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          中國國際經濟交流中心

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          生態服務價值評估方法的研究綜述
          時間:2019年05月27日????作者:王婧

          摘要: 生態服務作為一種在市場上不可交易的物品,如何通過需求偏好顯示技術使其價值化一直是一個難題,在實踐過程中產生了一系列方法。主要有間接顯示方法、直接顯示方法和實驗方法三種。目前,相對成熟的是選擇實驗方法。作為一種對不可交易物品估值的前沿方法,選擇實驗已經被陸續運用到一些領域中。本文通過文獻梳理,對選擇實驗的內在原理和使用方法進行了闡述,并簡要介紹了相關實踐的基本應用情況,同時指出其應用研究中的難點。

          關鍵詞: 生態服務;選擇實驗;需求偏好;屬性水平

          一 前言

          主流經濟學在“效用最大化”假設下存在偏好的一系列特征假設[1],其實質是為了對產權被界定且存在市場的商品所具有的偏好特征進行價值化并權衡,使用方法一般是計算消費者剩余來定價,如成本效率分析、成本效用分析、成本收益分析方法等。然而,需求并不僅僅產生于已經在市場上可以交易的商品上,對于不存在市場或產權界定不清甚至沒有界定的對象,人們往往也有大量需求,如污染排放、生物多樣性、景觀、生態服務等。曾經被認為是不可量化的和相對不重要的無形之物,現在被認為是價值的重要來源,且適于經濟測算;曾經沒有認識到的重要性或被認為處于經濟分析領域之外的,現在成為了政策分析的中心[2]。比如本文要討論的生態服務價值評估。

           

            生態服務需求偏好顯示研究方法的發展歷程

          1950年代始,國外便研究如何讓社會顯示對公共品需求偏好的方法,克服公共物品投入中的搭便車難題。Groves and Ledyard [4]基于政府與消費者之間不完全信息博弈,設計出讓消費者真實表達偏好的激勵相容機制。國外關于生態服務需求偏好顯示技術的研究主要從1970年代開始,這些技術可分為間接顯示技術、直接顯示技術以及實驗技術。

           

          2.1 間接顯示技術

          盡管部分生態服務沒有直接交易市場,但這些服務可能附著在其它商品或服務上。因此,社會對這些生態服務的需求偏好可間接度量。Rosen [5]認為,所謂不同的產品即是物品不同的特征,在完全競爭市場條件下,任何一個物品特征都對應著一個價格,不可交易的產品實際上存在一個由隱形市場決定價格。Rosen將隱形價格稱之為享樂價格,認為享樂價格同樣調節著生產和消費行為。如風景優美的地區可以吸引旅游者觀光,空氣清新、有山有水的地區的房價較高,旅游成本及房價差額便是度量景色、新鮮空氣的享樂價格,顯示了社會對這類生態服務的需求偏好。享樂價格法主要用于研究社會對水、空氣、生物多樣性、或其它綜合性生態服務的需求偏好。它只是需求偏好間接顯示的一種,利用了生態服務與某種有交易價格產品的互補性來測量社會需求偏好。其它需求偏好間接顯示技術同樣利用了生態服務與某類產品的互補或替代性。享樂價格等間接顯示技術說明,部分無交易的生態服務是可以定價的,其需求偏好是可以顯示的,這一技術在發達國家生態環境項目評估中得到廣泛應用。當然間接顯示技術仍待完善。如Bishop and Herblein [6]指出,如果消費者之間的偏好明顯有差異,并且擁有的替代消費品不同,用旅游成本估計某類生態服務價格就容易產生偏誤。而且,距離不同,消費者花在路上的時間不同,旅游成本必須考慮時間成本。Cropper, Deck, and McConnel [7]認為,享樂價格法的有效性取決于數據的完整性及函數形式。當估計物品某一屬性增加或減少導致價格的邊際變化時,如果該物品所有的屬性都可以觀察,采用線性和二次Box-Cox函數形式產生的誤差最少。相反,如果該物品的部分屬性不可觀察或只能用代理變量替代,線性或線性的Box-Cox函數形式產生的誤差最少。Epple [8]則提出了如何從供給和需求兩方面改進享樂價格法估計的建議。

           

