毛碧琦,敖長林,焦 揚,高 琴,劉玉星

東北農(nóng)業(yè)大學 管理科學與工程系, 哈爾濱 150030

基于選擇實驗的三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評價及偏好異質(zhì)性研究

毛碧琦,敖長林*,焦 揚,高 琴,劉玉星

東北農(nóng)業(yè)大學 管理科學與工程系, 哈爾濱 150030

維持與保護生態(tài)系統(tǒng)服務功能是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基礎,定量評價濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的經(jīng)濟價值已成為當前生態(tài)學領(lǐng)域研究的前沿課題。以三江平原濕地為研究對象,應用選擇實驗法,選取濕地面積、生物多樣性、水源涵養(yǎng)和自然景觀等4項濕地屬性,運用隨機參數(shù)Logit模型(RPL)對其進行貨幣化評價,并結(jié)合潛在分類模型(LCM)證實并解釋公眾對濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的偏好異質(zhì)性。研究結(jié)果顯示：濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的價值依次為水源涵養(yǎng)>濕地面積>生物多樣性>自然景觀。對于維持當前各項濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的總價值為14.61億元/a,改善價值為98.58億元/a。此外,研究發(fā)現(xiàn)受訪者可分為資源偏好型、景觀偏好型和價格敏感型等3個潛在類別,不同類型的群體對濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能存在不同偏好;女性和更高學歷的受訪者更偏好于資源保護,高收入和到景區(qū)旅游次數(shù)多的受訪者更偏好于景觀保護,而教育和收入水平越低的受訪者更傾向于選擇價格較低的濕地管理方案。研究有助于濕地可持續(xù)管理政策的優(yōu)化設計,為相關(guān)環(huán)境政策的制定提供理論依據(jù)。

三江平原濕地;生態(tài)系統(tǒng)服務功能;偏好異質(zhì)性;選擇實驗法;隨機參數(shù)Logit模型;潛在分類模型

生態(tài)系統(tǒng)的功能與效益是地球生命支持系統(tǒng)的重要組成部分,也是社會與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的基本要素[1]。Costanza等[2]對全球生態(tài)系統(tǒng)服務的價值評價在世界上引起了巨大反響,將生態(tài)系統(tǒng)服務價值化的研究推向了熱潮,促進和加速了生態(tài)系統(tǒng)服務的研究進程。人類活動已使我國生態(tài)系統(tǒng)遭受空前的沖擊與破壞,區(qū)域性的生態(tài)危機日益突顯,嚴重威脅到社會經(jīng)濟的發(fā)展、人類的生存和生態(tài)環(huán)境的安全,已構(gòu)成了對國家安全的威脅[3]。建立健全環(huán)境資源保護和生態(tài)補償制度是目前急需解決的重要科學問題。

生態(tài)環(huán)境政策和相關(guān)治理決策的科學制定,離不開生態(tài)物品的價值評估。對生態(tài)系統(tǒng)服務功能的經(jīng)濟評價是實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的基礎,也是使環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)保育引起社會重視的重要措施。作為地球上最具生產(chǎn)力的生態(tài)系統(tǒng)和最重要的自然生境之一,濕地與人類的生存、繁衍和發(fā)展息息相關(guān),深入研究濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能,量化其經(jīng)濟價值,可以促進自然資本開發(fā)的合理決策,有利于人類進步。由于濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的多面性,其經(jīng)濟評價具有多價值性,從而導致個人偏好的多樣性。因此,把握公眾的生態(tài)偏好和支付意愿是十分必要的,有助于了解對于濕地保護責任分配的社會觀點,改善福利衡量,體現(xiàn)社會公平和生態(tài)可持續(xù)性,使社會決策機制在各種競爭需求之間進行科學合理的分配。

選擇實驗(Choice Experiments,CE)是一種重要的非市場資源價值評價技術(shù)[4],因其能夠進行多屬性、多水平?jīng)Q策,適用于虛擬市場中多重屬性變動的情況,更容易揭示受訪者的偏好信息而成為當前生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域價值研究的主要方法[5- 6]。為獲取環(huán)境物品的價值,CE以問卷調(diào)查為工具構(gòu)建假想市場,為受訪者提供由資源或環(huán)境物品的不同屬性狀態(tài)組合而成的選擇集,讓受訪者從每個選擇集中選出自己最偏好的一種方案,研究者可以根據(jù)受訪者的偏好,運用計量經(jīng)濟學模型分析出不同屬性的價值以及由不同屬性狀態(tài)組合而成的各種方案的相對價值。

