基于演化博弈的无居民海岛生态补偿机制研究

刘超崔旺来

（1.浙江海洋大学海洋科学与技术学院，浙江舟山316022；2.浙江海洋大学经济与管理学院，浙江舟山316022）

基于演化博弈的无居民海岛生态补偿机制研究

刘超1崔旺来2

（1.浙江海洋大学海洋科学与技术学院，浙江舟山316022；2.浙江海洋大学经济与管理学院，浙江舟山316022）

建立海岛生态补偿机制是无居民海岛生态环境保护工作的主要内容和促进海岛资源永续利用的重要保障。运用无居民海岛生态补偿利益主体非对称性演化博弈分析的复制动态模型，重点探讨利益相关主体间的行为及相互影响的动态演变过程，讨论演化参数结果的稳定性。结果表明：双方博弈策略的选择很大程度依赖于系统初始状态，并与博弈双方支付矩阵的关键参数变化有关；利益群体各决策选择的比例是稳定均衡策略的重要决定因素，增加无居民海岛生态补偿利益主体选择“保护”和“补偿”策略的比例，可加快稳定均衡策略的有效形成；加强对无居民海岛开发利用利益主体生态环境保护的监管力度，有利于实现无居民海岛开发利用与生态环境保护的共赢。

无居民海岛；生态补偿；利益主体；演化博弈；生态服务价值

无居民海岛生态补偿是指政府及海岛管理部门在将海岛生态环境保护成本、开发机会成本以及海岛生态服务价值纳入核算体系的基础上，通过无居民海岛生态补偿财政转移支付、专项经费或市场交易等行政及市场方式，对无居民海岛开发商的生态保护行为给予合理补偿的一种有效海岛生态环境保护激励手段。无居民海岛生态补偿机制作为平衡各方利益的“杠杆”，是解决海岛生态环境保护外部性问题的重要手段，其核心是让海岛生态环境的破坏者和受益者付费，并对保护者进行经济补偿。［1］无居民海岛作为海洋经济开发的桥头堡，蕴藏着极为丰富、独特的资源，如矿产资源、生物资源、港口资源、水资源、旅游资源等，其开发价值大、利用空间广、战略意义重大，是当今人类由陆路经济转向海洋经济开发的绝佳选择之地，寻求解决陆域资源瓶颈问题的重要突破口。同时对于改善周围生态环境、维系海洋生态系统结构和功能及维护国家权益具有重要意义。2010年3月1日，随着《中华人民共和国海岛保护法》的正式颁布，一度曾被叫停的无居民海岛开发随之“解冻”，海岛开发利用活动也越来越多，“无偿、无序、无度”的海岛开发利用方式对无居民海岛生态环境造成严重威胁。

党的十八大报告中明确指出：“建立体现生态价值和代际补偿的资源有偿使用制度和生态补偿制度。”由于海岛对外界自然和人类开发活动具有较强的敏感性和生态环境脆弱性，因此无居民海岛在开发利用与建设过程中必须把生态文明建设理念摆在首要地位，协调无居民海岛开发利用活动与海岛生态环境保护之间的利益关系，建立无居民海岛开发生态补偿机制，促进海岛生态环境系统平衡。

一、生态补偿研究综述

目前，国内学者关于海洋及海岛生态补偿的研究成果主要集中于海洋或海岛生态补偿理论机制探究、海洋或海岛生态服务价值核算、海洋或海岛生态补偿标准制定等研究方面。马骁骏、李晓冬、王秀卫等从概念、意义、原则、途径方面探讨海岛生态补偿问题，提出应从法律政策、评价标准、融资方式和政府监督管理等角度构建并完善我国无居民海岛生态补偿机制。［2-4］郑苗壮梳理了海洋生态补偿财政支付转移、专项基金等行政及市场的主要手段。［5］张一帆尝试提出了直接成本法和生态系统服务价值法两种生态补偿方法，并对方法内涵、计算方法、补偿基准进行了一定研究。［6］陈文音、石洪华、赵晟等运用经济学和生态理论学模型对海洋（海域）生态服务价值进行实证评估。［7-9］汪运波、肖建红等通过构建生态足迹模型，并针对不同的用岛类型确定了海岛生态补偿的标准。［10-11］刘文剑、韩秋影对海洋资源和海洋环境的开发利用的补偿费进行了核算。［12-13］综上可见，随着研究进一步深入，国内关于无居民海岛生态补偿从理论机制研究转向实证研究，能够针对生态系统服务功能价值量化分析并确定生态补偿标准。但并没有学者从无居民海岛生态补偿系统中的海岛开发利用主体和政府及海岛管理部门的角色定位和利益关系出发，基于博弈论视角去探究我国无居民海岛生态补偿机制。

