研究

地下水治理的博弈:印度安得拉邦的实地实验

• 摘要
• 简介
• 安得拉邦地下水状况
• 灌溉研究的实验游戏
• 方法
  • 游戏结构
  • 支付方式
  • 抽样
  • 模型
• 结果
• 结论
• 对本文的回应
• 致谢
• 文献引用

介绍

地下水利用是全球水资源管理的一个紧迫问题。地下水的主要用途是灌溉，这占用了全球淡水提取的70%，其中43%来自地下水(Siebert等，2010)。用于灌溉的地下水使用在绝对和相对意义上都在增加(Siebert等，2010年)。

印度是世界上最大的农业地下水使用者(Shah 2009)。根据第四次小型灌溉普查(2006-2007;http://micensus.gov.in/)，在2000-2001年至2006-2007年间，浅管井的数量由835万口增至912万口，深管井的数量则由53万口增至144万口。如今，60%的灌溉需求是由地下水来满足的，这表明灌溉越来越依赖水井。与印度85%的饮用水需求来自地下水(世界银行2010年)相比较，印度的地下水资源面临着巨大的压力。中央地下水委员会(2013年)捕捉到的季风前十年趋势显示，地下水位下降也反映了这一点:从2002年到2012年，约50%的测试井显示地下水位下降，36.77%的井显示地下水位低于地面0-2米，约13%的井显示地下水位下降0-2米。在拉贾斯坦邦、旁遮普、哈里亚纳邦、德里和安得拉邦，水位下降超过400万桶的情况很突出。评估的4277个区块(街道行政单位)中，有1494个(约26%)属于半临界(使用>年地下水净可用性的70%)、临界(使用> 90%)和过度开采(使用> 100%的补给);所有这些类别的水位在季风前或季风后都有显著的长期下降。

地下水是一种公共资源:一个用户的开采会减少其他用户的地下水可用性，但如果用户拥有水井和水泵所需的土地和资金，就很难排除用户或限制他们的开采(Ostrom et al. 1999)。对搭便车行为的检测也是一个典型的挑战，因为资源是不能直接观察到的，而且，与地表灌溉不同，用户不是从可见的公共渠道取水，而是单独从隐藏的含水层取水。像许多其他公共资源的用户一样，在世界许多地方使用地下水的农民面临着一个困境:他们必须在资源开采的短期个人收益和资源的长期可持续性之间做出选择，特别是在补给有限的硬岩石含水层，高耗水作物比低耗水作物更有利可图(Garduño et al. 2009)。

许多分析人士强调国家在控制地下水开采方面的作用(例如，澳大利亚和西班牙的Ross和Martinez-Santos 2010)。然而，国家控制需要高度的国家能力来监测地下水位和许多分散用户的使用。Bekkar等人(2009)认为，国家行动是必要的，但不足以有效地管理地下水。即使在有国家能力的地方，也经常需要额外的社区努力来有效地管理地下水(Mitchell et al. 2011)。

在印度，政府管理地下水使用的能力有限(Shah et al. 2012)。国家的主要监管措施集中在那些被宣布使用了过高比例的补给的区块，限制在现有水井的一定距离内为泵提供电力连接，或调节对水井的电力供应。然而，有电力供应的农民通常得到统一费率或高额补贴的农村电力，这几乎没有激励他们节约用水。印度农业的政治经济学限制了这些或其他国家控制地下水的措施的实施(Mukerji和Shah 2005年，Mukherji 2006年，Faysse和Petit 2012年)，而那些能够购买柴油泵的人往往可以绕过规定。

在许多情况下，包括地表灌溉、森林和牧场，对资源使用进行自我调节的集体机构已经演变成解决这种共同资源困境的机构。但是，由于缺乏明确的边界或资源储存和流动的可见性，以及在个别土地上安装和使用水井的管制困难，地下水对这种共同管理的演变构成了特别的挑战。奥斯特罗姆(1965)的论文研究了加州地下水治理的这类机构，布罗姆奎斯特(1992)和其他人的工作研究了促成这种安排的因素。

当这种自我治理没有出现时，我们能做些什么呢?正如世界银行(2010:xvii)指出的那样，“尽管成功的社区地下水管理行动的‘该做什么’要素——可行动的资源信息、社会动员和促进变革的激励措施——广为人知，但明显缺乏基于社区的地下水管理的经过验证的模式。”一种应对措施是通过非政府组织(ngo)提高人们对地下水过度开采问题的认识和解决方法(Garduño et al. 2009)。方法可以包括通过上层集水区的管理增加地下水补给，但通常也需要包括某种形式的需求管理，以限制取水，通常是通过社区地下水预算或限制种植的作物类型或水提取和应用技术(特别是滴灌)。作物选择尤其有用，因为它对地下水的使用有重要影响，而且相对容易理解和监测，van Steenbergen(2006)认为这是一种交易成本较低的简单规则的例子，对社区行动提供了重要的基础。然而，这些措施的成功最终取决于农民的决定。Bekkar等人(2009)、Kuper等人(2009)和Faysse等人(2014)发现，帮助农民了解地下水资源的性质以及他们的行为如何影响资源条件的干预措施可以为社区应对提供基础。这些干预措施是社会学习的例子，将利益相关者聚集在一起，发展合作所需的能力和信任，Pahl-Wostl等人(2007,2008)认为，这对水资源管理越来越重要。

