基于演化博弈視角下的跨界水資源沖突分析

(浙江財經大學 浙江 杭州 310018)

一、流域水資源沖突背景

水是人類生存和維持生態系統健康的控制性因素，也是人類及一切生物賴以生存和發展的基礎性自然資源。隨著我國社會經濟的發展，水資源開發、利用和保護等顯得越來越重要，各地區對于水資源的需求越來越大，跨界取水過程中的一方在取水過程中沒有兼顧其他用水戶的利益，致使另一方用水權益受到損害時就會產生沖突。隨著現行的流域管理與區域管理相結合的水資源管理模式不斷深入，其固有的弊端不斷地凸顯，導致當前水資源矛盾和糾紛越演越烈，水資源方面的沖突日益頻發。根據《中國水利年鑒》等資料的統計，我國2010年發生水資源沖突計6998起，2011年發生水資源沖突7672起，2012年發生水資源沖突8423起，2013～2015年水資源沖突依然尖銳，其造成的經濟損失無法估量，為此跨界水資源沖突問題急需解決。

目前政府為解決跨界水資源沖突問題出臺了眾多政策。國家發展改革委2015年印發《關于進一步加強區域合作工作的指導意見》，將創新區域合作機制列為重要發展領域。2016年7月國務院發布《關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》，指出要嚴格控制流域和區域取用水總量，加快制定主要江河流域水量分配方案，建立覆蓋流域和省市縣三級行政區域的取用水總量控制指標體系，實施流域和區域取用水總量控制。隨著城市化進程的不斷發展，跨界水資源問題依然突出，受到黨和政府的高度重視。

二、文獻綜述

由于流域的水量是有限的，流域的不同區域間都難免會產生一定程度上的用水沖突。Heaney等指出隨著水資源緊缺程度的加劇，不同利益相關者因爭奪水源不可避免地產生沖突，全球范圍內用水沖突的數量和層次都在上升[1]。水資源管理中心涉及眾多利益相關者，他們在水資源利用上通常有不同的需求，目標和戰略。特別是在水資源嚴重短缺的情況下，流域內水資源在不同用水主體之間進行分配時極易引發矛盾產生利益沖突[2]。崔偉等指出由于河流水系的連續性和流動性，以及流域與行政區域之間的不對稱甚至相互分割性，決定了上下游主題在流域水資源開發利用、流域治理和生態保護中，存在著成本和效益相互轉移的問題[3]。上游地區為了追求最大的經濟利益而過度使用水資源，流域環境遭到破壞，成本也可以轉移到下游，形成負的外部性[4]。在水量配置的過程中，要盡可能得平衡各方利益，有效的利益補償是高效的水量分配方案實施的關鍵，也是維護流域穩定的重要途徑[5]。

本論文將演化博弈理論運用到流域用水量研究上，并突破了原有的上下游博弈基礎而引入第三方博弈，構造出上中下游三方博弈模型，擴展了傳統博弈的維度，并且運用Matlab仿真平臺，對流域水資源沖突中的博弈主體的演化行為進行模擬，探討沖突運行機理和演化規律，得出的相關結論可以為流域管理機構提出相應的政策建議，進而從一定程度上減少流域水資源沖突的發生，也為豐富水資源沖突管理的理論和方法提供了一條重要的途徑。

三、多流域演化博弈模型構建

本文假設跨界流域分為上、中、下游三個博弈方。博弈三方選擇策略的過程基于有限理性和不確定性，不斷嘗試、不斷學習，是一個隨時間變化的動態博弈過程。流域上中下游博弈主體均為有限理性的經濟人。因為有限理性是演化博弈論的基本假設，演化博弈主體無法在博弈一開始就能夠識別并選擇出最優策略解，這些主體尋找并選擇演化穩定策略是一個不斷比較、學習和模仿的逐漸演化的過程。

建立流域上、中、下游演化博弈模型具體可得一下八種博弈結果：(上游合作，中游合作，下游合作)、(上游合作，中游合作，下游不合作)、(上游不合作，中游不合作，下游不合作)、(上游合作，中游不合作，下游合作)、(上游不合作，中游不合作，下游不合作)、(上游不合作，中游不合作，下游合作)、(上游不合作，中游合作，下游不合作)、(上游不合作，中游合作，下游合作)。根據演化博弈模型列出上中下游用水量沖突的支付矩陣，支付矩陣的具體構建方法主要參照以上的八種博弈結果進行，假設：E1、E2和E3分別代表流域上、中、下游在混合策略意義下的平均期望收益，搭建多主體博弈的復制動態方程得出各均衡點的特征值。

對于多主體博弈的復制動態方程進行運算，通過比較在不同影響因素下的正負情況判斷均衡點是否為演化穩定策略。當特征值均為負時，則對應的均衡點為該系統的演化穩定策略(ESS)，當特征值均為正時，則對應的均衡點為不穩定點，當特征值存在一負兩正或者一正兩負時，對應的均衡點為鞍點。最終獲取均衡點(上游不合作，中游不合作，下游合作)，(上游不合作，中游合作，下游合作)，(上游合作，中游不合作，下游合作)，(上游合作，中游合作，下游合作)。

四、結論

在跨界水資源調用中，流域上中下游之間存在明顯的沖突關系，本文從演化博弈視角展開，通過構建流域上中下游取水的三方博弈模型進行模擬。確定了流域上中下游三方用水量博弈的4種穩定狀態。流域上中下游博弈主體均為有限理性的經濟人，其在用水量博弈過程中總共有8種選擇策略。演化博弈主體無法在博弈一開始就能夠識別并選擇出最優策略，各方從自身需求和實際情況出發追求自身利益的最大化，經過不斷試錯和不斷學習后確定了4種上中下游最優穩定策略(不合作，不合作，合作)、(不合作，合作，合作)、(合作，不合作，合作)、(合作，合作，合作)。