基于共享视角的黄河流域综合生态补偿机制

张婕 古明敏 王陈

摘要 生态补偿机制是打破黄河流域零散化环境保护，应对流域生态环境变化，推动流域高质量发展的重要制度创新。该研究在共享视角下，利用微分博弈模型和最优控制理论，结合黄河流域生态保护具体情况与出台的相关支持政策，引入径流增加量和泥沙治理量两个环境保护衡量指标构建了黄河流域综合生态补偿机制的博弈模型，探讨在完全共享生态补偿机制、不完全共享无横向生态补偿机制以及不完全共享有横向生态补偿机制3类情形下的最优策略，并针对共享效益系数、生态补偿系数等展开了参数影响分析。结果显示：①完全共享生态补偿机制以及不完全共享有横向生态补偿机制均可以提高政府对生态保护的投入，完全共享生态补偿机制是最优机制，不完全共享有横向生态补偿机制更具有实践性和操作性。②区域政府的生态保护投入、环境改善效果以及流域整体的经济利益与生态保护成本系数负相关，与生态保护效果系数正相关，共享效益系数是各区域政府关于环境保护与经济发展博弈后的结果，实现合理的共享效益系数有利于加强长期跨界合作关系的稳定。③在预期收益对生态环境更加敏感的区域，开展综合生态补偿机制有利于形成生态环境改善与预期收益增加相互促进的良性循环。最后通过实证分析验证了结论的有效性，并从发挥中央政府统筹作用、健全流域信息共享机制以及均衡生态保护与经济发展关系3个方面为构建黄河流域综合生态补偿机制提出了对策建议，进一步推动了黄河流域的协同治理，完善了黄河流域生态补偿制度。

关键词 生态补偿；黄河流域；共享理念；微分博弈

中图分类号 X321 文献标志码 A 文章编号 1002-2104（2024）03-0192-13 DOI：10. 12062/cpre. 20230341

黄河流域是中国重要的生态安全屏障，也是人口和经济发展的重要区域。黄河流域生态保护和高质量发展的关键是提升水资源保障能力，改善人水关系［1］。流域生态补偿机制是提升水资源保障能力的重要经济激励手段之一，通过对流域生态保护方提供一定的经济补偿以解决由于水资源的准公益性特征而导致的各区域流域生态环境资源外部不经济性问题［2］。黄河流域生态补偿政策于2007年开始陆续在沿黄9省份开展实践，主要以流域各省份内生态补偿为主，其中陕甘两省于2011年签订的《渭河流域环境保护城市联盟框架协议》是黄河流域首个跨省生态补偿政策。截止至2017年，黄河流域9 省份均颁布了各省份的生态补偿机制相关办法［3］。2019年国家发展和改革委员会印发的《生态综合补偿试点方案》指出要推进建立流域上下游生态补偿制度。2020 年，财政部等4 部门共同印发的《支持引导黄河全流域建立横向生态补偿机制试点实施方案》提出了以中央财政安排引导资金为主要补偿方式的黄河全流域横向生态补偿机制的试点方案，并鼓励地方加快建设多元化横向生态补偿机制。因此，黄河流域生态补偿机制需要转型升级，由原来的流域内部两省份之间、省份内城市间以及中央政府对地方政府间“碎片化”的生态补偿机制升级为中央政府以及全流域各地方政府共同参与的横向综合生态补偿机制。黄河流域的生态环境复杂且脆弱，上、中、下游生态环境保护目标各不相同，上游需要提升水源涵养能力，中游加强水土保持，下游解决水沙失衡与河道淤积问题［4］。全流域综合生态补偿机制需要在信息沟通与利益共享的前提下，不仅满足上、中、下游各自流域生态保护的需求，还要满足全流域社会经济环境共同发展的需求。因此，在设计全流域横向综合生态补偿机制时，需遵循“保护责任共担、流域环境共治、生态效益共享”的共享机制原则，针对上、中、下游区域的不同利益诉求展开研究，促使流域各地区的社会经济发展政策与改善保护流域生态环境的目标相一致，推动各区域成为相互合作的利益共同体，激发流域上、中、下游各行政区域自发保护流域生态环境的强大动力，提高流域环境质量［3］。

