环境效益增加，设港口企业的转化收益系数为βB，则港口企业从中获得的转化收益为βBαATA（0<βB<1）。

当博弈双方均选择参与策略时，在信息共享等合作过程中产生额外总收益R=（αATA+αBTB）/2，R>0;令γA和γB分别为地方政府和港口企业的额外收益分配系数，在多劳多得分配原则下，地方政府额外收益为γAR，港口企业额外收益为γBR，其中γA=αATA/（αATA+αBTB），γB=1-γA，0<γA<1，0<γB<1。当港口企业选择参与价值共创时，获得地方政府奖励的初始碳排放配额，价值为θ1TB，由地方政府支出，这里θ1为奖励系数;反之，受到惩罚，减少初始碳排放配额，价值为θ2TB，归入地方政府收益，这里θ2为惩罚系数。为保证奖惩系数取值的合理性，θ1和θ2（0<θ1<1，0<θ2<1）取某港口至少近三年集装箱吞吐量增比的平均值。当实施碳补贴和碳税时，港口企业选择参与策略的碳补贴λ1TA和选择不参与策略的碳税λ2TA分别为地方政府支出和收益。碳补贴率λ1和碳税率λ2分低（5%）、中（10%）、高（15%）[15]3种情况进行讨论。系统的支付矩阵见表1。

2 模型求解与分析

2.1 均衡点求解

2.4 演化相图和参数影响

由表2得到不实施与实施碳补贴和碳税两种情况下系统的演化稳定策略均为（参与，参与）和（不参与，不参与），价值共创系统最终的演化稳定策略不仅取决于系统的初始状态，更取决于系统的鞍点位置，即损益参数的取值[19]。由均衡点绘制出系统演化相位图，如图1所示，图中x轴和y轴分别为地方政府和港口企业选择参与价值共创的概率。

博弈系统的初始状态决定了系统的收敛结果，由图1得到：折线BO*C和BO**C是系统收敛于不同演化稳定策略的临界线。当不实施碳补贴和碳税时，地方政府和港口企业的演化博弈过程分布在ABO*CA和DBO*CD两部分：若博弈双方初始行为组合点落在ABO*CA内，系统将收敛于均衡点A（0，0），即系统的演化稳定策略为（不参与，不参与）;若落在DBO*CD部分，系统将收敛于均衡点D（1，1），即系统的演化稳定策略为（参与，参与）。图1中O**位于O*的正左方，DBO**CD的面积大于DBO*CD的面积，说明碳补贴和碳税能增加系统收敛于（参与，参与）的概率，促进博弈双方共同参与价值共创。

在实施碳补贴和碳税时，保证其他条件不变，由均衡点O**的表达式可知：λi（i=1，2）决定了系统鞍点的位置，即决定了博弈双方共同参与的概率。若增加碳补贴率λ1或碳税率λ2，鞍点向左平移，DBO**CD面积增大，系统收敛于（参与，参与）的概率增大;反之，减小碳补贴率λ1或碳税率λ2，博弈双方共同参与的概率会降低。因此，高碳补贴率和高碳税率更能促进地方政府和港口企业共同参与价值共创。

3 仿真分析

3.1 天津港基本信息

面对经济和绿色环保的形势变化，天津港作为辐射全球的集装箱枢纽港，在绿色港口建设上持续用力。天津市政府积极追求绿色生态发展，如天津市生态环境局实施环境监管监测并制定《船舶水污染防治技术政策》等。天津市政府和天津港参数取值见表3，数据来源于《天津市2019年预算执行情况和2020年预算》、《2019年天津市生态环境状况公报》、天津市人民政府、天津市交通运输委员会、《天津港股份有限公司2019年度财务报表审计报告》、《天津港股份有限公司2019年企業社会责任报告》、《天津港股份有限公司2019年年报》和中华人民共和国交通运输部。

3.2 数值仿真与分析

利用MATLAB进行仿真分析，探讨选择参与价值共创的初始概率、碳补贴率和碳税率对演化结果的影响。

3.2.1 选择参与价值共创的初始概率对演化结果的影响

数值仿真结果见图2。x0和y0分别为天津市政府和天津港选择参与价值共创的初始概率。

由图2a和2b得出，不实施碳补贴和碳税的演化稳定策略为（不参与，不参与）。当x0不变时，y0越接近1，系统的收敛速度越慢;当y0不变时，x0越接近1，系统的收敛速度越慢。由此可知，天津市政府和天津港将基于自身利益最大化考虑绿色港口建设，若参与绿色港口建设所获的收益难以弥补支出成本，博弈主体逐渐趋向于选择不参与策略。

