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Hjerpe, E. E.和A. Hussain. 2016。阿拉斯加汤加斯国家森林生态系统保护的支付意愿:一项选择建模研究。生态和社会21(2): 8。
http://dx.doi.org/10.5751/ES-08122-210208
阿拉斯加汤加斯国家森林生态系统保护的支付意愿:一项选择建模研究
摘要
森林生态系统在许多方面为人类福利作出重要贡献，但由于所生产的许多商品和服务具有非市场性质，市场和政府都未能优化其生产，使其符合其经济和生态意义。尽管最近在文献中大量出现了非市场环境估值，但将非市场价值纳入公共森林决策受到制度和方法障碍的限制。为了解决这种脱节，我们进行了一个案例研究，以一种有利于公共森林规划的方式量化汤加斯国家森林的保护价值。为了产生必要的数据，采用了一项选择实验，列出了拟议的森林管理备选办法，其关键属性相对于其现状的水平发生了变化。计量经济学分析表明，阿拉斯加人对保护管理，包括保护和生态恢复都有强烈的偏好，而不是现状或开发管理。然而，阿拉斯加人在对现状的偏见方面存在显著的异质性，这取决于他们的社会经济特征，如性别、年龄、居住地、家庭收入、是否有需要抚养的孩子。研究结果可为森林管理者制定符合森林生态系统服务总经济价值最大化的资源管理计划提供参考。介绍
原始森林在生态和经济上都很重要。没有经历过工业砍伐的森林，通常被称为“原生林”，[1]为社会提供独特水平的生态系统服务，特别是在提供高质量的鱼类和野生动物栖息地、清洁的水、风景优美和碳储存方面，这导致了对原始植物保护的呼吁(Thomas et al. 1988, Luyssaert et al. 2008, DellaSala et al. 2011)。美国的原生林正在成为稀缺商品，因为现存的原生林现在通常局限于发育不良的、海拔较高的森林和保护区(Spies和Duncan 2009)。唯一的例外是阿拉斯加东南部残存的沿海雨林和美国最大的国家森林汤加斯国家森林(以下简称汤加斯)。尽管汤加斯1700万英亩的大部分土地都是岩石、冰或贫瘠的森林，[２]这里有许多高产的老果园，覆盖着满是鲑鱼的流域。阿拉斯加东南部大约有100万英亩最高产的原始森林已经被砍伐，包括当地公司和国家森林的砍伐，另外50万英亩的原始森林计划在汤加斯进行未来的收割(TLMP 2008)。因此，汤加斯木材项目是美国最后一个工业化规模的原始木材砍伐项目
考虑到美国原始森林的稀缺和它们的重要性，通过美国林务局(USFS)、非政府组织、阿拉斯加土著部落和社区之间的合作规划，阿拉斯加东南部正在开展生态系统保护工作。由于过去60年的商业木材采伐和伐木道路对森林资源产生了不利影响，保护措施包括既保护现有的古老树种，又恢复邻近的砍伐森林和退化的鲑鱼流。拟议的汤加斯保护计划并不是为了结束汤加斯的所有伐木活动，因为汤加斯的伐木工作可能是一些社区经济发展的重要来源。相反，利益相关方和美国林业管理局正在寻求增加保护努力，同时将木材采伐从原始生长流域转移到二次生长流域(美国农业部2010年新闻稿)。
汤加斯木材项目的经济理由主要是创造就业机会，即维持阿拉斯加偏远地区的社会发展(TLMP 2008年，Hjerpe 2011年)。汤加斯木材项目对市场的影响，在生产板英尺和区域就业方面，得到了很好的监测，并纳入了USFS的规划过程，尽管其占区域就业的比例不到1% (Hjerpe 2011年)。但是，在规划过程中明显缺乏砍伐旧增长所放弃的经济价值。由于传统生态系统服务的价值中含有大量的非市场价值，因此需要通过直接调查等非市场方法来确定这些价值的程度。这类研究还没有在汤加斯人身上进行过;如果不考虑保护价值，汤加斯的土地管理规划就倾向于木材生产(卢米斯1987年)。
汤加斯的保护价值缺失是大多数公共森林规划中遇到的经济估值问题的象征。在美国，包括USFS在内的所有公共土地管理机构一直在努力将构成保护价值的大部分非市场价值持续纳入土地管理规划(Kline等人，2013年)。当纳入保护价值时，USFS通常只纳入娱乐的使用价值(消费者剩余)，通常绕过被动使用价值(Loomis和Walsh 1992年)。这种未能将保护效益内在化纳入国家森林规划进程(Morton 1999)是制度和估值障碍的结果，与文献中非市场和生态系统服务估值的近期进展直接相悖。对保护价值的经济研究，主要是使用明确的偏好方法，在过去几十年里激增。但这些改进很大程度上只是理论上的，很少探讨非市场估值对政策制定的适用性。
为了解决学术环境经济学的进步与公共森林管理中缺乏非市场价值之间的脱节，我们评估了文献并进行了一个案例研究，以一种有利于决策的方式量化保护价值。我们设计了一个选择实验，以量化管理单元中汤加斯古生植物保护的经济价值，这些价值可以被用作在分析保护项目时给社会带来的积极福利收益，也可以用作计划收割的每英亩古生植物的机会成本。我们对属性的选择，对保护单位绝对测量的使用，在实际管理规定和行政边界内的选择框架，以及对现状选项的描述和提供，都是有意进行的，以最大限度地应用我们的发现。这一总体方法在文献中是独一无二的，我们希望能促进更大的对话，解决USFS规划计算中缺乏保护价值的问题。
