近年来，随着经济社会的不断发展，工业化、城市化快速推进过程中消耗了大量的水资源，并排放了大量的水污染物。流域作为水资源环境的承载体，资源大量利用、环境的污染与破坏进一步加剧了水量的减少和水质的下降，流域用水关系日趋紧张，用水矛盾日益突出，流域上下游间用水关系和用水利益的平衡成为稳定区域经济社会发展的重要问题。2012年党的十八大报告明确指出，面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，大力推进生态文明建设，建立反映市场供求和资源稀缺程度、体现生态价值和代际补偿的生态补偿制度。2014年修订的《中华人民共和国环境保护法》第三十一条明确规定，国家建立、健全生态保护补偿制度，受益地区和生态保护地区人民政府通过协商或者按照市场规则进行生态保护补偿。所以，生态补偿将成为我国流域水资源环境利益平衡的重要手段。
现阶段，我国部分流域已经进行了生态补偿实践，对流域水资源利用及水环境保护起到了一定的作用。但是，由于我国生态补偿机制尚未完善，生态补偿主体不明、生态补偿标准不确定等问题使流域生态补偿成效不显著，尤其是国家与地方政府生态补偿责任划分不清晰，使流域水资源环境保护陷入困境。基于此，本文从博弈论的视角，构建基于成本收益的博弈模型，系统研究我国上下游政府间生态补偿存在的问题及深层次原因，为完善我国流域生态补偿机制提供科学依据。
1 流域水资源环境矛盾与生态补偿困境
由于河流水系的连续性和流动性，以及流域与行政区域之间的不对称甚至相互分割性，决定了上下游主体在流域水资源开发利用、流域治理和生态保护中，存在着成本和效益相互转移的问题。上游地区为了追求最大经济利益而过度使用水资源，流域环境遭到破坏，成本也可以转移到下游地区，形成负的外部性。如果上游地区具有流域生态环境保护的积极性，那么下游地区不付费也可以享用到溢出的生态正外部性，而上游的环境保护者不能从市场上自动获得经济效益和补偿，即出现“上游地区投入，中下游地区受益”的“搭便车”现象，使得上游地区对这种“公益事业”投资的意愿不强、积极性普遍降低。正是由于上下游间这种对流域保护与生态补偿间的博弈困境，致使整个流域系统偏离最优状态。最终，上下游主体之间、各行政区域之间，用水竞争激烈，水事纠纷频繁。
20世纪90年代末期，流域源头地区、生态功能区和欠发达地区的流域水环境治理领域引入生态补偿机制。随着国家对生态补偿的重视， 2013年4月，国务院将生态补偿的领域扩大到流域和水资源、饮用水水源保护、海洋等十大领域。但是，实践中由于上下游不像行政区划那么清晰，下游政府为了自身利益，往往会以其已向国家缴税为由拒绝或减少对上游政府进行生态补偿，并且受到我国现行财政体制的制约，政府间横向财政转移支付难以兑现;同时，缺少了对生态补偿标准的合理确定，导致补偿不科学、不合理、不公平的现象发生，上下游政府就生态补偿额度难以达成共识，从而影响生态补偿机制的顺利进行。
2 流域生态补偿的博弈分析
由于目前我国生态补偿主要通过自愿形式进行，法律法规中并未明确界定生态补偿的主体，而上下游政府因存在经济社会和资源环境目标和利益上的各种矛盾冲突，使流域上下游政府生态补偿具有典型的博弈特征。
2.1流域上下游政府生态补偿博弈模型构建
流域内政府生态补偿主体是博弈模型的主体，为了便于研究，假定如下:
2.1.1 基本假设和参数
基本假设
延伸阅读：
流域一般包括上游、中游、下游、河口等地理单元，为了方便分析，本文假设某一流域仅分为上游和下游两个区域，且界限分明。假设下游政府为了经济社会发展而需要更好的水质，而这将限制了上游经济发展，则下游为了保护流域水环境而向上游支付补偿费用。流域上下游政府均为理性主体。
变量设定
