西北生态脆弱区居民生态补偿意愿研究

樊辉　赵敏娟　史恒通

摘要：对流域微观主体生态补偿意愿的研究有利于流域内生态补偿相关政策的制定与完善，实现全流域社会经济可持续发展。通过构建适合生态脆弱区实际的生态补偿意愿属性指标体系，利用选择实验法，对石羊河流域居民的生态补偿意愿进行了实证研究。对900份有效调查问卷，采用多项式Logit模型估计的结果表明：在自然景观比例、旅游指数、沙尘天气数、森林覆盖率、草地覆盖率、旱生植物面积、水量、水质以及家庭支出9个生态环境属性中，除旅游指数外，其他8个属性均显著影响受访者选择；边际支付意愿较大的属性分别是：自然景观比例、森林覆盖率和草地覆盖率；石羊河流域居民针对现状变化最佳改善方案的平均支付意愿为每年572.62元/户，全流域每年的支付意愿为2.8亿元。

关键词：石羊河流域；生态脆弱区；生态补偿意愿；选择实验法

中图分类号：F323.22文献标识码：A 文章编号：1009-9107（2016）03-0111-07

引言

生态脆弱区即从一种生态景观向另外一种生态景观过渡的界面区域，具有敏感性、不稳定性和摆动性的特征[1]。我国西北干旱半干旱地区存在大面积荒漠草原、内陆河岸绿洲以及农牧交错带，均属典型的生态脆弱区。近年来，由于人为不合理的经济活动和气候变化的影响，西北内陆河流域出现了一系列生态环境问题和生态灾害，如水土流失、草地沙化、石漠化、河流断流、沙尘暴等。人与自然的矛盾越来越尖锐，生态退化现象严重，生态安全受到严重威胁。脆弱的生态环境已经成为这些地区实现21世纪可持续发展的最大制约因素[2]。生态补偿能够实现外部成本内部化，因此被认为是解决生态脆弱区社会、经济和环境问题的有效途径。

在生态补偿研究中，补偿标准的确定是研究的核心和难点问题之一[3]。理论上可参照四个方面的价值进行生态补偿标准的初步核算：按生态保护者的直接投入和机会成本计算；按生态受益者的获利计算；按生态破坏的恢复成本计算；按生态系统服务的价值计算[4]。实践中，生态脆弱区的生态补偿一般是根据生态建设中农户从事生态建设的投入和耕地的收益，选取一定区域内的平均水平作为标准，对农户进行补贴。由于地区耕地产出能力不同以及社会经济发展水平的提高，目前实行的“一刀切”的生态补偿标准越来越不能抵消农户的直接成本和机会成本，而且还带来了一些深层次的矛盾与问题[5]。因此对于生态补偿利益主体的行为研究，尤其是考虑利益相关者的生态补偿意愿是采用生态补偿方法最为关键的问题之一[6]。本文对生态补偿相关政策进行了情景模拟和分析，运用选择实验法对石羊河流域居民进行实地问卷调查，通过对其生态补偿意愿的分析，以期对生态脆弱区生态补偿政策的制定与实施提供有益的参考和借鉴。

一、文献综述

我国对生态补偿的研究始于20世纪90年代中后期，研究主要集中在探讨生态补偿的概念[4]、机理[7]、生态系统服务功能价值测算[8，9]以及流域[10]、矿产资源[11]、森林[12]、自然保护区[13]等不同类型生态系统补偿机制框架设计和补偿效率探讨[14]。其中，对于生态补偿参与主体选择行为的分析是目前国内研究的热点问题。其研究方法大致有两类：条件价值评估法（contingent valuation method， CVM）和选择实验法（choice experiment method， CE）。利用条件价值评估法（CVM）的案例，如张志强等[15，16]利用支付卡式以及单边界、双边界两分式CVM方法对黑河流域居民生态补偿支付意愿（willingness to pay， WTP）的研究；梁爽等[17]利用开放式CVM方法对北京密云水库周边三个镇农户的调查研究；葛颜祥等[18]利用CVM方法对黄河流域居民生态补偿意愿的分析；李芬等[19]通过投标卡式CVM对鄱阳湖三个县农户受偿意愿（willingness to accept， WTA）的分析；郑海霞等 [20]利用支付卡式CVM方法对金华江流域居民平均最大支付意愿的估算；蔡银莺等[21]利用支付卡式CVM方法对武汉市26个村庄农户受偿意愿的分析；徐大伟等 [6]通过支付卡式CVM方法对辽河中游地区7个主要城市居民，针对同一受访者同时测量其支付意愿和受偿意愿；余亮亮等 [22]利用投标卡式CVM方法对湖北省麻城市11个村庄农户受偿意愿的调查分析。利用选择实验法的案例，如徐中民等 [23]利用选择实验法对黑河流域额济纳旗生态系统保护和管理的探索；马爱慧等[24]运用选择实验法对武汉市4个中心城区和4个远城区市民和农民支付意愿的分析。

