基于微分博弈的流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制研究

徐松鶴，韓傳峰

(1.浙江師范大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，浙江 金華 321004； 2.同濟(jì)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，上海 200092)

1 引言

中國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城鎮(zhèn)化帶來的人口集聚對(duì)區(qū)域資源環(huán)境造成了巨大壓力，導(dǎo)致社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的發(fā)展失衡，生態(tài)環(huán)境承載壓力增大。流域作為特殊的經(jīng)濟(jì)地理系統(tǒng)，空間整體性強(qiáng)、地區(qū)關(guān)聯(lián)度高，伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境矛盾的日益加劇，流域生態(tài)安全問題頻發(fā)。流域環(huán)境是一種公共物品，其外部性和非排他性成為“公地悲劇”發(fā)生的根源[1]。流域環(huán)境的跨界流動(dòng)性，使得流域上游的環(huán)境質(zhì)量直接對(duì)下游地區(qū)產(chǎn)生影響。當(dāng)上游地區(qū)為追求較大經(jīng)濟(jì)利益而過度使用環(huán)境資源，損害了流域生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能，產(chǎn)生負(fù)外部性，將流域內(nèi)污染治理和環(huán)境保護(hù)的成本轉(zhuǎn)移給下游，會(huì)引起下游地區(qū)的不滿。反之，當(dāng)上游積極治理流域污染改善環(huán)境質(zhì)量時(shí)，下游不用承擔(dān)污染治理的費(fèi)用也能享有正外部性的溢出效應(yīng)，產(chǎn)生“搭便車”的現(xiàn)象[2]。與此同時(shí)，上游地區(qū)由于環(huán)境保護(hù)可能喪失環(huán)境開發(fā)和利用的機(jī)會(huì)成本，在不能得到相應(yīng)補(bǔ)償?shù)那闆r下，“上游保護(hù)，下游受益”會(huì)導(dǎo)致上游地區(qū)環(huán)境保護(hù)的意愿減弱。

流域內(nèi)上下游地區(qū)圍繞水資源利用和保護(hù)的利益沖突，本質(zhì)上是經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間矛盾的具體體現(xiàn)。作為一種公共物品，流域水資源的外部性使得單一流域主體缺乏環(huán)境保護(hù)的主觀積極性，而非排他性則要求流域上下游主體應(yīng)當(dāng)共同承擔(dān)環(huán)境保護(hù)責(zé)任。2013年《中共中央關(guān)于全面深化改革若干重大問題的決定》明確提出，實(shí)行資源有償使用和生態(tài)補(bǔ)償制度，堅(jiān)持誰受益、誰補(bǔ)償?shù)脑瓌t，完善對(duì)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，推動(dòng)地區(qū)間建立橫向生態(tài)補(bǔ)償制度。2014年修訂《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》第三十一條明確規(guī)定，國家建立、健全生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償制度。因此，作為一種重要的政策工具，流域生態(tài)補(bǔ)償成為解決流域生態(tài)環(huán)境問題、協(xié)調(diào)流域內(nèi)上下游損益關(guān)系的重要手段。