背景
非市场估值的复杂性导致其在公共森林规划中的使用有限，但一些体制障碍也限制了保护价值的采用和纳入。这些制度上的障碍包括:美国林业系统的经济能力有限，特别是在区域和森林规划层面(Bowes and Krutilla 1989, Morton 1999, Kline et al. 2013)，规划预算往往以木材生产为重点，几乎没有给保护价值的研究留下空间。在以木材为主的地区，如Tongass, USFS的管理者有动机优先考虑当地的经济稳定，进行平均年限管理(砍伐)，并将木材采伐视为提高其他多种用途的最佳方式(Sabatier等，1995年)。对这些国家森林造成的过度补贴、低于成本的木材销售和其他社会效率低下的结果，很可能是预算最大化假说(O’toole 1988)和多年木材投资的惰性的结果。总的来说，缺乏经济能力和以木材为中心的预算是体制障碍，导致土地管理规划在评估和纳入保护价值方面缺乏灵活性。
经济估值方法方面的问题为在公共森林规划中广泛实施保护价值提供了额外的障碍。对于声明偏好方法，如偶然分析和联合分析，主要的方法问题集中在估计的有效性和可靠性，因为假设市场和被动使用价值的主观性质。一旦模拟市场被用于衡量和支付源自埃克森·瓦尔迪兹石油泄漏案和其他自然资源损害评估的被动使用价值损失，这些有效性问题就受到了极大关注(Arrow et al. 1993, Hausman 1993)。从那时起，在处理每一个方法论问题的文献中有了巨大的进步。许多实证结果表明，支付估计值的意愿与来自其他方法的估计值(收敛效度)一致，通常符合经济理论和预测因子(构造效度)，并由越来越多地纳入最佳实践的研究产生(内容效度;弗里曼2003)。从条件估值到联合分析(如选择实验)的演变，通过对参与者更好的框架替代效应和减少参与者无法区分不同数量和强度的守恒的范围担忧，进一步减少了对假设偏差的担忧(Boxall et al. 1996, Hanley et al. 1998)。当估计正确时，条件估值估计的可靠性，至少在经济学文献中，不再是一个问题(Boyle 2003)。这种对可靠性的共识是否会转化为森林管理者或采伐利用的支持者，是一个不同但重要的问题，也是我们案例研究的理由。
虽然所述优先结果的不一致可能造成估值障碍，但将愿意支付估计数纳入规划的许多方法上的问题并不比已经广泛纳入美国森林管理局森林规划的经济方法的方法问题更令人关切。工作和收入的经济影响分析及其相关的乘数效应问题，以及FORPLAN和SPECTRUM等线性规划模型的局限性，在森林一级使用和产生的建模输出的准确性和可靠性方面也同样受到关注。用于安排木材采伐的线性规划模型在给定一组约束条件下优化目标函数。线性规划并不能说明哪些目标函数能提供最大的社会福利;相反，它们优化了所选择的主要目标。结果，主要目标是集中在商品上，例如最大限度地提高未来木材收成的净现值，而养护目标只是作为限制条件输入(例如，《濒危物种法》的要求和荒野地区面积)。由此产生的建模者偏差，以及空间限制和生物物理响应测量的缺失，使得线性规划模型无法捕捉管理决策的总经济价值(Morton 1999)，并导致了公众认为的森林管理“黑箱”方法(de Steiguer等，2003)。
包括在USFS土地管理计划中的经济影响分析也受到主要方法问题的影响。影响分析通常使用现成的投入产出模型(如IMPLAN)进行。这些投入产出模型基于经济基础理论，该理论假设区域经济活动可以分为基础(出口)和非基础(填充服务)产业，基础活动决定非基础活动的程度。然而，在最近为数不多的验证这些假设的实证尝试中，Robertson(2003)发现这些假设不适用于阿拉斯加东南部和汤加斯的木材工业。IMPLAN的其他假设，例如静态经济和技术，限制了它们在预测未来或森林规划周期期间的经济影响方面的效用。森林管理者并不比支持非市场估值的理论更了解或更不关心分配经济影响的说明背后的经济理论，例如与某一特定森林管理备选办法有关的工作和收入。
文献综述
森林生态系统提供无数的商品和服务。然而，在经济估值的背景下，它们只是在某种意义上对人类有益的商品和服务，如使用、选择、遗赠、存在价值。更广泛的总经济价值(TEV)概念包含了这些使用价值和被动使用价值，并对指导森林管理政策具有有益的意义(Loomis和Walsh 1992年，Bann 2002年)。根据TEV，个人可以拥有生态系统的多个值，TEV可以用来对这些不同的利益进行分类(Heal et al. 2005)。如果保护的经济价值和公众为保护支付的边际意愿不以这种方式估计，生态系统的许多主要效益将继续被排除在效益-成本计算之外。这种疏忽的可能后果是对生态系统的保护太少，其结果是，人们直接和间接消费的大多数服务供应不足。
