不完全信息下基于风险偏好的生态系统服务付费契约设计

姜珂 董萱 袁广达

摘 要：基于信息经济学理论，考量生态系统服务付费投资方与供给方在不同风险偏好下的契约设计问题，结果显示：在完全信息条件下，投资方的可变补偿成本与治污成本参数和市场环境不确定性的变化呈负相关;在不完全信息条件下，投资方提供分离契约更利于实现自身期望收益最大化，而高技术类型的供给方则偏向于单一契约;生态系统服务付费双方期望收益与供给方的不同技术水平均呈正相关;在不同风险组合偏好下，高技术类型的供给方在面临分离契约时的努力水平总高于单一契约，低技术的供给方则相反;当双方均为风险中性时，投资方收益最高;而当双方均为风险规避时，投资方收益最低。

关键词： 生态系统服务付费;不完全信息;风险偏好;契约设计

中图分类号：F279.2;X196  文献标识码： A  文章编号：1003-7217（2021）05-0139-09

一、引 言

生态系统服务付费（payments for ecosystem services，PES）机制通常被定义为通过对损害（或保护）生态环境的行为进行收费（或补偿），从而激励损害（或保护）行为的利益主体减少（或增加）因其行为带来的外部不经济性（或外部经济性），达到保护生态环境的目的[1，2]。根据《国务院关于财政生态环保资金分配和使用情况的报告》显示，2016-2018年，全国财政生态环保支出中，涉及重点生态功能区补偿资金达1918亿元，年均增长12.3%。PES机制调配着“绿水青山”保护者与“金山银山”受益者之间的利益，成为实现生态系统服务外部效应内部化的一种重要工具[3]。由于研究视角和侧重点不同，且不同国家的PES项目也不尽相同，目前学术界对于PES的内涵界定并不统一[4， 5]。其中，以Wunder [6]为代表的环境经济学派试图推进PES的市场模型，强调付费的效率;而生态经济学派则试图使经济制度与生态系统服务的物理特性相适应，强调PES分配的公正性[7]，但核心内涵都是以激励换取PES的提供。

PES机制是一项涉及面广、政策性强的复杂系统工程，需要兼顾生态服务系统不同利益主体之间的复杂关系。一般而言，一个良好的PES机制首先需要有可以保证提供生态系统服务的个体，即生态系统服务的供给方或卖方，包括农户、土地所有者或湿地管理者等[8， 9];而PES机制的另一类主要利益主体则为生态系统服务的投资方，这其中既有公共部门的投资者，也包括私营部门的投资者或买方[10]。

近年来，采用激励机制也即契约设计方式解决PES问题已成为环境、资源及区域协调发展等诸多领域的研究热点[11， 12]，也是能否有效激励不同契约主体参与PES项目的关键[13]。已有研究表明，信息不对称及主体的风险态度是影响PES契约设计的重要因素[14， 15]。一方面，PES契约方之间会由于存在信息的不对称，可能产生逆向选择或道德风险等问题[16， 17]，一旦任意一方由于承担过多风险明显感受到不公平时，易产生风险不公平厌恶，进而可能以牺牲自身收益为代价惩罚对方，做出偏离于理论的决策，导致PES系统整体收益空间的压缩[18， 19]。国内学者安虎森和周亚雄结合我国地区政府政绩考核机制发现，上游生态区与下游非生态区地方政府作为利益直接相关者，在工业转移与PES项目中的利益并非完全一致[20]。即下游非生态区只有在工业转移发生后才会向上游生态区提供补偿，但上游在获得工业转移后是否会守约值得怀疑。

另一方面，PES契约主体的风险态度不仅影响契约的总体激励效果，对契约的稳定性同样具有一定的影响[21， 22]。其中，郭志建和葛颜祥[23]发现由于PES下游存在通过后验概率（如水质、水量改善的情况）修正流域水质水量标准的行为，加之流域生态改善的边际成本具有显著递增的特性，易加剧“棘轮效应”，造成PES项目投资方的投入保守。随后，李国平等[24]通过构建一个中央政府与县级政府生态转移支付的动态委托代理模型，对不同层级政府行为选择进行理论分析发现，县级政府的风险规避程度越高，生态功能区转移支付的动态激励效应越差。

