張婕 古明敏 王陳

摘要 生態(tài)補償機制是打破黃河流域零散化環(huán)境保護，應對流域生態(tài)環(huán)境變化，推動流域高質量發(fā)展的重要制度創(chuàng)新。該研究在共享視角下，利用微分博弈模型和最優(yōu)控制理論，結合黃河流域生態(tài)保護具體情況與出臺的相關支持政策，引入徑流增加量和泥沙治理量兩個環(huán)境保護衡量指標構建了黃河流域綜合生態(tài)補償機制的博弈模型，探討在完全共享生態(tài)補償機制、不完全共享無橫向生態(tài)補償機制以及不完全共享有橫向生態(tài)補償機制3類情形下的最優(yōu)策略，并針對共享效益系數(shù)、生態(tài)補償系數(shù)等展開了參數(shù)影響分析。結果顯示：①完全共享生態(tài)補償機制以及不完全共享有橫向生態(tài)補償機制均可以提高政府對生態(tài)保護的投入，完全共享生態(tài)補償機制是最優(yōu)機制，不完全共享有橫向生態(tài)補償機制更具有實踐性和操作性。②區(qū)域政府的生態(tài)保護投入、環(huán)境改善效果以及流域整體的經(jīng)濟利益與生態(tài)保護成本系數(shù)負相關，與生態(tài)保護效果系數(shù)正相關，共享效益系數(shù)是各區(qū)域政府關于環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展博弈后的結果，實現(xiàn)合理的共享效益系數(shù)有利于加強長期跨界合作關系的穩(wěn)定。③在預期收益對生態(tài)環(huán)境更加敏感的區(qū)域，開展綜合生態(tài)補償機制有利于形成生態(tài)環(huán)境改善與預期收益增加相互促進的良性循環(huán)。最后通過實證分析驗證了結論的有效性，并從發(fā)揮中央政府統(tǒng)籌作用、健全流域信息共享機制以及均衡生態(tài)保護與經(jīng)濟發(fā)展關系3個方面為構建黃河流域綜合生態(tài)補償機制提出了對策建議，進一步推動了黃河流域的協(xié)同治理，完善了黃河流域生態(tài)補償制度。

關鍵詞 生態(tài)補償；黃河流域；共享理念；微分博弈

中圖分類號 X321 文獻標志碼 A 文章編號 1002-2104（2024）03-0192-13 DOI：10. 12062/cpre. 20230341

黃河流域是中國重要的生態(tài)安全屏障，也是人口和經(jīng)濟發(fā)展的重要區(qū)域。黃河流域生態(tài)保護和高質量發(fā)展的關鍵是提升水資源保障能力，改善人水關系［1］。流域生態(tài)補償機制是提升水資源保障能力的重要經(jīng)濟激勵手段之一，通過對流域生態(tài)保護方提供一定的經(jīng)濟補償以解決由于水資源的準公益性特征而導致的各區(qū)域流域生態(tài)環(huán)境資源外部不經(jīng)濟性問題［2］。黃河流域生態(tài)補償政策于2007年開始陸續(xù)在沿黃9省份開展實踐，主要以流域各省份內生態(tài)補償為主，其中陜甘兩省于2011年簽訂的《渭河流域環(huán)境保護城市聯(lián)盟框架協(xié)議》是黃河流域首個跨省生態(tài)補償政策。截止至2017年，黃河流域9 省份均頒布了各省份的生態(tài)補償機制相關辦法［3］。2019年國家發(fā)展和改革委員會印發(fā)的《生態(tài)綜合補償試點方案》指出要推進建立流域上下游生態(tài)補償制度。2020 年，財政部等4 部門共同印發(fā)的《支持引導黃河全流域建立橫向生態(tài)補償機制試點實施方案》提出了以中央財政安排引導資金為主要補償方式的黃河全流域橫向生態(tài)補償機制的試點方案，并鼓勵地方加快建設多元化橫向生態(tài)補償機制。因此，黃河流域生態(tài)補償機制需要轉型升級，由原來的流域內部兩省份之間、省份內城市間以及中央政府對地方政府間“碎片化”的生態(tài)補償機制升級為中央政府以及全流域各地方政府共同參與的橫向綜合生態(tài)補償機制。黃河流域的生態(tài)環(huán)境復雜且脆弱，上、中、下游生態(tài)環(huán)境保護目標各不相同，上游需要提升水源涵養(yǎng)能力，中游加強水土保持，下游解決水沙失衡與河道淤積問題［4］。全流域綜合生態(tài)補償機制需要在信息溝通與利益共享的前提下，不僅滿足上、中、下游各自流域生態(tài)保護的需求，還要滿足全流域社會經(jīng)濟環(huán)境共同發(fā)展的需求。因此，在設計全流域橫向綜合生態(tài)補償機制時，需遵循“保護責任共擔、流域環(huán)境共治、生態(tài)效益共享”的共享機制原則，針對上、中、下游區(qū)域的不同利益訴求展開研究，促使流域各地區(qū)的社會經(jīng)濟發(fā)展政策與改善保護流域生態(tài)環(huán)境的目標相一致，推動各區(qū)域成為相互合作的利益共同體，激發(fā)流域上、中、下游各行政區(qū)域自發(fā)保護流域生態(tài)環(huán)境的強大動力，提高流域環(huán)境質量［3］。

