基于演化博弈的農戶節水集體行動參與策略分析
——以“一提一補”水價改革模式為例

甄 鳴 濤

(河北農業大學 商學院，河北 保定 071001)

隨著社會經濟的發展，水資源短缺已成為我國可持續發展的主要瓶頸,“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”成為新時期水利工作方針。作為用水大戶，農業是主要壓力來源，也是節水潛力所在[1]。農業節水主要取決于農戶的生產行為，宏觀上則取決于農戶節水集體行動的一致性。通過推進農業水價綜合改革，解決農民節水主動參與性差、節水低效問題，糾偏農民短期圖利行為與政府長期保障水安全戰略目標之間的錯位，對于實現農業節水、保護生態環境和區域經濟良性發展具有重要的現實意義。

1 研究綜述

水資源是農業生產中基礎性要素，水資源可持續利用是實現農業安全目標的基礎條件[2,3]。從農業水資源利用管理與現狀的適應性上存在兩個現象。一方面，農業用水利用效率低與水資源嚴重短缺的形勢不相適應[4]。從農業水資源短缺影響因素及原因的研究看，水資源質與量、灌溉定額、產業比較效益、城鎮化進程以及農業水價等因素都對農業用水量產生影響[5,6]。長期的低水價政策在減輕農民負擔的同時，也造成了農民商品水意識弱、用水方式粗放，灌溉的單位用水量偏高、農業用水利用率不高，另外，農業用水量與作物種類密切相關，種植結構也是影響地下水開采量的主要因素之一[7,8]。

另一方面，一些缺水地區在推進節水灌溉上取得較好效果，反映出農戶用水行為具有一定的主動適應性[9]。首先，從政策對農戶節水影響的研究看，追求利潤的農戶用水行為受水價高低、補貼水平、可交易性等不同層面制度安排的影響[10]，較高的農業水價雖然會控制農業用水量，但是也會影響農業生產效益及意愿，威脅糧食安全[11]，不同農戶的水費承受能力不同，提高農業水價的同時應通過補貼等方式減輕農民壓力，必須建立精準補貼的技術經濟手段、計算方法程序、資金監管及信息公開制度[12]。其次，從節水集體行動組織運行的研究看，不能僅靠單純的價格機制來控制農業用水，用水戶協會在制度運作層面對農戶節水集體行動影響關鍵[13,14]，通過用水戶協會改善水利工程，提高水資源利用率和水利工程的運行效率[15,16]，用水戶協會對農戶私人信息和政府政策更加了解，能夠有效地避免信息不對稱造成的分配不合理，提高服務水平，有助于節水政策的實施和監督管理[17]，但近些年用水戶協會數量快速增長的同時，也伴隨大量的低效和流于形式[18,19]。

我國的水資源短缺不僅是資源短缺，更是制度短缺，在推進現代農業的過程中應加強水資源的管理，既要保障糧食安全，也要保障農民利益，還要促進農業節水[20]，但農業用水總量受限條件下必然造成用水主體之間沖突加劇。為此，需要圍繞農戶節水行動策略這一核心問題，探究農戶節水策略選擇的影響因素、優先次序、演化機制、階段行為特征等，通過激勵相容的機制設計有效控制和減少農業用水量。

2 案例背景與模型構建

華北平原是我國的糧食主產區，為了確保糧食安全，保證農業穩產，農民生活穩定，前些年農業灌溉上大量超采地下水，造成區域性地下水位下降嚴重，導致了大量機井不能使用，用水成本急劇攀升[21]。面對緊迫的農業用水壓力，2005年8月衡水市桃城區實施了“提補水價”節水方案，先后在八十多個行政村進行過試驗，在緩解超采地下水問題上取得了一定成效。為進一步促進農業節約用水，推進深化農業水價綜合改革，2015年10月，在前期實踐的基礎上，河北省印發《農業水價改革及獎補辦法》，明確了“一提一補”、“超用加價”農業水價改革模式及獎補辦法，建立起農業水價精準補貼和節獎超罰制度。

“一提一補”節水模式可概括為“提價+補貼”，“提”就是將農業灌溉用水的單位收費提高，以充分發揮價格杠桿的經濟調節作用，在現行水價基礎上，農業灌溉用水每立方米用水量加收0.2元；“補”即以行政村為單元，對實行“一提一補”農業水價改革的行政村，政府給予每立方米農業灌溉用水量補貼0.1元。在組織實施上，遵循分水到戶、分水到地思路，按照“一井一表、一戶一卡”要求，安裝計量設施，以量計收水費，實現“先繳費、后澆地”。在機構運行上，縣農民用水戶協會委托金融機構建立水費收繳管理系統，設立水費專戶，實行分村記賬，發放自動刷卡取水的水電費存儲卡，村農民用水戶協會負責農業水費收繳，將其上繳縣農民用水戶協會，并將各戶的用水量報鄉、縣農民用水戶協會，經財政、水利部門審定后，將農業水價改革補貼資金撥入縣農民用水戶協會水費專戶。在獎補資金使用上，一部分獎補資金作為灌溉工程維修養護補貼、灌溉用水計量設施補貼、農民用水戶協會節水獎勵、農業水價改革培訓、管理、宣傳費等；一部分作為精準補貼資金由縣農民用水戶協會核算到每一個用水戶，按承包地面積平均補貼給農戶，每年于夏收、秋收后分兩次按耕地面積平均返還到每個用水戶的水電費存儲卡(如圖1所示)。