条件价值评估法（CVM）和选择实验法（CE）都属于陈述偏好法（stated preference method， SP），即都是通过受访者对一些假想情景问题的回答得到有关支付意愿相关偏好的信息。相对而言，选择实验法在获取信息量的多少以及估计生态环境属性状态变化范围等方面具有独到的优势[23]。因此本文拟利用选择实验法对微观主体在现有状态和多个不同推荐情景中选择行为的分析，计算出西北生态脆弱区居民的生态补偿意愿，研究结果可以为一系列生态补偿政策如生态补偿标准的制定、完善与实施提供决策依据。

二、研究区概况

石羊河流域是我国西北干旱半干旱地区三大内陆河之一，流域总面积为41 600平方千米，全流域总人口2 700万人。目前，石羊河流域是西北地区人口密度最高、经济社会发达、水资源开发利用程度最高、生态问题最突出的内陆河流域 [25]。随着经济的快速发展和人口的急速膨胀，使得当地生态系统发生了深刻改变。流域上游地区的过度开发利用，导致进入下游民勤绿洲的水量逐年减少，地下水位下降，天然植被大量衰败死亡，绿洲退化，湖泊干涸，进一步引发土地荒漠化、沙漠化、盐碱化，沙尘暴频发等一系列生态环境问题。石羊河流域脆弱的生态系统严重制约了地区的可持续发展，危及当地居民的生存。通过对该地区居民生态补偿意愿的研究，建立相应的生态补偿机制，使得流域生态环境外部性的问题内部化，让流域生态保护成果的“受益者”支付相应的费用，“受损者”获得相应的补偿，激励上游的生态保护行为，实现石羊河流域上下游和谐发展。

三、选择实验法原理

选择实验法属于一种典型的联合分析技术（conjoint analysis）联合分析技术泛指一个物品被分解成其构成特征的任何技术。受访者需要对这些不同的特征变量进行评估。主要包括条件评分、条件排序、选择实验和成对选择技术。，它的理论基础是兰卡斯特的特征价值理论[26]和随机效用理论[27]。兰卡斯特认为，个人是从商品的特征中获得效用而不是直接从商品本身获得。即任何物品都可以用一组特征要素和其不同状态值来描述。随机效用理论将效用描述成一个系统的、可观测的部分和一个隐含的、随机误差部分，即U=V+ε。

方程（4）可以用多项式Logit模型（multinomial logit model，MNL）估计[28]，这里假定选择服从“独立不相关选择（independence from irrelevant alternatives，IIA）”性质，即一个选择集中任何两个选项的选择可能性比率完全不受选择集中其他选项系统效用的影响。

选择实验法通过构建模拟市场来调查人们对于环境质量改善的最大支付意愿（WTP），或者忍受环境质量损失希望获得的最小受偿意愿（WTA）。在选择实验法中，环境物品被定义为一系列属性，其中包含一个价格属性，即改变现状需要支付的费用。人们需要在假定场景下某一个选择集中的不同选项之间选择自己最偏好的选项，而且受访者通常要完成一系列选择。每一个选项是由某一环境物品的不同属性组成。当人们做出选择的时候，他们是在一个选择集中不同选项之间的不同属性状态值中进行权衡，以此获得大量个体对环境物品偏好的信息，运用计量模型就可以分析出不同属性的边际支付意愿和不同属性状态组合而成各种方案的价值估计。选择实验法可以突破一些传统方法的限制并产生符合福利经济学的评估结果，特别是利用该方法不仅可以对支付意愿或受偿意愿进行评估，进而对一项政策的各个要素的相对重要性进行排序，还可以得到因多个政策要素同时改变时导致的价值变化，从而有助于政策制定者对政策进行调整，所以近年来得到了较为广泛的应用[29]。

有关选择实验的应用一般分成以下几个步骤：（1）属性及状态值确定；（2）选择实验设计；（3）调研问卷设计与发展；（4）样本选择与抽样策略；（5）模型估计（一般采用多项式 Logit模型估计）；（6）结果分析。