演化博弈论的理论研究及在经济学方面的广泛应用，成为国内外学术界最热门的研究领域之一，是进化生态学和博弈论的结合，它以有限理性为基本假设条件，强调动态分析，充分弥补了完全理性和静态分析的不足。［14］本文基于无居民海岛生态补偿利益主体有限理性假设，通过引入演化博弈论，根据无居民海岛开发利用利益主体和当地政府及海岛管理部门的自身利益最大化原则，构建非对称动态演化博弈模型，探析我国无居民海岛生态补偿利益主体各要素对决策行为影响的动态演变过程，讨论不同情形下演化参数结果的稳定性，以期为无居民海岛生态补偿机制的建立提供相关理论依据和决策支持，减少我国无居民海岛开发利用利益主体和当地政府及海岛管理部门之间的矛盾。

二、演化博弈模型

（一）博弈假设

1.演化博弈研究的对象是一个“种群”，注重分析种群结构的变迁，而不是单个行为个体的效应分析。［15］本文在无居民海岛生态补偿博弈研究过程中，将利益主体设定为无居民海岛开发利用利益主体（破坏者、保护者）、政府及海岛管理部门（受益者、受害者）。根据演化博弈论理论，假设两个博弈参与主体为有限理性且博弈参与主体的最终目的都使其自身利益最大化。

2.在博弈过程中，无居民海岛开发利用利益主体具有海岛生态环境保护方面的责任，他们的主要利益主要是指在确权的海岛区域范围内从事与海岛开发利用等经营业务相关的经营活动或市场经济活动。而对海岛生态环境策略选择行为，无居民海岛开发利用利益主体有“保护”和“破坏”两种策略选择。当地政府及海岛管理部门的主要利益是指无居民海岛地区及其周围生态环境得到改善的生态正向外部效益。按照“谁保护谁受益，谁破坏谁补偿，谁享受谁补偿”的原则，当地政府及海岛管理部门对海岛生态保护行为也有两种策略，即“补偿”和“不补偿”。无居民海岛开发利用利益主体采取生态“保护”策略时，如限制引入对海岛生态环境破坏性较大的产业项目或加大海岛生态建设投入，此时，当地政府及海岛管理部门须支付补偿费；无居民海岛开发利用利益主体采取生态“破坏”策略时，当地政府及海岛管理部门获得补偿费用（惩罚金额）。

（二）演化博弈模型的构建

在博弈初期，假定无居民海岛开发利用利益主体采取“保护”策略的比例数为m，“破坏”策略的比例数为1-m；当地政府及海岛管理部门选择生态“补偿”策略的比例数为n，“不补偿”的比例数为1-n（0≦m，n≦1）。

假设以下变量分别代表如下含义：E1为无居民海岛开发利用利益主体选择保护海岛生态环境策略时可获得的长期经济产出；E2为无居民海岛开发利用利益主体选择单纯追求经济利益而破坏海岛生态策略时所获得的短期经济产出；K1为无居民海岛开发利用利益主体在选择生态保护策略下，当地政府及海岛管理部门享受到的生态外部正效应；K2为无居民海岛开发利用利益主体选择积极追求利益而破坏生态策略下，当地政府及海岛管理部门享受到的生态外部负效应；W1为无居民海岛开发利用利益主体实施保护策略时所投入的成本；W2为当地政府及海岛管理部门投入的监管成本；C为无居民海岛开发利用利益主体采取“保护”策略时当地政府及海岛管理部门支付的生态补偿金额；为了制约无居民海岛开发利用利益主体不破坏海岛生态环境，引入约束机制B，B为无居民海岛开发利用利益主体采取积极追求利益而破坏生态策略时支付的补偿。当B≦C时，C-B表示无居民海岛开发利用利益主体因承担生态保护工作不到位，当地政府及海岛管理部门通过收取惩罚金额获得或追回的生态补偿资金。无居民海岛开发利用利益主体和当地政府及海岛管理部门博弈收益矩阵见表1。