生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制實(shí)際上是一種經(jīng)濟(jì)激勵(lì)手段，通過將流域生態(tài)保護(hù)的外部效應(yīng)內(nèi)部化，由環(huán)境價(jià)值受益者向利益受損者支付一定的費(fèi)用，以協(xié)調(diào)流域上下游的經(jīng)濟(jì)利益關(guān)系，促使流域上下游切實(shí)履行生態(tài)保護(hù)的職責(zé)，維護(hù)流域水資源的生態(tài)服務(wù)功能正常供給，實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)效率和成本效益最大化。就生態(tài)補(bǔ)償?shù)姆绞蕉?，主要包括市場主?dǎo)和政府主導(dǎo)兩種。市場主導(dǎo)指通過價(jià)格協(xié)商，生態(tài)服務(wù)的消費(fèi)者直接向提供者購買服務(wù)；政府主導(dǎo)指由政府作為第三方機(jī)構(gòu)代表生態(tài)服務(wù)消費(fèi)者與提供者協(xié)商價(jià)格并購買服務(wù)[3]。Engel等[4]認(rèn)為市場主導(dǎo)模式下，對(duì)生態(tài)服務(wù)足夠了解的消費(fèi)者和提供者直接參與協(xié)商過程，生態(tài)補(bǔ)償?shù)男矢?，但也需要滿足具有明確界定的產(chǎn)權(quán)、極低的交易費(fèi)用、完善法律保障等條件。而中國的流域生態(tài)環(huán)境沒有明確界定的產(chǎn)權(quán)歸屬，排污權(quán)交易制度尚處于實(shí)踐探索階段，必然導(dǎo)致流域生態(tài)治理中的市場失靈，無法實(shí)現(xiàn)“帕累托最優(yōu)”。正如福利經(jīng)濟(jì)學(xué)的創(chuàng)始人庇古所言，市場機(jī)制的失靈是外部性產(chǎn)生的根本原因，必須依靠政府干預(yù)，使流域生態(tài)環(huán)境外部效應(yīng)內(nèi)部化，才能有效解決市場失靈[5]。根據(jù)中國流域生態(tài)補(bǔ)償實(shí)踐，王軍峰和侯超波[6]把流域生態(tài)補(bǔ)償模式分為上下游政府間協(xié)商、上下游政府共同出資、政府間財(cái)政轉(zhuǎn)移支付、基于出境水質(zhì)的政府間強(qiáng)制性扣繳四種模式。徐大偉等[7]以遼河為例，從縱向科層型協(xié)商機(jī)制、橫向府際型協(xié)商機(jī)制和內(nèi)部市場型協(xié)商機(jī)制三個(gè)維度建立了流域生態(tài)補(bǔ)償?shù)闹鸺?jí)協(xié)商機(jī)制，并提出了構(gòu)建跨區(qū)域流域生態(tài)補(bǔ)償逐級(jí)協(xié)商機(jī)制的建議。然而，受到現(xiàn)行財(cái)政體制的約束[8]，中國生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制尚未完善，生態(tài)補(bǔ)償主體不明，致使流域生態(tài)補(bǔ)償成效不顯著，尤其是國家與地方政府、地方政府與地方政府之間生態(tài)補(bǔ)償責(zé)任劃分不清晰，使流域水環(huán)境保護(hù)陷入困境。

由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)利益沖突的存在，流域上下游的生態(tài)補(bǔ)償具有典型的博弈特征，這也使得博弈論成為研究流域生態(tài)補(bǔ)償?shù)闹匾ぞ咧?。陳志松等[9]將演化博弈理論運(yùn)用于流域水資源配置，分別對(duì)水資源生產(chǎn)商之間、水資源生產(chǎn)商和政府水資源監(jiān)管部門之間的復(fù)制動(dòng)態(tài)及其進(jìn)化穩(wěn)定策略進(jìn)行分析。曲富國和孫宇飛[10]通過構(gòu)建基于成本收益的博弈模型，系統(tǒng)研究了中國上下游政府間生態(tài)補(bǔ)償存在的問題與深層次原因。胡振華等[11]以漓江流域?yàn)槔?，基于演化博弈的視角探究了跨界流域上下游政府之間的利益均衡及生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。徐大偉等[12]運(yùn)用演化博弈的方法，分析流域生態(tài)補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)和結(jié)果，認(rèn)為流域生態(tài)補(bǔ)償需要中央政府的適度干預(yù)。解建倉等[13]針對(duì)流域水資源保護(hù)補(bǔ)償中上下游間的行為和收益問題，建立了行政調(diào)節(jié)的流域水資源保護(hù)補(bǔ)償博弈模型，并利用蟻群算法實(shí)現(xiàn)模型最優(yōu)求解。李維乾等[14]研究了流域上游地區(qū)生態(tài)建設(shè)與保護(hù)成本的分配問題，提出基于DEA合作博弈模型的流域生態(tài)補(bǔ)償額分?jǐn)偡桨?。趙來軍[15]及趙來軍和李懷祖[16]提出用稅收手段解決流域跨界問題，建立了流域跨界水污染稅收調(diào)控Stackelberg博弈模型。王艷[17]運(yùn)用最優(yōu)控制原理與博弈論，建立流域水環(huán)境管理的合作與非合作微分博弈模型，研究流域水環(huán)境管理的區(qū)域間自愿合作協(xié)商促進(jìn)機(jī)制。Jorgensen和Zaccour[18]基于微分博弈模型研究了相鄰國家跨界污染問題，設(shè)計(jì)了基于時(shí)間動(dòng)態(tài)的效用轉(zhuǎn)移激勵(lì)機(jī)制?？梢?，對(duì)于流域生態(tài)補(bǔ)償問題的研究多采用靜態(tài)博弈的方法，采用動(dòng)態(tài)博弈的微分博弈模型鮮見?，F(xiàn)有文獻(xiàn)中，曹國華等[19]及曹國華和蔣丹璐[20]基于微分博弈研究了水污染治理中生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制對(duì)政府跨時(shí)期動(dòng)態(tài)最優(yōu)決策的影響和政企合謀現(xiàn)象，尚未見其他研究。流域上下游長期合作是一個(gè)連續(xù)的動(dòng)態(tài)博弈過程，微分博弈是研究雙方或多方主體在連續(xù)時(shí)間內(nèi)競爭與合作問題的動(dòng)態(tài)博弈模型。因此，本文基于微分博弈模型，構(gòu)建生態(tài)補(bǔ)償約束機(jī)制下流域上下游政府間微分博弈模型，研究上下游政府的反饋均衡策略，為中國流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的完善提供理論依據(jù)。

