西北生態脆弱區居民生態補償意愿研究

摘要：對流域微觀主體生態補償意愿的研究有利于流域內生態補償相關政策的制定與完善，實現全流域社會經濟可持續發展。通過構建適合生態脆弱區實際的生態補償意愿屬性指標體系，利用選擇實驗法，對石羊河流域居民的生態補償意愿進行了實證研究。對900份有效調查問卷，采用多項式Logit模型估計的結果表明：在自然景觀比例、旅游指數、沙塵天氣數、森林覆蓋率、草地覆蓋率、旱生植物面積、水量、水質以及家庭支出9個生態環境屬性中，除旅游指數外，其他8個屬性均顯著影響受訪者選擇；邊際支付意愿較大的屬性分別是：自然景觀比例、森林覆蓋率和草地覆蓋率；石羊河流域居民針對現狀變化最佳改善方案的平均支付意愿為每年572.62元/戶，全流域每年的支付意愿為2.8億元。

關鍵詞：石羊河流域；生態脆弱區；生態補償意愿；選擇實驗法

中圖分類號：F323.22文獻標識碼：A 文章編號：1009-9107（2016）03-0111-07

引言

生態脆弱區即從一種生態景觀向另外一種生態景觀過渡的界面區域，具有敏感性、不穩定性和擺動性的特征[1]。我國西北干旱半干旱地區存在大面積荒漠草原、內陸河岸綠洲以及農牧交錯帶，均屬典型的生態脆弱區。近年來，由于人為不合理的經濟活動和氣候變化的影響，西北內陸河流域出現了一系列生態環境問題和生態災害，如水土流失、草地沙化、石漠化、河流斷流、沙塵暴等。人與自然的矛盾越來越尖銳，生態退化現象嚴重，生態安全受到嚴重威脅。脆弱的生態環境已經成為這些地區實現21世紀可持續發展的最大制約因素[2]。生態補償能夠實現外部成本內部化，因此被認為是解決生態脆弱區社會、經濟和環境問題的有效途徑。

在生態補償研究中，補償標準的確定是研究的核心和難點問題之一[3]。理論上可參照四個方面的價值進行生態補償標準的初步核算：按生態保護者的直接投入和機會成本計算；按生態受益者的獲利計算；按生態破壞的恢復成本計算；按生態系統服務的價值計算[4]。實踐中，生態脆弱區的生態補償一般是根據生態建設中農戶從事生態建設的投入和耕地的收益，選取一定區域內的平均水平作為標準，對農戶進行補貼。由于地區耕地產出能力不同以及社會經濟發展水平的提高，目前實行的“一刀切”的生態補償標準越來越不能抵消農戶的直接成本和機會成本，而且還帶來了一些深層次的矛盾與問題[5]。因此對于生態補償利益主體的行為研究，尤其是考慮利益相關者的生態補償意愿是采用生態補償方法最為關鍵的問題之一[6]。本文對生態補償相關政策進行了情景模擬和分析，運用選擇實驗法對石羊河流域居民進行實地問卷調查，通過對其生態補償意愿的分析，以期對生態脆弱區生態補償政策的制定與實施提供有益的參考和借鑒。