对与TEV相一致的经济估值的兴趣已经占据了应用经济学研究的中心舞台，最终促进了生态学和经济学学科的整合，并广泛使用与生物多样性估值、老植物保存和生态恢复等两个学科相关的多属性估值方法。尽管生态系统保护的TEV分析的基础，包括被动使用价值的关键发展，形成较早(Ciriacy-Wantrup 1952, Weisbrod 1964, Krutilla 1967)，但Mitchell和Carson(1989)关于以条件价值评估公共产品的文本刺激了大量与保护相关的TEV研究。随着更多的条件价值研究的开展，Walsh等人(1990)发现，公共保护价值或被动使用价值占总经济价值的近75%，Loomis(2000)发现被动使用价值主导着TEV。NOAA蓝带小组(Arrow et al. 1993)帮助条件估值获得了进一步的合法性，自那时起，声明偏好方法的发展出现了爆炸式增长。随着最近USFS管理范式向生态系统管理和现在的生态系统服务的演变，纳入指定的偏好方法是为整个土地管理计划或景观的预期未来条件提供整体价值的最全面的方式(Loomis 2012)。在上述偏好技术中，使用基于属性的方法为管理策略的收益-成本分析和管理属性之间的隐性经济权衡提供了更丰富的基础(Holmes和Adamowicz 2003)。
最近一项关于国际社会为公共土地生态系统保护支付意愿的元分析(Hjerpe et al. 2015)发现，森林保护、流域恢复和森林恢复具有很强的经济价值。然而，回顾荟萃分析中包含的22项初步研究表明，提供给调查参与者的属性很少以适合规划的景观单元的形式出现。大多数属性是由于实施了保护或恢复计划而发生变化的个体产出，如个体物种数量、生物多样性水平、污染水平或个体生态系统服务。关注属性中的单个物种和保护结果，而不是关注整个保护项目，会低估项目的总经济价值，因为忽视了整体保护的互补性和超加性(Loomis and White 1996, Holmes et al. 2004)。也许更重要的是，为保护的个别成果付费的意愿的应用需要公共土地管理者更多的翻译和解释，他们可能希望纳入这些价值。在属性中提供有形的景观保护指标，通过直接纳入和提供部分保护备选方案的更大边际分析，可以更容易地使用保护值来为土地管理规划提供信息(Hanley et al. 1998, Loomis 2012)。
一些研究以更符合规划过程的方式将保护的使用和被动使用价值纳入其中，这是值得注意的。Garber-Yonts等人(2004)在管理应用方面提供了可能是最完整的一套保护价值，他们使用选择实验来估计公众为增加濒危物种栖息地、鲑鱼和水生栖息地保护、原始森林保护和大规模自然保护区支付的意愿，以此为俄勒冈州的生物多样性保护政策提供信息。Adamowicz等人(1998)通过估计为林地驯鹿栖息地改善支付的意愿，考察了驯鹿的使用和被动使用价值，并关注驯鹿种群和荒野地区的属性。Lehtonen等人(2003)估计了芬兰公民对保护项目的价值，并将保护合同和区域作为属性。
关于保护经济学和公共森林规划的文献中出现了一些重要的见解。首先，很明显，人们重视森林不仅仅是为了木材生产和伐木工作。第二，尽管生态系统的复杂性和非市场估值的偶然性，有意义地让公众了解森林管理政策是可能的。最后，大多数对保护总经济价值的改进必然只集中在理论上，很少注意结果对土地规划的适用性。
将公共土地政策分解为适当的特征集和水平，以便应用选择建模是一项艰巨的任务(Hanley et al. 1998)。为了解决文献中对适用性的关注有限的问题，我们提出了一些将保护价值纳入公共土地管理主流的最佳实践:(1)纳入明确的偏好方法，特别是基于属性的方法系列，如选择实验，因为它们为计算与保护相关的使用和被动使用价值提供了最全面的格式(例如，Freeman 2003, Holmes和Adamowicz 2003, Banzhof 2010);(2)关注管理选择的属性，而不是个人或社会结果(Loomis 2012);(3)在绝对景观指标中提供属性，如保留的英亩数或恢复的河流英里数，允许各种管理方案的边际估值(Hanley et al. 1998, Loomis 2012);(4)在可行的情况下，在相同的行政和政治边界内对齐选择选项和属性[3]；(5)提供空间显式和排他的备选方案和属性(Loomis 2012);(6)考虑以属性提供的生态系统服务束，并尝试提供影响这些束的相似方向的管理属性;最后，(7)包含一个零成本的现状替代方案，代表当前管理的延伸或不采取行动的替代方案。
方法
设计了一个选择实验，对阿拉斯加的家庭进行了预先测试和管理。选择实验的重点是引出公众对拟议的汤加斯保护计划的价值观。结合了从文献中合成的选择实验设计和管理应用的最佳实践。详细的统计估计程序描述如下。
研究区域
选择实验的重点是确定公众愿意为汤加斯最高产的流域的保护项目付费。汤加斯山脉横跨阿拉斯加东南部大部分地区，占地近1700万英亩;但超过40%的汤加斯是岩石、冰、麝香酒或水。在汤加斯的1000万英亩森林中，大多数被认为是不适于木材生产的，因为这些森林生长缓慢，植被稀疏，这是由于高山条件和排水不良的土壤造成的。约有300万英亩的土地可供采伐，其中100万英亩土地适合采伐，包括许多英亩已经采伐的森林(森林资源调查，2008年)。这100万英亩的“适宜”木材通常是汤加斯最多产的森林，用于木材生产和生物生产。这些土地包括44.5万英亩计划收割的剩余老土地和另外50万英亩已经收割的土地(二次种植)，是受访者被问及的汤加斯地区的具体区域。研究区域如图1所示。
