研究

信息在治理公地中的作用:实验结果

• 摘要
• 简介
• 过去关于公共池资源的实验
• 实验设计
• 实验结果
  • 一般的统计结果
  • 收获的决定
  • 沟通分析
• 讨论
• 对本文的回应
• 致谢
• 文献引用

介绍

公共资源的占用得到了很好的研究(Poteete et al. 2010)。所考虑的基本问题是资源使用者在什么条件下将其共同资源维持在可持续的水平。从几十年的研究中，我们知道有许多因素影响公地的自治能力(Ostrom 1990, 2005)。关键因素包括监测和执行的实施，以及资源用户社区内的相互信任关系(Poteete et al. 2010)。这些因素促进了人们普遍理解和良好监控的长期重复动作。

尚未明确研究的是，生态状况的可见性和资源使用者的行动对群体解决集体行动问题的能力的作用。如果监测、执行和信任是解决集体行动问题的关键因素，那么资源使用者行动的可见性和生态的状况预计将对公地的治理产生影响。

我们报告了一系列使用空间显式资源的实验室实验，在这些实验中我们操纵资源的可见性和参与者的动作。因此，我们可以测试充分或有限的信息对环境状态的影响，以及参与者的行动对集体行动表现的影响。我们调查参与者是否创造了符合他们所经历的可见性水平的制度安排。虽然实验室实验的使用有限制，但它可以提供从个别案例研究中观察到的见解。

对可见性作用的明确研究可能有助于理解“适合性问题”，即制度安排和生态动力之间的相互作用(Young 2002, Folke et al. 2007)。早期的研究表明，有效的制度安排基于何处、何时和如何收获(Schlager 1994, Wilson et al. 1994, Ostrom 2005)，这也有助于了解何时何地监测。看到某人在错误的时间，在错误的地点，穿着错误的装备，即使没有观察到直接的收割活动，也会明显违反制度安排。

我们从案例研究中提供了一些说明性的例子，表明生态条件影响生态状态的可见性和其他资源使用者的行动。在某些情况下，拟订了创新的体制安排，以克服收集资料的高昂费用。

当渔民从大片土地上捕鱼，农民从长长的灌溉渠中取水，或者村民从大片森林中收获时，他们无法看到其他人目前在做什么。许多由本地用户开发的资源管理系统定义了授权的收割机可以在何时、何地以及如何收割机。这样的规则很容易监督和执行，如果人们更有信心遵守规则，其他人也会遵守规则。例如，在缅因州，龙虾渔业已经形成了在海湾内为特定的渔民分配永久地点的规则(Acheson 2003, Wilson et al. 2007)。在许多农民管理的灌溉系统中，特定的时间被分配给特定的农民，这取决于他们在运河沿线的位置和他们农场的规模(Maass and Anderson 1986年，Burns 1993年，Shivakoti and Ostrom 2002年)。最后，在一些高山公地，来自山谷的农民在一个固定的日期一起工作，砍伐议定数量的树木(net 1981, Stevenson 1990)。然后他们一起搬运木材，并将其分配到大约相等的堆叠中。然后，这些烟囱被随机分配到符合条件的家庭。树木不能在任何其他日期收割。

正如案例研究的例子所说明的那样，社会-生态系统的结构和动态影响关于资源系统状态的信息的可得性。这将影响收集信息以反馈给治理系统的能力。不仅关于生态状态的信息难以收集，在某些系统中，资源用户的行为也可能难以监测。如果渔民自己在公海上捕鱼，带着他们的鱼回来，关于实际捕捞做法的信息就很有限。例如，可能不会报告副渔获物。由于难以对渔民进行监测，一些渔场在每艘船上都配备了一名官方监测人员(例如，阿拉斯加渔业科学中心2011年)。

我们进一步考虑了过去关于公共资源实验的相关研究，这些研究为我们用来测试不同水平的信息对资源状态和参与者行为的影响的实验设计提供了背景。然后，我们将讨论本研究中使用的实验设计，以及后续部分的实验结果。最后，我们以关于集体行动信息在管理共同资源方面的作用的一节作为结束。

