基于演化博弈的农业企业绿色技术采用研究

张月华 周叶

(1.南昌航空大学经济管理学院,江西 南昌 330063；2.南昌航空大学区域物流研究所，江西 南昌 330063)

引言

在资源约束与环境挑战日益艰巨的当今社会，考虑经济发展的同时还应顾及生态保护，在经济增长的同时改善生态环境。2021年3月，习近平总书记强调，要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，走绿色低碳发展道路。农业企业生产过程中由于化肥、农药等化学投入品不合理使用，以及养殖废弃物等产生的氮、磷等物质也会对生态环境造成污染，其在规范压力、企业间相互作用等环境作用下也踏入了采用绿色创新技术的行列。

采用绿色技术可兼顾农业企业的经济收益与环境成本，降低其生产活动对环境的影响。González认为，企业内外部因素及绿色技术的特点都会影响其采用绿色技术的意愿[1]；徐莹莹等在此基础上认为环境规制因素也会影响企业的绿色技术采用[2]；刘迪等研究认为，政府激励与约束政策能不同程度促进绿色技术采用行为[3]；高天志等认为，社会互动可促进农户的绿色技术采用[4]；张亚如认为，社会网络是推动农户采用新技术的主要渠道[5]；丁志刚等认为，绿色信贷支持有助于加强采用决策的倾向性[6]。毛欢等研究认为，农户面临多项绿色生产技术时，不同资源禀赋的农户对采纳属性各异的技术有一定的选择偏向[7]；余威震等研究发现，农户在采用有机肥技术意愿与行为上发生悖离,在认知领域主要受性别、年龄、从众心理、土壤肥力、种植规模、生态环境政策认知、化肥减量化行动认知以及绿色生产重要性认知共8个因素的影响[8]。李钇霖等研究发现，农业企业当年的专利数量、研发投入金额与其当年的营业收入正相关,并在一定程度上正向影响着企业的盈利能力[9]。魏洁等研究认为，企业家精神对农业企业技术创新能力发展起着至关重要的作用,是推动农业企业经济创新与发展的内生动力[10]。杨拔翠等研究发现，人力资本是促进农业企业创新发展的重要驱动力[11]。

综上所述，关于农业企业绿色技术的研究，多集中在企业采用绿色技术的影响因素，以及政府规制对技术采用的影响机制等方面，且在农业方面的研究多集中于农户的技术采用行为研究，农业企业的创新绩效研究等方面。然而农业企业的生产活动也会对环境造成污染，且学研方也是绿色技术创新的重要参与方，对农业企业的技术采用起着至关重要的作用[12]，但目前农业企业的技术创新普遍存在研发能力不足、生产效率偏低等问题，农业企业的生产过程除了面临市场竞争，可能还要面对自然灾害等风险，且目前关于学研方参与农业企业技术采用的研究较少，因此本文将学研方加入政府与农业企业的演化博弈模型，基于不同主体自身收益的角度，对系统的主要主体(政府、农业企业、学研方)进行演化博弈分析，以期为农业企业的绿色生产技术采用提供理论建议，推动社会低碳发展。

1 模型构建

假设1：博弈主体为政府部门、农业企业、学研方3方。农业企业可选择采用绿色技术或不采用绿色技术，概率分别为x，(1-x)。学研方可选择积极协同或者消极协同，概率分别为y，(1-y)。政府可选择监管或不监管，概率分别为z，(1-z)。x、y、z∈[0，1]。农业企业作为产学研合作中的资金支持方,给学研方资金支持为Es，当农业企业选择不采用绿色技术时，其可获得基本运营收益为M3，此时农业企业要支付给学研方违约金为E，政府享受农业企业产生的收益为R3。

假设2：农业企业采用绿色技术时成本为T1，学研方积极研发时成本为T2，此时若农业企业采用绿色技术，则农业企业与学研方二者总收益为M1，为政府带来收益为R1；学研方消极研发成本为T4(T2>T4>0)，若此时农业企业采用绿色技术，则农业企业与学研方二者总收益为M2，为政府带来收益为R2。企业与学研方按照β，1-β的比例分配收益。政府采取监管策略时，为鼓励农业企业采用绿色技术，促进社会可持续发展，会对其投入补贴S1，但此时若农业企业未采用绿色技术，其成本为T3(T1>T3>0)，政府会对未采取绿色技术的农业企业收取惩罚为D。