选择实验设计
在与阿拉斯加科学家、森林管理者和利益相关者焦点小组讨论的基础上，为汤加斯山设计了三种管理方案。其中两项方案侧重于提高保护水平，包括保护原始生长森林，恢复退化的流域溪流(以英里为单位)和次生林面积。第三个备选方案的特点是继续砍伐原生林和极少恢复流域溪流和次生林的现状。
所有备选方案都包含以下四个属性:原始生长物保护的数量、河流恢复、次生林恢复和家庭对汤加斯保护基金的一次性捐款。由于生态系统服务的偏好预期是曲线的(意味着生态系统服务的非线性边际效用)，因此每个属性被分配了三个层次。预计这些水平将包括拟议的保护计划可能产生的一系列潜在结果。表1提供了关于属性及其级别的更多详细信息。
属性描述
我们描述了保护项目的属性，属性的变化如何导致生态系统服务生产的变化，机会成本，以及为什么阿拉斯加家庭可能愿意为它们付费。该描述与选择实验调查中对被调查者的属性描述一致。该调查以非技术的方式提供信息，例如，没有参考资料，总结问题和可能的解决方案。
原始的保护
森林中最具经济价值的原始生长区域(47万英亩)已经被砍伐，而汤加斯目前的管理计划中还有44.5万英亩最高产的原始生长水域计划被砍伐。这种汤加斯古老的生长在生物调节(Person et al. 1996)、气候调节(Leighty et al. 2006)、生物多样性保护区(例如，Cotter和Kirchoff 2007)以及众多文化和娱乐服务的生产中至关重要。由于发展老植物的生物学特性需要几个世纪的时间，选择实验中的管理方案提供了多达44.5万英亩计划收割的老植物(所有计划收割的老植物)的保护。保护古老的流域将为今世后代维护森林的生态完整性，并提供最大的保障，因为恢复工作永远不可能完全复制原始的、原始的野生和不受约束的生态系统的条件。然而，这一属性的增加将带来机会成本，因为它将减少可用于伐木的树木数量，并限制可用于道路、矿物和能源开发的面积。
流恢复
汤加斯河流的恶劣栖息地已被证明是野生鲑鱼种类下降到历史水平以下和水生健康下降的一个重要原因(Heifetz et al. 1986，静水科学2012)。在过去的60年里，森林里的伐木和筑路导致了这个问题(a)增加了土壤侵蚀;(b)鱼类所需的河岸树木减少;以及(c)阻塞鲑鱼迁徙到产卵地点的鱼类通道(Dunlap, 1997)。木材生产导致的河流和溪流退化对许多其他生态系统服务产生了不利影响，而不仅仅是与消费、观看或了解野生鲑鱼在历史上的丰富水平有关的服务。例如，记录在案的汤加斯河的例子包括营养循环的退化(Tiegs等人，2008年)、水调节(Gomi等人，2004年)和侵蚀控制服务(K. Kahklen和W. Hartsog, 1998年，未出版的手稿)．
河流修复包括放置大型倒下的木材，创建水池，稳定河岸，更换涵洞，河岸变薄，和道路拆除。由于大约500英里的退化河流(USFS 2006)，目前的汤加斯管理计划仅将其中约5%的河流英里用于恢复活动(现状替代方案中的属性级别)。另外，选择实验中的保护方案允许受访者对100英里的优先退化河流的恢复进行评估。事实证明，对恢复活动的投资可通过改善土壤稳定性、水质和鱼类和无脊椎动物的水生栖息地，改善退化溪流的水生健康(Keeley等，1996年)。流域恢复还会产生工程和环境咨询工作。
次生林时恢复
汤加斯地区几十年的伐木已经造成47万英亩土地退化，以及数英里的废弃木材公路，加剧了水土流失。伐木后的第二生长树过于密集，无法产生对野生动物至关重要的自然数量的草和浆果(Wallmo and Schoen 1980)。这种受损状态已经持续了100多年(Alaback 1982)。主要受影响的生态系统服务包括野生动物栖息地退化(例如，Kirchoff and Schoen 1987, Flatten et al. 2001)、碳储量减少(Leighty et al. 2006)和干扰调节退化(Harris 1999)。这些服务的退化还对与这些森林直接或间接相关的众多文化和供应生态系统服务产生了连锁不良影响。
森林恢复包括变密度的树木间伐(相对于均匀间隔的人工林间伐)，可以提高林下植被的产量、本地生物多样性，并加快向原始生长条件的演替轨迹(Christensen 2012)。汤加斯的森林恢复还将创造就业机会和木材副产品(Hjerpe 2011年)。根据汤加斯目前的管理计划，大约1%的第二生长英亩被用于恢复活动(现状替代方案中的属性级别)。相比之下，在选择实验中向受访者提供的拟议保护管理计划允许恢复多达10万英亩(在47万英亩中)的优先二次生长。
调查管理