一、文獻綜述

我國對生態補償的研究始于20世紀90年代中后期，研究主要集中在探討生態補償的概念[4]、機理[7]、生態系統服務功能價值測算[8，9]以及流域[10]、礦產資源[11]、森林[12]、自然保護區[13]等不同類型生態系統補償機制框架設計和補償效率探討[14]。其中，對于生態補償參與主體選擇行為的分析是目前國內研究的熱點問題。其研究方法大致有兩類：條件價值評估法（contingent valuation method， CVM）和選擇實驗法（choice experiment method， CE）。利用條件價值評估法（CVM）的案例，如張志強等[15，16]利用支付卡式以及單邊界、雙邊界兩分式CVM方法對黑河流域居民生態補償支付意愿（willingness to pay， WTP）的研究；梁爽等[17]利用開放式CVM方法對北京密云水庫周邊三個鎮農戶的調查研究；葛顏祥等[18]利用CVM方法對黃河流域居民生態補償意愿的分析；李芬等[19]通過投標卡式CVM對鄱陽湖三個縣農戶受償意愿（willingness to accept， WTA）的分析；鄭海霞等 [20]利用支付卡式CVM方法對金華江流域居民平均最大支付意愿的估算；蔡銀鶯等[21]利用支付卡式CVM方法對武漢市26個村莊農戶受償意愿的分析；徐大偉等 [6]通過支付卡式CVM方法對遼河中游地區7個主要城市居民，針對同一受訪者同時測量其支付意愿和受償意愿；余亮亮等 [22]利用投標卡式CVM方法對湖北省麻城市11個村莊農戶受償意愿的調查分析。利用選擇實驗法的案例，如徐中民等 [23]利用選擇實驗法對黑河流域額濟納旗生態系統保護和管理的探索；馬愛慧等[24]運用選擇實驗法對武漢市4個中心城區和4個遠城區市民和農民支付意愿的分析。

條件價值評估法（CVM）和選擇實驗法（CE）都屬于陳述偏好法（stated preference method， SP），即都是通過受訪者對一些假想情景問題的回答得到有關支付意愿相關偏好的信息。相對而言，選擇實驗法在獲取信息量的多少以及估計生態環境屬性狀態變化范圍等方面具有獨到的優勢[23]。因此本文擬利用選擇實驗法對微觀主體在現有狀態和多個不同推薦情景中選擇行為的分析，計算出西北生態脆弱區居民的生態補償意愿，研究結果可以為一系列生態補償政策如生態補償標準的制定、完善與實施提供決策依據。

二、研究區概況

石羊河流域是我國西北干旱半干旱地區三大內陸河之一，流域總面積為41 600平方千米，全流域總人口2 700萬人。目前，石羊河流域是西北地區人口密度最高、經濟社會發達、水資源開發利用程度最高、生態問題最突出的內陸河流域 [25]。隨著經濟的快速發展和人口的急速膨脹，使得當地生態系統發生了深刻改變。流域上游地區的過度開發利用，導致進入下游民勤綠洲的水量逐年減少，地下水位下降，天然植被大量衰敗死亡，綠洲退化，湖泊干涸，進一步引發土地荒漠化、沙漠化、鹽堿化，沙塵暴頻發等一系列生態環境問題。石羊河流域脆弱的生態系統嚴重制約了地區的可持續發展，危及當地居民的生存。通過對該地區居民生態補償意愿的研究，建立相應的生態補償機制，使得流域生態環境外部性的問題內部化，讓流域生態保護成果的“受益者”支付相應的費用，“受損者”獲得相應的補償，激勵上游的生態保護行為，實現石羊河流域上下游和諧發展。

三、選擇實驗法原理

選擇實驗法屬于一種典型的聯合分析技術（conjoint analysis）聯合分析技術泛指一個物品被分解成其構成特征的任何技術。受訪者需要對這些不同的特征變量進行評估。主要包括條件評分、條件排序、選擇實驗和成對選擇技術。，它的理論基礎是蘭卡斯特的特征價值理論[26]和隨機效用理論[27]。蘭卡斯特認為，個人是從商品的特征中獲得效用而不是直接從商品本身獲得。即任何物品都可以用一組特征要素和其不同狀態值來描述。隨機效用理論將效用描述成一個系統的、可觀測的部分和一個隱含的、隨機誤差部分，即U=V+ε。

方程（4）可以用多項式Logit模型（multinomial logit model，MNL）估計[28]，這里假定選擇服從“獨立不相關選擇（independence from irrelevant alternatives，IIA）”性質，即一個選擇集中任何兩個選項的選擇可能性比率完全不受選擇集中其他選項系統效用的影響。