表1　无居民海岛开发利用利益主体和管理部门的收益矩阵

（三）模型局部均衡点稳定性分析

根据收益矩阵，可设无居民海岛开发利用利益主体选择“保护”和“破坏”策略的期望收益α11、α12以及平均期望收益α1分别为：

得出无居民海岛开发利用利益主体复制动态方程为：

对f（m）求关于m的一阶导数，可得：

令f（m）=0，解得：

两个驻点m1=0和m2=1是复制动态方程的可能的两个稳定状态点，且n*=（W1+E2-E1）/B。

设当地政府及海岛管理部门选择“补偿”和“不补偿”策略的期望收益β11、β12以及平均期望收益β1分别为：

得出当地政府及海岛管理部门复制动态方程为：

对g（n）求关于n的一阶导数，可得：

令g（n）=0，解得：

两个驻点n1=0和n2=1是复制动态方程的可能的两个稳定状态点，且m*=（B-C-W2）/B。

由上述计算过程可得到博弈矩阵的5个局部均衡点：F1（0，0）、F2（0，1）、F3（1，0）、F4（1，1）、F5（m*，n*）。其中，F1（0，0）、F2（0，1）、F3（1，0）、F4（1，1）为4个纯策略均衡点；F5（m*，n*）点为混合策略均衡点。

三、生态补偿利益主体演化路径及演化稳定策略

（一）无居民海岛开发利用利益主体策略的演化稳定性分析

由f（m）=0解得两个驻点m1=0和m2=1是复制动态方程的可能的两个稳定状态点，且f'（x）=（1-2m）［（E1-E2-W1+Bn］，可知各点的稳定状态如下：

（1）n*=（W1+E2-E1）/B｛仅当0≦（W1+E2-E1）/B≦1，即（W1+E2-E1）≦B时成立｝，则不论m为何值时，都有f（m）=0，即对所有的m水平都是稳定状态，无居民海岛开发利用利益主体的动态演化路径如图（1a）所示。由图知：当地政府及海岛管理部门以（W1+E2-E1）/B的比例采取生态补偿策略时，无居民海岛开发利用利益主体选择“保护”和“破坏”两种策略的期望收益没有发生改变，即所有的m水平都是无居民海岛开发利用利益主体的稳定状态。

图1　a无居民海岛开发利用利益主体的动态演化路径

（2）当n>n*=（W1+E2-E1）/B时，此时只有两个可能的稳定点m1=0，m2=1，由于f'（x）＜0，f'（x）＞0，所以m2=1是稳定演化策略，无居民海岛开发利用利益主体的动态演化路径如图（1b）所示。这意味着当地政府及海岛管理部门以高于（W1+E2-E1）/B的比例采取生态“补偿”策略时，无居民海岛开发利用利益主体的策略选择逐渐由“破坏”向“保护”策略转移，即“保护”策略是无居民海岛开发利用利益主体的演化稳定策略。

图1　b无居民海岛开发利用利益主体的动态演化路径

（3）当n

图1　c无居民海岛开发利用利益主体的动态演化路径

（二）当地政府及海岛管理部门主体策略的演化稳定性分析

令g（n）=0，解得：

两个驻点n1=0和n2=1是复制动态方程的可能的两个稳定状态点，且g'（y）=（1-2n）［（B-C-W2-Bm）］，可知各点的稳定状态如下：

（1）m*=（B-C-W2）/B｛仅当0≦（B-C-W2）/B≦1，即（B-C-W2）≦B时成立｝，则不论n为何值时，都有g（n）=0，即对所有的n水平都是稳定状态，当地政府及海岛管理部门利益主体的动态演化路径如图（2a）所示。由图知：无居民海岛开发利用利益主体以（B-C-W2）/B的比例选择生态“保护”决策时，当地政府及海岛管理部门利益主体选择两种策略的期望收益没有区别或发生改变，即所有的n水平都是当地政府及海岛管理部门利益主体的稳定状态。

图2　a当地政府及海岛管理部门主体的动态演化路径

（2）当m>m*=（B-C-W2）/B时，此时只有两个可能的稳定点n1=0，n2=1，由于g'（1）>0，g'（1）＜0，所以n2=1是稳定演化策略，当地政府及海岛管理部门主体的动态演化路径如图（2b）所示。这意味着无居民海岛开发利用利益主体以高于（B-C-W2）/B的比例选择生态“保护”决策时，当地政府及海岛管理部门主体策略选择逐渐由“补偿”向“不补偿”策略转移，即选择“不补偿”策略是当地政府及海岛管理部门主体的演化稳定策略。