因为阿拉斯加人对汤加斯人有不同程度的了解，所以他们向受访者解释了一系列的属性和他们的水平。这些属性以一种有意义和可实施的方式解决了保护目标，以及这些属性在使用价值、被动使用价值和机会成本方面对受访者的重要性。所选守恒属性及其级别的信息构成了创建正交选择集的基础。采用SAS实验设计程序，使用4个属性，每个属性有3个层次，创建32个备选选择集。因为处理32个选择集的信息是一项艰巨的任务，所以这32个选择集被随机分成8块，每块4个选择集。实际上，每个受访者都被要求从4个选择集中选择最喜欢的选项，并对它们进行排名。附录1给出了对阿拉斯加家庭实施的样本选择集。如选择集所示，产生了离散选择和排名数据。为了简洁起见，我们只分析离散的选择数据。为了确保调查能切实地从调查家庭中引出感兴趣的数据，进行了预测试。 Modifications to the questionnaire were made following the pretesting phase.
每个选择集包括一个现状选项，假设当前的管理水平(也就是衍生的生态系统服务的当前数量和质量)在未来五年持续，而不需要受访者额外支付任何费用，以及两个保护选项，要求受访者一次性一次性支付一笔钱，以换取在现状下可以达到的基础上的生态改善。列入现状替代方案使受保护替代方案不利影响的利益攸关方在选择拒绝任何一对替代方案的情况下可以这样做。注意，这些保护方案没有标注;所选的属性和级别被认为能够传达所有相关信息。属性水平的变化通过测量他们在现状选择中的水平来传达给受访者。
研究的样本框架由阿拉斯加家庭组成。介绍性部分解释了选择的背景，包括描述假设偏差和需要考虑个人预算阈值的廉价谈话脚本。答复者被告知，这项工作的完成将有助于决策者确定管理战略的优先次序。在预测试之后，根据他们参与网络调查的意愿随机抽取了一个家庭样本。为了提高回复率和诱导受访者回答所有问题，我们承诺10个奖金，每个奖金100元，并最终随机选出受访者。在调查截止日期后，对非受访者的随机子样本进行了后续电话调查，以寻找不回应的原因。
支付估价意愿
在我们的研究中，考虑到目前和拟议的森林管理方案的多属性性质，我们使用了选择实验。为了获得参数估计，对数据进行了虚拟编码。使用nlogit4对条件logit、嵌套logit和随机参数logit三种备选模型进行了估计。选择实验允许研究人员描述复杂的场景和权衡，并同时关注多个权衡，从而产生丰富的统计信息。通过将实施提议的管理方案的成本作为属性之一，来自概率选择模型的参数估计可以转换为属性级别变化的支付意愿估计(Adamowicz等，1998年，Rolfe等，2000年)。
随机效用理论(McFadden 1974)为分析和解释选择实验数据提供了理论基础。根据这一理论，间接效用函数(Uij)可以表示为在选择集中选择选项j的被调查者i的系统(Vij)和随机分量(εij)：
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(1） |
系统组件通常被指定为备选项属性的函数(Xj)和受访者特征(Z我)．随机分量(εij)捕捉了不可观察因素对个人选择的影响，并允许对实际选择做出概率陈述。因此,让你ij成为我与替代联系在一起的效用个体j．根据随机效用假设，个体i将从选项集C中选择选项j我当且仅当
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（2） |
个人i选择选项j而不是选项k的概率由
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（3） |
条件分对数
假设效用的随机分量独立同分布于具有极值I型分布的备选项中，则个体I选择备选项j的概率J选项集C中的选项我由(Greene 2008)给出
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（4） |
其中β为使用条件logit估计的参数。系统成分可能包括替代特异性常数(ASC)，它可以被操纵来分析禀赋效应，并与个体特异性特征相互作用，以解释偏好异质性(Adamowicz et al. 1998, Meyerhoff et al. 2009)。随机分量的分布假设使模型具有不受无关备选项限制的独立性。这一限制意味着对替代品之间的交叉替代是相等的，不受其他替代品存在或不存在的影响。当满足IIA时，选择概率之比不受另一个选项是否在选择集中的影响。
嵌套分对数
为了克服IIA的限制，一种方法是估计一个嵌套的logit模型，将相似的选项分组到单独的巢中，这样随机组件在选择集的一个巢中相互关联，而不是跨巢。让我们将J个备选方案划分为互不重叠的分支，每个分支都包含Jb替代方案。嵌套logit概率Pijb等于分支b中备选项j的条件概率和分支b的边际概率的乘积．也就是说,
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（5） |
右边的第一项Pij | b,为被调查者i在分支b中选择了选项(j)的条件概率，而第二项是在分支b中选择选项的边际概率。假设被调查者效用函数中的误差项遵循广义极值分布，嵌套logit概率可表示为(Greene 2008)