在CE的研究中,把握受訪者的偏好異質(zhì)性是實證研究的重要內(nèi)容[7- 10]。自Train[11]揭示自然資源使用者間存在實質(zhì)性的偏好變化以來,關(guān)于偏好異質(zhì)性的調(diào)查研究已受到越來越多經(jīng)濟價值領(lǐng)域?qū)W者的青睞[12- 14]。雖然在國際上CE已經(jīng)被越來越廣泛的運用到濕地生態(tài)系統(tǒng)功能價值評價的研究中[15- 18],但國內(nèi)基于選擇實驗的濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能經(jīng)濟價值的研究案例極為少見[19]。與國外相比,我國基于選擇實驗的偏好異質(zhì)性研究起步較晚,研究案例相對欠缺,大多僅關(guān)注了偏好異質(zhì)性的存在性,并沒有深入闡明偏好異質(zhì)性的形成機理[20- 23]。

本文以三江平原濕地為研究對象,針對目前三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)完整性受到破壞,生態(tài)服務功能日趨降低的現(xiàn)狀,應用選擇實驗法,篩選濕地面積、生物多樣性、水源涵養(yǎng)和自然景觀等4項濕地屬性,運用隨機參數(shù)Logit模型(Random Parameter Logit,RPL)定量評估濕地生態(tài)保護中不同屬性的支付意愿及維持和改善濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的補償剩余價值,并結(jié)合潛在分類模型(Latent Class Model,LCM)探討受訪者對三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的偏好異質(zhì)性及其形成機理。研究結(jié)論為國家和地方政府制定濕地生態(tài)管理制度提供理論依據(jù),為相關(guān)環(huán)境政策的費用負擔及利益分配等具體方案的制定提供技術(shù)支持與參考。

1 研究區(qū)域概況

三江平原是我國最大的淡水沼澤分布區(qū),位于我國東北角,地理位置介于129°11′20″—135°05′26″E,43°49′55″—48°27′40″N之間,由松花江、黑龍江、烏蘇里江匯流沖積而成。三江平原原始濕地眾多,地勢平緩,河流縱橫,漫灘廣闊,泡沼星羅棋布,濕地景觀豐富多彩,具有豐富的生物多樣性,素有“北大荒”之稱,是中國重要的生態(tài)功能區(qū)。三江平原有洪河自然保護區(qū)、三江自然保護區(qū)、興凱湖國際級自然保護區(qū)等6個國家級濕地自然保護區(qū),其中3個被列入到國際重要濕地名錄,是國際濕地生物多樣性的關(guān)鍵地區(qū)之一,在國際上占據(jù)著極高地位。全區(qū)土地總面積10.24萬km2,包括22個縣(市)及其中的52個國營農(nóng)場和8個森工局[24]。在維持生物多樣性、物種基因庫、調(diào)節(jié)氣候、調(diào)蓄水量、凈化水體、保持水土和提供動物棲息地、休閑旅游等方面具有重要的生態(tài)價值和經(jīng)濟價值,對調(diào)節(jié)區(qū)域生態(tài)環(huán)境起到重要作用。

然而,三江平原自50年代墾荒以來,已有300萬hm2濕地變?yōu)檗r(nóng)田,目前所剩的200萬hm2自然濕地也面臨消失的危險[25]。三江平原耕地開發(fā)與濕地保護之間的矛盾沖突已經(jīng)嚴重影響了整個生態(tài)系統(tǒng)的服務功能,在濕地面積萎縮、耕地面積增加的情況下,濕地與耕地生態(tài)系統(tǒng)總服務功能價值處于下降趨勢[26]。同時,大量修建的排水干渠忽視了濕地生態(tài)用水,加之大面積推廣水稻種植,過渡開采地下水,導致三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)退化速度加快,涵養(yǎng)水源、保持水土功能下降,水土流失嚴重,濕地景觀破碎化,濕地面積縮小,功能降低,許多生物物種的生境遭到改變和破壞,生物多樣性保護能力不斷下降,嚴重威脅生態(tài)安全和社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。因此,保護濕地,恢復濕地,進行濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的調(diào)控是一項刻不容緩的工作。

