基于演化博弈理論的流域生態(tài)補(bǔ)償研究

李昌峰　張孌英 趙廣川 莫李娟

摘要進(jìn)入21世紀(jì)以來，在中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時，生態(tài)環(huán)境也進(jìn)一步惡化，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)行環(huán)境污染問責(zé)制勢在必行，生態(tài)補(bǔ)償作為生態(tài)環(huán)境治理的有效手段被廣泛關(guān)注。流域水資源的整體性及資源外部性等特征要求上下游要共同承擔(dān)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，如何建立合理的上下游之間生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)模型，成為流域管理中急需解決的問題。本文以流域生態(tài)治理為研究對象，通過上下游地方政府博弈情景設(shè)定，建立演化博弈理論模型，說明在地方政府自主選擇過程中對于社會最優(yōu)的環(huán)境保護(hù)（保護(hù)—補(bǔ)償）策略不會達(dá)到穩(wěn)定均衡狀態(tài)，必須引入上級監(jiān)督部門約束因子，才能確定出最優(yōu)環(huán)保（保護(hù)—補(bǔ)償）策略狀態(tài)穩(wěn)定時的懲罰金范圍?；谠O(shè)定模型，以太湖流域?yàn)槔?，建立非參?shù)回歸計(jì)量模型，通過局部線性回歸的方法，計(jì)算出超標(biāo)每噸化學(xué)含氧量（COD）的懲罰金額至少為1.95萬元，說明在現(xiàn)有的1.50萬元的懲罰金額下最優(yōu)保護(hù)—補(bǔ)償策略是非穩(wěn)態(tài)均衡策略，對于流域生態(tài)環(huán)境治理具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞流域生態(tài)補(bǔ)償；演化博弈模型；太湖流域；非參數(shù)回歸模型

中圖分類號F062.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號1002-2104（2014）01-0171-06doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2014.01.024

中國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的影響日益劇烈，生態(tài)環(huán)境保護(hù)越來越受到重視。但是由于生態(tài)資源具有公共資源或公共物品的特性，人們對生態(tài)資源的利用會造成個人邊際成本和社會邊際成本的不相等現(xiàn)象[1]。生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制就是主要通過機(jī)制設(shè)定，進(jìn)而消除經(jīng)濟(jì)的外部性（包括正外部性和負(fù)外部性），體現(xiàn)公平公正的原則。流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制作為生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的重要組成部分，近年受到越來越多的關(guān)注[2]。國際典型案例有美國紐約市通過投資的方式來購買上游Catskills流域的生態(tài)環(huán)境服務(wù)獲得清潔的城市供水[3]、厄瓜多爾在Nature Conservancy，USAID和Fundacion Antisana的支持下成立了水資源保護(hù)基金來保護(hù)流域等[4]，國內(nèi)典型案例有浙江省東陽市與義烏市之間達(dá)成上下游水權(quán)交易協(xié)議、福建省建立專項(xiàng)資金對九龍江上游治理等[5]。

生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的核心是如何解決經(jīng)濟(jì)的外部性問題，也就是對于正的外部影響政府應(yīng)予以補(bǔ)貼， 對于負(fù)的外部影響應(yīng)處以罰款，從而提高整個社會的福利水平。補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的確定始終是生態(tài)補(bǔ)償研究的核心問題。目前流域生態(tài)補(bǔ)償?shù)哪Ｊ酵ǔ７譃椤吧嫌问芤嫦掠螕p失”和“下游受益上游損失”的兩種模式[6]，補(bǔ)償主體（受益者與破壞者）與補(bǔ)償客體（保護(hù)者與利益受損者）之間在補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行著相互的博弈，也就產(chǎn)生了多種多樣的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)核算方法。在補(bǔ)償金額的核算上，主要有機(jī)會成本法、支付意愿法、費(fèi)用分析法、水資源價值法[7-13]。在補(bǔ)償方式的選擇上，有生態(tài)補(bǔ)償保證金制度，財(cái)政轉(zhuǎn)移支付制度、市場交易體系等[14-20]。本文在上述研究的基礎(chǔ)上，以流域生態(tài)補(bǔ)償為研究對象，通過上下游地方政府博弈情景設(shè)定，對建立的流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈模型進(jìn)一步拓展，引入了上級監(jiān)督部門約束因子。并以太湖流域?yàn)閷?shí)證分析，將所建立的引入約束因子后的流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈模型與非參數(shù)局部回歸的計(jì)量方法相結(jié)合，探討了流域COD指標(biāo)與上游地區(qū)經(jīng)濟(jì)之間的邊際效應(yīng)，得出了最優(yōu)的環(huán)境保護(hù)（保護(hù)—補(bǔ)償）策略狀態(tài)穩(wěn)定時的懲罰金范圍。

