西江流域生态补偿中居民支付偏好及潜在类型识别

程鹏　唐厚田　董玥　江平　刘耀林

摘要：探讨居民对流域生态环境改善的支付偏好差异及影响因素，为相关部门制定和实施差异化流域生态环境保护政策提供经验借鉴与理论依据。基于选择实验法构建西江流域生态补偿标准评估框架，采用多项式Logit模型与潜在类别模型，分析广西来宾、梧州和广东肇庆、佛山四市居民对西江流域生态环境改善的支付偏好，并探究居民的潜在偏好类别。结果表明：（1）受访者在流域生态属性支付偏好上存在显著差异，重视流域水质、森林覆盖率与旅游指数，忽视自然景观占比与生物多样性。（2）受访者愿意改善西江流域生态系统服务的整体最大年度户均支付意愿排序为：梧州549.35元>佛山507.60元>肇庆452.89元>来宾330.27元，两广经济相对发达地区梧州与佛山的补偿剩余均高于经济欠发地区来宾与肇庆，说明地区经济发展水平与居民的生态补偿支付意愿存在较大的关联性。（3）潜在类别模型估计结果再次印证四市受访者存在显著的偏好异质性，来宾、肇庆与佛山可分为3个潜在类别，梧州可分为2个潜在类别。未来，政府应结合流域各地区实际情况设置合理的生态补偿金区间，实施差异化流域生态补偿政策，并采取多样化措施调动居民参与生态环境保护的积极性。

关键词：生态系统服务；流域生态补偿；偏好异质性；选择实验法；潜在类别模型；西江流域

中图分类号：F205        文献标志码：A        文章编号：1674-3075（2023）03-0009-08

流域生态系统作为公共资源，具有调节服务、栖息地服务、生产服务和信息服务功能，对提高人类福祉、推动区域可持续发展具有重要意义（Chen et al，2015；严有龙等，2021）。它将社会经济与生态服务系统联系起来，为人类提供社会、经济与生态效益，推动流域经济的可持续发展（Perrings et al，2011；陆大道，2018）。然而，由于流域生态环境长期受人类行为的不利影响，超出自我调节能力，导致流域生态系统服务功能持续下降，生态环境质量不断退化，基本的生态服务价值与经济效益逐渐丧失（Jadhav et al，2017；张敏和迪丽努尔·阿吉，2022）。因此，为恢复受损的流域生态环境，确保生态系统服务功能稳定发挥，国家在新安江、九州江等流域实施生态补偿政策试点，并取得了一定的成效（景守武和张捷，2018；王西琴等，2020）。虽然我国早已实施生态转移支付、退耕还林和天然林资源保护等政策措施，但在流域生态补偿金额等方面仍以政府决策为主，缺乏利益相关者的参与以及对地区社会经济差异的考量，导致现有政策难以适应当前流域生态补偿的需要。因此，从可持续性角度来看，充分考虑流域居民对生态补偿的偏好异质性，实施差异化生态补偿政策，更能保证生态补偿政策对流域生态系统恢复的持久性（史恒通等，2019）。

当前，学界在流域生态补偿研究领域已取得了较为丰硕的成果（倪琪等，2021；程鹏等，2022），其中对于居民生态补偿支付意愿研究主要集中在2个方面：一是生态补偿支付标准测量研究，目前选择实验法（史恒通等2019）与条件价值法（徐大伟等，2012）应用最为普遍，这两种方法是以居民支付意愿作为判断偏好异质性的指标，并利用假设市场情景探究公众偏好异质性；二是生态补偿支付意愿影响因素研究，众多学者（王奕淇和李国平，2018；张化楠等，2020；Cheng et al，2021）研究认为，生态认知、生计资本、收入水平、受教育水平等居民认知变量与社会经济特征变量对于流域生态补偿支付意愿具有显著的影响。并有研究表明（李长健等，2017；王明宽和莫宏伟，2018），流域不同地区生态环境提供的生态系统服务类别与质量差异显著，导致异地居民对于改善流域生态环境呈现强烈的偏好异质性，其偏好的潜在类别也存在显著差异。

尽管国内学者已有不少关于流域居民生态补偿支付意愿的研究成果（陈莹和马佳，2017），但针对跨区域流域生态环境改善的居民偏好异质性、异质性来源等方面的研究偏少，探究生态系统服务功能偏好异质性问题的深度不够，结合选择实验法开展西江等流域的生态补偿实证研究较为缺乏。同时，西江流域各地区经济发展程度、人口结构等差异显著，其环境质量更是影响中国经济核心区珠江三角洲的可持续发展，具有重要的研究意义。本文以西江流域为例，应用选择实验法设计问卷并收集数据，从异质性特征角度探讨居民对流域生态环境改善的支付偏好差异及影响因素，以期促进政策制定者充分考虑利益相关者的需求，制定合理的流域生态环境改善政策，实现流域生态系统的有效改善与管理。