一些研究使用不同的方法检验了集体行动和人类行为的决定因素，包括定性和定量的数据收集和分析、公共资源实验和行动研究(Baland and Platteau 1996, Meinzen-Dick et al. 2002, Poteete et al. 2010, Janssen and Anderies 2011)。越来越多的研究人员对农村社区的农民进行框架实地实验(也称为实验游戏)，以收集人们在面对现实资源挑战(如稀缺的水供应)时如何表现和合作解决集体问题的信息。这些方法越来越多地用于衡量集体行动和测试有关公共资源(包括灌溉)行为的理论(Cardenas 2000, Anderies等人2011,Janssen和Anderies 2011, Janssen等人2012,Cardenas等人2013)。

在这里，我们研究了影响印度安得拉邦地下水使用者对这一公共池资源的治理和管理行为和态度的主要因素。我们使用了一个框架式的实地实验来观察人们如何做出与种植什么作物和使用多少地下水有关的决定。早期大多数关于地下水实验的研究都是在学生参与者中进行的(但参见Salcedo Du Bois 2014)。我们的研究是在印度安得拉邦坚硬的岩石含水层中经历地下水问题的农民中进行的。我们的目标是了解社会和生物物理背景变量，这些变量可以解释参与者在模拟作物选择上的决定，了解在实践中影响地下水使用的因素。更好地了解影响人们地下水使用行为的因素，对于未来设计旨在改善印度地下水治理的项目非常有价值。

接下来，我们提供了安得拉邦实地研究背景信息。在此基础上，简要回顾了灌溉共用池资源管理框架田间试验的相关文献。然后我们描述了整体研究和实验游戏的设计。最后，我们在个人和群体层面提出并分析了研究结果，并总结了这些研究结果对地下水治理的影响。

安得拉邦地下水情况

印度安得拉邦高度依赖地下水，地下水灌溉面积达317万公顷，超过灌溉总面积(628万公顷)的一半，并满足日益增长的人口大约80%的饮用水需求(地下水管理局，http://www.aponline.gov.in/apportal/departments/departments.aspx?dep=20&org=148&category=about#file4)．这些地下水大部分来自坚硬的岩石含水层，这些含水层的地下水分布零散，储量低(世界银行，2010年)。自20世纪80年代中期以来，地下水使用量急剧增加，导致地下水位下降。自20世纪80年代以来，水井的数量从80万口增加到250万口，地下水灌溉的土地几乎增加了两倍(地下水管理局，http://www.aponline.gov.in/apportal/departments/departments.aspx?dep=20&org=148&category=about#file4)．国家分为1227个地下水区块，其中300个在2008年处于临界或过度开采水平，208个处于半临界水平(世界银行2010年)。Kumar等人(2011)描述了一种更为悲观的情况，认为由于低估了系统的流出量，地下水的过度开采被低估了。他们认为地下水灌溉在2000-2001年超过了可持续的抽水量。

扭转这种局面并非易事。尽管地下水是一种公共资源，但在安得拉邦的大部分地区，地下水没有在公共财产制度下进行管理，这对资源的未来构成了严重的风险。由于资源的隐形特性和监测私人抽水的困难，执行具体的立法来调节地下水的使用是困难和昂贵的(Kemper 2007)。个人建造和运营油井，尽管有规定在现有油井的一定距离内开发油井，除非油井所有者申请连接电力，但国家在执行油井开发方面几乎没有什么作为，更不用说油井的运营了。缺乏关于潜在资源动态的信息，特别是在坚硬的岩石含水层，使得社区很难采取行动。此外，地下水的更新需要很长时间，进一步掩盖了使用、补给和水的可用性之间的关系。私人为水井提供资金意味着，富裕的农民在获取地下水方面具有优势，因为他们更有能力负担水泵和加深水井。

印度和安得拉邦已经制定了几个方案和倡议来解决地下水过度开采的问题。2002年，印度政府制定了《国家地下水补给总体计划》，鼓励通过人工地下水补给恢复地下水位。该计划估计，通过使用特定的补给结构和城市地区的屋顶雨水收集，总共可以为360亿立方米的雨水进行补给(世界银行，2010)。然而，世界银行(2010)认为，由于确定最合适补给地区的标准，包括剩余水的可用性和含水层的储存空间的可用性，总体规划可能无法到达地下水过度开采更为严重的地区。解决地下水枯竭问题的两大战略是:(1)通过流域管理增加补给，(2)通过社区地下水管理减少开采，这可能包括限制新井、共享现有井中的水、地下水预算和对水密集型作物的限制(关于安德拉邦使用的三种主要方法的审查，见Reddy等人2014;另见Garduño et al. 2009)。特别是作物选择是地下水使用的一个可见指标，但是社区中并不总是了解作物和地下水使用之间的联系。

