基于演化博弈的新疆博斯騰湖流域生態補償機制研究

盧泉 劉雪雪 劉亮 王鵬鵬 馮嘯林

摘 要：流域生態補償能有效解決資源開發利用過程中產生的外部性問題，對促進流域經濟－社會－生態協同發展具有重要意義?；谘莼┺睦碚摲治錾霞壵c上、下游地方政府的三方動態演化情景，以新疆博斯騰湖流域為研究對象，設定流域生態補償機制。結果表明：上級政府對違約方征收的罰金高于流域上游生態保護成本和下游生態補償金時，上、下游才能達到“ 保護” 和“ 補償”策略的穩定均衡狀態?；谘莼Y果測算的博斯騰湖生態補償金、生態保護成本分別為２．６４×１０７、２．２０×１０７ 元／ ａ。采用“關鍵污染因子超標賠償法”確定以ＣＯＤＭｎ、ＮＨ３ －Ｎ、ＴＰ 三類污染物超標為評價依據的處罰標準分別為１ ３１２．５１、９ １８１．５６、１３ １１５．０８ 元／ ｔ。

：生態補償；演化博弈；污染物；博斯騰湖；新疆

中圖分類號：Ｘ３２１ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０３．０１４

引用格式：盧泉，劉雪雪，劉亮，等．基于演化博弈的新疆博斯騰湖流域生態補償機制研究［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（３）：７５－７９．

流域資源同其他生態資源一樣，具有公共物品屬性，對流域資源進行開發利用勢必產生一定的外部性［１］ 。通過流域生態補償進行利益再分配可有效解決這一問題，實現地區發展公平［２－３］ 。自２００５ 年浙江省首次出臺流域生態補償政策以來，全國已有超過一半省份開展了生態補償并出臺配套政策。

學術界對于流域生態補償的研究視角較為多樣，其中演化博弈理論因可模擬博弈策略的長期演化趨勢而被廣泛應用。周春芳等［４］ 采用演化博弈理論分析貴州赤水河流域的生態補償情況，發現上級政府對違背協議的上、下游地方政府進行懲罰的力度太小，對流域生態補償效果的影響并不顯著；劉加伶等［５］ 推演重慶萬州區水資源開發利用過程中中央政府、地方政府、地方企業三者之間的利益訴求和補償行為的動態變化過程，認為中央政府提高生態補償資金與政策支持水平，會使得博弈更快達到帕累托最優狀態；李昌峰等［６］ 以太湖流域為例，計算出超標每噸化學需氧量的懲罰金額（為１．９５ 萬元） 高于現行標準（為１．５０ 萬元），說明現有保護－補償策略是非均衡的。綜合上述流域生態補償研究，筆者認為其存在一定的拓展空間，主要有以下兩點：第一，現有文獻主要集中于沿海的江河湖泊，對西北干旱區內陸湖流域生態補償的討論較少；第二，基于演化博弈理論的流域生態補償機制探討，多偏向于驗證現有實踐應用的合理性，從無到有的設計及實證分析較少。鑒于此，本文選取新疆博斯騰湖流域為研究區域，建立上級政府監管機制下流域上、下游地方政府的三方博弈模型，基于區域發展情況，測算補償、治理、罰款額度，確定處罰標準，構建契合當地的流域生態補償機制。

１ 流域生態補償核心利益相關者識別及演化博弈分析

１．１ 核心利益相關者識別

識別核心利益相關者是構建博弈模型的前提。根據地理區位可以劃分流域上、下游，但僅靠上、下游雙方協商，利益訴求難以達成一致，通常需要上級政府介入［７］ 。本文識別的利益相關者為上級政府、上游地方政府、下游地方政府。

１．２ 演化博弈分析

１．２．１ 模型假設條件

模型有４ 個假設條件：流域上、下游地方政府做出明確的權責劃分；上游地方政府有保護環境的義務，要求增加保護成本補償；流域環境對下游地區人民的生產生活產生重要影響，下游愿意向上游保護環境的主體進行生態補償；在流域上、下游地方政府完全自由選擇“保護”或“不保護”、“補償”或“不補償”策略的情況下，不能實現流域可持續的最優生態補償策略，需引入上級政府監管機制。

１．２．２ 確定模型參數

１）流域上游地方政府采取“保護”或“不保護”策略，流域下游地方政府采取“補償”或“不補償”策略。上、下游地方政府的初始收益分別為Ｐ１、Ｐ２，上游地方政府為保護環境增加的成本為Ｏ，下游地方政府獲得的生態收益為Ｅ１、進行生態補償的額度為Ｅ２。

２）上游地方政府選擇“保護”“不保護”策略的概率分別為ε、１－ε，期望收益分別為Ｕ１１、Ｕ１２，平均期望收益為Ｕ１；下游地方政府選擇“補償”“不補償”策略的概率分別為φ、１－φ，期望收益分別為Ｕ２１、Ｕ２２，平均期望收益為Ｕ２。

