三峡库区及上游流域生态补偿机制与水污染管理研究

【摘要】：流域生态补偿是保持流域内经济平衡、维持经济可持续发展、实现社会公平的重要手段。三峡库区作为长江流域中上游地区的重要生态屏障区，其环境的好坏直接影响当地的经济发展和下游地区的生产生活成本，如何协调好当地经济发展与生态保护的关系，做好上游地区的水污染防治工作，是本文研究的主旨。 对库区水污染现状的汇总和整理是本文研究的出发点。通过对水污染风险的梳理，本文将三峡库区目前比较严重的水污染问题归纳为三点。一是工业废水排放，二是农业面源污染，三是跨境水污染。 本文首先针对跨界水污染纠纷问题，通过建立跨界水污染生态补偿机制，对上游地区形成制约。然后在跨界水污染生态补偿的制约下，研究上游地区对本地的面源污染和点源污染进行管理的问题。针对库区污染比较严重的农业面源污染问题，本文设计针对农户的生态补偿机制。其目的是从遏制面源污染的源头，彻底改变土地等自然资源原有落后的利用方式，促进农业生产技术和农户生产生活水平的提高。针对工业污水排放也就是点源污染管理问题进行研究。同样是在跨界水污染生态补偿机制的约束下，上游地区政府如何平衡本地的经济发展与污染排放的问题。从政府和企业间的互动博弈，研究政府如何有效的对点源污染进行控制的问题。最后同样是在跨界水污染生态补偿机制的传导作用下，研究政府如何制定政策，引导企业做出技术升级的投资决策，改善本地区的环境。 本文得出的结论主要有以下几方面： ①针对跨流域污染问题，建议建立跨流域的生态补偿机制。通过分析，认为上下游可以采用最终开价仲裁法议定污染量的补偿系数，并且对于不同程度的污染应当采用阶梯系数。当污染量较小时，补偿系数可以比较低，当污染量较大时，单位污染量给予的赔偿系数应当较大。 ②针对农业面源污染设计了结合直接补偿与小额贷款的生态补偿思路。建议通过政府担保和利息补贴等方式，确保农户生态补偿项目的顺利实施。首先对生态补偿机制的设计，并模拟参与生态补偿项目的双方主体的博弈过程。根据农户和地方政府的参与约束条件、激励相容约束条件计算出使得补偿主体双方都能在补偿项目中获利的参数取值。认为生态补偿项目设计中，适当的惩罚机制，可以降低农户违约的道德风险。合理的利息补贴可以缓解农户逆向选择的问题，降低农户的整体风险水平，保证补偿主体的收益。在此基础上，本文进一步说明向农户提供利息补贴并不但不会影响政府的收益，相反还十分有利于生态补偿活动的良性循环，提高生态补偿项目的覆盖面。建立结合小额贷款的生态补偿机制，是生态补偿实践的值得探索的一个新思路。 ③针对工业点源污染问题，通过构造流域上游地方政府和企业间的随机微分对策模型，分别求解地方政府扮演监管方和企业合谋者两个角色时，不同均衡策略和流域总体的污染水平，得出了地方政府在缺乏中央政府监管时，更倾向于与企业进行合谋的结论。同时也说明了为什么出现政企合谋时，会给当地带来较高的经济产出和较高的污染水平。这从理论上解释了现实中地区经济发展伴随难以消除的高污染现象的内在原因。本文认为，政企合谋现象的存在使污染减排的效果大打折扣，而模型说明了政企合谋的存在是一种均衡，因此需要外力来破除这种均衡。 ④政府可以降低本地污染的政策除了对企业征收污染税之外，地方政府还可以通过制定合理政策，来引导企业进行技术升级和设备改造达到降低污染排放的目标。由于微小的政策变动，都会给企业决策的很大的影响，政府需要在根据经济环境和行业信息，考虑到企业的潜在反应后，才能既兼顾到企业利益，又达成环境指标。 论文的主要创新点体现在以下三个方面： 本文的创新之一在于对生态补偿机制的创新设计。将农户小额贷款与直接经济补贴相结合，设计一种生态补偿思路，从激励机制方面对生态补偿机制设计进行探讨，并采用数理模型对生态补偿作用于流域跨界污染领域的过程和效果进行定量分析。一方面，这种补偿思路没有增加生态补偿的资金负担；另一方面，也有利于农户未来的发展。