生态安全基金会(FES)和Jana Jagriti (JJ;是两个非政府组织，他们与安得拉邦的社区合作，加强公共资源的管理，包括水的管理。小洁在26个居住地工作，横跨3个mandals在Chittoor和Anantapur(行政区划)，就与农村生计和自然资源治理相关的问题进行了20多年的研究。它的工作包括促进可持续农业、发展流域、制定加强土地和水治理的体制安排以及提高公众意识等活动。该组织拥有一支由敬业的实地工作人员组成的团队，他们不断与所在村庄的社区进行互动，以确定和解决人们在生计方面面临的问题。这项工作的大部分资金来自各种政府来源，如国家农业和农村发展银行(NABARD;印度顶尖的农村再融资机构)、流域发展项目以及其他政府流域发展计划。FES在印度8个邦的8000个村庄开展工作，通过地方自治机构促进自然资源、森林和水的保护和可持续管理。FES从印度和国际资金来源获得多样化的资金;Ananthapur项目的资金来自NABARD、印度斯坦联合利华基金会和塔塔信托公司。这两个非政府组织都为村民提供了测量地下水位的工具和专业知识，并与村民一起研究水预算、作物选择和地下水位之间的关系。

FES和JJ在Ananthapur和Chittoor地区开展流域管理工作，这两个地区被划分为干旱至半干旱地区，平均降雨量为500至700毫米/年。Ananthapur是该国最缺水的地区之一，有10万小型灌溉单位(第四次小型灌溉普查;http://micensus.gov.in/)．在Ananthapur，管井灌溉面积的比例从1998-2001年的44%上升到2010-2012年的76%;在同一时期，挖井和开凿井灌溉的面积比例从27%下降到只有4%，水箱灌溉的面积比例从22%下降到大约15%(根据1998-1999年和2011-2012年安得拉邦灌溉和运河区域发展部门的三年平均数据得出)。

由于没有常年河流，阿纳萨普尔一直依赖于当地的雨水收集和管理系统，如馈线渠道、水箱级联链和水体网络(Rukmini和Manjula, 2009年)。这些水体是Ananthapur农村社区经济和文化结构的组成部分。2004年，Ananthapur地区收集器进行了一项调查，确定了5800个水体，其中1373个是大型水箱，其指挥面积为0.4平方公里，2094个是小型水箱。调查发现，四分之一已确定的水体功能失调;管井数量的迅速增加削弱了管理社区灌溉系统的积极性，而社区灌溉系统一直是农业的支柱，实际上也是阿南德布尔农村经济的重要组成部分。考虑到该地区的许多家庭买不起管井，同时水箱等传统灌溉资源也日渐衰弱，大量农民无法以合理的保证从事农业。这些农民发现自己的处境是，他们被迫减少耕作，或发现自己陷入无法管理的债务陷阱。

Ananthapur主要有结晶岩层，这意味着地下水位有很大的波动。虽然在雨季和良好的季风过后，水位都是正常的，但随着旱季的到来，水位会迅速下降。考虑到阿纳托普是印度最容易发生干旱的地区之一，在降雨量低于平均水平的年份，地下水水位的下降是不稳定的。这一情况需要根据该地区不断变化的农业格局加以审查。如今，西红柿、向日葵、桑葚和水稻等耗水作物主导了该地区的农业景观，逐渐排挤了小米和豆类等作物。这种趋势，加上经常发生的干旱，导致了含水层的枯竭。时间序列数据分析表明，Ananthapur地区55%的井显示水位下降，范围在0.15 - 0.65米/年之间。季风前趋势表明，在2000-2012年期间，Ananthapur 87%的水井水位下降(中央地下水委员会，2012年)。65年的mandals在该地区，> 40处于临界、半临界和过度开发三类(中央地下水委员会2012)。

我们的研究是在NP Kunta和Tanakal进行的mandalsAnanthapur。尽管这两个mandals由于属于安全范畴，地下水枯竭是一个明确而现实的危险。的许多克“村务委员会”(最低级政府单位，包括几个居住地)mandals在夏季经历严重的缺水，在干旱期间会变得更加严重。这给农民带来了巨大的损失，但即使是非农民也受到地下水位下降的影响，耗尽了家庭用水供应。妇女尤其受到影响，因为她们通常负责家庭供水，而家庭供水也依赖地下水。在组织实验游戏的许多村庄，地下水中氟化物含量很高，对健康构成严重危害。饮用水的缺乏迫使许多人定期购买水罐，这增加了农村家庭的经济负担。最后，在某些情况下，饮用水和灌溉用水的短缺迫使家庭迁移。这些事实表明，建立健全的地下水治理机制以加强阿纳萨普农村经济支柱的紧迫性。

灌溉研究的实验游戏

框架实地实验经常被用于更好地了解如何做出使用自然资源的决策以及哪些因素影响合作决策(Cardenas和Carpenter 2008, Vollan 2008, Anderies等人2011,Prediger等人2011)。这种实验游戏让研究人员能够分离出制度安排的特定方面(如交流能力)，同时研究用户特征对决策的影响。它们被设计用来测试特定研究问题的假设，如廉价言论或昂贵制裁的影响(Ostrom等人1994,Fehr和Gächter 2000)，或研究结果对不同文化的敏感性(Cardenas 2000, Cardenas等人2000,Herrmann等人2008,Henrich等人2010)。尽管在不同的社会困境实验中，情境因素会影响合作水平，但对于不同类型的文化而言，合作影响因素的基本见解是稳健的。

