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内容摘要：应对气候变化已经成为当前科学研究的一项重要任务。国际贸易和气候变化两大体系之间，存在着相互影响的复杂关系。透过表面上具体规则之间的冲突和一致性，应用博弈论可以较为清晰地理解两者之间潜在的规律和未来的发展趋势。本文介绍和梳理了当前学术界在气候变化和国际贸易这一研究领域里运用博弈论进行分析的争论和成果，并探讨了未来的研究思路和发展方向。
关键词：气候变化 国际贸易 博弈
应对气候变化已经成为当前科学研究的一项重要任务，无论是自然科学还是社会科学，均已有相当数量的研究成果出现。从国际贸易和气候变化的相互关系来看，两者之间的传导机制和政策框架均具有涉及范围较广、影响意义深远等特点。参与各方的收益不仅仅取决于各自所做出的决策，而且会受到其他参与国决策的影响，实质性的国际协调必然要建立在对各国的收益进行充分考虑的基础之上。在这种情况下，以数学模型模拟理性决策者之间的冲突与合作，“广泛而深入地改变了经济学家的思维方式”的博弈论，具有对上述问题进行深入分析的潜在优势。有鉴于此，本文介绍和梳理了当前国际学术界在气候变化与国际贸易这一领域运用博弈论进行分析的争论和成果，同时把笔者对于相关问题的思考融入其中，最后总结并探讨了研究思路和方向。
非合作博弈
（一）完全信息静态博弈
首先可以采用经典的囚徒博弈来分析在温室气体减排方面的国际合作。假设一个双人博弈，每一方有两种策略{减排，不减排}，并用收益矩阵（见表1）表示两方所得。
从表1不难看出，策略组合（减排，减排）实现了参与双方的共同收益最大化，显然是社会的最优选择，但策略组合（不减排，不减排）才是一个纳什均衡。纳什均衡的收益是低于社会最优选择的。这种情况与各国应对气候变化的策略非常相似，而且现实中需要各方做出的可能不仅仅是减排与否的选择，而是减排多少的决策。
Finus（2001，2003）建立和发展了相关模型，并将研究对象从全球的污染物进一步推广到跨界的污染物。在连续的策略空间中，每个参与者做出减排数量的决策。这一模型可以应用到温室气体的排放，也可用来分析影响臭氧层的污染物的情况。模型并未对排污进行动态分析，但最终的结果仍然显示纳什均衡的减排量要小于社会的最优减排量。
（二）完全信息动态博弈
Osborne和Rubinstein（1994）、Finus（2001）的研究涉及温室气体减排的囚徒困境重复博弈。在现实中，各国做出的关于温室气体排放的决定通常是多次的，而且也会多次改变其决策。因此，囚徒困境的重复博弈与单阶段的囚徒博弈相比，是一种更为适合的分析方法。
Finus（2001，2003）建立了一个两方的三阶段博弈模型。在第1阶段，各国同时选择是否成为签约国；在第2阶段，签约国为实现其共同收益的最大化而选择减排或排污；在第3阶段，非签约国同时选择减排或排污。进一步运用逆推归纳法：在第3阶段，囚徒博弈的纳什均衡是参与者选择排污，所以非签约国将选择排污。倒推至第2阶段，如果没有签约国的话，参与国会推测非签约国将在第3阶段选择排污，那么他们也选择排污。而在双方都是签约国的情况下，选择共同减排可以实现共同受益的最大化。同时，在第1阶段，如果Y国决定成为签约国，X国则并不关心是否成为签约国，那么无论其它的参与者采取何种策略，X国成为签约国都不会使其情况变得更坏。这样就得到子博弈的完美均衡，即所有的国家都成为签约国。而当各国能够就他们的减排做出连续的选择时，他们会仍然选择最优减排水平（Barrett，2003）。
Barrett（1994，2003）将上述模型进一步扩展至多个参与者的情况，并考虑存在一个不仅可以保证所有非签约国最大化其各自收益，而且可以实现签约国共同收益最大化的协议。假定有n个参与者，每个参与者的排放成本和排放收益函数相同。α是签署了国际环境协议的国家所占的比例，则签约国的数量为nα。非签约国的收益为πn(α)，签约国的收益为πs(α)。如果一项国际环境协议是自我执行的，应有：πn(α-1/n)≤πs(α) and πn(α)≥πs(α+1/n)。换句话说，如果没有签约国可以从退出协议中获益，也没有非签约国可以从加入协议中获益时，该项协议就是可自我执行的。