过去关于公共池资源的实验

受控实验被用来测试由实地观察得到的关于公地自我治理的特定假设(Ostrom et al. 1994)。控制实验的好处是能够测试特定的机制。多年来，实验室实验对经济学的传统理论提出了挑战。人们通常被发现是有条件的合作者，而不是自私和理性的行为者(Fischbacher et al. 2001, Frey and Meier 2004)。这意味着，如果其他人也合作，参与者就倾向于合作。此外，“廉价谈话”——在没有达成有约束力的协议的情况下进行沟通的能力——对合作有重大的积极影响(Ostrom et al. 1994)。最后，代价高昂的制裁——放弃收入以减少其他人的收入——是参与者的首选，它提高了合作水平(Ostrom et al. 1994)。

在对照实验中，可以控制向参与者提供哪些信息。我们扩展了一组动态、空间显式资源的实验(Janssen et al. 2010)。我们将在下一节讨论实验环境的细节。现在，需要注意的是，我们测试的是关于资源状态的可用信息量的影响，以及其他玩家的行动对群体自我管理其公共资源的能力的影响。为了定义一些假设，我们简要讨论了实验文献中关于信息可得性的共同资源困境的发现。

最近的一些出版物探讨了改变参与者可获得的信息的后果。当参与者获得更多关于他人行为的信息时，我们在大多数研究中看到的合作水平较低，因为更多的细节揭示了搭便车者的存在(Nikiforakis 2010, Villena和Zecchetto 2010)。当信息集中在群体中有条件的合作者的意图上时，我们看到更多的信息导致更高水平的合作(Chaudhuri and Paichayontvijit 2006, de Oliveira et al. 2009)。

关于他人行为的信息水平会影响合作的水平。这似乎与参与者使用的策略信息有很大关系。之前的研究没有包括人们可以协调活动的交流。人们发现交流可以提高合作水平，但有不同的解释。沟通是由于群体认同的形成还是由于参与者承诺合作而有效的(Orbell et al. 1988, Shankar and Pavitt 2002, Buchan et al. 2006)?沟通导致更好地理解实验的解释是不可能的(Kerr和Kaufman-Gilliland 1994, Brosig et al. 2003)。如果通过发展群体认同和允许参与者对合作做出承诺，交流是有效的，那么减少关于资源状态的信息水平或参与者的行动不应影响实验的结果。

实验设计

我们的实验集中在理解有限的信息对资源可用性和其他参与者的行动对社会生态系统中集体行动的影响。我们研究了实时动态资源收集设置(Janssen等，2008,2010)。Janssen et al.(2010)将时空动力学纳入实验室实验的原因是，从案例研究分析中得到的经验观察表明，时空动力学是影响具体制度安排的生态系统的关键特征(Janssen et al. 2007)。为了在对照实验中检验社会生态系统的观察结果，我们需要包括更复杂的公共资源动态(Janssen 2010)。用于这个实验的软件是开源的，可以在http://commons.asu.edu/．详细的说明可在本文的附录中找到。

在我们的实验中，参与者从共享的可再生资源环境中使用可再生代币(图1)。每组由5名参与者组成，他们共享一个29 x 29的网格细胞。在初始状态下，25%的网格空间被令牌填充，因此是210个令牌。头像最初被放置在屏幕的中间行，头像之间的距离相等。为了收集一个标记，参与者必须将自己的角色定位在标记的位置上，并明确地按下空格键。参与者被允许在四分钟内收集代币。每个收获的代币价值0.02美元。我们根据屏幕上信息的呈现方式来区分两种情况。在第一种情况下，参与者对token的空间位置有完整的信息，可以实时观察其他小组成员的收割行为。此外，玩家在屏幕上方看到所有参与者收获的token的总数。在另一种情况下，我们只显示半径为6个单元格的符号和虚拟形象。 This represented a situation of reduced information availability. The environment outside this radius was depicted as black. Only when another avatar was within the radius could one see the total amount of harvested tokens of this other player at the top of the screen.