综上可知，现有对于PES契约的设计较多聚焦于道德风险或逆向选择下的分离契约设计，但实践中契约主体之间的信息不对称往往不仅涉及道德风险问题，同时还涉及逆向选择问题。因此，当契约主体同时面临逆向选择与道德风险问题时，怎样的契约设计才能最大限度提升PES契约的效率，仍存在一定的探索空间。此外，已有文献虽然将风险偏好纳入研究框架，但往往假定风险偏好信息是双方合作过程中的共有信息，忽视了实践中风险偏好可能是私有信息的现实。鉴于此，本文从信息不对称的角度出发，将PES涉及的以投资方与供给方两类主体纳入统一的分析框架，研究在逆向选择和道德风险共存时不同PES契约方案的设计问题，并综合考虑不同风险组合偏好下关键参数对契约设计的影响。

二、问题描述与基本假设

考虑由单一投资方和单一供给方组成的PES合作系統，双方均是以自身收益最大化的理性人。由于存在信息不对称，PES投资方需要通过设计合适的信息甄别来防止供给方因夸大自身技术水平而使投资方付出高额的成本，并提供适当的激励促进供给方努力参与污染治理。

假设1 PES供给方的治污成本函数g.s是其努力程度e的增函数[25]，即g.s（e）=μe2，μ>0为治污投资成本系数。

假设2 PES市场的需求函数D=α-βp+γ.me+ε，其中，α表示PES市场基础需求规模;p为PES市场的交易价格，β为其弹性系数;技术水平系数γ.m（m=L，H）为PES供给方的私有信息，且分为低技术水平γ.L和高技术水平γ.H两种类型;ε为PES市场环境中的随机干扰因素，服从正态分布ε～N（0，σ2）。

假设3 根据前述假设，PES投资方的收益函数可表示为π.i=p-wα-βp+γ.me+ε-t。其中，w为PES投资方的可变补偿成本，满足w≤p;t为激励供给方参与治污提供的固定支付。由于PES投资方的风险偏好未知，假定收益函数为负指数函数，其风险规避特征函数满足-eρ.iπ.i，ρ.i为投资方的风险偏好系数（ρ.i>0，ρ.i=0分别表征PES投资方的风险规避和风险中性偏好）。此时，PES投资方的期望收益为maxE（π.i）=（p-w）（α-βp+γ.me）-12ρ.iσ2（p-w）2-t。

假设4 类似地，PES供给方的收益函数可表示为π.s=w-cα-βp+γ.me+ε-μe2。其中，c代表单位PES的机会成本，满足c≤w。由于PES供给方的风险偏好未知，假定其期望收益函数为负指数函数，其风险规避特征函数满足-eρ.sπ.s，ρ.s为供给方的风险偏好系数（ρ.s>0，ρ.s=0分别表征PES供给方的风险规避和风险中性偏好）。此时，PES供给方的期望收益为E（π.s）=（w-c）（α-βp+γ.me）-μe2-12ρ.sσ2（w-c）2+t。

根据上述假设可以发现，PES项目供给方和投资方在契约设计和执行过程中属于典型的Stackelberg博弈关系，其决策过程如下：PES投资方率先决定补偿成本，随后供给方决定其努力程度。同时，PES投资方作为委托人在实施补偿时，必须考虑到供给方的激励相容约束IC（Incentive compatibility constraint）和参与约束IR（Individual rationality constraint），来设计相应的契约实现自身利益最大化。本文主要参数及其意义如表1所示。

五、数值模拟

为验证前文推论的可行性，本节首先对初始情形下不同风险组合对关键参数的影响展开敏感性分析;随后就PES供给方两类技术水平对投资方期望收益的影响进行模拟仿真;最后重点对不同风险偏好组合下，高技术型供给方对投资方期望收益的影响展开仿真分析。根据2016年Investing.com中有关排放权期货的平均价格，本文将PES交易价格p设为6.02，机会成本c设为2.51，需求弹性系数β为0.5;PES初始市场基础需求规模α设为5，PES供给方的两种技术水平γ.H和γ.L分别设为5和1，治污投资成本系数μ为0.3，σ2为4;初始情形下风险偏好系数ρ.i、ρ.s以及高技术PES供给方概率λ.H均记为0.5。