          2.2 直接顯示技術

          生態服務需求偏好的直接顯示技術是指,通過問卷調查的方式詢問個人對某類生態服務的評價,然后用計量經濟模型估計社會對該類生態服務的意愿支付額(WTP)和意愿補償額(WTA)。直接顯示技術又稱條件價值(CVM)法。CVM法主要由三項關鍵技術構成:(1)準確、清楚地描述被評估的生態服務或提供服務的產品;(2)合適的出價技術;(3)合適的揭示答卷人真實評價的手段。通常,條件價值法在評估一項物品的價值時,問卷常采用是或否這樣一種二分法,結果容易造成假設偏誤,夸大答卷者的支付意愿。CVM法由于詢問的是答卷人的主觀價值判斷,其有效性經常受到質疑。Brookshire et al. [9]認為,CVM這種直接揭示社會偏好的方法容易產生偏誤。首先是策略性偏誤。如果答卷者認為提供某項物品的成本由社會其他成員承擔,他可能故意夸大該物品的價值和自己的支付意愿。相反,如果答卷者認為某項物品的成本將由自己承擔時,他可能低估該物品的價值,降低自己的支付意愿;其二是信息偏誤,即答卷者對評價物品的數量和質量有不同的信息和判斷;其三是工具偏誤,即調查中意在揭示社會偏好的機制產生的偏誤。實驗表明,征稅方式得到的支付意愿明顯不同于直接收費這種方式。此外,調查問卷中一般喑含有支付的起點和范圍;其四是假設偏誤,即答卷者可能并不相信問卷中關于某物品或資源的增加和減少趨勢,也不相信自己的付出能改變這種增加或減少趨勢。

           

          2.3 實驗技術

          1980年代,隨著實驗經濟學的興起,生態經濟學家開始采用實驗技術揭示社會的生態服務需求偏好。Brookshire, Eubanks and Randall [10]將模擬交易市場置入一般的條件價值法,估計了在未來供給不確定的情況下,美國懷俄明州灰熊和大角羊的選擇價值和存在價值。Coursey, Hovis, and Schulze [11]利用實驗方法發現,如果拍賣只是一次,WTA大大高于WTP。然面隨著拍賣次數增加,兩者最終趨于一致。他們認為,用WTA得出的物品估價容易出現向上估計偏誤,用WTP得出的物品估價可能更真實一致。此外,參加實驗的人的市場交易經驗對評估物品的價格準確性極其重要。Brookshire and Coursey [12]分別采取假設的條件價值法、田野史密斯拍賣程序、以及實驗室史密斯拍賣三種方法,對美國科羅拉多福特科林斯一個供居民休閑娛樂的公園植樹的價值進行了評估。他們發現,采取假設的條件價值法,WTA高出WTP估價的75倍;田野史密斯拍賣程序得出的結果與條件價值法一致,兩者同樣差額巨大;而采用實驗室史密斯拍賣法,WTA的估價僅高出WTP估價的4倍。在實驗室史密斯拍賣程序中,隨著拍賣次數的增加,WTA明顯減少,而WTP則增加。

          概言之,國外關于生態服務需求偏好的顯示技術有三種,分別是間接顯示技術、直接顯示技術和實驗技術。間接顯示技術比較成熟,應用普遍,但應用范圍受到數據的可獲得性限制,其準確性則取決于計量模型的選擇。直接顯示技術(CVM)不受經驗數據的限制,應用范圍廣。但由于屬于主觀判斷,沒有實際數據檢驗,其準確性取決于問卷設計、研究者和答卷人的經歷、調查的方式和計量模型的選取等多種因素。實驗技術通過控制交易規則,更容易辨別偏好的真假。重復實驗給了參加實驗者學習的機會,而靈活的激勵手段也有助于實驗者顯示自己真實偏好。但如何設計好實驗交易規則、選擇何種生態服務產品進行交易等,構成運用實驗技術的巨大挑戰。

           

          2.4 國內現有研究情況

          20世紀90年代后期,我國學者開始越來越多地關注生態服務價值的評估,成果逐漸豐富。以下根據評估對象的不同進行綜述:一是對區域生態系統服務價值的評估;二是對單個生態系統的服務價值與生態系統單項服務價值的評估。