从图2c和2d可知，实施碳补贴和碳税时，系统的演化稳定策略为（参与，参与）。当x0不变时，y0越接近1，系统的收敛速度越快;当y0不变时，x0越接近1，系统的收敛速度越快。图2b和2d的对比说明，碳补贴和碳税政策能促进博弈双方共同参与价值共创。

综上，天津市政府应该在保证自身可持续发展的同时积极追求绿色生态发展，实施合理的碳补贴和碳税政策，增加天津港参与价值共创的收益，促使其积极进行绿色低碳运营。天津市政府和天津港选择参与价值共创的初始概率越大，天津港在绿色港口建设中的发展速度就越快。

3.2.2 碳补贴率和碳税率对演化结果的影响

当x0=0.8时，碳补贴率λ1和碳税率λ2对演化结果的影响见图3。

当天津市政府和天津港选择参与价值共创的初始概率不变时，对比图2d、3a和3b，保证碳税率λ2不变，碳补贴率λ1越高，系统收敛到演化稳定策略（参与，参与）的速度越快;对比图3c与3d，保证碳补贴率λ1不变，碳税率越高，系统收敛到演化稳定策略（参与，参与）的速度越快。这说明天津市政府制定的碳补贴率和碳税率越高，天津港参与价值共创的收益越大，越能激励天津港积极投身于绿色港口建设。

图2d和图3中，保证天津市政府和天津港选择参与价值共创的初始概率不变。当中、高碳补贴率（碳税率）至少存在一个时，系统的演化稳定策略为（参与，参与），当高碳补贴率和高碳税率同时存在时系统的收敛速度最快;但是，低碳补贴率和低碳税率条件下系统将收敛到演化稳定策略（不参与，不参与）。图3f的演化轨迹经历了先上升后下降，这表明当碳补贴率或碳税率变化较大时，天津港的进化方向会明显改变，进一步证实碳补贴率和碳税率的合理制定能有效改变系统的最终演化稳定状态，高碳补贴率和高碳税率政策兼顾了天津港的经济与生态效益，使其更加坚定绿色港口发展方向。

4 结论与建议

实施合理的碳补贴和碳税政策可使绿色港口发展速度加快，当地方政府和港口企业选择参与价值共创的初始概率接近1、实施高碳补贴率和高碳税率政策时，系统收敛到演化稳定策略（参与，参与）的速度最快，能加快实现港城共荣，有利于推动港口国际影响力和综合竞争力提升。

结合以上结论，对促进绿色港口发展提出以下建议：（1）增加地方政府和港口企业选择参与价值共创的初始概率。前文分析表明，天津市政府和天津港選择参与价值共创的初始概率x0和y0越接近1，越有利于系统收敛到演化稳定策略（参与，参与）。因此，地方政府和港口企业应将环境效益置于经济效益之上，提高环境保护意识和社会责任感，积极主动地参与价值共创。

（2）建立高补贴率和高碳税率机制。实施碳补贴和碳税政策能增加天津市政府和天津港均选择参与价值共创的概率，且高碳补贴率和高碳税率能加快系统收敛到演化稳定策略（参与，参与）的速度。地方政府应结合国情、港口生产能力及民众建议制定较高的碳补贴率和碳税率，助推绿色港口发展。

（3）健全民众反馈机制，加强政民互动。民众意见影响碳补贴率和碳税率的制定，进一步影响地方政府和港口企业的支付成本和行为选择。地方政府应升级政民互动平台，鼓励公民建言献策，实施更合理的碳补贴和碳税政策。

本文研究了地方政府和港口企业参与价值共创的演化过程，引进碳排放配额、碳补贴和碳税三个有效减排措施，对绿色港口发展研究提供一定的参考依据。但本文的博弈模型仅针对地方政府与港口企业“一对一”的行为选择，在未来将进一步研究中央政府与多个港口“一对多”的价值共创行为。

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（编辑 赵勉）

收稿日期： 2020-11-18

修回日期： 2021-03-17

作者简介：

高艳艳（1996—），女，河南安阳人，硕士研究生，研究方向为国际港口现代化管理，（E-mail）2870513807@qq.com;

高洁（1979—），女，江苏太仓人，副教授，硕导，博士，研究方向为港口管理、港口供应链管理等，（E-mail）jiegao@shmtu.edu.cn