1 文獻綜述

20世紀末，學者們將生態(tài)補償理論引入跨界流域水資源管理的理論與實踐中。國外學者通常將“流域生態(tài)補償”稱作“流域生態(tài)系統(tǒng)服務付費”［5-6］，是一種基于市場機制的生態(tài)保護模式，生態(tài)服務的受益者對其享受的生態(tài)系統(tǒng)服務付費。國內早期的流域生態(tài)補償實踐是以政府主導為主的行政行為，經(jīng)過各流域試點，相應的理論與實踐逐漸走向成熟，對于生態(tài)補償概念的認知也逐漸趨于統(tǒng)一［7］。生態(tài)補償是在明晰產權的基礎上，通過協(xié)調利益相關者的關系，來促進對生態(tài)環(huán)境的保護，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的最終目標。

流域生態(tài)補償機制的已有研究主要集中在補償標準與分攤、補償方案、補償利益機制分析等方面。構建具有針對性且合理的生態(tài)補償標準和分攤方案是流域上下游協(xié)調發(fā)展的基礎，梳理關于流域生態(tài)補償標準與分攤的文獻發(fā)現(xiàn)，已有研究方法主要包括生態(tài)系統(tǒng)服務價值法［8］、成本費用法［9］、機會成本法［10］和支付意愿法［11］等。

隨著研究的進一步深入，少數(shù)學者選擇嘗試基于水質水量雙視角［12］、選擇容量價值視角［13］、水足跡視角［14-15］等定量分析補償分攤比例并進行實證分析，如孫玉環(huán)等［12］從水質水量雙視角構建生態(tài)補償模型，測算生態(tài)補償總額以及各受水區(qū)應分別承擔的生態(tài)補償額；楊海樂等［13］通過選擇價值容量將經(jīng)濟發(fā)展狀況和資源環(huán)境狀況結合，并以選擇價值容量為指標測算生態(tài)補償標準；劉紅光等［15］通過核算長江經(jīng)濟帶的灰水足跡，建立基于水污染的水資源生態(tài)補償標準模型。黃河流域生態(tài)補償?shù)囊延醒芯恐饕婕傲饔虿糠謪^(qū)域間的生態(tài)補償行為［16］、轉移支付對環(huán)境治理的影響［17］以及對流域整體構建生態(tài)補償機制的初步思考，重點是構建跨省橫向生態(tài)補償機制，促進共建共享機制的形成［18］。

隨著流域生態(tài)補償試點的逐漸深入，多元化綜合生態(tài)補償機制是生態(tài)補償轉型升級的方向，博弈論是分析補償各方利益得失的常用方法。部分學者基于演化博弈理論［19-22］，對沿岸地方政府的決策行為及原因進行研究分析。Jorgensen等［19］和李寧等［20］均認為在中央政府的干預下，上下游政府之間建立合作關系以實現(xiàn)上游“保護”、下游“補償”，而僅依靠地方政府的自覺行為并不能實現(xiàn)這一結果。能否建立長期穩(wěn)定的合作關系受諸多因素的影響。李芳等［21］基于鷹鴿博弈模型從地理位置、用水及用水需求、水資源開發(fā)能力三個維度衡量區(qū)域間的非對稱性，分析了非對稱因子、沖突的單本成本收益對穩(wěn)定合作狀態(tài)的影響；楊夢杰等［22］對上下游區(qū)域政府不同的利益訴求進行了分析，構建了動態(tài)演化博弈模型，根據(jù)局部穩(wěn)定性從機構監(jiān)督、政策約束、生態(tài)補償和水質考核4個角度加強區(qū)域政府間的合作關系。部分學者選擇利用微分博弈模型［23-26］探討在多主體且時間連續(xù)情況下各參與者的最優(yōu)化決策，以達到納什均衡。Yeung等［23-24］利用微分博弈模型研究在跨界工業(yè)污染治理情形下，各博弈方在連續(xù)時間內保持合作狀態(tài)的最優(yōu)解，從而保持各博弈方合作與時間的一致性；徐松鶴等［25］將微分博弈模型用于流域生態(tài)補償機制的研究，驗證了政府主導下的生態(tài)補償機制能夠有效解決環(huán)境治理的外部化問題；馬駿等［26］討論了中央政府參與補貼與上下游選擇分擔污染治理成本行為之間的互動博弈策略，提出了應綜合考慮橫向生態(tài)補償和縱向生態(tài)補償，構建了多元化的流域生態(tài)補償方式。

