从经济学及博弈角度分析环境污染

超出其治理成本越多， 政府监督的可能性越大， 排污排放污染
的可能性越小。也就是对于大企业， 其排污量大， 政府对其排污
的税收和罚款比较多， 如果大型企业不进行污染治理一旦排污
被政府查处， 要缴数量巨大的罚款与税金， 因此大企业一般自
行进行污染治理。而对小企业来讲， 政府对其受的税金比较低，
罚 款 也 比 较 少 ， 小 型 企 业 排 污 的 概 率 ２（
代 人 ， 在 市 场 条 件 不 发 达 、受 害 人 员 多 、交 易 成 本 高 、搭 便 车 现
象严重， 这 样 就 需 要 一 个 统 一 的 、具 有 代 表 性 的 、能 有 效 降 低 交
易 成 本 的 组 织 或 机 构 与 排 污 者 协 商 和 谈 判 。政 府 就 是 这 样 的 组
通 过 政 府 监 督 使 治 理 污 染 的 成 本 内 部 化 。环 境 污 染 给 整 个 社 会
带来危害不仅是社会效用的降低， 更重要的是生态环境破坏及
人 们 健 康 的 危 害 。然 而 人 们 的 生 产 经 营 和 生 活 消 费 要 利 用 环 境
资源， 同时不可避免给环境带来破坏。这就要求人们为了当代
经济理论问题 *生产力研究+Ｎｏ．１８．２００７
从经济学及博弈角度分析环境污染
杨凤娟 １， ２
（ １．河南大学 工商管理学院， 河南 开封 ４７５００１； ２．上海财经大学， 上海 ２００４３９）
【摘 要】 环 境 资 源 是 一 种 公 共 资 源 ， 是 典 型 的 公 共 财 产 ， 其 特 点 表 现 为 产 权 规 定 不 明 晰 、外 部 性 及 资 源 配 置 的 市 场失灵， 这些特性导致环境资源的过渡使用、环境污染、生态破坏。从博 弈 角 度 分 析 ： 环 境 污 染 事 实 上 是 囚 徒 困 境 ； 污 染 治 理的方法是大型企业采取内部治理， 小型企业通过税收政府集中治理。
等。如果这些条件不能满足， 市场就不能有效地配置资源， 即市 场失效。由于环境资源是公共物品， 具有非竞争性与非排他性， 环境资源具有外部性， 环境资源不能通过市场进行有效的配 置 ， 存在 市 场 失 灵 。 这 样 不 论 谁 利 用 环 境 资 源 、成 本 为 多 少 ， 从 中得到的收益为多少， 都没有一个市场价格， 环境资源的无价 性进一步加重了环境资源过度使用， 造成环境恶化。
商的办法， 涉及的人太多， 难以形成一致的看法； 涉及的人多则
难以 避 免 免 费 搭 车 情 况 。 这 样 很 难 通 过 产 权 的 建 立 、讨 价 还 价
解 决 污 染 问 题 。如 果 把 环 境 社 会 中 的 人 群 分 为 排 污 者 和 受 污 者
两大群体， 受污者的人员比较多， 不仅包括当代人， 也包括下一
排污者 Ａ 排污 不排污
排 污 ５， ５ 排污者 Ｂ
不排污 ２， ８
８， ２ １０， １０
图 １ 为无管制情况下的博弈支付矩阵
该博弈有两个纳什均衡， 即（ ５， ５） 和（ １０， １０） 也就是两个人 同 时 排 污 或 者 两 个 人 同 时 不 排 污 。 但 是 纳 什 均 衡（ １０， １０） 是 不 稳定的， 因为 Ａ 与 Ｂ 两个合谋不排污是不可信的， 一旦一个选 择不排污， 另一个可能排污， 那么排污者的收益为 ８， 不排污者 的 收 益 为 ２。 最 后 的 纳 什 均 衡 是（ ５， ５） ， 社 会 的 总 效 益 为 １０， 而 不是 ２０， 环境污染、社会总效益降低。这实际上是两人博弈的囚 徒困境。
二、环境污染的博弈分析
上面从经济学角度分析了环境污染的经济原因， 下面利用 博弈分析环境污染问题。首先假定政府不进行管制， 市场是自 由竞争的， 在环境污染博弈中参与人是两个相同的排污者 Ａ 与 Ｂ， 两 个 人 的 策 略 是 排 污 与 不 排 污 ， 假 设 两 个 人 都 不 排 污 ， 有 一 个 好 的 环 境 ， 大 家 收 益 都 为 １０； 如 果 大 家 都 排 污 ， 这 时 环 境 恶 化， 每个人的收益都降低到 ５； 如果一人治理不排污， 另一个人 排污， 由于治理污染要付出成本， 不排污者的收益 ２， 而排污者 的收益 ８。该博弈的支付矩阵见图 １。