2 模型構(gòu)建

本文以流域水環(huán)境保護(hù)為研究對(duì)象，研究流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制對(duì)上下游合作治理環(huán)境的影響。假設(shè)某河流存在上游政府和下游政府兩個(gè)博弈方，均為理性主體。在大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求下，上下游政府都會(huì)對(duì)流域水環(huán)境進(jìn)行治理，假設(shè)上、下游政府治污努力程度分別為EU(t)≥0、ED(t)≥0，代表政府為治理污染所制定的政策、人員與資金投入等的程度。

考慮到上游政府的治污努力將直接影響整個(gè)流域的水質(zhì)量，下游政府的治污努力難以對(duì)上游造成影響，因此下游政府面臨更大的治污壓力。下游政府為了保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需的水質(zhì)量，激勵(lì)上游政府進(jìn)行污染治理，會(huì)以提供一定比例成本補(bǔ)貼的形式對(duì)上游政府進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償，以χ(t)來表示下游政府對(duì)上游政府的成本補(bǔ)貼比例，且0<χ(t)<1。

流域內(nèi)河流的污染物減排量與上下游政府的治污努力程度相關(guān)，且是隨時(shí)間t的動(dòng)態(tài)變化過程。假設(shè)河流污染物減排量隨時(shí)間的變化滿足微分方程

(1)

其中，R(t)表示t時(shí)刻流域上下游的減排量，且初始值R(0)=R0≥0，α、β分別表示上下游政府的治污努力對(duì)污染物減排的影響系數(shù)，δ表示由于污染處理設(shè)備老化等因素造成的減排量衰減系數(shù)。

流域污染治理是生態(tài)文明建設(shè)的必然要求，也是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境均衡發(fā)展的應(yīng)有之義，能夠給流域帶來社會(huì)福利效應(yīng)。倡導(dǎo)節(jié)能減排，扶持新興工業(yè)產(chǎn)業(yè)，改變粗放的經(jīng)濟(jì)增長方式，亦有助于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，對(duì)上下游地區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。同時(shí)，進(jìn)行環(huán)境保護(hù)和污染治理，能夠顯著改善居民生活環(huán)境和區(qū)域投資環(huán)境，提升居民生活滿意度和區(qū)域資本吸引力，降低區(qū)域發(fā)展的政策成本和資金成本。假設(shè)流域上下游進(jìn)行污染物治理減排所帶來的社會(huì)福利效應(yīng)為

S(t)=S0+λEU(t)+μED(t)+ηR(t)

(2)

其中，S0>0，表示流域初始福利狀況，λ、μ、η分別表示流域上下游政府的治污努力和流域減排量對(duì)流域社會(huì)福利效應(yīng)的影響系數(shù)。