关于共同资源的框架实地实验通常假设每一轮都存在相同的决策问题，每一轮的结果变化是由参与者的决策变化引起的(Ostrom等人，1994年)。在一个典型的实验中，会详细解释收益结构，并在实际游戏开始前测试参与者对指令的理解程度。所有的决定都是私下做出的，参与者根据他们所做的决定获得个人的货币支付;这些款项将在实验结束后私下提供。

这种游戏只允许我们观察实验过程中做出的决定，因此，人们可能会质疑实验结果的外部有效性。然而，有实际资源使用者参与的框架实地实验表明，在实验中做出的决定可以解释实际资源使用的独立观察结果(Rustagi et al. 2010, Anderies et al. 2011)。

公共资源框架实地实验研究的最新进展之一是更明确地纳入生态动力学(Janssen等，2010,2012,Cardenas等，2013)。通过包括资源消耗等动态因素，实验表明，参与者对过度采收的短视行为更敏感，优先考虑短期收益而不是长期收益(Herr et al. 1997, Moxnes 1998)a、b)．在我们进行的实验中，参与者可以随着时间的推移耗尽地下水资源，时间被表示为实验的回合数。

关于公共池资源的实验研究，有少量文献明确地以地下水为重点。Gardner等人(1997)表明，与将进入地下水的人数限制在更少的参与者相比，配额制度会导致群体共享地下水的最佳结果。Suter等人(2012)表明，与非空间表征相比，地下水博弈的空间表征导致更少的近视行为。Salcedo Du Bois(2014)比较了学生参与者和墨西哥农民的地下水实验，发现学生参与者的近视行为更少。我们使用的实验设计遵循Cardenas等人(2013)的传统，即在每一轮中，资源的补充量与资源的使用程度无关，如果参与者提取的资源单位多于补充的资源单位，那么他们可能会过度收获资源。

地下水资源显示出一些阻碍合作成果发展的特殊挑战。如果农民拥有或租赁土地，并能投资水井，他们可以很容易地获得地下水资源。然而，开发地下水系统的自治规范通常更具挑战性，因为灌溉人员可能对公共池资源的边界、结构和容量的信息有限(Schlager 2007)。由于参与者是拥有少量土地的农民，很少有其他创收途径，选择是否使用灌溉可能意味着维持基本生活水平和稍微提高生活水平之间的差别。由于地下水资源的隐形特性，对地下水使用者来说，最初的占用和供应问题不太明显。我们设计的游戏明确了个人作物选择对总体地下水位的影响，然后研究了影响农民选择耗水(但有利可图)或耗水(但不赚钱)作物的因素。随后社区内部的汇报会议将游戏与地下水使用和枯竭的实际经验联系起来，并为非政府组织提供了一个入口，讨论社区如何更可持续地管理地下水。然而，我们这里的重点是影响作物选择的因素。

方法

游戏结构

我们采用了一项地下水治理试验，模拟作物选择对地下水水位的影响(详细的试验方案见附录1)。在每个住宅(一个命名的，独特的房屋群，构成当地社区)，两组参与者被招募:五男五女。在实验过程中，其他社区成员被排除在进行实验的房间之外，以减少外界对参与者的干扰或影响。每组进行两场连续的游戏，每组10轮(尽管参与者没有被告知有多少轮)。在第一场比赛中，参与者之间不允许交流。第一个游戏结束后，指导小组进行3分钟的游戏讨论。由一名现场小组成员担任秘书，记录交流期间讨论的话题。讨论结束后，进行第二轮游戏，这一次的交流时间很短，每轮最多1分钟。

在每次实验开始时，小组共享50个单元的单一共享地下水资源。在每一轮中，参与者被要求从两种作物中选择一种种植:作物A，使用一个单位的地下水，提供两个单位的收入;或作物B，它使用三个单位的地下水，提供五个单位的收入。球员们被要求每一轮都模拟拉比,或者旱季，主要依赖地下水。参与者私下将他们选择的作物记录在一张手持纸上。他们的决定被一名现场团队成员记录下来，每个参与者的最终回报被写在他们的决策表上。水单元的总数被集团公开表示董事会记录显示有多少单元地下水仍(图1)。设计用于实验的教学过程一开始会话,进行游戏本身,表示董事会印有说明不同类型的作物,钻井,列显示水位,说明水的消费和支付每个作物,以及如果所有玩家选择作物a或作物b，每轮结束时的地下水位演示图。在第1轮之后的每轮开始时，通过在总地下水资源中添加5单位水来模拟含水层补给。这个小组玩了10轮游戏，或者在一局结束时，地下水资源的剩余水量小于10单位。这一条件确保补充后至少有15单位的水可用，所有参与者都可以选择作物B，而不需要达到负地下水量。