2 各博弈主体稳定策略求解

农业企业的绿色技术采用、学研方的协同策略，以及政府的监管策略选择都是动态变化的过程，都会根据自身利益和需求最大化而不断演进，达到稳定的博弈均衡，因此可以采用演化博弈理论对该三方协同创新系统主体的行为进行分析。

农业企业选择采用绿色技术还是不采用绿色技术的期望收益，以及其技术采用策略的复制动态方程分别为：

Ux=y[z(βM1-T1+S1-Es)+(1-z)(βM1-T1-Es)]+(1-y)[z(βM2+S1-T1-Es)+(1-z)(βM2-T1-Es)]=yβ(M1-M2)+zS1+βM2-T1-Es

(1)

U1-x=y[z(M3+S1-D-T3-Es-E)+(1-z)(M3-T3-Es-E)]+(1-y)[z(M3+S1-D-T3-Es-E)+(1-z)(M3-T3-Es-E)]=z(S1-D)+M3-T3-Es-E

(2)

(3)

式中，当yβ(M1-M2)+βM2-T1+zD-M3+T3+E=0时，F(x)恒等于0，此时有无数个均衡点，否则有x=0，或x=1为均衡点;当yβ(M1-M2)+βM2-T1+zD-M3+T3+E>0时，根据稳定性定理可得x=1为均衡点，农业企业选择采用绿色技术为演化稳定策略。反之有x=0为均衡点，农业企业选择不采用绿色技术为演化稳定策略。农业企业技术采用行为与学研方积极协同创新概率正相关，与政府监管概率正相关，即企业的技术采用行为需要政府的监督激励和学研方的一定知识协助，来降低自身的成本压力。

学研方选择积极参与协同还是消极参与协同的期望收益，以及其协同策略的复制动态方程分别为：

Uy=x[z((1-β)M1-T2+Es)+(1-z)((1-β)M1-T2+Es)]+(1-x)[z(Es-T2+E)+(1-z)(Es-T2+E)]=xM1(1-β)+Es-T2+E(1-x)

(4)

U1-y=x[z((1-β)M2-T4+Es)+(1-z)((1-β)M2-T4+Es)]+(1-x)[z(Es-T4+E)+(1-z)(Es-T4+E)]=xM2(1-β)+Es-T4+E(1-x)

(5)

(6)

式中，当x(M1-M2)(1-β)-T2+T4=0时，F(y)恒等于0，此时有无数个均衡点，否则有y=0，或y=1为均衡点；当x(M1-M2)(1-β)-T2+T4>0时，根据稳定性定理可得y=1为均衡点，学研方的演化稳定策略为积极参与协同创新。反之有y=0为均衡点，学研方的演化稳定策略为消极参与协同创新。学研方的协同创新行为与农业企业的技术采用行为正相关，农业企业技术采用率越大，为学研方带来收益越大，可以促进学研方的积极研发意愿。

政府选择监管还是不监管的期望收益，以及其监管策略的复制动态方程分别为：

Uz=x[y(R1-S1)+(1-y)(R2-S1)]+(1-x)[y(R3-S1+D)+(1-y)(R3-S1+D)]=xy(R1-R2)+x(R2-R3)+R3-S1+D-xD

(7)

U1-z=x[yR1+(1-y)R2]+(1-x)[yR3+(1-y)R3]=xy(R1-R2)+x(R2-R3)+R3

(8)

(9)

式中，当-S1+D-xD=0时，F(z)恒等于0，此时有无数个均衡点，否则有z=0，或z=1为均衡点；当-S1+D-xD>0时，根据稳定性定理可得z=1为均衡点，政府为对企业政府的演化稳定策略为参与监管。反之有z=0为均衡点，政府的演化稳定策略为不参与监管。政府的监管行为与农业企业的技术采用行为呈负相关，即当农业企业自觉采用绿色技术时，政府可节约相应监管成本，现实中一些规模不大的农业企业自身不具备足够的绿色创新能力和风险承担能力，且一些决策人员观点保守，因此体现出绿色技术方面宣传和教育的重要性。

