基于演化博弈视角下的跨界水资源冲突分析

(浙江财经大学 浙江 杭州 310018)

一、流域水资源冲突背景

水是人类生存和维持生态系统健康的控制性因素，也是人类及一切生物赖以生存和发展的基础性自然资源。随着我国社会经济的发展，水资源开发、利用和保护等显得越来越重要，各地区对于水资源的需求越来越大，跨界取水过程中的一方在取水过程中没有兼顾其他用水户的利益，致使另一方用水权益受到损害时就会产生冲突。随着现行的流域管理与区域管理相结合的水资源管理模式不断深入，其固有的弊端不断地凸显，导致当前水资源矛盾和纠纷越演越烈，水资源方面的冲突日益频发。根据《中国水利年鉴》等资料的统计，我国2010年发生水资源冲突计6998起，2011年发生水资源冲突7672起，2012年发生水资源冲突8423起，2013～2015年水资源冲突依然尖锐，其造成的经济损失无法估量，为此跨界水资源冲突问题急需解决。

目前政府为解决跨界水资源冲突问题出台了众多政策。国家发展改革委2015年印发《关于进一步加强区域合作工作的指导意见》，将创新区域合作机制列为重要发展领域。2016年7月国务院发布《关于实行最严格水资源管理制度的意见》，指出要严格控制流域和区域取用水总量，加快制定主要江河流域水量分配方案，建立覆盖流域和省市县三级行政区域的取用水总量控制指标体系，实施流域和区域取用水总量控制。随着城市化进程的不断发展，跨界水资源问题依然突出，受到党和政府的高度重视。

二、文献综述

由于流域的水量是有限的，流域的不同区域间都难免会产生一定程度上的用水冲突。Heaney等指出随着水资源紧缺程度的加剧，不同利益相关者因争夺水源不可避免地产生冲突，全球范围内用水冲突的数量和层次都在上升[1]。水资源管理中心涉及众多利益相关者，他们在水资源利用上通常有不同的需求，目标和战略。特别是在水资源严重短缺的情况下，流域内水资源在不同用水主体之间进行分配时极易引发矛盾产生利益冲突[2]。崔伟等指出由于河流水系的连续性和流动性，以及流域与行政区域之间的不对称甚至相互分割性，决定了上下游主题在流域水资源开发利用、流域治理和生态保护中，存在着成本和效益相互转移的问题[3]。上游地区为了追求最大的经济利益而过度使用水资源，流域环境遭到破坏，成本也可以转移到下游，形成负的外部性[4]。在水量配置的过程中，要尽可能得平衡各方利益，有效的利益补偿是高效的水量分配方案实施的关键，也是维护流域稳定的重要途径[5]。

本论文将演化博弈理论运用到流域用水量研究上，并突破了原有的上下游博弈基础而引入第三方博弈，构造出上中下游三方博弈模型，扩展了传统博弈的维度，并且运用Matlab仿真平台，对流域水资源冲突中的博弈主体的演化行为进行模拟，探讨冲突运行机理和演化规律，得出的相关结论可以为流域管理机构提出相应的政策建议，进而从一定程度上减少流域水资源冲突的发生，也为丰富水资源冲突管理的理论和方法提供了一条重要的途径。

三、多流域演化博弈模型构建

本文假设跨界流域分为上、中、下游三个博弈方。博弈三方选择策略的过程基于有限理性和不确定性，不断尝试、不断学习，是一个随时间变化的动态博弈过程。流域上中下游博弈主体均为有限理性的经济人。因为有限理性是演化博弈论的基本假设，演化博弈主体无法在博弈一开始就能够识别并选择出最优策略解，这些主体寻找并选择演化稳定策略是一个不断比较、学习和模仿的逐渐演化的过程。

建立流域上、中、下游演化博弈模型具体可得一下八种博弈结果：(上游合作，中游合作，下游合作)、(上游合作，中游合作，下游不合作)、(上游不合作，中游不合作，下游不合作)、(上游合作，中游不合作，下游合作)、(上游不合作，中游不合作，下游不合作)、(上游不合作，中游不合作，下游合作)、(上游不合作，中游合作，下游不合作)、(上游不合作，中游合作，下游合作)。根据演化博弈模型列出上中下游用水量冲突的支付矩阵，支付矩阵的具体构建方法主要参照以上的八种博弈结果进行，假设：E1、E2和E3分别代表流域上、中、下游在混合策略意义下的平均期望收益，搭建多主体博弈的复制动态方程得出各均衡点的特征值。

对于多主体博弈的复制动态方程进行运算，通过比较在不同影响因素下的正负情况判断均衡点是否为演化稳定策略。当特征值均为负时，则对应的均衡点为该系统的演化稳定策略(ESS)，当特征值均为正时，则对应的均衡点为不稳定点，当特征值存在一负两正或者一正两负时，对应的均衡点为鞍点。最终获取均衡点(上游不合作，中游不合作，下游合作)，(上游不合作，中游合作，下游合作)，(上游合作，中游不合作，下游合作)，(上游合作，中游合作，下游合作)。

四、结论

在跨界水资源调用中，流域上中下游之间存在明显的冲突关系，本文从演化博弈视角展开，通过构建流域上中下游取水的三方博弈模型进行模拟。确定了流域上中下游三方用水量博弈的4种稳定状态。流域上中下游博弈主体均为有限理性的经济人，其在用水量博弈过程中总共有8种选择策略。演化博弈主体无法在博弈一开始就能够识别并选择出最优策略，各方从自身需求和实际情况出发追求自身利益的最大化，经过不断试错和不断学习后确定了4种上中下游最优稳定策略(不合作，不合作，合作)、(不合作，合作，合作)、(合作，不合作，合作)、(合作，合作，合作)。