游戏的水需求-收益结构是这样设置的:如果所有参与者每一轮都选择种植作物A，那么游戏就可以无限地继续下去。如果所有人都选择作物B，那么地下水资源将被耗尽，游戏将在四轮后结束，这就是纳什均衡，在这个均衡中，每个参与者都被认为是理性的，按照自己的利益行事，并假设其他人也这样做。纳什均衡下的群体收入是100单位收入。游戏中存在许多由作物B(22次)和作物A(28次)的选择组合所组成的游戏变体，从而导致社会最优，即群体获得166单位的收入。如果协调得当，地下水资源可以维持整个10轮，直到第10轮结束才耗尽。参与者没有被告知游戏会有10轮，尽管在玩完第一场游戏后，第二场游戏的情况就基本明朗了。

在与男子及女子团体的会议结束后，实地考察小组在社区范围内举行简报会，讨论地下水演习及收集比赛结果。汇报是一种参与式活动，鼓励讨论地下水枯竭的问题以及农民对此可以做些什么。在这种情况下，汇报类似于Faysse等人(2014)在法国、葡萄牙和摩洛哥讨论地下水问题的参与式研讨会，但没有包括政府机构，并将奥运会作为讨论的起点。我们的社区报告会通常在比赛结束后的下午或晚上举行，但有些情况下，它必须在第二天举行。汇报是一种有指导意义的对话，让游戏参与者将他们在游戏中的经验与他们所在地区的地下水情况联系起来，并与其他社区成员讨论可能采取的行动方针。与实验阶段一样，现场小组的一名成员担任秘书，记录讨论的内容和会议期间提出的意见。我们还在每个参与者参与游戏后收集了一份简短的调查。调查涵盖了个人的背景信息，他们的家庭，以及他们对环境问题的态度，用来评估可能解释他们在游戏中的选择的因素。

支付方式

大多数现场实验都是根据参与者在游戏中的“收入”来支付报酬的。根据实验经济学的原则，一个真正的，实质性的激励提供了要做的决定。收益因参与者的游戏方式而异，重现了在实践中面临的公共困境:如果个人选择更耗水的作物，他们将获得更多的金钱收入，但如果整个群体都这样做，水消耗得更快，他们将比选择更可持续的作物赚得少。因此，有些人的收入会比其他人高，这可能会影响他们打球的方式(Smith和Walker, 1993)。

在这个项目中，参与的非政府组织有兴趣在项目完成后将地下水游戏用于他们的社区组织活动。初步结果是积极的。然而，在他们的项目管理方法中，个人支付的可行性较低。当社区成员参与研究时，非政府组织向社区基金捐款正成为一种标准做法，重要的是要确定使用不同的支付方案会对奥运会及其对非政府组织的效用产生什么影响。因此，我们组织了两种支付方式控制的实验，以测试在这个现场环境下，支付方案是否会影响游戏中的行为。

在这两款游戏中，参与者每获得一单位收入就会获得5卢比。他们的收入取决于他们玩游戏的方式，在个人支付治疗中，每个参与者的总收入可能在200到500卢比之间。为了比较，每日工资为国家农村就业保障法(NREGA)项目是115卢比。所有家庭都有权在NREGA工作100天，但这通常是重体力劳动。在固定收费方案中，个人参与者没有报酬，但当地的流域委员会获得了2000卢比的捐款。每个社区只采用一种方法，即个人付费或固定付费，以防止交叉污染。参与其中但没有收到个人收入的人看不到其他人收到个人收入。我们还纳入了控制社区，即政府和非政府组织所覆盖的同样的流域管理项目，但没有参加奥运会的居住区。这是为了让我们随后测试奥运会是否会对集体行动产生影响。因为控制社区不玩游戏，所以他们不在这里。

抽样

为了将居住地分配给处理组和对照组，我们抽取了一个随机开始的分层系统样本。这个过程包括根据流域列出所有的居住地(FES工作的4个地方，JJ工作的3个地方)，然后在每个流域内按房屋数量列出。我们证实每个住宅都使用钻孔或露天水井中的地下水进行灌溉。然后我们在1和3之间随机抽取一个数字作为开始。名单上的住户接受了处理A(个人支付)，然后我们继续按照列表进行处理B(向流域委员会收取固定费用)，C(控制)，然后循环回到A继续任务。

之所以使用这种抽样方法，是因为样本量相对较小，它是一种有效的方法，可以确保样本分布在可能影响结果的关键变量中。在这种情况下，我们根据流域和社区规模进行分层。流域可能会因为不同的降雨模式或其他因素而影响行为，例如流域发展项目、非政府组织或分配到流域的实地工作人员的不同效果。房屋数量很好地代表了家庭数量或决策者的数量;社区的规模经常被假设影响集体行动(Olson 1965, Ostrom 1990, Agrawal 2001)。