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(6） |
τ系数是包含值系数或不相似参数(Ben-Akiva and Lerman 1985)。条件logit模型针对嵌套的logit规范的零假设是Ho: τ = 1。拒绝这个假设的失败意味着嵌套的logit崩溃为条件logit。相反，与一个合理嵌套的logit结构明显不同的值。嵌套logit模型与随机效用最大化一致的一个全局充充性条件是，包含值(τ)的参数在0-1的范围内，并且随着树的更高级别而不增加(Louviere et al. 2000)。
随机参数记录(RPL)
在随机参数logit模型中，未知参数被假设为随机的，在抽样的应答者中取不同的值。该模型更加通用，因为它没有在任何级别上强加IIA限制。根据RPL，个体i从选择选项j中获得的效用由
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(7） |
你在哪里本土知识, k = 1,…，K, is multivariate normally distributed with correlation matrixR，k为KTH分布的标准差。Hensher等人(2005)建议在估计参数时限制标准差的分布为分布的平均值，z我是一个人的特定特征的向量，在不同的选择中不变化，εij是一个随机项，它被假设为独立和同分布的极值。由于模型的对数似然无法解析求解，因此采用模拟的对数似然估计参数。
隐含价格和情景支付意愿
系统分量(Vij=)可用于计算效用改进的支付意愿(WTP)，即改进后和改进前的最大效用期望值之差，除以成本变量系数(β)c)，它代表货币的边际效用。对于单个属性中的更改(x)，边际支付意愿(mWTP或隐含价格)为:
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（8） |
边际支付意愿(mWTP)与几个属性的变化相关
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（9) |
实证结果
一家位于阿拉斯加州安克雷奇的调查研究公司签约，从2012年4月9日至2012年10月15日，负责管理这项基于网络的调查。在阿拉斯加州打了61,260个电话后，总共招募了1021名参与者。参与者会收到一份个人信息，说明调查的目的、进行调查的机构以及完成调查所需的预计时间。此外，参与者被告知，在回答所有调查问题的人中，将随机抽取10人，每人获得100美元。到调查结束时，实际上有480人参与了调查，其中384人回答了所有四个独立的选择题。随机抽取了20名非受访者，询问他们没有完成调查的原因。大多数被拒绝的人只是拒绝参与，没有说明具体原因就挂断了电话。那些发表评论的人提到，他们对这个话题不感兴趣，而且/或者不愿意透露个人信息。考虑到阿拉斯加的广阔地域和邮寄的问题，基于网络的调查是最好的选择，尽管有可能使用互联网和计算机的人比例过高，而且不能完全排除样本选择偏差。
描述性统计
本研究的分析基于384个家庭的反应，他们从四个离散的选择集中选择了他们最喜欢的选项。在三种选择方案中，选择现状方案的概率为24%，选择保守方案A的概率为40%，选择方案B的概率为36%。表2报告了社会经济特征。与美国人口普查局(U.S. Census Bureau) 2010年阿拉斯加官方统计数据的对比显示，45岁以上、受教育程度较高和依赖林业的人比例过高(14%的受访者报告从伐木和木制品行业获得一定收入)，而收入在4.5万美元以下和10万美元以上的人比例过低。在将结果外推到州一级时，应该记住这些与官方统计数据的偏差。
计量结果
基于Hausman检验，在5%显著性水平(p = 0.0292)下，拒绝与不相关替代品(IIA)独立的零假设。因此，使用条件logit来分析我们的数据是不合适的，因为参数估计会不一致。部分放松IIA，估计了一个有两个巢的嵌套logit，其中建议的备选方案放在一个巢中，而现状的备选方案放在另一个巢中。现状替代方案的包含值被限制为1。无约束tau(包含值= 0.852)的估计值在区间0-1之间，在10%处显著，这表明对于该数据使用嵌套logit是合适的，并且符合随机效用假设。基于伪r平方的嵌套logit与条件logit相比，具有更好的拟合性。然而，收敛处的对数似然和信息准则表明，更灵活的随机参数logit在任何级别上都不强加IIA，并允许偏好异质性，其性能甚至优于嵌套logit。因此，虽然表3报告了条件logit、嵌套logit和随机参数logit的结果，但本文的其余部分给出了基于随机参数logit的结果。