          1)區域生態系統服務價值評估。

          國內這方面的研究文獻較多,以下選取較典型的幾篇文獻來分析。袁吉有、段昌群等(2018[42] 采用市場價值法、替代市場法、影子工程法、碳稅法等手段對科爾沁沙地4 種典型退化草地恢復方式下的生態系統服務經濟價值進行估算。研究表明,科爾沁沙地東南緣營造防護林和稀疏林地有效提高了生態系統服務價值。潘華、劉曉藝(2018[41]通過構建評價指標和模型的間接顯示方法,對云南森林生態系統的林產品、景觀游憩、涵養水源等在內的八項服務功能進行經濟價值評價。董佳宇、張心靈(2018[40]依據Alpizar13提出的方法,基于生態邏輯角度,對草原資源資產與負債的定義以及計量假設、方法及核算步驟等提出了新的嘗試。范紫娟等 [46]使用陳述性顯示方法,分析了三江平原濕地生態保護價值,結果表明:使用條件價值法的消費者平均支付意愿為每年134元,使用選擇實驗方法的消費者平均支付意愿為每年379元。

          2)單個生態系統的服務價值與生態系統單項服務價值的評估。王恒穎(2014[45]參考Merino-Castello14的方法,構建生態系統服務功能價值評估指標體系,對西藏麥地卡自然保護區的濕地生態系統功能的直接經濟價值和間接經濟價值進行計算;王楚含、徐海量等(2017[44]以新疆阿爾泰山兩河源自然保護區為研究對象,探討了放牧的多寡與草地整體的生態服務價值的關系;銀曉瑞(2017[43]要采用定點輻射狀普查、線路踏查與特殊地區重點調查的直接顯示方法對赫爾洪德沙地樟子松自然保護區野生植物資源物種組成、資源種類及其利用價值進行了分析。

           

          2.5 評述

          生態服務價值評估的關鍵點是如何確定各類生態服務的價格。至目前為止,國內已有的方法大體上可歸為兩類,其一是簡單地尋找一個替代品價格,如用工業制氧成本作為森林釋放氧氣的價格、以國際市場上的碳稅作為森林固定二氧化碳的價格,以市場上的化肥價格作為草地固定營養物質的價格,等等;其二是通過專家打分,以農田的食物生產為1,確定各生態系統中各類生態服務的當量因子,然后基于農田的地租折算出各類生態服務的價值。方法一是欠考慮的,因為植物釋放氧氣與工業制氧的成本明顯不一樣,而碳稅也只是部分國家暫時作的政策試驗,并不真正反映二氧化碳的價格;方法二是不妥的,因為生態學家的偏好并不能代表社會其他成員的偏好。而且,生態學家出于職業偏好可能夸大生態系統的服務價值。另外,使用3S等自然科學技術雖然能方便獲取生態服務核算量,但由于數據的處理和價值估計方法上的發展不成熟,仍然不能推動生態服務價值評估研究快速發展 [22]

          估值方法由于其測算各種種類價值的能力不同,具有各自的優缺點,因而在不同領域運用的程度不同。在衛生保健方面運用較多的估值方法是成本效率分析和成本效用分析,它們只能測量與健康相關的好處。成本收益分析首次用于19世紀50年代公共項目生產要素投入的凈經濟價值評價上,它除了可以測算研究對象帶來的好處,還可以考察不健康、后悔和失望等帶來的效用。而對于不能在市場上交易的物品,要測算它們的經濟價值,必須要窺探消費者偏好,從而對貨物屬性價值化。總體而言,已經形成了兩大類方法:一類是顯示性偏好,即通過研究一個極其相關市場上的實際行為來獲得非市場交易物品的價值,代表性方法是享樂價格法和旅行成本法,它們能測算物品具有的使用價值或選擇價值;另一類是陳述性偏好,即通過研究假設背景下個體的陳述性行為來獲得非市場交易物品的價值,代表性方法是條件價值法和選擇實驗,它們不僅可以測算物品的使用價值和選擇價值,還能測算非使用價值[2,13-15]。雖然70%以上的文獻都使用條件價值法、旅行成本法和享樂價格法,但是選擇實驗通過模擬多種情景,能夠更詳細顯示消費者的偏好信息,更適用于復雜生態系統服務的非市場價值評估。且由于選擇實驗方法相比其它方法具有一些明顯的優勢,如能夠估算單個屬性的價值、解決共線性問題、同時對多個屬性進行估值、能夠估算非使用價值等 [25-27],已經被運用到多個學科領域中。