假設(shè)流域社會(huì)福利效應(yīng)對(duì)上下游政府收益的作用系數(shù)分別為πU、πD，πU>0、πD>0，且上下游政府具有相同的貼現(xiàn)率ρ，ρ>0，目標(biāo)都是在無限區(qū)間內(nèi)尋求自身社會(huì)福利最大化的最優(yōu)治污努力策略，則上游政府的目標(biāo)函數(shù)為

-(1-χ(t))CU(EU)}dt

(3)

下游政府的目標(biāo)函數(shù)為

-χ(t)CU(EU)}dt

(4)

3 模型求解

為更好地研究流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制對(duì)上下游合作治理環(huán)境的影響，本文分無生態(tài)補(bǔ)償時(shí)上下游政府非合作決策、有生態(tài)補(bǔ)償時(shí)上下游政府Stackelberg主從決策和中央干預(yù)下流域上下游政府合作決策3種情形進(jìn)行對(duì)比分析。

3.1 無生態(tài)補(bǔ)償時(shí)上下游政府非合作博弈

此時(shí)χ(t)=0，即下游政府不向上游政府提供生態(tài)補(bǔ)償，則流域上下游政府決策的目標(biāo)函數(shù)簡化為

(5)

(6)

為了得到非合作博弈的馬爾科夫精煉納什均衡，構(gòu)造連續(xù)有界微分函數(shù)Vi(R),i∈(U,D)，對(duì)于所有的R≥0都滿足Hamilton-Jacobi-Bellman(HJB)方程

(7)

(8)

分別對(duì)HJB方程右側(cè)求解關(guān)于EU、ED的一階偏導(dǎo)，令一階偏導(dǎo)等于零，得到最大化條件

(9)

將式(9)代入HJB方程(7)、(8)可得

(10)

(11)

假設(shè)函數(shù)Vi(R)的表達(dá)式為線性形式

VU(R)=a1R+b1，VD(R)=a2R+b2

(12)

其中，a1,b1,a2,b2均為常數(shù)，則有

(13)

將式(12)、式(13)代入式(10)、式(11)可得

(14)

(15)

整理等式兩端同類項(xiàng)系數(shù)可得

(16)

(17)

(18)

(19)

把式(16)～(19)分別代入式(9)、式(12)，可得命題1。

命題1無生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制下，流域上下游政府獨(dú)立分散決策的非合作博弈Nash均衡解為

(20)

(21)

此博弈均衡下上下游政府的最優(yōu)收益表達(dá)式分別為

(22)

(23)

由式(20)、式(21)可知，在無生態(tài)補(bǔ)償時(shí)上下游政府非合作決策的情況下，上、下游政府的最優(yōu)治污努力程度與政府治污努力對(duì)污染物減排的影響系數(shù)、政府污染物減排努力對(duì)社會(huì)福利效應(yīng)的影響系數(shù)、流域減排量對(duì)社會(huì)福利效應(yīng)的影響系數(shù)，以及流域社會(huì)福利效應(yīng)對(duì)上下游政府的作用系數(shù)正相關(guān)；與流域減排量衰減系數(shù)、貼現(xiàn)率和政府治污的成本系數(shù)負(fù)相關(guān)，表明上、下游政府進(jìn)行流域污染物治理時(shí)將綜合考察自身治污的成本投入、治污努力對(duì)流域污染物減排的促進(jìn)作用、減排帶來的社會(huì)福利效用及其給自身帶來的收益等方面來明確自身的最優(yōu)治污努力程度。可見，上下游政府都是從自身收益最大化出發(fā)確定最優(yōu)策略，并未考慮流域整體利益。

3.2 有生態(tài)補(bǔ)償時(shí)上下游政府Stackelberg主從博弈

當(dāng)存在生態(tài)補(bǔ)償時(shí)，即下游政府向上游政府的污染治理努力提供生態(tài)補(bǔ)償，流域上下游政府決策的目標(biāo)函數(shù)分別為式(3)、式(4)，上下游地方政府之間的博弈就成為Stackelberg主從博弈。決策順序是先由下游政府確定治污努力策略及對(duì)上游政府的生態(tài)補(bǔ)償比例，然后上游政府再確定自身的最優(yōu)策略。

采用逆向歸納法求解Stackelberg均衡，首先求上游政府的決策，其目標(biāo)函數(shù)需滿足HJB方程

(24)