已有文獻在流域生態(tài)補償機制、流域生態(tài)補償利益相關方博弈分析方面也取得了一定研究成果。但是鑒于黃河流域面積大、涉及省份多且上、中、下游各省份間的發(fā)展不均衡，已有黃河流域生態(tài)補償機制研究尚未在“全流域共享”視角下展開分析，大多為省份域內或相鄰省份間的生態(tài)補償機制研究，不能滿足建設黃河全流域橫向綜合生態(tài)補償機制的要求。同時，現(xiàn)有流域生態(tài)補償機制分析的博弈模型，大多將污染治理量作為衡量指標，不適用黃河流域生態(tài)保護的具體情況。因此，本研究主要貢獻為：①針對黃河流域生態(tài)環(huán)境具體情況，引入徑流量增加量和泥沙治理量兩個環(huán)境改善衡量指標，運用微分博弈模型和最優(yōu)控制理論，構建黃河流域綜合生態(tài)補償機制的博弈模型。該模型考慮了黃河流域的水沙治理特征，更符合黃河流域生態(tài)治理情景。②在“保護責任共擔、流域環(huán)境共治、生態(tài)效益共享”的共享視角下，構建共享效益系數(shù)，生態(tài)補償系數(shù)，并展開了參數(shù)影響分析，以揭示綜合生態(tài)補償機制的運行機制，結論可為構建全流域綜合生態(tài)補償機制提供均衡方案及對策路徑。

2 模型構建

2. 1 模型描述

由于水資源的流動性特征，流域生態(tài)環(huán)境呈現(xiàn)了一體化特征，流域上、中、下游區(qū)域是生態(tài)環(huán)境、生態(tài)經(jīng)濟以及生態(tài)保護責任的命運共同體［27］。流域上游水資源以及生態(tài)環(huán)境的優(yōu)良程度影響著中、下游區(qū)域的生產、生活和生態(tài)活動，體現(xiàn)了全流域經(jīng)濟利益的共享。流域下游區(qū)域對上、中游區(qū)域的補償，反映了全流域共同承擔生態(tài)保護責任。因此，在流域綜合生態(tài)補償機制設計時，需要在全流域預期收益共享視角下，不僅要考慮上、中、下游地區(qū)的經(jīng)濟、社會以及生態(tài)效益的最大化，還要兼顧全流域經(jīng)濟、社會以及生態(tài)效益的共享。

黃河流域生態(tài)環(huán)境保護和治理工作的主要參與方為流域上、中、下游區(qū)域政府及中央政府。目前黃河流域主要存在上游水源涵養(yǎng)能力退化，中游水土流失嚴重，下游水沙失衡、河道淤積突出等環(huán)境問題。因此，黃河流域生態(tài)保護與治理的主要目標是進一步提升水資源保障能力，改善生態(tài)環(huán)境等。黃河流域上游區(qū)域的生態(tài)環(huán)境保護行為會帶來黃河流域徑流量以及泥沙治理量的增加，提高了水源涵養(yǎng)能力，從而帶來生態(tài)效益的正外部性，需要中、下游區(qū)域政府對其享受的正外部性進行一定的經(jīng)濟補償；中游展開水土保持和污染治理工作，其生態(tài)保護行為影響了自身及下游區(qū)域的生產生活、經(jīng)濟發(fā)展以及生態(tài)效益。流域中、下游區(qū)域政府需要做出是否對上游區(qū)域進行生態(tài)補償，以及如何補償?shù)臎Q策；上、中游區(qū)域政府則需要根據(jù)中、下游政府提供的生態(tài)補償比例來做出生態(tài)保護努力程度的決策。中央政府對上、中、下游區(qū)域政府起到協(xié)調管理的作用，通過對流域上、中、下游區(qū)域給予一定補償?shù)确椒ù偈箙^(qū)域政府間能維持長期穩(wěn)定的合作關系。因此，在全流域共享視角下，黃河上、中、下游地方政府需要決策生態(tài)保護努力程度以及生態(tài)補償系數(shù)，中央政府需要對上、中、下游區(qū)域政府的補貼系數(shù)進行決策。

2. 2 基本假設與模型符號說明

為了構建模型，需要設定一些前提假設，具體如下。

（1）博弈參與方為完全理性主體。即黃河流域上游區(qū)域政府、中游區(qū)域政府、下游區(qū)域政府以及中央政府在決策時遵循收益最大化原則，在補償利益決策中以尋求最優(yōu)方案為目標。

（2）各區(qū)域生態(tài)保護成本隨著其生態(tài)保護努力程度的增大而增大。在較長時間內，生產要素的邊際生產率是遞減的，隨著區(qū)域政府投入的增大，生態(tài)保護的邊際成本是遞增的。

（3）基于生態(tài)系統(tǒng)服務價值理論，可以用貨幣量化各類生態(tài)系統(tǒng)所提供的各類服務功能所帶來的服務價值［28］。因此，假設流域上、中、下游區(qū)域政府從流域生態(tài)環(huán)境保護與治理中獲得的社會、經(jīng)濟以及生態(tài)收益均可以用貨幣衡量，且與生態(tài)環(huán)境改善程度呈線性關系。

（4）為簡化處理，假設在連續(xù)的時間內，由于自然原因或設備老化，徑流量增加量和泥沙治理量衰減系數(shù)相同，并且預期收益的折現(xiàn)率為一給定的外生常數(shù)。

模型中各種符號說明見表1。