選擇實驗法通過構建模擬市場來調查人們對于環境質量改善的最大支付意愿（WTP），或者忍受環境質量損失希望獲得的最小受償意愿（WTA）。在選擇實驗法中，環境物品被定義為一系列屬性，其中包含一個價格屬性，即改變現狀需要支付的費用。人們需要在假定場景下某一個選擇集中的不同選項之間選擇自己最偏好的選項，而且受訪者通常要完成一系列選擇。每一個選項是由某一環境物品的不同屬性組成。當人們做出選擇的時候，他們是在一個選擇集中不同選項之間的不同屬性狀態值中進行權衡，以此獲得大量個體對環境物品偏好的信息，運用計量模型就可以分析出不同屬性的邊際支付意愿和不同屬性狀態組合而成各種方案的價值估計。選擇實驗法可以突破一些傳統方法的限制并產生符合福利經濟學的評估結果，特別是利用該方法不僅可以對支付意愿或受償意愿進行評估，進而對一項政策的各個要素的相對重要性進行排序，還可以得到因多個政策要素同時改變時導致的價值變化，從而有助于政策制定者對政策進行調整，所以近年來得到了較為廣泛的應用[29]。

有關選擇實驗的應用一般分成以下幾個步驟：（1）屬性及狀態值確定；（2）選擇實驗設計；（3）調研問卷設計與發展；（4）樣本選擇與抽樣策略；（5）模型估計（一般采用多項式 Logit模型估計）；（6）結果分析。

四、選擇實驗設計與應用

（一）選擇實驗設計

1.屬性及狀態值確。Degroot[30]認為，生態系統的服務功能可以歸納為四個方面：（1）調節功能：即維持基本生態過程和生命支持系統，包括氣體調節、氣候調節、水調節、土壤保持、土壤形成等。（2）生境提供功能：即為野生動植物提供適宜生存空間，包括庇護功能和保育功能。（3）生產服務：即提供自然資源，包括食品生產、原材料等。（4）信息功能，即提供感知發展機會，包括美學信息、休閑娛樂等。結合焦點人群討論和預調查的結果，本研究最終確定了包括自然景觀比例、旅游指數、沙塵天氣數、森林覆蓋率、草地覆蓋率、旱生植物面積、水量、水質以及家庭支出9個生態環境屬性。其中，自然景觀比例和旅游指數對應信息功能；沙塵天氣數和旱生植物面積對應調節功能；森林覆蓋率和草地覆蓋率對應生境提供功能；水量和水質對應生產功能。結合石羊河流域的實際情況和未來5年流域生態恢復和保護計劃，確定了每種屬性的不同狀態值，具體見表1。

2.正交實驗和問卷設計。在生態環境屬性和狀態值確定之后，需要利用正交實驗設計方法對不同狀態值進行組合。利用主效應實驗設計原理，對各個不同狀態值進行正交處理，得到512個選擇組合。除去被占優和無意義的組合后還剩下450個組合。它們被分成150個版本。每個版本包含三個相互獨立的選擇實驗問題。每個選擇實驗問題包含三個選項，一個為流域現狀方案，另外兩個是假設的生態環境改善方案（方案1和方案2）。現狀不需要支付費用，兩個改善方案需要居民支付相應的費用。受訪者需要在一份問卷中面對三個相互獨立的選擇實驗問題（見表2），并在每個不同的選擇實驗問題中做出選擇。表2是選擇實驗問題的一個例子。

本研究的調研問卷主要由三部分組成，第一部分是受訪者對石羊河流域生態環境的態度問題，第二部分是受訪者對石羊河流域不同屬性狀態之間的比較和選擇問題。第三部分是受訪者的社會人口統計特征，包括性別、年齡、受教育程度、家庭人口數及收入等。

（二）選擇實驗數據收集

課題組于2012年8月中旬至9月中旬在石羊河流域的4個地區進行了隨機抽樣調查，包括甘肅省古浪縣、武威市涼州區、金昌市和民勤縣，涵蓋了流域的上游、中游和下游地區。本次調查采用面對面訪談的形式，共收集問卷1 012份，其中有效問卷900份，占問卷總數的88.9%，形成8 100個觀測值。調查涉及的地區有：古浪縣城及土門鎮、泗水鎮、大靖鎮、定寧鎮；武威市涼州區及高壩鎮、武南鎮、謝河鎮、九墩鄉、懷安鄉、長城鄉；金昌市城區、寧遠鎮、雙灣鎮；民勤縣城、泉山鎮、蘇武鄉、大壩鄉、紅沙梁以及勤鋒農場。9個生態環境屬性的基本統計分析見表3。