四、选择实验设计与应用

（一）选择实验设计

1.属性及状态值确。Degroot[30]认为，生态系统的服务功能可以归纳为四个方面：（1）调节功能：即维持基本生态过程和生命支持系统，包括气体调节、气候调节、水调节、土壤保持、土壤形成等。（2）生境提供功能：即为野生动植物提供适宜生存空间，包括庇护功能和保育功能。（3）生产服务：即提供自然资源，包括食品生产、原材料等。（4）信息功能，即提供感知发展机会，包括美学信息、休闲娱乐等。结合焦点人群讨论和预调查的结果，本研究最终确定了包括自然景观比例、旅游指数、沙尘天气数、森林覆盖率、草地覆盖率、旱生植物面积、水量、水质以及家庭支出9个生态环境属性。其中，自然景观比例和旅游指数对应信息功能；沙尘天气数和旱生植物面积对应调节功能；森林覆盖率和草地覆盖率对应生境提供功能；水量和水质对应生产功能。结合石羊河流域的实际情况和未来5年流域生态恢复和保护计划，确定了每种属性的不同状态值，具体见表1。

2.正交实验和问卷设计。在生态环境属性和状态值确定之后，需要利用正交实验设计方法对不同状态值进行组合。利用主效应实验设计原理，对各个不同状态值进行正交处理，得到512个选择组合。除去被占优和无意义的组合后还剩下450个组合。它们被分成150个版本。每个版本包含三个相互独立的选择实验问题。每个选择实验问题包含三个选项，一个为流域现状方案，另外两个是假设的生态环境改善方案（方案1和方案2）。现状不需要支付费用，两个改善方案需要居民支付相应的费用。受访者需要在一份问卷中面对三个相互独立的选择实验问题（见表2），并在每个不同的选择实验问题中做出选择。表2是选择实验问题的一个例子。

本研究的调研问卷主要由三部分组成，第一部分是受访者对石羊河流域生态环境的态度问题，第二部分是受访者对石羊河流域不同属性状态之间的比较和选择问题。第三部分是受访者的社会人口统计特征，包括性别、年龄、受教育程度、家庭人口数及收入等。

（二）选择实验数据收集

课题组于2012年8月中旬至9月中旬在石羊河流域的4个地区进行了随机抽样调查，包括甘肃省古浪县、武威市凉州区、金昌市和民勤县，涵盖了流域的上游、中游和下游地区。本次调查采用面对面访谈的形式，共收集问卷1 012份，其中有效问卷900份，占问卷总数的88.9%，形成8 100个观测值。调查涉及的地区有：古浪县城及土门镇、泗水镇、大靖镇、定宁镇；武威市凉州区及高坝镇、武南镇、谢河镇、九墩乡、怀安乡、长城乡；金昌市城区、宁远镇、双湾镇；民勤县城、泉山镇、苏武乡、大坝乡、红沙梁以及勤锋农场。9个生态环境属性的基本统计分析见表3。

五、实证结果分析

（一）边际效益与支付意愿估算

利用Stata12统计软件采用标准的多项式Logit模型对调研获得的8 100个面板数据进行估计，获得的估计结果见表4。估计出的系数，就是各个生态环境属性指标的边际效益。

从上表边际效益的估计结果可以看出，除旅游指数外，其余属性的系数都在小于1%的水平上显著，而且所有系数符号都与预期一致。旅游指数的系数相对不显著，说明受访者对于石羊河流域的旅游娱乐功能不太看重。沙尘天气数的系数是负值，说明受访者更有可能不喜欢这个属性。其他属性的系数估计都为正值，说明更大比例的自然景观、更少的沙尘天气数、更多的森林、草地和旱生植物的覆盖率、更大的水量和更好的水质会增加方案被选择的可能性。受访者更愿意选择这样的方案。支付项系数为负，表明选择一个带有更高支付水平的选项对效用的影响是负面的。

通过估计特定生态属性指标变化和支付项系数变化之间的边际替代率可以获得受访者对特定属性指标变化的边际支付意愿。它是生态属性指标单位变化价值的点估计。如果效用是生态属性的线性函数，则可用以下公式计算受访者的支付意愿[31]：

WTP=-βAβM（5）

其中，WTP表示每种生态属性指标的边际支付意愿，βA和βM分别为间接效用函数估计中生态属性指标和支付项的系数，该公式提供了价格变化和生态属性之间的边际替代比例。

根据生态环境属性系数的估计结果，利用公式（5）可以进一步计算出各属性的支付意愿，具体结果见表4。从支付意愿的结果可以看出，石羊河流域居民对自然景观比例具有最高的支付意愿，为每年每户315.16元；其次为森林覆盖率，为每年每户301.52元；第三位是草地覆盖率，支付意愿为223.02元。接下来依次是水量、旅游指数、水质、旱生植物面积这四个属性。支付意愿最低的是沙尘天气数，为每年每户0.96元。沙尘天气数的边际支付意愿是负值，说明这个属性会减少所计算出的平均效益。即这一属性对人们福利的影响是负向的。除了该属性外，其他属性的更高水平值代表着正向显著的经济价值。