1流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈理論模型

伴隨著經(jīng)濟(jì)體之間相互作用的日益加深，亞當(dāng)斯密的“看不見的手”理論受到了越來越多的質(zhì)疑。經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展及資源的稀缺性，導(dǎo)致幾乎每個人的行為都會在某種程度上影響他人的利益。由于個人行為產(chǎn)生了外部性，個人在實(shí)現(xiàn)利益最大化的同時不會再導(dǎo)致集體利益的最大化，博弈理論便應(yīng)運(yùn)而生。博弈分析的目的是通過建立適當(dāng)?shù)募顧C(jī)制以及規(guī)則，進(jìn)而達(dá)到理想的穩(wěn)定均衡狀態(tài)。傳統(tǒng)的博弈理論建立在完全理性的假設(shè)上，完全理性在理性意識、分析推理能力、識別判斷能力和準(zhǔn)確行為能力等方面有苛刻要求，即總能按照機(jī)制設(shè)定的最優(yōu)策略行事。演化博弈理論與傳統(tǒng)的博弈理論相比，放寬了假定條件，屬于有限理性[21]。因此，演化博弈理論的有限理性更加貼近實(shí)際，主要研究長期反復(fù)博弈過程中的策略調(diào)整過程、趨勢及其局部的穩(wěn)定性。在流域生態(tài)補(bǔ)償研究中，上游與下游地方政府針對補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)和補(bǔ)償形式的確定，博弈雙方都不可能一次達(dá)成一致，而是在博弈過程中不斷選擇和調(diào)整自己的策略，最終找到最優(yōu)策略。因此，運(yùn)用進(jìn)化博弈模型研究上游與下游地方政府之間的合作問題比較貼近現(xiàn)實(shí)。

1.1流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈情景設(shè)定

結(jié)合研究區(qū)域的具體情況，太湖流域是一個下游地區(qū)（上海、蘇州等）經(jīng)濟(jì)社會比上游地區(qū)（湖州、鎮(zhèn)江等）發(fā)達(dá)的流域類型，生態(tài)補(bǔ)償?shù)哪Ｊ娇梢詺w屬于“下游受益上游損失”的流域生態(tài)補(bǔ)償模式，在演化博弈情景的設(shè)定中主要有兩個利益主體：上游地區(qū)地方政府與下游地區(qū)地方政府。

（1）上游地區(qū)相對下游地區(qū)而言，流域河水質(zhì)量的優(yōu)劣對人民生產(chǎn)與生活狀況的影響相對小于下游地區(qū)，其本身的直接用水質(zhì)量相對較好，在地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的選擇中，以損害其自然環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展能力為代價換取經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的可能相對較大，易于對流域生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。盡管流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)的收益較高，但與生態(tài)環(huán)境保護(hù)中損失的地區(qū)經(jīng)濟(jì)利益相比較，下游地區(qū)政府對流域生態(tài)環(huán)境改善的偏好相對較低，一般不會主動購買生態(tài)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品。上游地區(qū)地方政府是代表上游地區(qū)所有利益的相關(guān)者，在實(shí)施生態(tài)環(huán)境保護(hù)的過程中所選擇的策略是保護(hù)或不保護(hù)。