图2　b当地政府及海岛管理部门主体的动态演化路径

（3）当m0，所以n2=1是稳定演化策略，当地政府及海岛管理部门主体的动态演化路径如图（2c）所示。从该演化路径可以看出，当无居民海岛开发利用利益主体以低于（B-C-W2）/B的比例选择“保护”策略时，当地政府及海岛管理部门主体策略选择逐渐由“不补偿”向“补偿”策略演变，即选择“补偿”策略是当地政府及海岛管理部门主体的演化稳定策略。

图2　c当地政府及海岛管理部门主体的动态演化路径

（三）演化博弈均衡点及其稳定性分析

函数式f（m）和g（n）构成了无居民海岛开发利用生态补偿博弈的动态复制系统，该系统的局部均衡点构成演化博弈均衡，即演化均衡。［16］现通过Jaconbian矩阵的局部稳定性来判断该系统均衡点的稳定性，并根据Friedman提出的分析方法，检验五个均衡点的性质。［17］

其雅可比矩阵为：

将所得到的均衡点代入Jaconbian矩阵J并对其稳定性进行分析，结果如表2所示：

表2　局部均衡点的行列式值和迹

（四）参数讨论

（1）当E1-W1

表3　局部均衡点稳定状态分析结果

（2）当E1-W1W2时，此时该演化博弈无演化稳定策略。各均衡点的局部稳定性分析结果如表4所示。尽管当地政府及海岛管理部门对无居民海岛开发利用利益主体“不保护”或“破坏”海岛生态的行为进行处罚，且取得了正向的收益效果，但如若不能保证无居民海岛开发利用利益主体采取“保护”策略的长期收益高于采取“破坏”策略的短期收益，就难以激励无居民海岛开发利用利益主体主动选择“保护”策略。因此，中央政府部门和当地政府及海岛管理部门需要加大关于海岛生态环境保护的财政转移支付力度，给予足额的生态补偿金额，鼓励开发者选择保护海岛生态环境的策略。

表4　局部均衡点稳定状态分析结果

（3）当E1-W1>E2（不管B-C>W2还是B-CE2表示无居民海岛开发利用利益主体选择“保护”策略的收益高于选择“不保护”策略的收益。在现实条件下，这种情况在无居民海岛开发利用过程中是极难实现的。究其原因，绝大多数无居民海岛远离大陆，基础设施条件差，淡水供应紧张，土地资源紧缺，海岛开发利用成本极高，为此，相关企业为降低开发成本，追求企业效益最大化而过度依赖海岛生态资源，这种行为正是造成海岛生态环境不断恶化的重要原因。因此，为使E1-W1>E2，可以提高无居民海岛开发利用利益主体选择“保护”策略而获得的综合收益，加大中央政府财政转移支付力度，给予实施海岛生态环境“保护”策略企业定额的奖励；或者选择降低海岛生态监管成本W1，推行媒体或公众检举制度，并向检举者给予一定的举报奖励；亦或者两者同时选择发生。只有在满足E1-W1>E2的条件下，该演化博弈系统才会逐渐向（保护，补偿）的理想状态组合策略转移。

表5　局部均衡点稳定状态分析结果

四、结论和建议

无居民海岛对外界自然和人类开发活动的干扰较为敏感，如果相关制度和措施缺位，既会影响无居民海岛开发利用利益主体的经济利益，又会破坏岛陆生态环境并影响其可持续性，丧失海岛原有的宝贵价值。因此，构建无居民海岛生态补偿机制对解决海岛开发利用和生态保护所面临利益问题的具有重要意义。本文运用演化博弈理论，探析了我国无居民海岛生态补偿利益主体各要素对决策行为影响的动态演变过程，讨论不同情形下演化参数结果的稳定性，得出以下结论与建议：

（一）增加政府及海岛管理部门生态补偿补贴额，出台相关海岛生态保护法律或法规。根据博弈模型的演化稳定分析结果可知，当当地政府及海岛管理部门采取生态“补偿”策略的比例数大于（W1+E2-E1）/B，且无居民海岛开发利用利益主体选择“保护”策略的长期收益高于选择“破坏”策略的短期收益时，无居民海岛开发利用利益主体的策略选择会由“破坏”向“保护”演化，此时系统演化为（保护，补偿）组合的稳定策略。实现以良好海洋环境、海洋生态系统为基础的海洋经济可持续发展模式是政府海洋管理的基本职能。［18］因此迫切需要政府及海岛管理部门建立一套无居民海岛生态补偿国家财政转移支付体系，从国家和地方两个方面增加无居民海岛生态补偿的力度，保护海域生态环境。政府及海岛管理部门可以利用政府补贴、财政援助、开征生态税、绿色环保税等多种特定税收来筹集资金保护海岛生态环境及增加对海岛生态保护的补贴额度。另外，还需要出台关于无居民海岛生态保护的相关法律或法规来规范无居民海岛生态环境中各方的行为。