结果样本中有9个居住地在处理A区，8个居住地在处理B区(见附录1中的表2.1)。为了在每个地点选择参与者，研究团队联系了流域社区，要求他们从使用地下水灌溉的家庭中选出5名男性和5名女性，参与一项研究人们如何决定种植什么作物的活动。尽管男性(男性和女性)是种植什么作物和如何灌溉的主要决策者，我们想知道女性是否会有不同的偏好或方法来处理短期收入和长期地下水位之间的权衡。参与者被告知，这个活动大约需要2.5小时，他们需要在整个过程中聚在一起，并且他们必须在晚些时候回答一个简短的调查。所有参与者不需要拥有自己的水井;如果他们使用邻居的水，这也是可以接受的。这些男性和女性不能来自同一个家庭，委员会被要求选择来自不同规模农场的参与者。委员会还被告知，个人将根据活动的结果获得报酬，还是将联合向流域委员会支付报酬(但没有被告知其他居住地也在使用其他付款方式)，并且活动结束后将为整个社区举行汇报。

模型

用于分析地下水游戏用水的数据来自2013年2月至5月在印度安得拉邦进行的34次实验。数据集包括来自17个村庄的34组170人。每组玩两个游戏，一次没有交流，一次有交流。每个村庄都招募了两组人:一组男性和一组女性。每组由5名参与者组成，每个参与者记录他们选择的作物10轮，或直到水位下降到10个单位以下，以先到者为准，总共进行了3400次观察。

在模型1和模型2中，因变量都是作物选择(以及水的使用)。我们分析了个体决策和群体决策，以验证我们结果的稳健性。个体水平分析使用逻辑回归(logit)来估计选择耗水较多作物的概率(B)。群体水平分析使用总用水量的普通最小二乘回归(OLS)，具有稳健的标准误差。

两种模型的第一组自变量都与游戏结构有关:每轮开始时的地下水位、支付类型(个人或固定费用)以及是否允许交流。地下水水位被包括在内，因为当水更丰富时，我们就会期望更少的努力来节约用水(见Bardhan 1993)。支付类型被包括在内，以测试基于游戏中的奖金(实验游戏中的标准)的个人支付是否真的会影响行为(Gneezy et al. 2011)。沟通被包括在内，因为它被假设增加合作(Cardenas和Carpenter 2008)。下一个变量是非政府组织在居住地工作的年限，以检验接触推动地下水管理的非政府组织是否会增加合作成果，这与Baland and Platteau(1996)的观察一致，即成功的合作历史会增加未来的合作。我们还纳入了基本的人口统计变量，包括性别、年龄、教育、种姓、家庭规模，以及性别和教育之间的交互效应(因为总体而言，女性的教育水平低于男性)。我们假设，女性会更节约用水，因为她们更容易受到地下水枯竭的影响，而教育会让人们更多地意识到灌溉和水位之间的相互作用，从而更节约用水。包括社会地位高的人是否更愿意合作(Lecoutere et al. 2015)。

由于假设社会资本会增加集体行动(Agrawal 2001)，我们从个人调查的以下一系列问题中开发了一个社会资本指标:

1. 如果这个村庄的一个邻居借给另一个邻居一些钱，很有可能贷款人收回钱(值1到5)。
2. 假设你的10个邻居被邀请参加社区活动。有多少人会来?(值0到10)。
3. 如果这个村庄的母亲有紧急情况，需要离开她的孩子一天，她会很容易在这个村庄找到她可以信任的人来照顾她的孩子(值1到5)。
4. 我居住的大多数人都是值得信赖和诚实的(1到5)。

社会资本指标的计算方法是将四个问题的分数相加，然后除以最大分数(25)，使其归一化为0到1之间的值。以上是我们从调查问卷中选择的问题，因为它们代表了与信任和社会资本相关的具体问题。我们认为，那些拥有较高社会资本(信任他人)的人不太可能过度开采地下水。

在模型2中，我们添加了水箱和水井所拥有和灌溉的土地总量，以解释对农业和灌溉的依赖，以及对资源的知识(在地下水灌溉地区)。

结果

我们总结了用于描述影响游戏合作特征的自变量(表1)。参与者的平均年龄为38.5岁，其中男性显著大于女性:分别为42.9岁和34.0岁(附录1)。参与者的教育水平各不相同:30%的人没有接受过任何正规教育，26%的人完成了小学教育，34%的人完成了中学教育，剩下的10%完成了中等或大学等更高层次的教育。如果我们将教育数据按性别分类，也观察到显著的差异。只有15%的男性没有接受过任何正规教育，而女性的这一比例为45%;35%的男性完成了小学教育，而女性的这一比例为17%。在高等教育中，男性和女性之间的差异较小，尽管接受高等教育的男性比例更高:38%的男性完成了中学教育，女性则为31%。这与Ananthapur地区74%的男性识字率和54%的女性识字率一致(http://www.ap.gov.in/districts/)．