2 研究方法與模型

2.1 選擇實驗法

選擇實驗法(CE)是一種重要的非市場資源價值評價技術(shù),其理論基礎為經(jīng)濟學的消費者理論和隨機效用理論[27- 28]。每個評估對象的價值由其多個屬性所決定,其中某一屬性水平的變化可能導致受訪者對其偏好或選擇發(fā)生變化,受訪者每個選擇總是以效用最大化為目的。CE研究者通常為受訪者提供一系列能體現(xiàn)研究對象狀態(tài)的屬性集,且每個屬性集至少包含一個貨幣價值屬性,不同的狀態(tài)水平對應不同的費用,通過分析和比較人們的選擇可以得到環(huán)境物品各功能和屬性的經(jīng)濟價值。

根據(jù)隨機效用理論,個體的選擇效用(U)由確定(V)和隨機誤差項(ε)組成[29],則個體q選擇方案i的效用可表為：

(1)

式中,Zi為選擇的濕地管理方案i的屬性,如濕地面積,生物多樣性,水源涵養(yǎng),自然景觀以及支付保護價格。Sq為個體q的社會經(jīng)濟屬性,如性別,年齡,受教育程度等。個體q從一個由j個選項組成的特定選擇集J中選擇方案i的概率為：

(2)

隨機效用模型轉(zhuǎn)化為選擇模型需要對隨機誤差項的聯(lián)合分布進行確定的假設。如果隨機誤差項遵循第一種極值分布(EV1),且選擇方案和選項獨立同分布(IID),就得到多項logit模型(MultinomialLogit,MNL)[30]。在MNL中,個體q選擇最佳方案i的概率可表為：

(3)

式中，Viq通常包括選擇特定常量(Alternative Specific Constant, ASC)、選擇方案i的屬性Zi和個體q的社會經(jīng)濟特征Sq。

2.2 隨機參數(shù)logit模型

MNL模型中個體之間的異質(zhì)性極難檢查[31]。針對該問題,Revelt等[32]提出了隨機參數(shù)logit模型(RPL),RPL通過允許個體效用參數(shù)隨機變化來捕捉偏好異質(zhì)性[33- 34]。與MNL模型相同,RPL的間接效用被分解為確定項(V)和隨機誤差項(ε)：

(4)

由于個體偏好異質(zhì)性可隨著隨機分量ηi和社會經(jīng)濟屬性Si變化,間接效用(U)被假定為帶有參數(shù)β的選擇屬性Zi的函數(shù)。通過指定誤差項ε和η的分布,可導出在選擇集J中選擇方案i的概率。通過解釋不可觀測的異質(zhì)性,等式(3)變?yōu)椋?/p>

(5)

2.3 潛在分類模型

潛在分類模型(LCM)在CE分析中應用廣泛。相比于MNL模型,LCM是半?yún)?shù)模型,不需要任何個體間參數(shù)分布的特定假設[35]。同時,LCM將樣本分為有限個可識別的類,每一類中個體特征相關(guān)、偏好同質(zhì),而各類間的偏好結(jié)構(gòu)異質(zhì)[36]。因此,與RPL相比,LCM不僅能估計每一類中個體的選擇概率,還可以通過分析社會經(jīng)濟屬性變量等樣本特征對其選擇概率的影響,進一步解釋偏好異質(zhì)性的形成機理[37]。

假定樣本由一些潛在的類S組成,這些類可以通過估算相應效用函數(shù)中的不同參數(shù)向量捕捉個體間不可觀察的異質(zhì)性。若個體q屬于類s,則(1)式為：

(6)

類s中個體q的選擇概率可表為：

(7)

考慮個體的分類成員函數(shù)M能將受訪者分到s個潛在類別之一,分類成員受個體可觀測的社會經(jīng)濟屬性Sq的影響。個體q隸屬于類s的分類成員函數(shù)為Mqs=λsSq+ξqs。假設分類成員函數(shù)的隨機誤差項遵循第一種極值分布,且在個體和類間獨立同分布,個體q在類s的概率Hqs可表為[38]：

(8)

(9)

在方程(9)中,令α等于1,則可通過極大似然方法估計參數(shù)向量βs和ls,進而解釋選擇行為。

2.4 WTP估計

公眾對于一個非貨幣性屬性的支付意愿(WTP)為公眾愿意為獲取所需屬性水平而支付的價格溢價。如果所有屬性的效用是一個線性函數(shù),則改善某一環(huán)境屬性水平的WTP為：