圖1 “一提一補”農業水價改革模式示意圖Fig.1 Schematic map of agricultural water price reform model of “increase price and allocate subsidy”

本文基于衡水市桃城區鄧莊村農戶調研數據，根據一提一補農業水價改革模式以行政村為實施單位現狀，以農戶為分析單元，建立農戶節水種植的利潤函數。農戶從事農業生產更多地表現出經濟理性，目標是個體行動利潤的最大化，結合用水成本影響，從事農業生產的農戶節水種植的利潤函數關系式為：

Ni=f(Mi，Vi，Wi)，i=1、2、3、…n

式中：N為農戶種植利潤；M為農戶種糧利潤；V為農戶種菜利潤；W為農戶獲得的節水補貼；i為農戶序數。

假設甲與乙兩戶的耕地面積一致，甲戶是第18戶，乙戶是149戶，在現有提補方案下，農戶節水補貼占比只受農戶的耕地面積直接影響，農戶采用農業節水的方式、節水行動參與的時間點、種植結構調整的時間點、各戶用水量等會對農戶個體利潤產生影響，但不會對各戶節水補貼占比產生直接影響。

3 提補方案下種糧農戶節水參與行動演化分析

3.1 種糧農戶個體參與節水的策略選擇

用水戶協會與農戶灌溉用水行為的福利存在相互依賴情況下，參與雙方的選擇如表1所示，其利益矩陣有兩個策略組合存在納什均衡，(無補貼，不節水)和(有補貼，節水)。在外部條件不變的前提下，沒有一方改變其策略時，另一方也不會改變策略。在現實中，由于不同條件或者由于事物改變需要有一個學習過程，兩種策略組合都存在。從競爭博弈的角度講，即從參與者個人利益角度講，個人的利益在現有外部條件不變，對方參與者選擇不變情況下實現了收益最大；而從合作博弈的角度講，即從博弈參與者整體角度講，不但博弈參與各方在對方不改變策略情況下實現了收益最大，而且博弈參與者整體的集團利益也同時實現了最大。因此表1中的策略組合(有補貼，節水)在現有條件下是博弈的“核”，也是最有利于各方和整體的最優狀態。因此，“一提一補”節水模式有利于農戶采用節水措施，實現農戶降成本增收入和政府節水的政策目標(表2)。

表1 農戶節水策略收益矩陣Tab.1 Income matrix of Farmer's water-saving strategy

3.2 種糧農戶節水收益的集體影響與個體行為演化

根據表2中甲乙兩戶在1～6階段的數據變動得出，用水集團內其他農戶的行動，會使自己的福利受到影響，這反映了集團內成員的福利水平是相互依賴的博弈特點。結合表2和圖2的展示，從1～2階段的變化反映出，在所有成員未改變種植數量和灌溉方式情況下，集團外部行動會影響集團內所有成員的福利水平，外部財政補貼的投入，降低了所有成員的用水成本，提高了所有成員單位的福利水平；從2～3階段的變化反映出，節水農戶的行動會給未采取節水措施的農戶帶來用水實際成本增加的變動趨勢，從3～4～5階段的變化反映出，采取節水行動會增加福利(降低實際用水成本)，不采取節水措施并不能保持原有福利水平，受其他成員節水行動影響，自身的福利水平會降低，從5～6階段的變化反映出，在農戶全部種糧情況下，提補方案客觀上促成了農戶個體節水選擇的集體行動，從而形成一個“節水競賽”式個體行動選擇向整體尺度上節水集體行動的演進過程。

表2 節水集體參與階段性對種糧農戶用水成本收益影響Tab.2 Impact of water-saving collective participation on the cost of water for grain farmers

注：1：無提補政策、全部農戶種糧前提下無節水；2：有提補政策、全部農戶種糧前提下無節水；3：有提補政策、全部農戶種糧前提下10戶節水；4：有提補政策、全部農戶種糧前提下20戶節水；5：有提補政策、全部農戶種糧前提下100戶節水；6：有提補政策、全部農戶種糧前提下所有戶節水。