1   区域概况与数据来源

1.1   研究区域

西江流域是珠江水系的重要组成部分，集水面积约35.31万km2。广西和广东作为西江流域的主体，自改革开放以来区域发展不平衡的状况持续加剧，是我国社会经济发展差异最显著的地区。2018年，广西国内生产总值为20 353亿元，人均可支配收入21 485元，而广东国内生产总值为97 300亿元，人均可支配收入35 810元。两广地区社会经济发展的差距明显并呈现不断扩大的趋势，具体表现在居民经济结构、城市化水平、经济开放程度和居民环境保护等方面。本文基于西江流域环境、人口和水量等指标，选取沿线的来宾、梧州、肇庆与佛山开展实例研究（图1）。

1.2   问卷设计与数据来源

根据 De Groot 等（2000）的研究结果，生态系统功能具体可分为调节服务、栖息地服务、生产服务和信息服务4大类。本文结合专家访谈、预调研结果及西江流域相关文献分析（He et al，2015），最终确定包括相关水平的自然景观占比、旅游指数、森林覆盖率、流域水质、生物多样性以及水量等6个生态属性指标（Cheng et al，2021）。其中，自然景观占比为自然景区面积占流域总面积的百分比，主要为流域居民提供生态价值、经济价值、文化价值等，本文采用学界通用的百分比设置具体改善水平（樊辉等，2016a），而属性及其改善水平则主要参考两广“文化与旅游十三五发展规划”设定；旅游指数为国家气象部门根据空气污染、气温等天气状况给居民提供的出行建议，主要分为5级，级数越高越不宜出行旅游，其主要分析居民对出行旅游的偏好，当前西江流域的年平均旅游指数为3级，故本文设置1级与2级作为改善水平（樊辉等，2016b）；森林覆盖率是指森林覆盖面积占流域总面积的百分比，对流域水土保持、物种多样性、改善气候等具有重要作用，参考前人的相关研究（陈美球等，2011），根据森林覆盖率现状与两广政府未来改善规划，设置3个改善水平；流域水质主要分为3级，级数越高水质越差（史恒通等，2019）；生物多样性在研究中具体指水、陆生生物（植物、动物等）的种类与数量，参考前人的研究成果（熊莉等，2020），用程度值设置3个改善水平；水量具体指年人均可用标准水量，是在一定时期内满足生态用水同时居民可用的最大水量，用水量大小直接关系到居民的生产生活水平（Cheng et al，2021），本文用百分比设置3个改善水平。在确定初步的生态属性指标改善值后，根据预调研结果进行调整，最终确定西江流域各生态属性的改善值（表1）。同时，为了加深受访者对生态属性值改善幅度的理解，在设计选择集时，通过图片与数值表示生态属性值的改善幅度，以避免因生态属性较多而造成受访者认知与选择困难。

此外，居民对生态属性的偏好异质性可通过支付意愿来表达。在评估河流改善成本的上限时，受访者的经济状况是一个重要因素，而成本改善下限通常为0元（Chen et al，2015）。其中，本文的支付价格在分析研究区域居民整体收入水平基础上，参考学者们的研究成果（石春娜，2015；樊辉等，2016a；史恒通和赵敏娟，2016；Cheng et al，2021），再通过预调研检查修正，最终确定9个支付价格等级，即0、50、100、150、200、250、300、350、400元。

正交实验设计只需较少次数的有代表性实验选项就能研究事物客观变化规律，因而本文运用正交实验设计对属性水平进行组合（吴浩等，2013）。在进行正交实验设计前，结合因素之间的交互作用和复杂程度，对实验指标、因素与水平进行考核确定，进而对差异化的各种水平组合进行正交处理，筛选后获得17个具有代表性的水平组合方案（含16个提升方案，1个现状方案），再通过随机排序依次选取2个提升方案分别与现状方案组成1个选择集，并调整占优策略的选择集共形成了8个选择集。2018年7-8月正式开始调研，为使调查样本与问卷数据具有代表性及可靠性，采用分层抽样与随机抽样相结合的方式共发放807份问卷，筛选并删除不完整和存在逻辑问题的问卷后，回收有效问卷755份，有效率93.55%。