（2）下游地區(qū)的人民生產(chǎn)與生活狀況與流域河水質(zhì)量關(guān)系與上游地區(qū)相比相對密切，其生產(chǎn)與生活用水水源的水質(zhì)已經(jīng)在某種程度上受到了上游地區(qū)人民生產(chǎn)與生活的影響，因而 下游地區(qū)人民對流域水環(huán)境改善的訴求要相對高于上游地區(qū)，他們在某種程度更愿意支付生態(tài)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品，對流域生態(tài)環(huán)境改善的偏好較高。下游地區(qū)地方政府是代表下游地區(qū)所有利益的相關(guān)者，在實(shí)施生態(tài)環(huán)境保護(hù)的過程中所選擇的策略是補(bǔ)償或不補(bǔ)償。

（3）上游地區(qū)與下游地區(qū)地方政府各自追求自身利益的最大化，保護(hù)-補(bǔ)償策略是社會所期盼的最優(yōu)策略。

1.2流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈支付矩陣

構(gòu)建“下游受益上游損失”的流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈支付矩陣符號假定為：s：上游地區(qū)為保護(hù)生態(tài)環(huán)境而損失的機(jī)會成本；c：下游地區(qū)補(bǔ)償上游地區(qū)的貨幣金額；l：上游地區(qū)因?yàn)楸Ｗo(hù)環(huán)境而獲得的生態(tài)效益；u1：上游地區(qū)保護(hù)生態(tài)環(huán)境時下游地區(qū)所獲得的總效益；u2：上游地區(qū)不保護(hù)生態(tài)環(huán)境時下游地區(qū)所獲得的總效益。上游地區(qū)和下游地區(qū)的收益矩陣如表1所示。

摘要進(jìn)入21世紀(jì)以來，在中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時，生態(tài)環(huán)境也進(jìn)一步惡化，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)行環(huán)境污染問責(zé)制勢在必行，生態(tài)補(bǔ)償作為生態(tài)環(huán)境治理的有效手段被廣泛關(guān)注。流域水資源的整體性及資源外部性等特征要求上下游要共同承擔(dān)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，如何建立合理的上下游之間生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)模型，成為流域管理中急需解決的問題。本文以流域生態(tài)治理為研究對象，通過上下游地方政府博弈情景設(shè)定，建立演化博弈理論模型，說明在地方政府自主選擇過程中對于社會最優(yōu)的環(huán)境保護(hù)（保護(hù)—補(bǔ)償）策略不會達(dá)到穩(wěn)定均衡狀態(tài)，必須引入上級監(jiān)督部門約束因子，才能確定出最優(yōu)環(huán)保（保護(hù)—補(bǔ)償）策略狀態(tài)穩(wěn)定時的懲罰金范圍?；谠O(shè)定模型，以太湖流域?yàn)槔?，建立非參?shù)回歸計(jì)量模型，通過局部線性回歸的方法，計(jì)算出超標(biāo)每噸化學(xué)含氧量（COD）的懲罰金額至少為1.95萬元，說明在現(xiàn)有的1.50萬元的懲罰金額下最優(yōu)保護(hù)—補(bǔ)償策略是非穩(wěn)態(tài)均衡策略，對于流域生態(tài)環(huán)境治理具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞流域生態(tài)補(bǔ)償；演化博弈模型；太湖流域；非參數(shù)回歸模型

中圖分類號F062.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號1002-2104（2014）01-0171-06doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2014.01.024

中國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的影響日益劇烈，生態(tài)環(huán)境保護(hù)越來越受到重視。但是由于生態(tài)資源具有公共資源或公共物品的特性，人們對生態(tài)資源的利用會造成個人邊際成本和社會邊際成本的不相等現(xiàn)象[1]。生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制就是主要通過機(jī)制設(shè)定，進(jìn)而消除經(jīng)濟(jì)的外部性（包括正外部性和負(fù)外部性），體現(xiàn)公平公正的原則。流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制作為生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的重要組成部分，近年受到越來越多的關(guān)注[2]。國際典型案例有美國紐約市通過投資的方式來購買上游Catskills流域的生態(tài)環(huán)境服務(wù)獲得清潔的城市供水[3]、厄瓜多爾在Nature Conservancy，USAID和Fundacion Antisana的支持下成立了水資源保護(hù)基金來保護(hù)流域等[4]，國內(nèi)典型案例有浙江省東陽市與義烏市之間達(dá)成上下游水權(quán)交易協(xié)議、福建省建立專項(xiàng)資金對九龍江上游治理等[5]。

