生態價值評估的選擇實驗法：原理與國內應用

秦彥強，余亞亮，劉瑞涵,2

（1北京農學院經濟管理學院，北京 102206；2北京新農村建設研究基地，北京 102206）

0 引言

政府為了確保環境工程的經濟性，保證工程帶來正的外部性，會進行成本收益衡量。其中環境的非市場價值包含了市場以外的環境效益，其價值衡量能夠為環境的投資成本或者環境政策的制定提供參考依據。環境的非市場價值評估的一種方法是通過調查人們愿意為環境改善提供的稅收進而對區域生態總價值進行核算，這種方法被稱之為條件估值法。近年來，作為條件估值法的一種補充性的研究方法：選擇實驗法(Choice Experiment Method,CEM)提供了一種重復調查個體需求，估算生態系統非市場價值的技術。國內對于CEM的研究也在逐漸增加，但是由于其區域生態價值估計研究往往較為孤立，區域之間的生態價值橫向比較則較為缺乏，這使得生態價值估計難以得到可比的結果，使得研究的可信度變得模糊。本研究在回顧CEM原理的基礎上，對國內有關CEM估值的區域間研究進行了整理，以求為CEM在環境估值方面的研究提供一定的參考。

1 環境非市場價值的估計方法

人們生存的環境的優化與破壞會影響到所在區域的居民的利益，由于環境給不同個體帶來的影響不同，因此需要個體層面的調查評估環境的非市場價值。1989年3月美國埃克森公司的“瓦爾迪茲”號(Valdez)郵輪號擱淺導致了原油泄漏事故，事故不僅造成了當地漁業的損失，生物多樣性的退化，也影響了人們的正常生活[1]。環境產品（服務）是公共的，其無法通過市場價格進行價值估計，因此西方學者借助效用理論對其進行評估。

分析非市場價值的兩類方法分別為顯示偏好法(revealed preference,RP)與陳述偏好法(stated preference,SP)。其中，SP通過將市場中成本收益的對稱轉換解釋為效用的正負轉換，進而將效用貨幣化。為了使消費者的效用達到均衡狀態，當環境改善給消費者帶來正的效用時通過意愿支付(WTP)帶來的負的效用進行抵消；當環境破壞帶來負的效用時利用意愿受償(WTA)帶來的正的效用進行抵消。對于一種環境產品與服務的優化帶來的效用和由于環境破壞損失的效用可以通過直接調查消費者WTP與WTA找到其環境產品對應的貨幣價值[2]。條件估值法(contingent valuation method,CVM)和CEM是估計生態價值的兩種代表方法。

2 條件估值法

CVM直接調查某種環境變化時消費者的WTA或WTP。但是直接調查本身就會影響這兩者的估值：Carson等發現如果分別詢問A與B的WTP，其WTP的和會大于直接詢問AB為一個整體的情況下的WTP，而WTA則會表現出相反的情況，這意味著僅僅通過改變AB的順序就能改變福利的最終估計；如果調研的環境物品發生數量變化的時候，消費者似乎難以感知到這些數量的變化，給出相近的WTP值（范圍遲鈍scope insensitivity)，Carson認為范圍遲鈍問題的存在可能是由于過高的環境產品的數量使得人們懷疑其供給的能力，所以將較多的WTP分配給較少數量的環境產品，而將較少的WTP分配給了較多數量的環境產品導致的[3]。

不僅如此，CVM進行環境估值面臨的問題還在于其在對環境多種屬性發生變化時進行估值時存在較大的困難，由于環境工程常常做不到僅僅改變環境的某一種屬性。因此選擇實驗法成為了替代CVM的一種有效的方法。