2   研究方法

2.1   选择实验法

选择实验法是以McFadden随机效用理论与Lancaster要素效用理论为基础理论的非市场价值评估方法，其效用因每个人的偏好、习惯、态度等不同而呈现随机性，因而公共物品效用函数可分为可观察到的确定项与无法观测到的随机项（Lancaster，1966；Mcfadden，1974）。该方法认为评估对象的价值由多个属性决定，其中某一属性水平的变化可能导致受访者对其偏好或选择发生变化。由于选择实验法能进行多属性与多水平决策，符合假想市场中多重属性变动的现象，更容易揭示受访者的偏好信息，因而经济学家多采用该方法测算消费者对公共物品的支付意愿变化（倪琪等，2021）。运用选择实验法开展研究设计，主要包括以下步骤：（1）确定调研对象的属性及选择范围；（2）运用正交实验设计法对属性与水平进行组合；（3）通过预调研深入分析各指标属性的科学合理性；（4）根据预调研结果，再次进行正交实验设计，优化选择集并形成调研问卷；（5）前往研究区域开展正式调研获取数据；（6）对获取的数据根据指标属性及层次进行编码赋值，并运用多项式Logit模型与潜在类别模型进行分析解释。

2.2   潜在类别模型

潜在类别模型作为一种探索个体偏好异质性的方法，可以估计具有内部偏好和外部异质性的独立类别个体（Boxall & Adamowicz，2002），能够识别抽样人群中潜在人群类别，并突出样本内具有不同社会经济特征的个体对流域生态环境的偏好异质性。n个个体根据其个体偏好特征可划归为不同特征的偏好类别，最后被分为S个类别，每个类别个体具有相同的偏好特征。个体n选择i选项的概率可表示为：

2.3   边际支付意愿与补偿剩余测算

假定参数为正态分布，受访者偏好对于6个生态属性是异质的，对于支付价格的偏好是同质的，其系数为固定值（Bennett et al，2018）。以受访者选择偏好为因变量，各生态属性指标与受访者基本特征为自变量，进而构建多项式Logit模型。运用stata16.0软件估计样本各个生态属性指标的系数均值与标准差，计算生态属性指标系数。首先通过对比对数似然函数值（Logikelihood）与伪R平方值（Pseudo R2）来探究模型的适配度，发现在四市中加入受访者个人基本特征的模型适配度更优，因此本文将根据模型2开展深入的研究。

本文利用stata16.0软件对来宾、梧州、肇庆与佛山四市的样本数据进行潜在类别模型分析，比较分类结果并分析其是否具有连续性，以确定潜在结构，探究调研地区居民的偏好类别。为确定四个调研地区的最佳潜在类别数，本文采用AIC和BIC准则，当AIC和BIC值最小的时候，模型的适配情况为最优。

3   结果与分析

3.1   边际支付意愿与补偿剩余

多项式Logit模型回归结果见表2。梧州、肇庆与佛山的流域水质与支付意愿显著性水平均低于1%；来宾的流域水质在5%的水平上显著；其他属性指标系数与受访者个人基本特征在10%的水平上显著，所有系数均与预期结果一致。具体而言，在生态属性指标中，四市的支付意愿、肇庆的自然景观占比、佛山的自然景观占比和生物多样性属性与受访者偏好呈负相关，表明随着支付意愿的增加会降低整体效用；而其他生态属性指标与受访者偏好呈正相关，表明受访者对这类生态属性的改善持积极态度。

根据表2的回归结果，分别计算两广四市居民的生态属性边际支付意愿（图2），并通过支付意愿估计值比较四市居民偏好异同。从边际支付意愿的计算结果来看，四市居民对6个生态属性的边际支付意愿存在明显差异。整体来看，对于四市居民来说，良好的水质是最受关注且支付价格最高的生态属性，生物多样性与自然景观占比是最为忽略的。相较而言，来宾受访者偏好于自然景观与旅游指数属性，而忽略森林覆盖率属性，主要原因是2018年来宾市森林覆盖率高达52.93%，居民对提高自然景区面积以及旅游出行的需求更强；梧州受访者偏好于流域水质与森林覆盖率属性，不太重视自然景观占比与生物多样性属性，主要原因是梧州市已于2011年被列为“国家森林城市”，居民也更加重视森林覆盖率与水质的提高；肇庆受访者更为关注森林覆盖率与流域水质属性，不注意自然景观占比与生物多样性属性，与梧州市相似，肇庆市已于2016年获批“国家森林城市”，且地理位置临近，因此也更偏好森林覆盖率与水质的提高；而佛山受访者更在意旅游指数、森林覆盖率与流域水质属性，较为忽略自然景观占比与生物多样性属性，可能因为相较于其他3个城市，佛山市的森林覆盖率（37.04%）更低，流域水质更差，且空气污染相对较重。