３）若流域上游地方政府選擇“保護”策略、下游地方政府選擇“不補償”策略，則上級政府可對下游地方政府進行經濟處罰，處罰金為Ｍ；若流域上游地方政府選擇“不保護”策略、下游地方政府選擇“補償”策略，則上級政府對上游地方政府進行經濟處罰，處罰金為Ｍ。

基于設定條件，構建上級政府監管下的流域上、下游地方政府演化博弈模型收益矩陣，見表１。

２ 新疆博斯騰湖流域的實證分析

２．１ 研究區概況

博斯騰湖流域位于東經８２°２８′—８８°２０′、北緯４１°０′—４３°３２′，總面積約１４１ ５３５ ｋｍ２，行政區劃包括和靜縣、和碩縣、焉耆縣、尉犁縣、博湖縣、輪臺縣、庫爾勒市、鐵門關市（兵團第二師）。湖區深居歐亞腹地，光照充足，降水量小，屬典型的溫帶大陸性氣候區，是中國最大的內陸淡水吞吐湖和重要的國家５Ａ 級旅游景區，對其水質水量具有較高要求。

自１９５９ 年以來，博斯騰湖流域水域面積減小，主要污染物濃度多年持續超標，土壤鹽漬化、工業有機污染程度不斷加劇。巴音郭楞蒙古自治州北四縣及新疆生產建設兵團部分團場工業廢水、農田排水、生活污水排放不達標，加劇水環境惡化。新疆水環境監測中心發布的２０１９—２０２０ 年水質監測結果顯示，下游（孔雀河）各河段全年水質均為Ⅲ類水。湖內７ 處監測點水域均為中度營養級，西北角黃水溝、西南角及南部靠近博湖縣區域旱季水質為劣Ⅴ類［８］ ?？梢?，流域上游資源開發給下游生產生活帶來了顯著負面影響，針對博斯騰湖流域制定實施生態補償政策具有一定的緊迫性和必要性。

２．２ 博斯騰湖流域核心利益相關者識別

２．２．１ 上級政府

新疆維吾爾自治區人民政府設立塔里木河流域水利委員會（簡稱塔委會）對流域水資源進行管理，塔委會下設執行機構與辦事機構，分別為執行委員會和塔里木河流域管理局（簡稱塔河管理局）。兩大部門具有不同職權，分管地方政府用水量調配、生態環境治理等工作［９］ 。博斯騰湖流域作為塔里木河流域的一部分，受塔河流域管理部門管轄。將代表自治區意志的塔河管理局統稱為上級政府。塔河流域水資源管理體制機構見圖１。

２．２．２ 流域上、下游地方政府

按地理區位將博斯騰湖流域范圍內區縣級地方政府分為流域上、下游地方政府。本研究把博斯騰湖及以上河道所在區縣的地方政府作為流域上游地方政府，包括和碩縣、和靜縣、焉耆縣和博湖縣；把博斯騰湖溢出的下游河道所經區縣地方政府作為流域下游地方政府，包括輪臺縣、庫爾勒市、尉犁縣、鐵門關市。

２．３ 基于博弈結果的補償標準測算

代表上級政府意志的塔河管理局應當對博斯騰湖流域上、下游地方政府的行為加以約束，使得博弈結果向“保護”和“補償”的穩定均衡點演化?；诖?，通過測算生態補償金與生態保護成本，確定處罰金額下限，設計補償標準。

２．３．１ 生態補償金測算

下游因上游保護環境獲得了生態收益，按約定應支付生態補償金。將上游采取“不保護”策略時導致生態服務價值的損失值作為其在保護環境情境下所創造的生態價值，并將此值定為下游利益獲得者應當給予上游環境保護者的生態補償金額。

參照謝高地等［１０］研究的生態系統分類體系，結合單位面積生態服務價值當量因子法，按照ＣＰＩ 物價指數對單位面積生態服務價值當量進行修正，以４３９．９ 元／ ｈｍ２的價格測算博斯騰湖流域上游（北四縣）的生態服務價值損失值。根據前人研究［１１－１４］ ，將流域生態系統劃分為林地、草地、耕地、水域、建設用地和未利用土地，對應的單位面積生態服務價值分別為１２ ６２８． ６９、５ ２４１．００、３ ５４７．８９、２０ ３６６．６９、０、６２４．２５ 元／ （ｈｍ２·ａ）。

依據土地利用遙感監測數據，得到流域２０２０ 年相較于２０１８ 年上游各類型生態系統面積及生態服務價值變化量（見表２），進而測算生態補償金為２．６４×１０７元／ ａ。

２．３．２ 生態保護成本測算

上游采取“保護”策略時工業廢水、農田退水、生活污水處理達標后再排放，把此治理成本作為上游生態保護成本的測算依據。根據中華人民共和國國家發展和改革委員會在《我國污水處理行業成本分析及對策建議》中公布的數據可知，西北地區污水處理服務費為０．８９ 元／ ｔ。根據《新疆統計年鑒》，博斯騰湖２０２０年污染物排放量為２．４７３×１０７ ｔ／ ａ，折算相應的生態保護成本為２．２０×１０７元／ ａ。