Barrett（1994）发现当合作的收益较小时，国际环境协议可能达到较高的合作水平，而当收益很大时，一项自我执行的国际环境协议将很难为数量众多的签约国提供支持。这一结果揭示出完全的国际合作是具有内在缺陷的，即使存在一项国际协议，各国也会有不遵守协议、不参加协议或是退出协议的种种动机。在这种情况下，互惠协议、旁支付、议题联系和贸易限制等举措可以发挥一定的作用。
Holz，F.，C.von Hirschhausen，et al.（2008）构建了一个两阶段博弈模型（GASMOD）用以描述欧洲天燃气供给市场，包括出口至欧洲的天燃气（上游市场）和欧洲内部的批发贸易（下游市场），基础设施水平也考虑在内。模型对比分析了三种可能的市场情景：两个市场上的古诺竞争；两个市场上的完全竞争；下游市场的完全竞争和上游市场的古诺竞争（欧盟自由化）。结果显示，第一种情景可以最为准确地描述欧洲目前的天然气市场，两阶段供给方的加价均建立在最终消费者支出的基础之上。如果考虑一个新加入的，占有一定市场份额的出口商，那么下游市场所引致的竞争可以避免双重边际化的福利损失效应，从而带来更低的价格和更多的数量。
（三）不完全信息动态博弈
Alain Haurie和Laurent Viguier（2003）建立了一个随机博弈均衡模型，通过描述俄罗斯和中国在碳排放许可国际市场上的竞争，探讨了主要的发展中国家进入国际碳排放许可市场所可能带来的冲击。考虑到发展中国家的进入时间是不确定的，用事件树模拟可以得到动态博弈模型的S-adapted均衡，以及俄罗斯使用“热空气”的最优可能策略。研究结果显示，发展中国家在碳排放市场上加入时间的不确定性对于所有参与者的行为是有影响的。如果假定发展中国家将在下一个承诺期接受排放目标，发展中国家的贸易状况会发生重大变化。在每单位资本的排放许可趋同的假定下，中国不会从CDM项目中出售CERs。
Alain Haurie（2005）通过在较长期的成本收益分析中加入对于全球气候变化来说非常典型的时间偏好因素，建立了一个迭代博弈模型，为气候变化的博弈分析提供了新的理论依据。模型假定每一代参与者都具有随机的生命期限，并将在生命的最后时期把对经济系统的控制权转移到下一代。从当代人开始，采用代际内的纯时间偏好率ρ和代际间的利他参数β对每代人无限次序的预期消费进行双重贴现，在连续时间下基于对DICE94模型的简化，最终得到与马尔可夫决策过程（MDP）非常相似的动态规划方程，并证明存在唯一的均衡解。
合作博弈
应对气候变化需要多方采取共同行动，然而，包括所有国家的较大的联盟和仅包括少数国家的较小的联盟相比，是否就更有可能实现合作的目的呢？与此相关的考虑还体现在对联合国、世界贸易组织等国际组织在减缓气候变化中所能发挥的作用方面。应用合作博弈理论的方法，也可以对这一问题进行分析。合作博弈理论主要关注参与者之间是否可以形成联盟，并且在联盟内部采取彼此合作的行动，而对于联盟以外的其它参与者或联盟则实施非合作行为。
Wirl，F.（1995）建立了一个有关全球变暖背景下化石燃料的开发和碳税之间的动态博弈模型。Rubio，S.J.and L.Escriche（2001）基于这一模型对能源出口卡特尔和能源进口国联盟之间的长期互动关系进行了分析，并探讨在何种情况下设计合理的碳税可以使得联盟也能够分享卡特尔的一部分利润。结果显示，从外部性会导致市场低效率的角度来看，符合马尔科夫完美纳什均衡定义的碳税是一种中性的庇古税。
Viguier，L.L.（2004）认为，由于减少温室气体排放所带来的收益很难局限于单一的消费者或消费者群体，这就决定了在面对数量众多的参与国和迭代群体的情况下，往往会出现供给不足和搭便车的现象。因此只有创造出全球合作的动机，才能实现这一类型的公共产品的最优供给。例如，在不同的政策框架体系下，通过议题关联实现彼此的互惠。也就是说，可以把气候变化同国际贸易、技术的研发与扩散，以及绿色发展援助等重要议题联系在一起。
Kemfert，C.（2004）讨论了应对气候变化的联盟博弈，并关注像美国这样的非合作的国家是否有动机去参与基于议题关联所建立的联盟。具体的议题关联是通过增加研发支出，促进可以提高能源利用效率的技术创新。模型的计算结果显示：如果各国在技术创新上采取合作，像美国这样的非合作国家是有动机去参与一个气候联盟的。