（二）加强监测和监督考核，做好有关无居民海岛开发利用生态环境保护宣传工作。为使无居民海岛生态补偿机制最终演化为（保护，补偿）组合的稳定策略，需要从政府及海岛管理部门的监管力度、监管成本、惩罚力度以及无居民海岛开发利用利益主体采取“保护”策略的成本、收益和生态补偿金额等方面考虑。为此，对于降低海岛生态环境监管成本，当地政府及海岛管理部门可建立媒体或公众检举机制，做好公众有关海岛开发利用生态保护宣传工作，提高公众对无居民海岛生态环境监管的参与度，最终构建一个完善的海岛生态环境保护服务体系。

（三）建立无居民海岛生态补偿价值计量技术标准体系，确定惩罚金额和补偿金额标准。当地政府及海岛管理部门对破坏海岛生态环境行为的惩罚金额数目决定了无居民海岛开发利用利益主体的行为尺度和导向。惩罚金额数目的确定主要受海岛生态环境保护成本、开发机会成本、海岛生态服务价值等参数影响。为此，今后对无居民海岛生态服务价值及生态环境补偿的研究方向要从机制政策转向量化分析研究，选择科学合理的方法准确地计算无居民海岛开发利用的生态保护成本、机会成本和海岛生态服务价值，为确定惩罚金额和补偿金额标准提供可靠依据，最终对海岛生态环境破坏活动起到明显的约束作用。

（四）提高无居民海岛开发利用利益主体的整体经济收益。建立无居民海岛生态环境保护激励机制，调动无居民海岛开发利用利益主体保护海岛生态环境的积极性。此外，当地政府及海岛管理部门可通过一些有效途径给予开发者优惠政策并不断释放政策红利，提高海岛开发利用主体的经济收益水平。如实施无居民海岛开发税收减免政策、设立无居民海岛保护专项资金、海域使用金返还、提供海岛开发利用技术支持、鼓励无居民海岛生态旅游开发项目开展等。

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On Ecological Compensation Mechanism of Evolutionary Game-based Uninhabited Islands

LIU Chao1CUI Wanglai2
（1.School of Marine Science and Technology，Zhejiang Ocean University，Zhoushan 316022，China；2.School of Economics and Management，Zhejiang Ocean University，Zhoushan 316022，China）

It is not merely a main content to protect the ecological environment of uninhabited islands but also an important guarantee for sustainable utilization of islands resources to establish the ecological compensation mechanism of islands.The duplicate dynamic model，which is based on non-symmetric evolutionary game analysis of the stakeholders of eco-compensation of uninhabited islands，aims at exploring the dynamic evolutionary process of the action and interaction between stakeholders，the stability of evolutionary parameters，and the formation of stable strategy of evolutionary equilibrium.The results of analyzing the evolutionary stability with game model indicate that：the strategical choices of the both sides largely depend on the initial state of the system，together with the key parameters of their payoff matrix.The proportion of interest groups’decisive choices decide on whether the stable equilibrium strategy can be formed.Increasing the proportion of selecting the“protection”and“compensation”strategy by the implementation group and the benefit group can accelerate the formation of stable equilibrium strategy effectively.Strengthen the supervision of“nonprotection”and“non-compensation”by stakeholders and the local government and island management sectors，which is of great significance to achieve a win-win situation between the exploration and utilization of uninhabited islands and the protection of ecological environment.

uninhabited islands；compensation；stakeholders；evolutionary games；ecosystem service value

F205

A

1008-8318（2016）04-0024-09

2016-05-08

国家社会科学基金项目“我国政府海洋管理体制创新研究”（编号：12BZZ035）。

刘超（1991-），男，甘肃敦煌人，硕士研究生；崔旺来（1964-），男，甘肃通渭人，教授，硕士生导师，研究方向：政府海洋管理、海岛综合管理。