上游政府有两种策略选择：保护和不保护;下游政府有两种策略选择：补偿和不补偿。根据上游和下游选择不同的策略时的不同收益，建立如下变量：B为上游选择不保护策略所获得的收益，即原有的收益;B内为上游选择保护策略时由于保护而给上游带来的收益，即流域环境改善后，上游获得的收益;C为上游流域保护的直接成本和因保护而丧失的机会成本;c为下游对上游的生态补偿费用;b为下游在上游选择不保护策略下得到的收益，即原有的收益;b外为下游在上游选择保护策略下得到的外溢正外部收益。
2.1.2 流域上下游政府生态补偿的博弈模型
(1)流域上下游政府收益函数
根据流域上下游政府保护流域资源环境与生态补偿策略变量的设定，当博弈双方选择不同策略时，上下游政府的收益存在一定的差别，具体为：
①当上游选择保护流域环境策略，下游选择对上游进行补偿策略时，上游的收益函数为：f上1= B + B内-C+ c;而此时下游的收益函数为：f下1= b + b外- c
②当上游采取保护流域环境策略，而下游选择并不进行补偿策略时，上游的收益函数为: f上2= B + B内- C，则下游的收益函数为: f下2= b + b外
③当上游采取不保护流域环境策略，而下游采取对上游进行补偿策略时，上游的收益函数为: f上3= B + c，下游的收益函数为: f下3= b - C
④当上游采取不保护策略，下游也采取不补偿策略时，上游收益函数为: f上4= B，下游收益函数为: f下4= b
(2)流域上下游政府生态补偿的博弈模型
流域上下游政府生态补偿的目的是在保护流域水资源环境的同时，获取区域环境收益最大化。假定流域上游政府和下游政府对对方的策略空间以及受益函数完全了解，则流域上下游政府生态补偿博弈为完全信息下的静态非合作博弈。根据流域上下游政府博弈双方的收益函数，可以建立博弈上方的成本收益矩阵，见表1。其中，上游政府选择“保护”策略且下游政府选择“补偿”策略时的收益为( B + B内- C + c，b + b外- c) ; 上游政府选择“保护”策略且下游政府选择“不补偿”策略时的收益为( B + B内- C，b + b外) ; 上游政府选择“不保护”策略且下游政府选择“补偿”策略时的收益为( B + c，b - c) ; 上游政府选择“不保护”策略且下游政府选择“不补偿”策略时的收益为( B，b ) 。
2.2流域上下游政府生态补偿博弈分析
从博弈的成本收益矩阵可以看出，对下游政府而言，在上游政府选择“保护”的策略下，下游政府选择“补偿”策略的收益小于选择“不补偿”策略的收益( b + b外- c < b+ b外) ; 当上游政府选择“不保护”的策略下，下游政府选择“补偿”策略的收益小于选择“不补偿”策略的收益( b- c < b) 。所以，无论上游选择何种策略，下游选择“不补偿”策略的收益都要大于“补偿”策略，即当上游选择保护流域环境的策略时，下游选择“搭便车”策略，既不支付给上游补偿费用，又可以得到上游保护产生的溢出外部正效应，此时下游的收益最大，即b + b外> b + b外- c;而当上游选择不保护流域环境的策略时，下游更没有必要交纳补偿费用，即b > b - c。因此“不补偿上游”是下游的占优策略。
延伸阅读：
对于上游而言，当B内- C > 0，即上游采取当地流域环境保护的所得收益大于因此付出的直接成本和机会成本的总和，则当下游选择“补偿”策略时，上游选择“保护”策略的收益要大于选择“不保护”策略的收益( B + B内- C +c > B + c) ; 而当下游选择“不补偿”策略时，上游选择“保护”策略的收益要大于选择“不保护”策略的收益( B + B内- C > B) 。也就是说，当B内- C > 0 时，无论下游选择何种策略，上游选择“保护”策略都会产生正效益，此时上游具有保护环境的动力。此时，博弈模型的解为( B + B内-C，b + b外) ，即上游政府保护，而下游政府不补偿。虽然下游政府选择不补偿，但是由于上游保护环境的成本小于其自身的收益，因此上游会主要从自身的收益角度考虑，而不计较下游是否进行补偿，流域环境会不断改善，从而处于一种良性循环状态。