圖2 全部農戶種糧前提下農戶用水提補金額階段變化Fig.2 Stage change of water supplement amount of farmers under the premise of all farmers growing grain

4 提補方案下農戶種植結構調整與節水的行動演化分析

4.1 節水成本收益核算角度，種糧農戶節水策略下的行動選擇

在水資源安全受到威脅的情況下，政府對農業節水進行補貼。在技術條件改變后，針對是否調整種糧結構農戶有兩個選擇：高耗水的糧食作物還是低耗水的糧食作物。在表3中，政府與農戶存在在兩個策略組合(補貼多、低耗水)和(補貼少、高耗水)是納什均衡，這兩個策略在現實的農業生產中都可以見到，除了農戶收益增加，農戶自身技術上、能力條件的方面的原因當然也有影響。高耗水糧食作物與低耗水糧食作物的灌溉定額有差別，因此節水糧食作物品種調整是農戶獲取政節水補貼的途徑之一。即使在不實施提補制度的情況下，也會產生一定的節水效益。但因水費水平低，且灌溉成本在種植成本中所占比例低，再考慮到成本與收益的比較，農戶很少僅僅為節水而改變種植結構，更多的是為市場銷售收入改變種植結構。而提補方案實施后，種植低耗水糧食作物的農戶灌溉成本如果能大幅度降低，節水收益足夠彌補調整成本，就會促使他們改變種植結構，但前提條件是農戶改種低耗水糧食作物的市場機會成本小于從政府節水補貼所獲收益。

表3 節水補貼下農戶糧食種植結構調整利益矩陣Tab.3 Farmers' food planting structure adjustment interest matrix under water-saving subsidy

4.2 綜合收益核算角度，農戶節水與種植結構調整策略的復合選擇

隨著地下水位越來越低，農戶的用水費用增多，政府部門的節水補貼費用越來越高；并且農產品消費市場價格改變和農戶技術學習速度加快，在農戶種菜帶來的收益遠遠大于“一提一補”節水補貼的收益情況下，一些農戶開始轉變種植結構，種植一些市場價值高的蔬菜、果品等，從而使農業節水面臨新的困境。

在表4中，種糧農戶與種菜農戶的策略組合(節水，不節水)為納什均衡：即種菜農戶不節水，種糧農戶節水，雖然對種糧農戶個體收入水平沒有很大影響，但從所有農戶角度看，種糧農戶一方面獲得的收入不如種菜農戶收入多，另外一方面，超采地下水帶來種糧農戶用水費用的增加，甚至節水補貼金額不能彌補其收入的降低，也就是說，出現多用水還多收入的情況。而從政府的角度看，通過補貼沒有降低集體農業用水量，其節水目標沒實現。在市場條件轉變后，種糧農戶與種菜農戶的策略組合(節水，節水)是有條件的，能否彌市場的機會成本是關鍵？在不能彌補農戶用水成本，工程、農藝、管理節水不能有效降低生產成本，同時外界條件變化產業結構調整引起農戶預期收益改變情況下，農戶會采取種植結構調整來實現收益增加。可以通過表5反映出來。

表4 用水戶協會軟約束下農戶利益矩陣Tab.4 Farmers' interest matrix under the soft constraint of WUA

表5 補貼彌補機會成本要求下農戶利益矩陣Tab.5 Farmer's interest matrix under subsidies to compensate for the opportunity cost requirement

在表5中，并未有一個政府與農戶的策略組合實現納什均衡。因為在市場環境改變后，農戶在技術允許條件下，即使有經濟補助，但如果不能彌補種糧農戶轉變種植結構的機會成本，會有更多的農戶從種糧轉為種菜，以求通過收入增加彌補參加節水項目帶來的機會成本，實現追求更多的種植利潤目標。

在表6中，種糧農戶、種菜農戶、用水戶協會間并未有一個穩定的策略組合實現納什均衡。農民從增加收入的角度考慮，旱作小麥和玉米的收入遠遠不如種蔬菜經濟作物的增收快，由于節水補貼相對于種菜收入的增加額度較低，針對種糧和種菜之間由于生產結構差異帶來的收入水平的差距，目前多數農戶不愿意因為節水補貼，而不去調整種植蔬菜，即使采用節水設施種菜，也會導致用水量大大超過農業用水定額；政府如果多補貼不但財政的壓力加大，而且種菜戶用水會導致總量控制超過預期；用水戶協會也必然在節水效率和種糧、種菜農戶節水補貼公平上遇到難題。在外部市場條件變化后，原來的節水競賽也變為抽水競賽，用水越多獲得的單位用水量補貼越多，雖然種菜農戶個體用水總費用增多，但其綜合收益相應更多，隨著越來越多農戶種菜導致村級農業用水總量增加。這可以通過圖3，也可通過表7比較得出。