（一）不同风险组合偏好对关键参数的影响

通过组合PES双方的不同风险偏好，可获得不同契约情形下风险偏好对PES供给方治污努力、投资方补偿成本及其期望收益等关键参数的影响，结果如表2所示。

根据表2结果显示，当PES供给方为风险中性时（ρ.s=0），分离契约下供给方所能获得的补偿均等于p;而当PES供给方为风险规避时（ρ.s=1），供给方只能获取污染治理的部分索取权，这一结果验证了推论3。当PES供给方提供高技术水平时，投资方在分离契约支付的补偿成本w.H总大于单一契约时的wS;而当PES供给方为低技術水平时，投资方在分离契约给予的补偿成本wS则小于单一契约时的w.L。显然，低技术水平的PES供给方对不同契约没有偏好选择，而高技术类型的供给方所获的实际补偿支付w.H与wS相差不大，相较于单一契约，选择分离契约对PES供给方与投资方均更加有益。

根据表2结果显示，考虑PES供给方具有通过规避风险来保护自身收益的可能，此时具有风险中性偏好的供给方（ρ.s=0）比风险规避型供给方（ρ.s=1）的治污努力水平更高。此外，高技术类型的PES供给方在单一契约时的努力水平eS.H总低于分离契约时的努力水平e.H。这是考虑在单位成本相同的情况下，PES投资方的可变补偿成本越大，努力水平越大。然而，低技术类型的供给方在单一契约情况下的eS.L高于分离契约时的e.L。当PES投资方提供单一契约和分离契约时，低技术类型供给方对两种契约没有偏好选择，但高技术类型的供给方更偏好于单一契约。对于投资方而言，分离契约与单一契约相比，可获得的高技术类型供给方增加的努力水平远比低技术类型供给方减少的努力水平高，作为理性经济人的PES投资方此时更偏向于分离契约。

根据表2结果显示，当PES供给方的风险偏好一定时（ρ.s=0或1），投资方越保守（ρ.i=1），其获得的期望收益越低;当双方均为风险中性时（ρ.i=0，ρ.s=0），投资方的期望收益最高，为76.39;当PES双方均为风险规避时（ρ.i=1，ρ.s=1），投资方的期望收益最低，为64.05;而当PES一方为风险中性，另一方为风险规避时（ρ.i=0或1，ρ.s=1或0），投资方的期望收益值相差不大，均在71左右。特别地，分离契约下的PES投资方的期望收益总是高于单一契约下的期望收益，且两者比值接近于2。总体来看，当PES双方均为风险中性且采用分离契约时，可促使PES投资方获得更高收益。

（二）不同技术水平对投资方预期收益的影响

在确保其他参数不变的情况下，对比图1、图2发现：首先，无论PES供给方提供高技术水平γ.H还是低技术水平γ.L，PES投资方选择分离契约可获得的期望收益总高于单一契约情形下可获得的期望收益。显然，对于PES投资方而言，相较于单一契约，选择分离契约更利于实现自身收益的最大化;其次，无论PES投资方选择单一契约还是分离契约，随着两类PES供给方技术水平系数的增加，PES双方的期望收益均呈现递增趋势，且PES供给方提供高技术水平对期望收益的影响总体上大于提供低技术水平时的影响。总体而言，当PES供给方提供高技术水平、投资方选择分离契约的情形下，双方可获得的期望收益最高。

（三）不同风险组合偏好下λ.H对投资方预期收益的影响

在确保其他参数不变的情况下，对比图3～图6发现：首先，无论PES投资方提供单一契约或是分离契约，总存在Eπ.iρ.i=0，ρ.s=0>Eπ.iρ.i>0，ρ.s=0>Eπ.iρ.i=0，ρ.s>0>Eπ.iρ.i>0，ρ.s>0。显然，当PES供给方为风险中性时（ρ.s=0），投资方可获得的期望收益更高;供给方越偏好于规避风险（ρ.s>0），投资方的期望收益越低;其次，当双方均为风险中性时（ρ.i=0，ρ.s=0），投资方收益最高;当PES双方均偏好于规避风险时（ρ.i>0，ρ.s>0），投资方收益最低;最后，当PES供给方的风险偏好一定时（ρ.s=0或ρ.s>0），投资方越偏好于选择保守策略，其获得的期望收益越低。