生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的核心是如何解決經(jīng)濟(jì)的外部性問題，也就是對于正的外部影響政府應(yīng)予以補(bǔ)貼， 對于負(fù)的外部影響應(yīng)處以罰款，從而提高整個社會的福利水平。補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的確定始終是生態(tài)補(bǔ)償研究的核心問題。目前流域生態(tài)補(bǔ)償?shù)哪Ｊ酵ǔ７譃椤吧嫌问芤嫦掠螕p失”和“下游受益上游損失”的兩種模式[6]，補(bǔ)償主體（受益者與破壞者）與補(bǔ)償客體（保護(hù)者與利益受損者）之間在補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行著相互的博弈，也就產(chǎn)生了多種多樣的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)核算方法。在補(bǔ)償金額的核算上，主要有機(jī)會成本法、支付意愿法、費(fèi)用分析法、水資源價值法[7-13]。在補(bǔ)償方式的選擇上，有生態(tài)補(bǔ)償保證金制度，財(cái)政轉(zhuǎn)移支付制度、市場交易體系等[14-20]。本文在上述研究的基礎(chǔ)上，以流域生態(tài)補(bǔ)償為研究對象，通過上下游地方政府博弈情景設(shè)定，對建立的流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈模型進(jìn)一步拓展，引入了上級監(jiān)督部門約束因子。并以太湖流域?yàn)閷?shí)證分析，將所建立的引入約束因子后的流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈模型與非參數(shù)局部回歸的計(jì)量方法相結(jié)合，探討了流域COD指標(biāo)與上游地區(qū)經(jīng)濟(jì)之間的邊際效應(yīng)，得出了最優(yōu)的環(huán)境保護(hù)（保護(hù)—補(bǔ)償）策略狀態(tài)穩(wěn)定時的懲罰金范圍。

1流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈理論模型

伴隨著經(jīng)濟(jì)體之間相互作用的日益加深，亞當(dāng)斯密的“看不見的手”理論受到了越來越多的質(zhì)疑。經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展及資源的稀缺性，導(dǎo)致幾乎每個人的行為都會在某種程度上影響他人的利益。由于個人行為產(chǎn)生了外部性，個人在實(shí)現(xiàn)利益最大化的同時不會再導(dǎo)致集體利益的最大化，博弈理論便應(yīng)運(yùn)而生。博弈分析的目的是通過建立適當(dāng)?shù)募顧C(jī)制以及規(guī)則，進(jìn)而達(dá)到理想的穩(wěn)定均衡狀態(tài)。傳統(tǒng)的博弈理論建立在完全理性的假設(shè)上，完全理性在理性意識、分析推理能力、識別判斷能力和準(zhǔn)確行為能力等方面有苛刻要求，即總能按照機(jī)制設(shè)定的最優(yōu)策略行事。演化博弈理論與傳統(tǒng)的博弈理論相比，放寬了假定條件，屬于有限理性[21]。因此，演化博弈理論的有限理性更加貼近實(shí)際，主要研究長期反復(fù)博弈過程中的策略調(diào)整過程、趨勢及其局部的穩(wěn)定性。在流域生態(tài)補(bǔ)償研究中，上游與下游地方政府針對補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)和補(bǔ)償形式的確定，博弈雙方都不可能一次達(dá)成一致，而是在博弈過程中不斷選擇和調(diào)整自己的策略，最終找到最優(yōu)策略。因此，運(yùn)用進(jìn)化博弈模型研究上游與下游地方政府之間的合作問題比較貼近現(xiàn)實(shí)。

1.1流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈情景設(shè)定

結(jié)合研究區(qū)域的具體情況，太湖流域是一個下游地區(qū)（上海、蘇州等）經(jīng)濟(jì)社會比上游地區(qū)（湖州、鎮(zhèn)江等）發(fā)達(dá)的流域類型，生態(tài)補(bǔ)償?shù)哪Ｊ娇梢詺w屬于“下游受益上游損失”的流域生態(tài)補(bǔ)償模式，在演化博弈情景的設(shè)定中主要有兩個利益主體：上游地區(qū)地方政府與下游地區(qū)地方政府。