平均来看，每款游戏的游戏时长为9.12轮，最短的游戏时长为4轮，最长的游戏时长为10轮(附录1)。大约65%的游戏都是在最大回合数(即10轮)进行游戏。平均而言，有交流的游戏(9.44轮)比没有交流的游戏(8.79轮;P< 0.001, Wilcoxon配对签名秩检验)。在10轮测试结束时，允许交流前后的水位没有变化(P= 0.12, Wilcoxon配对签名秩检验)，而在有交流的游戏中，游戏结束时的组收入更高(P= 0.045, Wilcoxon配对签名秩检验)。仔细观察10轮游戏中玩家的行为可以发现，交流在游戏开始和结束时都特别有效，平均而言，玩家的收益最大化(图2)。令人惊讶的是，交流并不有利于节约用水，尽管允许交流时团队收益更高。在有交流的回合中，水的使用更大(图3)，尽管差异不显著。

这些团体每场比赛的收入在97到160单位之间。纳什均衡是100单位，社会最优是166单位。治疗A组收入中位数为136.5单位(个人支付)，治疗B组收入中位数为140.5单位(固定费用)。这表明，总体而言，决策比纳什均衡更接近社会最优。这意味着，即使没有交流，这些群体也能够合作。

在FES进行实验的社区中，参与者每款游戏的平均收入为136.4单位，而JJ进行实验的社区的平均收入为136.5单位。这并无显著差异(P> 0.1, Mann-Whitney test)。在这两种情况下，沟通都显著提高了社区收入(P< 0.01, Wilcoxon配对签名秩检验)，有通信的140.4个单位，无通信的137.4个单位。这表明，在FES参与的社区中，交流的影响更大(P= 0.095，曼-惠特尼检验)。与预期相反，我们没有发现对性别或支付方案有任何显著影响。

当地下水位接近最大值时，用水量最高(图4)。随着地下水位的耗尽，参与者转而使用耗水量较少的作物a。这减缓了小组地下水位的下降，但没有使其稳定。

在个人支付处理中，每个参与者的平均支付为273卢比(范围:175-395卢比)。在两种治疗中，参与者的行为没有显著差异。固定费用治疗的收入(280卢比;范围:190-395卢比)本质上与个人支付处理相同，这表明游戏对决策具有同等的显著性，无论玩家是否根据他们的决策结果获得现金。

在个体和群体水平模型中，个体和群体平均用水量被认为是因变量(表2)。在社区中对信任和社会资本指标的认同更强的参与者用水量更少。这与理论是一致的，因为如果一个农民不使用耗水但有利可图的作物来延长地下水位，而他或她的邻居使用的是耗水较多的作物，那么这个农民就付出了代价，但没有得到稳定的地下水位的好处。然而，那些相信邻居会互相帮助的农民更有可能相信其他人也会减少水的消耗，从而实现互利的局面。

对用水的一个显著影响是村庄与非政府组织合作的时间长短。这两个非政府组织都在毗邻的流域开展工作，这些流域的农业生态条件相似，在地下水管理方面也有类似的实践，但JJ已经与这些社区在流域管理方面合作了19到20年，而FES仅与他们的社区合作了6年。JJ与他们的社区的关系可能更深入。从而引导这些社区的成员对地下水问题和水治理有更强的理解。也有可能这个结果表明了一种实验者效应。现场团队接受了单独的培训，由于我们的项目需要额外的测试地点，JJ团队在较晚的日期被招募和培训，与FES现场团队相比，可能获得更少的现场实验原则和协议背景。然而，社区JJ工作的悠久历史似乎是这些结果的一个更有力的解释。

正如预期的那样，每轮开始时的用水控制变量，即可用水量，高度显著:回合开始时的水位越高，该回合的用水就越多(图4)。这是一个理性的反应，因为只要水充足，参与者就可以从中获利，但当参与者看到水位开始下降时，他们会考虑减少用水，以确保资源持续。

与预期相反，性别对作物选择没有显著影响。然而，较高的教育水平导致较低的水在游戏中，女性的教育水平明显低于男性(P< 0.001, t检验;附录1).教育程度与性别之间的交互作用在模型1中仅略微显著。尽管剔除教育因素后，性别并不显著，但女性平均选择耗水较多的作物的事实多少令人惊讶。妇女主要负责家庭用水，因此，当地下水位下降和农村的家庭水井干涸时，她们受到的影响最大。后续定性研究表明，妇女将家庭水井的失败与降雨量少联系在一起，而不是与用于灌溉的地下水使用联系在一起。第二个因素可能也在起作用:女性的时间限制。虽然两支球队试图在一个方便的时间安排女子比赛，但女子很难留出时间来进行完整的比赛。因此，一些妇女团体愿意更快地耗尽地下水，以结束游戏，回归家庭责任。这表明我们需要注意其他可能影响人们在实验游戏中做出选择的因素。

拥有更多土地的农民明显不太可能选择耗水的作物。这可能意味着那些拥有大量土地的人可以种植更大面积的节水作物，而不是依靠利润更高但用水量更大的作物。拥有更多土地的土地所有者可能更熟悉地下水位和作物选择之间的联系。而在游戏中，拥有更多水箱灌溉或地下水灌溉土地的玩家更倾向于选择耗水作物，这可能反映了他们自己的耕作习惯以及对高价值作物的熟悉程度。