           

          三 選擇實驗的內在原理、方法及應用

          選擇技巧(choice techniques)起初是在19世紀60年代被心理學家使用,后來在70年代初期被引入市場營銷領域,稱為聯合分析法(conjoint analysis)。離散型選擇的模型化促使新方法出現了 [25]。為了區分這些方法,開始了對選擇技巧的劃分,最終形成了一個共識,即根據理論假設、分析方法和實驗程序的不同,運用選擇技巧的方法可以分為三類[28-30]:(離散型)選擇實驗((discretechoice experiment)、條件排名(contingent ranking)、條件分級(contingent rating)。由于在選擇復雜性上的優勢,選擇實驗要優于條件排名和條件分級。選擇性試驗方法在眾多方法中脫穎而出,是源于其內在的理論基礎和使用方法。

           

          3.1 內在原理

          選擇實驗具有一個復雜的理論基礎,它是以概率選擇理論、隨機效用理論、蘭徹斯特價值理論以及新古典經濟學為理論基礎的一種方法[25,31-33],其核心理論基礎是蘭徹斯特價值的特征理論和隨機效用理論[23,26]。蘭徹斯特價值的特征理論表明,個體從商品的特征或屬性上獲得效用;隨機效用理論則表明,個體獲得的效用由兩部分組成:一個可以確定的部分和一個不確定的部分(即需要進行概率選擇的部分)。概率選擇理論就是針對現實中的不確定因素,它分為隨機決策規則和隨機效用兩部分,前者是指每個選項的效用都是確定的,最后的選擇是所有選項的概率分布形式,具有代表性的是the Luce model(1959)the Tversky model(1972);后者是指每個選項的效用都是不確定的,最后的選項是選擇效用最大化者,如the Thurstone model(1927)以及對隨機效用的經濟解釋 [32]。這種不確定性主要是因為不同來源的隨機性(randomness)造成的,如測量誤差和不完全信息、工具變量、不可觀測的屬性以及不可觀測的偏好異質性等 [34]。另外,選擇實驗還以新古典經濟理論為基礎,新古典經濟理論認為個體具有完全的辨別能力和不受限制的信息處理能力,選擇實驗以此為基礎的目的是表明個體是理性的且會以效用最大化為目標。因此,選擇實驗的內在原理是:在理性經濟人的假設下,個體通過滿足物品的特征或屬性上的需求來獲得效用,在面對現實不確定因素的干擾下,在不同物品的屬性上進行權衡,最終實現效用最大化的過程。

          基于以上理論基礎,便形成了選擇實驗的經濟模型,即離散選擇的消費者需求模型。一般而言,個體的決定可以分為兩步:一是選擇消費的對象;二是決定消費該種對象的數量水平[35-36]。根據這一步驟,個體對于不具有市場的物品,也可以通過對物品屬性的偏好來獲得效用,形成一個純離散選擇的模型[23]

                              1

           

          式(1)中,為擬凹效用函數;為對屬性進行組合的一系列選項的選擇;為不具有市場物品的屬性向量;為每個選項的價格;是其它普通商品,且價格已經標準化為1是收入。由實驗設計中的選項、屬性數量和屬性水平決定。則非條件性間接效用函數為:

                 (2)

          由于觀測缺陷、測量誤差和偏好異質性等原因,可能會出現不一致性(inconsistence)問題。McFadden [33]通過引入一個隨機擾動來解決這一問題。則選擇的概率為:

             3

          將此經濟模型轉化為實證分析的計量模型需要考慮兩方面:其一是效用函數的規定;其二是誤差項概率分布的規定。效用函數規定中考察的是屬性的權重賦予以及定性屬性的處理方式[28]、是否包含交叉作用項等問題。誤差項規定則是根據誤差項的不同分布選擇不同的實證模型,主要分為三類[25]:(1)誤差項是獨立同分布或極值分布時,為二項(多項)logit模型或嵌套logit模型;(2)誤差項是正態分布時,為二項(多項)probit模型;(3)誤差項中一部分為研究者所確定,另一部分為IID極值分布時,為混合logit模型(又叫隨機變量logit模型)。

           

          3.2 使用方法

          選擇實驗使用方法中的核心部分是設計選擇實驗,主要包括四大部分 [23,25,27]