（1）上游地區(qū)相對下游地區(qū)而言，流域河水質(zhì)量的優(yōu)劣對人民生產(chǎn)與生活狀況的影響相對小于下游地區(qū)，其本身的直接用水質(zhì)量相對較好，在地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的選擇中，以損害其自然環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展能力為代價換取經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的可能相對較大，易于對流域生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。盡管流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)的收益較高，但與生態(tài)環(huán)境保護(hù)中損失的地區(qū)經(jīng)濟(jì)利益相比較，下游地區(qū)政府對流域生態(tài)環(huán)境改善的偏好相對較低，一般不會主動購買生態(tài)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品。上游地區(qū)地方政府是代表上游地區(qū)所有利益的相關(guān)者，在實(shí)施生態(tài)環(huán)境保護(hù)的過程中所選擇的策略是保護(hù)或不保護(hù)。

（2）下游地區(qū)的人民生產(chǎn)與生活狀況與流域河水質(zhì)量關(guān)系與上游地區(qū)相比相對密切，其生產(chǎn)與生活用水水源的水質(zhì)已經(jīng)在某種程度上受到了上游地區(qū)人民生產(chǎn)與生活的影響，因而 下游地區(qū)人民對流域水環(huán)境改善的訴求要相對高于上游地區(qū)，他們在某種程度更愿意支付生態(tài)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品，對流域生態(tài)環(huán)境改善的偏好較高。下游地區(qū)地方政府是代表下游地區(qū)所有利益的相關(guān)者，在實(shí)施生態(tài)環(huán)境保護(hù)的過程中所選擇的策略是補(bǔ)償或不補(bǔ)償。

（3）上游地區(qū)與下游地區(qū)地方政府各自追求自身利益的最大化，保護(hù)-補(bǔ)償策略是社會所期盼的最優(yōu)策略。

1.2流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈支付矩陣

構(gòu)建“下游受益上游損失”的流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈支付矩陣符號假定為：s：上游地區(qū)為保護(hù)生態(tài)環(huán)境而損失的機(jī)會成本；c：下游地區(qū)補(bǔ)償上游地區(qū)的貨幣金額；l：上游地區(qū)因?yàn)楸Ｗo(hù)環(huán)境而獲得的生態(tài)效益；u1：上游地區(qū)保護(hù)生態(tài)環(huán)境時下游地區(qū)所獲得的總效益；u2：上游地區(qū)不保護(hù)生態(tài)環(huán)境時下游地區(qū)所獲得的總效益。上游地區(qū)和下游地區(qū)的收益矩陣如表1所示。

摘要進(jìn)入21世紀(jì)以來，在中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時，生態(tài)環(huán)境也進(jìn)一步惡化，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)行環(huán)境污染問責(zé)制勢在必行，生態(tài)補(bǔ)償作為生態(tài)環(huán)境治理的有效手段被廣泛關(guān)注。流域水資源的整體性及資源外部性等特征要求上下游要共同承擔(dān)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，如何建立合理的上下游之間生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)模型，成為流域管理中急需解決的問題。本文以流域生態(tài)治理為研究對象，通過上下游地方政府博弈情景設(shè)定，建立演化博弈理論模型，說明在地方政府自主選擇過程中對于社會最優(yōu)的環(huán)境保護(hù)（保護(hù)—補(bǔ)償）策略不會達(dá)到穩(wěn)定均衡狀態(tài)，必須引入上級監(jiān)督部門約束因子，才能確定出最優(yōu)環(huán)保（保護(hù)—補(bǔ)償）策略狀態(tài)穩(wěn)定時的懲罰金范圍。基于設(shè)定模型，以太湖流域?yàn)槔?，建立非參?shù)回歸計(jì)量模型，通過局部線性回歸的方法，計(jì)算出超標(biāo)每噸化學(xué)含氧量（COD）的懲罰金額至少為1.95萬元，說明在現(xiàn)有的1.50萬元的懲罰金額下最優(yōu)保護(hù)—補(bǔ)償策略是非穩(wěn)態(tài)均衡策略，對于流域生態(tài)環(huán)境治理具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞流域生態(tài)補(bǔ)償；演化博弈模型；太湖流域；非參數(shù)回歸模型