但是，实践中，这种情况比较少见，因为开发利用流域环境产生的效益，也就是开发利用流域环境的机会成本往往大于保护环境的内生收益，即B内- C < 0。此时，当下游选择“补偿”策略时，上游选择“不保护”策略的收益要大于选择“保护”策略的收益( B + B内- C + c < B + c) ; 而当下游选择“不补偿”策略时，上游选择“不保护”策略的收益要大于选择“保护”策略的收益( B + B内- C < B) 。所以，此时博弈的纳什均衡解为( B，b ) ，即上游不保护，下游不补偿。此时流域上下游生态补偿博弈陷入“囚徒困境”，上游没有保护的积极性，而下游也就没有补偿的必要，从而处于恶性循环状态。流域水资源过渡利用，水环境不断恶化。
从整个流域来看，生态补偿只是流域上下游政府之间的横向财政转移，对整个流域的收益并未发生改变( 博弈矩阵中上游收益与下游收益加和时生态补偿c抵消) ，所以，在该情景模式下，下游政府的生态补偿并未起到生态补偿手段促进上游政府进行水资源环境保护的应有作用。而且，在上游治理成本较高时，流域上下游博弈陷入“囚徒困境”，而使上游不保护、下游不补偿。实践中，为了避免流域水资源环境恶性循环，中央政府应该对上游水环境保护行为进行纵向的财政转移支付，改变收益矩阵，并引入“有约束力的协议”，摆脱囚徒困境。
2.3政府间约束力协议及生态补偿因子确定
博弈分析结果显示，生态补偿是流域上下游政府之间的横向财政转移的情景下，流域上游政府环境保护行为主要受其改善水环境质量的成本收益相关，与下游生态补偿行为关联性不大。若从整个流域甚至国家整体水环境保护视角，上游政府水环境保护时，国家也对其进行生态补偿( c’) ，并允许博弈中存在“有约束力的协议”，将有效提高上游政府水环境保护的积极性。
此时，国家以保护流域整体环境为目的的生态补偿，使上游政府保护的收益为B + B内- C + c + c’，当B内- C < 0时，只要B内+ c’> C，即，国家生态补偿与流域上游保护行为的收益大于上游政府的成本，则不论下游政府是否补偿，上游政府均会选择水环境保护。同时，当上游出境水质达标时，上下游政府间的生态补偿一般发生在下游需要更好水质的情形下，则属于下游向上游购买部分资源环境使用权( 上游在水质标准范围内可以利用环境容量进行排污) ，双方应该签署有约束力的协议，来规范博弈双方行为。
进一步确定生态补偿额度的大小。首先看上游政府的策略选择，如图1 所示，当B内- C > 0，即上游政府保护当地流域环境的内生收益大于其保护成本，那么上游政府具有保护的动机; 当B内- C < 0，上游政府则要同下游政府就补偿标准进行协商，且只有当生态补偿金额c + c’ > C- B内 时，即补偿费用能够弥补上游因采取保护策略而付出的直接成本和丧失的机会成本与内生收益的差值时，上游才有采取保护当地流域环境的可能，否则上游的收益小于成本，上游不具有保护环境的动机。
同样下游在选择策略时，要考虑的是补偿金额与上游溢出正外部性的大小，只有当补偿金额不大于它所获得上游溢出正外部效益时，即c≤b外，它才会接受这个补偿金额，否则下游不具有选择补偿策略的动机( 见图1) 。
国家和下游政府作为生态补偿的主体，生态补偿额度的分担为下游政府的补偿额度不能超过其获得的收益，即c≤b外，其他的生态补偿额度由国家进行承担，并确保c +c’> C - B内。
3 辽河源头区实证分析
3.1辽河源头区概况