ｃ ａ＋Ｆ）
相对大， 也就是小
企业多数ห้องสมุดไป่ตู้意缴纳税金， 把治理污染的问题转嫁给政府。
总而言之， 在有政府监管的情况下， 大型企业排污量大， 所
缴的税金与罚款较多， 加上自己有资金， 一般是在内部进行治
理， 而对于中小型污染企业， 由于资金有限加上税金低， 一般自
己不进行治理污染， 而是通过缴纳税， 政府集中治理。但是对于
假定 Ｃ＜ａ（ 这样政府才有动力去监督） 。如果排污者不排放污染
自 己 要 进 行 治 理 ， 治 理 成 本 为 ｕ， 假 定 ｕ＜ａ＋Ｆ（ 这 时 排 污 者 才 有
动 力 不 排 污） 。 为 了 分 析 方 便 现 在 假 定 排 污 者 的 策 略 是 不 缴 税
排污或者自行治理污染。在上述假设下， 那么政府与排污者博
污者以自己的利润最大化， 政府以社会福利最大化。排污者的
行 动 集 合 是 排 污 、不 排 污 ； 政 府 机 关 的 行 动 集 合 是 监 督 、不 监
督。政府监督要付出成 Ｃ， 政府的不监督成本为 ０。假定所有排
污者的规模相同， 排污者排污要向政府缴纳税 ａ， 排污者不缴税
排污被政府查处， 不但进行罚款并且还要补缴税收， 罚金为 Ｆ。
上面分析的是两人博弈模型， 在现实经济中排污者有很多 个， 假定有 ｎ 个排污者， 这实际上就是有 ｎ 个局中人的博弈模 型。在没有政府监管的情况下， 这 ｎ 个局中人进行博弈， 他们会 根据自己的利益最大化选择自己的策略， 要么排污， 要么不排
【收稿日期】２００６－ ０５－ １１ 【作者简介】杨凤娟（ １ ９ ６ ６ － ） ， 女， 河南长垣人， 河南大学工商管理学院管理科学与工程研究所副教授， 上海财 经 大 学 统 计 学 系 博 士 研 究 生 ， 研 究方向： 绿色 ＧＤＰ 核算。
环境污染不仅是囚徒困境， 即个人效用最大与社会效用最
优的背离， 更重要的是生态环境破坏及对人健康的危害。一旦
环境遭到破坏， 它的修复需要耗费相当长的时间和社会成本；
同 时 人 们 的 健 康 恶 化 无 疑 也 会 带 来 社 会 福 利 的 下 降 。这 些 损 失
（ 或成本） 都 难 以 用 货 币 进 行 衡 量 。 如 何 有 效 控 制 环 境 污 染 ， 即
!
污， 如果大家都不排污， 环境不会被污染， 整个社会福利最大。
但是合谋不排污是不可信的， 因为， 如果你不排污就要进行污
染治理， 治理要成本， 结果你和别人共享同样的环境， 你的效用
相对他人较低， 因此你不排污你吃亏， 结果大家都排污， 这就是
ｎ 人博弈的囚徒困境。
三、政府管制情况下环境污染的博弈分析
一 、环 境 资 源 的 产 权 、外 部 性 及 市 场 失 灵 造 成 环 境 污染
从经济学角度分析， 环境污染有三个方面原因造成。第一 是 环 境 资 源 的 产 权 不 明 晰 引 起 环 境 污 染 。在 经 济 学 中 ， 供 人 们 使 用 的 产 品 分 为 私 人 产 品 与 公 共 产 品 。一 个 私 人 产 品 只 能 被 消 费 一次， 如果消费者 ｉ 消费了它， 其他人就不能再利用它来消费 了。但是，公共产品可以多次消费， 消费者 ｉ 对它的消费并不阻 止 其 他 消 费 者 对 它 的 利 用 。河 流 、大 气 层 、海 洋 及 许 多 的 森 林 和 山地等环境资源被认为是公共物品， 其产权非私人所有， 产权 没有明确的规定， 它的使用具有非竞争性和非排他性。企业和 消费者都可以把废气排放到大气中， 把废水排放到公共拥有的 河流中， 把工业垃圾及生活垃圾堆放在公有的场地， 森林被人 们 过 渡 砍 伐 。结 果 是 环 境 被 污 染 、生 态 被 破 坏 。第 二 是 环 境 资 源 的 外 部 性 引 起 环 境 污 染 。