3 選擇實驗模型以及環境價值估計

CEM通過效用函數進行環境非市場價值的估計。其通過被試者對問卷進行重復選擇，解決了環境多屬性變化時的貨幣衡量問題。

3.1 效用函數

西方學者通過效用解釋人們的行為，其中Thurston建立了刺激在心理學中的地位，Marschak將心理學領域中的“刺激”解釋為了效用，這種效用被稱為隨機效用[4]，McFadden的隨機效用理論將個體間接效用分解為了可觀測的部分與未觀測到的部分[5]。可觀測的部分會影響直接效用，進而影響間接效用；而未觀測的隨機部分對間接效用函數沒有直接影響，因此其均值為0且遵循獨立同分布。數學描述見式(1)。

與傳統經濟學認為效用由同種商品數量決定所不同，Lancaster認為商品的屬性與數量同時決定了商品帶給人的效用[6]。因此，直接效用函數由環境屬性和環境屬性的水平表示見式(2)。

由于εn中含有個體n的特定因素，如果這些因素對于間接效用的影響是固定的，即可通過固定替代常數ASC進行抽離。參數向量β代表各環境屬性的邊際效用值，有時將β視為常數，主要觀察總體對于各個屬性的偏好，有時將β視為變量，認為存在著深層的個體因素影響每個個體之間的偏好，有時會將β視為隨機數，認為個體偏好有一定的傾向，但存在隨機變化[7]。

3.2 概率函數

CEM一般應用條件logit模型計算參數，而logit模型中存在無關選項不相關(Independence from Irrelevant Alternatives IIA)的特征[8]，IIA的固定替代特征源于logit模型的特殊形式：logit模型假定誤差項服從Ⅰ型極值分布，其替代選項之間的概率比為式(3)。

IIA意味著兩個選項之間的概率比例固定，兩選項的概率比例不會受到其他選項的干擾。而在著名的“紅藍巴士”問題中指出了選項之間固定替代的弊病[9]。為了擺脫IIA假定，改進logit模型的替代模式，衍生出嵌套logit模型為代表的廣義極值模型族，以對各個選項的概率分配重新指定[10]。

Probit模型假定效用函數的誤差項服從正態分布，其概率函數形式使其本身不存在IIA問題。因為當參數為服從正態分布的隨機參數，其參數隨機項會與誤差項合并，這使得probit模型允許個體異質性的存在。混合logit模型能夠近似任何形式的隨機效用模型[11]，其選擇概率函數為式(4)。

其中 f(β)為參數的密度函數。當 β=b且 f(β)=1時(4)式就會成為多元logit模型；當 β有多個不同的值每個值對應不同的比例時，就會成為潛在類logit模型[12-13]，模型形式見式(5)。

在混合logit模型中，隨機參數可假定的分布有正態分布，對數正態分布，均勻分布，瑞利分布和三角分布等。這些分布的假定基于研究者對應消費者偏好特征的理解。

3.3 福利的估計

計算消費者福利通常通過WTP和WTA的形式調整收入以保持總體效用不發生改變。由于效用函數納入了消費或收入屬性，所以直接求解效用最大值并通過價格或收入系數進行貨幣轉換即可得到某個方案的消費者剩余。屬性之間的交叉彈性可以得到他們之間的替代比例，如利用屬性與價格屬性的交叉彈性可以獲得某屬性的MWTP值。

在線性形式的效用函數情況下，對于某一屬性的MWTP值，可通過某屬性與價格屬性的交叉彈性進行估計，進而得到每個屬性的不同MWTP值，進而對不同屬性的分配比例提供依據，某一屬性的MWTP可通過式(6)估計。

價格屬性參數為β，某一替代方案的WTP則可以通過某備擇選項與現狀之間的效用差計算，見式(7)。

4 CEM評估生態價值的國內研究情況

雖然國外對于CEM的研究已經逐漸成熟，但國內研究相對較少。2013年樊輝等[14]對國內相關方向提及的5篇文章基礎上，本研究從資源科學，生態學報，生態經濟，自然資源學報，西北農林科技大學學報，干旱區資源與生態，生態科學，北京大學學報等雜志中獲得相關文獻59篇，其中包括博士論文18篇，期刊論文41篇。論文發表趨勢見圖1。