五、實證結果分析

（一）邊際效益與支付意愿估算

利用Stata12統計軟件采用標準的多項式Logit模型對調研獲得的8 100個面板數據進行估計，獲得的估計結果見表4。估計出的系數，就是各個生態環境屬性指標的邊際效益。

從上表邊際效益的估計結果可以看出，除旅游指數外，其余屬性的系數都在小于1%的水平上顯著，而且所有系數符號都與預期一致。旅游指數的系數相對不顯著，說明受訪者對于石羊河流域的旅游娛樂功能不太看重。沙塵天氣數的系數是負值，說明受訪者更有可能不喜歡這個屬性。其他屬性的系數估計都為正值，說明更大比例的自然景觀、更少的沙塵天氣數、更多的森林、草地和旱生植物的覆蓋率、更大的水量和更好的水質會增加方案被選擇的可能性。受訪者更愿意選擇這樣的方案。支付項系數為負，表明選擇一個帶有更高支付水平的選項對效用的影響是負面的。

通過估計特定生態屬性指標變化和支付項系數變化之間的邊際替代率可以獲得受訪者對特定屬性指標變化的邊際支付意愿。它是生態屬性指標單位變化價值的點估計。如果效用是生態屬性的線性函數，則可用以下公式計算受訪者的支付意愿[31]：

WTP=-βAβM（5）

其中，WTP表示每種生態屬性指標的邊際支付意愿，βA和βM分別為間接效用函數估計中生態屬性指標和支付項的系數，該公式提供了價格變化和生態屬性之間的邊際替代比例。

根據生態環境屬性系數的估計結果，利用公式（5）可以進一步計算出各屬性的支付意愿，具體結果見表4。從支付意愿的結果可以看出，石羊河流域居民對自然景觀比例具有最高的支付意愿，為每年每戶315.16元；其次為森林覆蓋率，為每年每戶301.52元；第三位是草地覆蓋率，支付意愿為223.02元。接下來依次是水量、旅游指數、水質、旱生植物面積這四個屬性。支付意愿最低的是沙塵天氣數，為每年每戶0.96元。沙塵天氣數的邊際支付意愿是負值，說明這個屬性會減少所計算出的平均效益。即這一屬性對人們福利的影響是負向的。除了該屬性外，其他屬性的更高水平值代表著正向顯著的經濟價值。

（二）補償剩余估算

補償剩余（compensating surplus，CS）是環境質量間斷變化的價值。根據Hanemann（1984）[32]，補償剩余福利估計的計算公式為：

CS=1βM（V1-V2）（6）

其中，βM是支付項的系數，通常解釋為收入的邊際效益，V1是初始狀態的效用水平，V2是變化后的效用水平。補償剩余的價值估計更適合成本效益分析。

依照所選擇的生態環境屬性的不同狀態值，可以得到關于補償剩余的多種估算結果。研究選取針對現狀值的最佳改善方案，計算受訪者的補償剩余。

石羊河流域生態環境現狀方案為：石羊河流域內自然景觀占整個流域面積的比例為10%，流域保護區中具有旅游森林公園條件的比例為30%，一年中沙塵天氣數量為139天，流域上游的森林覆蓋率為46.3%，流域中游的草地覆蓋率為55%，下游旱生植物可生存面積為0，紅崖山水庫年均來水量為2.5億立方米，紅崖山水庫下游水質較差。

針對流域現狀，假設5年后的最佳改善方案為：石羊河流域內自然景觀占整個流域面積的比例為30%，流域保護區中具有旅游森林公園條件的比例為50%，一年中沙塵天氣的數量為20天，流域上游的森林覆蓋率為67%，流域中游的草地覆蓋率為75%，下游旱生植物可生存面積為12萬畝，紅崖山水庫年均來水量為2.9億立方米，紅崖山水庫下游水質好。在這個改善方案中，每個屬性的取值都為最佳狀態值，即流域要達到的目標狀態。

