气候适应经济学新视角:基于博弈模型的干旱与洪水韧性研究

《Environmental and Sustainability Indicators》:Strategic Climate Adaptation Economics: A game model on resilience to droughts and floods

【字体: 时间:2026年01月05日 来源:Environmental and Sustainability Indicators 5.6

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  本研究针对中低收入地区面临日益频繁的干旱与洪水序列挑战的背景下,探讨了半城市化人口如何通过合作与基于自然的解决方案(NbS)构建气候韧性。研究人员通过70份访谈和混合方法,建立了一个博弈论模型,揭示了当NbS积累的长期贴现收益超过背叛的即时激励时,稳定合作得以形成。研究提出了五种韧性类型分类,并发现当贴现因子δ ≥ 0.65时,合作成为最优策略。该研究为理解在资源有限条件下,社会资本和NbS如何共同促进气候适应提供了重要的理论框架和政策启示。

  
在全球气候变化加剧的背景下,极端天气事件如干旱和洪水正变得越来越频繁和强烈,给全球社区,尤其是中低收入地区的农业社区带来了严峻的挑战。然而,有一些社区,例如哥伦比亚加勒比海地区的某些城市,已经与这种连续的水文气候极端状况共存了超过50年。这些地区仿佛是未来气候的“活体实验室”,它们所积累的适应经验对于其他即将面临类似挑战的地区具有宝贵的借鉴意义。当前的研究往往侧重于物理基础设施或单一灾害的风险管理,对于社区成员如何通过战略互动、合作以及投资于基于自然的解决方案(NbS)来协同构建长期韧性的机制,尚缺乏深入的理论模型和实证分析。特别是在资源受限的环境中,个体适应决策与集体行动之间的张力,是理解可持续适应路径的关键。
为了填补这一空白,本研究发表在《Environmental and Sustainability Indicators》上,旨在探索半城市化人口在面对连续的干旱和洪水时,如何协调并维持韧性。研究团队采用了混合研究方法,将深入的定性访谈与定量数据相结合,以构建一个坚实的理论基础。具体而言,研究人员在2019年6月、2021年1月至3月、2024年3月和8月以及2025年1月期间,对哥伦比亚北部五个省份(拉瓜希拉、马格达莱纳、玻利瓦尔、苏克雷和塞萨尔)的农民和渔民社区进行了70次半结构化访谈。访谈对象通过目的性抽样选取,以确保涵盖不同的耕作方式、作物类型、土地保有权和社会经济条件。访谈内容涉及农民对气候风险的认知、适应策略以及韧性机制。访谈录音被逐字转录,并采用主题分析法(Braun & Clarke, 2006)进行编码和分析,以归纳出关键主题和模式。这些实证发现被用于构建一个博弈理论模型,该模型形式化地描述了农民在面对水文不确定性时,在合作投资NbS与采取利己行动之间的战略决策。
研究结果揭示了社区韧性的多个维度。首先,研究人员识别出驱动韧性的关键因素,包括非计划性适应和多种基于自然的解决方案(NbS)。非计划性适应指的是农民基于长期经验自发形成的应对策略,例如根据降雨模式调整种植计划、在洪水季节将牲畜转移到高地等。然而,这些策略由于贫困和资源有限而显得脆弱。NbS则体现了社区利用生态系统服务来减缓和适应气候影响的智慧,例如建设社区高地作物岛屿以应对洪水、保护沼泽龟类以调节水流、 interconnection 溪流、河流和沼泽以改善水流、放养传统鱼苗以保障食物安全、种植具有保水特性的本地树木(如Caracolí、Guamito等),以及规范渔网网眼尺寸以保护鱼类生态系统。