(10)

式中，βr和βp分別表示具體環(huán)境屬性r和價格屬性p的估計參數(shù)。

2.5 補償剩余價值

Hanemann[39]提出了符合需求理論的補償剩余(CS)測算方法。一旦得到參數(shù)向量的估計值β,便可進一步測算出由屬性集變化引起的福利水平變化值。從初始狀態(tài)V0變化到新的狀態(tài)V1的補償剩余價值為：

(11)

3 選擇實驗設計與調(diào)查

3.1 選擇實驗設計

本研究旨在估計三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)服務價值,并探究公眾對濕地屬性的偏好異質(zhì)性。在設計選擇實驗時,最關(guān)鍵的是確定待評價的濕地屬性及其水平組合。基于此,課題小組通過查閱文獻和咨詢專家,確定了能體現(xiàn)三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的主要濕地屬性,并針對三江平原區(qū)域公眾進行分析與討論,以確定對公眾重要的最終屬性、水平及在調(diào)查中使用的語言和表達方式。最終確定濕地面積、生物多樣性、水源涵養(yǎng)及自然景觀等4個濕地屬性,并設定支付保護價格來確定價格屬性值。其中,濕地面積有2個水平,生物多樣性、水源涵養(yǎng)及自然景觀各3個水平,支付保護價格有5個水平。包含所有可能組合的全集如表1所示。

濕地面積是保證濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的基礎,三江平原耕地開發(fā)與濕地保護之間的矛盾沖突已經(jīng)嚴重影響了整個生態(tài)系統(tǒng)的服務功能價值,隨著農(nóng)業(yè)活動頻繁,濕地與農(nóng)田面積此消彼長[40],研究三江平原濕地面積的經(jīng)濟價值具有重要的現(xiàn)實意義,有關(guān)濕地價值研究的相關(guān)文獻將濕地面積作為一個重要屬性[18]。濕地生態(tài)系統(tǒng)是濕地生物多樣性的載體,對于生物多樣性的維護具有重要作用,有關(guān)濕地的經(jīng)濟價值評價,生物多樣性是不可或缺的重要屬性[16,41]。水文是濕地環(huán)境中最重要的因子之一,由于濕地的特殊水文作用而形成的涵養(yǎng)水源功能是重要的服務功能,是維持其他生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的前提,也是濕地生態(tài)系統(tǒng)有別于森林、草地等其他自然生態(tài)系統(tǒng)的特質(zhì)[42]。除濕地本身帶來的生態(tài)效益外,濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值還可能來自于社會、經(jīng)濟因素,濕地自然景觀所帶來的娛樂文化價值、旅游休閑價值也不容忽視。

表1 選擇實驗中的濕地屬性及管理水平

將表1中不同的屬性及其水平進行組合,共得到(2×33×5)2個不同的選擇集。考慮到現(xiàn)實操作的可行性,本文通過正交實驗設計方法和SAS軟件篩選出擁有不同濕地屬性水平選項組合的15個選擇集。并將其隨機分為5個版本,每個版本3個選擇集,每個選擇集中包含2個濕地管理方案和1個現(xiàn)狀方案。選擇集的示例如表2所示。受訪者需要對每個選擇集的3個選項進行選擇。方案A和B代表不同濕地管理水平下預期的環(huán)境狀況;方案C是現(xiàn)狀方案,代表沒有任何管理措施下的當前環(huán)境狀態(tài),選擇集中包含一個現(xiàn)狀方案的設定,符合需求理論,有助于進行福利估計[43]。

表2 問卷中的選擇集

表3 受訪者社會人口信息統(tǒng)計

3.2 選擇實驗數(shù)據(jù)收集

本文以三江平原濕地為研究對象,應用CE問卷數(shù)據(jù),評價三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)服務價值。根據(jù)已有研究基礎[44],確定問卷中價格屬性以及樣本容量。于2014年4月至5月間進行了預調(diào)查,發(fā)放問卷60份。通過充分模擬真實市場,結(jié)合預調(diào)查的信息反饋,修正不準確的提問及表達方式,進而保證問卷調(diào)查效率和可操作性。最終問卷的內(nèi)容包括3個部分：