因此本文认为，建立结合小额贷款的生态补偿机制，是生态补偿实践的值得探索的一个新思路。 本文创新之二是应用方法上的创新，在污染治理这个问题应用微分对策工具并不多见。在考虑到环境决策背后的生态补偿背景，用微分对策对行政区内污染控制主体（政府和企业）进行连续时间下的决策分析，能够同时考虑到局中人面对环境政策的理性反应，较为真实地模拟局中人的行为，为给出合理的政策建议提供理论基础。 本文创新之三是在研究结论上的新发现。通过对污染治理博弈问题的研究，本文发现政企合谋现象的存在使污染减排的效率降低，而模型恰好说明了政企合谋的存在是一种博弈均衡，因此本文认为需要提出政策来破除污染治理中的这种均衡，使水污染治理工作更有效率。 【关键词】：库区及其上游流域 生态补偿 微分对策 实物期权
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X171;X52
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-13
• 1 绪论13-21
• 1.1 研究背景13-16
• 1.1.1 长江流域与三峡库区水污染现状13-15
• 1.1.2 流域生态补偿15-16
• 1.2 论文研究目的和意义16
• 1.3 论文主要研究内容16-19
• 1.4 研究思路及方法19-20
• 1.4.1 研究思路19
• 1.4.2 研究方法19-20
• 1.5 创新点20-21
• 2 生态补偿理论综述21-33
• 2.1 生态补偿基础理论研究21-22
• 2.1.1 生态补偿理论基础21
• 2.1.2 外部性理论21-22
• 2.1.3 生态资本理论22
• 2.2 生态补偿的定义22-24
• 2.3 生态补偿的组成要素24-26
• 2.3.1 生态服务提供方24-25
• 2.3.2 生态服务需求方25
• 2.3.3 生态服务的经济价值25-26
• 2.4 生态补偿机制26-27
• 2.5 跨境水污染生态补偿27-29
• 2.5.1 跨界污染的界定27-28
• 2.5.2 跨界水污染生态补偿内涵28-29
• 2.6 生态补偿机制设计的理论与实践研究29-33
• 2.6.1 国际上生态补偿实践29-31
• 2.6.2 我国目前的生态补偿实践31-33
• 3 微分对策及相关分析工具理论基础33-39
• 3.1 最优控制理论33-36
• 3.1.1 动态规划33-34
• 3.1.2 HJB 方程34-35
• 3.1.3 最大值原理35-36
• 3.2 微分对策理论36-39
• 3.2.1 微分对策简介36
• 3.2.2 典型应用36-37
• 3.2.3 微分对策的分类37
• 3.2.4 微分对策理论在环境管理中的相关应用37-39
• 4 三峡库区及其上游流域水污染现状分析39-43
• 4.1 三峡库区及其上游流域范围39-40
• 4.2 三峡库区上游地区水污染现状40-41
• 4.3 三峡库区上游地区水污染风险41-42
• 4.3.1 饮用水源地、珍稀鱼类洄游通道等敏感水域水质保障问题突出41
• 4.3.2 支流水质相对较差，库区部分支流水华频发，威胁饮水安全41
• 4.3.3 局地特征性污染问题突出，成为水质保障的重要风险41
• 4.3.4 城镇点源污染受到一定控制，但仍不容乐观41
• 4.3.5 流域面源污染日趋加重，防治力度依然不够41-42
• 4.3.6 水库消落区缺乏有效保护42
• 4.3.7 流域环境监管能力薄弱42
• 4.4 本章小结42-43
• 5 流域跨境污染生态补偿机制分析43-53
• 5.1 引言43-44
• 5.2 模型的建立和求解44-47
• 5.2.1 补偿机制设计44
• 5.2.2 模型的假设条件44-45
• 5.2.3 模型建立45-46
• 5.2.4 模型求解46-47