辽河是我国的七大河流之一，是辽宁省的主要河流，流经吉林、内蒙古和辽宁三省区。在吉林省境内辽河的主要干、支流包括东辽河、招苏台河、条子河和西辽河。在辽河全流域的尺度上，吉林省境内的大部分支流均处于源头位置。
延伸阅读：
辽河源头区( 吉林省部分) 是国家东北老工业区振兴战略实施区，近年来经济社会的快速发展，已逐步形成了以粮食深加工、化工、造纸、印染、机械加工等为主的产业结构，区域工业集中区发展迅猛，造成对水资源的巨大需求和对水环境的巨大压力，特别是传统的工业经济以粮食深加工、化工、制药、造纸等资源型为主，具有“高耗水、高排放、低效率”的特点，污染治理难度大、治理技术要求高，水质污染严重。自“九五”以来辽河流域就成为国家重点治理的“三河”之一。从2010 年辽河源头区12 个监测断面( 王奔桥断面断流) 水质评价情况来看，仍有4 个监测断面没有达到水质目标要求，尤其是招苏台河和条子河水质较差，均为劣Ⅴ类。由此，污染物的治理与流域用水关系协调、流域用水利益平衡成为辽河流域上游吉林省和下游辽宁省关注的焦点，生态补偿成为缓解矛盾的重要手段。
3.2辽河源头区政府生态补偿博弈分析
本文以“十一五”为基准作为流域治理前的状况，以“十二五”期末为预期，进行辽河流域跨省上、下游间博弈分析。“十一五”期间，吉林省上游地区水生态保护与建设成本投入为1.69亿元。经粗略估算，“十二五”期间上游吉林省选择保护策略时由于保护而给上游带来的收益为2.82亿元，下游辽宁省在上游吉林省选择保护策略下得到的外溢正外部收益为4.22亿元。
情形一：按照上游吉林省“十一五”期间的水生态保护与建设成本1.69亿元来分析，吉林省水生态保护内生收益为2.82亿元，此时，不管下游辽宁省生态补偿资金是否到位，都不影响上游吉林省进行生态保护，因其保护行动内部收益要大于投入成本。所以，此种情形下，下游辽宁省不补偿上游是占优策略，上游吉林省因其水生态保护后的内生收益高于成本，具有污染治理和水生态保护的动力。
情形二：随着工业化、城镇化进程的不断推进，上游吉林省污染治理成本不断增加，“十二五”期间的水生态保护与建设成本要高于“十一五”时期的成本，可能会出现高于2.82亿元的情形，但小于下游外生收益4.22亿元，此时，上游政府水污染治理与水环境保护的动力不足，下游辽宁省若想上游来水水质较好，必须对上游吉林省进行生态补偿，才能满足自身经济发展的水资源与水环境需求。否则，如果下游辽宁省生态补偿不到位，上游吉林省水环境治理的积极性不高，辽河源头区生态补偿及污染治理问题陷入“囚徒困境”，不仅影响了下游地区经济社会发展，也使整个辽河流域水生态环境不断恶化。
情形三：如果上游水生态建设成本高于下游收益4.22亿元，下游辽宁省生态补偿也不能解决上游污染治理问题，此时，中央财政应启动纵向转移支付，从全流域视角出发，与辽宁省政府的横向转移支付相结合，共同致力于辽河源头区水污染治理和水生态保护。
综上所述，情形一上游吉林省收益较高，即使下游辽宁省不进行生态补偿，辽河源头区水环境不断改善;但是，如果上游水生态建设成本较高，则下游辽宁省必须启动生态补偿模式，否则辽河源头区水生态保护陷入“囚徒困境”，对下游辽宁省和整个辽河流域都是不利的;而当污染治理成本较高时，应启动中央财政纵向转移支付，与辽宁省政府的横向转移支付相结合，进行生态补偿，从而保护辽河流域水生态环境。
4 结论及建议
生态补偿作为流域用水关系协调和用水利益平衡的有效手段，实践中还存在保护和补偿成效不显著、生态补偿标准难以合理确定等困境。博弈分析结果显示：
(1)在流域保护与补偿行为缺乏有约束力协议的前提下，流域上游政府治理收益大于其治理成本时，不论下游政府是否补偿，上游政府均有保护环境的动力，流域水资源环境利用处于良性循环状态;但是如果上游政府治理成本高，成本收益为负，上游政府的占优策略为不保护，则博弈陷入“囚徒困境”，流域水资源环境陷入恶性循环。博弈结果表明，地方政府间横向财政转移支付的生态补偿，因约束力协议的缺失而导致其处于失效状态。所以，为发挥地方政府间横向转移支付的最大效用，上下游政府必须就保护和补偿行为签订有约束的协议，规范其保护和补偿行为，摆脱“囚徒困境”。