第1部分為受訪者對三江平原濕地的認識調(diào)查,包括對三江平原的了解程度、關(guān)心程度、對環(huán)境保護和開發(fā)現(xiàn)狀的態(tài)度等信息。

第2部分為選擇實驗問卷的核心部分,即3個選擇集的支付意愿調(diào)查,選擇集的示例如表2所示。

第3部分為受訪者社會經(jīng)濟屬性的調(diào)查,包括性別、年齡、收入、受教育程度以及到三江平原旅游次數(shù)等。

問卷調(diào)查以面訪方式進行,調(diào)查范圍涉及三江平原各地區(qū),在問卷的總投放量和各地區(qū)投放量的確定上采用了分層抽樣原理,綜合參考按比例分配與Neyman分配原則,于2014年7月至8月在黑龍江省展開正式調(diào)研。參與此次調(diào)研的問卷調(diào)查人員都已經(jīng)過先期培訓,并在訪問前為每位受訪者清楚地解釋問卷中各屬性及選項的含義,以保證問卷的有效性。此次調(diào)研共發(fā)放問卷500份(每個版本問卷發(fā)放100份),共回收問卷420份,剔除缺失和極端數(shù)據(jù)后得到有效問卷394份,為選擇模型估計提供了1182(394×3)個有效觀測值。

3.3 樣本特征描述

問卷中除了重要的CE問題,收集受訪者的社會經(jīng)濟屬性數(shù)據(jù)也是必要的。這對于解釋樣本的代表性,探討偏好異質(zhì)性具有重要意義。樣本的描述性統(tǒng)計結(jié)果如表3所示。

分析受訪者社會經(jīng)濟屬性變量,女性所占樣本比例為52.28%,高于男性所占比例,但兩者差距不大,性別分布較為平均。年齡分布也較為合理,25歲以下、26—59歲和60歲以上所占比例分別為24.88%、65.98%和9.14%,與黑龍江省統(tǒng)計年鑒公布的23.1%、61.9%和15%較為接近。樣本的受教育程度主要集中在高中和大學,比例分別為33.50%和30.46%,這反映出樣本具有較高的文化素養(yǎng)。

4 結(jié)果分析

4.1 隨機參數(shù)Logit模型參數(shù)估計

在對屬性狀態(tài)值及受訪者個體特征變量進行虛擬賦值的基礎上,使用Nlogit5.0軟件估計RPL模型結(jié)果。首先,分析基本模型來展示所選屬性如何解釋選擇集中的不同選擇方案。RPL模型中包含的解釋變量有選擇特定常數(shù)(ASC),濕地面積,生物多樣性,水源涵養(yǎng),自然景觀,以及支付保護價格。其中,當選擇濕地管理方案A和B時,ASC等于1;選擇現(xiàn)狀方案C時,ASC等于0;支付保護價格被指定為非隨機的,所有其他屬性被指定為正態(tài)分布隨機參數(shù)。模型結(jié)果見表4。

表4 RPL模型的參數(shù)估計結(jié)果

*為在10%水平下顯著, **為在5%水平下顯著, ***為在1%水平下顯著; ASC:選擇特定常數(shù) Alternative specific constant

RPL模型表明,所有濕地屬性均通過顯著性檢驗,且符號都與先驗預期相一致。問卷中所有的濕地屬性都是一個濕地生態(tài)系統(tǒng)管理方案被選擇的重要因素,在其他條件不變的情況下,任何單一屬性的增加都會導致一個管理方案被選中的概率增大。且濕地面積、水源涵養(yǎng)、自然景觀以及生物多樣性等4項濕地屬性對效用的影響均為正,意味著受訪者對生態(tài)系統(tǒng)服務功能的改善均顯示積極態(tài)度。支付保護價格系數(shù)顯著為負,表明選擇一組具有較高的支付保護價格的選擇集的效用為負,即支付保護價格的增加會降低一個管理方案被選中的概率。

4.2 潛在分類模型參數(shù)估計

將濕地面積、生物多樣性、水源涵養(yǎng)和自然景觀等4項濕地屬性作為效用函數(shù)參數(shù),將受訪者的社會經(jīng)濟屬性作為分類成員函數(shù)參數(shù),使用Latent GOLD Choice 5.0軟件對受訪者進行分類研究。LCM分析的首要步驟是確定分類數(shù)量,本文通過比較AIC、BIC及AIC3檢驗量來確定模型分類數(shù)。LCM的分類結(jié)果如表5所示。