表6 用水戶協會、種糧、種菜農戶的三方利益矩陣Tab.6 Three-party interest matrix of water household association, grain planting and vegetable planting farmers

4.3 節水農戶種植結構調整收益的集體行動影響與個體選擇演化

在農戶全部種糧且選擇節水的情況下，農戶若要進一步提高自身節水的收益，只有進一步提高節水強度，如采用節水品種、休耕、節水工程等，但面臨的不確定性、增加的投入成本相應增加。而是否進一步增加節水投入要考量自身節水投入和產出之間的收益，還要關注其他農戶行動帶來的福利影響，或者是通過其他途徑。根據表7中甲乙兩戶從6～10階段的數據變動得出，除了關注節水的收益之外，農戶也會關注農業生產種植結構調整后的收益，即市場銷售收入扣除用水成本和種植成本后農戶利潤。從6～7～8階段的變化反映出，節水種糧農戶的種菜調整行動雖然會增加實際用水成本，但會實現其種植利潤的大幅度提高，堅持種糧獲得節水補貼與調整種植結構利潤增加相比差距很大；從8～9～10階段的變化反映出，農戶調整種植結構后個體實際用水成本的增加會隨種菜農戶的增多而降低，因此，在節水的實際收益增加額與種菜的收益增加額之間的選擇傾向十分明顯，從而提補模式也將促使農戶用水的個體選擇從“節水競賽”向“抽水競賽”轉變，從村級整體尺度上表現為對節水目標的偏離(如表7和圖3所示)。

圖3 全部農戶節水前提下農戶種植結構調整用水提補金額階段變化Fig.3 Stage change of water consumption amount in farmer planting structure adjustment under the presupposition of water saving for all farmers

階段農戶戶種植總收入/元戶實際用電量/度戶實際用水成本/元戶用水總支出額/元戶補貼額/元戶電費提幅支出額/元戶是否節水選擇村節水總戶數/戶村總用電量/度6甲9736.22480263.78408.00144.2296.00否0103633乙9736.22480263.78408.00144.2296.00否01036337甲9746.06480254.94408.00153.0696.00否10109991乙9746.06480254.94408.00153.0696.00否101099918甲13843.84960656.16816.00159.84192.00是20114862乙9751.84480248.16408.00159.8496.00否201148629甲13921.12960578.88816.00237.12192.00是100170395乙9829.12480170.88408.00237.1296.00否10017039510甲13972.43960527.57816.00288.43192.00是全部207267乙13972.43960527.57816.00288.43192.00是全部207267

注：6：有提補政策、全部農戶節水前提下所有農戶種糧(有提補政策、全部農戶種糧前提下所有戶節水)；7：有提補政策、全部農戶節水前提下10戶種菜；8：有提補政策、全部農戶節水前提下20戶種菜；9：有提補政策、全部農戶節水前提下100戶種菜；10：有提補政策、全部農戶節水前提下所有農戶種菜。

5 結 語

農戶種植利潤是其節水行動選擇的決定因素，制度安排是其參與節水集體行動的影響因素。“一提一補”節水機制的實施手段是“提價+補貼”，采取水費征收與補貼并舉的方式，通過提高水費激勵農民節水，通過水費補貼減輕農民壓力，使農民更容易接受；提價是消極性的負激勵約束，補貼是積極性的正激勵，按耕地面積對農戶節水補貼進行核算,如果農戶灌溉用水(電)高于全村的每畝用水(電)平均值，所獲節水收益則低于全村畝均分攤額度，即等于迂回方式的處罰，如果農戶灌溉用水(電)低于全村的每畝用水(電)平均值，返還的節水補貼會則高于全村畝均分攤額度,即等于迂回方式的獎勵，體現了激勵相容理念，在一定條件下能實現成員利益沖突下的集體一致行動。

提補節水模式在實現節水整體目標上也存在一定的局限性，如需要集體行動成員在生產結構、方式等方面差異性較小，更為適合在種糧地區推廣。而隨經濟發展環境的改善、外部市場條件沖擊，如果高耗水作物種植能大幅提高收入水平，即使仍采用節水措施，農戶用水行為將從“節水競賽”異化為“抽水競賽”，背離減少農業用水量的政策設計初衷。因此，要充分考慮提補節水模式發揮作用的階段性，及時完善政策體系、創新機制設計，從水價逐步延伸到水權改革，加快建立農業水權制度，推進農業灌溉用水定額細化分解到村到戶，并鼓勵開展各層面水權水量交易，突破農戶節水經濟回報下降、節水動力弱化的制度瓶頸，同時要健全用水戶協會的制度規則，加強相關政策的有效銜接，完善激勵相容機制，實現農戶用水與節水集體行動的公平性、一致性。