每一秒钟，空单元格都有可能生成新的令牌。一个给定的空单元格生成一个标记的概率依赖于具有标记的相邻单元格的数量。的概率p_t与邻居数量线性相关:p_t＝p·n_t/N在哪里n_t是包含绿色标记的相邻单元的数量，N是相邻单元格的数量(N= 8)p= 0.01。如果一个空单元格完全被八个令牌包围，那么它生成一个令牌的概率将高于一个只与三个令牌相邻的空单元格。至少一个相邻单元必须包含一个令牌，以便产生新的令牌。因此，如果参与者占用了屏幕上的所有令牌，他们就耗尽了资源，不会产生额外的令牌。通过以这种方式设计环境，我们捕捉到许多空间依赖的可再生资源的一个关键特征。最佳的占用水平取决于初始启动条件和空细胞的概率更新。Janssen等人(2010)估计群体水平的最佳收获量为665。

我们定义了以下假设来指导我们的实验设计和分析:

•假设1:在视力有限的情况下，参与者会以比视力完全的情况更慢的速度过度获取公共资源。

先前的实验表明，大多数社会困境情境中的参与者可以被识别为有条件的合作者(例如，Fischbacher et al. 2001, Frey and Meier 2004)。如果有条件的合作者期望其他人也会这样做，他们就更有可能合作(de Oliveira et al. 2009)。参与者的决定可能会受到他们对其他人的预期的影响。在之前的各种研究中，提供更多的信息以观察到搭便车会减少合作(Nikiforakis 2010, Villena和Zecchetto 2010)。当我们降低他人的可见性时，我们预计将需要更长的时间来检测搭便车行为。因此，当有一个有限的愿景时，我们期望一个较低的收获水平。

•假设2:交流促进合作，在交流时间上，完全视觉和有限视觉的效果没有区别。

人们发现，交流可以增加合作，这可能是由于群体认同的形成或对合作的明确承诺(Orbell等1988年，Ostrom等1994年，Shankar和Pavitt 2002年，Buchan等2006年)。在收获期之前，视力受限和视力完全的群体可以通过聊天信息进行四分钟的交流。因此，改变可见性不会影响预期的结果。

为了检验假设1，我们在有限视力和完全视力的情况下进行了实验。为了验证假设2，我们必须对同一组人进行有交流和没有交流的实验。我们决定使用两种可能的设计，即第一个阶段没有交流，然后有交流，然后以相反的顺序。当我们开始时没有交流，当我们允许交流时，我们应该会看到收获的增加。如果我们发现在有交流的回合中，有限视力和完整视力的效果不同，这可能是由于在没有交流的回合中，各组的体验不同造成的。因此，我们也加入了一些实验，在这些实验中，我们一开始有交流，然后在一段时间后切换到没有交流。

我们测试了AB-BA、AC-CA格式的四种治疗方法，每一种治疗包括三次四分钟的无交流治疗和三次四分钟的文字聊天治疗。我们通过在全视力和有限视力(六个细胞半径)下做实验来测试信息可用性的影响。此外，为了检验假设2，我们改变了代理可以通信的时间。

表1显示了四种不同的治疗，每一种治疗都列出了参与的组数。第一种治疗是参与者在整个实验过程中视力受限，并且在实验的前三个阶段不能交流。在实验的最后三个阶段，参与者可以在每个阶段开始前通过发送短信进行四分钟的交流。第二个治疗和第一个治疗是一样的，只是我们在前三个阶段有交流，而在最后三个阶段没有。Janssen et al.(2010)发现，即使在沟通被移除之后，沟通也会产生长期影响。我们测试了在视力有限的情况下这种说法是否成立。第三个处理与第一个处理相同，不同的是参与者可以看到整个屏幕，而不是只看到半径为6个细胞的信息。比较治疗三和治疗一使我们能够测试视力受限的影响。第四种处理与第二种处理相同，不同的是玩家现在可以看到整个屏幕。

每个实验阶段包括参与者在6个阶段收割，每个阶段4分钟。快速占用屏幕上所有令牌的组耗尽了资源，必须等待时间到期才能继续下一个时间段。参与者之间的交流发生在文本聊天会话中。在四分钟的会议中，参与者可以向同组的其他人发送公开短信。每个参与者都有一个头像号码，这个号码在整个过程中都是一样的，这让人们可以将收获期间其他小组成员的行为与交流会话中的讨论联系起来。

实验结果

一般的统计结果

2010年春季学期，115名参与者在亚利桑那州立大学(ASU)坦佩校区参加了23个小组实验。所有参与者都是亚利桑那州立大学的本科生，他们是通过向数据库中1500多名潜在社会科学实验参与者中的随机样本发出邀请来招募的。他们的平均年龄为19.8岁，一小时实验的平均收入为14.28美元。