所有替代特定属性的系数在1%时显著且具有适当的符号。具体地说，费用系数(代表家庭一次性为拟议的改善提供资金)是负的。在其他条件相同的情况下，成本较高的替代品不太可能被选择，因为成本较高会降低效用。所有非成本属性的系数，包括老林保护、流域恢复和次生林恢复均为正。这表明，保护和恢复活动的增加增加了家庭效用，而且人们对提议的替代方案有强烈的偏好。捕捉阿拉斯加家庭之间的偏好异质性，所有与随机参数相关的标准差都非常显著，这意味着阿拉斯加家庭之间对不同水平的保护和恢复活动的估值存在重要差异。具体来说，年龄小于45岁的男性、家庭年收入低于5万美元的阿拉斯加东南部居民以及抚养子女不足18年的男性表现出了现状偏见。
为环境保护支付的平均边际意愿
根据公式8，估计的系数被用来确定阿拉斯加人为每个属性的改善支付的边际意愿(或隐性价格)。结果(见表4)表明，一个典型的阿拉斯加家庭愿意支付147美元来保存汤加斯地区预定收割的50%的老植物，愿意支付154美元来保存预定收割的100%的老植物，这意味着属性的更高层次的边际效用递减。恢复50%和100%优先退化鲑鱼流的相应意愿为127美元和130美元，表现出与原始生长保护属性类似的估值行为。相比之下，恢复50%和100%优先次生林面积的WTP分别为143美元和97美元。显然，对次生林恢复的水平有不同的看法。根据公式9，对于所有三个属性增加50%(项目低)的估计边际支付意愿为每户416美元，而对于所有属性增加100%(项目高)的估计边际支付意愿为每户381美元。
讨论和结论
本研究的目的是利用最佳实践设计一个最适用于森林规划和管理的选择实验，以测量汤加斯保护项目的WTP。50%原始植物保存的平均WTP(2012年147美元)与全球生态系统保存的元分析(Hjerpe等，2015年)中发现的平均保存值(2010年131美元)一致。基于随机参数logit的估计结果表明，家庭WTP随属性和特定水平的变化而变化。然而，受访者对每个属性的不同程度的评价存在重要差异。特别是，范围效应似乎适用于原生林保护和流域恢复属性(100%水平优先于50%水平)，但不适用于次生林恢复属性。对于这个属性，100%上的系数要比50%水平上的相应系数小得多。这一估值模式表明，阿拉斯加人对非木材产出持有重要价值，因为向他们提供的关于保存老树种的背景资料明确指出，收益将是非木材类型的，并将导致在这些英亩上失去伐木工作。然而，与50%相比，所有非成本属性增加100%的较小项目WTP意味着阿拉斯加人对保护的支持有一个阈值，超过某个点就会减少。
对森林管理的影响
因为与公共森林保护方案相关的大多数经济价值并不排除其他人持有这些价值(非竞争性商品)，使用区域会计立场将过于狭隘，无法反映所有美国公民的利益和成本，并将严重歪曲经济福祉的变化。有些人甚至可能认为美国太窄了，更倾向于使用一个更大的区域来计算，因为汤加斯约占世界沿海温带雨林的三分之一(DellaSala et al. 2011)。卢米斯(1996)在一项专注于华盛顿为恢复鲑鱼数量而拆除水坝的意愿的研究中发现，其他美国家庭反映了97%的效益。在另一项研究中，Pate和Loomis(1997)发现，如果限于研究地点所代表的政治边界，用于湿地改善的WTP将被低估3亿美元。因此，对于绝大多数美国公民持有被动使用价值观的古老的自然资源保护，尽管非居民持有的被动使用价值观可能与当地人持有的不同，但将当前研究估计的支付意愿外推到美国水平可能是合理的。例如，卢米斯和冈萨雷斯-卡班(1996)报告称，非居民为保护加州古林免受火灾而支付的意愿每增加1000英里就下降1%。
因为我们不知道样本之外的值是如何变化的，我们保守地将WTP估计值外推到阿拉斯加州，我们知道这低估了总经济价值，因为对汤加斯保护来说，全国WTP肯定大于零。推断到州一级的争议应该是最小的，因为样本是全州范围内的，森林位于这里，森林在许多方面给州居民带来了好处。然而，必须检查样本选择偏差和社会人口统计信息的调查受访者表明，我们的样本是相当有代表性的价值，为整个阿拉斯加州。我们还将阿拉斯加生活在贫困水平以下的家庭数量的外推率降低了10%。我们认为贫困线以下的家庭不应该被包括在总数中，因为他们没有可自由支配的收入，而且我们样本的平均收入(9.9万美元)高于全州平均家庭收入(8.7万美元)。考虑到阿拉斯加252,290户家庭的总数(美国人口普查局2010年)减去10%，州一级的边际意愿估计为三个属性中每一个50%的改善为9450万美元，范围为752 - 1.138亿美元(表4)。
由效益-成本分析确定的森林一级的经济效率分析一直是用于决定管理备选方案的指导性经济信息，也是纳入养护方案的技术价值估算的地方。虽然管理人员不一定要选择被认为最有效的方案(最高的BCA比率)，但经济效率分析是土地使用的一个主要决定因素，也是1976年《国家森林管理法》所要求的。USFS的区域经济效率通常将木材、矿物和娱乐的收入(效益)与提供这些收入的代理成本进行比较。传统上，这可以归结为将伐木收入与木材销售准备和管理的成本进行比较。木材、矿物和娱乐收入很容易追踪，是主导国家森林经济效率分析的使用价值的象征。为支持生态系统服务而持有的大量间接使用价值，以及受所追求的管理战略类型影响的被动使用价值，则较少为人所知，或许也更难以量化。例如，每增加一英亩预定的原始作物收成，会减少多少公共被动利用价值?预定的保护计划的价值增加了多少?