1 文献综述

20世纪末，学者们将生态补偿理论引入跨界流域水资源管理的理论与实践中。国外学者通常将“流域生态补偿”称作“流域生态系统服务付费”［5-6］，是一种基于市场机制的生态保护模式，生态服务的受益者对其享受的生态系统服务付费。国内早期的流域生态补偿实践是以政府主导为主的行政行为，经过各流域试点，相应的理论与实践逐渐走向成熟，对于生态补偿概念的认知也逐渐趋于统一［7］。生态补偿是在明晰产权的基础上，通过协调利益相关者的关系，来促进对生态环境的保护，实现可持续发展的最终目标。

流域生态补偿机制的已有研究主要集中在补偿标准与分摊、补偿方案、补偿利益机制分析等方面。构建具有针对性且合理的生态补偿标准和分摊方案是流域上下游协调发展的基础，梳理关于流域生态补偿标准与分摊的文献发现，已有研究方法主要包括生态系统服务价值法［8］、成本费用法［9］、机会成本法［10］和支付意愿法［11］等。

随着研究的进一步深入，少数学者选择尝试基于水质水量双视角［12］、选择容量价值视角［13］、水足迹视角［14-15］等定量分析补偿分摊比例并进行实证分析，如孙玉环等［12］从水质水量双视角构建生态补偿模型，测算生态补偿总额以及各受水区应分别承担的生态补偿额；杨海乐等［13］通过选择价值容量将经济发展状况和资源环境状况结合，并以选择价值容量为指标测算生态补偿标准；刘红光等［15］通过核算长江经济带的灰水足迹，建立基于水污染的水资源生态补偿标准模型。黄河流域生态补偿的已有研究主要涉及流域部分区域间的生态补偿行为［16］、转移支付对环境治理的影响［17］以及对流域整体构建生态补偿机制的初步思考，重点是构建跨省横向生态补偿机制，促进共建共享机制的形成［18］。

随着流域生态补偿试点的逐渐深入，多元化综合生态补偿机制是生态补偿转型升级的方向，博弈论是分析补偿各方利益得失的常用方法。部分学者基于演化博弈理论［19-22］，对沿岸地方政府的决策行为及原因进行研究分析。Jorgensen等［19］和李宁等［20］均认为在中央政府的干预下，上下游政府之间建立合作关系以实现上游“保护”、下游“补偿”，而仅依靠地方政府的自觉行为并不能实现这一结果。能否建立长期稳定的合作关系受诸多因素的影响。李芳等［21］基于鹰鸽博弈模型从地理位置、用水及用水需求、水资源开发能力三个维度衡量区域间的非对称性，分析了非对称因子、冲突的单本成本收益对稳定合作状态的影响；杨梦杰等［22］对上下游区域政府不同的利益诉求进行了分析，构建了动态演化博弈模型，根据局部稳定性从机构监督、政策约束、生态补偿和水质考核4个角度加强区域政府间的合作关系。部分学者选择利用微分博弈模型［23-26］探讨在多主体且时间连续情况下各参与者的最优化决策，以达到纳什均衡。Yeung等［23-24］利用微分博弈模型研究在跨界工业污染治理情形下，各博弈方在连续时间内保持合作状态的最优解，从而保持各博弈方合作与时间的一致性；徐松鹤等［25］将微分博弈模型用于流域生态补偿机制的研究，驗证了政府主导下的生态补偿机制能够有效解决环境治理的外部化问题；马骏等［26］讨论了中央政府参与补贴与上下游选择分担污染治理成本行为之间的互动博弈策略，提出了应综合考虑横向生态补偿和纵向生态补偿，构建了多元化的流域生态补偿方式。