根據公式（6），可以計算出石羊河流域居民的補償剩余。結果表明，石羊河流域居民針對現狀變化的最佳改善方案的平均支付意愿為每年572.62元/戶。在本次調查中有120戶居民的支付意愿為0，其余780戶居民有支付意愿，即有支付意愿的家庭占樣本總數的86.67%。石羊河流域2012年底共有居民56.75萬戶，按照86.67%的支付率計算，則有支付意愿的家庭數為49.19萬戶，則全流域每年的支付意愿為2.8億元。

六、結論與討論

（一）結論

本文從調節、生境、生產和信息四個方面，構建了包括自然景觀比例、旅游指數、沙塵天氣數、森林覆蓋率、草地覆蓋率、旱生植物面積、水量、水質和家庭支出在內的適合生態脆弱區實際的生態補償意愿屬性指標體系。利用選擇實驗法設計問卷，多項式Logit模型估計的結果表明：（1）除旅游指數外，其他八個屬性指標的邊際效益系數都在小于1%的水平上顯著，而且所有系數的符號都與預期一致。說明自然景觀比例、沙塵天氣數、森林覆蓋率、草地覆蓋率、旱生植物面積、水量、水質和家庭支出都會顯著影響受訪者的選擇。（2）邊際支付意愿較大的生態環境屬性分別是：自然景觀比例、森林覆蓋率和草地覆蓋率。其支付意愿分別為：每年每戶315.16元，301.52元和223.02元。因此，提高自然景觀比例、森林覆蓋率和草地覆蓋率是未來流域生態環境治理的首要選擇。（3）補償剩余的估算結果表明，石羊河流域居民針對現狀變化的最佳改善方案的平均支付意愿為每年572.62元/戶，全流域每年的支付意愿為2.8億元。因此可以將該流域居民的平均支付意愿作為流域生態補償標準的參考值，把生態補償標準確定為每年572.62元/戶。

（二）討論

本文利用選擇實驗法對生態補償微觀主體的支付意愿進行了研究，估算出的石羊河流域居民的生態補償意愿對流域生態補償實踐例如生態補償標準的制定和完善具有一定的參考價值。選擇實驗法能夠將受訪者對生態環境屬性的偏好轉化為效用比較問題，將多重屬性決策問題轉化為價值量比較問題，不僅可以估計生態環境的整體變化，還可以估計單個屬性或多重屬性變化的價值，提供了傳統價值評估方法所不能揭示的有用信息。由于生態環境系統通常都存在多重屬性的比較和決策問題，因此選擇實驗法有著廣闊的應用前景[23]。但是由于選擇實驗法中屬性及狀態值的確定以及選擇實驗設計和模型估計與結果分析都比較復雜，這些都增加了選擇實驗法實施的難度，因此在國內的應用案例還不多見。本文是選擇實驗法在我國西北生態脆弱區生態補償實踐中的有益嘗試，通過優化問卷設計降低受訪者的感知負擔，努力使評估結果接近受訪者的真實支付意愿。本文的分析結果能夠為目前西北生態脆弱區生態補償政策實踐提供一定的理論依據和現實支撐。

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Abstract：A research on inhabitants’ willingness to pay is helpful to the formulation and completeness of related ecological compensation policies and the sustainable development of the whole watershed. On constructing the willingness to pay attributes’ index system for ecological fragile zone， this paper makes an empirical analysis of the inhabitants’ willingness to pay in Shiyang River Basin using the Choice Experiments Method. The estimation results using the Multinomial Logit Model （MNL） on 900 valid questionnaires show that among the nine ecological environmental attributes including landscape ratio， tour ratio， sandstorm days， forest coverage， grassland coverage， xerophytes coverage， water quantity， water quality and cost， all attributes except tour ratio affect the respondents’ choice greatly； the ecological environmental attributes with larger willingness to pay are landscape ratio， forest coverage and grassland coverage； the results from Compensating Surplus estimation show that the average WTP for the improvement scenario of the inhabitants in Shiyang River Basin is 572.62 Yuan per household and the overall WTP for the whole River Basin is 0.28 billionYuan.

Key words： Shiyang River Basin； ecological fragile zone； willingness to pay； Choice Experiments Method