表5 LCM模型分類表

AIC:赤池信息量準則 Akaike information criterion, BIC:貝葉斯信息量準則 Bayesian information criterion, AIC3:AIC with a penalty factor of 3

對數(shù)似然比收斂表明：分類數(shù)越多模型的擬合就越好。這是因為對數(shù)似然比通常隨著待估計參數(shù)的增加而增加。表中AIC檢驗值隨著分類數(shù)的增加而逐漸減小,在分類數(shù)為3時減小趨勢趨于平緩;BIC檢驗值在分類數(shù)為2時最小,而在分類數(shù)為3時稍有增加,隨后逐漸加大;AIC3檢驗值則在分類數(shù)為3時最小。綜上,本文將受訪者分為3個潛在的類別。

三類潛在分類模型中參數(shù)的相對重要性如表6所示。在第一類中,水源涵養(yǎng)是最重要的屬性,其他屬性的相對重要性都相差無幾。在第二類中,自然景觀的相對重要性遠大于其他屬性。而在第三類中,保護價格是最重要的屬性,其他濕地保護屬性則相對較低。根據(jù)以上參數(shù)的相對重要性,將對各種濕地資源屬性均為重視的第一個潛在類別稱為資源偏好型;將對自然景觀最為重視的第二個潛在類別稱為景觀偏好型;將對支付保護價格最為關(guān)注的第三個潛在類別稱為價格敏感型。

表6 參數(shù)的相對重要性

模型的參數(shù)估計結(jié)果列于表7。第一部分顯示了濕地屬性的效用系數(shù),第二部分為分類成員系數(shù)。受訪者在面臨三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)保護問題時,對其各屬性的偏好存在極強的異質(zhì)性,依據(jù)模型結(jié)果中各濕地屬性效用值的大小,本文將受訪者分為3個不同的潛在類別,各類別所占比例分別為：68.88%、15.70%和15.42%。

表7 LCM模型的參數(shù)估計結(jié)果

*為在10%水平下顯著,**為在5%水平下顯著,***為在1%水平下顯著

第一個潛在類別為資源偏好型,在該類群體中,所有4個濕地屬性的效用系數(shù)均為顯著,分類成員系數(shù)顯示性別和受教育水平對受訪者屬于第一類的概率有顯著影響。女性受訪者更注重濕地的資源屬性,且較高的受教育水平也促使受訪者更偏好對濕地面積、生物多樣性、水源涵養(yǎng)等資源進行保護管理。第二個潛在類別為景觀偏好型,對于該類群體,濕地面積和水源涵養(yǎng)的效用系數(shù)不顯著,即對于他們的選擇幾乎沒有影響;收入和旅游次數(shù)的分類成員系數(shù)顯著為正,表明收入水平和旅游次數(shù)的提高增加了受訪者屬于第二類的概率。此類中高收入和旅游多次的受訪者比例明顯高于其他兩類,表明收入水平高和旅游次數(shù)多的受訪者更偏好于濕地自然景觀的保護。第三個潛在類別為價格敏感型,對于該類群體,生物多樣性和自然景觀的效用系數(shù)不顯著,而支付價格的效用系數(shù)顯著為負,表明減少支付價格能增加該類受訪者選擇高水平的濕地保護方案的可能性,該類受訪者在做出支付時首先考慮的是價格;同時,分類成員系數(shù)顯示受教育水平和收入水平與受訪者屬于第三類的概率成顯著負相關(guān),即受訪者教育和收入水平越低,其屬于第三類的概率越大。

4.3 屬性價值核算

由表8的邊際WTP可以看出,公眾對濕地各項管理屬性的重視程度從高到低依次是水源涵養(yǎng),濕地面積,生物多樣性和自然景觀,該結(jié)果與張翼然[42]在中國內(nèi)陸濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估中得出的平均價值量排序相符。RPL模型中,公眾對改善濕地水源涵養(yǎng)的平均支付意愿為118.57元/a,增加濕地面積的平均支付意愿為82.68元/a,而對改善生物多樣性及自然景觀的平均支付意愿相對較少,分別為41.12元/a和59.38元/a。水源涵養(yǎng)之所以成為公眾關(guān)注的重點,其原因可能是三江平原是我國著名的“北大倉”,水稻種植廣泛,稻田的水質(zhì)直接影響糧食的產(chǎn)量與質(zhì)量。而濕地面積之所以得到公眾更多的重視,其原因可能與人們對濕地保護的直觀印象、感受有關(guān)。