(2)流域生态补偿作为流域用水利益平衡的重要手段，不仅有效协调流域上下游用水矛盾，还能保护流域整体环境。所以，在上游政府保护成本较高、下游政府支付能力受限的情形下，国家为了保护流域整体环境应通过中央财政转移支付承担部分生态补偿额度。分担比例以上游治理成本收益和下游收益为参照确定。
综上所述，从流域整体水环境保护及流域用水关系协调等出发，完善流域生态补偿机制应做到：国家和地方政府应视情形共同或单独作为流域生态补偿主体，并通过流域地方政府间有约束力的生态补偿协议规范政府保护与补偿行为，以上游政府保护成本和下游政府收益为参照确定生态补偿标准和国家与地方政府生态补偿分担比例，完善生态补偿法律法规体系建设，推进我国流域生态补偿制度的顺利实施。
(1)流域生态补偿主体应为国家和地方政府。博弈结果显示，在上游政府保护成本较高的情景下，不论下游政府是否进行生态补偿，上游政府都不会选择保护水环境，从而使流域水资源利用陷入恶性循环。所以，从流域整体环境保护及国家生态环境安全的视角来看，国家也应该对流域上游政府水环境保护行为进行中央财政转移支付。也就是说，在流域水环境保护主体明确，而流域生态补偿主体不明确或没有约束力协议存在的情形下，为了避免水资源环境陷入“囚徒困境”，国家和地方政府通过中央财政纵向转移支付和地方政府横向财政转移支付相结合的模型，共同进行生态补偿。
(2)流域地方政府间签订生态补偿约束力协议。博弈结果显示，在保护与补偿没有约束的情形下，流域上下游政府间的利益博弈使流域水资源环境利用陷入恶性循环。现阶段，国家通过水功能区及水质要求的界定赋予了流域上下游政府的环境使用权限，生态补偿作为水环境保护的经济手段，是在下游政府在上游出境水质达标的基础上更好的水质要求时产生( 若上游来水超标，可依据法律进行索赔或要求其治理) ，上游政府并未超于自己资源环境使用权限。所以，在流域保护与补偿主体明确时，上下游政府间应签订有约束力协议，来规范上游政府的保护行为和下游政府的补偿行为，并使各方因自身的违约行为付出代价。
(3)流域生态补偿标准确定以上游政府保护成本和下游政府收益为参照。流域生态补偿额度的高低对上游政府保护行为和下游政府补偿行为均有不同程度的影响，地方政府间争议较大。上游政府希望得到更多的补偿，若补偿标准较低，不能有效弥补上游政府保护付出的成本和损失，则上游保护的积极性不高;而下游政府则希望支付更少的补偿，若补偿标准过高，高出下游政府获得的收益，则下游政府补偿的积极性不高，同时中央财政转移支付存在困难。根据博弈分析结果，对上游政府补偿标准的确定应以上游政府的支付成本和因保护获得收益为标准进行核算;而下游政府支付的生态补偿额度，则由下游政府因上游保护行为而获得的收益为标准核算。若流域生态补偿额度介于上游成本收益与下游收益之间，则地方政府通过签订协议，达成一致;若流域生态补偿额度超出以上范围，则国家需要进行中央财政转移支付，填补超出下游收益部分的补偿额度，一方面实现流域用水协调和利益平衡，另一方面提高流域整体水环境质量，实现国家水环境安全。
(4)完善生态补偿法律法规体系建设。现阶段，我国法律法规中对生态补偿规定过于原则和分散，操作性不强，造成流域生态补偿难以落实。随着国家对生态补偿的重视以及环境保护基本法中对生态补偿制度的界定，生态补偿在环境保护的作用将越来越大，应制定相应的单行法规完善生态补偿法律法规建设，规范保护主体和补偿主体的保护和补偿行为，确保流域及其他领域生态补偿的顺利实施。
延伸阅读：
原标题：基于政府间博弈的流域生态补偿机制研究