中圖分類號F062.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號1002-2104（2014）01-0171-06doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2014.01.024

中國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的影響日益劇烈，生態(tài)環(huán)境保護(hù)越來越受到重視。但是由于生態(tài)資源具有公共資源或公共物品的特性，人們對生態(tài)資源的利用會造成個人邊際成本和社會邊際成本的不相等現(xiàn)象[1]。生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制就是主要通過機(jī)制設(shè)定，進(jìn)而消除經(jīng)濟(jì)的外部性（包括正外部性和負(fù)外部性），體現(xiàn)公平公正的原則。流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制作為生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的重要組成部分，近年受到越來越多的關(guān)注[2]。國際典型案例有美國紐約市通過投資的方式來購買上游Catskills流域的生態(tài)環(huán)境服務(wù)獲得清潔的城市供水[3]、厄瓜多爾在Nature Conservancy，USAID和Fundacion Antisana的支持下成立了水資源保護(hù)基金來保護(hù)流域等[4]，國內(nèi)典型案例有浙江省東陽市與義烏市之間達(dá)成上下游水權(quán)交易協(xié)議、福建省建立專項(xiàng)資金對九龍江上游治理等[5]。

生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的核心是如何解決經(jīng)濟(jì)的外部性問題，也就是對于正的外部影響政府應(yīng)予以補(bǔ)貼， 對于負(fù)的外部影響應(yīng)處以罰款，從而提高整個社會的福利水平。補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的確定始終是生態(tài)補(bǔ)償研究的核心問題。目前流域生態(tài)補(bǔ)償?shù)哪Ｊ酵ǔ７譃椤吧嫌问芤嫦掠螕p失”和“下游受益上游損失”的兩種模式[6]，補(bǔ)償主體（受益者與破壞者）與補(bǔ)償客體（保護(hù)者與利益受損者）之間在補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行著相互的博弈，也就產(chǎn)生了多種多樣的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)核算方法。在補(bǔ)償金額的核算上，主要有機(jī)會成本法、支付意愿法、費(fèi)用分析法、水資源價值法[7-13]。在補(bǔ)償方式的選擇上，有生態(tài)補(bǔ)償保證金制度，財(cái)政轉(zhuǎn)移支付制度、市場交易體系等[14-20]。本文在上述研究的基礎(chǔ)上，以流域生態(tài)補(bǔ)償為研究對象，通過上下游地方政府博弈情景設(shè)定，對建立的流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈模型進(jìn)一步拓展，引入了上級監(jiān)督部門約束因子。并以太湖流域?yàn)閷?shí)證分析，將所建立的引入約束因子后的流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈模型與非參數(shù)局部回歸的計(jì)量方法相結(jié)合，探討了流域COD指標(biāo)與上游地區(qū)經(jīng)濟(jì)之間的邊際效應(yīng)，得出了最優(yōu)的環(huán)境保護(hù)（保護(hù)—補(bǔ)償）策略狀態(tài)穩(wěn)定時的懲罰金范圍。