六、结论与建议

本文从信息不对称的角度出发，分析PES投资方与供给方在不同风险偏好组合下不同信息条件时的契约设计问题，研究发现：（1）在完全信息条件下，PES投资方的可变补偿成本与治污成本参数和市场环境不确定性的变化呈负相关关系。（2）在不完全信息条件下，对于PES投资方而言，相较于单一契约，其提供分离契约更利于实现自身期望收益最大化;对于PES供给方而言，低技术类型的供给方对单一契约和分离契约没有偏好选择，但高技术类型的供给方则偏向于选择单一契约。（3）无论PES投资方选择单一契约还是分离契约，PES双方的期望收益均与PES供给方不同技术水平系数变化呈正相关关系，且在PES供给方提供高技术水平、投资方选择分离契约的情形下，双方可获得的期望收益最高。（4）在PES双方不同风险组合偏好，投资方的可变补偿支付、供给方的治污努力水平与治污成本系数和市场不确定因素的变化呈现不同情况的变化，且高技术类型的供给方在面临分离契约时的努力水平总高于单一契约时的努力水平，低技术的供给方则相反。（5）当PES供给方的风险偏好一定时，投资方越保守，其获得的期望收益越低;当PES双方均为风险中性时，投资方收益最高;当双方均为风险规避时，投资方收益最低，且分离契约下的期望收益总是高于单一契约下的期望收益。

本文研究结论对PES激励机制的有效执行具有一定的启示和借鉴意义：首先，PES投资方的风险偏好是引发其投资行为变化的重要因素，通过构建公平合理的PES契约，有助于强化PES双方合作契约的稳定性;其次，根据PES供给方的技术类型，设计并实施差异化的PES契约方案，有助于供给方选择对其最有利的契约，进而发挥其在PES项目中的重要作用。本文的不足之处在于将PES供给方的技术类型区分为高技术和低技术两类，而实践中技术类型往往具有一定的连续性;本文重点分析由单个投资方和单个供给方组成的PES契约，而PES市场中涉及的多个投资方和多个供给方并未纳入分析框架。此类问题将在未来的研究工作中进行更深入的探讨。

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（责任编辑：钟 瑶）

Contract Design of Payments for Ecosystem Services

with Risk Preferences under Incomplete Information

JIANG Ke 1，2， DONG Xuan 1， YUAN Guangda 1

（1. Business School， Nanjing University of Information Science & Technology， Nanjing，Jiangsu 210044， China;

2. Development Institute of Jiangbei New Area， Nanjing University of Information

Science & Technology， Nanjing，Jiangsu 210044， China）

Abstract：Leveraging a theoretical foundation on the information economic theory， this study explores the contract design between investors and suppliers with different risk preferences in the market of payment for ecosystem services （PES）. As indicated in the results， under the condition of complete information， the variable compensation cost that PES investors pay for suppliers is negatively correlated to the environmental pollution control cost and the uncertainty changes in the market. Under the conditions of incomplete information， investors are more conducive to provide the separate contract to maximize their expected returns， while high-tech PES suppliers prefer the single contract. The expected returns that both sides of PES can obtain is positively correlated to the technology degree of the suppliers. With the combination of various risk preferences， the effort degree of high-tech PES suppliers under separate contract is always higher than that of single contract， while that of low-tech suppliers is the opposite. The investors' returns are highest when both sides of PES are risk-neutral and lowest when they are risk-averse.

Key words：payments for ecosystem services; incomplete information; risk avoidance; contract design

收稿日期： 2021-03-12

基金項目：  国家社会科学基金项目（19BJY028）、教育部人文社会科学研究青年基金项目（20YJC790050）、国家级大学生创新创业训练计划项目（202110300039）

作者简介： 姜 珂 （1989—）， 女， 安徽亳州人， 博士， 南京信息工程大学商学院副教授， 研究方向：环境管理与政策分析。