在补偿剩余方面（图3），假设未来数年内西江流域各生态属性的边际支付价格不变，得出四市的年度户均补偿剩余区间分别为：来宾151.18～330.27元、梧州267.94～549.35元、肇庆206.21～452.89元、佛山232.53～507.60，现有研究结果通常为164.30～624.44元（史恒通和赵敏娟，2015；李京梅等，2015），因此本文的研究结果处于现有研究的中等水平。在最佳补偿剩余中，梧州549.35元>佛山507.60元>肇庆452.89元>来宾330.27元，发现两广经济发达地区梧州与佛山的补偿剩余均高于经济欠发达地区来宾与肇庆，但梧州的补偿剩余在四市中最高，可能是因为当地居民环保意识强、更注重生态环境的保护。

3.2   潜在类别模型

潜在类别模型的估计结果如表3所示。可以发现来宾、梧州、肇庆与佛山4个调研地区的AIC和BIC值均呈现递减趋势，且最多估计类别数分别为3、2、3与3个。根据潜在类别模型参数估计结果（表4）得到四市的生态属性与受访者个体特征参数的相对重要性，并以此定义相关偏好类别。可以发现每个潜类别的显著性水平普遍在1%以上，但参数存在较大差异。来宾可定义为“生态属性偏好型”“景观生物偏好型”与“景观水量偏好型”；梧州可定义为“生物物种偏好型”与“森林植被偏好型”；肇庆可定义为“生态属性偏好型”“生物物种偏好型”与“森林植被偏好型”；佛山3个潜类别分别为生态属性参数趋于一致，森林覆盖率属性以及自然景观占比属性参数最高，因此可定义为“生态属性偏好型”“森林植被偏好型”与“自然景观偏好型”。

对于来宾受访者来讲，良好的自然景观环境与用水量是他们最为偏好的生态属性。通过统计年鉴数据发现来宾2018年供水量为1.2亿m3，人均生活用水保障量低于其他城市，与该研究发现相吻合。梧州受访者的2个潜类别群体人数占比相似，但偏好于森林覆盖率的受访者略多于生物多样性，表明梧州受访者最为在意“森林覆盖率”与“生物多样性”属性的改善。肇庆受访者偏好于“森林覆盖率”属性偏多，生态属性与生物多样性偏好人数占比相近，可以看出肇庆居民更在意流域植被与生物物种的改善。佛山受访者重视“森林覆盖率”与“自然景观占比”居多，其次为生态属性的改善，说明尽管佛山受访者整体偏好于水质的改善，但由于2018年森林覆盖率仅为37.04%，因此希望改善森林覆盖率的受访者占较大比例。

通过对比四市的类别参数，进一步验证了四市居民对于西江流域生态补偿存在较强的群体偏好差异，而这些群体作为利益相关者所希望改善的生态属性直接影响着他们的生态补偿支付意愿。因此，为了提高受访者对西江流域生态补偿的支付意愿，调动他们参与生态环境保护建设的积极性，实施流域生态补偿时应当在一定程度上侧重于改善西江流域居民所偏好的生态属性，推进差异化流域生态保护政策的实施，提升生态补偿金的使用效率，进而实现区域发展与流域生态环境保护的良性循环。

4   讨论与建议

流域生态补偿是一个促进生态环境保护与社会经济协调、健康、可持续发展的系统性工程，居民对于西江流域生态补偿的意愿存在较大的空间差异性与群体差异性，并通过地区差异展现出人与流域生态环境的特定关系。然而，当前西江流域生态补偿政策由政府统一制定与具体实施，缺乏对流域居民补偿意愿的考量。居民所偏好流域生态属性得不到明显改善，在一定程度上会降低其保护生态环境的意愿，进而减少对流域生态环境的保护行为。研究发现，两广四市居民对西江流域生态属性呈现显著的偏好差异，整体偏好于改善流域水质与森林覆盖率，而忽视生物多样性，原因可能为流域水质与居民生产生活息息相关，同时四市均被设立为“国家森林城市”在一定程度上提高了居民森林覆盖率改善意愿，而居民对生物多样性理解不足和感知程度差可能是其支付意愿较低的主要原因。同时，四市居民内部也出现不同偏好类型的群体，以肇庆市为例，其受访者内部可分为“生态属性偏好型”“生物物种偏好型”与“森林植被偏好型”3个群体，这与居民的性别、年龄、受教育程度、家庭年均收入、水污染、生活地区等社会经济特征密切相关；而且来宾、梧州、肇庆和佛山四市居民在流域整体生态属性与内部潜在群体偏好中的显著差异与地区社会经济发展程度存在极大的相关性。因此，在制定西江流域生态补偿政策的过程中应当充分考虑流域不同生态功能区划、社会经济发展程度、资源禀赋条件等，制定符合资源环境承载力且配合国家长远战略的流域生态补偿政策。此外，本研究仅从居民支付意愿角度评估西江流域生态补偿量，后续研究需通过扩大问卷量与调研地点以增加调研数据分布，并完善整体抽样调查中受访者的社会经济特征，未来可增加污染成本、水质数据等要素以核算西江流域生态补偿量。建议如下：

