近年来,以雾霾、河流污染等为代表的跨界污染问题严重影响了我国经济社会的可持续协调发展。本文将跨界污染治理视为典型的地区间外溢性公共品,从公共经济学的视角出发,分析了我国地区间跨界污染治理的种种困境,并通过构建两阶段多边博弈模型,探讨了补偿机制的可行性。本文首先构建了一个跨地区的污染模型,通过中央政府干预或不干预的博弈分析发现,当污染存在地区内部及跨地区的外溢性时,如果中央政府不介入而由企业自行设定产出水平,那么企业的污染排放水平将超过社会有效率的水平。在此基础上,本文进一步构建了一个两阶段多边补偿机制博弈模型,即由中央政府设计一个地区内部企业与居民之间以及跨地区之间的补偿机制,来解决以上的无效性问题。结果显示,当企业支付的补偿金额取决于居民设定的补偿系数,而居民得到的补偿金额又取决于企业设定的补偿系数时,相互影响的博弈关系使得企业和居民从自身的利益出发,将补偿系数设定在企业污染对于居民边际损害的水平,从而企业生产水平会达到有效状态,两阶段多边补偿机制实现了有效的污染排放。本文在庇古税思想的基础上,通过放松庇古税对外部性相关信息的强假设,构建了一个两阶段多边补偿机制,即由企业缴纳庇古税后,中央将征收的庇古税补偿给居民,这样不仅内部化了企业污染给居民造成的负外部性,还进一步平衡了地区间的跨界污染治理问题。