Macho-Stadler（2007）认为无论是宏观层面，还是微观层面，经济活动通常会包含外部性，以及随之而来的关于受影响各方赔偿水平的争议。如果形成的大联盟是有效的，即使存在外部性，也可以将合作的收益（或成本）进行分配。研究结果表明，通过博弈模型，可以获得满足有效、线性、有虚拟参与者和强对称公理的分配规则，而且是一个满足所有这些性质的唯一规则。
Lessmann，K.，R.Marschinski，et al.（2009）指出，2010年以后的气候合作从目前来看具有高度的不确定性，所以旨在加强各国参与的国际环境协议这一政策工具是非常重要的，例如贸易制裁。虽然多区域最优增长模型是综合评价的常用技术工具，但是在引入贸易制裁之后，竞争均衡的扭曲会使得相关的数值计算难以进行。因此，可以将贸易和贸易制裁引入一个联盟稳定模型，对贸易制裁在支持IEA中的作用进行评价。
总结与研究方向
综上，从博弈论的视角出发，气候变化与国际贸易产生交织的领域主要集中在以下两个方面：一是由于温室气体减排的全球公共产品特性所带来的一系列问题。如碳泄漏、边界碳调整、碳税等。二是和贸易政策有关的讨论。如贸易制裁、谈判威胁以及技术转移等。从研究进展来看，相关研究成果呈现出三个主要特征：其一，参与国的范围不断扩大，从最初的发达国家之间的博弈扩展到包括主要的发展中国家在内的博弈。其二，博弈分析所使用的方法不断完善改进，从静态分析发展到动态分析，并开始与随机控制理论、动态规划理论相结合。其三，博弈分析的前提假设越来越符合与贴近现实，并且开始引入不确定性因素。
考虑到气候变化问题的复杂性，以及气候变化与国际贸易之间的互动关系，未来的研究思路和发展方向大致表现在以下两个方面：第一，如何设计出更容易取得一致性的政策框架体系，从而有利于联合国、世贸组织等国际组织发挥其国际协调的作用。第二，如何判断在一项气候协议或贸易协议生效的情况下，有关各方会如何行动，从而有利于具体的某一国调整其相关的政策以及发展战略。
总之，博弈论作为一种分析工具，有其显著的优势。将博弈论和气候变化经济学、国际经济学、环境经济学、发展经济学等理论结合起来，搭建涉及气候、贸易、产业等广泛领域的一揽子政策体系，营造应对气候变化的国际合作和国内行动统筹协调的积极氛围，将是更为科学和现实的考虑。
参考文献：
1.Barrett,S.,M.(2005).Chapter 28 The theory of international environmental agreements.Handbook of Environmental Economics,Elsevier.Volume 3:1457-1516.
2.Breton,M.,A.Sokri,et al.(2008).Incentive equilibrium in an overlapping-generations environmental game.European Journal of Operational Research 185(2):687-699.
3.Curtis,F.(2009).Peak globalization:Climate change,oil depletion and global trade.Ecological Economics 69(2):427-434.
4.Flachsland,C.,R.Marschinski,et al.(2009).Global trading versus linking:Architectures for international emissions trading.Energy Policy 37(5):1637-1647.
5.Holz,F.,C.von Hirschhausen, et al.(2008).A strategic model of European gas supply (GASMOD).Energy Economics 30(3):766-788.
6.Kemfert,C.(2004).Climate coalitions and international trade: assessment of cooperation incentives by issue linkage.Energy Policy 32(4):455-465.