• 5.3 补偿系数 K 的确定过程47-52
• 5.3.1 讨价还价过程47-48
• 5.3.2 均衡存在性证明48-49
• 5.3.3 均衡唯一性的证明49-52
• 5.5 小结52-53
• 6 农户生态补偿激励机制设计53-67
• 6.1 农业面源污染现状53-54
• 6.2 补偿机制设计54-57
• 6.2.1 主体的确定54
• 6.2.2 保护生态环境的方式54
• 6.2.3 补偿手段54-55
• 6.2.4 农户融资难的现实问题55-56
• 6.2.5 生态补偿项目规则56-57
• 6.3 博弈模型57-59
• 6.3.1 模型假设57
• 6.3.2 农户与地方政府的博弈过程57-58
• 6.3.3 静态博弈过程58-59
• 6.4 约束机制59-62
• 6.4.1 局中人的参与约束59-61
• 6.4.2 奖惩机制61-62
• 6.5 几个结论62-63
• 6.5.1 履约农户的参与约束62
• 6.5.2 补贴值对农户的影响62-63
• 6.5.3 补贴值对地方政府的影响63
• 6.5.4 惩罚系数63
• 6.6 政策建议63-65
• 6.6.1 利息补贴的资金来源63-65
• 6.7 小结65-67
• 7 流域生态补偿约束下上游政府动态最优决策研究67-81
• 7.1 引言67-68
• 7.2 模型的建立68-70
• 7.2.1 模型描述68
• 7.2.2 基本假定68-69
• 7.2.3 污染的动态变化69
• 7.2.4 生产部门的目标函数69-70
• 7.2.5 政府的目标函数70
• 7.3 博弈过程分析70-73
• 7.3.1 求均衡解71-73
• 7.4 参数经济含义分析73-79
• 7.4.1 政府的影子价格73-77
• 7.4.2 企业的影子价格77
• 7.4.3 影子价格对决策变量的影响77-78
• 7.4.4 参数的现实含义78-79
• 7.5 小结79-81
• 8 流域污染治理中政企合谋现象研究81-99
• 8.1 引言81-82
• 8.2 模型描述82-84
• 8.2.1 模型说明82
• 8.2.2 模型基本假定82-83
• 8.2.3 企业的目标函数83
• 8.2.4 政府的目标函数83-84
• 8.2.5 污染的动态变化84
• 8.3 博弈均衡84-89
• 8.3.1 主从均衡85-87
• 8.3.2 合作博弈87-89
• 8.4 均衡结果的分析89-96
• 8.4.1 污染物影子价格89-93
• 8.4.2 产量和污染水平的比较93-94
• 8.4.3 总收益比较94-95
• 8.4.4 结果分析95-96
• 8.5 经济意义96-97
• 8.5.1 政企合谋现象主要成因96-97
• 8.5.2 政策建议97
• 8.6 小结97-99
• 9 流域生态补偿激励下新技术投资决策研究99-111
• 9.1 引言99-101
• 9.2 模型描述101-102
• 9.3 模型求解102-105
• 9.3.1 企业实际最优改造规模M*102-103
• 9.3.2 最优投资临界值θ*(M )103-105
• 9.4 数值模拟105-109
• 9.5 本章小结109-111
• 10 结论111-115
• 10.1 结论111-113
• 10.2 展望113-115
• 致谢115-117
• 参考文献117-123
• 附录123-130
• A. 第八章主从博弈均衡证明123-126
• B. 第八章合作博弈均衡证明126-127
• C. 第八章政府倒向微分方程127-130
• D. 攻读博士学位期间发表的学术论文目录130
• E. 攻读博士学位期间参与的科研项目130

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