          1)屬性和屬性水平的選擇及定義。屬性的選擇需結合政策制定者的需求和屬性對消費者的重要性進行。以往的經驗是通過相關文獻綜述的閱讀、小組討論、訪問政策制定者以及詢問專家意見等來獲得信息,使用最多的方法是通過典型群體研究(focus group studies)來選擇屬性。可能會出現互為關系屬性和偶爾相關屬性的問題,為了滿足單個屬性之間不相關的原則[26],需進行相關處理。屬性水平值的確定可以通過定量化和定性化的方法來進行,定量化考慮的是選擇使用絕對數值還是相對數值(相對于現實狀態status quo而言),定性方法可以通過影響編碼(effects coding)和虛擬編碼(dummy coding)兩種方式來處理[28]。屬性水平值設計的一種方法是實際值上下15%,實際值通過典型群體來確定[37]。屬性水平值的選擇是否成功,可以通過判斷實驗對象對于水平值是否易于理解、是否可操作和實行以及是否滿足激勵相容原則[38]。同時,還需要考慮屬性的數量、水平值的范圍以及水平值的數量等問題。

          2)實驗設計。實驗設計是指如何有效地把屬性水平組合成選項(alternatives),生成選擇集(choice sets)的過程。標準的方法是使用因素設計,即先將屬性水平進行排列組合,列出所有情況,然后根據一些控制性原則選擇選項,如每個選擇集中的屬性值水平是不相關的、不存在占優情況、滿足激勵相容原則等。對于線性模型,正交性(orthogonality)是一個主要的設計標準;對于非線性模型,則使用最優D標準[1]D-optimal criteria),通過D效率的計算來衡量。Huber and Zwerina [39]認為,有效設計的非線性選擇實驗模型需要滿足四個原則,即正交性、水平平衡、最小重合和效用平衡。

          3)實驗背景及問卷的準備。實驗背景和問卷是進行實驗的工具,在設計問卷時要考慮諸多問題,如任務復雜性與設計完善性之間的權衡、詞典編纂決策規則的問題、學習和疲勞效應問題、復合作用問題以及是否包含基底情景等。這些問題如果處理不當,則不能通過有效性檢驗和誤差檢驗。如任務復雜性會影響偏好的穩定性,進而影響模型中的誤差項,而設計完善性要求實驗包括全部情況,這無疑加大了任務的復雜性。經驗研究表明,一個選擇集中屬性的個數多于四或五個則會嚴重損害調查數據的質量[13]。同時,偏好的穩定性與選擇集的順序之間還會產生復合作用,為了解決這一問題,Carlsson and Martinsson [40]將實驗設計成一半人進行選擇集的一種排序實驗,另一半人進行前一種選擇集排序的倒序實驗。

          4)樣本選擇和抽樣策略。樣本的選擇和抽樣策略首先要根據研究的目的和視角來考慮,即根據實驗估算價值的種類來確定樣本人群和抽樣策略。在樣本規模的選擇上,也存在一些規定,主要是關于最小樣本規模的規定,Louviere et al. [18]給出了一個最小樣本規模的公式,但也有學者認為,這種方式只適合于隨機抽樣樣本且選擇之間是獨立的情況 [41]Bennett & Blamey [32]認為,子樣本的最小規模為50人。

           