（1）政府可将居民最大支付意愿作为生态补偿金制定的上限，实际的生态补偿金仍需要考虑流域治理成本、生态效益等因素，具体区间可介于流域治理成本与居民支付意愿之间。

（2）由于居民整体和群体内部均对生态属性存在显著的偏好差异，因而政府应对西江流域实施差异化的生态补偿政策，促使流域各地区出台适合自身需求的补偿政策，且在保持生态系统平衡的同时尽可能满足流域居民对生态属性的偏好需求，以提高居民对生态补偿的满意度。

（3）居民是流域生态环境保护的重要主体，因而政府在实施差异化流域生态补偿政策时，应当采取多种措施确保流域居民切实享受到生态环境改善的益处，以充分调动其参与生态环境保护的积极性。

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（责任编辑   郑金秀）

Payment Preference and Latent Class Identification of Residents for Ecological Compensation in the Xijiang River Basin

CHENG Peng1， TANG Hou‐tian2， DONG Yue1， JIANG Ping1， LIU Yao‐lin1

（1. School of Resource and Environmental Sciences， Wuhan University， Wuhan   430079， P.R. China;

2. School of Public Administration， Central South University， Changsha   410083， P.R. China）

Abstract： In this study， the Xijiang River basin was selected for a case study to explore differences in the payment preference of residents and factors influencing the improvement of watershed ecology. Our aim was to provide information and theoretical basis for the government to formulate and implement differentiated protection policies for the ecological environment of the watershed. Guangxi Province and Guangdong Province are the major areas of the Xijiang River basin， and Laibin and Wuzhou （Guangxi Province） and Zhaoqing and Foshan （Guangdong Province） were selected for study. The assessment framework for ecological compensation standards was based on data on the natural landscape proportion， tourism index， forest coverage， water quality， biodiversity and water quantity in the Xijiang River basin. The multinomial Logit model and latent class model were used to analyze the payment preferences of residents in the four cities and identified the latent preference classes of residents. Results show that： （1） The respondents had significantly different payment preferences for ecological attributes of the river basin， and they attached importance to water quality， forest coverage， and tourism index， but attached little importance to the proportion of natural landscape and biodiversity. （2） The overall maximum willingness of respondents to pay for improving ecosystem services in the Xijiang River basin followed the order： Wuzhou [549.35 yuan / （household · year）] > Foshan [507.60 yuan / （household · year）] > Zhaoqing [452.89 yuan / （household · year）] > Laibin [330.27 yuan / （household · year）]. The compensation surplus of Wuzhou and Foshan in the developed areas of Guangxi and Guangdong was higher than in the less developed areas of Laibin and Zhaoqing， indicating a strong correlation between the level of regional economic development and resident willingness to pay for ecological attributes. （3） The estimation results of the latent class model confirm that the residents of the four cities had significant preference heterogeneity. Laibin， Zhaoqing， and Foshan were divided into three latent classes， respectively， and Wuzhou was divided into two latent classes. In the future， the government should develop a range of ecological compensation based on the actual situation in different areas， implement a differentiated watershed ecological compensation policy， and use a variety of measures to motivate residents to participate in ecological and environmental protection.

Key words：ecosystem service; watershed ecological compensation; preference heterogeneity; choice experiment method; latent class model; Xijiang River basin

收稿日期：2021-12-28      修回日期：2023-04-25

基金项目：国家自然科学基金（41871182）；国家重点研发计划课题（2018YFD1100801）；广西研究生教育创新计划（YCSW2019004）。

作者简介：程鹏，1993年生，男，博士研究生，主要从事土地经济与生态效应评估研究。E-mail： chengpeng1141@whu.edu.cn

通信作者：江平，1983年生，男，博士，讲师，主要从事土地经济与生态效应评估研究。E-mail： longkangkang@whu.edu.cn