基于演化博弈理论，当雅可比矩阵的所有特征值为非正时，视此情况下的均衡点为该系统的演化稳定点(ESS)。本研究将对三方演化博弈中的8种纯策略均衡点的稳定性进行分析。根据各博弈主体的复制动态方程，得到复制动态系统的雅可比矩阵，通过矩阵的特征值正负取值情况判断局部稳定性：

(10)

复制动态系统均衡点的渐进稳定性分析如表2所示。

3 演化均衡稳定点的影响因素分析

当满足条件βM2-T1-M3+T3+E<0，D-S1<0时，(0,0,0)为局部稳定点，即学研方消极研发时，农业企业采用其绿色技术的净收益小于不采用时的净收益，且政府对农业企业的惩罚小于激励，企业选择不采用绿色技术，政府不监管；当满足条件βM2-T1+D-M3+T3+E<0,S1-D<0时，(0,0,1)为局部稳定点，即学研方消极研发时，农业企业采用其绿色技术的净收益加政府补贴小于不采用时的净收益，且政府对企业的惩罚小于激励，农业企业选择不采用绿色技术，政府选择监管。这表示政府对农业企业的补贴激励，可促进农业企业的绿色技术采用意愿。

当满足条件-(βM2-T1-M3+T3+E)<0，(M1-M2)(1-β)-T2+T4<0时，(1,0,0)为局部稳定点，即学研方消极研发时，农业企业采用其绿色技术的净收益大于不采用时的净收益，且学研方积极研发与消极研发的收益差小于2种状态下的成本差，此时农业企业选择采用绿色技术，学研方选择消极研发；当满足条件-[βM1-T1-M3+T3+E]<0，-(M1-M2)(1-β)+T2-T4<0时，(1,1,0)为局部稳定点，即学研方积极研发时，农业企业采用其绿色技术的净收益大于不采用时的净收益，且学研方积极研发与消极研发的收益差大于2种状态下的成本差，此时农业企业选择采用绿色技术，学研方选择积极研发。因此农业企业在与学研方合作时，应确定公平合理的收益分配规则，以促进学研方的积极合作。

4 结语

本文通过演化博弈研究政府、农业企业、学研方的行为策略，在当今社会的“双碳”背景下，产研政在绿色技术采用的过程中，是否能够更紧密的合作，以促进社会的可持续发展，与三方主体的收益及成本紧密相关。政府对农业企业的激励程度，直接影响到其是否愿意采用绿色技术，同时学研方与农业企业的收益分配规则，直接影响到其是否愿意与农业企业积极合作，交付自身的核心知识与技术。因此在环境问题日益严重的今天，政府应该制定合理的环境规制政策，刺激农业企业积极采用先进的技术，在提高产能和市场竞争力的同时，降低污染排放，同时实现绿色技术的采用和农业企业生产产能的提高。但是同时也应充分考虑农业企业的实际情况，“因地制宜”、灵活运用政府的激励与惩罚措施，为农业企业绿色技术创新提供持续动力，发挥政府的调控作用，并通过公共渠道、网络、电视、媒体等方式宣传绿色技术，提高农业企业的整体绿色意识，以实现经济和环境的协调发展。企业作为技术的主要需求方，应采取公平的收益分配规则，同时引入政府监督。公平合理的收益分配规则可促使科研机构的积极合作，提高绿色创新型农业生产技术在企业间的成果转化，进一步缩短企业的成本周期，进而提高企业的资金回收周转率，引入政府监督可对二者的合作行为进行监督管理，促进其健康公平合作。同时农业企业本身也要不断的积极创新，充分利用我国的各项优惠政策，以早于同行企业的速度获得技术与生产创新，生产出满足消费者与市场需求的绿色产品。为自身在市场上争取更大的竞争优势，农业企业的技术创新不仅要积极学习掌握先进技术，更要确保各项运营落实到位，这就要求企业内部对各层工作人员要宣传到位，加强企业内部人才管理，引进技术性人才，员工理解并运用绿色技术，才能加快绿色技术的采用和实施，为农业发展贡献力量。

随着我国提出乡村振兴发展战略，农业企业的技术创新在持续发展，农业创新型企业是实施创新驱动发展战略和乡村振兴战略的生力军，国家科技政策是农业创新型企业升级发展的导向标。然而农业企业由于效益低、创新投入风险大、研发周期长的特点，涉农企业的技术创新与使用还需要不断激发其活力，促进其创新环境的改善。