其次,研究提出了一个五种类型的韧性分类法,这源于对农民访谈内容的深入分析:(i) 弱韧性:农民难以有效适应和恢复;(ii) 逃离型韧性:通过暂时迁移来规避风险;(iii) 强韧性:通过投资和改进效率来维持生产活动;(iv) 外部支持型韧性:依赖政府补贴或外部援助;(v) 多样化/实验型韧性:不断尝试创新,如作物多样化、采用新技术。这一分类有助于更精细地理解不同群体的适应能力和需求。
第三,研究强调了心理韧性的重要性。对于长期经历干旱-洪水序列的社区而言,心理韧性是其适应能力的核心。他们将极端事件视为自然环境固有的、可预测的挑战,而非灾难,并通过代际相传的知识和“自然提供”的信念来维持心态的稳定。这种与自然节奏深度联结的认知方式,构成了他们能够在动荡环境中坚持下来的心理基础。
第四,研究深入探讨了农民不愿离开故土的原因,包括通过多样化活动(如农渔结合)应对气候变率、深厚的祖先经济实践与文化韧性、对城市迁移复杂性的认知(如需要重建社会资本)、牲畜流动性作为一种适应策略,以及邻里合作的关键作用。这些因素共同作用,使农民能够在反复的气候冲击中坚持下来。
最后,也是本研究的核心贡献,是构建了一个合作博弈模型来分析农民在应对洪水和干旱中的行为。模型将农民视为重复博弈中的参与者,他们在每个水文气候周期(干旱、洪水、正常)中决定是选择合作(C)(如贡献资源维护NbS、帮助邻居)还是背叛(D)(只关注自身短期利益)。合作行为会产生成本,但能积累社区的NbS资本(如湿地恢复、 riparian 植被),从而降低未来极端事件对所有成员造成的损害。社会资本(SC)通过影响背叛行为的社会惩罚(如声誉损失)来调节合作的稳定性。模型通过计算不同策略下的收益,并引入贴现因子(δ)来衡量参与者对未来收益的重视程度,推导出合作能够成为稳定均衡(即纳什均衡)的条件:当贴现因子δ超过一个临界值(δ*)时,长期合作的收益将超过一次性背叛的短期诱惑。模拟结果表明,通过增加合作激励(例如,共享高地资源使得合作回报R增加),可以将临界贴现因子从不可行的1.65降低到可行的0.65。这意味着,只要参与者对未来有足够的重视(δ ≥ 0.65),合作就能够持续下去。
在讨论部分,作者指出,这项研究通过博弈论框架,将合作、社会资本和NbS置于气候适应分析的核心位置。研究提出的五种韧性类型表明,韧性并非单一概念,而是包含从被动接受到主动创新的连续谱系。NbS的成功实施和维持强烈依赖于社会资本,而成功的合作经验又能进一步强化社会资本,形成一个正向反馈循环。心理韧性的概念——“两栖生活方式”的提出,强调了适应不仅是物理上的恢复,更是心理和社会文化上对不稳定环境的长期接纳和驾驭。博弈模型的关键启示在于,政策干预应致力于改变合作博弈的收益结构,例如通过外部支持降低NbS的投资成本、增强合作带来的收益(R),或提高背叛的社会成本(P),从而降低维持合作所需的临界贴现因子,使合作在现实中更容易实现。
研究的结论是,在资源有限的中等收入 settings 下,通过合作和NbS积累来构建对连续干旱和洪水的韧性是可行的,但其可持续性依赖于参与者对未来合作收益的重视程度(即贴现因子δ)。增加合作激励(如共享资源)可以使合作在更低的δ值下变得稳定(如δ ≥ 0.65)。农民和渔民的传统NbS实践和合作规范是宝贵的适应资源。因此,旨在增强韧性的政策和项目应针对已识别的不同韧性类型进行定制化设计,并通过支持NbS和加强社会资本来促进合作行为的长期稳定性。
本研究也存在一些局限性,例如模型对农民行为的同质性假设、参数尚未进行大规模实证校准,以及心理韧性的评估主要基于自我报告而非标准化量表。未来的研究可以纳入更多的异质性、空间显式的水文动力学以及更精确的心理测量工具,以进一步提升模型的现实解释力和预测能力。尽管如此,这项研究为理解社区层面的气候适应动力学提供了重要的理论工具和政策视角,强调了在气候变化的时代,将生态智慧、社会合作和经济激励相结合的重要性。
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