（二）补偿剩余估算

补偿剩余（compensating surplus，CS）是环境质量间断变化的价值。根据Hanemann（1984）[32]，补偿剩余福利估计的计算公式为：

CS=1βM（V1-V2）（6）

其中，βM是支付项的系数，通常解释为收入的边际效益，V1是初始状态的效用水平，V2是变化后的效用水平。补偿剩余的价值估计更适合成本效益分析。

依照所选择的生态环境属性的不同状态值，可以得到关于补偿剩余的多种估算结果。研究选取针对现状值的最佳改善方案，计算受访者的补偿剩余。

石羊河流域生态环境现状方案为：石羊河流域内自然景观占整个流域面积的比例为10%，流域保护区中具有旅游森林公园条件的比例为30%，一年中沙尘天气数量为139天，流域上游的森林覆盖率为46.3%，流域中游的草地覆盖率为55%，下游旱生植物可生存面积为0，红崖山水库年均来水量为2.5亿立方米，红崖山水库下游水质较差。

针对流域现状，假设5年后的最佳改善方案为：石羊河流域内自然景观占整个流域面积的比例为30%，流域保护区中具有旅游森林公园条件的比例为50%，一年中沙尘天气的数量为20天，流域上游的森林覆盖率为67%，流域中游的草地覆盖率为75%，下游旱生植物可生存面积为12万亩，红崖山水库年均来水量为2.9亿立方米，红崖山水库下游水质好。在这个改善方案中，每个属性的取值都为最佳状态值，即流域要达到的目标状态。

根据公式（6），可以计算出石羊河流域居民的补偿剩余。结果表明，石羊河流域居民针对现状变化的最佳改善方案的平均支付意愿为每年572.62元/户。在本次调查中有120户居民的支付意愿为0，其余780户居民有支付意愿，即有支付意愿的家庭占样本总数的86.67%。石羊河流域2012年底共有居民56.75万户，按照86.67%的支付率计算，则有支付意愿的家庭数为49.19万户，则全流域每年的支付意愿为2.8亿元。

六、结论与讨论

（一）结论

本文从调节、生境、生产和信息四个方面，构建了包括自然景观比例、旅游指数、沙尘天气数、森林覆盖率、草地覆盖率、旱生植物面积、水量、水质和家庭支出在内的适合生态脆弱区实际的生态补偿意愿属性指标体系。利用选择实验法设计问卷，多项式Logit模型估计的结果表明：（1）除旅游指数外，其他八个属性指标的边际效益系数都在小于1%的水平上显著，而且所有系数的符号都与预期一致。说明自然景观比例、沙尘天气数、森林覆盖率、草地覆盖率、旱生植物面积、水量、水质和家庭支出都会显著影响受访者的选择。（2）边际支付意愿较大的生态环境属性分别是：自然景观比例、森林覆盖率和草地覆盖率。其支付意愿分别为：每年每户315.16元，301.52元和223.02元。因此，提高自然景观比例、森林覆盖率和草地覆盖率是未来流域生态环境治理的首要选择。（3）补偿剩余的估算结果表明，石羊河流域居民针对现状变化的最佳改善方案的平均支付意愿为每年572.62元/户，全流域每年的支付意愿为2.8亿元。因此可以将该流域居民的平均支付意愿作为流域生态补偿标准的参考值，把生态补偿标准确定为每年572.62元/户。

（二）讨论

本文利用选择实验法对生态补偿微观主体的支付意愿进行了研究，估算出的石羊河流域居民的生态补偿意愿对流域生态补偿实践例如生态补偿标准的制定和完善具有一定的参考价值。选择实验法能够将受访者对生态环境属性的偏好转化为效用比较问题，将多重属性决策问题转化为价值量比较问题，不仅可以估计生态环境的整体变化，还可以估计单个属性或多重属性变化的价值，提供了传统价值评估方法所不能揭示的有用信息。由于生态环境系统通常都存在多重属性的比较和决策问题，因此选择实验法有着广阔的应用前景[23]。但是由于选择实验法中属性及状态值的确定以及选择实验设计和模型估计与结果分析都比较复杂，这些都增加了选择实验法实施的难度，因此在国内的应用案例还不多见。本文是选择实验法在我国西北生态脆弱区生态补偿实践中的有益尝试，通过优化问卷设计降低受访者的感知负担，努力使评估结果接近受访者的真实支付意愿。本文的分析结果能够为目前西北生态脆弱区生态补偿政策实践提供一定的理论依据和现实支撑。

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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