表8 濕地屬性的邊際WTP

根據(jù)RPL模型和LCM模型的參數(shù)與方程(11)得出針對不同恢復方案的補償剩余價值,估計結(jié)果如表9所示。

表9 補償剩余價值

補償剩余價值隨著濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的改善而增加,這與Birol等[16]的研究結(jié)論相一致。在RPL模型中受訪者對維持當前的濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的平均支付意愿為38.11元/a,而對改善濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的平均支付意愿為257.18元/a。根據(jù)《2015年黑龍江省統(tǒng)計年鑒》,2014年末黑龍江省常住總?cè)丝跀?shù)為3833.0萬,將平均支付意愿與地區(qū)人口數(shù)相乘,即得到維持濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的總平均支付意愿為14.61億元/a,改善濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的總平均支付意愿為98.58億元/a。

5 結(jié)論與討論

5.1 結(jié)論

本文應用選擇實驗法對三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的邊際效益進行經(jīng)濟評價,結(jié)合RPL模型和LCM模型分析公眾對濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的偏好異質(zhì)性,并闡釋其形成機理。主要結(jié)論如下：

(1)公眾對濕地面積、生物多樣性、水源涵養(yǎng)和自然景觀等4項濕地屬性的支付意愿均為正,其中,水源涵養(yǎng)的邊際支付意愿最大,濕地面積次之,而生物多樣性和自然景觀相對較低。補償剩余價值隨著濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的改善而增加,說明保護三江平原的生態(tài)環(huán)境不僅能促進生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展,也將創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。三江平原作為我國最大的淡水沼澤集中分布區(qū),在涵養(yǎng)水源、物種保護等生態(tài)效益方面價值巨大,遠大于休閑旅游等帶來的直接經(jīng)濟效益。近年來,三江平原耕地的開發(fā)對濕地的完整性造成極大的破壞,這影響了濕地生態(tài)系統(tǒng)的服務功能價值。因此,在未來的政策制定實施和管理過程中,應當加大濕地的保護和恢復力度,杜絕對濕地的過度開發(fā),恢復濕地面積;同時應重點開展?jié)竦厮|(zhì)和生物多樣性的修復工作。

(2)通過潛在分類模型分析發(fā)現(xiàn)受訪者可分為資源偏好型、景觀偏好型和價格敏感型3個潛在類別,不同類型的群體對濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能存在不同偏好,從而揭示了偏好異質(zhì)性的由來。結(jié)果表明,公眾的社會經(jīng)濟屬性對其偏好具有顯著影響。女性和受教育水平高的受訪者會更偏好于資源保護,而高收入和到三江平原濕地景區(qū)旅游次數(shù)多的受訪者會更偏好于景觀保護。同時,教育和收入水平越低的受訪者對其支付保護價格也具有較為敏感的反應,更傾向于選擇支付保護價格較低的濕地管理方案。隨著收入水平的提高以及國民素質(zhì)的增強,越來越多的人愿意為濕地生態(tài)環(huán)境的保護支付更高的價格。加強濕地環(huán)保理念的教育,加大濕地生態(tài)文明建設的宣傳力度也將增強公眾的生態(tài)意識,對其支付意愿起到積極的引導作用。

5.2 討論

(1)雖然相比于條件價值法(Contingent Valuation Method,CVM),CE能夠更加科學、準確地評估受訪者的支付意愿以及對不同濕地屬性的偏好,但與CVM一樣,由于評估行為是基于假想市場行為,故而問卷提供的信息、問題提出的順序以及受訪者對問題的理解程度等都會影響評估結(jié)果。因此,相比以往研究[45- 47],本文的研究目的不是估算出精確的WTP值,而是在于能夠通過測算不同濕地屬性的邊際價值來判別各屬性的重要程度,探究不同群體對濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的偏好,同時進一步解釋這種偏好異質(zhì)性的形成機理。

(2)由于CE在問卷設計方面更為復雜[48],本文只針對受訪者的社會經(jīng)濟屬性進行了探討,有關(guān)心理感知因素和地理環(huán)境因素對受訪者支付意愿的影響,以及問卷信息和認知對受訪者選擇的影響是今后研究中需進一步驗證和討論的問題。