已有文献在流域生态补偿机制、流域生态补偿利益相关方博弈分析方面也取得了一定研究成果。但是鉴于黄河流域面积大、涉及省份多且上、中、下游各省份间的发展不均衡，已有黄河流域生态补偿机制研究尚未在“全流域共享”视角下展开分析，大多为省份域内或相邻省份间的生态补偿机制研究，不能满足建设黄河全流域横向综合生态补偿机制的要求。同时，现有流域生态补偿机制分析的博弈模型，大多将污染治理量作为衡量指标，不适用黄河流域生态保护的具体情况。因此，本研究主要贡献为：①针对黄河流域生态环境具体情况，引入径流量增加量和泥沙治理量两个环境改善衡量指标，运用微分博弈模型和最优控制理论，构建黄河流域综合生态补偿机制的博弈模型。该模型考虑了黄河流域的水沙治理特征，更符合黄河流域生态治理情景。②在“保护责任共担、流域环境共治、生态效益共享”的共享视角下，构建共享效益系数，生态补偿系数，并展开了参数影响分析，以揭示综合生态补偿机制的运行机制，结论可为构建全流域综合生态补偿机制提供均衡方案及对策路径。

2 模型构建

2. 1 模型描述

由于水资源的流动性特征，流域生态环境呈现了一体化特征，流域上、中、下游区域是生态环境、生态经济以及生态保护责任的命运共同体［27］。流域上游水资源以及生态环境的优良程度影响着中、下游区域的生产、生活和生态活动，体现了全流域经济利益的共享。流域下游区域对上、中游区域的补偿，反映了全流域共同承担生态保护责任。因此，在流域综合生态补偿机制设计时，需要在全流域预期收益共享视角下，不仅要考虑上、中、下游地区的经济、社会以及生态效益的最大化，还要兼顾全流域经济、社会以及生态效益的共享。

黄河流域生态环境保护和治理工作的主要参与方为流域上、中、下游区域政府及中央政府。目前黄河流域主要存在上游水源涵养能力退化，中游水土流失严重，下游水沙失衡、河道淤积突出等环境问题。因此，黄河流域生态保护与治理的主要目标是进一步提升水资源保障能力，改善生态环境等。黄河流域上游区域的生态环境保护行为会带来黄河流域径流量以及泥沙治理量的增加，提高了水源涵养能力，从而带来生态效益的正外部性，需要中、下游区域政府对其享受的正外部性进行一定的经济补偿；中游展开水土保持和污染治理工作，其生态保护行为影响了自身及下游区域的生产生活、经济发展以及生态效益。流域中、下游区域政府需要做出是否对上游区域进行生态补偿，以及如何补偿的决策；上、中游区域政府则需要根据中、下游政府提供的生态补偿比例来做出生态保护努力程度的决策。中央政府对上、中、下游区域政府起到协调管理的作用，通过对流域上、中、下游区域给予一定补偿等方法促使区域政府间能维持长期稳定的合作关系。因此，在全流域共享视角下，黄河上、中、下游地方政府需要决策生态保护努力程度以及生态补偿系数，中央政府需要对上、中、下游区域政府的补贴系数进行决策。

2. 2 基本假设与模型符号说明

为了构建模型，需要设定一些前提假设，具体如下。

（1）博弈参与方为完全理性主体。即黄河流域上游区域政府、中游区域政府、下游区域政府以及中央政府在决策时遵循收益最大化原則，在补偿利益决策中以寻求最优方案为目标。

（2）各区域生态保护成本随着其生态保护努力程度的增大而增大。在较长时间内，生产要素的边际生产率是递减的，随着区域政府投入的增大，生态保护的边际成本是递增的。

（3）基于生态系统服务价值理论，可以用货币量化各类生态系统所提供的各类服务功能所带来的服务价值［28］。因此，假设流域上、中、下游区域政府从流域生态环境保护与治理中获得的社会、经济以及生态收益均可以用货币衡量，且与生态环境改善程度呈线性关系。

（4）为简化处理，假设在连续的时间内，由于自然原因或设备老化，径流量增加量和泥沙治理量衰减系数相同，并且预期收益的折现率为一给定的外生常数。

模型中各种符号说明见表1。