环 境 污 染 的 负 外 部 性 是 指 市 场 主 体 对 环境所造成的不利影响往往转嫁给全社会， 自身并不承担相应 的责任 。 譬 如 像 空 气 、河 流 和 海 洋 等 公 共 资 源 没 有 明 确 的 财 产 权，当 市 场 中 的 经 济 主 体（ 企 业） 的 生 产 行 为 给 公 共 产 品 带 来 污 染 时 ， 这 事 实 上 存 在 因 污 染 而 带 来 的 社 会 成 本 。但 因 公 共 资 源 财 产权的模糊， 经济主体在生产活动中只考虑私人成本， 不考虑 社会成本， 其生产成本小于总成本， 把环境污染的社会成本转 嫁给全社会， 由社会共同承担。由此可见环境污染的负外部性 引 起 环 境 污 染 。第 三 是 环 境 资 源 的 市 场 失 灵 造 成 环 境 污 染 。在 市场经济中， 市场上的供求关系和供求状况决定着厂商生产经 营行为和居民的消费行为， 也就是说市场通过价格机制起着配 置资源和国民经济再分配的作用。但是， 市场有效应该包括若 干条件， 如资源必须产权清晰， 进行市场竞争， 外部性不明显
织， 政府应当代表受害者保护环境。政府必须代表公众利益博
弈方， 它的任务是执行各种规章制度， 制止企业排污。例如政府
界定每个人都有享受美好环境的权利， 对制造污染者进行收税
或者罚款， 这样政府和公共部门就可以根据社会福利最大化原
则 来 分 配 公 共 物 品 、安 排 社 会 生 产 。
在上述假定下政府代表受污者群体与排污者进行博弈， 排
弈的支付矩阵为见图 ２。
排污者
排污
不排污
政府
监 督 ａ＋Ｆ－ Ｃ， － ａ－ Ｆ＋ｕ 不监督 － ａ－ Ｆ， ａ＋ Ｆ＋ｕ
－ ｃ， ａ＋Ｆ－ ｕ ０， － ｕ
图 ２ 政府监督的博弈分析
该支付矩阵不存在纳什均衡， 但是我们可以求出混和纳斯
均衡为：
#! "! "$ ａ＋Ｆ＋２ｕ ， ２（ ａ＋Ｆ－ ｕ） ３（ ａ＋Ｆ） ３（ ａ＋Ｆ）
防止环境使用中囚徒困境的发生。目前主要有两种解决思路：
一是通过市场解决， 不需要政府的干预， 通过环境资源的产权
建立， 排污者与受污者双方的讨价还价解决污染问题， 让市场
自行实现最优； 二是政府或法令管制的途径， 通过市场解决存
在以下问题： 环境资源是公共产品， 在使用方面具有非竞争性
和非排他性， 界定环境的产权成本比较高， 难度大； 通过私人协
【关 键 词】 环境污染； 污染治理； 博弈分析 【中图分类号】Ｆ０６２．２ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００４－ ２７６８（ ２００７） １８－ ０００６－ ０２
环境污染是有害物质或有害因子进入环境并在环境中发 生 扩 散 、迁 移 、转 化 ， 并 跟 生 态 系 统 的 诸 要 素 发 生 作 用 ， 使 生 态 系统的结构与功能发生变化， 对人类以及其它生物的生存和发 展 产 生 不 利 影 响 。目 前 在 全 球 范 围 内 不 同 国 家 出 现 不 同 程 度 水 污 染 、空 气 污 染 、温 室 效 应 、酸 雨 及 臭 氧 层 破 坏 等 ， 这 些 污 染 对 生态环 境 、经 济 发 展 及 人 体 健 康 都 造 成 不 同 程 度 的 影 响 。 本 文 从经济学及博弈角度分析环境污染的原因。
，
ｃ ， ２（ ａ＋Ｆ） － ｃ ２（ ａ＋Ｆ） ２（ ａ＋Ｆ）
混合纳什均衡表明，
政 府 以 ａ＋Ｆ＋２ｕ ３（ ａ＋Ｆ）
的概率进行监督， 以
２（ ａ＋Ｆ－ ｕ） ３（ ａ＋Ｆ）
概率不监督；
排污者以 ｃ ２（ ａ＋Ｆ）
概率排污， 以
２（ ａ＋Ｆ） － ｃ 概率不排污。 ２（ ａ＋Ｆ）
从该博弈纳什均衡可以看出： 在政府对排污者收税与罚款
大型企业还是中小型企业， 不管是政府治理还是自己治理， 实
际上都是把治理污染的社会成本转化为内部成本。
四、结论
环 境 资 源 是 一 种 公 共 产 品 ， 其 特 性 具 有 产 权 不 清 晰 、外 部
性及资源配置存在失灵， 这些特性导致了环境污染。从博弈角
度分析环境污染事实上排污者之间的囚徒困境， 治理污染必须