在保持所有其他变量不变的情况下，与前10轮没有交流的情况相比，交流对用水没有显著影响。对集体作物选择缺乏影响的一个可能原因是参与者对彼此和游戏环境的熟悉程度。参与者之间的聊天可能不会影响对他人行为的预期，也不会有助于更好地理解实验。

其他测量的人口特征对作物选择的影响很小。年龄只在群体层面上有显著影响，种姓和家庭规模在个体层面上都没有显著影响。

我们没有观察到在每个社区使用的支付方式的影响。从实验经济学理论的角度来看，这是一个令人惊讶的结果，该理论预测支付及其对被试的显著性是激励现实行为的一个重要因素(Hoffman et al. 1996)。如果受访者是为了真钱玩游戏，或者只是为了想象中的支付，他们玩游戏的方式并没有什么不同。这就对许多现场实验的前提提出了质疑，即基于游戏结果的支付对于模拟公共困境是必要的(Smith and Walker 1993)。有可能参与者并没有意识到付费的重要性，或者在游戏过程中受付费的影响不如其他动机或优先级大。我们还需要进行更多的研究，以更好地理解参与者如何感知游戏体验，以及他们如何将个人金钱奖励与其他目标区分优先级。

结论

我们在印度安得拉邦的17个居民区进行了作物选择和地下水使用的实验游戏。安得拉邦的地下水状况非常脆弱，因为地下水是许多家庭的主要水源，该邦的许多含水层被过度开采，水井正在干涸。利用公共池资源博弈来观察人们如何做出地下水使用的决定，并了解哪些因素影响人们有关地下水管理的决定。

第一个重要的发现是，参与者在游戏中考虑的是群体利益，而不仅仅是个人利益。几乎65%的游戏都玩了最多的回合，这表明当游戏中向大多数参与者解释了这些联系时，他们都追求群体利益和地下水保护。这与其他使用公共资源的实地实验结果一致(例如，Cardenas和Carpenter 2008, Janssen等人2012,Cardenas等人2013)。

如果在游戏中发现了这样的合作水平，那么为什么在实践中地下水水位会被耗尽呢?一个因素可能是游戏明确了作物选择、集体行动和地下水位之间的联系。许多农民在汇报会议上报告说，他们认为地下水水位主要受降雨影响，他们不了解他们的作物选择对地下水位的影响。从这个意义上说，实验游戏为研究地下水提供了社会基础，也为阻止地下水位下降提供了集体应对的范围。这并不是说游戏本身或汇报环节就足以改变地下水位的轨迹。但是，它们可以对基于社区的地下水管理的其他干预措施提供重要补充。

个人用水水平部分可以用社会资本来解释:与理论一致(例如，Agrawal 2001)，报告社会资本最高的参与者用水量更少。那些信任邻居的人更有可能做出合作选择，这可以提高资源的可持续性。这一发现可能具有重要的政策意义，表明了在地下水资源治理中促进集体行动和社区合作的项目的价值。这两个非政府组织帮助的社区在作物选择上有相当大的差异，参与者选择了该非政府组织工作时间较长的用水量较少的地区。这增加了我们的信心，即游戏中的选择在某种程度上反映了实践中的选择，因为非政府组织工作时间最长的社区更有可能理解作物选择的重要性，并克服地下水困境。

两个没有显著影响的变量特别重要:性别和支付方案。妇女不太可能限制耗水作物以维持地下水位，这一事实令人惊讶，因为妇女是家庭用水的主要责任人，而当地下水位下降时，家庭用水就会变得更加稀缺。游戏的结构并不包括灌溉和家庭用水供应之间的明确联系。有可能的是，如果这包括在内，妇女会表现出更多的关注下降的地下水位。为了解释这些模式，需要进一步探索性别在理解游戏、对地下水动态的认知以及作物选择中的角色方面的差异。

对于分水岭委员会来说，个人付费和固定付费补偿之间缺乏显著差异，这对未来的实验性游戏设计具有方法论意义。我们的游戏似乎对具有内在动机的农民同样重要，无论他们是否根据游戏中的模拟收益获得现金。然而，我们发现这些决策与个体的实际行为是一致的，如地下水灌溉越多，用水量就越高，地下水水位越高，用水量也就越高。如果支付不会影响人们在这类游戏中的反应，那么在不适合支付参与者的情况下，它可以扩大使用框架现场实验的可能性。然而，应该认真考虑这些游戏对参与者有什么影响。在这些地下水活动方面，游戏实际上可以产生有益的影响，让农民意识到他们的作物选择如何影响地下水位，并激发关于农民如何管理地下水使用的讨论。因此，奥运会可以成为政府或非政府组织活动的宝贵补充。

实验游戏并不总是反映人们在实践中的行为，但它们确实提供了影响他们选择的因素的见解。需要更多的研究来理解一些令人惊讶的发现，比如缺乏个人金钱激励的影响和缺乏性别影响。然而，我们发现与社区参与非政府组织参与式管理项目的时间长短相关的显著效果。未来的研究将集中于心智模型的征集，以更好地理解参与者如何看待作物选择、地下水使用和社区绩效之间的关系，从而帮助政府和非政府组织项目确定有助于社区管理地下水资源的因素。

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