同樣，對(duì)式(24)右側(cè)求解關(guān)于EU的最大化一階條件可得

(25)

下游政府能夠理性地預(yù)測到上游政府會(huì)根據(jù)反應(yīng)函數(shù)(25)確定策略，因此將式(25)代入下游政府的HJB方程

(26)

由此，求解式(26)右側(cè)關(guān)于ED、χ(t)的最大化一階條件可得

(27)

(28)

同樣假設(shè)函數(shù)Vi(R)的表達(dá)式為線性形式

VU(R)=a3R+b3，VD(R)=a4R+b4

(29)

其中，a3,b3,a4,b4均為常數(shù)，則有

(30)

將式(25)、式(27-30)代入式(24)、式(26)，整理等式兩端同類項(xiàng)系數(shù)可得

(31)

(32)

(33)

(34)

由式(25)、式(27)～(31)、式(33)可得命題2。

命題2生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制下，流域上下游政府Stackelberg博弈的均衡解為

(35)

(36)

上下游政府合作決策時(shí)下游政府對(duì)上游政府的最優(yōu)成本分擔(dān)比例

(37)

此博弈均衡下上下游政府的最優(yōu)收益表達(dá)式分別為

(38)

(39)

由式(35)、式(36)可知，在生態(tài)補(bǔ)償條件下上下游政府分散決策時(shí)，上、下游政府的最優(yōu)治污努力程度與政府治污努力對(duì)污染物減排的影響系數(shù)、政府污染物減排努力對(duì)社會(huì)福利效應(yīng)的影響系數(shù)、流域減排量對(duì)社會(huì)福利效應(yīng)的影響系數(shù)，以及流域社會(huì)福利效應(yīng)對(duì)上下游政府的作用系數(shù)正相關(guān)；與流域減排量衰減系數(shù)、貼現(xiàn)率和政府治污的成本系數(shù)負(fù)相關(guān)。同時(shí)，上游政府的最優(yōu)治污努力程度還與下游政府的成本分擔(dān)比例正相關(guān)。表明上下游政府仍然基于自身收益最大化進(jìn)行策略，但下游政府的生態(tài)補(bǔ)償可以激勵(lì)上游政府的治污努力。式(37)表明，πD>πU是下游政府對(duì)上游政府進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償?shù)那疤帷?/p>

3.3 中央干預(yù)下流域上下游政府協(xié)同合作

由前文可知，無論是非合作還是主從博弈決策，流域地方政府都是以自身效用最大化為決策目標(biāo)，而不是以流域整體效用最大化為目標(biāo)。為便于對(duì)比分析，考慮中央政府干預(yù)下，流域上下游政府間建立長期合作關(guān)系，形成有約束力的合作協(xié)議，追求流域整體收益最大化。此時(shí)的目標(biāo)函數(shù)為

(40)

滿足HJB方程

(41)

分別對(duì)上式求關(guān)于EU、ED的最大化一階條件可得

(42)

(43)

同樣，假設(shè)VH(R)的表達(dá)式為線性形式

VH(R)=a5R+b5

(44)

其中，a5,b5均為常數(shù)，則有

(45)

將式(42)～(45)代入式(41)，整理等式兩端同類項(xiàng)系數(shù)可得

(46)

(47)

代入式(40)、式(41)可得命題3。

命題3中央統(tǒng)一決策時(shí)，流域上下游政府的反饋均衡解為

(48)

(49)

此時(shí)流域整體的最優(yōu)收益表達(dá)式為

(50)

上下游政府的最優(yōu)收益表達(dá)式分別為

由式(48)、式(49)可知，中央統(tǒng)一決策時(shí)，上、下游政府的最優(yōu)治污努力程度與政府治污努力對(duì)污染物減排的影響系數(shù)、政府污染物減排努力對(duì)社會(huì)福利效應(yīng)的影響系數(shù)、流域減排量對(duì)社會(huì)福利效應(yīng)的影響系數(shù)正相關(guān)；與流域減排量衰減系數(shù)、貼現(xiàn)率和政府治污的成本系數(shù)負(fù)相關(guān)。需要注意的是，上、下游政府的最優(yōu)治污努力程度與流域社會(huì)福利效應(yīng)對(duì)流域整體影響(即πU+πD)正相關(guān)。表明上下游政府的最優(yōu)努力決策不僅考慮自身收益，還會(huì)兼顧流域整體利益。