图2显示了实验第一阶段每个处理平均收获的令牌数量。有交流的组比没有交流的组收获更多的代币，这与之前的研究结果一致(Ostrom et al. 1994, Janssen et al. 2010)。通过沟通，小组可以协调并定义关于如何获取资源的非正式规则。视力有限的组比视力完全的组收获了更多的代币。这是对假设1的支持，表明在视野有限的群体中，对合作抱有较高期望的参与者直到后期才意识到有些参与者的收获比预期的要快。在视力完全的群体中，预期会迅速调整，从而导致参与者遵循更高的收获率。

图3显示了每个时期每个处理的平均资源大小。例如，在右上方(B)是治疗NC-C-FV。这意味着在实验的前三个阶段没有交流，而在整个实验过程中有充分的视觉。每段时间，资源消耗得更快(绿线在红线下面)。当允许通信时，资源大小就会增加。这是由参与者之间的协调和非正式规则制定造成的，这降低了实验开始时的过度收获水平。在每个周期结束时，参与者耗尽了资源，因为他们同意在周期结束前从资源中收集所有代币对他们有利。参与者知道这段时间的长度，在这段时间内剩下的秒数会显示在屏幕上方。如果参与者在开始时没有快速收获，那么他们作为一个群体可以赚更多的钱，这会让资源增长。

当参与者从交流开始时，他们没有集体等待让资源增长，但他们也没有迅速收获资源。在此期间，资源水平保持在较高水平。当通信不再可能时，平均而言，资源水平没有太大变化。全视力的结果与Janssen等人(2010)的结果一致。

当视野有限时，资源动态是不同的。如果参与者从没有交流的阶段开始，资源的下降似乎比完全视觉的情况要慢。随着时间的推移，下降的速度越来越快。当允许交流时，资源保持在较高的水平，但没有完全视觉时高。当参与者在有限的视觉治疗中开始交流时，与完整的视觉治疗相比，当交流被移除时，资源水平显著降低。

图4显示了与上面讨论的token收获数量相似的趋势。在这段时间内，交流似乎能提高表现，尤其是在视力良好的情况下，而在视力受限的情况下，无法交流则会导致表现下降。

我们使用了一些非参数检验来检验处理之间的统计差异。为了测试完全视力和有限视力的效果，我们使用了双尾曼-惠特尼测试。我们对完全视力样本和有限视力样本第一阶段的群体收益进行检验，发现差异显著(p= 0.08)。这意味着，与视力有限的第一组实验相比，视力完全的时期收集到的代币数量更少。为了测试引入交流的效果，我们使用Wilcoxon配对符号秩检验来比较第三轮和第四轮的收益。我们发现，全视力获得的代币显著增加(p= 0.06)和视力有限(p= 0.03)。我们使用这个检验是因为它适合检验两个相关的样本(同一组在不同轮中的收益)是否不同。

在第一阶段的交流组之间有显著的区别吗无论他们的视力是完全的还是有限的?使用双尾Mann-Whitney检验，我们没有发现显著差异(p= 0.34)。这支持了假设2。沟通带来更高层次的合作;因此，停止通信也可能降低收获水平。我们使用Wilcoxon配对符号秩检验来评估在第三阶段后不允许交流的影响，我们发现在两种治疗中，视力受限患者在第三和第四阶段的表现都有显著下降(p= 0.08)和全视野(p= 0.06)。因此，停止沟通导致了后续时期的较低收入水平。

非参数检验比较了样本，但没有评估不同时期处理的效果。从图4可以看出，多期交流和多期不交流都会产生学习效应。为了验证这一点，我们使用了一个多层次的混合效应线性模型来控制组有不同的误差分布的可能性。x的值²在表2中表明这有显著的影响，所以使用多级模型是重要的。采用线性模型来检验不同时期不同处理对群体收获水平的影响。这个模型基本上是由一些虚拟变量组成的。它考虑了是否有可能进行沟通，是否有有限的愿景，以及团队是否已经进行了沟通。在特定的条件下，我们测试了每个三轮的序列是否有学习效应。如果存在学习效应，那么每一轮小组的收获都会有一个可预测的变化。