          3.3 選擇實驗的應用

          運用選擇實驗對市場上不可交易物品估值的經典研究是Adamowicz et al. [33],他們將選擇實驗應用到環境管理問題上,對環境帶來的舒適感進行估值。同時還對選擇性試驗和或有估值方法進行了比較,他們的研究表明,與或有估值方法相比,選擇實驗具有一些優點:(1)可以減少或有估值方法中的一些潛在偏誤;(2)可以發掘出更多的信息;(3)可以檢測內在連續性。在發展的初期,選擇實驗主要應用于環境經濟學領域中,而后逐漸擴散到交通、健康經濟學等領域中。如Hanley et al. [16]使用選擇實驗,從實驗設計、目前經驗和未來發展的角度,以英國一個森林景觀為例,對環境進行了估值分析。Carlsson et al. [34]將選擇實驗運用到濕地屬性的估值上,使用隨機變量logit模型,以生物多樣性、魚類、小龍蝦等為屬性,考查了濕地帶來的福利變化,研究表明,生物多樣性和步行設施會增加福利,小龍蝦會降低福利。Garrod et al. [35]運用選擇實驗,使用條件logit和混合logit估計,研究英國三個鎮的居民對交通減速措施的支付意愿,這些措施可以帶來減速、減噪和減少行人等待過馬路的時間。分析結果顯示,居民愿意支付更多去減少道路交通的負效應。Kj?r [15]從理論的角度,介紹了離散型選擇實驗的背景、理論基礎、使用方法、可能遇到的問題以及它在健康護理上的應用。同時,選擇實驗還可以運用到考察消費者需求的市場營銷中,如Hanley et al. [36]通過帶有場所特征和登山者特征的函數,運用選擇實驗估計了登山者對于登山場所選擇的偏好;Alfnes et al. [37]運用選擇實驗,使用混合logit模型分析了消費者對大馬哈魚顏色的偏好。另外,對于實施的項目和政策的影響,也可以通過選擇實驗進行估算。如Scarpa et al. [38]運用選擇實驗,評估了愛爾蘭農村環境保護計劃的實施所帶來的非市場性好處(如提高農村景觀美感、提高水的質量等)。Vega and Alpizar [17]用選擇實驗方法評價了哥斯達黎加Toro 3 工程的建設帶來的河流量減少對Recreo Verde游客中心的影響,并為補償方案提供指導。除此之外,選擇實驗還可以應用在生態補償、流域管理、生態服務、珍稀物種保護、自然景觀的開發等方面的價值評估 [39]。如Pasicha etc. [39]使用郵件調查方式的選擇實驗,分析了弗羅里達州薩旺尼河流域家庭對于固碳、水質、農業和林業生產力這些生態服務的支付意愿,研究表明,水質是最重要的,其次是農業和林業生產力,固碳是最不重要的。被調查居民的平均邊際支付意愿非常低,為每年小于2美元。進行生態服務價值評估的關鍵是揭示消費者在生態服務上的偏好,即必須尋找一個由市場決定的成本屬性,并揭示生態服務與成本屬性在消費者個體偏好上的相關性[51]。如袁驚柱 [52]使用門票價格作為成本屬性的選擇實驗方法測算了消費者對東江湖霧景的支付意愿,研究表明,每張80元的門票中,消費者對霧景的平均支付意愿為67.55元。

           

            結語

              生態服務作為一種在市場上不可交易的物品,如何通過需求偏好顯示技術使其價值化一直是一個難題,在探討的過程中產生了直接顯示技術、間接顯示技術和實驗技術幾種技術。運用直接顯示技術對生態服務需求偏好進行揭示的方法主要是條件價值法,運用間接顯示技術對生態服務需求偏好進行揭示的方法主要是享樂價格法和旅行成本法,運用實驗技術對生態服務需求偏好進行揭示的方法主要是選擇實驗法。從現有文獻資料的分析結果表明,選擇實驗是在一系列與其理論基礎相關的研究上發展起來的。以蘭徹斯特特征價值理論和隨機效用理論為理論基礎使其對生態服務這種在市場上不可交易的物品價值化成為可能,即通過分析和估值不可交易物品所具有的多屬性偏好。在生態服務需求偏好顯示研究上,與其他同類方法相比,其突出的優勢性使其越來越受研究分析和政策制定等領域的親睞。但是,這種方法并沒有被普遍運用。不論是在理論研究方面,還是在實踐應用上,主要都集中在國外,國內只有近幾年有少量應用選擇實驗來分析非生態服務對象的非市場價值,主要使用的還是那些與選擇實驗相比具有明顯劣勢的方法。另外,對于選擇實驗自身的研究,理論方面要略顯成熟,實踐應用上仍存在許多問題。由于其假設性質的存在,觀測到的偏好與真實偏好之間可能存在差異,從而導致偏誤。混合使用選擇實驗和顯示性偏好方法可能解決這一問題[43]。應用研究中,屬性和水平值選擇仍是一個難點,且不同環節由于其實驗環境和背景的差異應關注的重點不同,容易產生偏誤,這就要求使用者對選擇實驗的理論知識和實證研究的目的及內容充分理解,并在實驗過程中全面考慮可能存在的問題并進行相關處理,確保研究結論的可信性與有效性。

           

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          [1] 存在一個D效率:,其中N個變量的協方差矩陣。

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