圖1 CEM應用于資源估值的論文數量

早期應用CEM進行環境價值評估的文獻為徐中民等[15]對于額濟納旗的生態恢復價值的估計和金建軍[16]對于澳門固體廢棄物的管理價值的研究，CEM在2013到2018年快速增長并達到頂峰，最多發文量在2017年和2018年。在41篇期刊論文中，不同期刊的論文發表情況見圖2。

圖2 可見，資源科學，干旱區資源與環境和生態學報對于CEM的應用相對發文較多，而其他雜志發表相對較少。

圖2 CEM應用于資源估值的期刊發文結構

5 CEM估計生態價值的應用

CEM在環境估值的國內應用方向主要包括了補償額度的核算，環境資源價值估計，環境治理成本估計，環境友好型技術補貼成本核算，生態系統服務價值估計，生物保護價值估計，水資源保護價值估計，環境政策設計和城市管理等方面。

因為對于相對封閉的景區來說，游客是景區環境改善的受益者，因此一般通過調研游客的效用估計景區改善的收益，而對于相對開放的區域生態環境而言，其受益者主要是區域內部的居民。因此本研究利用環境相關利益主體將生態價值估計研究分為了兩種：景區價值估計與區域生態價值估計。

5.1 景區價值估計

景區生態價值的研究中根據游客對景區風景的實際偏好和意愿支付價格對不同方案的價值進行估算，不同生態主體與研究者不同的關注點與對景區價值的理解會很大程度上影響結果的估計。例如王喜剛和王爾大[17]，王爾大等[18]聚焦于景區的旅游資源和管理價值，他們認為景區的功能性景觀的價值（自然價值）與維護成本（管理價值）是其生態旅游價值的體現；而王乙等[19]關注的是景區的特色景點與游客的出行方式，王乙等認為景區的生態旅游價值可以由游客的游憩價值所代表。許荔珊等[20]則聚焦于景區的生態價值與娛樂價值，認為景區旅游價值由游客的游憩價值與景區的生態價值構成。陳欽等[21]，程秋旺等[22]則將景區價值分為了自然因素，管理因素和社會因素。其中景區的最優方案價值估計情況見表1。

表1 景區環境價值估計的研究

景區環境價值核算中，以門票價格核算得到的景區環境價值在7.78～127.12元/人次；旅行花費得到的景區環境價值在265.51～1381.38元/人次，說明旅行花費核算得到的環境價值大于門票價格核算得到的環境價值。如果研究者將游客的整體旅行花費核算在內作為景區價值參照，則會得到較高的人均意愿支付，而使用門票價格作為景區價值參照，則會得到較低的人均意愿支付。這反映了學界的兩種觀點：如果認為旅游地管理改善能夠給旅客整個旅行帶來正的效用，則貨幣屬性應該以旅行成本為標準；如果認為旅游地管理獨立于旅客的其他旅行成本，則應該通過門票價格變動作為景區環境改善的標準。

5.2 區域生態價值的估計

區域生態系統價值的研究可以為環保工程的實施和環保政策的制定提供理論依據。學者估計生態價值的普遍做法是將研究對象的功能特征作為生態價值的構成或者將生態系統的構成作為其價值的構成。在耕地價值的估計中：馬愛慧等[23-24]將耕地面積，耕地肥力和周邊景觀作為耕地的價值構成，他們的研究中耕地的功能決定了其價值；楊欣等[25]研究的農地價值包含了農地，河流，空氣與生物等主體，他們的研究中農地價值是以農地為主的生態系統的全價值。在濕地價值的估計中：李京梅等[26]，蘇紅巖等[27]，高琴等[28]毛碧琦等[29]研究的濕地價值包括了植被，水，生物等主體，他們濕地價值為以濕地為核心的生態系統的價值。流域生態系統價值的估計中：蔣毓琪等[30]的研究中流域生態系統的價值則包含了調節水量，凈化水體，改善城市小氣候等，他們的研究中，流域生態系統的價值也是通過其功能實現的；王奕淇等[31]的流域價值中則包含了水質，河流，物種，水土流失情況，他們認為流域生態系統的價值由損害的價值和現有的價值構成。樊輝等[32-33]的流域生態價值則包括了自然景觀，沙塵天數，森林，草地，旱生植物和水質等。城市生態系統價值的估計中，石春娜等[34]將城市生態服務功能作為了城市生態價值的構成。濱海生態系統價值的研究中，單菁竹等[35]將濱海景觀，水質，生物等作為濱海生態價值的構成。