统计分析结果见表2。这表明，当前和过去几轮的沟通产生了显著的影响。过去交流的影响是重要的。这意味着，如果不可能进行通信，但在前一段时间有过通信，那么在那一轮中会增加约90个代币。这表明，沟通对群体动态有持久的影响，并证实了早期的发现，沟通可能是重要的，因为群体身份的形成。视力受限的积极影响并不显著。图4显示，视力有限可能有积极和消极的后果。在视野受限的情况下，第一轮组收益较高，但在不允许沟通的情况下，沟通的效果难以持续。

学习效果因环境而异。当有完整的视觉时，每段时间的交流导致收获约52个代币的显著增加(Learn [Com & FV])。当视野有限时，沟通的效果就不那么积极了，因为收益每段时间只增加约20个代币。因此，如果对人们实际执行的行动的可用信息没有限制，沟通的效率会提高两倍多。

当参与者不能交流时，视力完全和视力有限的小组产生了不同的效果。当视力受到限制时，每个时期的收益会迅速减少约29个代币。当参与者的视力完全恢复时，每一段时间只有很小的、不显著的下降。

我们如何解释这些结果，可能的解释是什么?当群体的视野有限或完全时，沟通使他们能够讨论有效的策略并形成群体认同。然而，当愿景受到限制时，参与者无法验证其他人是否遵守了他们的承诺。当参与者在屏幕上没有看到其他头像时，他们也知道自己没有被观察。因此，做出的承诺可能更有可能被打破。其他研究表明，被监视的感觉导致了更高水平的合作(Bateson et al. 2006, Burnham and Hare 2007)。因此，我们应该能够观察到个体决策的差异，无论参与者是否被其他人观察到，正如我们在评估中所做的实验结果:收获决策．

如果参与者大多是有条件的合作者，我们应该会看到信息的可获得程度有显著的影响。我们的分析证实了这一点，并表明，当我们在相同的条件下有多个周期时，情况尤其如此。在视力完全的情况下，交流更有效，而当视力受限时，无法交流对团队是有害的。有了充分的远见，行动就能得到监督和确认，失信的机会就会减少。

收获的决定

当我们更详细地研究参与者如何收获代币时，我们发现了有趣的模式。对于每个收获事件，我们计算被收获的细胞周围令牌的数量。当我们绘制全视觉治疗的分布时，我们看到，在周期开始时没有通信的实验中，分布倾向于在相邻细胞上有少量标记的细胞(图5)。似乎具有许多相邻标记的标记的出现迅速减少，因此只有在相邻细胞上没有标记或只有少量标记的标记可以被收集。当允许通信时，分布就会向相邻单元上更多的令牌转移。这意味着参与者更愿意在刺激更新的地方收获代币。

当实验从交流期开始时，我们看到了一个不同的模式。收获更侧重于具有许多相邻代币的代币。在无交流-交流(NC-C)处理中，邻近令牌数较多的细胞分布较无交流时期偏倚。有趣的是，当不再允许通信时，分布并没有改变。管理何时获取代币的规范似乎一直存在。

当我们观察视力受限的治疗时，我们看到了类似的模式，然而，有一个有趣的区别。如果实验一开始就有通信周期，则会出现急剧下降(图6)。事实上，第6周期(C-NC)相邻细胞上标记数的分布与第1周期实验(NC-C)的分布相似(p= 0.05, Kolmogorov-Smirnov检验)。在完整的视觉实验中，情况并非如此。用Kolmogorov-Smirnov检验(p= 0.19)。

当我们测试在没有交流的情况下开始的有限视力和完全视力实验的周期1的分布时，它们相同的假设被拒绝了(p= 0.12, Kolmogorov-Smirnov检验)。

在有限视觉处理中，我们可以区分两种不同的收获情况:一种是收割机在视觉半径内可以被其他参与者看到，另一种是收割机在视觉半径内没有其他参与者。我们测试了在其他人在视野范围内的收割事件中，分布是否不同。图7显示了相邻单元上令牌的平均数量。当参与者不能被其他人观察到时，令牌的平均数量较低。这在交流时期尤其显著。这表明，当周围只有几个代币，而其他人看不到他们的行为时，参与者更渴望收获代币。我们期望沟通将导致一个关于何时收获的特定规范。但当参与者无法被其他人看到时，他们往往会被引诱去收获相邻代币的数量低于标准中已建立的代币数量的代币。