1流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈理論模型

伴隨著經(jīng)濟(jì)體之間相互作用的日益加深，亞當(dāng)斯密的“看不見的手”理論受到了越來越多的質(zhì)疑。經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展及資源的稀缺性，導(dǎo)致幾乎每個人的行為都會在某種程度上影響他人的利益。由于個人行為產(chǎn)生了外部性，個人在實(shí)現(xiàn)利益最大化的同時不會再導(dǎo)致集體利益的最大化，博弈理論便應(yīng)運(yùn)而生。博弈分析的目的是通過建立適當(dāng)?shù)募顧C(jī)制以及規(guī)則，進(jìn)而達(dá)到理想的穩(wěn)定均衡狀態(tài)。傳統(tǒng)的博弈理論建立在完全理性的假設(shè)上，完全理性在理性意識、分析推理能力、識別判斷能力和準(zhǔn)確行為能力等方面有苛刻要求，即總能按照機(jī)制設(shè)定的最優(yōu)策略行事。演化博弈理論與傳統(tǒng)的博弈理論相比，放寬了假定條件，屬于有限理性[21]。因此，演化博弈理論的有限理性更加貼近實(shí)際，主要研究長期反復(fù)博弈過程中的策略調(diào)整過程、趨勢及其局部的穩(wěn)定性。在流域生態(tài)補(bǔ)償研究中，上游與下游地方政府針對補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)和補(bǔ)償形式的確定，博弈雙方都不可能一次達(dá)成一致，而是在博弈過程中不斷選擇和調(diào)整自己的策略，最終找到最優(yōu)策略。因此，運(yùn)用進(jìn)化博弈模型研究上游與下游地方政府之間的合作問題比較貼近現(xiàn)實(shí)。

1.1流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈情景設(shè)定

結(jié)合研究區(qū)域的具體情況，太湖流域是一個下游地區(qū)（上海、蘇州等）經(jīng)濟(jì)社會比上游地區(qū)（湖州、鎮(zhèn)江等）發(fā)達(dá)的流域類型，生態(tài)補(bǔ)償?shù)哪Ｊ娇梢詺w屬于“下游受益上游損失”的流域生態(tài)補(bǔ)償模式，在演化博弈情景的設(shè)定中主要有兩個利益主體：上游地區(qū)地方政府與下游地區(qū)地方政府。

（1）上游地區(qū)相對下游地區(qū)而言，流域河水質(zhì)量的優(yōu)劣對人民生產(chǎn)與生活狀況的影響相對小于下游地區(qū)，其本身的直接用水質(zhì)量相對較好，在地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的選擇中，以損害其自然環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展能力為代價換取經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的可能相對較大，易于對流域生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。盡管流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)的收益較高，但與生態(tài)環(huán)境保護(hù)中損失的地區(qū)經(jīng)濟(jì)利益相比較，下游地區(qū)政府對流域生態(tài)環(huán)境改善的偏好相對較低，一般不會主動購買生態(tài)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品。上游地區(qū)地方政府是代表上游地區(qū)所有利益的相關(guān)者，在實(shí)施生態(tài)環(huán)境保護(hù)的過程中所選擇的策略是保護(hù)或不保護(hù)。

（2）下游地區(qū)的人民生產(chǎn)與生活狀況與流域河水質(zhì)量關(guān)系與上游地區(qū)相比相對密切，其生產(chǎn)與生活用水水源的水質(zhì)已經(jīng)在某種程度上受到了上游地區(qū)人民生產(chǎn)與生活的影響，因而 下游地區(qū)人民對流域水環(huán)境改善的訴求要相對高于上游地區(qū)，他們在某種程度更愿意支付生態(tài)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品，對流域生態(tài)環(huán)境改善的偏好較高。下游地區(qū)地方政府是代表下游地區(qū)所有利益的相關(guān)者，在實(shí)施生態(tài)環(huán)境保護(hù)的過程中所選擇的策略是補(bǔ)償或不補(bǔ)償。

（3）上游地區(qū)與下游地區(qū)地方政府各自追求自身利益的最大化，保護(hù)-補(bǔ)償策略是社會所期盼的最優(yōu)策略。

1.2流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈支付矩陣

構(gòu)建“下游受益上游損失”的流域生態(tài)補(bǔ)償演化博弈支付矩陣符號假定為：s：上游地區(qū)為保護(hù)生態(tài)環(huán)境而損失的機(jī)會成本；c：下游地區(qū)補(bǔ)償上游地區(qū)的貨幣金額；l：上游地區(qū)因?yàn)楸Ｗo(hù)環(huán)境而獲得的生態(tài)效益；u1：上游地區(qū)保護(hù)生態(tài)環(huán)境時下游地區(qū)所獲得的總效益；u2：上游地區(qū)不保護(hù)生態(tài)環(huán)境時下游地區(qū)所獲得的總效益。上游地區(qū)和下游地區(qū)的收益矩陣如表1所示。