(3)濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估方法在不斷發(fā)展[49],但目前濕地系統(tǒng)已知的各項服務功能中,能被準確規(guī)范計量的只占少數(shù)。隨著濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的更細劃分,以及濕地類型的不同,需要更具標準化的評價方法?；谶x擇實驗法的生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評價,能夠把握公眾的生態(tài)偏好,有助于了解對于生態(tài)保護責任分配的社會觀點,針對不同濕地管理目標,確定其重要性及保護的優(yōu)先性,進而綜合信息、進行調(diào)控,提供社會決策并最終服務于人類。

致謝：感謝黑龍江省林業(yè)廳及洪河國家級自然保護區(qū)管理局、三江國家級自然保護區(qū)管理局、興凱湖國家級自然保護區(qū)管理局在實地調(diào)研中提供的支持與幫助。

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Evaluation of preference heterogeneity of ecosystem services in the Sanjiang Plain Wetlands based on choice experiments

MAO Biqi, AO Changlin*, JIAO Yang, GAO Qin, LIU Yuxing

DepartmentofManagementScienceandEngineering,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030,China

Maintenance and protection of ecosystem services are the basis for achieving sustainable development. Quantitative assessment of the economic value of wetland ecosystem services has become one of leading topics in the field of ecology. Choice experiments (CE) comprise an important non-market resource value evaluation technique, which are carried out by eliciting responses from individuals in hypothetical markets. CEs also enable researchers to measure a respondent′s Willingness to Accept (WTA) compensation or Willingness to Pay (WTP) a premium for different characteristics of one product, and to analyze the relative value of a combination of different attributes from various alternatives by using econometric models. As CEs are most likely to reveal respondents′ preferences for goods or services, such experiments have become a widespread means of ecological valuation. The purpose of this paper is to assist policy makers in formulating efficient and sustainable wetland management policies by providing the results of a valuation study on the Sanjiang Plain Wetlands. A CE was employed to estimate the values that changes to ecosystem service functions of the Sanjiang Plain Wetlands could provide to the public. We estimated partial values for wetland conservation, with a focus on wetland size, biodiversity, water conservation, and natural landscapes, among a myriad of wetland ecosystem services. A random parameter logit (RPL) model was employed to evaluate the ecosystem services in monetary units, and a latent class model (LCM) was employed to confirm and account for heterogeneity in the preferences of the public for various wetland ecosystem service functions. Compensating surplus welfare measures were also estimated for management scenarios representing changes in the quality and quantity of wetland ecosystem services. The results reveal that: (1) the relative wetland ecosystem valuation results of each wetland attribute are as follows: water conservation > wetland area > biodiversity > natural landscape. The relative contribution degree of each wetland attribute to the environment follows the same pattern.(2) The total WTP is RMB 1.461 billion per year in order to maintain the current wetland ecosystem service functions of the Sanjiang Plain Wetlands, and RMB 9.858 billion per year to improve them. (3) There is considerable preference heterogeneity across the public, which derives significant positive values from sustainable wetland management. We were able to divide respondents into three categories: those who preferred protecting resources, those who preferred protecting the landscape, and those who were price-sensitive. Female respondents and highly educated respondents preferred resource conservation, while respondents with higher incomes and those who had travelled more number of times to the Sanjiang Plain Wetlands preferred landscape protection. However, respondents with lower education and income levels were more sensitive to costs, and preferred to choose alternatives with lower cost. These results can aid in the design of socially optimal policies for sustainable management of wetlands and provide a theoretical basis for the development of environment-related policies.

Sanjiang Plain Wetlands; ecosystem services; preference heterogeneity; choice experiment method; random parameter logit model; latent class model

國家自然科學基金資助項目(71171044)

2016- 04- 12;

2016- 07- 25

10.5846/stxb201604120669

*通訊作者Corresponding author.E-mail: aochanglin2002@126.com

毛碧琦,敖長林,焦揚,高琴,劉玉星.基于選擇實驗的三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評價及偏好異質(zhì)性研究.生態(tài)學報,2017,37(4):1297- 1308.

Mao B Q, Ao C L, Jiao Y, Gao Q, Liu Y X.Evaluation of preference heterogeneity of ecosystem services in the Sanjiang Plain Wetlands based on choice experiments.Acta Ecologica Sinica,2017,37(4):1297- 1308.