沟通分析

所有的聊天信息都被阅读了，并且交流的类型与在这个实验环境中发现的早期研究非常相似(Janssen 2010, Janssen et al. 2010)。在大多数小组中，参与者讨论不“吃”单个令牌，以允许资源再生。此外，他们协调把资源分成五个相等的部分:四个角落和一个在中间。一些团体决定在这一时期的开始不收割，以允许资源增长。为了收集屏幕上剩下的所有代币，大多数群体都同意在最后30秒左右“疯狂”起来。参与者创建的非正式规则的类型没有差别。但从观察到的行为中可以看出，在视力有限的实验中，对非正式安排的服从程度较低。

讨论

生态系统的时空动态影响有关公共资源状况和利用的现有信息。信息的可获得性可能是解释制度安排与生态动力之间的匹配问题的一个组织因素。

我们的一系列实验室实验表明，信息可用性对结果有显著影响。当实验在没有交流的情况下开始时，当参与者的视力有限时，他们的收入水平会更高。这个结果可以用经常观察到的参与者的有条件合作行为来解释，也就是说，如果参与者期望其他人也会这样做，他们就会合作。如果参与者预期其他人会以中等的速度收获，有限的信息将推迟观察到一些参与者似乎收获更多。

在大多数社会困境实验中，大多数参与者可以被归类为有条件的合作者(Fischbacher et al. 2001)，这解释了在实际社会生态系统中观察到的合作(Rustagi et al. 2010)。如果有条件的合作依赖于对他人行为的期望，例如遵守社会规范，那么信息的质量是解释合作水平的关键组成部分。如果玩家所做的决定与他人的行为无关，比如那些纯粹的利己主义者和纯粹的利他主义者，我们就不会看到限制视野对实验结果的影响。但还是有区别的。有了更多的信息，参与者在没有交流的情况下收获得更快。这可能可以解释，当参与者期望更高水平的合作，并根据观察到的其他人的行为调整他们的期望。

视力受限对每个参与者的影响可能不一样。虽然我们没有关于每个参与者的有条件合作水平的独立信息，但我们预计，与有条件合作者相比，无条件搭便车者在有限的信息下具有相对的利益。由于无条件搭便车者可以从他人较低的收获水平中受益较长时间，他们将获得相对较高的群体收获份额。用基于代理的模型更系统地探索这种有限信息的分布效应将是有趣的。

虽然交流是在共同资源实验中加强合作的一个关键因素，但有不同的可能解释，从增进理解到对一个群体的归属感。如果交流的效果是增进对实验的理解或产生对一个群体的归属感，那么视野的改变并不会影响交流的效果。在我们的实验中，如果视力受限，有沟通能力的群体学会了以较慢的速度增加收入。这表明，沟通的效果与其他类型的信息有关。一种解释是，沟通为协调和形成对他人行为的期望提供了机会。在资料有限的情况下，无法监测通信期间所作的非正式安排。缺乏监控可能会降低合规水平。事实上，当他们不能被其他人看到时，参与者收获了更多的单一代币。因此，非正式安排的有效性取决于对实际行为的监控能力。

实验表明，有限的信息对小组的表现有影响，尽管我们没有看到参与者在不同的信息水平下制定不同的非正式规则。一些组开始在屏幕中间分组，以便他们可以验证每个人都在等待资源在周期开始时增长。我们预期，对提供信息的限制将促进更容易核查的体制安排，例如使用某些技术。需要做更多具体的实验来证实这一点。

综上所述，关于行动者和资源的信息的数量和质量可能成为研究制度与生态动力之间的契合度的一个组织框架。实验和形式模型可以用来确定在解决集体行动问题时影响群体表现的条件。在当前的信息时代，从信息的角度看待社会-生态系统的治理问题也可能带来新的改进方法。共享资源开采方面的信息，如收获活动的照片或资源使用者的GPS跟踪，是否有助于加强合作?如果资源使用者在很大程度上是有条件的合作者，那么分享关于合作行为的信息可能会强化合作行为。

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