3.4 均衡結(jié)果的比較分析

根據(jù)無生態(tài)補(bǔ)償、有生態(tài)補(bǔ)償和中央干預(yù)3中情形下上下游政府決策的博弈均衡，易得如下推論。

由推論1可知，無生態(tài)補(bǔ)償情形下上游政府治污努力程度最低，表明在得不到下游政府的生態(tài)補(bǔ)償和國家層面補(bǔ)貼的情形下，靠上游政府自覺治理環(huán)境的模式不可持續(xù)，這也印證了“上游保護(hù)，下游受益”會(huì)導(dǎo)致上游地區(qū)環(huán)境保護(hù)的意愿不強(qiáng)。下游政府對(duì)上游政府進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償能夠激勵(lì)上游政府的治污努力程度，而且并不會(huì)帶來下游政府治污努力程度的降低。這也表明下游政府意識(shí)到上游政府的努力能夠給自身帶來收益，愿意接受給予上游政府一定的生態(tài)補(bǔ)償。

顯然，由推論2可知，無生態(tài)補(bǔ)償時(shí)流域內(nèi)整體收益小于有生態(tài)補(bǔ)償時(shí)流域內(nèi)整體收益。

由式(31)、式(33)和式(46)易知a3+a4=a5，且a3

再根據(jù)式(47)可得推論3。

綜上可知，無生態(tài)補(bǔ)償時(shí)上下游政府非合作決策情形下，上下游政府都是從自身收益最大化出發(fā)確定最優(yōu)策略，此時(shí)上下游政府自身的收益和流域整體收益都是最小的。中央干預(yù)下流域上下游政府統(tǒng)一決策所帶來的流域整體收益并非總是最優(yōu)的，當(dāng)下游政府給予上游政府足夠大的生態(tài)補(bǔ)償時(shí)，能夠極大激發(fā)上游政府的治污努力程度，促使流域整體收益達(dá)到最優(yōu)。

4 算例分析

由前文可知，在三種不同情形下，上下游政府的最優(yōu)決策和收益依賴于模型參數(shù)的選擇。假設(shè)算例的相關(guān)參數(shù)如下：λ=μ=0.5，η=0.5，γU=γD=2，α=β=0.6，δ=0.1，ρ=0.9，πU=0.4，πD=0.6，S0=1。將各參數(shù)代入前文相關(guān)解析式，再結(jié)合式(12)、式(29)和式(46)可得有無生態(tài)補(bǔ)償時(shí)上下游政府收益的對(duì)比關(guān)系，見圖1。

由圖1可知，成本補(bǔ)貼可以明顯提高上下游政府的收益，且對(duì)上游政府收益的提高效果優(yōu)于對(duì)下游政府的提高效果。這是因?yàn)橄掠握畬?duì)上游政府進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償，激發(fā)了上游政府的治污努力，從而提高河流污染物減排量，增加流域社會(huì)福利，使得上下游政府的收益都增加。同時(shí)由于下游政府對(duì)上游政府的生態(tài)補(bǔ)償，降低了上游政府的治污成本，但卻增加了下游政府的治污成本，因此合作決策對(duì)上游政府收益的提升要優(yōu)于對(duì)下游政府收益的提升。

此外，保持其他參數(shù)不變，令πU=0.2，πD=0.8，此時(shí)πD>3πU，則可得三種情形下流域總收益的對(duì)比關(guān)系，見圖2。

由圖2可知，當(dāng)πU<πD<3πU時(shí)，上下游政府統(tǒng)一決策的流域整體收益最大，明顯優(yōu)于上下游政府主從決策和非合作決策情形；而當(dāng)πD>3πU時(shí)，生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制下流域上下游主從決策的整體收益最大，優(yōu)于上下游政府統(tǒng)一決策的流域整體收益；無論何種情形下非合作決策的流域整體收益都是最小的，這驗(yàn)證了推論的結(jié)果。這表明生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制對(duì)提升流域整體收益具有促進(jìn)作用，是破解流域治理困境的有效手段。