２．３．３ 罰金測算及處罰標準設定

罰金須大于生態保護成本和生態補償金二者的最高值，設定罰金不得低于２．６４×１０７元／ ａ。新疆維吾爾自治區尚未正式實施博斯騰湖流域生態補償政策，政府對博斯騰湖流域實施的生態保護措施主要有階梯水價、超限罰款等，對于處罰標準的設定尚未完善。在這方面，全國大多省市已取得了不錯的成效，生態補償的獎懲形式多樣，如江西、福建兩省根據環境改善程度對生態保護者進行獎補，北京對未實現補償目標的主體扣繳資金，貴州和湖南制定了獎補、扣繳兼施政策。各省市制定補償標準通常以跨界斷面關鍵水質因子濃度、通量作為考核依據。結合上述省市的實踐經驗，將ＣＯＤＭｎ、ＮＨ３ －Ｎ、ＴＰ 作為評價水質的主要因子，根據“關鍵污染因子超標賠償法”確定處罰標準，計算公式如下：

式中：Ｐｉ為第ｉ 類關鍵污染因子賠償標準，Ｖｉ 為水域監測點關鍵污染因子含量，ｎ 為測量次數，Ｑ 為上游地表水資源總量。

博斯騰湖整體分為大湖區和小湖區，從東西南北中５ 個方位對大、小湖區水體進行水樣采集，共選?。常?個監測點，監測上、下游節點不同水季關鍵污染因子的含量，各類水樣的保存與測定均依照《水和廢水監測分析方法》進行，結果見表３［１５］ 。ＣＯＤＭｎ、ＮＨ３ －Ｎ、ＴＰ 含量均值分別為２．５５、０．２５、０．０８ ｍｇ／ Ｌ。

根據開都河大山口、黃水溝、清水河克爾古提水文站的歷史實測數據，匯入博斯騰湖地表水水量年均值為４２ 億ｍ３。參照貴州赤水河流域ＣＯＤＭｎ、ＮＨ３ －Ｎ、ＴＰ 關鍵污染因子含量１ ∶ ７ ∶ １０ 的懲罰比例，擬定博斯騰湖三類污染物超標罰金標準分別為１ ３１２．５１、９ １８１．５６、１３ １１５．０８ 元／ ｔ。

２．４ 博斯騰湖生態補償機制實施方案

利益主體間的博弈是一個長期、動態過程，切實可行的實施方案可使策略選擇趨向理想狀態。一方違約會受到上級處罰，收繳罰金被用于環境治理或補償保護者。據此，制定博斯騰湖生態補償機制實施方案，流程見圖２。

３ 討論

流域生態補償涉及補償區域界定、利益相關者識別、補償模式選擇、補償標準測算等工作［１６－１７］ 。社會特征、利益需求、緊密程度、法律關聯等因素是區分利益相關者的重要依據［１８－２０］ ，在流域生態補償中主要以中央政府、地方政府（流域上下游）、企業、民眾等劃分利益主體［２１－２５］ 。學術界和實踐部門提出多種補償模式，并系統闡釋了各種模式的特點與適用條件，例如，財政轉移支付模式、上下游地方政府間協商交易模式、強制性扣繳模式和共同出資模式等［２６］ 。就現階段而言，我國大部分地區尤其是經濟欠發達的西北地區更適合政府主導的財政支持和處罰雙向激勵模式。補償標準的測定是補償政策實施的關鍵。當前較為主流的分析思路有受損生態治理支出、生態服務價值損失、流域居民受償意愿三類［２７］ 。以生態服務價值損失進行補償標準的測定方法更為直觀，可避免由機會成本、主觀意識等造成的偏差。

本文基于演化博弈模型設定博斯騰湖流域生態補償機制，具有一定代表性但仍有所不足。根據生態服務價值的損失測算補償標準，結合受損生態治理支出確定處罰標準，但具體實施時還應考慮上、下游支付及受償意愿等因素，使得方案更具適用性與可行性。此外，受研究條件限制，僅對三方利益主體劃定了權責義務，罰金、補償資金收繳和使用的主體未詳盡說明，后期仍需進一步探討。

４ 結論

基于演化博弈理論，引入上級政府約束，設定上、下游地方政府動態演化情景，選取博斯騰湖流域為研究對象，構建生態補償機制，得出如下結論。

１）博斯騰湖生態補償金與生態保護成本分別為２．６４×１０７、２．２０×１０７ 元／ ａ，在上級政府監管下流域上、下游地方政府的博弈過程中，上級政府對違約方征收的罰金高于流域上游生態保護成本和下游生態補償金的最大值（２．６４×１０７ 元／ ａ）時，才能達到實施策略的穩定均衡狀態。

２）根據“關鍵污染因子超標賠償法”確定處罰標準，選?。茫希模停?、ＮＨ３－Ｎ、ＴＰ 作為評價水質指標，擬定以三類污染物超標為評價依據的罰金至少為１ ３１２．５１、９ １８１．５６、１３ １１５．０８ 元／ ｔ。

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【責任編輯 栗 銘】