選擇實驗法也應用于環保政策的優化與實施。其思路是通過農戶對環保項目方案的權衡，進而確定最佳環保項目的方案。李皓等[36]設計“稻改旱”的環保項目合同方案，以避免政府與農戶之間產生利益矛盾；高揚等[37]設計了綠色防控技術的政策方案，以改善相關政策。顏儼等[38]將污染天數作為空氣資源價值的實現方式，通過人們避免空氣污染的需求確定空氣治理的效益。徐濤等[39-40]研究了現行兩型技術補貼政策，并通過設計不同的政策方案確定補貼的形式，標準與內容，保證政策的實施。趙正等[41]則對北京市林業政策的改進方案進行了相應的設計。

除此以外還有對于特定資源價值的研究。水資源價值的研究中，萬倫來等[42]將富營養程度，長江引水量和湖泊自然景觀作為了水資源的價值構成，其將游憩價值與水污染作為了水資源的價值實現方式。物種價值的研究中，張殷波等[43]通過物種的利益相關者的訴求確定了物種的價值屬性。他們的研究將利益相關者的需求作為了物種價值的實現方式。徐濤等[44]將水、耕地和農產品質量作為技術效益的構成。區域生態價值量核算結果可見表2。

由表2可見，區域生態價值核算普遍以個人WTP、家庭WTP為基礎進行核算，以WTA進行核算的研究則較少；以個人WTP核算的環境價值在23.77～1066.99元/（人·年），而以家庭WTP核算的環境價值在21.77元～769.42元/（戶·年）；同一研究區內，城鎮居民所給出的平均意愿支付相較于農村居民更多。張晨等對于城鄉之間的支付差異分解的研究認為，城鄉居民的不同偏好是導致差異的基本原因，其中收入是其最為主要的因素[45]。

表2 區域生態價值估計的研究

續表2

除了在特定選擇方案中核算最優環境策略的價值，CEM仍有其他方面的應用。例如城市環境管理的改善[46]，生態利益主體的區分[47]，生態利益主體的選擇偏好[48-49]，環境政策的設計[50-51]，生態價值的不同核算方式[52]等。

6 結論

本研究對國內有關選擇實驗法的59篇文章進行了分析，結果發現：國內CEM應用分為了景區生態價值和區域生態價值的研究，其中區域生態價值的研究包括了為環保工程的實施和環保政策的制定、環保政策的優化與實施與特定資源估值的研究。以門票價格核算得到的景區環境價值在7.78～127.12元/人次；旅行花費得到的景區環境價值在265.51～1381.38元/人次，說明旅行花費核算得到的環境價值大于門票價格核算得到的環境價值。兩種不同核算方式得到的價值存在較大差異，因此應重視對于兩者選擇的考慮。區域生態價值核算普遍以個人WTP、家庭WTP為基礎進行核算，以WTA進行核算的研究則較少；以個人WTP核算的環境價值在23.77～1066.99元/（人·年），而以家庭WTP核算的環境價值在21.77元～769.42元/（戶·年）。以個人WTP得到的價值量之間的差異大于以家庭WTP得到的價值量，說明個人為單位核算的價值量具有一定高估的風險，應當重視不同核算方式之間的區別。