圖1 有無生態(tài)補(bǔ)償時(shí)上下游政府收益的對(duì)比關(guān)系

圖2 三種情形下流域總收益的對(duì)比關(guān)系

5 結(jié)語

本文運(yùn)用微分博弈理論研究了生態(tài)補(bǔ)償對(duì)流域環(huán)境治理中上下游政府的影響，根據(jù)模型結(jié)果，在解決流域環(huán)境治理問題時(shí)，各自為政的非合作方式絕不可取，而中央層面的統(tǒng)一決策方式并非總是最優(yōu)的，上下游合作的生態(tài)補(bǔ)償方式是有效且可行的。特別是當(dāng)下國家層面財(cái)政轉(zhuǎn)移支付缺失的情形下，生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制是流域環(huán)境治理的現(xiàn)實(shí)選擇。根據(jù)模型分析結(jié)果，在完善流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制時(shí)應(yīng)注意以下方面。

流域作為一個(gè)特殊的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)，上游決策往往對(duì)于流域環(huán)境質(zhì)量具有最直接的影響，因此，確保上游政府的長期收益是中央政府和下游政府應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮的。首先，建立完善縱向轉(zhuǎn)移支付和橫向轉(zhuǎn)移支付相結(jié)合的財(cái)政轉(zhuǎn)移支付補(bǔ)償機(jī)制。一方面，加快完善中央財(cái)政補(bǔ)償機(jī)制，通過中央財(cái)政轉(zhuǎn)移支付、調(diào)整稅收、政策傾斜、生態(tài)建設(shè)專項(xiàng)資金等優(yōu)惠與支持，助力上游地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，推動(dòng)生態(tài)移民的轉(zhuǎn)移就業(yè)培訓(xùn)。另一方面，要完善省級(jí)政府財(cái)政補(bǔ)償機(jī)制，作為中央生態(tài)補(bǔ)償?shù)挠行аa(bǔ)充。這既減少了由單一主體承擔(dān)生態(tài)補(bǔ)償?shù)呢?cái)政壓力，也有助于平衡地區(qū)間財(cái)政收入差異，體現(xiàn)公平分配，優(yōu)化資源配置，提高生態(tài)補(bǔ)償效率。

其次，流域上下游政府間應(yīng)建立有約束力生態(tài)補(bǔ)償激勵(lì)機(jī)制。流域生態(tài)補(bǔ)償中，如果僅僅依靠政府自覺來實(shí)現(xiàn)流域上下游的最優(yōu)穩(wěn)定均衡策略，往往難以實(shí)現(xiàn)，陷入不補(bǔ)償不治理的“囚徒困境”。通過引入中央政府建立合理有效的激勵(lì)約束機(jī)制，上下游政府間簽訂有約束力的生態(tài)補(bǔ)償協(xié)議，明確流域保護(hù)和生態(tài)補(bǔ)償?shù)闹黧w，規(guī)范主體行為，使違約行為付出代價(jià)，能夠推動(dòng)建立流域生態(tài)補(bǔ)償?shù)拈L效機(jī)制，實(shí)現(xiàn)流域整體利益最優(yōu)。

最后，流域生態(tài)補(bǔ)償實(shí)踐要與地方實(shí)際相結(jié)合，因地制宜選擇合適的流域生態(tài)補(bǔ)償模式。例如，浙江金華江流域的上下游政府間協(xié)商交易、福建閩江流域的上下游政府間共同出資、粵贛東江流域的政府間財(cái)政轉(zhuǎn)移支付、遼河流域與太湖流域的基于出境水質(zhì)政府間強(qiáng)制性扣繳等流域生態(tài)補(bǔ)償模式，這些都是流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制在地方的積極實(shí)踐。此外，由于國家生態(tài)補(bǔ)償立法的缺位，生態(tài)補(bǔ)償?shù)牡胤綄?shí)踐普遍陷入法律依據(jù)不足的困境，束縛了地方生態(tài)補(bǔ)償實(shí)踐進(jìn)程。應(yīng)加快制定和完善流域生態(tài)補(bǔ)償?shù)姆煞ㄒ?guī)，保障流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的合法性，以確保政策的延續(xù)性，推動(dòng)流域生態(tài)補(bǔ)償步入正規(guī)化、制度化、法制化軌道。