通过分析汤加斯老木材销售项目的收益和成本，可以发现汤加斯不仅是美国最后一个具有工业规模的老木材采伐项目，也是美国社会效率最低的木材项目。汤加斯对美国财政部的林桩收入或收益的基本利率为7.12美元/mbf(千板英尺)，而生产木材销售的相关代理成本为101美元/mbf (TLMP 2008:3-546)。成本超过收益14倍。汤加斯木材极低的砍伐率是阿拉斯加东南部偏远地区木材生产成本过高的结果(Crone 2005年)。当考虑到本研究确定的社会福利损失的机会成本时，汤加斯木材项目的经济效率更低。将本研究中表3中50%原始植物保护属性所确定的外推平均边际WTP(3330万美元)除以该属性的英亩数(222500英亩)，表明平均边际意愿为每英亩保护原始植物支付150美元。在更细的尺度上，使用汤加斯木林平均锯木量为每英亩20mbf (TLMP 2008:3-327)，保存汤加斯老木目前计划采伐的经济需求约为7.5美元/mbf。因此，利用汤加斯的老木材进行采伐所放弃的社会经济价值本身就大于这种木材所获得的树桩。当把这个机会成本加到规划木材销售的代理成本时，成本超过收益的比例为15。在安排老林木材采伐时，与福利价值损失相关的机会成本可以根据计划采伐的提议老林面积直接计算出每种管理方案。
进一步研究的建议
更多地将非市场生态系统服务价值纳入公共森林规划，涉及资源的保护或开发，面临着体制和方法上的障碍。我们已经确定了其中的许多，并推荐了设计适用于公共森林规划的保护评估研究的最佳实践。虽然经济学专业可能对减少制度障碍没有太大影响，但经济学家能够也需要改进其估值方法，以便将结果更多地应用于公共土地管理。提高守恒性评价的适用性是一项艰巨的任务，需要在实验设计和预测试方面采取更加审慎的方法。与环境保护相关的环境改善可以通过多种方式定义和表达，使商品异质性成为适用性的一个重要问题(Van Houtven et al. 2007)。基于我们的案例研究，我们认为有必要进一步研究如何简化选择模型，以便更好地与公共土地管理单位和产出保持一致，提供更多有价值的二次信息，而不仅仅是最终的WTP估计值，确定可供外推的值的空间范围，并改进属性和备选方案的包装，以便将生态系统服务流向相似的方向捆绑。
在这项研究中使用的离散选择分析主要关注一个家庭最喜欢的选择。关于一个家庭的次优选择的信息丢失了。使用关于最优先备选办法以及第二和第三优先备选办法的资料的偶然排名分析将有助于深入了解阿拉斯加人对提议的管理备选办法的感情程度。对态度和意见的作用以及根本理由的研究也将是有益的。特别是，研究不同类型的价值(使用与被动使用)的相对重要性如何在空间上、跨社会人口群体和跨利益攸关方(如森林工业、伐木者)之间发生变化，将有助于政策制定者精心实施拟议的管理替代方案。
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[1]我们用“老树龄”来表示所有不受工业规模伐木影响的林分，不考虑任意的树龄。这些天然林分以成熟的森林为典型，但也包括因干扰而自然再生的各种老树斑块。
[２]美国林务局将非生产性森林定义为每年每英亩不能生长至少20立方英尺工业木材的森林。
[3]这一建议可能与景观估值方法不一致，因为与行政和政治边界相比，生态系统边界在形状、大小和功能上是不同的。对小型管理单元进行的评估可能受益于将属性限制到唯一的管理单元。
致谢
我们非常感谢匿名审稿人和期刊编辑的建议和评论。我们感谢William Greene、Warren Kuhfeld、Wendy Loya、Ian Munn以及Jason Leppi和Melanie Smith对选择设计的贡献。此外，我们还要感谢Omkar Joshi、Spencer Phillips和Nicole Whittington-Evans。
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