碳转移背景下的区域协同减排：基于微分博弈的中国三大城市群分析

《Energy Economics》：Regional collaborative emission reduction under carbon transfer: A differential game analysis of China's three major urban agglomerations

　　

• •
  碳转移的内生化揭示了动态博弈均衡路径。
• •
  统一的合作治理保障了帕累托最优的福利改善。
• •
  "补偿驱动减排、让步驱动合作"的治理模式
• •
  跨区域补偿显著提升了各区域的减排能力。
• •
  针对京津冀、长三角和粤港澳大湾区量身定制了收益分配方案。

引言

在全球气候变化日益加剧的背景下，碳治理已成为各国政府实现可持续发展目标的核心政策优先事项（Behera等，2023）。自《巴黎协定》签署以来，世界各国纷纷制定了碳峰值和碳中和时间表，加速向低碳发展转型（van Vuuren等，2018）。在此背景下，碳治理已从传统的环保议题演变为涉及资源分配、生产组织和区域协调的系统性变革（Ding等，2024）。然而，在实践中，生产与消费之间的空间错配——特别是产业从发达地区向欠发达地区的转移——引发了显著的跨区域碳排放转移（He和Chen，2023）。这种转移不仅模糊了排放责任的归属，还削弱了合作减排的激励，可能导致责任推诿、效率损失和政策失灵（Xu和Ding，2026）。因此，建立有效的区域治理机制以应对碳转移已成为防止制度推诿和监管失败的关键前提（Xu等，2026；Bai等，2025；Fang等，2024）。

在中国独特的财政分权和本地绩效考核制度下，这一治理挑战尤为突出。在这一制度安排中，地方政府兼具公共代理人和理性经济主体的双重身份，具有强烈的本地经济增长偏好（Xu和Wu，2020）。虽然这种制度安排激发了地方积极性，但往往导致对区域环境效益的重视不足，加剧了"管辖权碎片化"，从而削弱了跨区域合作减排的内生动力（Zhang等，2025）。与此同时，治理责任碎片化、部门间协调薄弱以及缺乏有效的利益分享机制进一步制约了区域协同治理的效率。现有研究表明，通过产业分工和贸易产生的内含碳转移在京津冀地区持续上升。例如，作为首都功能疏解的一部分，天津和河北承接了大量从北京转移的制造业（Wang等，2023）。类似地，尽管长三角地区频繁发生产业转移，但这些转移并未带来显著的碳减排效果（Zhu和Ding，2022）。

由于产业迁移和碳排放的区域分配具有内在的动态性，现有的静态或外生政策干预无法适应这些流动的、随时间变化的边界，导致长期区域碳转移管理中持续存在效率低下的问题（Ding等，2022）。如何在动态政策框架内充分内生化碳转移行为，已成为理论建模和实际治理中亟待解决的紧迫问题。为满足这一需求，本研究运用动态博弈理论充分考虑碳空间溢出的负外部性，旨在通过激励相容的区域补偿机制将这些外部性内部化。本文构建了三分支微分博弈框架，并使用中国三大城市群的经济社会和环境参数进行校准——京津冀、长三角和粤港澳大湾区。通过将地方政府建模为连续时间跨度内相互作用的决策者，本文系统分析了碳转移如何动态影响多区域排放轨迹、社会福利和制度整体绩效。

与现有文献相比，本研究在三个方面对已有文献做出了根本性贡献：第一，理论贡献，本研究建立了一个成功内生化碳转移和利益分配的三分支微分博弈模型。该框架有效捕捉了传统双边或静态环境博弈模型所忽视的多方动态策略互动。第二，方法贡献，我们引入了一种将动态博弈理论与实证校准数值模拟和谐统一的高级分析范式。这使我们能够在高度复杂和异质的区域经济环境现实中准确追踪并精确模拟多区域策略演化轨迹。第三，政策贡献，我们提出了以"补偿驱动减排、让步驱动合作"为核心的区域治理模式。我们摒弃了通用的、一刀切的建议，紧密结合京津冀、长三角和粤港澳大湾区三大城市群独特的技术、财政和生态特征，提供定制化、差异化的利益再分配方案。

章节摘要

文献综述

鉴于大气环境的公共品属性和碳排放的空间溢出效应，跨境合作治理已成为有效的减排策略（Bai等，2025）。然而，由于合作各方政策偏好不同和权力失衡，区域合作往往存在退化为零和博弈的风险（Liu等，2022b）。现有文献广泛考察了区域间外部性管理问题，重点关注了

假设与收益函数

采用微分博弈理论分析动态冲突与协调策略。在这类模型中，参与者的决策随时间连续演化，使得各行为体能够通过时间依赖策略达成纳什均衡。通过构建微分博弈框架，可以比较分析合作与非合作区域减排情景下的最优策略，从而揭示决策路径和互动如何影响

分权均衡与合作均衡

为研究区域间碳排放转移对合作减排的影响，对三种情景进行了比较分析：（1）不考虑碳排放转移的独立决策非合作博弈；（2）纳入碳排放转移的独立决策非合作博弈；以及（3）统一决策的合作博弈。

数值模拟与敏感性分析

推进国家级城市群的低碳转型和构建多元化实施路径已成为实现碳达峰和碳中和战略目标的核心突破口。为检验理论模型的区域适用性和政策兼容性，本研究选择京津冀、长三角和粤港澳大湾区作为典型研究样本。⁴

讨论

现有研究大多采用双边静态博弈框架或外生碳转移设定，无法捕捉多主体动态策略反馈和第三方反制效应。通过将碳转移内生化作为状态变量并嵌入三分支动态框架，本文纠正了双边模型中合作减排收益的估计偏差。同时，三大城市群的横向比较

结论

本研究构建了微分博弈模型，并运用数值模拟考察了碳排放转移和合作决策在城市群排放治理中的作用。以下结论为城市群的碳管理和政策协调提供了理论支持：

• (1)
  最优均衡策略和状态变量的稳态值与经济产出效率、区域

责任声明

通讯作者李永玲将负责本文在审稿和出版过程各阶段以及出版后的通信工作，包括回答有关结果、数据、方法和材料的未来任何问题。

作者贡献声明

杨泽：撰写——审阅与编辑，撰写——原稿撰写，验证，方法论，调查研究，数据整理，概念构思。 李海能：验证，调查研究。 张宇辰：验证，概念构思。 李永玲：撰写——审阅与编辑，指导监督，概念构思。

致谢

本研究得到国家社会科学基金重大项目（项目编号：21AZD058）的资助。

杨泽|李海能|张宇辰|李永玲